JP3637011B2 - フォトマスクの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＳＩなどの微細パターンを投影露光装置にて転写する際に用いられるフォトマスクの製造方法等に関し、特に遮光性膜上に強固な付着力で付着した異物についての対処方法等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置等の製造工程で使用されるフォトマスク、レチクルを異物検査装置で検査した際に検出された基板上に付着した異物等の中で、遮光性膜上に存在する付着異物は、光透光預域に存在する付着異物とは異なり、通常転写される露光光には影響を与えないため通常は欠陥として扱われない。つまり、例えば通常のフォトマスク等におけるクロム系遮光膜上に付着異物が存在しても、クロム系遮光膜の遮光性には影響を与えないため通常は問題とならない。このように、遮光性膜上に存在する付着異物は、一見転写露光上は問題ないと思われがちだが、ペリクル（マスク表面への塵等の付着を防止するためのカバー）を貼らない場合などはステッパー上で使用中に何らかの原因によりその異物がステッパーレンズ上に落ちたりして問題となる。また、ペリクルを貼った場合でも異物が剥離して別の光透光預域に移動してしまう可能性があるため、膜上の付着異物は極力少ない事に越したことはない。そこで、異物検査装置で検査した際に付着異物を検出した場合、それを落とすために再度洗浄することになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、遮光性膜上に存在する付着異物が、強固な付着力で付着している場合は何回洗浄しても落ちない場合がある。
ここで、問題なのはマスク作製時は強固な付着力によりその場にとどまっていても、マスク運送時の振動やその後の保管環境雰囲気により後日なにかしらの化学反応によって付着力が弱まってしまい、その場から脱離してしまったり、異物がガスを放出してしまうことである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記問題点を解決するために、以下の構成を有する。
【０００５】
（構成１） 透明基板上にパターニングされた遮光性膜を有するフォトマスクにおいて、前記遮光性膜上の付着異物を被うスポット修正膜が形成されていることを特徴とするフォトマスク。
【０００６】
（構成２） 透明基板上にパターニングされた遮光性膜を有するフォトマスクにおいて、前記遮光性膜上の、付着異物とこの異物の下部に位置する遮光性膜を除去した箇所を被うスポット修正膜が形成されていることを特徴とするフォトマスク。
【０００７】
（構成３） 透明基板上にパターニングされた遮光性膜を有するフォトマスクを製造し、遮光性膜上に存在する付着異物を、スポット成膜修正装置を用いてスポット修正膜で被うことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【０００８】
（構成４） 透明基板上にパターニングされた遮光性膜を有するフォトマスクを製造し、遮光性膜上に存在する異物とこの異物の下部に位置する遮光性膜をスポット除去修正装置を用いて除去し、その後遮光性膜除去部分をスポット成膜修正装置を用いてスポット修正膜で被うことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【０００９】
（構成５） 前記スポット成膜修正装置が、ＦＩＢを利用した修正装置であることを特徴とする構成３又は４に記載のフォトマスクの製造方法。
【００１０】
（構成６） 前記スポット修正膜が、カーボン膜であることを特徴とする構成１又は２に記載のフォトマスク。
【００１１】
（構成７） 前記スポット除去修正装置が、レーザー修正装置又はＦＩＢを利用した修正装置であることを特徴とする構成４又は５に記載のフォトマスクの製造方法。
【００１２】
【作用】
上記構成１、３によれば、遮光性膜上に存在する付着異物をスポット成膜修正装置を用いてスポット修正膜で被う（被覆する）ことによって、付着異物はスポット修正膜で閉じ込められた上に下地である遮光性膜に強固に付着するため、後日マスク使用中に剥離したり、周りの環境雰囲気により何らかの化学変化をおこして付着力が弱まったり、異物がガスを放出したりする事態を低減又は回避できる。
なお、構成１、３において、遮光性膜とは、遮光膜と半透光膜（ハーフトーン位相シフト膜）を含む。半透光膜の場合、半透光膜パターンのエッジ付近に付着異物がある場合は位相シフト機能の発現の妨げとなるので本発明の適用は難しいが、エッジ付近以外の部分に付着異物がある場合はこの部分は遮光性を発揮させるべき部分であるので本発明を適用できる。
構成１、３において、スポット修正膜を形成するためのスポット成膜修正装置としては、一般的にフォトマスクの白欠陥（遮光性膜欠落欠陥）修正に用いられる修正装置を使用できる。このようなスポット成膜修正装置としては、例えば、ＦＩＢ（focused ion beam）を利用した修正装置、レーザＣＶＤを利用した修正装置などが挙げられる。このことは以下の構成においても同様である。
【００１３】
上記構成２、４によれば、遮光性膜上に存在する異物とこの異物の下部に位置する遮光性膜をスポット修正装置を用いて除去することによって、付着異物は完全に除去されているので、付着異物が原因で生じる問題が生じる余地がなくこの問題を完全に解決できる。また、異物とともに除去された遮光性膜の部分は、スポット修正膜で被うため、通常の白欠陥（遮光性膜欠落欠陥）修正と同じであり、使用上何ら問題なく使用できる。
なお、構成２、４において、スポット除去修正装置としては、一般的にフォトマスクの黒欠陥（遮光性膜余剰欠陥）修正に用いられる修正装置を使用できる。このような修正装置としては、例えば、ＦＩＢ（focused ion beam）を利用した修正装置やレーザー修正装置などが挙げられる。スポット成膜修正装置については上記構成１と同様である。
【００１４】
上記構成１〜４において、遮光性膜上に存在する異物が、遮光性膜上に強固な付着力で付着した異物である場合、例えば、洗浄では落とせないか又は容易に落とせない異物である場合に本発明は特に有効である。
【００１５】
上記構成５では、スポット成膜修正装置がＦＩＢを利用した修正装置であることによって、高い精度でスポット修正膜を形成でき、しかもスポット修正膜の付着強度や膜密度が高いので好ましい。スポット修正膜の膜密度が高いと、異物の化学変化や異物からのガス放出を効果的に防止できるので好ましい。
【００１６】
上記構成６では、カーボン膜は特に付着強度や膜密度が高いので好ましい。
つまり、構成１、３のスポット修正膜としてカーボン膜を用いることによって、付着異物はカーボン膜で閉じ込められた上に下地遮光膜に強固に付着するため、後日マスク使用中に剥離したり、周りの環境雰囲気により何らかの化学変化を起こして付着力が弱まったりガスを放出したりする事態を確実に回避できる。付着強度や異物からのガス放出防止等の観点からは、カーボン膜の膜厚は２０００〜５０００オングストローム程度が好ましい。
また、構成２、４のスポット修正膜としてカーボン膜を用いることによって、カーボン膜は、十分な光学濃度有するので遮光膜の白修正に有効であり、また膜厚を調整することによって光学濃度調整が可能であるので半透光膜（ハーフトーン膜）の修正にも利用できる。また、カーボン膜は付着強度が強いので、マスク使用時の洗浄等によって剥がれることがない。
【００１７】
上記構成７では、構成４のスポット除去修正装置が、レーザー修正装置である場合、容易かつ低コストで異物及び異物の下部に位置する遮光性膜を除去することができる。構成４のスポット除去修正装置が、ＦＩＢを利用した修正装置である場合、高精度で異物及び異物の下部に位置する遮光性膜を除去することができる。なお、構成４におけるスポット除去修正装置及びスポット成膜修正装置が共にＦＩＢを利用した修正装置である場合、これらの修正を同時に連続して行うことが可能であるので、工程の削減及び修正に要する時間の短縮が可能となる。
【００１８】
なお、本発明は、マスクの検査や修正工程を含めたマスク製造工程において実施されることが好ましいが、マスク使用時に遮光性膜上に付着異物が強固な付着力で付着した場合にも適用できる。すなわち、本発明には、以下の発明が含まれる。
（構成８） 透明基板上にパターニングされた遮光性膜を有するフォトマスクにおいて、遮光性膜上に存在する付着異物を、スポット成膜修正装置を用いてスポット修正膜で被うことを特徴とするフォトマスクの異物対処方法。
（構成９） 透明基板上にパターニングされた遮光性膜を有するフォトマスクにおいて、遮光性膜上に存在する異物とこの異物の下部に位置する遮光性膜をスポット除去修正装置を用いて除去し、その後遮光性膜除去部分をスポット成膜修正装置を用いてスポット修正膜で被うことを特徴とするフォトマスクの異物対処方法。
さらに、本発明には、上記構成３〜９の方法によって得られたフォトマスクが含まれる。
【００１９】
【実施例】
実施例１
図１は本発明の第一の実施例にかかるフォトマスクの製造工程の説明図である。以下この図を参照しながら本実施例を説明する。
ごく一般的なプロセスにて作製されたフォトマスクにペリクルを貼りつけるために洗浄を行ない表面異物検査を行なったところ、透明基板１上に形成されたＣｒからなる遮光膜２上に約２．０μｍの異物３が付着していた（図１（ａ））。そこで、再度洗浄を行ない表面異物検査を行なったところ、その異物はそのまま残っており、強固な付着力を持った異物と判定された。
そこで、ＦＩＢを利用したスポット成膜修正装置にてその異物を被うために、カーボン膜４を約５００ｎｍ堆積させた（同図（ｂ））。
最後に、ペリクル５を装着した（同図（ｃ））。
【００２０】
上記ペリクル５を装着したマスクについて、かなりの時間経過後と、環境雰囲気を変化させた状態に置いた後とのそれぞれについて、振動試験を実施したが異物の移動は確認されなかった。また、かなりの時間経過後と、環境雰囲気を変化させた状態に置いた後とのそれぞれについて、ガス放出等による変化を調べたが、異常は確認されなかった。
これに対し、上記と同様強固な付着力を持った異物と判定された約２．０μｍの異物３が遮光膜２上に付着したマスクについて、かなりの時間経過後と、環境雰囲気を変化させた状態に置いた後とのそれぞれについて、振動試験を実施した結果、異物が移動する場合があることが確認された。また、かなりの時間経過後と、環境雰囲気を変化させた状態に置いた後とのそれぞれについて、ガス放出等による変化を調べたところ、ガス放出等による新たな異物の出現やペリクルの曇りが生じる場合があることが確認された。
【００２１】
実施例２
図２は本発明の第二の実施例にかかるフォトマスクの製造工程の説明図である。以下この図を参照しながら本実施例を説明する。
ごく一般的なプロセスにて作製されたフォトマスクにペリクルを貼りつけるために洗浄を行ない表面異物検査を行なったところ、透明基板１上に形成されたＣｒからなる遮光膜２上に約２．０μｍの異物３が付着していた（図２（ａ））。そこで、再度洗浄を行ない表面異物検査を行なったところ、その異物はそのまま残っており、強固な付着力を持った異物と判定された。
そこで、通常フォトマスクの余剰欠陥を除去するために用いられるレーザー修正装置にてその異物を下地遮光膜部分と一緒に除去した（同図（ｂ））。
次にＦＩＢを利用した装置にて除去された部分を埋めるためにカーボン膜４を約２００ｎｍ堆積させた（同図（ｃ））。これらの作業によって異物は当然無くなり、通常の白欠陥修正跡と同じ状態になった。
最後にペリクル５を装着した（同図（ｄ））。
【００２２】
上記ペリクル５を装着したマスクについて、かなりの時間経過後と、環境雰囲気を変化させた状態に置いた後とのそれぞれについて、振動試験を実施したが、修正部分の剥がれは確認されなかった。また、ペリクル５を装着しないマスクについて、かなりの時間経過後と、環境雰囲気を変化させた状態に置いた後とのそれぞれについて、マスク洗浄を実施したが、修正部分の剥がれは確認されなかった。さらに、かなりの時間経過後と、環境雰囲気を変化させた状態に置いた後とのそれぞれについて、ガス放出等による変化を調べたところ、異物を完全に除去したのであるから当然予想されることではあるが、異常は確認されなかった。
【００２３】
以上好ましい実施例をあげて本発明を説明したが、本発明は上記実施例に限定されない。
例えば、上述の実施例では遮光性膜としてＣｒ遮光膜を例にとって説明したが、パターンを形成する遮光性膜がＣｒやモリブデンシリサイドなどからなる半透光膜（ハーフトーン位相シフト膜）である場合も全く同様である。
なお、本発明で言うフォトマスクには、レチクルが含まれる。また、本発明で言うフォトマスクには、ハーフトーン位相シフトマスクなどの位相シフトマスクが含まれる。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の製造方法によれば比較的単純な工程を付加するのみで遮光性膜上の異物を処理し、結果として高品質のフォトマスクを歩留良く得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施例にかかるフォトマスクの製造工程の説明図である。
【図２】本発明の第二の実施例にかかるフォトマスクの製造工程の説明図である。
【符号の説明】
１ 透明基板
２ 遮光性膜
３ 異物
４ カーボン膜
５ ペリクル

Claims (4)

1. 透明基板上にパターニングされた遮光性膜を有するフォトマスクを製造し、遮光性膜上に存在する異物とこの異物の下部に位置する遮光性膜をスポット除去修正装置を用いて除去し、その後遮光性膜除去部分をスポット成膜修正装置を用いてスポット修正膜で被うことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
2. 前記スポット成膜修正装置が、ＦＩＢを利用した修正装置であることを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクの製造方法。
3. 前記スポット修正膜が、カーボン膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載のフォトマスクの製造方法。
4. 前記スポット除去修正装置が、レーザー修正装置又はＦＩＢを利用した修正装置であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。

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