JP3330998B2 - 位相シフトマスクのパターン欠陥修正方法 - Google Patents

位相シフトマスクのパターン欠陥修正方法

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JP3330998B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、位相シフトマスクの
パターン欠陥修正方法に関し、特に、凸型欠陥および凹
型欠陥を有する位相シフトマスクのパターン欠陥修正方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の一般的なマスクのパターン欠陥修
正方法としては、レーザビームや集束イオンビーム（Ｆ
ＩＢ）などを用いる方法がある。図３６〜図３８は、従
来の一般的なマスクの金属遮光膜黒欠陥の修正方法を説
明するための断面図である。図３６〜図３８を参照し
て、従来の金属遮光膜黒欠陥の修正方法について説明す
る。
【０００３】まず、図３６に示すように、通常のマスク
では、マスク基板４１上に所定のパターン形状を有する
金属遮光膜４３が形成されている。ここで、金属遮光膜
４３の形成時に、金属遮光膜黒欠陥（金属膜残り）４２
が発生する。図３９〜図４１は、金属遮光膜黒欠陥４２
の発生原因の一例を説明するための製造プロセス図であ
る。所定のパターン形状を有する金属遮光膜４３（図３
６参照）を形成するためには、まず図３９に示すように
マスク基板４１上の全面に金属遮光膜層４３ａを形成す
る。そして、金属遮光膜層４３ａ上にレジスト４４を形
成した後、そのレジスト４４の所定部分を露光する。こ
の露光の際、レジスト４４上の露光される部分に異物４
５（図３９参照）があると、異物４５の下に位置するレ
ジスト４４の部分は露光されないという不都合が生じ
る。このように本来露光されるべき領域が露光されない
と、レジスト４４を現像したときに図４０に示すような
不要なレジスト４４ａが形成されてしまう。このような
不要なレジスト４４ａが形成された場合に、レジスト４
４および４４ａをマスクとして金属遮光膜層４３ａをド
ライエッチングすると、図４１に示すような金属遮光膜
黒欠陥４２が形成されてしまう。このように、従来では
金属遮光膜４３の形成時に金属遮光膜黒欠陥４２が発生
していた。
【０００４】この金属遮光膜４３の材料としては、Ｃｒ
などの金属やＭｏＳｉなどの金属化合物が用いられる。
金属遮光膜黒欠陥４２を修正するためには、図３７に示
すように、金属遮光膜黒欠陥４２にＮｄ：ＹＡＧレーザ
９を照射する。これにより、図３８に示すように金属遮
光膜黒欠陥４２を蒸発させて除去する。なお、Ｎｄ：Ｙ
ＡＧレーザとしては、波長が５３２ｎｍのものを使用
し、それを２００ｍＪ〜３００ｍＪ程度照射する。
【０００５】図４２〜４４は、従来の一般的なマスクの
金属遮光膜白欠陥の修正方法を説明するための断面構造
図である。図４２〜４４を参照して、従来の金属遮光膜
白欠陥の修正方法について説明する。
【０００６】まず、図４２に示すように、マスク基板５
１上に所定のパターン形状を有する金属遮光膜５３が形
成されている。そして、その金属遮光膜５３の形成時
に、金属遮光膜白欠陥５２が発生する。図４５は、従来
の金属遮光膜白欠陥５２の発生原因の一例を説明するた
めの断面図である。図４５を参照して、金属遮光膜５３
（図４２参照）を形成するためには、まずマスク基板５
１上の全面にスパッタリング法などによって金属遮光膜
層５３ａを形成する。この金属遮光膜層５３ａの形成時
にピンホール（白欠陥）５２が発生する。このピンホー
ル５２が位置する領域が金属遮光膜５３（図４２参照）
として形成される領域である場合には、最終的に形成さ
れた金属遮光膜５３内に金属遮光膜白欠陥５２が発生す
ることになる。このように、従来では金属遮光膜層５３
ａの形成プロセス時などに金属遮光膜白欠陥５２が発生
していた。
【０００７】この金属遮光膜白欠陥５２の修正方法とし
ては、図４３に示すように、欠陥領域に炭化水素系ガス
からなるデポジションガス６を導入する。そして、ＦＩ
Ｂ５を欠陥領域に走査しつつ照射する。これにより、図
４４に示すようなカーボン膜５４が形成され、金属遮光
膜白欠陥５２が埋められる。ＦＩＢ５としては、２０〜
３０ｋｅＶ程度のＧａイオンを用いる。なお、デポジシ
ョンガス６としては、炭化水素系ガスの他、金属カルボ
ニル系ガスや有機金属系ガスなどを用いてもよい。
【０００８】従来の一般的なマスクで生じる金属遮光膜
黒欠陥４２や金属遮光膜白欠陥５２を修正する方法とし
ては上記のような方法が知られている。しかし、位相シ
フトマスクの欠陥について、上記した修正方法をそのま
ま用いると、以下のような問題点が生じる。
【０００９】ここで、位相シフトマスクを用いた位相シ
フタ法について説明する。位相シフト法では、リソグラ
フィ技術の解像度をさらに向上させるために、フォトマ
スクを通過する光に位相差を与える。これにより、光強
度プロファイルを改善することができる。図４６および
図４７は位相シフト法の原理を説明するための概略図で
ある。まず図４６（ａ）を参照して、従来の通常のフォ
トマスクでは、石英基板などの透明なマスク基板４１上
にクロムなどからなり遮光部を構成する金属遮光膜４３
が形成されている。すなわち、金属遮光膜４３がある領
域は遮光部を構成し、金属遮光膜４３がない領域は光透
過部１００ａおよび１００ｂを構成する。このように従
来では金属遮光膜４３を所定の間隔を隔てて形成するこ
とにより、ライン・アンド・スペースの繰返しパターン
を形成する。このように形成されたマスクパターンを透
過する光の振幅は、図４６（ｂ）のＡ１に示すような波
形になるのが理想的である。すなわち、金属遮光膜４３
を透過する光が０となり、光透過部１００ａおよび１０
０ｂではすべての光が透過するのが理想的である。この
ような理想的な状態では透過光の振幅は図４６（ｂ）に
示すような波形Ａ１となる。しかし、実際の透過光の振
幅は、光の回折などによって、図４６（ｃ）に示すよう
な波形Ａ２ａおよびＡ２ｂとなる。波形Ａ２ａは、一方
の光透過部１００ａを透過した光の振幅波形であり、波
形Ａ２ｂは、他方の光透過部１００ｂを透過した光の振
幅波形である。この２つの振幅波形Ａ２ａとＡ２ｂとを
合わせると、図４６（ｂ）のＡ３に示したような光の強
度分布となり、その中央部分が盛り上がったような波形
になる。すなわち、光強度分布はシャープさを失い、光
の回折による像のぼけが生じることになる。この結果、
シャープな露光が達成できなくなる。
【００１０】これに対して、図４７（ａ）に示すように
一方の光透過部１００ａの下に位相シフタ２を設ける
と、光の回折による像のぼけが位相の反転によって打ち
消し合う。これにより、シャープな像が転写されて解像
力が改善される。すなわち、一方の光透過部１００ａに
たとえば１８０°の位相シフトを与える位相シフタ２が
形成されると、その位相シフタ２を通った光はＢ１に示
すように反転する（図４７（ｂ）参照）。その一方、光
透過部１００ｂを透過した光は位相シフタ２を通らない
ので、上記のような反転は生じない。これにより、被露
光材に与えられる光は図４７（ｃ）のＢに示す位置で互
いに打ち消し合うことになる。この結果、被露光材に与
えられる光の強度分布は、図４７（ｄ）のＢ３に示すよ
うなシャープな理想的な形状になる。このようにライン
・アンド・スペースの１つおきに位相シフタ１００ａを
形成する方法は、一般にレベンソンタイプの位相シフト
法と呼ばれている。
【００１１】上記のような位相シフト法に用いる位相シ
フタマスクの欠陥を修正する際に、従来の一般的なマス
クの欠陥の修正方法を用いると以下のような問題点が生
じる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】図４８および４９は、
従来の位相シフトマスクの凸欠陥の一の修正方法を説明
するための断面図である。図４８および４９を参照し
て、まず位相シフトマスクでは、石英からなるマスク基
板１上に所定のパターン形状を有する位相シフタ２が形
成されている。そして、位相シフタ２上の所定領域に金
属遮光膜３が形成されている。このような位相シフトマ
スクの形成時においてシフタ凸欠陥４が発生する。
【００１３】このようなシフタ凸欠陥４が本来位相シフ
タ２が形成されない光透過部の一部に形成されると、そ
の光透過部のうちシフタ凸欠陥４が形成される部分に対
応する光の位相が１８０°反転されることになる。この
ように光透過部の一部分のみで光の位相の反転が起こる
と、その光透過部に対応する被露光材（レジスト）の部
分において露光されない部分が発生する。そしてこの状
態で現像を行なうと、本来形成されるべきでない領域に
レジストが形成されることになる。そして、このような
レジストを用いてパターニングを行なうと、設計どおり
のパターンが得られないという不都合が生じる。
【００１４】シフタ凸欠陥４の修正方法としてＮｄ：Ｙ
ＡＧレーザ９を用いると、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ９はＳＯ
ＧまたはＳｉＯ2 からなるシフタ欠陥４を透過するた
め、シフタ凸欠陥４を除去することはできない。
【００１５】図５０〜図５２は、従来の位相シフトマス
クの凸欠陥の他の修正方法を説明するための断面構造図
である。この修正方法では、図５０に示した状態から図
５１に示すように、シフタ凸欠陥４の領域にＧａイオン
を用いたＦＩＢ５を走査して照射する。これにより、シ
フタ凸欠陥４がＦＩＢ５によってエッチングされて除去
される。このＦＩＢ５を用いたエッチング技術は、たと
えばＵＳＰ４，５４８，８８３などに開示されている。
しかし、シフタ凸欠陥４の厚みは図３６に示した金属遮
光膜黒欠陥４２の厚み（１０００Å程度）より４倍程度
厚い（４０００Å程度）ため、金属遮光膜黒欠陥４２に
比べてシフタ凸欠陥４は三次元的な形状を有する。ここ
で、位相シフタ２は、光の位相を１８０°反転させる必
要があるため、ある程度の厚み（４０００Å程度）が必
要である。したがって、位相シフタ２の形成時に形成さ
れるシフタ凸欠陥４の厚みも必然的に４０００Å程度に
なり、シフタ凸欠陥４は３次元的な形状になる。このよ
うな３次元的な形状を有するシフタ凸欠陥４にＦＩＢ５
を走査したとしても、シフタ凸欠陥４にＦＩＢ５を均一
に走査するのは困難である。このため、シフタ凸欠陥４
を均一にエッチングすることが困難となり、シフタ凸欠
陥４の下部両端部に位置するマスク基板１表面がエッチ
ングされてしまうという不都合が生じる。これによりマ
スク基板１表面には図５２に示すような、凹型の欠陥７
１が新たに発生するとともに、その凹型の欠陥７１の表
面にはＧａイオンによるＧａステイン（Ｇａ残留物）７
２が付着する。このＧａステイン７２は、ｉ線を５０％
程度吸収するため転写時に欠陥として転写されしまうと
いう問題点がある。
【００１６】このように、従来の位相シフトマスクの凸
欠陥の修正方法には種々の問題点がある。
【００１７】図５３および図５４は、従来の位相シフト
マスクのシフタ凹欠陥の一の修正方法を説明するための
断面構造図である。図５３に示すように、位相シフトマ
スクでは、マスク基板１１上の所定領域に位相シフタ１
２が形成されている。そして位相シフタ１２上の所定領
域に金属遮光膜１３が形成されている。位相シフタ１２
のシフタ凹欠陥１０は、次のような方法によって修正す
ることが考えられる。すなわち、図５４に示すように、
図４２から図４４で説明した従来の金属遮光膜白欠陥の
修正方法と同様に、欠陥領域に炭化水素系ガス（デポジ
ションガス）６を供給しながらＧａイオンのＦＩＢ５を
走査して照射する。これにより、シフタ凹欠陥１０を埋
めるようにカーボン膜８１が形成される。この技術は、
たとえば、ＵＳＰ４，６９８，２３６に開示されてい
る。しかし、この形成されたカーボン膜８１は、光透過
性を有しないため、転写時に欠陥として転写されてしま
うという問題点がある。
【００１８】図５５および５６は従来の位相シフトマス
クのシフタ凹欠陥の他の修正方法を説明するための断面
構造図である。この修正方法では、図５５の状態から、
図５６に示すように、Ｍｏ（ＣＯ）6 、Ｗ（ＣＯ）6 ま
たはＣｒ（ＣＯ）6 ガス９２などを欠陥領域に供給しな
がらＡｒレーザ１９を欠陥領域に照射する。これによ
り、シフタ凹欠陥１０を埋めるようにＭｏ、ＷまたはＣ
ｒなどの金属膜９１が形成される。しかし、この金属膜
９１も光透過性を有しないため、図５３および図５４に
示した修正方法と同様の問題を生じる。すなわち、転写
時に光透過性を有しないため、欠陥として転写されてし
まうという問題点がある。
【００１９】つまり、従来の位相シフトマスクのシフタ
凸欠陥をレーザビームを用いて修正する方法では、シフ
タ凸欠陥４自体を除去することが困難であるという問題
点があった。また、シフタ凸欠陥４をＦＩＢを用いて修
正する方法では、シフタ凸欠陥４自体を除去することは
できるが、マスク基板１表面をもエッチングしてしま
い、凹型の欠陥７１が発生するという問題点があり、さ
らにその凹型の欠陥７１表面上にはＧａイオンによるＧ
ａステイン７２が形成されるという不都合も生じてい
た。
【００２０】そして、シフタ凹欠陥１０をＦＩＢ５とデ
ポジションガス６とを用いて修正する方法では、形成さ
れたカーボン膜８１が光透過性を有しないため欠陥とし
て転写されるという問題点とカーボン膜８１の表面形状
がシフタ凹欠陥１０の形状を反映した形状になるという
問題点とがあった。また、シフタ凹欠陥１０をＡｒレー
ザ１９とデポジションガス９２とを用いて修正する方法
では、形成される金属膜９１がカーボン膜８１と同様に
光透過性を有しないため欠陥として転写されるという問
題点があった。
【００２１】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、請求項１〜５に記載の発明の目的
は、位相シフトマスクのパターン欠陥修正方法におい
て、位相シフタの凸型欠陥を高精度にかつ容易に平坦化
することを目的とする。
【００２２】請求項６に記載の発明の目的は、位相シフ
トマスクのパターン欠陥修正方法において、位相シフタ
の凹型欠陥を光透過性を有する膜で埋めるとともに平坦
に修正することを目的とする。
【００２３】
【００２４】
【課題を解決するための手段】請求項１における位相シ
フトマスクのパターン欠陥修正方法は、凸型欠陥を含む
領域にイオンビームを照射するとともにデポジションガ
スを供給することにより凸型欠陥を覆う平坦化膜を形成
する工程と、平坦化膜表面にイオンビームを照射するこ
とにより平坦化膜をエッチバックする工程と、エッチバ
ックされた領域に残余するイオン含有層にレーザビーム
を照射するこによりイオン含有層を除去する工程とを備
えている。
【００２５】
【００２６】請求項４に記載の位相シフトマスクのパタ
ーン欠陥修正方法は、凹型欠陥を有する第１の位相シフ
タ層を覆うように第１の位相シフタ層と略同じ屈折率を
有する第２の位相シフタ層を形成する工程と、凹型欠陥
の上方に位置する第２の位相シフタ層の表面部分にイオ
ンビームを照射することにより、第２の位相シフタ層の
所定部分をエッチバックする工程と、第２の位相シフタ
層を現像することによってイオンビームが照射された領
域以外の第２の位相シフタ層を除去する工程と、イオン
ビームが照射された領域に残余するイオン含有層にレー
ザビームを照射することによりイオン含有層を除去する
工程とを備えている。その第２の位相シフタ層は、第１
の位相シフタ層およびイオン含有層に対して、現像時に
溶解選択性を有することを特徴としている。
【００２７】
【００２８】
【作用】請求項１に係る位相シフトマスクのパターン欠
陥修正方法では、凸型欠陥を含む領域にイオンビームが
照射されるとともにデポジションガスが供給されること
によりデポジションとエッチングの競合反応が起こるた
めデポジション時の平坦化が促進されて凸型欠陥を覆う
平坦化膜が容易に形成されるので、その平坦化膜をエッ
チバックすることにより平坦化膜ごと凸型欠陥が除去さ
れる。
【００２９】さらに、平坦化膜を形成する工程を、凸型
欠陥を含む領域にデポジションガスを供給しながらイオ
ンビームを照射する第１の工程と凸型欠陥を含む領域に
イオンビームのみを照射する第２の工程とから構成し、
その第１の工程と第２の工程とを所定の時間間隔で交互
に行なうように構成すれば、イオン照射による直接エッ
チングの速度はパターンエッジ（凸部）ほど速いため凹
凸パターンの平坦化がより促進されてより平坦な平坦化
膜が形成される。
【００３０】
【００３１】請求項４に係る位相シフトマスクのパター
ン欠陥修正方法では、凹型欠陥を有する第１の位相シフ
タ層を覆うように第１の位相シフタ層と略同じ屈折率を
有する第２の位相シフタ層が形成されるので、その第２
の位相シフタ層によって凹型欠陥が埋められて平坦化さ
れる。また、凹型欠陥の上方に位置する第２の位相シフ
タ層の表面部分にイオンビームを照射することにより、
第２の位相シフタ層の所定部分がエッチバックされる。
その後、第２の位相シフタ層が現像される際に、第２の
位相シフタ層が第１の位相シフタ層およびイオン含有層
に対して溶解選択性を有していることによって、イオン
ビームが照射された領域以外の第２の位相シフタ層が除
去される。さらにイオンビームが照射された領域に残余
するイオン含有層にレーザビームが照射されてイオン含
有層が除去されるので、不要な第２の位相シフタ層及び
イオン含有層が除去される。
【００３２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【００３３】図１〜図８は、本発明の一実施例による位
相シフトマスクのパターン欠陥修正方法を説明するため
の断面図である。図１〜図８を参照して、第１実施例の
パターン欠陥修正方法について説明する。
【００３４】まず、図１に示すように、石英からなるマ
スク基板１上の所定領域にはＳｉＯ 2 からなる位相シフ
タ２が形成されている。位相シフタ２上の所定領域には
Ｃｒなどの金属やＭｏＳｉなどの金属化合物からなる金
属遮光膜３が形成されている。そして、位相シフタ２の
形成時にシフタ凸欠陥４が発生した場合を考える。ここ
で、位相シフタ２は、ＳＯＧ膜を塗布した後２００〜３
００℃程度の熱処理を施して形成する。このような位相
シフタ２の形成時にシフタ凸欠陥４が発生した場合に
は、図２〜図５に示すように、ＦＩＢアシストデポジシ
ョンによってシフタ凸欠陥４を覆うように平坦化膜７を
形成する。すなわち、シフタ凸欠陥４を含む領域に炭化
水素系ガスからなるデポジションガス６を供給しながら
ＦＩＢ５を走査する。これにより、デポジションとイオ
ンによるエッチングとの競合反応が起こるため、デポジ
ション時の平坦化が促進されつつ、カーボンからなる平
坦化膜７が形成される。つまり、平坦化膜７の形成プロ
セスでは、平坦化膜７の表面のエッチングが進行しなが
らデポジションが進む。そして、そのエッチングは平坦
化膜７の表面の凸部において他の部分よりも速く進行す
る。この結果、平坦化膜７表面の平坦化が促進されつつ
平坦化膜７のデポジションが行なわれる。このカーボン
からなる平坦化膜７は、シフタ凸欠陥４と同程度のエッ
チングレートを有する。なお、ＦＩＢ５としては、２０
〜３０ｋｅＶのＧａイオンビームを用いる。
【００３５】次に、図６に示すように、ＦＩＢ５を用い
て平坦化膜７をシフタ凸欠陥４とともにエッチバックす
る。このエッチバック工程では、平坦化膜７の両端部分
を残しながら平坦化膜７のエッチバックを行なう。これ
により、走査されるＦＩＢ５による反射イオンがマスク
基板１に照射されるのを有効に防止することができる。
この結果、ＦＩＢ５によるエッチバック時にマスク基板
１がエッチングされるのを防止することができる。ここ
で、この工程で用いるＦＩＢ５としては、Ｇａイオンの
他、Ａｕ、Ｓｉ、Ｂｅ、ＩｎまたはＺｎなどのイオンを
用いてもよい。ここで、平坦化膜７をＦＩＢ５によって
エッチバックすると、平坦化膜７の表層に照射イオンに
よるイオン含有層８が発生する。たとえばＦＩＢ５とし
て３０ｋｅＶのＧａイオンを用いた場合、厚さ約３０ｎ
ｍのイオン含有層８が発生する。なお、反跳粒子による
マスク基板１のエッチングを防ぐためには、エッチバッ
クする領域は平坦化膜７の領域より内側であることが望
ましい。また、エッチバック時には、二次イオン、二次
電子またはＸ線などの二次信号を検出することによっ
て、平坦化膜７とマスク基板１との界面での信号変化を
検出する。２次イオンを検出する装置は、たとえばＵＳ
Ｐ４，４５７，８０３などに開示されている。この信号
変化の検出に基づいてエッチバックを停止する。
【００３６】次に、図７に示すように、５３２ｎｍの波
長を有するＮｄ：ＹＡＧレーザ９を凹形状の平坦化膜７
およびイオン含有層８に照射することによってカーボン
からなる凹形状の平坦化膜７、およびイオン含有層８を
除去する。これにより、図８に示すように、シフタ凸欠
陥４が平坦化され欠陥が修復される。
【００３７】図９〜図１６は、本発明の第２実施例によ
る位相シフトマスクのパターン欠陥修正方法を説明する
ための断面図である。図１７は、図９〜図１６に示した
第２実施例のパターン欠陥修正方法における平坦化膜の
形成方法を説明するための制御図である。図９〜図１６
および図１７を参照して、この第２実施例における位相
シフトマスクのパターン欠陥修正方法では、シフタ凸欠
陥４を覆う平坦化膜１７の形成方法において第１実施例
と異なる。すなわち、この第２実施例では、図１０〜図
１３および図１７に示すように、デポジションガス６の
供給を所定の時間間隔で行なう。つまり、デポジション
ガス６を供給している間（ｏｎ状態）では主としてデポ
ジションが進行し、デポジションガスを供給していない
間（ｏｆｆ状態）は、エッチングが進行する。このよう
に、平坦化膜１７の形成時にデポジションガスを所定の
間隔でｏｎ、ｏｆｆし、意図的にエッチングを行なうこ
とによって、平坦化膜１７の平坦化がより促進される。
すなわち、図１０に示すようなデポジションガスがｏｎ
の状態では、図２から図５に示した第１実施例と同様
に、平坦化膜１７の表面がエッチングされながらデポジ
ションが進行する。そして、図１１に示すようなデポジ
ションガスがｏｆｆの状態では、ＦＩＢ５によるエッチ
ングのみが行なわれる。ここで、ＦＩＢ５によるエッチ
ングは平坦化膜１７表面の凸部において他の部分よりも
速く進行するので、ＦＩＢ５によるエッチングのみを行
なうことによって、第１実施例に比べて平坦化膜１７の
表面の平坦化がより促進される。したがって、図１３に
示すように、形成される平坦化膜１７の上表面は図５に
示した第１実施例の平坦化膜７のそれに比べてより平坦
化される。さらに、平坦化膜１７は図５に示した第１実
施例の平坦化膜７に比べてより薄い厚みでその上表面を
平坦化することができる。この結果、図１４に示した工
程において平坦化膜１７をＦＩＢ５を用いてエッチバッ
クする工程は、図６に示した第１実施例の平坦化膜７を
エッチバックする工程に比べてその工程時間を短縮する
ことができる。
【００３８】なお、上記した第１および第２実施例では
デポジションガス６として炭化水素系ガスを用いてカー
ボン膜からなる平坦化膜７および１７を形成したが、本
発明はこれに限らず、デポジションガス６としてＭｏ、
Ｃｒ、Ｗ、Ｓｉなどを含む有機金属系ガス、金属カルボ
ニル系ガスなどを使用してもよい。その際に注意する点
は、デポジションガス６によって形成される平坦化膜７
および１７が、シフタ凸欠陥４と同程度のエッチングレ
ートを有するものであることが必要な点である。
【００３９】図１８〜図２４は本発明の第３実施例によ
る位相シフトマスクのパターン欠陥修正方法を説明する
ための断面図である。図１８〜図２４を参照して、この
第３実施例は、シフタ凹欠陥１０を有する位相シフトマ
スクのパターン欠陥修正方法である。つまり、図１８に
示すように、通常の位相シフトマスクでは、石英からな
るマスク基板１１上にＳｉＯ2 などからなる位相シフタ
１２が形成されている。そしてその位相シフタ１２上の
所定領域にＣｒまたはＭｏＳｉなどからなる金属遮光膜
１３が形成されている。このような構成を有する位相シ
フトマスクにおいて位相シフタ１２にシフタ凹欠陥１０
が存在する場合を考える。このような場合にこの第３実
施例では、図１９に示すように、シフタ凹欠陥１０を有
する位相シフタ１２を覆うようにＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏ
ｎ Ｇｌａｓｓ）膜１４を塗布する。これにより、シフ
タ凹欠陥１０を平坦化する。なお、ＳＯＧ膜１４を位相
シフタ１２に対して現像時に溶解選択性を有するように
するためＳＯＧ膜１４の熱処理は行なわない。ここで、
溶解選択性とは、現像時に位相シフタ１２を残してＳＯ
Ｇ膜１４のみを除去できることを意味する。
【００４０】次に、図２０に示すように、ＦＩＢ５を用
いてシフタ凹欠陥１０の上方に位置するＳＯＧ膜１４を
エッチバックする。ここで、ＦＩＢ５としては上記した
第１および第２実施例と同様Ｇａイオンを用いてもよい
し、Ａｕ、Ｓｉ、Ｂｅ、ＩｎおよびＺｎなどの他のイオ
ンを用いてもよい。このエッチバック工程において、エ
ッチバックされる領域の表層には照射イオンによるイオ
ン含有層１８が発生する。たとえば、３０ｋｅＶのＧａ
イオンをＦＩＢ５として用いた場合には厚さが約３０ｎ
ｍのイオン含有層１８が形成される。このエッチング工
程において、二次イオン、二次電子、Ｘ線などの二次信
号を検出することによって、ＳＯＧ膜１４と位相シフタ
１２との界面での信号変化を検出する。この信号変化の
検出に基づいてエッチバックを停止する。これにより、
図２１に示すような形状が得られる。なお、このエッチ
バック工程において、ＦＩＢ５の照射領域をさらに広く
設定し、金属遮光膜１３とＳＯＧ膜１４との界面を検出
することによって位相シフタ１２との界面より手前でエ
ッチバックを停止するようにしてもよい。これは、最終
工程で熱処理を行なう場合、図１９に示した工程で塗布
したＳＯＧ膜１４が若干収縮することを考慮したもので
ある。
【００４１】次に、図２２に示すように、アルコールに
よって現像することによってＦＩＢ５を照射した領域
（イオン含有層１８）を除いてＳＯＧ膜１４を除去す
る。
【００４２】次に、図２３に示すように、５３２ｎｍの
波長を有するＮｄ：ＹＡＧレーザをイオン含有層１８に
照射することによってイオン含有層１８を除去する。こ
れにより、図２４に示すように、シフタ凹欠陥１０は平
坦化される。
【００４３】なお、この第３実施例では、位相シフタ１
２を覆う材料としてＳＯＧ膜１４を用いたが、本発明は
これに限らず、位相シフタ１２と屈折率がほぼ同じで光
を透過する材料であれば、他の材料でもい。たとえば、
イオンに感光するＣＭＳ（クロロメチルスチレン）など
を含むネガレジストやイメージリバーサルレジストを用
いてもよい。また、本実施例ではＳＯＧ膜１４を用いた
が、本発明はこれに限らず、位相シフタ１２およびイオ
ン含有層１８に対して現像時に溶解選択性を有するもの
であれば他のものであってもよい。
【００４４】図２５〜図２９は、本発明の第４実施例の
位相シフトマスクのパターン欠陥修正方法を説明するた
めの断面図である。図２５〜図２９を参照して、この第
４実施例のパターン欠陥修正方法は、金属遮光膜２３が
位相シフタ２２の下側に位置する位相シフトマスクのシ
フタ凸欠陥２４の修正方法を示している。ここで、この
第４実施例のパターン欠陥修正方法自体は、図９〜図１
７に示した第２実施例のパターン欠陥修正方法と同じで
ある。このように位相シフタ２２が金属遮光膜２３の上
側に位置する場合にも本発明のシフタ凸欠陥の修正方法
を適用することができる。
【００４５】図３０〜図３５は、本発明の第５実施例に
よる凹型欠陥を有する位相シフトマスクのパターン欠陥
修正方法を説明するための断面図である。図３０〜図３
５を参照して、この第５実施例のパターン欠陥修正方法
では、位相シフタ３２の下側に金属遮光膜３３が位置す
る場合のシフタ凹欠陥３０の修正方法を示している。こ
こで、この第５実施例のシフタ凹欠陥３０の修正方法自
体は、図１８〜図２４に示した第３実施例の修正方法と
同じである。このように、本発明のシフタ凹欠陥の修正
方法は、金属遮光膜３３がマスク基板３１と位相シフタ
３２との間に位置する場合にも適用可能である。
【００４６】
【００４７】
【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、位相シフ
タの凸型欠陥を含む領域にイオンビームを照射するとと
もにデポジションガスを供給することにより凸型欠陥を
覆う平坦化膜を形成し、その平坦化膜表面にイオンビー
ムを照射することにより平坦化膜をエッチバックし、そ
のエッチバックされた領域に残余するイオン含有層にレ
ーザビームを照射することによりイオン含有層を除去す
ることによって、平坦化膜及びイオン含有層の除去と同
時に凸型欠陥も除去される。
【００４８】さらに、上記した平坦化膜を形成する工程
を、凸型欠陥を含む領域にデポジションガスを供給しな
がらイオンビームを照射する第１の工程と、凸型欠陥を
含む領域にイオンビームのみを照射する第２の工程とを
含むように構成し、その第１の工程と第２の工程とを所
定の時間間隔で交互に行なうことによって平坦化膜を形
成すれば、形成される平坦化膜の表面がさらに平坦化さ
れ、平坦化膜の除去がより容易になる。
【００４９】
【００５０】請求項４に係る発明によれば、位相シフタ
の凹型欠陥を有する第１の位相シフタ層を覆うように第
１の位相シフタ層と略同じ屈折率を有する第２に位相シ
フタ層を形成することにより、凹型欠陥を埋めることが
できる。また、その凹型欠陥の上方に位置する第２の位
相シフタ層の表面部分にイオンビームを照射することに
より、第２の位相シフタ層の所定部分がエッチバックさ
れる。その後、第２の位相シフタ層を現像することによ
ってイオンビームが照射された領域以外の第２の位相シ
フタ層が除去される。さらにイオンビームが照射された
領域に残余するイオン含有層にレーザビームを照射する
ことによりイオン含有層が除去されるので、平坦化する
ことができるとともに、不要な第２の位相シフタ層及び
イオン含有層を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による位相シフトマスクの
シフタ凸欠陥の修正方法の第１工程を説明するための断
面図である。
【図２】本発明の第１実施例による位相シフトマスクの
シフタ凸欠陥の修正方法の第２工程を説明するための断
面図である。
【図３】本発明の第１実施例による位相シフトマスクの
シフタ凸欠陥の修正方法の第３工程を説明するための断
面図である。
【図４】本発明の第１実施例による位相シフトマスクの
シフタ凸欠陥の修正方法の第４工程を説明するための断
面図である。
【図５】本発明の第１実施例による位相シフトマスクの
シフタ凸欠陥の修正方法の第５工程を説明するための断
面図である。
【図６】本発明の第１実施例による位相シフトマスクの
シフタ凸欠陥の修正方法の第６工程を説明するための断
面図である。
【図７】本発明の第１実施例による位相シフトマスクの
シフタ凸欠陥の修正方法の第７工程を説明するための断
面図である。
【図８】本発明の第１実施例による位相シフトマスクの
シフタ凸欠陥の修正方法の第８工程を説明するための断
面図である。
【図９】本発明の第２実施例による位相シフトマスクの
シフタ凸欠陥の修正方法の第１工程を説明するための断
面図である。
【図１０】本発明の第２実施例による位相シフトマスク
のシフタ凸欠陥の修正方法の第２工程を説明するための
断面図である。
【図１１】本発明の第２実施例による位相シフトマスク
のシフタ凸欠陥の修正方法の第３工程を説明するための
断面図である。
【図１２】本発明の第２実施例による位相シフトマスク
のシフタ凸欠陥の修正方法の第４工程を説明するための
断面図である。
【図１３】本発明の第２実施例による位相シフトマスク
のシフタ凸欠陥の修正方法の第５工程を説明するための
断面図である。
【図１４】本発明の第２実施例による位相シフトマスク
のシフタ凸欠陥の修正方法の第６工程を説明するための
断面図である。
【図１５】本発明の第２実施例による位相シフトマスク
のシフタ凸欠陥の修正方法の第７工程を説明するための
断面図である。
【図１６】本発明の第２実施例による位相シフトマスク
のシフタ凸欠陥の修正方法の第８工程を説明するための
断面図である。
【図１７】図１０〜図１３に示した第２実施例の平坦化
膜形成工程における形成方法を説明するための制御図で
ある。
【図１８】本発明の第３実施例による位相シフトマスク
のシフタ凹欠陥の修正方法の第１工程を説明するための
断面図である。
【図１９】本発明の第３実施例による位相シフトマスク
のシフタ凹欠陥の修正方法の第２工程を説明するための
断面図である。
【図２０】本発明の第３実施例による位相シフトマスク
のシフタ凹欠陥の修正方法の第３工程を説明するための
断面図である。
【図２１】本発明の第３実施例による位相シフトマスク
のシフタ凹欠陥の修正方法の第４工程を説明するための
断面図である。
【図２２】本発明の第３実施例による位相シフトマスク
のシフタ凹欠陥の修正方法の第５工程を説明するための
断面図である。
【図２３】本発明の第３実施例による位相シフトマスク
のシフタ凹欠陥の修正方法の第６工程を説明するための
断面図である。
【図２４】本発明の第３実施例による位相シフトマスク
のシフタ凹欠陥の修正方法の第７工程を説明するための
断面図である。
【図２５】本発明の第４実施例による位相シフトマスク
のシフタ凸欠陥の修正方法の第１工程を説明するための
断面図である。
【図２６】本発明の第４実施例による位相シフトマスク
のシフタ凸欠陥の修正方法の第２工程を説明するための
断面図である。
【図２７】本発明の第４実施例による位相シフトマスク
のシフタ凸欠陥の修正方法の第３工程を説明するための
断面図である。
【図２８】本発明の第４実施例による位相シフトマスク
のシフタ凸欠陥の修正方法の第４工程を説明するための
断面図である。
【図２９】本発明の第４実施例による位相シフトマスク
のシフタ凸欠陥の修正方法の第５工程を説明するための
断面図である。
【図３０】本発明の第５実施例による位相シフトマスク
のシフタ凹欠陥の修正方法の第１工程を説明するための
断面図である。
【図３１】本発明の第５実施例による位相シフトマスク
のシフタ凹欠陥の修正方法の第２工程を説明するための
断面図である。
【図３２】本発明の第５実施例による位相シフトマスク
のシフタ凹欠陥の修正方法の第３工程を説明するための
断面図である。
【図３３】本発明の第５実施例による位相シフトマスク
のシフタ凹欠陥の修正方法の第４工程を説明するための
断面図である。
【図３４】本発明の第５実施例による位相シフトマスク
のシフタ凹欠陥の修正方法の第５工程を説明するための
断面図である。
【図３５】本発明の第５実施例による位相シフトマスク
のシフタ凹欠陥の修正方法の第６工程を説明するための
断面図である。
【図３６】従来の一般的なフォトマスクの金属遮光膜黒
欠陥の修正方法の第１工程を説明するための断面図であ
る。
【図３７】従来の一般的なフォトマスクの金属遮光膜黒
欠陥の修正方法の第２工程を説明するための断面図であ
る。
【図３８】従来の一般的なフォトマスクの金属遮光膜黒
欠陥の修正方法の第３工程を説明するための断面図であ
る。
【図３９】従来の一般的なフォトマスクの金属遮光膜黒
欠陥の発生原因を説明するための製造プロセスの第１工
程を示した断面図である。
【図４０】従来の一般的なフォトマスクの金属遮光膜黒
欠陥の発生原因を説明するための製造プロセスの第２工
程を示した断面図である。
【図４１】従来の一般的なフォトマスクの金属遮光膜黒
欠陥の発生原因を説明するための製造プロセスの第３工
程を示した断面図である。
【図４２】従来の一般的なフォトマスクの金属遮光膜白
欠陥の修正方法の第１工程を説明するための断面図であ
る。
【図４３】従来の一般的なフォトマスクの金属遮光膜白
欠陥の修正方法の第２工程を説明するための断面図であ
る。
【図４４】従来の一般的なフォトマスクの金属遮光膜白
欠陥の修正方法の第３工程を説明するための断面図であ
る。
【図４５】従来の一般的なフォトマスクの金属遮光膜白
欠陥の発生原因を説明するための断面図である。
【図４６】従来の位相シフト法の原理を説明するための
第１の概略図である。
【図４７】従来の位相シフト法の原理を説明するための
第２の概略図である。
【図４８】従来の位相シフトマスクのシフタ凸欠陥の一
の修正方法の第１工程を説明するための断面図である。
【図４９】従来の位相シフトマスクのシフタ凸欠陥の一
の修正方法の第２工程を説明するための断面図である。
【図５０】従来の位相シフトマスクのシフタ凸欠陥の他
の修正方法の第１工程を説明するための断面図である。
【図５１】従来の位相シフトマスクのシフタ凸欠陥の他
の修正方法の第２工程を説明するための断面図である。
【図５２】従来の位相シフトマスクのシフタ凸欠陥の他
の修正方法の第３工程を説明するための断面図である。
【図５３】従来の位相シフトマスクのシフタ凹欠陥の一
の修正方法の第１工程を説明するための断面図である。
【図５４】従来の位相シフトマスクのシフタ凹欠陥の一
の修正方法の第２工程を説明するための断面図である。
【図５５】従来の位相シフトマスクのシフタ凹欠陥の他
の修正方法の第１工程を説明するための断面図である。
【図５６】従来の位相シフトマスクのシフタ凹欠陥の他
の修正方法の第２工程を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１：マスク基板 ２：位相シフタ ３：金属遮光膜 ４：シフタ凸欠陥 ５：集束イオンビーム（ＦＩＢ） ６：デポジションガス ７：平坦化膜 ８：イオン含有層 ９：レーザビーム（Ｎｄ：ＹＡＧレーザー） １０：シフタ凹欠陥 １４：ＳＯＧ膜 １９：Ａｒレーザ なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−128758（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−131853（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−263256（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−142757（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03F 1/00 - 1/16

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 凸型欠陥を有する位相シフトマスクのパ
    ターン欠陥修正方法であって、 前記凸型欠陥を含む領域にイオンビームを照射するとと
    もにデポジションガスを供給することにより、前記凸型
    欠陥を覆う平坦化膜を形成する工程と、 前記平坦化膜表面に前記イオンビームを照射することに
    より前記平坦化膜をエッチバックする工程と、 前記エッチバックされた領域に残余するイオン含有層に
    レーザビームを照射することにより前記イオン含有層を
    除去する工程とを備えた、位相シフトマスクのパターン
    欠陥修正方法。
  2. 【請求項２】 前記平坦化膜を形成する工程は、 前記凸型欠陥を含む領域に前記デポジションガスを供給
    しながらイオンビームを照射する第１の工程と、 前記凸型欠陥を含む領域に前記イオンビームのみを照射
    する第２の工程とを含み、 前記第１の工程と前記第２の工程とを所定の時間間隔で
    交互に行なう、請求項１に記載の位相シフトマスクのパ
    ターン欠陥修正方法。
  3. 【請求項３】 前記平坦化膜をエッチバックする工程
    は、 前記平坦化膜の周囲を残して前記平坦化膜表面に前記イ
    オンビームを照射することにより前記イオン含有層と凹
    形状の平坦化膜残渣とを残す工程を含み、 前記イオン含有層を除去する工程は、 前記イオン含有層および前記凹形状の平坦化膜残渣にレ
    ーザビームを照射することにより前記イオン含有層およ
    び前記凹形状の平坦化膜残渣を除去する工程を含む、請
    求項１に記載の位相シフトマスクのパターン欠陥修正方
    法。
  4. 【請求項４】 凹型欠陥を有する位相シフトマスクのパ
    ターン欠陥修正方法であって、 前記凹型欠陥を有する第１の位相シフタ層を覆うよう
    に、前記第１の位相シフタ層と略同じ屈折率を有する第
    ２の位相シフタ層を形成する工程と、前記凹型欠陥の上方に位置する 前記第２の位相シフタ層
    の表面部分にイオンビームを照射することにより、前記
    第２の位相シフタ層の所定部分をエッチバックする工程
    と、 前記第２の位相シフタ層を現像することによって前記イ
    オンビームが照射された領域以外の前記第２の位相シフ
    タ層を除去する工程と、 前記イオンビームが照射された領域に残余するイオン含
    有層にレーザビームを照射することにより前記イオン含
    有層を除去する工程とを備え、 前記第２の位相シフタ層は、前記第１の位相シフタ層お
    よび前記イオン含有層に対して、現像時に溶解選択性を
    有することを特徴とする、位相シフトマスクのパターン
    欠陥修正方法。
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