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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の微細加工
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。
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。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＬＳＩの高密度集積化に伴い、リ
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。
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。
【０００３】なお、透光性基板上に遮光体からなるパタ
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。
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。
【０００４】従来のフォトマスク上の欠陥は、このよう
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。
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。
【０００５】一方、ハーフトーンマスクなどの位相シフ
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。
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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、露光波
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。
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。
【０００７】一方、ハーフトーンマスクに存在する凸欠
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。
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。
【０００８】転写後のパターン線幅に許容し得ない変動
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。
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。
【０００９】そこで、本発明は、欠陥修正後の修正部分
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。
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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
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。
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。
【００１１】
【００１２】
【００１３】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
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。
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。
【００１４】本発明の欠陥修正方法で用いられる位相シ
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。
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。
【００１５】位相シフトマスクとしては、例えば、線幅
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。
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。
【００１６】凹欠陥を修正するために、この部分に埋め
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。
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。
【００１７】本発明の欠陥修正方法は、クオーツ基板上
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。
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。
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【作用】本発明の位相シフトマスクの欠陥修正方法で
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。
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。
【００２６】設計どおりの寸法で、正確にパターンを転
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。
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。
【００２７】凹欠陥を修正する場合には、遮光体を埋め
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。
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。
【００２８】このように、本発明の方法によって、新た
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。
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。
【００２９】
【実施例】以下、本発明の具体例であるシミュレーショ
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。
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。
【００３０】本実施例で想定したマスクパターンを図１
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。
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。
【００３１】マスクパターンは、位相シフタ部３の線幅
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。
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。
【００３２】この凹欠陥５に、図２に示すようにＦＩＢ
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。
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。
【００３３】マスク上での修正部分寸法ｄ1 を変化させ
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。
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。
【００３４】シミュレーションにおいて、ウエハ上での
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。
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。
【００３５】図３（ａ）には、ジャストフォーカス位置
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。
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。
【００３６】なお、Ｌ／Ｓパターンの最小寸法の２０％
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。
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。
【００３７】また、デフォーカス位置±０．５μｍの場
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。
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。
【００３８】なお、ジャストフォーカス位置の場合と同
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。
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。
【００３９】このことから、凹欠陥部分に遮光体を埋め
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。
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。
【００４０】本実施例で想定したマスクパターンを図４
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。
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。
【００４１】なお、このマスクは５倍体マスクであり、
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。
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。
【００４２】この凸欠陥１４を修正するために、図５
（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。
（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。
【００４３】なお、図５（ａ）は、導電膜１０表面を除
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。
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。
【００４４】これら３つの場合の光透過率および位相差
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。。
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。。
【００４５】 光透過率Ｔ（％） 位相差φ（°） 図５（ａ）の場合 ９８ ０ 図５（ｂ）の場合 ９８ １５ 図５（ｃ）の場合 ７６ ２１ 図６に、修正部欠陥寸法ｄ2 と、この寸法の欠陥が修正
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。
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。
【００４６】シミュレーションにおいては、ウエハ上で
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。
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。
【００４７】図６（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）は、そ
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。
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。
【００４８】なお、図６中、実線は、ジャストフォーカ
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。
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。
【００４９】図６（ｂ）に示すように、クオーツ基板９
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。
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。
【００５０】これに対して、図６（ｃ）に示すように、
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。
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。
【００５１】本発明の方法においては、クオーツ基板の
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。
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。
【００５２】クオーツ基板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。
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。
【００５３】なお、本実施例においては、導電膜１０の
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。
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。
【００５４】本実施例で想定したマスクパターンを図７
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。
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。
【００５５】マスクパターンは、ホール１９の一辺が
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。
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。
【００５６】この凸欠陥２０を、図８に示すように所定
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。
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。
【００５７】マスク上での欠陥寸法ｄ3 を変化させて欠
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。
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。
【００５８】シミュレーションにおいて、ウエハ上での
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。
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。
【００５９】図９（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、凸欠
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。
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。
【００６０】なお、図９中、実線は、ジャストフォーカ
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。
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。
【００６１】位相差２０°まで透光性基板をエッチング
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。
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。
【００６２】しかしながら、図９（ｃ）に示すように、
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。
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。
【００６３】本発明の方法においては、位相差で３０°
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。
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。
【００６４】位相差で３０°未満となるように、修正部
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。
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。
【００６５】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
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。
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。
【図１】本発明の欠陥修正方法により修正される凹欠陥
を有する位相シフトマスクを示す図。
を有する位相シフトマスクを示す図。
【図２】凹欠陥を修正後の位相シフトマスクを示す図。
【図３】修正部分欠陥寸法と解像寸法との関係を示す
図。
図。
【図４】本発明の欠陥修正方法により修正される凸欠陥
を有する位相シフトマスクを示す図。
を有する位相シフトマスクを示す図。
【図５】凸欠陥を修正後の位相シフトマスクの断面図。
【図６】修正部分欠陥寸法と解像寸法との関係を示す
図。
図。
【図７】本発明の欠陥修正方法により修正される凸欠陥
を有する位相シフトマスクを示す図。
を有する位相シフトマスクを示す図。
【図８】凸欠陥を修正後の位相シフトマスクを示す図。
【図９】修正部分欠陥寸法と解像寸法との関係を示す
図。
図。
１…位相シフトマスク，２…クオーツ基板，３…位相シ
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。
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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 壮一 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝研究開発センター内 (56)参考文献 特開 平６−347994（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−148866（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−204135（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−288542（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03F 1/00 - 1/16
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)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22123394A JP3312708B2 (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | 位相シフトマスクの欠陥修正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22123394A JP3312708B2 (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | 位相シフトマスクの欠陥修正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0887103A JPH0887103A (ja) | 1996-04-02 |
| JP3312708B2 true JP3312708B2 (ja) | 2002-08-12 |
Family
ID=16763559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| KR100675880B1 (ko) * | 2001-05-19 | 2007-02-05 | 주식회사 하이닉스반도체 | 위상반전 마스크의 제조방법 |
| JP2005309140A (ja) | 2004-04-22 | 2005-11-04 | Toshiba Corp | フォトマスク製造方法、フォトマスク欠陥修正箇所判定方法、及びフォトマスク欠陥修正箇所判定装置 |
| DE112014003849T5 (de) * | 2013-08-21 | 2016-05-12 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Maskenrohling, Maskenrohling mit negativem Resistfilm, Phasenverschiebungsmaske und Verfahren zur Herstellung eines durch ein Muster gebildeten Körpers unter Verwendung derselben |
| JP6960741B2 (ja) * | 2017-02-02 | 2021-11-05 | 株式会社エスケーエレクトロニクス | 位相シフトマスクの欠陥修正方法 |
| JP7461220B2 (ja) * | 2020-05-25 | 2024-04-03 | 株式会社エスケーエレクトロニクス | フォトマスクの修正方法 |
| CN116203802B (zh) * | 2022-10-12 | 2024-03-29 | 北京超弦存储器研究院 | 晶圆光刻参数获取方法和装置及晶圆光刻实现方法和装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH05204135A (ja) * | 1991-12-26 | 1993-08-13 | Fujitsu Ltd | 集束イオンビームによるパターン修正方法 |
| JP3249203B2 (ja) * | 1992-11-13 | 2002-01-21 | 株式会社日立製作所 | ホトマスクの製造方法 |
| JP3263872B2 (ja) * | 1993-06-07 | 2002-03-11 | ソニー株式会社 | ハーフトーン方式位相シフトマスク及びその修正方法並びに半導体装置の製造方法 |
-
1994
- 1994-09-16 JP JP22123394A patent/JP3312708B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH0887103A (ja) | 1996-04-02 |
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