JP2941975B2 - 位相シフトマスクおよびその修正方法 - Google Patents
位相シフトマスクおよびその修正方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は，半導体素子の製造に
おける光リソグラフィー工程で用いられる位相シフトマ
スクおよびその修正方法に関する。
おける光リソグラフィー工程で用いられる位相シフトマ
スクおよびその修正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】縮小光学式の光ステッパーを用いたリソ
グラフィ技術の解像限界Ｒ（μｍ）は 、 Ｒ＝ｋ1 λ／ＮＡ、 ｋ1 ＝０．５ で表される。ここで、λは波長（μｍ）、ＮＡはレンズ
の開口数である。光リソグラフィーは上式に従って、露
光波長の短波長化、高ＮＡ化、さらにレジストのプロセ
スに依存する定数ｋ1 を小さくすることにより、解像限
界を小さくしている。現在、ｉ線（λ＝０．３６５μ
ｍ）、ＮＡ＝０．５のステッパーが実現し、ｋ1 ＝０．
５も可能であるので、０．４μｍ程度の解像が可能にな
ってきている。これ以上の解像限界を得るためには、露
光波長の短波長化や高ＮＡ化を進めれば良いのである
が、適当な光源やレンズを得るのが技術的に難しく、さ
らに、焦点深度δ＝／２ＮＡ2 が小さくなるという問題
点がある。
グラフィ技術の解像限界Ｒ（μｍ）は 、 Ｒ＝ｋ1 λ／ＮＡ、 ｋ1 ＝０．５ で表される。ここで、λは波長（μｍ）、ＮＡはレンズ
の開口数である。光リソグラフィーは上式に従って、露
光波長の短波長化、高ＮＡ化、さらにレジストのプロセ
スに依存する定数ｋ1 を小さくすることにより、解像限
界を小さくしている。現在、ｉ線（λ＝０．３６５μ
ｍ）、ＮＡ＝０．５のステッパーが実現し、ｋ1 ＝０．
５も可能であるので、０．４μｍ程度の解像が可能にな
ってきている。これ以上の解像限界を得るためには、露
光波長の短波長化や高ＮＡ化を進めれば良いのである
が、適当な光源やレンズを得るのが技術的に難しく、さ
らに、焦点深度δ＝／２ＮＡ2 が小さくなるという問題
点がある。
【０００３】これを解決するものとして、特開昭５７−
６２０５２号公報や特開昭５８−１７３７４４号公報に
記載されているような位相シフト露光法が提案されてい
る。
６２０５２号公報や特開昭５８−１７３７４４号公報に
記載されているような位相シフト露光法が提案されてい
る。
【０００４】以下、従来のフォトマスク法の原理と位相
シフト露光法の原理とを説明する。図７ないし図９は従
来のフォトマスク法の原理を説明するための図、図１０
ないし図１２は位相シフト露光法の原理を説明するため
の図である。図７および図１０は各々の方法におけるマ
スクの断面側面図、図８および図１１は各々の方法にお
けるマスク上の電場強度、図９および図１２は各々の方
法におけるウエハ上の光強度を表している。光リソグラ
フィの解像以下のパターン転写を考えた場合、フォトマ
スク法のマスクでは、マスク基板（ＳｉＯ2 等）１上に
形成されたマスクパターン（主パターン）２を透過した
光の電場は図８に示すように空間的に分離した波形とな
る。しかし、光学系を透過した光のウエハ（図示せず）
上の光強度は図９に示すようにお互いに重なり合い、パ
ターンの解像はできない。
シフト露光法の原理とを説明する。図７ないし図９は従
来のフォトマスク法の原理を説明するための図、図１０
ないし図１２は位相シフト露光法の原理を説明するため
の図である。図７および図１０は各々の方法におけるマ
スクの断面側面図、図８および図１１は各々の方法にお
けるマスク上の電場強度、図９および図１２は各々の方
法におけるウエハ上の光強度を表している。光リソグラ
フィの解像以下のパターン転写を考えた場合、フォトマ
スク法のマスクでは、マスク基板（ＳｉＯ2 等）１上に
形成されたマスクパターン（主パターン）２を透過した
光の電場は図８に示すように空間的に分離した波形とな
る。しかし、光学系を透過した光のウエハ（図示せず）
上の光強度は図９に示すようにお互いに重なり合い、パ
ターンの解像はできない。
【０００５】これに対し位相シフト露光法は、図１０に
示すように、マスクパターン２のパターンスペース部２
ａに１つおきに光の位相を１８０度反転させるＳｉＯ2
などの位相シフトパターン（シフター）３を設けたマス
クを用いて転写する方法である。位相シフト露光法のマ
スクを透過した光の電場は、図１１に示すように交互に
位相が反転する。そのため、これを従来のフォトマスク
法と同じ光学系で投影したとき、隣合ったパターン像が
重なり合う部分では光が互いに打ち消すように働く。そ
の結果、図１２に示すようにウエハ上の光強度は分離し
たものとなる。このため、位相シフト露光法はフォトマ
スク法より解像力が高くなる。実験では前者のほうが後
者より最小解像パターン幅が約半分になることが示され
ている。
示すように、マスクパターン２のパターンスペース部２
ａに１つおきに光の位相を１８０度反転させるＳｉＯ2
などの位相シフトパターン（シフター）３を設けたマス
クを用いて転写する方法である。位相シフト露光法のマ
スクを透過した光の電場は、図１１に示すように交互に
位相が反転する。そのため、これを従来のフォトマスク
法と同じ光学系で投影したとき、隣合ったパターン像が
重なり合う部分では光が互いに打ち消すように働く。そ
の結果、図１２に示すようにウエハ上の光強度は分離し
たものとなる。このため、位相シフト露光法はフォトマ
スク法より解像力が高くなる。実験では前者のほうが後
者より最小解像パターン幅が約半分になることが示され
ている。
【０００６】次に、位相シフト露光法における位相シフ
トマスクの欠陥の修正方法を説明する。図１３ないし図
１５は位相シフトマスクの黒欠陥の修正方法を説明する
ための断面工程図、図１６ないし図１８は位相シフトパ
ターンの白欠陥の修正方法を説明するための断面工程図
である。これらの図において、マスク基板１上にはＣｒ
やＭｏＳｉからなるマスクパターン２が形成されてい
る。マスクパターン２間の所定位置にはＳｉＯX やフッ
素樹脂から成る位相シフトパターン３が形成されてい
る。
トマスクの欠陥の修正方法を説明する。図１３ないし図
１５は位相シフトマスクの黒欠陥の修正方法を説明する
ための断面工程図、図１６ないし図１８は位相シフトパ
ターンの白欠陥の修正方法を説明するための断面工程図
である。これらの図において、マスク基板１上にはＣｒ
やＭｏＳｉからなるマスクパターン２が形成されてい
る。マスクパターン２間の所定位置にはＳｉＯX やフッ
素樹脂から成る位相シフトパターン３が形成されてい
る。
【０００７】まず、黒欠陥の修正方法について説明す
る。黒欠陥とは、マスク基板１上に形成されたマスクパ
ターン２の間の位相シフトパターン３が形成されるべき
でない領域に形成されている位相シフトパターンのこと
をいう。図１３において、４が黒欠陥領域である。この
黒欠陥は以下のようにして修正する。すなわち、図１４
に示すように、集束したイオンビーム（ＦＩＢ（forcus
edion beam ））５を黒欠陥領域４に照射、走査し、黒
欠陥物質をエッチング（ミリング）して削り取る。例え
ば、１μｍ2 の黒欠陥であれば３０ＫｅＶのＧａ+ （ビ
ーム電流３００ｐＡ）のイオンビームを用いれば、この
黒欠陥は数分で除去することができる。この場合、位相
シフトパターン３にＳｉＯx のようなマスク基板（通常
石英（ＳｉＯ2 ）より成る）１に類似した材料を用いる
とエッチングの終点の検出が困難になるので、類似しな
い材料、例えばフッ素樹脂を用いた方がよい。この理由
は、エッチングの終点検出にはエッチングによりスパッ
タされたイオン（２次イオン）が用いられており、Ｓｉ
Ｏx のようなマスク基板（通常石英（ＳｉＯ2 ）より成
る）１に類似した材料を用いた場合、終点において２次
イオンの収率が変化しにくく、マスク基板１と位相シフ
トパターン３の境界が不明確になるからである。黒欠陥
領域４の除去後、図１５に示すようにマスクパターン２
の上部に黒欠陥残部４ａがあるが、マスクパターン２は
光を透過しないので問題はない。
る。黒欠陥とは、マスク基板１上に形成されたマスクパ
ターン２の間の位相シフトパターン３が形成されるべき
でない領域に形成されている位相シフトパターンのこと
をいう。図１３において、４が黒欠陥領域である。この
黒欠陥は以下のようにして修正する。すなわち、図１４
に示すように、集束したイオンビーム（ＦＩＢ（forcus
edion beam ））５を黒欠陥領域４に照射、走査し、黒
欠陥物質をエッチング（ミリング）して削り取る。例え
ば、１μｍ2 の黒欠陥であれば３０ＫｅＶのＧａ+ （ビ
ーム電流３００ｐＡ）のイオンビームを用いれば、この
黒欠陥は数分で除去することができる。この場合、位相
シフトパターン３にＳｉＯx のようなマスク基板（通常
石英（ＳｉＯ2 ）より成る）１に類似した材料を用いる
とエッチングの終点の検出が困難になるので、類似しな
い材料、例えばフッ素樹脂を用いた方がよい。この理由
は、エッチングの終点検出にはエッチングによりスパッ
タされたイオン（２次イオン）が用いられており、Ｓｉ
Ｏx のようなマスク基板（通常石英（ＳｉＯ2 ）より成
る）１に類似した材料を用いた場合、終点において２次
イオンの収率が変化しにくく、マスク基板１と位相シフ
トパターン３の境界が不明確になるからである。黒欠陥
領域４の除去後、図１５に示すようにマスクパターン２
の上部に黒欠陥残部４ａがあるが、マスクパターン２は
光を透過しないので問題はない。
【０００８】次に、白欠陥の修正方法について説明す
る。白欠陥とは、マスク基板１上に形成されたマスクパ
ターン２の間の位相シフトパターン３が形成されるべき
領域に位相シフトパターンが形成されていない領域のこ
とをいう。図１６において、６が白欠陥領域である。こ
の欠陥は以下に示すいわゆるイオンビームアシスト法を
用いた膜堆積（デポジション）法により修正する。図１
７に示すように、反応ガス雰囲気（ＳｉＨ4 ＋Ｏ2 等）
中においてイオンビーム（黒欠陥の修正時と同等のビー
ム）５を修正したい白欠陥領域６に複数回走査する。こ
の間、反応ガス９をノズル８から白欠陥領域６に噴出す
る。このとき、マスク基板１との間隔が数百μｍ程度に
なるまでノズル８をマスク基板１に近付け、反応ガス９
が白欠陥領域６に当たるようにする。反応ガス９にイオ
ンビーム５を照射することにより反応ガス９を分解、反
応させ、白欠陥領域６にシフト材料（ＳｉＯ2 もしくは
ＳｉＯX ）７を図１７に示すように堆積させる。そし
て、図１８に示すように完全に堆積させたときのシフト
材料（ＳｉＯ2 もしくはＳｉＯX ）７の厚さは１００ｎ
ｍ（位相シフトパターン３の厚さと同じ）程度である。
堆積させるシフト材料７の厚さは、シフト材料７の組
成，構造に依存する。シフト材料７の組成，構造は、イ
オンビーム５の照射条件，反応ガス９の雰囲気等により
異なる。そのため、イオンビーム５の照射条件，反応ガ
ス９の雰囲気等を調整して堆積させるシフト材料７の厚
さを調整する必要がある。
る。白欠陥とは、マスク基板１上に形成されたマスクパ
ターン２の間の位相シフトパターン３が形成されるべき
領域に位相シフトパターンが形成されていない領域のこ
とをいう。図１６において、６が白欠陥領域である。こ
の欠陥は以下に示すいわゆるイオンビームアシスト法を
用いた膜堆積（デポジション）法により修正する。図１
７に示すように、反応ガス雰囲気（ＳｉＨ4 ＋Ｏ2 等）
中においてイオンビーム（黒欠陥の修正時と同等のビー
ム）５を修正したい白欠陥領域６に複数回走査する。こ
の間、反応ガス９をノズル８から白欠陥領域６に噴出す
る。このとき、マスク基板１との間隔が数百μｍ程度に
なるまでノズル８をマスク基板１に近付け、反応ガス９
が白欠陥領域６に当たるようにする。反応ガス９にイオ
ンビーム５を照射することにより反応ガス９を分解、反
応させ、白欠陥領域６にシフト材料（ＳｉＯ2 もしくは
ＳｉＯX ）７を図１７に示すように堆積させる。そし
て、図１８に示すように完全に堆積させたときのシフト
材料（ＳｉＯ2 もしくはＳｉＯX ）７の厚さは１００ｎ
ｍ（位相シフトパターン３の厚さと同じ）程度である。
堆積させるシフト材料７の厚さは、シフト材料７の組
成，構造に依存する。シフト材料７の組成，構造は、イ
オンビーム５の照射条件，反応ガス９の雰囲気等により
異なる。そのため、イオンビーム５の照射条件，反応ガ
ス９の雰囲気等を調整して堆積させるシフト材料７の厚
さを調整する必要がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】位相シフト露光法に用
いるマスクの従来の修正方法は以上のような工程で行わ
れているので以下のような問題点があった。
いるマスクの従来の修正方法は以上のような工程で行わ
れているので以下のような問題点があった。
【００１０】黒欠陥の修正においては、イオンビーム５
を照射することにより黒欠陥領域４にエッチングを施し
ているので、イオン（Ｇａ+ ）がマスク基板１中に多量
に侵入し、この侵入したイオンが色中心（本来透明のマ
スク基板が所定波長の光を吸収して着色して見えるこ
と）となり転写時の光の透過量を低下させるという問題
点があった。
を照射することにより黒欠陥領域４にエッチングを施し
ているので、イオン（Ｇａ+ ）がマスク基板１中に多量
に侵入し、この侵入したイオンが色中心（本来透明のマ
スク基板が所定波長の光を吸収して着色して見えるこ
と）となり転写時の光の透過量を低下させるという問題
点があった。
【００１１】また、白欠陥の修正においては、ＳｉＨ4
のような毒性，自燃性のガスを用いるので、安全確保の
ため、装置に複雑なガス供給装置を設けなければなら
ず、また、装置の制御も慎重に行わなければならないと
いう問題点があった。
のような毒性，自燃性のガスを用いるので、安全確保の
ため、装置に複雑なガス供給装置を設けなければなら
ず、また、装置の制御も慎重に行わなければならないと
いう問題点があった。
【００１２】さらに、イオンアシスト法を用いた膜堆積
法は、以下に示すようにエッチングを用いた場合に比べ
て精度が悪くなるめ、黒欠陥の修正に比べて白欠陥の修
正の方が精度が悪いという問題点もあった。すなわち、
図１８に示すようにシフト材料７を堆積した場合、側面
はマスクパターン２に囲まれているため、シフト材料７
がサイド方向のマスク基板上にまで侵入することはない
が、例えば、奥行き方向にマスクパターン２が設けられ
ていない場合、シフト材料７堆積時にいわゆる裾引きが
生じて、所望の寸法どおりにシフト材料７を形成するこ
とができない。また、四方をマスクパターン２に囲まれ
ている場合でも、シフト材料７をマスクパターン２の内
壁に完全に密着させ形成するのが困難である。しかし、
エッチングを用いて黒欠陥領域４を削除する場合はこの
ような不都合はない。
法は、以下に示すようにエッチングを用いた場合に比べ
て精度が悪くなるめ、黒欠陥の修正に比べて白欠陥の修
正の方が精度が悪いという問題点もあった。すなわち、
図１８に示すようにシフト材料７を堆積した場合、側面
はマスクパターン２に囲まれているため、シフト材料７
がサイド方向のマスク基板上にまで侵入することはない
が、例えば、奥行き方向にマスクパターン２が設けられ
ていない場合、シフト材料７堆積時にいわゆる裾引きが
生じて、所望の寸法どおりにシフト材料７を形成するこ
とができない。また、四方をマスクパターン２に囲まれ
ている場合でも、シフト材料７をマスクパターン２の内
壁に完全に密着させ形成するのが困難である。しかし、
エッチングを用いて黒欠陥領域４を削除する場合はこの
ような不都合はない。
【００１３】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、転写時の光の透過量を低下させ
ず、マスク修正装置を簡略化できるとともに、白欠陥を
安全に精度良く修正することができる位相シフトマスク
およびその修正方法を得ることを目的とする。
ためになされたもので、転写時の光の透過量を低下させ
ず、マスク修正装置を簡略化できるとともに、白欠陥を
安全に精度良く修正することができる位相シフトマスク
およびその修正方法を得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この発明に係る位相シフ
トマスクは、マスク基板上に形成されたマスクパターン
間に位相シフトパターンが形成される位相シフトマスク
であって、前記位相シフトパターンが形成されるべき領
域に前記位相シフトパターンが形成されないことによっ
て生ずる白欠陥領域から、前記マスク基板の材質に応じ
た反応ガスを供給しつつイオンビームを照射することに
より前記マスク基板を掘り下げることによって形成され
た凹部を備え、前記凹部を透過する光の位相は、もとも
と前記位相シフトパターンが形成されていない白パター
ン領域を透過する光の位相と逆相であることを特徴とす
る。
トマスクは、マスク基板上に形成されたマスクパターン
間に位相シフトパターンが形成される位相シフトマスク
であって、前記位相シフトパターンが形成されるべき領
域に前記位相シフトパターンが形成されないことによっ
て生ずる白欠陥領域から、前記マスク基板の材質に応じ
た反応ガスを供給しつつイオンビームを照射することに
より前記マスク基板を掘り下げることによって形成され
た凹部を備え、前記凹部を透過する光の位相は、もとも
と前記位相シフトパターンが形成されていない白パター
ン領域を透過する光の位相と逆相であることを特徴とす
る。
【００１５】この発明に係る位相シフトマスクの修正方
法の第１の態様は、マスク基板上に形成されたマスクパ
ターン間に、形成されるべきではない前記位相シフトパ
ターンが形成されることによって生ずる黒欠陥領域に、
前記マスクパターンの材質には応じず、前記位相シフト
パターンの材質に応じた反応ガスを供給しながらイオン
ビームを照射することによって、前記黒欠陥領域の前記
位相シフトパターンをエッチング除去しつつ、前記マス
ク基板内に前記イオンビームが進入することを防止する
ことを特徴とする。
法の第１の態様は、マスク基板上に形成されたマスクパ
ターン間に、形成されるべきではない前記位相シフトパ
ターンが形成されることによって生ずる黒欠陥領域に、
前記マスクパターンの材質には応じず、前記位相シフト
パターンの材質に応じた反応ガスを供給しながらイオン
ビームを照射することによって、前記黒欠陥領域の前記
位相シフトパターンをエッチング除去しつつ、前記マス
ク基板内に前記イオンビームが進入することを防止する
ことを特徴とする。
【００１６】この発明に係る位相シフトマスクの修正方
法の第２の態様は、位相シフトマスクの位相シフトパタ
ーンの欠陥を修正する位相シフトマスクの修正方法にお
いて、マスク基板上に形成されたマスクパターン間の位
相シフトパターンが形成されるべき領域に位相シフトパ
ターンが形成されていない白欠陥領域にマスク基板材質
に応じた反応ガスを供給しつつイオンビームを照射する
ことにより、前記白欠陥領域下のマスク基板をエッチン
グ除去し、もともと前記位相シフトパターンが形成され
ていない白パターン領域を透過する光の位相と前記エッ
チングされた白欠陥領域を透過する光の位相が逆相にな
るようにしたことを特徴とする。
法の第２の態様は、位相シフトマスクの位相シフトパタ
ーンの欠陥を修正する位相シフトマスクの修正方法にお
いて、マスク基板上に形成されたマスクパターン間の位
相シフトパターンが形成されるべき領域に位相シフトパ
ターンが形成されていない白欠陥領域にマスク基板材質
に応じた反応ガスを供給しつつイオンビームを照射する
ことにより、前記白欠陥領域下のマスク基板をエッチン
グ除去し、もともと前記位相シフトパターンが形成され
ていない白パターン領域を透過する光の位相と前記エッ
チングされた白欠陥領域を透過する光の位相が逆相にな
るようにしたことを特徴とする。
【００１７】
【作用】この発明に係る位相シフトマスクにおいては、
位相シフトパターンが形成されるべき領域に位相シフト
パターンが形成されないことによって生ずる白欠陥領域
から、マスク基板の材質に応じた反応ガスを供給しつつ
イオンビームを照射することによりマスク基板を掘り下
げることによって形成された凹部を備えるので、白欠陥
の修正をマスク基板のエッチングにより行うことが可能
になる。
位相シフトパターンが形成されるべき領域に位相シフト
パターンが形成されないことによって生ずる白欠陥領域
から、マスク基板の材質に応じた反応ガスを供給しつつ
イオンビームを照射することによりマスク基板を掘り下
げることによって形成された凹部を備えるので、白欠陥
の修正をマスク基板のエッチングにより行うことが可能
になる。
【００１８】この発明に係る位相シフトマスクの修正方
法の第１の態様は、マスク基板上に形成されたマスクパ
ターン間に、形成されるべきではない位相シフトパター
ンが形成されることによって生ずる黒欠陥領域に、マス
クパターンの材質には応じず、位相シフトパターンの材
質に応じた反応ガスを供給しながらイオンビームを照射
することによって、黒欠陥領域の位相シフトパターンを
エッチング除去しつつ、マスク基板内にイオンビームが
進入することを防止するので、マスク基板に侵入するイ
オンが少なくなる。
法の第１の態様は、マスク基板上に形成されたマスクパ
ターン間に、形成されるべきではない位相シフトパター
ンが形成されることによって生ずる黒欠陥領域に、マス
クパターンの材質には応じず、位相シフトパターンの材
質に応じた反応ガスを供給しながらイオンビームを照射
することによって、黒欠陥領域の位相シフトパターンを
エッチング除去しつつ、マスク基板内にイオンビームが
進入することを防止するので、マスク基板に侵入するイ
オンが少なくなる。
【００１９】この発明に係る位相シフトマスクの修正方
法の第２の態様は、マスク基板上に形成されたマスクパ
ターン間の位相シフトパターンが形成されるべき領域に
位相シフトパターンが形成されていない白欠陥領域にマ
スク基板材質に応じた反応ガスを供給しつつイオンビー
ムを照射することにより、白欠陥領域下のマスク基板を
エッチング除去し、もともと位相シフトパターンが形成
されていない白パターン領域を透過する光の位相とエッ
チングされた白欠陥領域を透過する光の位相が逆相にな
るようにしたので、デポジションにより白欠陥領域を修
正する必要がなくなる。
法の第２の態様は、マスク基板上に形成されたマスクパ
ターン間の位相シフトパターンが形成されるべき領域に
位相シフトパターンが形成されていない白欠陥領域にマ
スク基板材質に応じた反応ガスを供給しつつイオンビー
ムを照射することにより、白欠陥領域下のマスク基板を
エッチング除去し、もともと位相シフトパターンが形成
されていない白パターン領域を透過する光の位相とエッ
チングされた白欠陥領域を透過する光の位相が逆相にな
るようにしたので、デポジションにより白欠陥領域を修
正する必要がなくなる。
【００２０】
【実施例】図１ないし図３は、この発明に係る位相シフ
トマスクの修正方法の一実施例を示す断面工程図であ
り、黒欠陥の修正方法を示している。マスクパターン２
のエッチング時に用いるレジストを塗布する時に混入す
る異物、マスクパターン２のエッチング時にマスク基板
１上に乗る異物あるいはレジスト露光，現像異常による
レジスト残りなどが原因で生じる黒欠陥領域４が従来と
同様、図１に示すように形成されている。黒欠陥領域４
の厚さは、位相シフトパターン３の厚さと同じである。
トマスクの修正方法の一実施例を示す断面工程図であ
り、黒欠陥の修正方法を示している。マスクパターン２
のエッチング時に用いるレジストを塗布する時に混入す
る異物、マスクパターン２のエッチング時にマスク基板
１上に乗る異物あるいはレジスト露光，現像異常による
レジスト残りなどが原因で生じる黒欠陥領域４が従来と
同様、図１に示すように形成されている。黒欠陥領域４
の厚さは、位相シフトパターン３の厚さと同じである。
【００２１】黒欠陥領域４にノズル８から反応ガス９を
噴射しつつ、イオンビーム５を照射する。すると、図２
に示すように黒欠陥領域４は物理的および化学的に徐々
にエッチングされる。反応ガス９は、黒欠陥領域４がＳ
ｉＯ2 により構成されている場合はＣＨＦ3 等のフッ化
水素系ガスまたはフッ化水素系ガスと希ガスの混合ガ
ス、黒欠陥領域４がフッ素樹脂の場合は酸素ガスまたは
酸素ガスと希ガスの混合ガスを用いる。
噴射しつつ、イオンビーム５を照射する。すると、図２
に示すように黒欠陥領域４は物理的および化学的に徐々
にエッチングされる。反応ガス９は、黒欠陥領域４がＳ
ｉＯ2 により構成されている場合はＣＨＦ3 等のフッ化
水素系ガスまたはフッ化水素系ガスと希ガスの混合ガ
ス、黒欠陥領域４がフッ素樹脂の場合は酸素ガスまたは
酸素ガスと希ガスの混合ガスを用いる。
【００２２】イオンビーム５は、例えば３０ＫｅＶのＧ
ａ+ （ビーム電流は３００ｐＡ、ビーム径は０．１μｍ
φ）を用いる。前記反応ガス９の雰囲気中において、イ
オンビーム５で黒欠陥領域４を複数回走査することによ
り、黒欠陥領域４を図３に示すように完全にエッチング
除去する。黒欠陥領域４の厚さは上述のように位相シフ
トパターン３の厚さと同じである。位相シフトパターン
３の厚さは、位相シフトパターン３を設けていない領域
を透過する光と設けている領域を透過する光の光路差を
１／２波長の奇数倍になる厚さに設定されている。した
がって、黒欠陥領域４を完全に除去すると黒欠陥領域４
が完全に除去されたエッチング領域１０を透過する光
と、位相シフトパターン３がもともと設けられていない
白パターン領域１１を透過する光との光路差が１／２波
長の偶数倍になり、上記の２つの透過光は同相となり、
位相シフトパターン３を透過する光と逆相になり、黒欠
陥が修正されたことになる。この場合、イオンビーム５
を反応ガス９の雰囲気中で照射しているので、従来のよ
うにイオンがマスク基板１中に多く侵入することはな
い。そのため、転写時に光の透過量の低下が従来より少
なくなる。また、イオンの侵入の深さが数百オングスト
ローム以下と浅いため、緩衝ＨＦを用いたライトエッチ
ング、マスク基板１へのプラズマ処理（マスクパターン
２がＣr の場合、フッ素ラジカルイオンを用いる。）に
よりマスク基板１中のイオンには除去することができ、
色中心をなくすことができる。
ａ+ （ビーム電流は３００ｐＡ、ビーム径は０．１μｍ
φ）を用いる。前記反応ガス９の雰囲気中において、イ
オンビーム５で黒欠陥領域４を複数回走査することによ
り、黒欠陥領域４を図３に示すように完全にエッチング
除去する。黒欠陥領域４の厚さは上述のように位相シフ
トパターン３の厚さと同じである。位相シフトパターン
３の厚さは、位相シフトパターン３を設けていない領域
を透過する光と設けている領域を透過する光の光路差を
１／２波長の奇数倍になる厚さに設定されている。した
がって、黒欠陥領域４を完全に除去すると黒欠陥領域４
が完全に除去されたエッチング領域１０を透過する光
と、位相シフトパターン３がもともと設けられていない
白パターン領域１１を透過する光との光路差が１／２波
長の偶数倍になり、上記の２つの透過光は同相となり、
位相シフトパターン３を透過する光と逆相になり、黒欠
陥が修正されたことになる。この場合、イオンビーム５
を反応ガス９の雰囲気中で照射しているので、従来のよ
うにイオンがマスク基板１中に多く侵入することはな
い。そのため、転写時に光の透過量の低下が従来より少
なくなる。また、イオンの侵入の深さが数百オングスト
ローム以下と浅いため、緩衝ＨＦを用いたライトエッチ
ング、マスク基板１へのプラズマ処理（マスクパターン
２がＣr の場合、フッ素ラジカルイオンを用いる。）に
よりマスク基板１中のイオンには除去することができ、
色中心をなくすことができる。
【００２３】図４ないし図６は、この発明に係る位相シ
フトパターンの修正方法の他の実施例を示す断面工程図
であり、白欠陥の修正方法を示している。レジスト塗布
時に形成されるピンホール，レジスト露光異常によるレ
ジスト残りや剥がれなどが原因で生じる白欠陥領域６が
従来と同様、図４に示すように形成されている。
フトパターンの修正方法の他の実施例を示す断面工程図
であり、白欠陥の修正方法を示している。レジスト塗布
時に形成されるピンホール，レジスト露光異常によるレ
ジスト残りや剥がれなどが原因で生じる白欠陥領域６が
従来と同様、図４に示すように形成されている。
【００２４】白欠陥領域６にノズル８から反応ガス９を
噴射しつつ、イオンビーム５を照射する。すると、図５
に示すように白欠陥領域６のマスク基板１が物理的およ
び化学的に徐々にエッチングされる。マスク基板１は、
通常ＳｉＯ2より成り、そのため、反応ガスは、フッ化
水素系ガスまたはフッ化水素系ガスと希ガスの混合ガス
を用いる。イオンビーム５は上記に示した黒欠陥の修正
に用いたものと同様のものを用いる。マスク基板１のエ
ッチングの深さｄはエッチング領域２０を透過する光と
白パターン領域１１を透過する光との光路差が１／２波
長の奇数倍になるような深さに設定する。このようなエ
ッチングによって、白欠陥領域６を透過する光と、これ
に隣接する白パターン領域１１を透過する光とが干渉し
合って打ち消し合うので、白欠陥を修正したことにな
る。
噴射しつつ、イオンビーム５を照射する。すると、図５
に示すように白欠陥領域６のマスク基板１が物理的およ
び化学的に徐々にエッチングされる。マスク基板１は、
通常ＳｉＯ2より成り、そのため、反応ガスは、フッ化
水素系ガスまたはフッ化水素系ガスと希ガスの混合ガス
を用いる。イオンビーム５は上記に示した黒欠陥の修正
に用いたものと同様のものを用いる。マスク基板１のエ
ッチングの深さｄはエッチング領域２０を透過する光と
白パターン領域１１を透過する光との光路差が１／２波
長の奇数倍になるような深さに設定する。このようなエ
ッチングによって、白欠陥領域６を透過する光と、これ
に隣接する白パターン領域１１を透過する光とが干渉し
合って打ち消し合うので、白欠陥を修正したことにな
る。
【００２５】深さｄは、ビーム電流が一定であればイオ
ンビーム５の照射時間を調整することにより調整でき
る。光路差は（ｎ−１）・ｄ（ここで、ｎは石英ガラス
のお屈折率）で表されるから、透過光の波長をλ（ｎ
ｍ）とすれば、次の関係式が成り立つように深さｄを決
めればよい。
ンビーム５の照射時間を調整することにより調整でき
る。光路差は（ｎ−１）・ｄ（ここで、ｎは石英ガラス
のお屈折率）で表されるから、透過光の波長をλ（ｎ
ｍ）とすれば、次の関係式が成り立つように深さｄを決
めればよい。
【００２６】（ｎ−１）・ｄ＝（２ｍ−１）λ／２ （ただし、ｍ＝１，２，・・・・である。） ここで、露光光源として水銀ランプのｉ線を例にとれ
ば、ｉ線はλ＝３６５ｎｍ、ｎ＝１．４７６（λ＝３６
５ｎｍの時の屈折率）となり、上式よりｄは約３８３ｎ
ｍとなる。白欠陥の修正においてもイオンビーム５を反
応ガス９の雰囲気中で照射してマスク基板１のエッチン
グを行っているので、上記と同様の理由により転写時の
光の透過量の低下を防止できる。また、エッチングによ
り白欠陥を修正しているので、精度も黒欠陥の修正と同
じ程度であり、また、ＳｉＨ4 を使用することがないの
で、マスク修正装置を簡略化することができる。
ば、ｉ線はλ＝３６５ｎｍ、ｎ＝１．４７６（λ＝３６
５ｎｍの時の屈折率）となり、上式よりｄは約３８３ｎ
ｍとなる。白欠陥の修正においてもイオンビーム５を反
応ガス９の雰囲気中で照射してマスク基板１のエッチン
グを行っているので、上記と同様の理由により転写時の
光の透過量の低下を防止できる。また、エッチングによ
り白欠陥を修正しているので、精度も黒欠陥の修正と同
じ程度であり、また、ＳｉＨ4 を使用することがないの
で、マスク修正装置を簡略化することができる。
【００２７】なお、上記実施例では、イオンビーム５と
して３０ＫｅＶのＧａ+ を用いたが、例えばＩｎ+ 等の
他のイオンを用いても上記実施例と同様の効果が得られ
る。また、イオンビーム５のエネルギー、電流は、最も
エッチング効率が良く、かつ加工精度の良い条件に設定
すればよく、上記実施例に限定されない。また、マスク
基板１は石英ガラスに限定されず、ＣａＦ等のフッ素化
物でもよい。
して３０ＫｅＶのＧａ+ を用いたが、例えばＩｎ+ 等の
他のイオンを用いても上記実施例と同様の効果が得られ
る。また、イオンビーム５のエネルギー、電流は、最も
エッチング効率が良く、かつ加工精度の良い条件に設定
すればよく、上記実施例に限定されない。また、マスク
基板１は石英ガラスに限定されず、ＣａＦ等のフッ素化
物でもよい。
【００２８】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る位相シフ
トマスクによれば、位相シフトパターンと凹部とによっ
て光の位相を調整することが可能となるので、白欠陥の
修正をマスク基板のエッチングによって行うことが可能
となる。その結果、白欠陥の修正精度が改善される。
トマスクによれば、位相シフトパターンと凹部とによっ
て光の位相を調整することが可能となるので、白欠陥の
修正をマスク基板のエッチングによって行うことが可能
となる。その結果、白欠陥の修正精度が改善される。
【００２９】以上のように、この発明に係る位相シフト
マスクの修正方法の第１の態様によれば、マスクパター
ンの材質には応じず、位相シフトパターンの材質に応じ
た反応ガスを供給しながらイオンビームを黒欠陥領域の
位相シフトパターンに照射することによって、黒欠陥領
域の位相シフトパターンをエッチング除去するようにし
たので、イオンビーム照射時にマスク基板に侵入するイ
オンが少なくなる。その結果、転写時の光の透過量が従
来に比べて多くなるという効果が得られる。
マスクの修正方法の第１の態様によれば、マスクパター
ンの材質には応じず、位相シフトパターンの材質に応じ
た反応ガスを供給しながらイオンビームを黒欠陥領域の
位相シフトパターンに照射することによって、黒欠陥領
域の位相シフトパターンをエッチング除去するようにし
たので、イオンビーム照射時にマスク基板に侵入するイ
オンが少なくなる。その結果、転写時の光の透過量が従
来に比べて多くなるという効果が得られる。
【００３０】この発明に係る位相シフトマスクの修正方
法の第２の態様によれば、マスク基板上に形成されたマ
スクパターン間の位相シフトパターンが形成されるべき
領域に位相シフトパターンが形成されていない白欠陥領
域にマスク基板材質に応じた反応ガスを供給しつつイオ
ンビームを照射することにより、白欠陥領域下のマスク
基板をエッチング除去し、もともと位相シフトパターン
が形成されていない白パターン領域を透過する光の位相
とエッチングされた白欠陥領域を透過する光の位相が逆
相になるようにしたので、従来のようにＳｉＨ4のよう
な毒性、自燃性のガスを用いる必要がなくなると共に、
デポジションにより白欠陥を修正する必要もなくなる。
その結果、マスク修正装置を簡略化できると共に、白欠
陥を安全に精度良く修正することができるという効果が
ある。
法の第２の態様によれば、マスク基板上に形成されたマ
スクパターン間の位相シフトパターンが形成されるべき
領域に位相シフトパターンが形成されていない白欠陥領
域にマスク基板材質に応じた反応ガスを供給しつつイオ
ンビームを照射することにより、白欠陥領域下のマスク
基板をエッチング除去し、もともと位相シフトパターン
が形成されていない白パターン領域を透過する光の位相
とエッチングされた白欠陥領域を透過する光の位相が逆
相になるようにしたので、従来のようにＳｉＨ4のよう
な毒性、自燃性のガスを用いる必要がなくなると共に、
デポジションにより白欠陥を修正する必要もなくなる。
その結果、マスク修正装置を簡略化できると共に、白欠
陥を安全に精度良く修正することができるという効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る位相シフトマスクの修正方法の
うち黒欠陥の修正方法を示す断面工程図である。
うち黒欠陥の修正方法を示す断面工程図である。
【図２】この発明に係る位相シフトマスクの修正方法の
うち黒欠陥の修正方法を示す断面工程図である。
うち黒欠陥の修正方法を示す断面工程図である。
【図３】この発明に係る位相シフトマスクの修正方法の
うち黒欠陥の修正方法を示す断面工程図である。
うち黒欠陥の修正方法を示す断面工程図である。
【図４】この発明に係る位相シフトマスクの修正方法の
うち白欠陥の修正方法を示す断面工程図である。
うち白欠陥の修正方法を示す断面工程図である。
【図５】この発明に係る位相シフトマスクの修正方法の
うち白欠陥の修正方法を示す断面工程図である。
うち白欠陥の修正方法を示す断面工程図である。
【図６】この発明に係る位相シフトマスクの修正方法の
うち白欠陥の修正方法を示す断面工程図である。
うち白欠陥の修正方法を示す断面工程図である。
【図７】従来のフォトマスク法の原理を説明するための
図である。
図である。
【図８】従来のフォトマスク法の原理を説明するための
図である。
図である。
【図９】従来のフォトマスク法の原理を説明するための
図である。
図である。
【図１０】位相シフト露光法を説明するための図であ
る。
る。
【図１１】位相シフト露光法を説明するための図であ
る。
る。
【図１２】位相シフト露光法を説明するための図であ
る。
る。
【図１３】黒欠陥の従来の修正方法を示す断面工程図で
ある。
ある。
【図１４】黒欠陥の従来の修正方法を示す断面工程図で
ある。
ある。
【図１５】黒欠陥の従来の修正方法を示す断面工程図で
ある。
ある。
【図１６】白欠陥の従来の修正方法を示す断面工程図で
ある。
ある。
【図１７】白欠陥の従来の修正方法を示す断面工程図で
ある。
ある。
【図１８】白欠陥の従来の修正方法を示す断面工程図で
ある。
ある。
１ マスク基板 ２ マスクパターン ３ 位相シフトパターン ４ 黒欠陥領域 ５ イオンビーム ６ 白欠陥領域 ９ 反応ガス
Claims (3)
- 【請求項１】 マスク基板上に形成されたマスクパター
ン間に位相シフトパターンが形成される位相シフトマス
クであって、 前記位相シフトパターンが形成されるべき領域に前記位
相シフトパターンが形成されないことによって生ずる白
欠陥領域から、前記マスク基板の材質に応じた反応ガス
を供給しつつイオンビームを照射することにより前記マ
スク基板を掘り下げることによって形成された凹部を備
え、 前記凹部を透過する光の位相は、もともと前記位相シフ
トパターンが形成されていない白パターン領域を透過す
る光の位相と逆相である位相シフトマスク。 - 【請求項２】 位相シフトマスクの位相シフトパターン
の欠陥を修正する位相シフトマスクの修正方法におい
て、 マスク基板上に形成されたマスクパターン間に、形成さ
れるべきではない前記位相シフトパターンが形成される
ことによって生ずる黒欠陥領域に、前記マスクパターン
の材質には応じず、前記位相シフトパターンの材質に応
じた反応ガスを供給しながらイオンビームを照射するこ
とによって、前記黒欠陥領域の前記位相シフトパターン
をエッチング除去しつつ、前記マスク基板内に前記イオ
ンビームが侵入することを防止することを特徴とする位
相シフトマスクの修正方法。 - 【請求項３】 位相シフトマスクの位相シフトパターン
の欠陥を修正する位相シフトマスクの修正方法におい
て、 マスク基板上に形成されたマスクパターン間の位相シフ
トパターンが形成されるべき領域に位相シフトパターン
が形成されていない白欠陥領域にマスク基板材質に応じ
た反応ガスを供給しつつイオンビームを照射することに
より、前記白欠陥領域下のマスク基板をエッチング除去
し、もともと前記位相シフトパターンが形成されていな
い白パターン領域を透過する光の位相と前記エッチング
された白欠陥領域を透過する光の位相が逆相になるよう
にしたことを特徴とする位相シフトマスクの修正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3264791A JP2941975B2 (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | 位相シフトマスクおよびその修正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3264791A JP2941975B2 (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | 位相シフトマスクおよびその修正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04288542A JPH04288542A (ja) | 1992-10-13 |
| JP2941975B2 true JP2941975B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=12364650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3264791A Expired - Lifetime JP2941975B2 (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | 位相シフトマスクおよびその修正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2941975B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3312708B2 (ja) * | 1994-09-16 | 2002-08-12 | 株式会社東芝 | 位相シフトマスクの欠陥修正方法 |
| JPH11258777A (ja) * | 1998-12-10 | 1999-09-24 | Hitachi Ltd | 光学マスクの欠陥修正方法 |
| US6891171B1 (en) * | 1999-04-21 | 2005-05-10 | Sii Nanotechnology Inc. | Method for repairing a phase shift mask and a focused ion beam apparatus for carrying out method |
| WO2011007800A1 (ja) * | 2009-07-16 | 2011-01-20 | Hoya株式会社 | マスクブランク及び転写用マスク |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63301952A (ja) * | 1986-12-26 | 1988-12-08 | Seiko Instr & Electronics Ltd | イオンビーム加工方法およびその装置 |
| JPH02287542A (ja) * | 1989-04-28 | 1990-11-27 | Fujitsu Ltd | 位相シフトマスク |
| JP2862924B2 (ja) * | 1989-12-26 | 1999-03-03 | 株式会社日立製作所 | パターン形成方法及びマスク修正方法 |
-
1991
- 1991-02-27 JP JP3264791A patent/JP2941975B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04288542A (ja) | 1992-10-13 |
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