JP3312708B2 - 位相シフトマスクの欠陥修正方法 - Google Patents
位相シフトマスクの欠陥修正方法Info
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Description
のためのフォトリソグラフィーの露光工程において用い
られる、位相シフトマスクの欠陥修正方法に関する。
ソグラフィ技術におけるパターン寸法は益々微細化する
とともに、焦点深度を向上させることが要求されてい
る。このような要求に応えるために位相シフトマスクが
開発され、フォトリソグラフィにおける限界解像力は著
しく向上している。しかしながら、この位相シフトマス
クは、高解像度ゆえに、従来のCrマスクの場合には許
容し得た寸法の欠陥も解像してしまう。このため、位相
シフトマスク上の欠陥は、より高精度に修正を行なう必
要がある。
ーンが形成された従来のフォトマスク上に存在する欠陥
は、通常、次のような方法で修正される。例えば、凹欠
陥の修正は、集束イオンビーム(FIB)とピレンなど
の材料ガスとを用いたアシストデポジションによって、
光透過率0%のカーボンを欠陥部分に堆積させることに
より行なわれる。また、凸欠陥は、レーザビームを用い
て欠陥部分を除去することによって修正される。
な方法によって、精度良くかつ容易に修正することがで
きる。位相シフトマスクとしては、透光性基板上に、S
ix Ny 等の半透過性の材料からなる位相ソフタ部が形
成されたハーフントーンマスクが挙げられる。SixNy
の透過率はカーボンの透過率とは大きく異なるもの
の、i線(波長365nm)露光用ハーフトーンマスク
上の凹欠陥を従来の方法により修正した場合には、修正
後のマスクを介してウエハ上に形成されたパターンの寸
法に大きな変動を与えないことが知られている。
トマスクでは、修正すべき凸欠陥の寸法は、従来のフォ
トマスクの凸欠陥寸法より微細になる。従来の凸欠陥修
正に用いられるレーザビームの絞り径は、位相シフトマ
スクに存在する欠陥寸法より大きいので、ハーフトーン
マスク上に存在する凸欠陥は、レーザビームを用いて精
度良く修正することができないことになる。そこで、ハ
ーフトーンマスクに存在する凸欠陥を除去するために
は、より微細加工が可能なFIBのエッチングを用いる
ことが考えられる。
長が短くなるにしたがい、マスクの凹欠陥を修正したこ
とによって、転写後のパターンに及ぼされる影響が大き
くなる。例えば、DeepUV等の短波長光露光用ハー
フトーンマスク上の凹欠陥を従来の方法で修正した場合
には、カーボンを埋め込んだ修正部分が、新たな欠陥と
して転写後パターンの線幅に許容し得ない変動を生じさ
せるおそれがある。
陥をFIBを用いたスパッタリングにより修正する場
合、イオンスパッタに曝される表面はダメージを受ける
ので、この修正部分の透過率が低下するおそれがある。
透過率の低下して領域が新たな欠陥となり、凹欠陥を修
正した場合と同様に、転写後のパターン線幅に変動を与
える原因となる。
が生じると、微細パターンの形成および焦点深度の向上
を可能とする位相シフトマスクの利点を十分に得ること
ができない。
の転写パターンの線幅が変動が、設計寸法の±10%以
下であり、かつ、必要とする焦点深度を得られる欠陥修
正を行なうことができる、位相シフトマスクの欠陥修正
方法を提供することを目的とする。
に、本発明は、透光性基板と、この透光性基板表面に形
成された半透過性の材料からなる位相シフタ部とを有す
るハーフトーンマスクに存在する凹欠陥を、遮光体を埋
め込むことによって修正する位相シフトマスクの欠陥修
正方法において、前記ハーフトーンマスクがDeepU
V露光用マスクであり、前記凹欠陥を修正するために遮
光体が埋め込まれる修正部分の幅が、透光性基板上に形
成されたL/Sパターンの最小線幅の20%より大きく
97%以下の範囲であることを特徴とする位相シフトマ
スクの欠陥修正方法を提供する。
位相シフトマスクの欠陥修正方法において、凹欠陥と
は、位相シフタ部のパターンが欠落した欠陥を表わし、
凸欠陥とは、透光性基板が露出すべき領域にシフタ材料
が残存した欠陥を表わす。
フトマスクを構成する基板としては、通常のフォトマス
ク用ガラス基板を使用することができる。具体的には、
クオーツ等が挙げられる。また、シフタ部の材料は、半
透過性の材料であれば特に限定されないが、例えば、S
ix Ny (xおよびyは整数である。)を使用すること
が好ましい。
約0.9〜3.125μm、100nm程度の膜厚で形
成された位相シフタ部と、線幅約1.375〜1.6μ
mの開口部とを有する5倍体マスクを使用することがで
きる。
込まれる遮光体としては、カーボン、およびクロム等を
使用することができる。遮光体の埋め込みに当たって
は、FIBアシストデポジション等の方法を用いること
ができる。
にSix Ny からなる位相シフタ部が形成されたDee
pUV露光用ハーフトーンマスク上に存在する欠陥を修
正する際に用いられる。この場合、マスク上のL/Sパ
ターンの最小寸法の20%より大きく97%以下の幅
で、凹欠陥部分に遮光体が埋められる。
は、修正後のマスクを介して露光を施すことによりウエ
ハに形成されるパターンの解像寸法の変動が、設計寸法
の±10%以下の範囲内におさまるように、マスク上の
欠陥を修正している。
写することが理想的ではあるが、パターンの解像寸法
は、設計寸法の±10%以下の変動であれば、影響が少
なく、許容し得る範囲内である。
込むことによって修正された領域が、新たな欠陥となら
ないので、短波長光で露光を行なう際に、転写後のパタ
ーンに影響を及ぼさない。
な欠陥を生じさせること無く、マスク上の凹欠陥を修正
することができる。本発明の方法を用いて修正された位
相シフトマスクを介してウエハにパターン露光を施した
場合には、所望の焦点深度が得られるので、下地に段差
がある場合でも、寸法精度よくパターンを形成すること
ができる。
ン結果を示して、本発明をより詳細に説明する。 (実施例1)本実施例では、透明基板上に位相シフタ材
料として、Six Ny を用いた位相シフタ部からなるD
eepUV露光用ハーフトーンマスク上に生じた凹欠陥
を修正する。
に示す。図1(a)には、マスクパターンの平面図を表
わし、図1(b)には、A−A´における断面図を表わ
す。図1に示すように、位相シフトマスク1において
は、クオーツ基板2上に、シフタ材料としてSix Ny
からなる位相シフタ部3が形成されている。なお、この
マスクは5倍体マスクであり、クオーツ基板2に対する
Six Ny 3の光強度透過率は6%(振幅透過率24.
5%)である。
が0.9μmで、開口部4の線幅が1.6μmのL/S
パターンであり、凹欠陥5は、位相シフタ部3のエッジ
部に存在する。
アシストデポジションによりカーボン6を埋め込むこと
によって修正する。なお、図2(a)は、遮光体6を埋
め込んで修正した後の位相シフトマスク1の平面図を表
わし、図2(b)は、B−B´における断面図を表わ
す。
て、遮光体を埋め込むことによって位相シフトマスク1
の凹欠陥を修正し、修正後のマスクを用いて、ウエハに
露光を施してパターンを形成した際の、ウエハ上での解
像寸法のシミュレーション結果を図3に示す。
仕上がり寸法は0.25μm、レジスト部寸法とレジス
ト間寸法との比が、1:1のレジストパターンとなるよ
うに露光量を想定した。また、露光条件は、露光波長2
48nm(KrF光)、開口数(NA)0.5、および
コヒーレンスファクター(σ)0.5とした。
の場合を示し、図3(b)には、デフォーカス位置±
0.5μmの場合を示す。欠陥寸法d1 が増加するにし
たがって、解像寸法は徐々に減少することが図3(a)
からわかる。本発明の方法においては、ウエハ上での解
像寸法の変動を、設計寸法の±10%以下に抑えるよう
に欠陥を修正するので、修正部寸法d1 は、0.87μ
mまで許容し得ることがわかる。すなわち、修正後のマ
スクを用いて解像されたパターンの線幅変動を、設計寸
法の±10%以下に抑えるための埋め込み(修正)寸法
の上限は、L/Sパターンの最小寸法の97%であるこ
とがわかる。
以下の寸法の欠陥ならば、修正を行なわなくとも、転写
パターンの線幅変動を設計寸法の±10%以内に抑えら
れる。
合を示す図3(b)においても、ジャストフォーカス位
置の場合と同様の結果が得られている。すなわち、L/
Sパターンの最小線幅の97%以下の幅で遮光体を埋め
ることによって、凹欠陥を修正したマスクを用いて形成
されたパターンの線幅は、設計寸法の±10%未満に抑
えられている。
様に、L/Sパターンの最小寸法の20%以下の寸法
は、修正を行なわなくとも、転写パターンの線幅変動を
設計寸法の±10%以内に抑えられる。
ることによって修正する幅寸法を、L/Sパターンの最
小寸法の20%より大きいものから97%以下とするこ
とによって、焦点深度1.0μmを達成できることがわ
かる。 (実施例2)本実施例では、透明基板上に、位相シフタ
材料として、Six Ny を用いた位相シフタ部からなる
ハーフトーンマスク上に生じた凸欠陥を集束イオンビー
ム(FIB)により修正する。
に示す。図4(a)には、マスクパターンの平面図を表
わし、図4(b)には、C−C’における断面図を表わ
す。図4に示すように、位相シフトマスク8において
は、クオーツ基板9表面に、SnOからなる導電膜10
が15nmの膜厚で成膜されており、この導電膜10の
上には、Six Ny からなる位相シフタ部12が形成さ
れている。クオーツ基板9と導電部10とを合わせて、
SnO/QZ基板ということができる。
SnO/QZ基板上に対するSixNy の光強度透過率
は、4.8%(振幅透過率21.9%)である。マスク
パターンは、ホール13の一辺が2.45μmであり、
ホール13間の間隔が4.3μmのコンタクトホール
(C/H)パターンであり、凸欠陥14は、ホール13
の中央部に存在する。
(a)〜(c)に示すように、所定の深さまでエッチン
グ除去する際の、欠陥寸法d2 と、ウエハ上での解像寸
法との関係のシミュレーションを行なう。
去しないように修正部分の位相シフタ部12のみをエッ
チング除去した場合、図5(b)は、透光性基板9の表
面を除去しないように修正部分をエッチング除去した場
合の位相シフトマスク8の断面図を表わす。また、図5
(c)は、透光性基板9を除去するように修正部分をエ
ッチング除去した場合の位相シフトマスク8の断面図で
ある。ここで、修正部分とは、基板における凸欠陥14
が存在している領域を表わす。
は、以下のとおりである。なお、位相差φは、図5
(b)および(c)に示されるクオーツ基板表面と、エ
ッチング除去により露出した表面との距離に対応す
る。。
されたマスクを用いてウエハに露光を施してパターンを
形成した際の、ウエハ上での解像寸法のシミュレーショ
ン結果を示す。
のホールの仕上がり寸法は、0.45μm、ホール部寸
法とレジスト部寸法との比が1:2のレジストパターン
となるような露光量を想定した。また、露光条件は、露
光波長365nm(i線)、開口数(NA)0.5、コ
ヒーレンスファクター(σ)0.6とした。
れぞれ、凸欠陥修正部分を位相シフタ12のみ除去した
場合、導電膜10まで除去した場合、およびクオーツ基
板9まで除去した場合の解像寸法を表わす。すなわち、
図6(a)〜(c)は、それぞれ、上述の図5(a)〜
(c)の場合に相当する。
ス位置の場合を示し、破線は、デフォーカス位置±0.
75μmの場合を示す。図6(a)に示すように、修正
部分を位相シフタ部12のみをエッチング除去する場合
には、欠陥寸法d2 が増加しても、設計寸法にかかわら
ず解像寸法はほとんど変動しない。すなわち、ウエハ上
での解像寸法は、設計寸法の±10%以内におさまって
いる。特に、デフォーカス位置±0.75μmにおいて
も、設計寸法の±10%以内の解像寸法が得られること
から、焦点深度1.5μmが達成できることがわかる。
を除去しないように、導電膜10とクオーツ基板9との
界面まで修正部分をエッチング除去した場合にも、図6
(a)の場合と同様に、欠陥寸法にかかわらず、また、
デフォーカス位置が±0.75μmであっても、解像寸
法の変動は設計寸法の±10%以内におさまっている。
クオーツ基板9までエッチング除去する場合には、欠陥
寸法d2 の増加にともなって、ホール解像寸法の変動が
大きくなる。この場合には、ジャストフォーカス位置で
も、修正寸法d2 が約1.71μmを越えると、解像寸
法は設計寸法の±10%を越えてしまう。さらに、デフ
ォーカス位置±0.75μmの場合には、約0.46μ
mの修正寸法を越えると、解像寸法は設計寸法の±10
%を越えてしまうので、焦点深度1.5μmを達成でき
ない。
表面を除去しないように、導電膜まで修正部分をエッチ
ングすることで、ウエハ上での解像寸法の変動を設計寸
法の±10%以下に抑え、かつ、焦点深度1.5μmが
達成することができる。
修正部分をエッチング除去した場合には、欠陥寸法d2
が2.45×2.45μmの場合でも、前記範囲内の寸
法でウエハ上にパターンが解像されている。したがっ
て、ホールとして開口すべき領域が、位相シフタ材料で
完全に埋められていても修正可能であることがわかる。
膜厚を15nmとしてシミュレーションを行なったが、
クオーツ基板を除去しないようにエッチングを行なうこ
とは、導電膜10の膜厚にかかわらず適用することがで
きる。 (実施例3)本実施例では、透明基板上に、位相シフタ
材料として、Six Ny を用いた位相シフタ部からなる
Deep露光用ハーフトーンマスク上に生じた凸欠陥
を、FIBとガスを用いたアシストエッチングで削るこ
とによって修正する。この方法を用いた場合の修正後の
修正部分の透過率は95%以上である。
に示す。図7(a)は、マスクパターンの平面図を表わ
し、図7(b)は、D−D´における断面図を表わす。
図7に示すように、位相シフトマスク16においては、
クオーツ基板17上にSixNy からなる位相シフタ部
18が形成されている。このマスクは5倍体マスクであ
り、クオーツ基板17に対するSix Ny の光強度透過
率は6%(振幅透過率24.5%)である。
1.375μm、ホール19間の間隔が3.125μm
のコンタクトホール(C/H)パターンであり、凸欠陥
20は、ホール19の中央部に位置する。
の位相差までエッチングを施すことによって修正する。
なお図8(a)は、修正後のマスクの平面図を表わし、
図8(b)は、E−E´における断面図を表わしてお
り、位相差φは、クオーツ基板表面と、エッチング除去
により露出した表面との距離に対応する。図8に示すよ
うに、凸欠陥20が除去されることによって修正部分2
1が露出する。
陥を除去することによって、位相シフトマスク16上の
凸欠陥を修正し、修正後の位相シフトマスクを用いてウ
エハに露光を施してパターンを形成した際の、ウエハ上
での解像寸法のシミュレーション結果を図9に示す。
ホールの仕上がり寸法が、0.3μm、ホール部寸法と
レジスト部寸法が1:2のレジストパターンとなるよう
な露光量を想定した。また、露光条件は、露光波長24
8nm(KrF光)、開口数(NA)0.5、コヒーレ
ンスファクター(σ)0.5とした。
陥修正部分の掘り込み量を、それぞれ位相差で0°、2
0°、および30°となるように透光性基板をエッチン
グ除去した場合の解像寸法を表わす。
ス位置の場合を示し、破線は、デフォーカス位置±0.
5μmの場合を示す。図9(a)に示すように、位相差
で0°まで透光性基板をエッチング除去した場合には、
欠陥寸法d3 が増加しても欠陥寸法にかかわらず、解像
寸法はほとんど変動しない。すなわち、ウエハ上での解
像寸法は、設計寸法の±10%以内におさまっている。
特に、デフォーカス位置±0.5μmにおいても、設計
寸法の±10%以内の解像寸法が得られることから、焦
点深度1.0μmが達成できることがわかる。
除去した場合にも、同様に、焦点深度1.0μmが達成
できることが、図9(b)からわかる。すなわち、デフ
ォーカス位置±0.5μmの際には、解像寸法の変動が
若干大きくなるものの、設計寸法の±10%以内におさ
まっている。
位相差30°まで透光性基板をエッチング除去した場合
には、欠陥寸法d3 の増加にともなって、デフォーカス
位置±0.5μmの際ホール解像寸法の変動が大きくな
る。すなわち、透光性基板の掘り込みが許容範囲を越え
たことがわかる。
未満となるように、修正部分の透光性基板をエッチング
することで、ウエハの解像寸法の変動を設計寸法の±1
0%未満に抑え、かつ焦点深度1.0μmを達成するこ
とができる。
分の透光性基板をエッチング除去した場合には、欠陥寸
法d3 が1.375μm×1.375μmの場合でも、
前記範囲内の寸法でウエハ上にパターンが解像されてい
る。したがって、ホールとして開口すべき領域が、位相
シフタ材料で完全に埋められていても、修正可能である
ことがわかる。
修正後の修正部分の転写パターンの線幅変動が、設計寸
法の±10%以下である位相シフトマスクの欠陥修正方
法が提供される。このように修正されたマスクを用いて
解像されたパターンは、寸法精度に優れ、かつ、十分な
焦点深度が得られる。かかる位相シフトマスクの欠陥修
正方法は、電子部品の微細加工等のリソグラフィ技術に
おいて有効であり、その工業的価値は大きい。
を有する位相シフトマスクを示す図。
図。
を有する位相シフトマスクを示す図。
図。
を有する位相シフトマスクを示す図。
図。
フタ部,4…開口部 5…凹欠陥,6…遮光体,8…位相シフトマスク,9…
クオーツ基板 10…SnO膜,11…透光性基板,12…位相シフタ
部,13…ホール 14…凸欠陥,16…位相シフトマスク,17…クオー
ツ基板 18…位相シフタ部,19…ホール,20…凸欠陥,2
1…修正部分。
Claims (2)
- 【請求項1】 透光性基板と、この透光性基板表面に形
成された半透過性の材料からなる位相シフタ部とを有す
るハーフトーンマスクに存在する凹欠陥を、遮光体を埋
め込むことによって修正する位相シフトマスクの欠陥修
正方法において、 前記ハーフトーンマスクがDeepUV露光用マスクで
あり、前記凹欠陥を修正するために遮光体が埋め込まれ
る修正部分の幅が、透光性基板上に形成されたL/Sパ
ターンの最小線幅の20%より大きく97%以下の範囲
であることを特徴とする位相シフトマスクの欠陥修正方
法。 - 【請求項2】 前記ハーフトーンマスクの位相シフタ部
が、Six Ny (x,およびyは整数である)により構
成された請求項1に記載の位相シフトマスクの欠陥修正
方法。
Priority Applications (1)
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JP22123394A JP3312708B2 (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | 位相シフトマスクの欠陥修正方法 |
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JP22123394A Expired - Fee Related JP3312708B2 (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | 位相シフトマスクの欠陥修正方法 |
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-
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- 1994-09-16 JP JP22123394A patent/JP3312708B2/ja not_active Expired - Fee Related
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