JP2809901B2 - Photomask substrate manufacturing method - Google Patents
Photomask substrate manufacturing methodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明はＬＳＩの製造に用いら
れる位相シフトマスクの製造方法に関し、特に位相シフ
トパターンの欠陥をマスク基板をエッチングすることに
より修正するフォトマスク基板の製造方法に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a phase shift mask used for manufacturing an LSI, and more particularly to a method of manufacturing a photomask substrate which corrects a phase shift pattern defect by etching the mask substrate. .
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のマスク基板の加工方法を図５を用
いて説明する。図５は加工工程を示す断面図である。図
において、１はマスク基板（以下、石英基板ともいう）
であり、主として石英などのように、光リソグラフィの
光源に対して高い透過率を有するものからなる。２はエ
ッチングのための集束イオンビーム（以下、ＦＩＢと表
記する）、４ａはＦＩＢの照射によりエッチングされた
基板１の加工領域、４は該加工領域４ａの底部に形成さ
れたＧａ+ 侵入層である。2. Description of the Related Art A conventional method for processing a mask substrate will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a processing step. In the figure, reference numeral 1 denotes a mask substrate (hereinafter, also referred to as a quartz substrate).
And a material having a high transmittance to a light source for photolithography, such as quartz. Reference numeral 2 denotes a focused ion beam for etching (hereinafter, referred to as FIB); 4a, a processing region of the substrate 1 etched by irradiation of the FIB; and 4, a Ga + intrusion layer formed at the bottom of the processing region 4a. is there.
【０００３】図５(a) は加工前の石英基板１の断面であ
り、図中Ｄは基板１をエッチングして掘り下げるべき深
さ、つまり上記加工領域４ａの深さを示している。そし
て図５(b) に示すように、ＦＩＢ２を前記基板１の所定
領域４ａに走査しつつ照射し、Ｄで示された深さだけエ
ッチングする。FIG. 5A is a cross section of the quartz substrate 1 before processing, and D in the figure indicates a depth to be etched and dug down into the substrate 1, that is, a depth of the processing region 4a. Then, as shown in FIG. 5B, the FIB 2 is irradiated while scanning the predetermined area 4a of the substrate 1, and the FIB 2 is etched to a depth indicated by D.
【０００４】上記のようにして形成されたマスク基板１
を位相シフト光リソグラフィに適用する場合、Ｄの値は
光の波長λのｎ／２（ｎは整数）倍に制御する必要があ
る。ここで上記ＦＩＢとしては、Ｇａ+ 等の金属イオン
を用いている。このＧａ+ 等の金属イオンは、エッチン
グされた加工領域４ａの底部４に侵入して、図５(b)に
おいてｄで示される厚さ（深さ）のＧａ+ 侵入層４を形
成する。[0004] The mask substrate 1 formed as described above
Is applied to phase shift optical lithography, the value of D needs to be controlled to n / 2 times (n is an integer) times the wavelength λ of light. Here, a metal ion such as Ga + is used as the FIB. The metal ions such as Ga + penetrate into the bottom 4 of the etched processing region 4a to form the Ga + penetration layer 4 having a thickness (depth) indicated by d in FIG. 5B.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来のマスク基板の加
工方法は以上のように構成されているので、マスク基板
１の加工領域４ａの底部にｄの深さを持つＧａ+ 侵入層
４が生じ、加工領域４ａにおける光の透過率が低下す
る。これはｉ線，エキシマレーザのように波長が短くな
るのにつれて顕著になる。これにより、位相シフトリソ
グラフィにおいて互いに干渉する光の強度の差を生ずる
こととなり、転写されたパターンの幅を変動させるとい
う問題点があった。Since the conventional method of processing a mask substrate is constructed as described above, a Ga + intrusion layer 4 having a depth of d is formed at the bottom of the processing region 4a of the mask substrate 1. In addition, the light transmittance in the processing region 4a decreases. This becomes more remarkable as the wavelength becomes shorter, as in the case of i-line and excimer laser. This causes a difference in the intensity of light that interferes with each other in the phase shift lithography, which causes a problem that the width of the transferred pattern fluctuates.
【０００６】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、マスク基板をその光透過率を低
下させることなく、所望の深さだけ加工することができ
る加工工程を有するフォトマスク基板の製造方法を得る
ことを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has a photolithography process which can process a mask substrate to a desired depth without lowering its light transmittance. It is intended to obtain a method of manufacturing a mask substrate.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明に係るフォトマ
スク基板の製造方法は、フォトマスク基板を選択的にエ
ッチング加工する工程を、ＦＩＢでエッチング加工後、
フォトマスク基板の表面の所定領域に集束イオンビーム
を走査しつつ照射してエッチングする工程と、上記集束
イオンビームの照射により生じたイオン侵入層にレーザ
ビームを照射し、イオン侵入層を熱蒸発させ除去させる
工程とから構成したものである。According to a method of manufacturing a photomask substrate according to the present invention, the step of selectively etching a photomask substrate is performed by performing an etching process using a FIB.
A step of scanning and irradiating a focused ion beam on a predetermined area of the surface of the photomask substrate while scanning and irradiating a laser beam on an ion intrusion layer generated by the irradiation of the focused ion beam to thermally evaporate the ion intrusion layer And removing step.
【０００８】またこの発明は、上記フォトマスク基板の
製造方法において、ＦＩＢエッチングの深さを所望のエ
ッチング深さからイオン侵入層の厚さだけ差し引いた値
に設定したものである。According to the present invention, in the method of manufacturing a photomask substrate, the FIB etching depth is set to a value obtained by subtracting the thickness of the ion penetration layer from the desired etching depth.
【０００９】[0009]
【作用】この発明においては、ＦＩＢを用いてフォトマ
スク基板を選択的にエッチング加工した後、これによっ
て生じたイオン侵入層にレーザビームを照射し、イオン
侵入層を熱蒸発させ除去させるようにしたから、イオン
侵入層によるフォトマスク基板の光透過率の低下を防ぐ
ことができる。According to the present invention, the photomask substrate is selectively etched by using the FIB, and the resulting ion intrusion layer is irradiated with a laser beam to remove the ion intrusion layer by thermal evaporation . Accordingly, it is possible to prevent a decrease in the light transmittance of the photomask substrate due to the ion penetration layer.
【００１０】また、ＦＩＢエッチングの深さを所望のエ
ッチング深さからイオン侵入層の厚さだけ差し引いた値
に設定しているので、レーザビームを照射してイオン侵
入層を熱蒸発させた後、所望のエッチング深さを得るこ
とができる。Further, since the depth of the FIB etching is set to a value obtained by subtracting the thickness of the ion penetration layer from the desired etching depth, the ion penetration layer is thermally evaporated by irradiating a laser beam. A desired etching depth can be obtained.
【００１１】[0011]
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の一実施例によるマスク基板の加
工方法を示す。図において、１，２，及び４，４ａは図
５と同じものである。またｄはＧａ+ 侵入層４の深さ、
３はイオン侵入層を蒸発させるためのレーザビームであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a method of processing a mask substrate according to one embodiment of the present invention. In the figure, 1, 2, and 4, 4a are the same as those in FIG. D is the depth of the Ga + penetration layer 4,
Reference numeral 3 denotes a laser beam for evaporating the ion penetration layer.
【００１２】図１(a) は加工前の石英基板１の断面であ
り、図中Ｄは基板１をエッチングして掘り下げるべき深
さを示している。図１(b) に示すように、ＦＩＢ２を前
記基板１の所定領域に走査しつつ照射し、（Ｄ−ｄ）の
深さだけエッチングする。FIG. 1A is a cross section of the quartz substrate 1 before processing, and D in the figure indicates a depth at which the substrate 1 is to be etched and dug down. As shown in FIG. 1B, a predetermined area of the substrate 1 is scanned and irradiated with the FIB 2 to be etched to a depth of (D-d).
【００１３】ここで上記ＦＩＢとしては、Ｇａ+ 等の金
属イオンを用いている。このＧａ+ 等の金属イオンは、
エッチングされた加工領域４ａの底部に侵入して、Ｇａ
+ 侵入層４を形成する。Here, as the FIB, a metal ion such as Ga + is used. This metal ion such as Ga +
Ga penetrating into the bottom of the etched processing region 4a
+ Form the penetration layer 4.
【００１４】次に、図１(c) に示すように、イオン侵入
領域にレーザビーム３を照射し、Ｇａ+ 侵入層４を熱蒸
発させる。この時、Ｇａ+ が侵入していない領域は透明
であるため熱を吸収せず、蒸発することはない。従っ
て、Ｇａ+ 侵入層４が選択的に除去されるため、レーザ
ビーム３の位置合わせ精度には十分なマージンがある。
なお、レーザビーム３としては、例えば波長５３２ｎｍ
のＮｄ：ＹＡＧ（イットリウム，アルミニウム，ガーネ
ット）レーザを用いる。Next, as shown in FIG. 1 (c), a laser beam 3 is applied to the ion penetration area to thermally evaporate the Ga + penetration layer 4. At this time, the region where Ga + has not penetrated is transparent, so that it does not absorb heat and does not evaporate. Therefore, since the Ga + invasion layer 4 is selectively removed, there is a sufficient margin in the positioning accuracy of the laser beam 3.
The laser beam 3 has a wavelength of 532 nm, for example.
Nd: YAG (yttrium, aluminum, garnet) laser is used.
【００１５】上記のようにして形成されたマスク基板１
を位相シフト光リソグラフィに適用する場合、Ｄの値は
光の波長λのｎ／２（ｎは整数）倍に制御する必要があ
る。また、Ｇａ+ 侵入層４の厚さ（深さ）ｄは、３０ｋ
ｅＶのＧａ+ 集束イオンビームを用いた場合、３００オ
ングストローム程度である。The mask substrate 1 formed as described above
Is applied to phase shift optical lithography, the value of D needs to be controlled to n / 2 times (n is an integer) times the wavelength λ of light. The thickness (depth) d of the Ga + penetration layer 4 is 30 k
When an eV Ga + focused ion beam is used, it is about 300 angstroms.
【００１６】このように、本実施例においては、マスク
基板１をＦＩＢ２により所望の深さＤからイオン侵入層
４の深さｄを差し引いた深さだけエッチング加工し、そ
の後、前記イオン侵入層４にレーザビーム３を照射し、
深さｄのイオン侵入層４を熱蒸発させるようにしたの
で、イオン侵入層４による光透過率の低下を防止でき、
しかも所望のエッチング深さの加工を行うことができ
る。As described above, in this embodiment, the mask substrate 1 is etched by the FIB 2 to a depth obtained by subtracting the depth d of the ion intrusion layer 4 from the desired depth D. Is irradiated with a laser beam 3,
Since the ion intrusion layer 4 having the depth d is thermally evaporated, it is possible to prevent a decrease in light transmittance due to the ion intrusion layer 4.
In addition, processing with a desired etching depth can be performed.
【００１７】また、レーザビーム３によりイオン侵入層
４を除去する工程において、Ｇａ+ が侵入していない領
域は透明であるため熱を吸収せず蒸発しない、即ち、Ｇ
ａ+ 侵入層４は選択的に除去されるため、レーザビーム
３の照射位置合わせ精度には十分なマージンを有する。In the step of removing the ion intrusion layer 4 by the laser beam 3, the region where Ga + has not penetrated is transparent and therefore does not absorb heat and does not evaporate.
Since the a + intrusion layer 4 is selectively removed, there is a sufficient margin in the irradiation position alignment accuracy of the laser beam 3.
【００１８】次に、本発明の第２の実施例として、フォ
トマスク基板表面の平坦でない部分を加工する工程を有
するフォトマスク基板の製造方法を図２を用いて説明す
る。この実施例ではマスク基板表面の窪んだ部分４ｂを
加工領域としている点が上記実施例と異なっている。Next, as a second embodiment of the present invention, a method of manufacturing a photomask substrate having a step of processing an uneven portion of the surface of the photomask substrate will be described with reference to FIG. This embodiment is different from the above embodiment in that the recessed portion 4b on the surface of the mask substrate is used as a processing region.
【００１９】次に、作用効果について説明する。この場
合も第１の実施例と同様に、ＦＩＢ２で上記くぼんだ部
分４ｂ（Ｄ−ｄ）の深さだけエッチングし、その後前記
工程で生じたイオン侵入層４をレーザビームを照射し、
熱蒸発させている。ここでは、加工形状に加工前のプロ
ファイルが反映されるが、図２(b) のＦＩＢエッチング
が進行するにつれてエッチッング部分が平坦化される傾
向にある。これはＦＩＢの入射角が大きいほど、ＦＩＢ
のエッチングレートが大きいことによるものである。こ
の実施例においても上記第１の実施例と同様の効果があ
る。Next, the function and effect will be described. Also in this case, similarly to the first embodiment, the FIB 2 is used to etch only the depth of the concave portion 4b (D-d), and thereafter, the ion penetration layer 4 generated in the above step is irradiated with a laser beam.
Thermal evaporation. Here, the profile before processing is reflected in the processed shape, but the etched portion tends to be flattened as the FIB etching of FIG. 2B proceeds. This is because the larger the incident angle of the FIB, the more the FIB
This is due to the large etching rate. This embodiment also has the same effect as the first embodiment.
【００２０】図３は、本発明の第３の実施例として、マ
スク基板上の凸領域４ｃを上記集束イオンビームによる
エッチングとレーザビームによる熱蒸発を用いて平坦化
加工する場合を示している。この実施例では、マスク基
板表面の凸領域４ｂを加工領域として、集束イオンビー
ムによりマスク基板の凸領域４ｃをエッチング除去し、
その後該エッチング部分のイオン注入層をレーザビーム
により熱蒸発させるようにした。FIG. 3 shows, as a third embodiment of the present invention, a case where the convex region 4c on the mask substrate is flattened by using the above-mentioned etching by the focused ion beam and thermal evaporation by the laser beam. In this embodiment, with the convex region 4b on the surface of the mask substrate as a processing region, the convex region 4c of the mask substrate is etched away by a focused ion beam,
Thereafter, the ion-implanted layer at the etched portion was thermally evaporated by a laser beam.
【００２１】この実施例では、集束イオンビームにより
マスク基板の凸領域４ｃをエッチング除去し、その後該
エッチング部分のイオン注入層をレーザビームにより熱
蒸発させるようにしたので、マスク基板の平坦化処理を
行った部分での光透過率の低下を防止することができ
る。ただし、このマスク基板上の凸領域を加工する工程
においては、エッジ近傍ではスパッタされた粒子、もし
くはつき抜けた１次イオンによるエッチングのため、凹
部を生ずることがある。In this embodiment, the convex region 4c of the mask substrate is removed by etching with a focused ion beam, and then the ion-implanted layer in the etched portion is thermally evaporated by a laser beam. It is possible to prevent a decrease in the light transmittance at the portion where the operation has been performed. However, in the process of processing the convex region on the mask substrate, a concave portion may be generated in the vicinity of the edge due to etching by sputtered particles or penetrated primary ions.
【００２２】図４は本発明の第４の実施例として、上記
第３の実施例において加工される凸部が平坦でない場合
を示している。この場合も上記の第３の実施例と同様、
集束イオンビーム２の照射により上記凸部４ｄをエッチ
ング除去し、該イオンビームの照射により生じたイオン
侵入層４をレーザビーム３により熱蒸発させる。この場
合、凸部の凹凸は、ＦＩＢエッチングが進行するにつれ
て平坦化される。FIG. 4 shows, as a fourth embodiment of the present invention, a case where the convex portion processed in the third embodiment is not flat. Also in this case, similarly to the third embodiment,
The projections 4 d are removed by etching by the irradiation of the focused ion beam 2, and the ion intrusion layer 4 generated by the irradiation of the ion beam is thermally evaporated by the laser beam 3. In this case, the projections and depressions are flattened as the FIB etching proceeds.
【００２３】なお、上記各実施例ではＦＩＢとしてＧａ
+ イオンビームを用いたが、特にＧａ+ イオンビームで
ある必要はなく、Ｓｉ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ａｕ，Ｂｅ，Ｚｎ
などの、上記実施例と同様の作用を奏するイオンビーム
を最適な加速電圧，ビーム電流でもって用いればよい。In each of the above embodiments, the FIB is Ga
Although a + ion beam was used, there is no particular need to use a Ga + ion beam, and Si, In, Sn, Au, Be, Zn
For example, an ion beam having the same effect as that of the above embodiment may be used with an optimum acceleration voltage and beam current.
【００２４】また、上記各実施例では、エッチングにＦ
ＩＢのみを用いたが、エッチング速度を向上するため
に、フッ素系ガス等を照射領域に導入してエッチングを
行ってもよい。In each of the above embodiments, F
Although only IB is used, etching may be performed by introducing a fluorine-based gas or the like into the irradiation region in order to improve the etching rate.
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上のように、この発明に係るフォトマ
スク基板の製造方法によれば、マスク基板の所定領域を
集束イオンビームによりエッチング加工し、その後該工
程にて生じたイオン侵入層にレーザビームを照射し、イ
オン侵入層を熱蒸発させ除去させるようにしたので、光
リソグラフィにおけるイオン侵入層による基板の光透過
率の低下を防ぐことができる効果がある。As described above, according to the method of manufacturing a photomask substrate according to the present invention, a predetermined region of the mask substrate is etched by a focused ion beam, and then a laser is applied to the ion invasion layer generated in the process. Since the beam is irradiated to thermally evaporate and remove the ion invasion layer, there is an effect that it is possible to prevent a decrease in light transmittance of the substrate due to the ion invasion layer in photolithography.
【００２６】また、ＦＩＢエッチングの深さを所望のエ
ッチング深さからイオン侵入層の厚さだけ差し引いた値
に設定するようにしたので、レーザでイオン侵入層を除
去した後、所望のエッチング深さを得ることができる効
果がある。Further, since the depth of the FIB etching is set to a value obtained by subtracting the thickness of the ion penetration layer from the desired etching depth, after removing the ion penetration layer with a laser, the desired etching depth is obtained. There is an effect that can be obtained.
【図１】この発明の第１の実施例によるフォトマスク基
板の製造方法を示す工程断面図である。FIG. 1 is a process sectional view illustrating a method for manufacturing a photomask substrate according to a first embodiment of the present invention.
【図２】この発明の第２の実施例によるフォトマスク基
板の製造方法を示す工程断面図である。FIG. 2 is a process sectional view illustrating a method for manufacturing a photomask substrate according to a second embodiment of the present invention.
【図３】この発明の第３の実施例によるフォトマスク基
板の製造方法を示す工程断面図である。FIG. 3 is a process sectional view illustrating a method for manufacturing a photomask substrate according to a third embodiment of the present invention.
【図４】この発明の第４の実施例によるフォトマスク基
板の製造方法を示す工程断面図である。FIG. 4 is a process sectional view illustrating a method for manufacturing a photomask substrate according to a fourth embodiment of the present invention.
【図５】従来のマスク基板（石英）の製造方法を示す工
程断面図である。FIG. 5 is a process cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing a mask substrate (quartz).
１ マスク基板 ２ 集束イオンビーム（ＦＩＢ） ３ レーザビーム ４ イオン侵入層 Reference Signs List 1 mask substrate 2 focused ion beam (FIB) 3 laser beam 4 ion penetration layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−140743（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−3661（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−229151（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−170938（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−18324（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−120556（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−280760（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−299970（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G03F 1/08──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-2-140743 (JP, A) JP-A-64-3661 (JP, A) JP-A-62-229151 (JP, A) JP-A 60-60 170938 (JP, A) JP-A-57-18324 (JP, A) JP-A-1-120556 (JP, A) JP-A-1-280760 (JP, A) JP-A-62-299970 (JP, A) (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G03F 1/08
Claims (2)
て、 フォトマスク基板に集束イオンビームを照射してこれを
選択的にエッチングする工程と、 上記工程によりイオンの侵入した層をレーザビームで熱
蒸発させ除去させる工程とを含むことを特徴とするフォ
トマスク基板の製造方法。1. A method of manufacturing a photomask substrate, heat and selectively etching it by irradiating a focused ion beam to the photomask substrate, a layer that has entered the ion in the above step with a laser beam
Evaporating and removing the photomask substrate.
方法において、 上記の集束イオンビームのエッチング深さを、所望のエ
ッチング深さからイオンの侵入深さを差し引いた深さに
設定したことを特徴とするフォトマスク基板の製造方
法。2. The method for manufacturing a photomask substrate according to claim 1, wherein the etching depth of the focused ion beam is set to a depth obtained by subtracting a penetration depth of ions from a desired etching depth. A method of manufacturing a photomask substrate, wherein the method is set.
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|---|---|---|---|
| JP24279191A JP2809901B2 (en) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | Photomask substrate manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP24279191A JP2809901B2 (en) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | Photomask substrate manufacturing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0553293A JPH0553293A (en) | 1993-03-05 |
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1991
- 1991-08-26 JP JP24279191A patent/JP2809901B2/en not_active Expired - Lifetime
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| JPH0553293A (en) | 1993-03-05 |
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