JP3071324B2

JP3071324B2 - 位相シフトマスクの修正方法

Info

Publication number: JP3071324B2
Application number: JP30242992A
Authority: JP
Inventors: 秀之神保; 克宏宅島; 太郎齋藤
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1992-09-08
Filing date: 1992-11-12
Publication date: 2000-07-31
Anticipated expiration: 2015-07-31
Also published as: JPH06138646A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＬＳＩ等の製造に用
いられるホトリゾグラフィ技術、特に位相シフトマスク
の修正方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、リソグラフィ技術は、マスクに工
夫を加えて解像力を上げる新しい概念を導入するように
なった。この技術は、投影露光によるホトリゾグラフィ
技術の分野においても利用され、半導体装置の高集積化
に対応する微細なレジストパターンを形成する技術とし
て注目されている。その中の１つに位相シフト法があ
る。

【０００３】この方法は、ウエハ上の光コントラストを
上げるため、ホトマスク上に露光光の位相をずらすシフ
タをマスク基板であるガラス基板上に部分的に設けてあ
る。このような方法で投影露光の解像力を向上させる技
術が位相シフトによるマスク修正方法である。

【０００４】この技術の実用化における課題の一つにマ
スクの修正技術がある。この方法に関して以下に述べる
２つの方法が、文献Ｉおよび文献IIに開示されている
（文献Ｉ：「位相シフトマスク修正におけるＧａ−ＦＩ
Ｂ注入層の除去方法の検討」、細野他、第５２回応用物
理学学術講演会、１２ｐ−ＺＦ−５；文献II：「Ｐ
ｈａｓｅＳｈｉｆｔＲｅｔｉｃｌｅｓ」、Ｓ．Ｏｋ
ａｚａｋｉ、ｅｔ．ａｌ．、ＴｅｃｈｎｉｃａｌＤｉ
ｇｅｓｔｏｆＩＥＤＭ、１９９１、ｐ５５）。

【０００５】文献Ｉの方法は、シフタ欠陥が欠落した場
合のマスク修正方法である。この方法としては、Ｇａ−
ＦＩＢ（ＦｏｃｕｓｅｄＩｏｎＢｅａｍ）によるミ
リングを用いてマスクを修正する。

【０００６】先ず、Ｇａ−ＦＩＢ（２５ＫｅＶ）によっ
てシフタ欠落領域の基板を約３６０ｎｍの深さにミリン
グする。このときＦＩＢでミリングした部分にＧａステ
インが残存している。

【０００７】次に、この残存Ｇａステインを除去するた
めＱスイッチパルスＮｅ−ＹＡＧレーザ（５３２ｎｍ）
をＧａステイン残存領域に照射し、Ｇａステインを蒸発
させる。このような方法でＧａステインを除去し、反射
光を減少させることによってホトマスクのコントラスト
を高めることができると報告されている。

【０００８】他方、文献IIでは、シフタの欠陥修正につ
き、メインシフタ層およびサブシフタ層を下地マスク上
に設けた２層位相シフト構造を例に挙げて説明されてい
る。

【０００９】メインシフタ層に欠陥がある場合、この欠
陥および周辺部分をＦＩＢでミリングし、又はリソグラ
フィによってエッチングを行ない、その後、欠陥部を有
するメインシフタ層およびサブシフタ層を除去する方法
である。この方法によれば、同一透過領域内を透過した
光の位相が揃うように欠陥の修正を行なう。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＦＩＢ
によるミリング方法は、文献Ｉにも開示されているよう
にＧａステインが加工面に残存し、光の透過率を低下さ
せる。このため転写されるレジストパターンは、Ｇａス
テインの影響を受けて所定の形状を形成できないという
問題があった。

【００１１】他方、シフタ層を２層にし、その後位相が
揃うように修正する方法は、コスト高になり、また、メ
インシフタ層とサブシフタ層間の密着性が悪化してしま
い、欠陥が発生し易くなるという問題があった。

【００１２】この発明は、上述した問題点に鑑み行われ
たものであり、従って、この発明の目的は、位相シフト
マスクの欠陥部を修正しても、この修正がレジストパタ
ーンの形に影響を実質的に与えないようにこの位相シフ
トマスクの構造を考える、位相シフトマスクの修正方法
を提供することにある。またこの発明の他の目的は、透
過領域を開口部としたとき、ＦＩＢによって生じたＧａ
ステインがあっても、又は透過領域を位相シフタとした
とき、孔欠陥部があっても欠陥部の影響を受けずに所定
のレジストパターンが形成できる位相シフトマスクの修
正方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、この発明の位相シフトマスクの修正方法によれば、
マスク基板上に遮光パターンと位相シフタとを具え、遮
光パターンが設けられていないマスク基板上の領域にて
光の透過領域を形成する位相シフトマスクの欠陥部の修
正方法において、（ａ）透過領域に存在する欠陥部を修
正する修正工程と、（ｂ）欠陥部に近接する遮光パター
ンの一部分を除去する除去工程とを含むことを特徴とす
る。

【００１４】また、好ましくは、位相シフトマスクの修
正方法において、前記（ａ）工程および（ｂ）工程を同
時に実施しても良いし、或いは、好ましくは、前記
（ａ）工程の後、前記（ｂ）工程を実施しても良い。

【００１５】また、前記透過領域を開口部とし、および
前記欠陥部をシフタ残留欠陥部としたとき、前記（ａ）
工程の修正をＦＩＢを用いて前記シフタ残留欠陥部を除
去するのが好適である。

【００１６】また、好ましくは、前記透過領域を位相シ
フタとし、および前記欠陥部をシフタ孔欠陥部としたと
き、前記（ａ）工程の修正は、前記シフタ孔欠陥部を遮
光材料で埋めて行うのが良い。

【００１７】また、好ましくは、前記透過領域を開口部
とし、および前記欠陥部をシフタ残留欠陥部としたと
き、前記（ａ）工程の修正は、前記シフタ残留欠陥部を
被覆する遮光膜を設けて行うのが良い。

【００１８】また、好ましくは、前記孔欠陥部に遮光材
料を埋めた後、前記（ｂ）工程の修正は、シフタ孔欠陥
部に近接する遮光パターンの一部分の除去した補助開口
部と反対側の遮光パターンに第２の補助開口部を設けて
るのが良い。

【００１９】また、好ましくは、前記（ｂ）工程の修正
をリソグラフィを用いて欠陥部に近接する遮光パターン
の一部分を除去して行うのが良い。

【００２０】また、好ましくは、前記シフタ孔欠陥部を
埋める遮光材料に炭素化合物系のヘキサンを用いて行う
のが良い。

【００２１】また、好ましくは、前記（ｂ）の修正は、
前記シフタ欠陥に近接する遮光パターンの一部分の除去
面積をシフタ孔欠陥に埋めた遮光膜の面積と等しくする
のが良い。

【００２２】

【作用】上述したようにこの発明の位相シフトマスクの
形成方法によれば、大別すると透過領域に存在する欠陥
部を修正する工程とこの欠陥部に近接する遮光パターン
の一部分を除去して補助開口部を形成する工程とを含ん
でいる。欠陥部を修正すると、この修正された領域の光
の透過率は低下しているので、この領域を通過した透過
光の光強度が低下する。このため縮小投影露光装置で位
相シフトマスクのマスクパターンをウエハに投影する
と、投影光学系の結像位置での光強度分布は、修正され
た領域に対応する位置での光強度が欠陥部を有している
ために修正されなかった領域に対応する光強度（正常時
の光強度）よりも小さくなっている。

【００２３】しかし、この発明では、欠陥部従って修正
された領域に近接する遮光パターンに補助開口部を形成
するので、この補助開口部を通過した透過光が上述し
た、修正された領域の透過光の光量低下を補うため、対
応する結像位置での光強度は正方常時の光強度へと高め
られ、従って、設計通りの所定のレジストパターンを形
成することが可能となる。

【００２４】また、透過領域を開口部とし、および欠陥
部をシフタ残留欠陥部としたときの修正方法は、ＦＩＢ
を用いて欠陥部を除去する。このときＦＩＢのミリング
によるＧａステインが除去部に残存するため光の透過率
は低下する。これを改善するためシフタ残留欠陥部に近
接する遮光パターンの一部分をＦＩＢによって除去す
る。このとき遮光パターンの下部にある位相シフタを同
時に除去しても、又は、別々に除去しても良い。この方
法によって、Ｇａステイン領域で透過率の低下分を補助
開口部を設けて透過光を補うことができる。また、同じ
開口部にあるシフタ残留欠陥部を被覆する遮光膜を設け
ても良い。このとき、開口部の透過率は、欠陥部の影響
を受けて低下する。このため透過率を補うためシフタ残
留欠陥部に近接する遮光パターンの一部分を除去する。
この欠陥部を遮光膜で被覆する方法では、ＦＩＢによる
Ｇａステインの残存物は存在しない。従って、リソグラ
フィを用いて遮光パターンの一部分を除去することもで
きる。

【００２５】さらに、ＦＩＢを用いて欠陥部を除去する
際に、マスク基板を凹部が生じる程度に過剰にミリング
し、その後ミリングされたマスク基板を被覆する遮光膜
を設けることもできる。

【００２６】次に、透過領域を位相シフタとし、欠陥部
をシフタ孔欠陥部とした場合は、シフタ孔欠陥部を遮光
材料で埋めた後、孔欠陥部に近接する遮光パターンの一
部分をＦＩＢ又は、リソグラフィを用いて除去する。こ
のとき遮光材料で埋めた遮光膜の面積と除去する遮光パ
ターンの一部分の面積とを等しくするのが良い。このよ
うな修正によって、透過領域の位相シフト部の透過率の
減少分を補うことができる。上述したように、欠陥部の
透過率の減少分を遮光パターンの一部を除去し、補助開
口部を設けることによって所定の透過率が確保できる。
尚、欠陥部を埋める遮光材料としては、炭素化合物系の
ヘキサンを用い分解させて炭素（Ｃ）を形成する。これ
は、基板との密着性が良いためである。

【００２７】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例に
つき説明する。尚、各図は、これらの発明が理解できる
程度に、各構成成分の寸法、形状および配置関係を概略
的に示してあるにすぎない。また、以下の説明では、特
定の材料および条件をもちいて説明するがこれらの材料
および条件は、単なる好適例にすぎず、従って、何らこ
れに限定されるものではない。

【００２８】先ず、この発明の効果を予め予測するた
め、シミュレーション用のマスクパターンを形成する。
このとき用いた位相マスクパターンの構造体につき代表
的な例を図１の平面図を用いて説明する。尚、図１にお
いて、ハッチング等は、断面部を表わすのではなく、平
面的に見たときの特定の領域を強調したものである。

【００２９】マスク基板上に位相シフタ１２と遮光パタ
ーン１４とを具えている。これら遮光パターン１４およ
び位相シフタ１２が設けられていない開口部１０と位相
シフタ１２とは、光の透過領域をそれぞれ形成してい
る。図１の（Ａ）は、この内開口部１０上にシフタ残留
欠陥部が残存した場合である。

【００３０】このシフタ残留欠陥１６を除去するため、
ＦＩＢ法を用いて残存欠陥に近接する遮光パターンの一
部分を除去する。このとき、ＦＩＢでミリングした部分
にＧａステインの残存領域１８が形成される。続いて、
残存欠陥に近接する遮光パターン１４の一部分をＦＩＢ
法によってエッチングして除去する。この除去した部分
を補助開口部１９と呼ぶ。

【００３１】尚、このとき遮光パターン１４の下部にあ
る位相シフタ１２も同時に除去する。この遮光パターン
１４の下部にある位相シフタを除去する方法としては、
ＦＩＢによって欠陥部を除去すると同時に行っても良
く、又は、欠陥部を除去した後、行っても良い。

【００３２】次に、透過領域を位相シフタとし、この位
相シフタにシフタ孔欠陥部２０を有する場合につき図１
の（Ｃ）および（Ｄ）を用いて説明する。

【００３３】マスク基板上に位相シフタ１２、遮光パタ
ーン１４および開口部１０が形成されている。この位相
シフタ１２の中央にピンホールとか孔とかの欠陥部（シ
フタ孔欠陥部２０と称する。）がある（図１の
（Ｃ））。

【００３４】このシフタ孔欠陥部２０を修正するため、
欠陥部を遮光材料を埋めた後、この欠陥部に近接する遮
光パターン１４の一部分をＦＩＢとかリソグラフィ等の
方法を用いて除去する。尚、この遮光パターン除去部を
補助開口部２２で示す（図１の（Ｄ））。

【００３５】次に、この発明のシミュレーションに用い
た位相シフトマスクの修正方法につき図２〜図４を用い
て詳細に説明する。

【００３６】先ず、シフタ残留欠陥部の場合は、３つの
マスク修正の方法がある。そのうちの１つ目は、残存欠
陥を除去した後、この欠陥に近接する遮光パターンの一
部分を除去する方法であり、２つ目は、残留欠陥を残し
たまま欠陥部に遮光膜を被覆させた後、この欠陥に近接
する遮光パターンの一部分を除去する方法である。そし
て、３つ目は、残留欠陥を除去した後、さらに欠陥部下
の基板をけずり、けずられた欠陥部に遮光膜を被覆させ
た後、この欠陥に近接する遮光パターンの一部分を除去
する方法である。

【００３７】図２は、この発明の第１の実施例を説明す
るための形成工程を示す平面図である。ここでハッチン
グ等は、断面を表わすのではなく、平面的に見たときの
特定の領域を強調したものである。

【００３８】先ず、基板としてガラス基板３１を用い
る。このガラス基板３１上に位相シフタ３４を、任意適
当な方法を用いて形成する。更に、この位相シフタ３４
上に遮光パターン、例えばクロム（Ｃｒ）等を蒸着法を
用いて成膜させる。また、基板３１上には透過領域の一
部を形成する開口部３０を設けてある。この開口部３０
の基板表面に０．２μｍ□のシフタ残留欠陥部３６が生
じるようにパターン設計してある（図２の（Ａ）および
図３の（Ａ））。

【００３９】次に、ＦＩＢによって開口部３０のシフタ
残留欠陥部３６をミリングする。このときのＦＩＢミリ
ング条件は、加速電圧２０ｋＶ、イオン電流１２０ｐ
Ａ、Ｇａイオンによってミリング除去する。この除去部
分には、Ｇａステイン残存領域３８が形成される（図２
の（Ｂ）および図３の（Ｂ））。

【００４０】続いて、Ｇａステイン残存領域３８に近接
する遮光パターン４０の一部分をＦＩＢを用いて除去す
る。このとき除去した部分を補助開口部４０という。
尚、このとき遮光パターン４０の下部に露出する位相シ
フタも同時に除去する。このとき補助開口部の除去寸法
は、０．０９μｍ×０．８μｍとする（図２の（Ｃ）お
よび図３の（Ｃ））。

【００４１】次に、このようにして形成されたシミュレ
ーション用マスクにつきそれぞれの光強度分布を測定し
た結果を図４に示す。このシミュレーションは、縮小投
影露光装置にマスクを取りつけた場合を想定して行っ
た。

【００４２】このときのシミュレーション条件は、ｉ
線、ＮＡ（開口度）０．４２、およびσ（コヒーレンス
ファクタ）を０．５とする。

【００４３】図中、（Ａ）、（Ｃ）および（Ｅ）は、横
軸に位置をとり、縦軸に光強度の等高線をとって表わし
ている。また、（Ｂ）、（Ｄ）および（Ｆ）は、横軸に
位置をとり縦軸に相対光強度をとって表わしている。ま
た、図４の（Ａ）の中心線（Ｉ−Ｉ断面）の光強度等高
線に対応して、図４の（Ｂ）の光強度波形曲線が描いて
ある。

【００４４】また、基板上に０．４μｍＬ／Ｓ（ライン
＆スペース）に形成するためのマスクパターン（ここで
は遮光パターン幅、開口部幅および位相シフト領域の線
パターン幅をいう。）をすべて０．４μｍとして計算し
てある。

【００４５】基板上に０．２μｍ□に相当するシフタ形
成用薄膜が残留欠陥として残った場合について光強度分
布を測定した結果を図４の（Ａ）および（Ｂ）に示す。

【００４６】この結果から明らかなように光強度分布
は、中央部のシフタ残留欠陥部の影響を受けて低下して
いる。

【００４７】次に、ＦＩＢによって形成されたＧａステ
イン残存領域がある場合の光強度分布を図４の（Ｃ）お
よび（Ｄ）に示す。このときＧａステインの残存により
透過率が５６％に低下したと仮定してシミュレーション
を行なった値である。尚、透過率の低下した領域を０．
４μｍ×０．８μｍとし、この領域にＧａステインが残
存している。

【００４８】図４から明らかなように、欠陥部を除去し
たＧａステイン領域は、透過率の低下を生じている（図
４の（Ｄ））。

【００４９】次に、欠陥部除去済みの領域に近接する遮
光パターンの一部分をＦＩＢにより除去した場合の光強
度分布を図４の（Ｅ）および（Ｆ）に示す。このとき遮
光パターンの除去部分の面積を０．０９μｍ×０．８μ
ｍとする。このとき遮光パターンの一部分を除去し補助
開口部４０を設ける。また、Ｇａステイン残存領域を残
した状態で補助開口部の透過率が１００％となるように
条件設定する。しかし、実際は、Ｇａステインが残存す
るため透過率は低下すると考えられる。このため補助開
口部の幅を少し広くすることによってその低下分を補う
ことができる。例えば、透過率を５６％にすれば補助開
口部の幅を０．１５μｍ程度に広げれば良い。尚、この
補助開口部の長さは、０．８μｍとする。このように透
過率を上げたいときは、補助開口部の幅を広げれば良
い。図４の（Ｅ）および（Ｆ）から明らかなように遮光
パターンの開口部を設けた場合、欠陥が無いときと同様
の光強度分布が得られる。

【００５０】次に、シミュレーションの効果を確認する
ため作為的にシフタ残留欠陥部を有するマスクを作製
し、マスク修正を行なう。このとき用いたマスクは、図
２および図３に示すようなシフタ下置き型と呼ばれるマ
スクを形成する。

【００５１】レチクル上に４μｍ（１０：１のステッパ
でウエハ上では０．４μｍに相当する）のライン＆スペ
ースパターンをレチクル上に作製する。これはシミュレ
ーションに用いたパターンと同一なシフタ残留欠陥をレ
チクル上に作製した場合に相当する。尚、シフタ残留欠
陥部の寸法を２μｍ□とする。

【００５２】次に、この残留欠陥部のパターンをＦＩＢ
マスク修正装置を用いてシフタ残留欠陥を除去する。こ
のときのＦＩＢ条件は、加速電圧２０ＫＶ、イオン電流
１２０ｐＡとする。

【００５３】尚、イオンビームのスキャン範囲が２μｍ
□であるため透過率の低下する部分も２μｍ□になる。

【００５４】次に、欠陥に近接する部分の両側の一部分
をＦＩＢによって除去する。このときミリングされる補
助開口部の寸法は、幅１μｍ、長さ４μｍとする。遮光
パターンの下部にある位相シフタも同時に除去する。

【００５５】このマスクをｉ線ステッパにセットし、ｉ
線レジスト（ｉｐ−１８００、東京応化製）にパターニ
ングする。

【００５６】次に、現像した後、このパターンを、例え
ばＳＥＭ測長器を用いて観察する。この結果、修正した
補助開口部は、欠陥のない部分と比べ何ら変化が見られ
なかった。また、露光量、フォーカス位置を変化させて
露光しても何ら変化は見られない。

【００５７】また、同じ欠陥パターンで疑似シフタ残留
欠陥をＦＩＢでミリングしたままのものは、適正露光量
１６０ｍｊ／ｃｍ²としたときレジストパターンに転写
されるライン部がＧａステインの影響をうけて太くな
る。しかし、ラインどうしのブリッジまでには至らなか
った。次に、露光量１４０ｍｊ／ｃｍ²以下では、ライ
ン間にブリッジが発生する。また、シフタ残留欠陥を残
したままのパターンでは露光量１６０ｍｊ／ｃｍ²でブ
リッジが発生することが確認されている。

【００５８】次に、シフタ残留欠陥を除去しない場合の
マスクの修正については、次に説明するシフタ孔欠陥部
のある場合の修正方法と同一の手法をとるため後述す
る。

【００５９】次に、位相シフタ領域にシフタ孔欠陥部を
有する場合についてのマスクの修正方法である本発明の
第２の実施例を図５および図６を用いて説明する。

【００６０】先ず、基板としてガラス基板４１を用い
る。この基板４１上に位相シフタ４２、この位相シフタ
４２上に遮光パターン４４を形成する。このときそれぞ
れの薄膜を成膜する方法は、シフタ残留欠陥のときの方
法と同一であるから説明を省略する。その後、任意適当
な方法でそれぞれの膜をパターニングして開口部４６を
形成する。位相シフト４２の領域の中央にシフタ孔欠陥
部４８を設ける。この孔欠陥の寸法は、０．２μｍ□と
する（図５の（Ａ）および図６の（Ａ））。

【００６１】次に、シフタ孔欠陥部４８に遮光材料を埋
めて遮光膜５０を形成する。この遮光材料を、例えば炭
素化合物系のヘキサン（ＣＨ₃（ＣＨ₂）₄ＣＨ₃）な
どを用い分解して炭素を形成する。また、この遮光膜５
０の厚さは、約３００ｎｍ程度とする。このとき膜厚の
厚さに関係なく成膜すれば良い（図５の（Ｂ）および図
６の（Ｂ））。

【００６２】次に、この孔欠陥部４８に近接する遮光パ
ターンの一部分をＦＩＢ法、又は、リソグラフィ法を用
いて除去する。この除去した部分を補助開口部４７とい
う。この場合、遮光パターンの下部にある位相シフタ４
２は残しておく（図５の（Ｃ）および図６の（Ｃ））。

【００６３】このようにして形成した欠陥のあるマスク
を用いて光強度分布を測定する。尚、このときのシミュ
レーション条件は、残留欠陥部のときと全く同一な条件
で行なう。この結果を図７の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、
（Ｄ）、（Ｅ）および（Ｆ）に示す。

【００６４】この図から、シフタ孔欠陥部があると光強
度の等高線１０４に乱れが発生し、光強度波形１０６も
低下する（図７の（Ａ）および（Ｂ））。

【００６５】次に、遮光膜を形成した場合を図７の
（Ｃ）および（Ｄ）に示す。この結果、孔欠陥部のある
場合に比べ多少の光強度は改善される。これは、位相シ
フタによる位相が揃う方向で改善されるためと思われ
る。

【００６６】次に、図４の（Ｅ）および（Ｆ）は、遮光
パターンに補助開口部４７を設けた場合を示している。
このときの補助開口部の寸法は基板上で０．１μｍ×
０．３μｍとし、遮光パターンの両側を開口させる。こ
のような修正によって、光強度分布は、欠陥のない状態
まで回復する。

【００６７】次に、図８および図９を用いて位相シフタ
４２内のシフタ孔欠陥部４８が遮光パターンに隣接する
程大きい場合についてのマスクの修正方法である本発明
の第３の実施例を図８および図９を用いて説明する。

【００６８】基板としてガラス基板を用いる。この基板
上に位相シフタ４２、遮光パターン４４を形成する。ま
た、所定の領域に開口部４６が形成されている。また位
相シフタ４２領域にシフタ孔欠陥部４８が生じている
（図８の（Ａ））。

【００６９】次に、このシフタ孔欠陥部４８に遮光材料
を埋めて遮光膜５０を形成する。更に、孔欠陥部の隣接
する一部分をＦＩＢ法又は、リソグラフィ法等を用いて
遮光膜パターンの一部分を除去する。このとき下部にあ
る位相シフタは残存させて置く。尚、遮光膜パターンの
一部分を除去した部分を補助開口部４７と呼ぶ（図８の
（Ｂ））。

【００７０】次に、この補助開口部４７と遮光パターン
の反対側に第２の補助開口部５２を設ける。このときの
除去方法は、ＦＩＢによるミリングとかリソグラフィ法
などを用いて行う（図８の（Ｃ））。

【００７１】このようにして形成したマスクパターンに
ついて光強度分布を測定した結果を図９に示す。図中、
（Ａ）および（Ｂ）は、孔欠陥部に補助開口部４７を設
けた場合の光強度分布を表している。これを見ると等高
線の中心部から見て右側の点線部にゆがみ部１０８が観
測され、透光部を少し広げている（図９の（Ａ））。

【００７２】次に、図９の（Ｃ）および（Ｄ）は、遮光
パターンに第２の補助開口部を設けた場合である。これ
によると、ゆがみ部１０８は修正される。この修正され
たゆがみ部が１１０になる。この結果、欠陥のない場合
と同等の光強度分布が得られる。

【００７３】このシミュレーションによる効果を確認す
るため作為的にシフタ孔欠陥部をもうけたマスクを作製
し、マスク修正を行なう。このマスク修正の手法は、残
留欠陥部のときと同様な方法を用いて行う。従って、こ
こでは修正方法の説明を省略する。

【００７４】その結果、補助開口部を設けてマスク修正
したものは、レジストパターンを調べると欠陥のないも
のと比べ何ら差異は生じていない。

【００７５】同じ欠陥部を有する遮光材料を埋めたもの
は、露光量１６０ｍｊ／ｃｍ²のときレジストパターン
のライン部が太くなる。しかし、ブリッジには至らなか
った。また、遮光パターンの一部分を除去し、補助開口
部をもうけた場合、露光量１６０ｍｊ／ｃｍ²のときレ
ジストパターンのライン部が太くなる。しかし、ブリッ
ジには至らなかった。

【００７６】また、孔欠陥部のあるものは、露光量１６
０ｍｊ／ｃｍ²のときライン間にブリッジが発生する。
露光量を２３０ｍｊ／ｃｍ²に上げたときライン間のブ
リッジはなくなるが、他のパターンの領域の露光量オー
バーになるためライン部分が細くなり倒れるものも現れ
る。

【００７７】次に図１０および図１１を用いてシフタ残
留欠陥部に遮光膜を形成した後、遮光パターンに補助開
口部を設けた修正方法である本発明の第４の実施例を説
明する。

【００７８】マスク基板としてガラス基板を用い、位相
シフタ３４、遮光パターン３２および開口部３０を形成
する方法は、図２および図３の場合と同様である。従っ
て、図中、（Ｂ）から形成方法を説明する。シフタ残留
欠陥部３６に遮光材料を埋める。好ましくは、炭素化合
物系のヘキサンを用いて遮光膜３８を形成するのが良い
（図１０の（Ｂ））。

【００７９】次に、欠陥部に近接する遮光パターンの一
部分を除去し、補助開口部４０を形成する。この除去方
法には、例えばＦＩＢ法とかリソグラフィ法等を用い
る。このようにして形成したマスクを用いて、レジスト
パターンを形成した結果を図１０の（Ｂ）および（Ｄ）
に示す。

【００８０】図１０の（Ａ）および（Ｂ）は、遮光膜３
６がある場合でこのマスクを用いて形成したレジストパ
ターンは、杵状のパターンが形成されている。しかし、
補助開口部を設けるとき欠陥がないときと全く同じレジ
ストパターンが形成される（図１１の（Ｃ）および
（Ｄ））。

【００８１】次に、透過領域として開口部で遮光パター
ンが位相シフタの下方にある場合の修正方法である本発
明の第５の実施例について図１２を用いて説明する。

【００８２】このマスク基板としてガラス基板６０を用
い、この基板６０上に遮光パターン６２を成膜した後、
位相シフタ６４を設ける。それぞれの膜の形成方法は図
２と同じであるから説明を省略する。

【００８３】次に、シフタ残留欠陥部６８をＦＩＢによ
って除去する。このときＧａステインが残存する。この
領域をＧａステイン残存領域７０とする。

【００８４】次に欠陥部に近接する遮光パターンの一部
分を除去する。この除去部分を補助開口部７２とする
（図１２の（Ｃ））。このようにして形成したマスクを
用いても無欠陥のときと同様なレジストパターンが得ら
れる。

【００８５】次に、シフタ残留欠陥部を除去する際に、
マスク基板を凹部が生じる程度に過剰にミリングするマ
スク修正法である本発明の第６の実施例について図１３
および図１４を用いて説明する。この修正法は、シフタ
残留欠陥部をミリングする際に下層のガラス基板に微小
な凹凸が発生してしまうという問題点について解決した
ものである。尚、図中、図２および図３と同一のものに
は同一符号を付与している。

【００８６】図１３は、この発明のマスク修正法を説明
する平面図であり、図１４はその断面図である。

【００８７】図１３（Ａ）および図１４（Ａ）は、ガラ
ス基板３１上に位相シフタ３４およびクロム（Ｃｒ）等
からなる遮光パターン３２を用けたものである。この遮
光パターン３２は、幅３μｍ、ピッチ６μｍの繰り返し
パターンであり、１０：１ステッパを用いた場合、ウエ
ハ上で０．３μｍのライン＆スペースを有するパターン
である。そして、この遮光パターン３２間に存在するス
ペースが透過領域の一部を形成する開口部３０である。

【００８８】以上のような欠陥部を有するマスクを以下
のように修正する。

【００８９】まず、シフタ残留欠陥部３６が存在する２
μｍ□の領域よりも広い２．４μｍ□の領域に位置する
シフタ残留欠陥部３６およびガラス基板３１をＦＩＢマ
スク修正装置を用いて連続的にミリングする。このとき
シフタ残留欠陥部３６が完全に除去されると同時に、ガ
ラス基板３１の表面が約５０ｎｍ削られミリングによっ
て発生するガラス基板３１表面の荒れが除去される。
（図１３（Ｂ），図１４（Ｂ）および（Ｃ））このとき
のＦＩＢ条件は、加速電圧１２０ｋＶ，イオン電流１２
０ｐＡとする。

【００９０】次に、ミリングされた２．４μｍ□の領域
よりも広い２．６μｍ□の領域に、ＦＩＢマスク修正装
置を用いてＣ₆Ｈ₁₀ガスとＧａイオン照射により図５、
図６で説明したような遮光膜５０を形成する。（図１３
（Ｄ）および図１４（Ｄ））次に、ＦＩＢマスク修正装
置を用いて、遮光膜５０に近接する遮光膜パターン３２
およびその下に位置する位相シフタ３４をミリングし、
補助開口部４０を形成する。このとき削られる遮光パタ
ーン３２の寸法は幅１．６μｍ、長さ３．０μｍ程度で
ある。（図１３（Ｅ）および図１４（Ｅ））以上で、欠
陥のあるマスクの修正が完了した。

【００９１】次に、このマスクをｉ線ステッパにセット
し、ｉ線レジストにパターニングを行った。

【００９２】その後、このレジストを現像し、パターニ
ングされたパターンをＳＥＭ測長器を用いて評価した。

【００９３】この結果、修正した補助開口部は、欠陥の
ない部分と比べ何ら変化が見られなかった。

【００９４】また、同じパターンでシフタ残留欠陥部３
６のみを除去し、下層のガラス基板３１を削らなかった
ものは、適正露光量１６０ｍｊ／ｃｍ²としたときレジ
ストパターンが欠陥部周辺で太くなっていた。

【００９５】露光量１４０ｍｊ／ｃｍ²では、ライン間
にブリッジが発生した。

【００９６】また、フォーカスをずらすと、露光量１６
０ｍｊ／ｃｍ²でも、ライン間にブリッジが発生した。

【００９７】次に、シフタ残留欠陥３６の大きさを０．
５μｍ□〜３．０μｍ□まで変化させて上記と同様な評
価を行った。尚、遮光膜５０の形成領域は、３．０μｍ
□に固定し、削りとる遮光パターン３２の寸法は、幅
１．６μｍ、長さ３．０μｍに固定した。

【００９８】その結果、レジストパターンは、ブリッジ
のない良好なものであった。

【００９９】以上のように、本発明によれば、シフタ残
留欠陥を除去する際に発生する表面荒れを吸収するよう
に、ガラス基板までも削りこむので、遮光膜のはがれを
防止することができる。

【０１００】従って、本発明は図２および図３で説明し
た修正方法よりもさらに精度の高いレジストパターンを
形成することが可能である。

【０１０１】

【発明の効果】上述した説明からも明らかなように、こ
の発明の位相シフトマスクの修正方法によれば欠陥部を
修正すると、この修正された領域の光の透過率は低下し
ているので、この領域を通過した透過光の光強度が低下
する。このため縮小投影露光装置で位相シフトマスクの
マスクパターンをウエハに投影すると、投影光学系の結
像位置での光強度分布は、修正された領域に対応する位
置での光強度が欠陥部を有しているために修正されなか
った領域に対応する光強度（正常時の光強度）よりも小
さくなっている。

【０１０２】しかし、この発明では、欠陥部、従って修
正された領域に近接する遮光パターンに補助開口部を形
成するので、この補助開口部を通過した透過光が上述し
た、修正された領域の透過光の光量低下を補うため、対
応する結像位置での光強度は正方常時の光強度へと高め
られ、従って、設計通りの所定のレジストパターンを形
成することが可能となる。

【０１０３】また、開口部の透過領域に存在するシフタ
残留欠陥部をＦＩＢを用いて除去した後、この欠陥部に
近接する遮光パターンの一部分を除去する。このような
マスク修正によってＧａステイン残存領域が開口部の透
過領域に残存する。従って、この領域の透過率は低下す
る。これを改善するためシフタ残留欠陥部に近接する遮
光パターンの一部分をＦＩＢを用いて除去する。このと
き遮光パターンの下部にある位相シフタを除去する。こ
のような修正方法によってＧａステイン残存領域で透過
率の低下した分を補助開口部で補うことができるため無
欠陥マスクと同等のパターニングが可能である。

【０１０４】また、このマスク修正は、ＦＩＢミリング
のみで行えるため低コスト、高スループットの修正が可
能である。また、シフタ残留欠陥部を遮光材料を被覆し
て、この欠陥部に近接する遮光パターンの一部分を除去
しても前述した結果と同様な効果が得られる。

【０１０５】次に、透過領域を位相シフタとし、欠陥部
をシフタ孔欠陥部とした場合はシフタ孔欠陥部を遮光材
料で埋めた後、孔欠陥部に近接する遮光パターンの一部
分をＦＩＢ又はリソグラフィを用いて除去する。このと
き遮光パターンの下部にある位相シフタは、残存させた
ままにしておく。また、遮光材料で埋めた遮光膜の面積
と遮光パターンの一部分の除去面積を等しくするのが良
い。このようなマスク修正によって欠陥部の透過率の低
下分を補うことができるため、無欠陥マスクと同等なパ
ターニングが得られる。また、従来のように２層のシフ
タ層を必要としないため低コスト化が図られ、かつ、メ
インシフト層とサブシフタ層間の密着性の問題も解消で
きる。また、この修正に用いる修正装置は、既存のもの
が利用できるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）〜（Ｄ）は、この発明の実施例の基本プ
ロセスを説明するための平面図である。

【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、この発明の第１の実施例を
説明するための形成工程を示す平面図である。

【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は、この発明の第１の実施例を
説明するための形成工程を示す断面図である。

【図４】（Ａ）〜（Ｆ）は、この発明の第１の実施例の
工程をシミュレーションした光強度分布曲線図である。

【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、この発明の第２の実施例を
説明するための形成工程を示す平面図である。

【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は、この発明の第２の実施例を
説明するための形成工程を示す断面図である。

【図７】（Ａ）〜（Ｆ）は、この発明の第２の実施例の
工程をシミュレーションした光強度分布曲線図である。

【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は、この発明の第３の実施例を
説明するための形成工程を示す平面図である。

【図９】（Ａ）〜（Ｄ）は、この発明の第３の実施例の
工程（Ｂ）および（Ｃ）をシミュレーションした光強度
分布曲線図である。

【図１０】（Ａ）〜（Ｃ）は、この発明の第４の実施例
を説明するための形成工程を示す平面図である。

【図１１】（Ａ）〜（Ｄ）は、この発明の第４の実施例
の工程（Ｂ）および（Ｃ）のマスクをレジストパターン
化した図である。

【図１２】（Ａ）〜（Ｃ）は、この発明の第５の実施例
を説明するための形成工程を示す断面図である。

【図１３】（Ａ）〜（Ｄ）は、この発明の第６の実施例
を説明するための形成工程を示す平面図である。

【図１４】（Ａ）〜（Ｅ）は、この発明の第６の実施例
を説明するための形成工程を示す断面図である。

【符号の説明】

１０開口部１２位相シフタ１４遮光パターン１６シフタ残留欠陥部１８Ｇａステイン残存領域１９補助開口部２０シフタ孔欠陥部２２補助開口部２４遮光膜３０，６６開口部３１，４１，６０ガラス基板３２，４４，６２遮光パターン３４，４２，６４位相シフタ３６，６８シフタ残留欠陥部３７遮光膜３８，７０Ｇａステイン残存領域４０，４７，７２補助開口部４８シフタ孔欠陥部５０遮光膜５２第２の補助開口部１００，１０４光強度等高線１０２，１０６光強度波形１０８ゆがみ部１１０ゆがみ修正部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平５−142758（ＪＰ，Ａ) 特開平４−165353（ＪＰ，Ａ) 特開平４−155339（ＪＰ，Ａ) 特開平４−26846（ＪＰ，Ａ) 特開平３−139647（ＪＰ，Ａ) 特開平３−105344（ＪＰ，Ａ) 特開平１−216360（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−83749（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−85525（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03F 1/00 - 1/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】マスク基板上に遮光パターンと位相シフ
タとを具え、該遮光パターンが設けられていない該マス
ク基板上の領域にて光の透過領域を形成する位相シフト
マスクの欠陥部の修正方法において、前記透過領域に存在する欠陥部を修正する修正工程と、前記欠陥部に近接する遮光パターンの一部分を除去する
除去工程と、を含むことを特徴とする位相シフトマスクの修正方法。
【請求項２】請求項１記載の位相シフトマスクの修正
方法において、前記欠陥部がシフタ残留欠陥の時には、
前記修正工程にてＦＩＢにより該シフタ残留欠陥を除去
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】請求項１記載の位相シフトマスクの修正
方法において、前記欠陥部がシフタ孔欠陥の時には、前
記修正工程にて該シフタ孔欠陥を遮光材料で埋めること
を特徴とする位相シフトマスクの修正方法。
【請求項４】請求項１記載の位相シフトマスクの修正
方法において、前記欠陥部がシフタ残留欠陥の時には、
前記修正工程にて該シフタ残留欠陥を被覆する遮光膜を
設け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５】請求項３記載の位相シフトマスクの修正
方法において、前記シフタ孔欠陥に前記遮光材料を埋め
た後、前記除去工程にて除去した前記一部分とは前記欠
陥部を挟んで対向し前記欠陥部に最も近い前記遮光パタ
ーンの側面の一部分を除去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６】請求項３記載の位相シフトマスクの修正
方法において、前記遮光材料は炭素化合物系のヘキサン
であ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７】請求項４記載の位相シフトマスクの修正
方法において、前記除去工程による除去面積を前記遮光
膜にて被覆した面積と略等しいことを特徴とする位相シ
フトマスクの修正方法。