JP3399408B2 - 位相シフトマスクのシフタ残留欠陥修正方法並びに修正装置 - Google Patents
位相シフトマスクのシフタ残留欠陥修正方法並びに修正装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、位相シフトマスク
上のシフタ残留欠陥を、超短パルスの紫外レーザ光照射
によって修正する方法並びに装置に関する。
上のシフタ残留欠陥を、超短パルスの紫外レーザ光照射
によって修正する方法並びに装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩの高集積化に伴いリソグラフィー
技術の微細化が進み、従来のステッパ露光方式では解像
の限界に達して、新たな露光法として位相シフト法が開
発されて来ている。この位相シフト法は、近接して隣り
合う開口の一方の開口を透過する光に１８０度の位相シ
フトを与える位相シフタを設けることによって、隣り合
う開口を透過した光は位相が反転するため、従来のステ
ッパ露光法では解像できない細かな２つの開口像が解像
されるという、光学における超解像の技術を応用したも
のである。
技術の微細化が進み、従来のステッパ露光方式では解像
の限界に達して、新たな露光法として位相シフト法が開
発されて来ている。この位相シフト法は、近接して隣り
合う開口の一方の開口を透過する光に１８０度の位相シ
フトを与える位相シフタを設けることによって、隣り合
う開口を透過した光は位相が反転するため、従来のステ
ッパ露光法では解像できない細かな２つの開口像が解像
されるという、光学における超解像の技術を応用したも
のである。
【０００３】上記の透過光に１８０度の位相シフトを与
える位相シフタは、石英を主材とする磨きガラス基板に
電子ビーム（ＥＢ）露光法等のリソグラフィーによって
Ｃｒパタンによるレチクルを作成し、露光する光の波長
に対して１８０度の位相遅れを与える厚さのＳｉＯ2 膜
を、そのレチクルの必要とする特定の開口部に、ＣＶＤ
等の通常の成膜法とＥＢ露光等のリソグラフィー技術を
使って形成するものであるが、膜によって与えられる移
相量の精度を確保するためには、膜の厚さのみならず、
パタンが微細であるために、膜の残留欠陥や欠損欠陥を
修正することが重要となる。
える位相シフタは、石英を主材とする磨きガラス基板に
電子ビーム（ＥＢ）露光法等のリソグラフィーによって
Ｃｒパタンによるレチクルを作成し、露光する光の波長
に対して１８０度の位相遅れを与える厚さのＳｉＯ2 膜
を、そのレチクルの必要とする特定の開口部に、ＣＶＤ
等の通常の成膜法とＥＢ露光等のリソグラフィー技術を
使って形成するものであるが、膜によって与えられる移
相量の精度を確保するためには、膜の厚さのみならず、
パタンが微細であるために、膜の残留欠陥や欠損欠陥を
修正することが重要となる。
【０００４】とくに位相シフタ形成後の残留欠陥を修正
するために提案されている従来の技術としては、例え
ば、特開平４−２６８４６に示されている集束イオンビ
ーム（ＦＩＢ）を用いる方法、特開平８−２７８６２７
に記載されている材料ガスと赤外光レーザを用いる方
法、並びに特開平８−６２８２７にあるエキシマレーザ
を用いる方法がある。
するために提案されている従来の技術としては、例え
ば、特開平４−２６８４６に示されている集束イオンビ
ーム（ＦＩＢ）を用いる方法、特開平８−２７８６２７
に記載されている材料ガスと赤外光レーザを用いる方
法、並びに特開平８−６２８２７にあるエキシマレーザ
を用いる方法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＦＩＢを用い
る方法ではイオンビームによる修正部周辺や、修正部の
下地の導電膜層、またガラス基板へのイオンビームによ
るダメージが生じる危険性が高い。エキシマレーザを用
いる方法では、パルス幅が数ナノ秒と長いため、やはり
修正部の下地へのダメージが生じる。また、前記３つの
方法全てにおいてガスを用いており、また、真空引きを
行う必要もあるため、欠陥を修正するのに時間がかかる
という問題がある。
る方法ではイオンビームによる修正部周辺や、修正部の
下地の導電膜層、またガラス基板へのイオンビームによ
るダメージが生じる危険性が高い。エキシマレーザを用
いる方法では、パルス幅が数ナノ秒と長いため、やはり
修正部の下地へのダメージが生じる。また、前記３つの
方法全てにおいてガスを用いており、また、真空引きを
行う必要もあるため、欠陥を修正するのに時間がかかる
という問題がある。
【０００６】また、Ｃｒの残留欠陥修正に一般的に使用
されているＮｄ：ＹＡＧレーザの第二高調波光（波長５
３２ｎｍ）を用いる方法は、シフタ材に露光用光源のも
つ紫外領域の波長でも光吸収が少ないＳｉＯ2 系を用い
た場合は、緑の２次高調波は吸収されないのでシフタ残
留欠陥の修正には不適当である。
されているＮｄ：ＹＡＧレーザの第二高調波光（波長５
３２ｎｍ）を用いる方法は、シフタ材に露光用光源のも
つ紫外領域の波長でも光吸収が少ないＳｉＯ2 系を用い
た場合は、緑の２次高調波は吸収されないのでシフタ残
留欠陥の修正には不適当である。
【０００７】そのため、従来困難であった位相シフトマ
スク上のシフタ残留欠陥を短時間で容易に修正する方法
が求められている。
スク上のシフタ残留欠陥を短時間で容易に修正する方法
が求められている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の位相シフトマス
クのシフタ残留欠陥修正方法は、位相シフトマスク上の
シフタ残留欠陥を、紫外パルスレーザ光を用いてレーザ
アブレーション効果によって除去することを特徴とす
る。また、本発明の位相シフトマスクのシフタ残留欠陥
修正装置は、位相シフトマスク上のシフタ残留欠陥に紫
外パルスレーザ光を照射する手段と前記位相シフトマス
クのシフタ残留欠陥と該欠陥周辺との位相差を検出する
手段とを備え、前記紫外パルスレーザ光照射によって起
こるレーザアブレーション効果によって前記残留欠陥を
除去することを特徴とする。また、本発明の位相シフト
マスクのシフタ残留欠陥修正装置は、位相シフトマスク
上のシフタ残留欠陥に紫外パルスレーザ光を照射する手
段と、前記位相シフトマスクのシフタ残留欠陥と該欠陥
周辺との位相差を検出する手段と、前記位相シフトマス
クのシフタ残留欠陥と該欠陥周辺との位相差を検出する
手段の検出結果から残留欠陥修正加工の終点検出を行う
手段とを備え、前記紫外パルスレーザ光照射によって起
こるレーザアブレーション効果によって前記残留欠陥を
除去することを特徴とする。また、本発明の位相シフト
マスクのシフタ残留欠陥修正装置は、位相シフトマスク
上のシフタ残留欠陥に紫外パルスレーザ光を照射する手
段の備える対物レンズと前記位相シフトマスクのシフタ
残留欠陥と該欠陥周辺との位相差を検出する手段が備え
る対物レンズとが同一であることを特徴とする。また、
本発明の位相シフトマスクのシフタ残留欠陥修正方法お
よび位相シフトマスクのシフタ残留欠陥修正装置は、紫
外パルスレーザ光が、波長が２００〜３６０ナノメート
ルであり、最小のパルス幅が５０フェムト秒〜１０ピコ
秒であることを特徴とする。また、本発明の位相シフト
マスクのシフタ残留欠陥修正方法および位相シフトマス
クのシフタ残留欠陥修正装置は、紫外パルスレーザ光
が、内部Ｑスイッチを備えたモード同期Ｎｄ：ＹＬＦレ
ーザの出射光を波長変換した光であることを特徴とす
る。また、本発明の位相シフトマスクのシフタ残留欠陥
修正装置は、前記位相シフトマスクのシフタ残留欠陥と
該欠陥周辺との位相差を検出する手段が干渉顕微鏡の構
成を有することを特徴とする。また、本発明の位相シフ
トマスクのシフタ残留欠陥修正装置は、前記位相シフト
マスクのシフタ残留欠陥と該欠陥周辺との位相差を検出
する手段が位相差顕微鏡の構成を有することを特徴とす
る。
クのシフタ残留欠陥修正方法は、位相シフトマスク上の
シフタ残留欠陥を、紫外パルスレーザ光を用いてレーザ
アブレーション効果によって除去することを特徴とす
る。また、本発明の位相シフトマスクのシフタ残留欠陥
修正装置は、位相シフトマスク上のシフタ残留欠陥に紫
外パルスレーザ光を照射する手段と前記位相シフトマス
クのシフタ残留欠陥と該欠陥周辺との位相差を検出する
手段とを備え、前記紫外パルスレーザ光照射によって起
こるレーザアブレーション効果によって前記残留欠陥を
除去することを特徴とする。また、本発明の位相シフト
マスクのシフタ残留欠陥修正装置は、位相シフトマスク
上のシフタ残留欠陥に紫外パルスレーザ光を照射する手
段と、前記位相シフトマスクのシフタ残留欠陥と該欠陥
周辺との位相差を検出する手段と、前記位相シフトマス
クのシフタ残留欠陥と該欠陥周辺との位相差を検出する
手段の検出結果から残留欠陥修正加工の終点検出を行う
手段とを備え、前記紫外パルスレーザ光照射によって起
こるレーザアブレーション効果によって前記残留欠陥を
除去することを特徴とする。また、本発明の位相シフト
マスクのシフタ残留欠陥修正装置は、位相シフトマスク
上のシフタ残留欠陥に紫外パルスレーザ光を照射する手
段の備える対物レンズと前記位相シフトマスクのシフタ
残留欠陥と該欠陥周辺との位相差を検出する手段が備え
る対物レンズとが同一であることを特徴とする。また、
本発明の位相シフトマスクのシフタ残留欠陥修正方法お
よび位相シフトマスクのシフタ残留欠陥修正装置は、紫
外パルスレーザ光が、波長が２００〜３６０ナノメート
ルであり、最小のパルス幅が５０フェムト秒〜１０ピコ
秒であることを特徴とする。また、本発明の位相シフト
マスクのシフタ残留欠陥修正方法および位相シフトマス
クのシフタ残留欠陥修正装置は、紫外パルスレーザ光
が、内部Ｑスイッチを備えたモード同期Ｎｄ：ＹＬＦレ
ーザの出射光を波長変換した光であることを特徴とす
る。また、本発明の位相シフトマスクのシフタ残留欠陥
修正装置は、前記位相シフトマスクのシフタ残留欠陥と
該欠陥周辺との位相差を検出する手段が干渉顕微鏡の構
成を有することを特徴とする。また、本発明の位相シフ
トマスクのシフタ残留欠陥修正装置は、前記位相シフト
マスクのシフタ残留欠陥と該欠陥周辺との位相差を検出
する手段が位相差顕微鏡の構成を有することを特徴とす
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の位相シフトマスクのシフ
タ残留欠陥修正方法に関する実施の形態について図面を
参照して説明する。図１は本発明の原理図を示す図であ
って、位相シフトマスク１４は、ガラス基板１５の上に
パターン状に形成されたＣｒ膜１７と、基板１５とＣｒ
膜１７との間にＥＢ露光時の帯電防止とエッチングスト
ッパのために設ける導電膜１６と、隣り合うＣｒの開口
パターン上に隣り合う開口間の透過光の位相が逆転する
ように設けたシフタ１８から構成される。成膜やリソグ
ラフィーの工程において、シフタ上やシフタを設けない
開口上にはシフタの透明膜の残り等のシフタ残留欠陥１
３が発生する。この残留欠陥は移相量のエラーや開口像
の乱れを生じさせる。シフタ材には通常波長の短い露光
光源の光を吸収することが少なく化学的及び物理的に安
定であることから石英（ＳｉＯ2 ）膜が用いられるが、
ＥＢやイオンビームやガスアシストによるレーザ光照射
等の位相シフトマスクにダメージを与えたり、時間のか
かる工程に依らずシフタ残留欠陥を短時間で容易に修正
する方法として、本発明では、超短パルス紫外レーザ光
１１をダイクロイックミラー８で反射させて、対物レン
ズ９を介して位相シフトトマスク上のシフタ残留欠陥１
３に収束照射する。シフタ残留欠陥１３は超短パルス紫
外レーザ光１１を非線形吸収し、レーザアブレーション
効果によって蒸散し除去される。
タ残留欠陥修正方法に関する実施の形態について図面を
参照して説明する。図１は本発明の原理図を示す図であ
って、位相シフトマスク１４は、ガラス基板１５の上に
パターン状に形成されたＣｒ膜１７と、基板１５とＣｒ
膜１７との間にＥＢ露光時の帯電防止とエッチングスト
ッパのために設ける導電膜１６と、隣り合うＣｒの開口
パターン上に隣り合う開口間の透過光の位相が逆転する
ように設けたシフタ１８から構成される。成膜やリソグ
ラフィーの工程において、シフタ上やシフタを設けない
開口上にはシフタの透明膜の残り等のシフタ残留欠陥１
３が発生する。この残留欠陥は移相量のエラーや開口像
の乱れを生じさせる。シフタ材には通常波長の短い露光
光源の光を吸収することが少なく化学的及び物理的に安
定であることから石英（ＳｉＯ2 ）膜が用いられるが、
ＥＢやイオンビームやガスアシストによるレーザ光照射
等の位相シフトマスクにダメージを与えたり、時間のか
かる工程に依らずシフタ残留欠陥を短時間で容易に修正
する方法として、本発明では、超短パルス紫外レーザ光
１１をダイクロイックミラー８で反射させて、対物レン
ズ９を介して位相シフトトマスク上のシフタ残留欠陥１
３に収束照射する。シフタ残留欠陥１３は超短パルス紫
外レーザ光１１を非線形吸収し、レーザアブレーション
効果によって蒸散し除去される。
【００１０】同時に、高い修正精度を確保するために、
位相差検出部１０を配設し、この位相差検出部１０によ
り加工部の位相変化画像をモニタリングし、また、干渉
縞の計数等を行って加工の終点検出を行い、超短パルス
紫外レーザ光１１の制御を行う。
位相差検出部１０を配設し、この位相差検出部１０によ
り加工部の位相変化画像をモニタリングし、また、干渉
縞の計数等を行って加工の終点検出を行い、超短パルス
紫外レーザ光１１の制御を行う。
【００１１】超短パルス紫外レーザ光１１には、波長が
２００〜３６０ｎｍ、パルス幅が１０ピコ秒〜５０フェ
ムト秒の光を選ぶ。レーザ光１１の波長が紫外域である
ため非線形吸収が起こりやすく、かつ超短パルス光であ
るので高ピーク出力が得られ、効率よく表層のシフタ残
留欠陥１３のみに吸収を起こすことが可能である。ま
た、シフタ１８の下にある導電膜１６、ガラス基板１５
に影響をおよぼさずに残留欠陥のみを修正することが可
能である。
２００〜３６０ｎｍ、パルス幅が１０ピコ秒〜５０フェ
ムト秒の光を選ぶ。レーザ光１１の波長が紫外域である
ため非線形吸収が起こりやすく、かつ超短パルス光であ
るので高ピーク出力が得られ、効率よく表層のシフタ残
留欠陥１３のみに吸収を起こすことが可能である。ま
た、シフタ１８の下にある導電膜１６、ガラス基板１５
に影響をおよぼさずに残留欠陥のみを修正することが可
能である。
【００１２】本発明の位相シフトマスクのシフタ残留欠
陥修正装置の実施形態について図面を参照して詳細に説
明する。
陥修正装置の実施形態について図面を参照して詳細に説
明する。
【００１３】図２は本発明の位相シフタ残留欠陥修正装
置を構成する超短パルス紫外レーザ照射光学系の一実施
例を示す図である。超短パルスＮｄ：ＹＬＦレーザ１か
ら出射されたレーザ光（波長１．０５３μｍ）は、波長
変換素子２により第四高調波（２６３ｎｍ）に変換さ
れ、ビームエキスパンダ３で拡大、コリメートされ、ス
リット６にてビーム形状が整形される。整形されたレー
ザ光はダイクロイックミラー８で反射された後、対物レ
ンズ９を通過して位相シフトマスク１４上のシフタ残留
欠陥１３に収束照射され、欠陥を修正する。
置を構成する超短パルス紫外レーザ照射光学系の一実施
例を示す図である。超短パルスＮｄ：ＹＬＦレーザ１か
ら出射されたレーザ光（波長１．０５３μｍ）は、波長
変換素子２により第四高調波（２６３ｎｍ）に変換さ
れ、ビームエキスパンダ３で拡大、コリメートされ、ス
リット６にてビーム形状が整形される。整形されたレー
ザ光はダイクロイックミラー８で反射された後、対物レ
ンズ９を通過して位相シフトマスク１４上のシフタ残留
欠陥１３に収束照射され、欠陥を修正する。
【００１４】加工に最適なレーザ出力は、レーザパワー
モニタ５でレーザ出力をモニタリングしながらパソコン
１６によって、レーザアッテネータ４、レーザコントロ
ーラ２７を調整することにより行う。
モニタ５でレーザ出力をモニタリングしながらパソコン
１６によって、レーザアッテネータ４、レーザコントロ
ーラ２７を調整することにより行う。
【００１５】加工位置決めは、後述の位相差検出部１０
がパルスレーザ照射光学系と共有して利用する対物レン
ズ９を通して、撮像素子により撮像される位相シフトマ
スク１４の画像をＴＶモニタ２１で観察しながら、ＸＹ
ステージ２８により位相シフトマスク１４を移動させ
て、レーザ光の照射位置をシフタ残留欠陥１３に合わせ
ることにより行う。
がパルスレーザ照射光学系と共有して利用する対物レン
ズ９を通して、撮像素子により撮像される位相シフトマ
スク１４の画像をＴＶモニタ２１で観察しながら、ＸＹ
ステージ２８により位相シフトマスク１４を移動させ
て、レーザ光の照射位置をシフタ残留欠陥１３に合わせ
ることにより行う。
【００１６】また、位相差検出部１０によって干渉縞の
飛びやずれ量を計測し、パソコン２６を介して加工の終
点検出を行い、レーザコントローラ２７に制御信号を出
力する。
飛びやずれ量を計測し、パソコン２６を介して加工の終
点検出を行い、レーザコントローラ２７に制御信号を出
力する。
【００１７】次に、図３は本発明の位相シフタ残留欠陥
修正装置の超短パルス紫外レーザ照射光学系を構成する
超短パルス紫外レーザ装置の一実施例を示す図である。
超短パルスＮｄ：ＹＬＦレーザ１は、Ｎｄを含んだＹＬ
ｉＦ4 （ＹＬＦ）結晶のレーザロッド５１とこれを光励
起する励起用レーザダイオード５２と、レーザ共振を起
こす凹面の共振器ミラー５３及び平面の共振器ミラー５
４と、レーザ共振器に軸モード間隔に対応した周波数で
強制モード同期を起こす超音波モードロッカ５５と、出
力モード同期光パルスの尖頭値を高め、共振器を出力す
るパルス数を制御する超音波Ｑスイッチ５６と、超音波
モードロッカ５５を駆動する正弦波発振器５７と、励起
ランプ５２と超音波Ｑスイッチ５６の駆動を制御するレ
ーザコントローラ２７と、超短パルスＮｄ：ＹＬＦレー
ザ１を出力する近赤外の光の周波数逓倍光を発生する波
長変換素子２を備える。
修正装置の超短パルス紫外レーザ照射光学系を構成する
超短パルス紫外レーザ装置の一実施例を示す図である。
超短パルスＮｄ：ＹＬＦレーザ１は、Ｎｄを含んだＹＬ
ｉＦ4 （ＹＬＦ）結晶のレーザロッド５１とこれを光励
起する励起用レーザダイオード５２と、レーザ共振を起
こす凹面の共振器ミラー５３及び平面の共振器ミラー５
４と、レーザ共振器に軸モード間隔に対応した周波数で
強制モード同期を起こす超音波モードロッカ５５と、出
力モード同期光パルスの尖頭値を高め、共振器を出力す
るパルス数を制御する超音波Ｑスイッチ５６と、超音波
モードロッカ５５を駆動する正弦波発振器５７と、励起
ランプ５２と超音波Ｑスイッチ５６の駆動を制御するレ
ーザコントローラ２７と、超短パルスＮｄ：ＹＬＦレー
ザ１を出力する近赤外の光の周波数逓倍光を発生する波
長変換素子２を備える。
【００１８】ＹＬＦレーザ共振器に、超音波の共振周波
数がレーザ共振器の軸モード間隔の周波数の１／２であ
る超音波モードロッカ５５により強制モード同期を掛け
ると、レーザ媒質であるＮｄ：ＹＬＦの発振帯域幅が広
いため、パルス幅の極めて狭い、繰り返しが軸モード間
隔の周波数に等しいモード同期光パルスが出来る。この
モード同期光パルスは、超音波Ｑスイッチによってさら
に尖頭値の高い光パルスに強められ、包絡線の形がＱス
イッチ駆動の高周波パルスと相補的な形の高出力のモー
ド同期した超短光パルス列が発生する（すなわちＱスイ
ッチがＯＮ状態では包絡線はＯＦＦ、ＱスイッチがＯＦ
Ｆ状態では包絡線はＯＮ）。さらに、この近赤外波長
（波長１．０５３μｍ）の超短光パルスは、β−ＢａＢ
2Ｏ4（ＢＢＯ）等の光非線形結晶からなる波長変換素子
２によって４逓倍の紫外光（波長２６３ｎｍ）に波長変
換される。同時に、この波長変換素子を出力する紫外光
パルスは、入力近赤外光パルスに比べて、光非線形効果
によってさらに短パルス化が強められる。
数がレーザ共振器の軸モード間隔の周波数の１／２であ
る超音波モードロッカ５５により強制モード同期を掛け
ると、レーザ媒質であるＮｄ：ＹＬＦの発振帯域幅が広
いため、パルス幅の極めて狭い、繰り返しが軸モード間
隔の周波数に等しいモード同期光パルスが出来る。この
モード同期光パルスは、超音波Ｑスイッチによってさら
に尖頭値の高い光パルスに強められ、包絡線の形がＱス
イッチ駆動の高周波パルスと相補的な形の高出力のモー
ド同期した超短光パルス列が発生する（すなわちＱスイ
ッチがＯＮ状態では包絡線はＯＦＦ、ＱスイッチがＯＦ
Ｆ状態では包絡線はＯＮ）。さらに、この近赤外波長
（波長１．０５３μｍ）の超短光パルスは、β−ＢａＢ
2Ｏ4（ＢＢＯ）等の光非線形結晶からなる波長変換素子
２によって４逓倍の紫外光（波長２６３ｎｍ）に波長変
換される。同時に、この波長変換素子を出力する紫外光
パルスは、入力近赤外光パルスに比べて、光非線形効果
によってさらに短パルス化が強められる。
【００１９】次に、図４は本発明の位相シフタ残留欠陥
修正装置の超短パルス紫外レーザ照射光学系を構成する
位相差検出部１０の一実施例を示す図である。位相差検
出部１０は位相シフトマスク１４の裏面より観察用の光
を照射する照明光学系７０と位相シフトマスク１４のパ
タンやシフタが形成されてい表面の微細領域の位相差を
観察する干渉顕微光学系６０と干渉顕微光学系で形成さ
れた干渉像を撮像し計測する干渉撮像計測系８０から構
成される。
修正装置の超短パルス紫外レーザ照射光学系を構成する
位相差検出部１０の一実施例を示す図である。位相差検
出部１０は位相シフトマスク１４の裏面より観察用の光
を照射する照明光学系７０と位相シフトマスク１４のパ
タンやシフタが形成されてい表面の微細領域の位相差を
観察する干渉顕微光学系６０と干渉顕微光学系で形成さ
れた干渉像を撮像し計測する干渉撮像計測系８０から構
成される。
【００２０】干渉顕微光学系６０は、超短パルス紫外レ
ーザ光１１を９０度に反射し、下記の照明光学系のラン
プ光は透過する波長フィルタ機能を持ったダイクロイッ
クミラー８と超短パルス紫外レーザ光１１を位相シフト
マスク１４に収束照射する対物レンズ９とを前記図２の
超短パルス紫外レーザ照射光学系と共有し、これらと干
渉接眼レンズ６３とで構成されている。干渉接眼レンズ
６３は対物レンズ９の後像面に作られた像を適切な倍率
に拡大する接眼レンズ６６、接眼レンズ６７の組み合わ
せと物体光６８と観察物体周辺を透過する物体周辺光６
９とを相互に横変位させるサバール板Ａ６４と検光子６
５とを備える。
ーザ光１１を９０度に反射し、下記の照明光学系のラン
プ光は透過する波長フィルタ機能を持ったダイクロイッ
クミラー８と超短パルス紫外レーザ光１１を位相シフト
マスク１４に収束照射する対物レンズ９とを前記図２の
超短パルス紫外レーザ照射光学系と共有し、これらと干
渉接眼レンズ６３とで構成されている。干渉接眼レンズ
６３は対物レンズ９の後像面に作られた像を適切な倍率
に拡大する接眼レンズ６６、接眼レンズ６７の組み合わ
せと物体光６８と観察物体周辺を透過する物体周辺光６
９とを相互に横変位させるサバール板Ａ６４と検光子６
５とを備える。
【００２１】照明光学系７０は、高輝度紫外のランプ７
１と偏光子７２とコリメートレンズ７３とサバール板Ｂ
７４とコンデンサレンズ７５とで位相シフトマスク１４
の表面を裏面から透過して照明する。ここにサバール板
を用いるのは、広がりのあるランプ７１の各点からの光
路を補償して位相シフトマスク１４への照明を明るくす
るために用いている。
１と偏光子７２とコリメートレンズ７３とサバール板Ｂ
７４とコンデンサレンズ７５とで位相シフトマスク１４
の表面を裏面から透過して照明する。ここにサバール板
を用いるのは、広がりのあるランプ７１の各点からの光
路を補償して位相シフトマスク１４への照明を明るくす
るために用いている。
【００２２】干渉像撮像計測系８０は、干渉顕微光学系
６０が作る位相シフトマスク１４の表面干渉像を撮像す
る撮像素子８１と撮像素子８０の画像信号をモニタする
ＴＶモニタ１１と画像信号から干渉縞を計測し位相差を
算出してパソコン出力８３を出力をする干渉縞計測器８
２からなる。干渉縞計測器８２は、撮像素子がアナログ
タイプの場合には、一例としてラインセレクタによって
干渉縞をよぎる走査線を複数抽出し、それらのアナログ
波形をＡ／Ｄ変換し、マイクロプロセッサによって干渉
縞のピッチや位相の情報を演算し位相シフトマスク１４
上の位相物体の物体周辺部との位相差を演算し、パソコ
ン２６に出力する。
６０が作る位相シフトマスク１４の表面干渉像を撮像す
る撮像素子８１と撮像素子８０の画像信号をモニタする
ＴＶモニタ１１と画像信号から干渉縞を計測し位相差を
算出してパソコン出力８３を出力をする干渉縞計測器８
２からなる。干渉縞計測器８２は、撮像素子がアナログ
タイプの場合には、一例としてラインセレクタによって
干渉縞をよぎる走査線を複数抽出し、それらのアナログ
波形をＡ／Ｄ変換し、マイクロプロセッサによって干渉
縞のピッチや位相の情報を演算し位相シフトマスク１４
上の位相物体の物体周辺部との位相差を演算し、パソコ
ン２６に出力する。
【００２３】サバール板は、光学軸に対して４５度に切
断した水晶の位相板を２枚、光透過軸の回りに９０度回
転させて貼り合わせて構成したもので、偏光によって横
変位を与え、かつ偏光によって光路差が生じることのな
いように補償の手段を設けた素子である。
断した水晶の位相板を２枚、光透過軸の回りに９０度回
転させて貼り合わせて構成したもので、偏光によって横
変位を与え、かつ偏光によって光路差が生じることのな
いように補償の手段を設けた素子である。
【００２４】図４の位相差検出部に置いて、位相シフト
マスク１４上の位相物体で回折した物体光６８とその物
体周辺を透過した物体周辺光６９とは変位を受けて撮像
素子８１上で干渉して干渉縞を形成し、同時に物体の輪
郭が結像される。位相物体のとその周辺との間に位相差
が有れば、干渉縞は位相物体の像上で周辺より変位す
る。その干渉縞の移動量を算出することで位相差を求め
ることが出来る。この処理は干渉像撮像計測系８０によ
って行われる。
マスク１４上の位相物体で回折した物体光６８とその物
体周辺を透過した物体周辺光６９とは変位を受けて撮像
素子８１上で干渉して干渉縞を形成し、同時に物体の輪
郭が結像される。位相物体のとその周辺との間に位相差
が有れば、干渉縞は位相物体の像上で周辺より変位す
る。その干渉縞の移動量を算出することで位相差を求め
ることが出来る。この処理は干渉像撮像計測系８０によ
って行われる。
【００２５】超短パルス紫外レーザ光による位相シフト
マスク上の残留欠陥への加工の量は、上記の位相差検出
部１０の動作によりＴＶモニタ２１をモニタリングする
ことによって行え、また、加工の終点検出は干渉縞計測
器８２並びにパソコン２６とによってレーザコントロー
ラ２７を制御して実現する。また、種々の加工条件は、
パソコン２６により設定することが出来る。
マスク上の残留欠陥への加工の量は、上記の位相差検出
部１０の動作によりＴＶモニタ２１をモニタリングする
ことによって行え、また、加工の終点検出は干渉縞計測
器８２並びにパソコン２６とによってレーザコントロー
ラ２７を制御して実現する。また、種々の加工条件は、
パソコン２６により設定することが出来る。
【００２６】また、除去するシフタ膜の厚みが既知であ
れば、加工条件と、除去深さの関係から、あらかじめレ
ーザ照射強度およびショット数を定めて一定の加工条件
で加工して、位相差検出部１０による干渉縞計測を省く
ことも可能である。
れば、加工条件と、除去深さの関係から、あらかじめレ
ーザ照射強度およびショット数を定めて一定の加工条件
で加工して、位相差検出部１０による干渉縞計測を省く
ことも可能である。
【００２７】次に、本発明のシフタ残留欠陥修正装置を
用いて欠陥修正を実施した例を説明する。図２におい
て、超短パルスＮｄ：ＹＬＦレーザ１の第四高調波光
（パルス幅：３ｐｓ、波長：２６３ｎｍ）をビームエキ
スパンダ３で光強度を均一にし、位相シフトマスク１４
上のシフタ残留欠陥１３に照射し、欠陥を修正する。レ
ーザ照射範囲はスリット６により所望の大きさに調節が
可能である。本実施例では、２μm角の大きさに調節し
た。シフタ残留欠陥１３の修正に必要な、レーザ出力、
レーザ繰り返し周波数、レーザショット数等の加工条件
はパソコン２６によりシフタ材の種類毎に設定が可能で
ある。本実施例では、シフタ材がＳｉＯ2 系である位相
シフトマスクを用いた。加工面レーザ出力０．１μＪ／
パルス、繰り返し周波数１０ＰＰＳ、ショット数８発で
行った。
用いて欠陥修正を実施した例を説明する。図２におい
て、超短パルスＮｄ：ＹＬＦレーザ１の第四高調波光
（パルス幅：３ｐｓ、波長：２６３ｎｍ）をビームエキ
スパンダ３で光強度を均一にし、位相シフトマスク１４
上のシフタ残留欠陥１３に照射し、欠陥を修正する。レ
ーザ照射範囲はスリット６により所望の大きさに調節が
可能である。本実施例では、２μm角の大きさに調節し
た。シフタ残留欠陥１３の修正に必要な、レーザ出力、
レーザ繰り返し周波数、レーザショット数等の加工条件
はパソコン２６によりシフタ材の種類毎に設定が可能で
ある。本実施例では、シフタ材がＳｉＯ2 系である位相
シフトマスクを用いた。加工面レーザ出力０．１μＪ／
パルス、繰り返し周波数１０ＰＰＳ、ショット数８発で
行った。
【００２８】加工は、レーザ照射位置をシフタ残留欠陥
１３に合わせ位相差検出部１０で正常部と欠陥部の位相
差を検出し、ＴＶモニタ２１で位相変化画像をモニタリ
ングしながら行った。この画像情報はパソコン２６に送
られ、加工終点位置制御を行う。加工はシフタ材の表面
から起こり、ショット数の増加と共に深さ方向に進んで
いった。そして、下地への影響もなくシフタ残留欠陥部
１３のみが除去された。
１３に合わせ位相差検出部１０で正常部と欠陥部の位相
差を検出し、ＴＶモニタ２１で位相変化画像をモニタリ
ングしながら行った。この画像情報はパソコン２６に送
られ、加工終点位置制御を行う。加工はシフタ材の表面
から起こり、ショット数の増加と共に深さ方向に進んで
いった。そして、下地への影響もなくシフタ残留欠陥部
１３のみが除去された。
【００２９】上記の残留欠陥修正を実施した例では、波
長２６３ｎｍのＮｄ：ＹＬＦレーザの第四高調波光のパ
ルス幅３ｐｓパルスを用いて行ったが、波長やパルス幅
はこの値に限定されるものではない。更に３次や５次の
低次、高次の高調波も利用することができ、波長２００
ｎｍまで発生させることが可能である。また、高次の光
非線形を利用することから、さらにパルス幅を狭めるこ
とができ、５０ｆｓのパルス幅の短パルスも実現でき
る。
長２６３ｎｍのＮｄ：ＹＬＦレーザの第四高調波光のパ
ルス幅３ｐｓパルスを用いて行ったが、波長やパルス幅
はこの値に限定されるものではない。更に３次や５次の
低次、高次の高調波も利用することができ、波長２００
ｎｍまで発生させることが可能である。また、高次の光
非線形を利用することから、さらにパルス幅を狭めるこ
とができ、５０ｆｓのパルス幅の短パルスも実現でき
る。
【００３０】本発明の欠陥修正方法は、前記の位相シフ
トマスクのシフタ残留欠陥の修正に限らず、例えばフォ
トマスク上のパタンを形成しているＣｒ膜に残留する欠
陥の修正にも適用可能である。本発明を実施することに
よって、従来から使われているＹＡＧの第二高調波（波
長５３２ｎｍ）を用いた欠陥修正法よりも高い分解能と
基板等への熱の影響やダメージの少ない加工が実現す
る。
トマスクのシフタ残留欠陥の修正に限らず、例えばフォ
トマスク上のパタンを形成しているＣｒ膜に残留する欠
陥の修正にも適用可能である。本発明を実施することに
よって、従来から使われているＹＡＧの第二高調波（波
長５３２ｎｍ）を用いた欠陥修正法よりも高い分解能と
基板等への熱の影響やダメージの少ない加工が実現す
る。
【００３１】図４の位相差検出部の実施例は、干渉顕微
鏡の方法に基づき、しかも観察物体を照射する光を物体
に透過させて観測するタイプの透過型と反射させて観測
するタイプの落射型の内、透過型に属し、観測する物体
からの光とその周囲からの光とに横変位を与えて干渉さ
せるのに、複屈折を用いたものである。微小領域の位相
差を観測する方法としては、干渉顕微鏡の方法の他に位
相差顕微鏡による方法があり、この方法も本位相差検出
部に用いることが出来る。
鏡の方法に基づき、しかも観察物体を照射する光を物体
に透過させて観測するタイプの透過型と反射させて観測
するタイプの落射型の内、透過型に属し、観測する物体
からの光とその周囲からの光とに横変位を与えて干渉さ
せるのに、複屈折を用いたものである。微小領域の位相
差を観測する方法としては、干渉顕微鏡の方法の他に位
相差顕微鏡による方法があり、この方法も本位相差検出
部に用いることが出来る。
【００３２】また、落射型の干渉顕微鏡の方法による位
相差検出も、位相シフトマスクの片面から光照射と位相
差検出を行うことができ、光学系の構成が簡便になり、
本発明の位相シフトマスクのシフタ残留欠陥修正装置に
用いることも有効である。
相差検出も、位相シフトマスクの片面から光照射と位相
差検出を行うことができ、光学系の構成が簡便になり、
本発明の位相シフトマスクのシフタ残留欠陥修正装置に
用いることも有効である。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
位相シフトマスクのシフタ残留欠陥を、欠陥部にレーザ
光を照射するのみのきわめて簡単な工程で、下の導電膜
層やガラス基板に影響をおよぼさずに修正することが可
能である。
位相シフトマスクのシフタ残留欠陥を、欠陥部にレーザ
光を照射するのみのきわめて簡単な工程で、下の導電膜
層やガラス基板に影響をおよぼさずに修正することが可
能である。
【００３４】また、超短パルスの紫外レーザ光を用いる
ことにより、従来方法では困難であったＳｉＯ２系のシ
フタ欠陥を容易に修正することが可能である。
ことにより、従来方法では困難であったＳｉＯ２系のシ
フタ欠陥を容易に修正することが可能である。
【００３５】位相差検出を行いその位相変化画像をモニ
タリングすることにより、加工深さの制御を行うことが
可能であり、種々の厚みのシフタ残留欠陥を容易に修正
することが可能である。
タリングすることにより、加工深さの制御を行うことが
可能であり、種々の厚みのシフタ残留欠陥を容易に修正
することが可能である。
【図１】本発明の位相シフトマスクのシフタ残留欠陥修
正方法の一実施形態の原理図を示す図である。
正方法の一実施形態の原理図を示す図である。
【図２】本発明の位相シフトマスクのシフタ残留欠陥修
正装置を構成する超短パルス紫外レーザ照射光学系の一
実施形態を示す図である。
正装置を構成する超短パルス紫外レーザ照射光学系の一
実施形態を示す図である。
【図３】本発明の位相シフトマスクのシフタ残留欠陥修
正装置の超短パルス紫外レーザ照射光学系を構成する超
短パルス紫外レーザ装置の一実施例を示す図である。
正装置の超短パルス紫外レーザ照射光学系を構成する超
短パルス紫外レーザ装置の一実施例を示す図である。
【図４】本発明の位相シフトマスクのシフタ残留欠陥修
正装置を構成する位相差検出部の一実施例を示す図であ
る。
正装置を構成する位相差検出部の一実施例を示す図であ
る。
【符号の説明】
１ 超短パルスＮｄ：ＹＬＦレーザ
２ 波長変換素子
３ ビームエキスパンダ
４ レーザアッテネータ
５ レーザパワーモニタ
６ スリット
８ ダイクロイックミラー
９ 対物レンズ
１０ 位相差検出部
１１ 超短パルス紫外レーザ光
１３ シフタ残留欠陥
１４ 位相シフトマスク
１５ ガラス基板
１６ 導電膜
１７ Ｃｒ膜
１８ シフタ
２１ ＴＶモニタ
２６ パソコン
２７ レーザコントローラ
５１ レーザロッド
５２ 励起用レーザダイオード
５３ 共振器ミラー
５４ 共振器ミラー
５５ 超音波モードロッカ
５６ 超音波Ｑスイッチ
５７ 正弦波発振器
６０ 干渉顕微光学系
６３ 干渉接眼レンズ
６４ サバール板Ａ
６５ 検光子
６６ 接眼レンズ
６７ 接眼レンズ
６８ 物体光
６９ 物体周辺光
７０ 照明光学系
７１ ランプ
７２ 偏光子
７３ コリメートレンズ
７４ サバール板Ｂ
７５ コンデンサレンズ
８０ 干渉像撮像計測系
８１ 撮像素子
８２ 干渉縞計測器
８３ パソコン出力
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０２Ｐ
(56)参考文献 特開 平８−62827（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−289861（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−14640（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−281691（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−249657（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−194302（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−201602（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G03F 1/00 - 1/16
Claims (3)
- 【請求項１】 位相シフトマスク上のシフタ残留欠陥
を、紫外パルスレーザ光を用いてレーザアブレーション
効果によって除去する位相シフトマスクのシフタ残留欠
陥修正方法において、前記紫外パルスレーザ光は、波長
が２００〜３６０ナノメートルであり、最小のパルス幅
が５０フェムト秒〜１０ピコ秒であることを特徴とする
位相シフトマスクのシフタ残留欠陥修正方法。 - 【請求項２】 位相シフトマスク上のシフタ残留欠陥に
紫外パルスレーザ光を照射する手段と前記位相シフトマ
スクのシフタ残留欠陥と該欠陥周辺との位相差を検出す
る手段とを備え、前記紫外パルスレーザ光照射によって
起こるレーザアブレーション効果によって前記残留欠陥
を除去する位相シフトマスクのシフタ残留欠陥修正装置
において、前記紫外パルスレーザ光は、波長が２００〜
３６０ナノメートルであり、最小のパルス幅が５０フェ
ムト秒〜１０ピコ秒であることを特徴とする位相シフト
マスクのシフタ残留欠陥修正装置。 - 【請求項３】 位相シフトマスク上のシフタ残留欠陥に
紫外パルスレーザ光を照射する手段と、前記位相シフト
マスクのシフタ残留欠陥と該欠陥周辺との位相差を検出
する手段と、前記位相シフトマスクのシフタ残留欠陥と
該欠陥周辺との位相差を検出する手段の検出結果から残
留欠陥修正加工の終点検出を行う手段とを備え、前記紫
外パルスレーザ光照射によって起こるレーザアブレーシ
ョン効果によって前記残留欠陥を除去する位相シフトマ
スクのシフタ残留欠陥修正装置において、前記紫外パル
スレーザ光は、波長が２００〜３６０ナノメートルであ
り、最小のパルス幅が５０フェムト秒〜１０ピコ秒であ
ることを特徴とする位相シフトマスクのシフタ残留欠陥
修正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17305099A JP3399408B2 (ja) | 1999-06-18 | 1999-06-18 | 位相シフトマスクのシフタ残留欠陥修正方法並びに修正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17305099A JP3399408B2 (ja) | 1999-06-18 | 1999-06-18 | 位相シフトマスクのシフタ残留欠陥修正方法並びに修正装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001005167A JP2001005167A (ja) | 2001-01-12 |
| JP3399408B2 true JP3399408B2 (ja) | 2003-04-21 |
Family
ID=15953296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17305099A Expired - Fee Related JP3399408B2 (ja) | 1999-06-18 | 1999-06-18 | 位相シフトマスクのシフタ残留欠陥修正方法並びに修正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3399408B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
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|---|---|---|---|---|
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| US6727512B2 (en) * | 2002-03-07 | 2004-04-27 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Method and system for detecting phase defects in lithographic masks and semiconductor wafers |
| JP4325175B2 (ja) * | 2002-11-07 | 2009-09-02 | 凸版印刷株式会社 | ハーフトーン型位相シフトマスクブランク、ハーフトーン型位相シフトマスク、半導体装置の製造方法、およびハーフトーン型位相シフトマスクの修正方法 |
| US7170030B2 (en) * | 2003-09-12 | 2007-01-30 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for repair of reflective photomasks |
| EP2175310A4 (en) | 2007-08-01 | 2011-01-19 | Sharp Kk | LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME |
| KR20120097893A (ko) | 2011-02-25 | 2012-09-05 | 삼성전자주식회사 | 포토 마스크 세정 장치 및 이를 이용한 포토 마스크 세정 방법 |
-
1999
- 1999-06-18 JP JP17305099A patent/JP3399408B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2001005167A (ja) | 2001-01-12 |
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