JP2016018099A - フォトマスクの欠陥修正方法、欠陥修正装置およびフォトマスク - Google Patents

Abstract

【課題】フォトマスクの黒欠陥を欠陥修正し形成した回路パターンのエッジに発生するサイドエッチングを、フォトマスクを真空チャンバーから出さずに非破壊で評価する。
【解決手段】フォトマスクの黒欠陥を荷電粒子線を用いてエッチングすることで回路パターンのエッジを新規に形成する工程と、前記エッジの近傍にレーザー光を照射し、該レーザー光がフォトマスクを透過する光透過率を測定する工程と、前記光透過率により前記エッジに発生するサイドエッチングを観測する工程によりフォトマスクの欠陥を修正する。
【選択図】図１

Description

本発明は真空チャンバー内でのフォトマスクの黒欠陥の修正方法とそれに用いるフォトマスクの欠陥修正装置に関する。

近年、半導体加工、特に、大規模集積回路の高集積化により、回路パターンの微細化が進められており、その結果、フォトマスクの製造においても、上記微細化に伴い、より微細かつ正確なマスクパターンを描画できる技術が求められている。

そのため、フォトマスクの加工においては、より高精度のマスクパターンを形成しなければならず、それにはフォトマスクブランクス上に高精度のレジストパターンとエッチングプロセスが必要になる。

一方、回路パターンを形成した後のフォトマスクの欠陥には、本来必要なパターンが欠損もしくは欠落しているもの（白欠陥）と、不要なパターンが余剰に存在しているもの（黒欠陥）とがある。黒欠陥の修正方法としては、エッチングアシストガスを吹き付けながら集束イオンビーム（ＦＩＢ）や電子ビーム（ＥＢ）を照射して、黒欠陥部分をガスアシストエッチングすることにより除去し、黒欠陥により隠されていた正規の回路パターンのエッジを新しく形成する方法が主流となっている。

近年のフォトマスクのパターンの微細化、高精度化に伴って、フォトマスクパターンの黒欠陥部分、すなわち、回路パターンから突出した黒欠陥の回路パターン以外の部分を除去して高精度で回路パターンの境界線（エッジ）を形成できる方法が望まれている。

しかし、フォトマスクの微細化、高精度化によって、遮光層材料が下地の基板とのエッチング選択性が極端に高いものや低いものが選択されることがあり、そのような場合には、修正のためのエッチング中に、黒欠陥の被エッチング膜を除去して形成した回路パターンのエッジに、サイドエッチング等の膜ダメージが発生し、フォトマスクの黒欠陥を修正して形成した回路パターンの新しいエッジの形状が著しく悪くなるという問題を抱えている。

このサイドエッチングは従来、修正評価後にフォトマスクを断裁しＦＩＢで加工してチップ化する。そして、そのチップをＴＥＭ（透過電子顕微鏡）で回路パターンのエッジの断面形状を観察して評価する。しかし、断裁する事によりフォトマスクは他の評価に再利用する事が出来ず、かつＴＥＭ観察の測定結果が得られるまで数日という長期間を要する問題があった。

特開２０１１−２３８８０１公報

本発明の課題は、上記の従来の問題点を解決するために、フォトマスクの黒欠陥の欠陥修正により回路パターンのエッジを形成する際の、そのエッジ部分に発生するサイドエッチングを、フォトマスクを真空チャンバーから出さずに非破壊かつ短時間で評価できる技術を提供することにある。

上記の課題を解決するための手段として、本発明は、フォトマスクの欠陥修正方法であって、
フォトマスクの黒欠陥を荷電粒子線を用いてエッチングすることで回路パターンのエッジを新規に形成する工程と、
前記エッジの近傍にレーザー光を照射し、該レーザー光がフォトマスクを透過する光透過率を測定する工程と、
前記光透過率により前記エッジに発生するサイドエッチングを観測する工程
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である。

本発明は、これにより、新規に形成するエッジのサイドエッチングを速やかに検出できる効果がある。

また、本発明は、上記のフォトマスクの欠陥修正方法であって、前記光透過率を測定する工程が、少なくとも前記回路パターンと、前記黒欠陥と、新規に形成した前記回路パターンのエッジとに、前記レーザー光を照射することを特徴とするフォトマスクの欠陥修正方法。

本発明は、これにより、黒欠陥をエッチングして新規に形成した回路パターンのエッジに発生するサイドエッチングを速やかに発見しエッチング処理を改善することができる効果がある。

また、本発明は、フォトマスクの欠陥修正装置であって、
フォトマスクの黒欠陥を荷電粒子線を用いてエッチングすることで回路パターンのエッジを新規に形成する欠陥修正機構と、
前記エッジの近傍にレーザー光を照射するレーザー光照射手段と、
該レーザー光がフォトマスクを透過する光透過率を測定するレーザー光検出器と、
前記光透過率により前記エッジに発生するサイドエッチングを観測する光透過率分布データ作成手段
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である。

また、本発明は、上記のフォトマスクの欠陥修正装置であって、
前記レーザー光照射手段が、少なくとも前記回路パターンと前記黒欠陥とに前記レーザー光を照射することを特徴とするフォトマスクの欠陥修正装置である。

また、本発明は、上記のフォトマスクの欠陥修正装置であって、
前記レーザー光照射手段が、
少なくとも前記回路パターンと、前記黒欠陥と、新規に形成した前記回路パターンのエッジとに、前記レーザー光を照射することを特徴とするフォトマスクの欠陥修正装置である。

また、本発明は、上記のフォトマスクの欠陥修正装置であって、
前記欠陥修正機構の用いる荷電粒子線が電子線であり、
前記欠陥修正機構と前記レーザー光照射手段と前記レーザー光検出器が真空チャンバー内に設置されていることを特徴とするフォトマスクの欠陥修正装置である。

また、本発明は、上記のフォトマスクの欠陥修正方法を用いて製造されたことを特徴とするフォトマスクである。

本発明によれば、フォトマスクの黒欠陥を荷電粒子線を用いてエッチングし、一方、その黒欠陥にレーザー光を照射し、そのレーザー光がフォトマスクを透過する光透過率を測定し、その光透過率の時間変化に基づいて荷電粒子線によるエッチングを停止することで、荷電粒子線による黒欠陥のエッチングが適正に行える効果がある。

また、本発明によれば、フォトマスクの黒欠陥を前記荷電粒子線を用いてエッチングすることでフォトマスクの回路パターンのエッジを新規に形成し、そのエッジの近傍に照射したレーザー光がフォトマスクを透過する光透過率を測定することでサイドエッチングを測定しつつエッチングするので、黒パターンのエッチングにより形成する回路パターンのエッジが過度にエッチングされる不具合を速やかに発見しエッチング処理を改善することができる効果がある。

また、本発明によれば、フォトマスクを真空チャンバー内に設置したままで、黒欠陥の修正エッチングを行うとともに、レーザー光で修正部分に形成した回路パターンのエッジのサイドエッチングを検出することが可能となる。それにより、非破壊でエッジのサイドエッチングの評価を実施する事が可能になる効果がある。そして、エッジのサイドエッチングの評価時間を短くできる効果がある。

本発明の実施形態のフォトマスクの欠陥修正装置を示す概略断面図である。 本発明の実施例１での黒欠陥のエッチングにより形成される回路パターンのエッジの断面図である。 本発明の実施例２での黒欠陥のエッチングにより形成される回路パターンのエッジの断面図である。 本発明の実施例１での、黒欠陥の複数箇所を透過するレーザー光の光透過率の時間変化のグラフである。 本発明の実施例２での、黒欠陥の複数箇所を透過するレーザー光の光透過率の時間変化のグラフである。 本発明の実施形態のフォトマスクの欠陥修正方法のフローチャートである。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態のマスクの欠陥修正装置と、マスクの欠陥修正方法を、図１から図６を参照しながら説明する。

図１には、第１の実施形態のマスクの欠陥修正装置の構成を示す。図２と図３には、この欠陥修正装置による荷電粒子による欠陥修正機機構によるフォトマスクの黒欠陥のエッチング処理の概要と、レーザー機構による修正部分の検査処理の概要を示す。

図４と図５には、レーザー機構の光透過率分布データ作成手段が作成する、黒欠陥の複数箇所を透過するレーザー光の光透過率の時間変化のグラフのデータを示す。図６には、欠陥修正装置の動作のフローチャートを示す。

（フォトマスクの黒欠陥）
フォトマスク６は、フォトマスク６の基板１００上に遮光膜１０１をエッチングして形成した回路パターン１０３に、修正すべき対象の黒欠陥１０２が混在している。この黒欠陥１０２は、正規の回路パターン１０３に重なって正規の回路パターンのエッジのパターンを隠している。

そのため、図２又は図３のように、マスクの欠陥修正装置が、この黒欠陥１０２の部分を荷電粒子線２を用いて精密にエッチングすることで、正規の回路パターン１０３が黒欠陥１０２によって隠されていた回路パターン１０３のエッジを新規に形成する。

（欠陥修正機構）
マスクの欠陥修正装置は、真空チャンバー内で、電子線（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ）等の荷電粒子線２を、加速してフォトマスク６の黒欠陥１０２に収束する欠陥修正機構を有する。その荷電粒子線２を用いて、黒欠陥１０２の部分をエッチングする。それにより、黒欠陥１０２が重なってエッジが隠されていた正規の回路パターン１０３のエッジのパターンを新規に作成する。

欠陥修正機構は、真空チャンバー内で、電子銃１より発射された電子線等の荷電粒子線２を電磁式のコンデンサレンズ３および対物レンズ４により集束して、エッチングすべき黒欠陥１０２の位置に精密に位置を合わせて照射する。荷電粒子線２は、静電式あるいは電磁式の偏向器５により偏向させることで、フォトマスク６のエッチングすべき黒欠陥１０２の位置に正確に照射する。

荷電粒子線２は黒欠陥１０２の位置を走査して、荷電粒子線２を精密に断続させることで、荷電粒子線２が黒欠陥１０２のエッチングすべき領域を走査するタイミングのみに荷電粒子線を出射することで、黒欠陥１０２の所定の領域のみをエッチングすることができる。

あるいは、荷電粒子線２を連続して照射し、その荷電粒子線２を照射する位置を、黒欠陥１０２のエッチングすべき領域のみに照射することで、黒欠陥１０２の所定の領域のみをエッチングすることができる。

（真空チャンバー）
マスクの欠陥修正装置は、フォトマスク６を真空チャンバー内に搬入して、真空チャンバー内のステージの上に、フォトマスク６の修正すべき対象の黒欠陥１０２が混在している回路パターン１０３の面を上面に向けて設置する。

（ガスノズル）
欠陥修正装置は、黒欠陥１０２の所定の領域を荷電粒子線２でエッチングするために、その修正対象の黒欠陥１０２の材質に適するエッチングアシストガス８を噴射して、黒欠陥１０２の周囲にエッチングアシストガス８の雰囲気を形成するガスノズル７を備える。

（レーザー機構）
欠陥修正装置は、真空チャンバー内において、欠陥修正機構が黒欠陥１０２を修正することで新規に正規の回路パターン１０３のエッジを形成する。そして、この新規に形成した、正規の回路パターン１０３のエッジ部分をレーザー機構によって観察する。

レーザー機構は、レーザー光Ｌを照射するレーザー光照射手段１０と、フォトマスク６を透過したレーザー光Ｌの強度を測定するフォトダイオード型の透過レーザー光検出器２０と、光透過率分布データ作成手段３０とで構成する。

（レーザー光照射手段）
レーザー光照射手段１０は、図２又は図３のように、レーザー発振器１１と、指定領域にレーザー光Ｌを照射する位置を変えられる回転鏡やガルバノミラー等のレーザー光偏向手段１２と集光手段１３で構成する。

ここで、レーザー光Ｌの進行方向に対するレーザー光偏向手段１２と集光手段１３の順番は、この順番に限定されず、レーザー発振器１１、集光手段１３、レーザー光偏向手段１２の順に配置することもできる。

レーザー光照射手段１０は、レーザー発振器１１から出射したレーザー光Ｌを集光レンズ等の集光手段１３で収束させて小さなスポットに絞り込んでフォトマスク６の基板１００の面に垂直な方向から遮光膜１０１に照射する。

スポット径を小さくするため、レーザー光Ｌの波長は、２００ｎｍ未満の真空紫外線領域のレーザー光Ｌが望ましい。光束を小さなスポット径に絞るために、短い波長のレーザー光Ｌを用いる事が望ましい。

そのレーザー光Ｌのスポットを、新たに形成した回路パターン１０３のエッジの近傍に照射する。レーザー光偏向手段１２が、レーザー光Ｌを偏向させて、そのスポットを、正規の回路パターン１０３のために新たに形成したエッジを横切らせてエッジの近傍にレーザー光Ｌを走査させる。

あるいは、レーザー光偏向手段１２は、レーザー光Ｌを照射する位置を、回路パターン１０３のエッジの部分の複数の測定点に断続的に切り替えて、所定の測定点にのみレーザー光Ｌを照射することで、所定の測定点のみのレーザー光Ｌの光透過率を測定することができる。

（変形例１）
レーザー光偏向手段１２の変形例１として、黒欠陥１０２の上への荷電粒子線２の照射を停止した上で、フォトマスク６の基板１００を水平移動させて、フォトマスク６とレーザー光Ｌの相対位置を変えることで、フォトマスク６上にレーザー光Ｌを移動させる機構で構成するレーザー光偏向手段１２を用いることもできる。

（変形例２）
変形例２として、レーザー光偏向手段１２を、レーザー光Ｌを複数の光路のレーザー光Ａ、Ｂ、Ｃに分岐させ、レーザー光Ａ、Ｂ、Ｃを、正規の回路パターン１０３の新たに形成したエッジを横切る走査線上の複数の箇所に光のスポットを集光させるようにし、そのレーザー光Ａ、Ｂ、Ｃを光スイッチで切り替えて回路パターン１０３の各位置に照射しても良い。

そのように、光スイッチによりレーザー光Ｌを、レーザー光Ａ、Ｂ、Ｃに切り替えることで、照射位置を切り替えるてレーザー光Ｌの照射位置を走査するレーザー光偏向手段１２を構成することもできる。

（レーザー光検出器）
レーザー光検出器２０は、フォトマスク６の裏面に設置し、受光したレーザー光Ｌの強度を電気信号に変換することでフォトマスク６を透過したレーザー光Ｌの強度を検出する。

こうして、レーザー光照射手段１０が、レーザー発振器１１から出射したレーザー光Ｌを集光手段１３によってフォトマスク６の回路パターン１０３上に集光させ、かつ、レーザー光偏向手段１２が集光するレーザー光Ｌのスポットの位置を回路パターン１０３上を移動させて走査する。本発明のレーザー機構が、そのレーザー光Ｌがフォトマスク６の回路パターン１０３を透過した光をレーザー光検出器２０が検出する。

（光透過率分布データ作成手段）
そして、光透過率分布データ作成手段３０が、レーザー光検出器２０が検出した光量データを、レーザー光照射手段１０のレーザー光偏向手段１２によるレーザー光Ｌの走査位置に同期させることで、レーザー光Ｌの各照射位置毎の透過レーザー光Ｌの強度分布データを取得する。

光透過率分布データ作成手段３０は、そのレーザー光Ｌの各照射位置毎の透過レーザー光Ｌの強度分布データを表示装置に表示して操作者に示す。こうして、フォトマスク６を真空チャンバーから出さずに、全ての作業を行い、位置毎の光透過強度分布のデータを表示装置に表示させることができる。

（フォトマスクの黒欠陥修正方法）
図６に、本実施形態の欠陥修正装置を用いて、真空チャンバー内へのフォトマスク６の搬入工程から、フォトマスク６の欠陥修正工程を経て、フォトマスク６を真空チャンバーから搬出するまでの、フォトマスク６の欠陥修正方法のフローチャートを示す。以下、この欠陥修正方法を、図面を参照しながら説明する。

（ステップＳ１）
まずフォトマスク６を、欠陥修正装置の真空チャンバー内へ搬入し、真空チャンバー内のステージに、回路パターン１０３を形成した遮光膜１０１の面を上面に向けて設置する。

（ステップＳ２）
真空チャンバー内で、フォトマスク６に荷電粒子線２を走査させてそのフォトマスク６に形成されたパターンの位置を測定することで、フォトマスク６のアライメント位置を正確に測定する。

この正確なアライメント位置によって、荷電粒子線２を照射する位置は、先に正確に測定したフォトマスク６のアライメント位置に正確に合わるように補正した位置に照射する。これにより、正規の回路パターン１０３の隠されたエッジを形成するために黒欠陥１０２に照射する荷電粒子線２の位置を正確に定めて、黒欠陥１０２を正確にエッチングすることができる。

（ステップＳ３）
エッチングアシストガス８を供給した雰囲気中で、荷電粒子線２で黒欠陥１０２をエッチングして正規の回路パターン１０３のエッジを新規に作成する。

（ステップＳ４）
黒欠陥１０２を荷電粒子線２でエッチングしている最中に、レーザー機構を用いて、新規に形成した正規の回路パターン１０３のエッジ部分を以下の様にして観察する。すなわち、レーザー機構のレーザー光照射手段１０がレーザー光Ｌを新規に形成した回路パターン１０３のエッジ部分を走査して観察する。

レーザー光Ｌを、フォトマスク６の基板１００の上の遮光膜１０１のパターン上に照射して、そのレーザー光Ｌのスポットを新規に形成された正規の回路パターン１０３のエッジを横切らせるように走査させる。図２で、そうして回路パターン１０３の各位置を走査したレーザー光Ｌを、レーザー光Ａ、Ｂ、Ｃと名付ける。

レーザー光Ａは、エッチングされていない回路パターン１０３の遮光膜１０１上にあり、レーザー光Ｂは、荷電粒子線２により形成されている回路パターン１０３のエッジ部分の上にある。レーザー光Ｃは、黒欠陥１０２が荷電粒子線２によりエッチング加工され除去された領域、すなわち、回路パターン１０３のエッジ部分から外れた位置の修正加工領域にある。

レーザー光ＡとＣは、荷電粒子線２により形成されている回路パターン１０３のエッジ部分から十分に離れている位置であれば、何処でも構わない。レーザー光Ｂの位置は、荷電粒子線２によりエッチング加工された、回路パターン１０３のエッジ部分より５０ｎｍ以内の領域に照射する事が望ましい。

サイドエッチング形状は、対象とするフォトマスク６の基板１００と遮光膜１０２の種類と、エッチングアシストガス８等のエッチング条件の組み合わせによって異なる形に形成される。サイドエッチング形状は、大きく分けて、図２と図３で表す二種類の形状に分類できる。

第１の種類のサイドエッチング形状は、図２のように、荷電粒子線２によって新しく形成された回路パターン１０３のエッジ部分の下部にサイドエッチングが発生し、逆テーパー形状が形成される。

第２の種類のサイドエッチング形状は、図３のように、荷電粒子線２によって新しく形成された回路パターン１０３のエッジ部分の上部にサイドエッチングが発生し、順テーパー形状が形成される。

（ステップＳ５）
そのフォトマスク６を透過したレーザー光Ｌをレーザー光検出器２０が検出することで光透過率を得て、光透過率分布データ作成手段３０が、レーザー光Ｌが走査する位置毎の光透過率の測定データを用いて、レーザー光Ｌが走査する領域の光強度分布データを計算する。

（ステップＳ６）
光透過率分布データ作成手段３０が、その光強度分布データを、図４又は図５のように、荷電粒子線２によるエッチング時間毎に記録する。

すなわち、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、又は図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示した、荷電粒子線２による黒欠陥１０２のエッチング時間が経過するのに伴って進行するエッチングの各段階の時間毎に、レーザー光Ｌが走査する回路パターン１０３のエッジ部分の光強度分布データを記録する。

そして、光透過率分布データ作成手段３０が、各段階の時間毎の光強度分布データ値を用いて、図４又は図５のように、エッチングの進行に伴う、回路パターン１０３の各位置のレーザー光Ａ、Ｂ、Ｃの光透過率の時間変化のグラフのデータを作成する。

この光透過率の時間変化のグラフにより、黒欠陥１０２のエッチングの進行状況と、それにより形成される回路パターンのエッジのサイドエッチングの発生状況を観測することができる。

（ステップＳ７）
光透過率分布データ作成手段３０が、図４又は図５のようにレーザー光Ｃの光透過率のグラフの時間変化が無くなるグラフの折曲がり点、すなわち、遮光膜１０１を上層から最下層の、基板１００面までエッチングすることで到達するエッチング終了時点Ｅｄへの到達の有無を判定する。

光透過率分布データ作成手段３０が、エッチング終了時点Ｅｄに到達したことを判定した場合は、ステップＳ８に進む。エッチング終了時点Ｅｄに達していない場合は、ステップＳ３以降の処理を繰り返す。

（ステップＳ８）
エッチング終了時点Ｅｄに達した場合は、荷電粒子線２による黒欠陥１０２のエッチング処理を終え、フォトマスク６を真空チャンバーから搬出する。

（変形例３）
以上の処理の変形例３として、ステップＳ７でのエッチング終了時点Ｅｄへの到達の判定を、グラフの折曲がりの有無の解析を行わないでも、光透過率分布データ作成手段３０が、レーザー光Ｃの光透過率が図４又は図５のエッチング終了時点Ｅｄにおける所定の値の光透過率に達することを判定することで、エッチング終了時点Ｅｄへの到達を判定することが可能である。

本実施形態は、レーザー光Ｂが、新しく形成された回路パターン１０３のエッジ部分の遮光膜１０１の上面から下の基板１００まで透過した光量をレーザー光検出器２０で検出するので、図２、図３のどちらの形のサイドエッチング形状であっても、レーザー光検出器２０が検出する光透過率の変動を観察することができる。それにより、回路パターン１０３のエッジ部分へのサイドエッチングの形成の有無を判別することが可能である。

また、本実施形態は、真空チャンバー内の作業のみによって、フォトマスク６を真空チャンバーから出さずに、光透過強度分布のデータを得て、光透過強度分布データの時間変化を解析することで、回路パターン１０３のエッジ部分へのサイドエッチングの形成の有無を観察できる効果がある。

＜実施例１＞
フォトマスク６の欠陥修正装置の欠陥修正機構として、通常の走査型電子顕微鏡に、その真空チャンバー内に、エッチングアシストガス８を導入するためのガスノズル７を設置して欠陥修正機構を構成した。そして、レーザー機構として、レーザー光照射手段１０と、レーザー光検出器２０と、光透過率分布データ作成手段３０とでレーザー機構を構成した。

この欠陥修正装置に、欠陥を修正する対象のフォトマスク６として、ＭｏＳｉを遮光膜１０１とするＯＭＯＧ（Opaque MoSi on glass）バイナリマスクを用い、このフォトマスク６を真空チャンバー内のステージに装着した。

先ず、この欠陥修正装置を走査型電子顕微鏡として動作させて電子ビームでフォトマスク６観察して、修正すべき対象の黒欠陥１０２の位置を確認した。

次に、その黒欠陥１０２の位置の近くの回路パターン１０３に、真上より波長２００ｎｍ未満の真空紫外線領域のレーザー光Ｌを照射し、フォトマスク６を透過したレーザー光Ｌがレーザー光検出器２０に受光されることを確認した。

次に、ガスノズル７から、エッチングアシストガス８としてフッ素系ガス（ＸｅＦ_２ガス）を導入して、黒欠陥１０２に電子線の荷電粒子線２を照射することにより、黒欠陥１０２を荷電粒子線２でエッチングして回路パターン１０３のエッジを形成した。

エッチングアシストガス８の濃度と流量が所定の値の場合に、フォトマスク６には、図２のように、新規に形成した回路パターン１０３のエッジに、逆テーパー形状のサイドエッチングが発生した。

このサイドエッチングを、図２のようなエッチングの各段階の時間毎に、レーザー機構で以下のように観測して、回路パターン１０３のエッジ部分の光強度分布データを得た。

レーザー機構のレーザー光照射手段１０が、レーザー光Ｌをその黒欠陥１０２の位置の近くの回路パターン１０３に照射し、レーザー光の照射位置を走査した。そして、フォトマスク６を透過したレーザー光Ｌの光量をレーザー光検出器２０が検出した。

光透過率分布データ作成手段３０が、レーザー光検出器２０が検出した光量データをレーザー光偏向手段１２によるレーザー光Ｌの走査位置に同期させることで、レーザー光Ｌの各照射位置、図２のレーザー光Ａ，Ｂ，Ｃの照射位置毎に透過したレーザー光Ｌの光強度分布データを取得し、エッチング時間毎に記録した。

（光透過率の時間変化のグラフ）
そして、光透過率分布データ作成手段３０が、各時間毎の光強度分布データを用いて、図４に示す、各走査位置のレーザー光Ａ、Ｂ、Ｃにおける光透過率の時間変化のグラフを作成した。

荷電粒子線２によって本実施例のフォトマスク６の黒欠陥１０２をエッチングすると、図２のように、回路パターン１０３のエッジに逆テーパー形状のサイドエッチングが発生し、その場合は、図４のような光透過率の時間変化のグラフが得られる知見を得た。

図４のグラフの縦軸にあらわす光透過率Ｔ０は、黒欠陥１０２をエッチングする以前の、遮光膜１０１と基板１００とを透過する光透過率をあらわす。また、光透過率Ｔｅは、黒欠陥１０２の遮光膜１０１のエッチングが終了して露出した基板１００の面の光透過率をあらわす。

図４のグラフで、横軸に時間軸をあらわす。そして、遮光膜１０１を上層から最下層の、基板１００面までエッチングするエッチング終了時点Ｅｄまでの間の時間を時間（１）とする。この時間（１）の間の光透過率の時間変化を見ると、黒欠陥１０２のエッチング開始時刻からエッチングを終了するエッチング終了時点Ｅｄまでは、レーザー光Ａの光透過率は変わらないが、レーザー光Ｂ、Ｃの光透過率は、対象膜の膜厚の減少に伴い増加する。

特に、本実施例で用いたフォトマスク６のＯＭＯＧバイナリマスクでは、黒欠陥１０２の遮光膜１０１下層で回路パターン１０３のエッジのサイドエッチングが開始されたのは、エッチング終了時点Ｅｄまでの時間の２８％の時間を経過した時からサイドエッチングが開始された。

このＯＭＯＧバイナリマスクのように、遮光膜１０１が多層に分かれているフォトマスク６では、レーザー光Ｂのスポットを照射する位置、すなわち、回路パターン１０３のエッジの位置では、図２（ａ）の様に、所定の時間までは遮光膜１０１の下層でのサイドエッチングが始まらない。そのため、その所定の時間の間は、図４のグラフのように、レーザー光Ｂの光透過率が変わらない。

この図４の光透過率の時間変化のグラフにより、黒欠陥１０２のエッチングの進行状況がわかる。また、図４の光透過率の時間変化のグラフから、回路パターン１０３のエッジ
部分へサイドエッチングの発生を判別できる。

＜実施例２＞
実施例２として、実施例１の欠陥修正装置を用い、欠陥を修正する対象のフォトマスク６として、波長１９３ｎｍで６％の光透過率を有するハーフトーンマスクを用い、このフォトマスク６を真空チャンバー内のステージに装着した。

次に、ガスノズル７から、実施例１と同様のエッチングアシストガス８を導入して、黒欠陥１０２に電子線の荷電粒子線２を照射して、フォトマスク６黒欠陥１０２を荷電粒子線２でエッチングして回路パターン１０３のエッジを形成した。

エッチングアシストガス８の濃度と流量が所定の値の場合に、フォトマスク６には、図３のように、新規に形成した回路パターン１０３のエッジに、順テーパー形状のサイドエッチングが発生した。

このサイドエッチングを、図３のようなエッチングの各段階の時間毎に、レーザー機構で観測し、光透過率分布データ作成手段３０が、回路パターン１０３のエッジ部分の光強度分布データを作成し、黒欠陥１０２の荷電粒子線２によるエッチング時間毎に記録した。

そして、光透過率分布データ作成手段３０が、図３に示す、各走査位置のレーザー光Ａ’、Ｂ’、Ｃ’における、各時間毎の光強度分布データを用いて、図５に示す光透過率の時間変化のグラフを作成した。

この図５のグラフにより、黒欠陥１０２のエッチングの進行状況と、それにより形成される回路パターンのエッジのサイドエッチングの発生状況を観測した。

荷電粒子線２によって本実施例のフォトマスク６の黒欠陥１０２をエッチングすると、図３のように、回路パターン１０３のエッジに順テーパー形状のサイドエッチングが発生し、その場合は、図５のような光透過率の時間変化のグラフが得られるという知見を得た。

本実施例で得られた図５の光透過率の時間変化のグラフから、回路パターン１０３のエッジ部分へのサイドエッチングの発生を判別できる。

図５のグラフで、横軸に時間軸をあらわす。そして、遮光膜１０１を上層から最下層の、基板１００面までエッチングするエッチング終了時点Ｅｄまでの間の時間を時間（１）とする。この時間（１）の間の光透過率の時間変化を見ると、黒欠陥１０２のエッチング開始時刻からエッチングを終了するエッチング終了時点Ｅｄまでは、レーザー光Ａ’の光透過率は変わらないが、レーザー光Ｂ’、Ｃ’の光透過率は、対象膜の膜厚の減少に伴い増加する。

図５のグラフで、レーザー光Ａの位置での光透過率が、初期の遮光膜と基板とを透過する光透過率Ｔ０の値が、エッチング終了時点Ｅｄまでの間で変化しなかった場合、レーザー光Ａの位置の回路パターン１０３まで侵食するサイドエッチングは発生しなかったと判定できる。

そのようにして、図５のグラフを観測することにより、レーザー光Ａの位置の回路パターン１０３まで達するサイドエッチングは発生していない良好な欠陥修正作業が行えていることをフォトマスク６を破壊検査せずに判定できる効果がある。

なお、本発明は以上の実施形態に限定されず、フォトマスクの欠陥修正機構の荷電粒子線２は、電子線に限定されない。荷電粒子線として、ＦＩＢ（集束イオンビーム）やその他の荷電粒子線を用いて真空チャンバー内でエッチングする欠陥修正機構を用いることができる。更に本発明は、真空チャンバー外に荷電粒子線を照射して黒欠陥１０２をエッチングする欠陥修正機構を用いることもできる。

本発明は、フォトマスクの欠陥修正装置の欠陥修正機構を用いて黒欠陥１０２を修正して、黒欠陥１０２が隠していた正規な回路パターン１０３のエッジを新しく形成し、そのエッジをレーザー機構が、黒欠陥１０２のエッチングの各段階の時間毎に、観測する。それにより、回路パターン１０３のエッジ部分の光強度分布データを作成し記録し、各観測位置のレーザー光の光透過率の時間毎の推移を計算して光透過率の時間変化のグラフを作成する。そのため、本発明によれば、フォトマスク６の欠陥修正作業の良否を速やかに判定できる効果がある。

本発明の欠陥修正方法は、黒欠陥修正手段の荷電粒子線によるエッチングで回路パターンの新規のエッジを形成する際にサイドエッチングが発生し易い膜種の遮光膜１０１を有するフォトマスク６の欠陥修正作業が良好に行えたことを判定する作業に適用できる。そして、フォトマスク６の欠陥修正を含むフォトマスク６の製造工程、および、フォトマスク６を用いる研究開発に適用できる。

１・・・電子銃
２・・・荷電粒子線
３・・・コンデンサレンズ
４・・・対物レンズ
５・・・静電偏向器
６・・・フォトマスク
７・・・ガスノズル
８・・・エッチングアシストガス
１０・・・レーザー光照射手段
１１・・・レーザー発振器
１２・・・レーザー光偏向手段
１３・・・集光手段
２０・・・レーザー光検出器
３０・・・光透過率分布データ作成手段
１００・・・基板
１０１・・・遮光膜
１０２・・・黒欠陥
１０３・・・回路パターン
Ａ、Ａ’、Ｂ、Ｂ’、Ｃ、Ｃ’、Ｌ・・・レーザー光
Ｅｄ・・・エッチング終了時点
Ｔ０・・・遮光膜と基板とを透過する光透過率
Ｔｅ・・・黒欠陥のエッチング終了基板の光透過率

Claims (7)

1. フォトマスクの欠陥修正方法であって、
   フォトマスクの黒欠陥を荷電粒子線を用いてエッチングすることで回路パターンのエッジを新規に形成する工程と、
   前記エッジの近傍にレーザー光を照射し、該レーザー光がフォトマスクを透過する光透過率を測定する工程と、
   前記光透過率により前記エッジに発生するサイドエッチングを観測する工程
   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. 請求項１記載のフォトマスクの欠陥修正方法であって、
   前記光透過率を測定する工程が、少なくとも前記回路パターンと、前記黒欠陥と、新規に形成した前記回路パターンのエッジとに、前記レーザー光を照射することを特徴とするフォトマスクの欠陥修正方法。
3. フォトマスクの欠陥修正装置であって、
   フォトマスクの黒欠陥を荷電粒子線を用いてエッチングすることで回路パターンのエッジを新規に形成する欠陥修正機構と、
   前記エッジの近傍にレーザー光を照射するレーザー光照射手段と、
   該レーザー光がフォトマスクを透過する光透過率を測定するレーザー光検出器と、
   前記光透過率により前記エッジに発生するサイドエッチングを観測する光透過率分布データ作成手段
   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。
4. 請求項３記載のフォトマスクの欠陥修正装置であって、
   前記レーザー光照射手段が、少なくとも前記回路パターンと前記黒欠陥とに前記レーザー光を照射することを特徴とするフォトマスクの欠陥修正装置。
5. 請求項３記載のフォトマスクの欠陥修正装置であって、
   前記レーザー光照射手段が、
   少なくとも前記回路パターンと、前記黒欠陥と、新規に形成した前記回路パターンのエッジとに、前記レーザー光を照射することを特徴とするフォトマスクの欠陥修正装置。
6. 請求項３記載のフォトマスクの欠陥修正装置であって、
   前記欠陥修正機構の用いる荷電粒子線が電子線であり、
   前記欠陥修正機構と前記レーザー光照射手段と前記レーザー光検出器が真空チャンバー内に設置されていることを特徴とするフォトマスクの欠陥修正装置。
7. 請求項１又は２に記載のフォトマスクの欠陥修正方法を用いて製造されたことを特徴とするフォトマスク。

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