JP4202770B2

JP4202770B2 - Photomask with dustproof device, exposure method, inspection method and correction method

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Publication number: JP4202770B2
Application number: JP2003003971A
Authority: JP
Inventors: 恵広田; 弘毛利; 博之猪股; 寛子田中; 稔明本永
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2003-01-10
Filing date: 2003-01-10
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2023-01-10
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の高密度集積回路の製造工程で使用されるフォトマスクに異物付着防止の目的で装着される防塵装置付きフォトマスクに関し、さらに詳しくは、短波長領域の紫外線透過性、耐光性に優れた防塵装置付きフォトマスク及びこれを用いた露光方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の高密度集積回路の製造工程で使用されるフォトマスクに異物付着防止の目的で装着される防塵装置としては、図３に示すように、ニトロセルロースやフッ素系樹脂等から形成された厚さ数μｍの有機膜（以下ペリクル膜と言う）１２１を、金属製等のフレーム１２２の片側に接着剤等で貼った構造を有するペリクル１２０が一般的に使用されてきた。
ペリクル１２０はフレーム１２２の片側に接着剤を塗布し、フォトマスク１１０に接着し固定される。
フレーム１２２の高さは通常３ｍｍ〜５ｍｍ程度であり、ペリクル膜１２１の面はフレーム１２２の高さ分だけフォトマスク１１０から離れているので、微細な塵埃がペリクル膜１２１面上に付着しても、露光時に塵埃の像はレジストを塗布した半導体ウエーハ上には結像されず、転写されない。
特に、位相シフトマスクの場合、位相差を導入するための位相シフターをフォトマスク上に形成するために、通常のフォトマスクに比較してパターンの段差が大きく凹部に入り込んだ異物は除去が困難であり、通常のフォトマスクに比較して、微細パターンがより微細になっているために、洗浄時のスクラブや水圧等の摩擦や圧力により配線パターンの欠けや脱落などのあらたな欠陥ができやすいという欠点があり、ペリクルの装着は不可欠とされていた。
【０００３】
位相シフトマスクは、簡単には、転写すべきパターンを形成したマスクに、露光光の位相を変化させる位相シフター（単にシフターとも言う）と呼ばれる透明膜を設け、位相シフターを通って位相が変わった光と、位相シフターを通らずに位相が変わっていない光との干渉を利用して、解像力を向上させる技術で、レベンソン型、ハーフトーン型、補助パターン型等の各種方式があり、さらにそれぞれの方式において、位相シフターを遮光膜パターンを介して合成石英ガラス等のフォトマスク基板の上に設けるシフター上置き型の構造や、フォトマスク基板をエッチングにより掘り込んで位相シフター部とする基板掘り込み型の構造等がある。
そして、高い解像性を得るためにシフターでの露光光の位相変化を制御する必要があるが、この位相変化量は、以下の（１）式で表されるφ［ラジアン］となる。
φ＝２π（ｎ−１）ｄ／λ （１）
但し、ｎはシフターを形成する材料の露光波長での屈折率、ｄはシフターの膜厚、λは露光光の波長である。
【０００４】
しかしながら、近年、超ＬＳＩの集積度向上のため、より微細な線幅で集積回路を形成するリソグラフィ技術の開発が求められてきており、露光光源の短波長化が更に進められている。
例えば、リソグラフィ用ステッパの光源は，従来のｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）からさらに進んで、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ₂レーザ（１５７ｎｍ）が用いられようとしている。
【０００５】
露光波長が短くなり、特に１８０ｎｍ以下の真空紫外領域になると、ニトロセルロース等の有機物からなる従来のペリクル膜では光透過性が十分得られないという欠点があった。
また、ＡｒＦエキシマレーザやＦ₂レーザは高いエネルギーを持つので、有機物から構成されたペリクル膜の変質や損失が生じる等の欠点があった。
【０００６】
短波長において、高い光透過性を得るために、特開２００１−８３６９０号公報に記載されているように、合成石英ガラスを厚さ１ｍｍ以下の薄膜としたガラス製ペリクル膜を使用する方法がある。
しかしながら、フォトマスク上に設けた石英ガラス製ペリクルの内部には、酸素等を含む通常の大気が存在しており、短波長光源、特に１５７ｎｍのＦ₂レーザでは酸素が光を吸収してしまうという問題があり、ペリクルの内部（図３の１２０ａに相当）を窒素等の光吸収性のない不活性ガスで置換する等の工夫が必要とされていた。
さらに、従来の方法では、フレームとペリクル膜およびフレームとフォトマスクは接着剤で固定しなければならず、露光を繰り返すことにより接着剤からの脱ガスや接着剤の分解により、フォトマスクパターン上に異物が付着して欠陥を生じてしまうなどの問題があった。
接着剤が原因となる異物付着は、露光波長が短くなるほどより顕著になっている。
【０００７】
ペリクルを用いない方法としては、特公昭６１−５４２１１号公報にフォトマスクの有効部のみに光硬化型接着剤により透明薄板ガラスを貼り合せた構造のフォトマスクや、特開昭５５−１２１４４３号公報にフォトマスクの全面もしくは一部に接着剤を塗布し、接着剤により透明基板を貼り合せた構造が記載されている。
しかしながら、フォトマスクの露光される領域に接着剤が存在すると、露光を繰り返すことにより接着剤からの脱ガスや接着剤の分解が生じ、異物付着による部分的着色や紫外線透過率の減少等の問題があった。
接着剤が原因となるこれらの問題は、露光波長が短くなるほどより顕著になり、実用に供しにくいという欠点があった。
【０００８】
【特許文献１】
特公昭６１−５４２１１号公報（第１図（ｅ）〜フォトマスクに光硬化型接着剤を介して透明薄板ガラスを貼り合せた構造が記載）
【特許文献２】
特開昭５５−１２１４４３号公報（第２図等〜基板（フォトマスク）に接着剤を介して保護用基板を貼り合せた構造が記載）
【特許文献３】
特開２００１−８３６９０号公報（００１３）〜（００１４）の（例１）には、合成石英ガラスを厚さ０. ５ｍｍの薄膜としてガラス性ペリクル膜として使用することが記載されている。）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、近年、超ＬＳＩの集積度向上のため、より微細な線幅で集積回路を形成するリソグラフィ技術が求められてきており、露光光源の短波長化が進められているが、露光波長が短くなり、特に１８０ｎｍ以下の真空紫外領域になるにしたがい、従来のペリクル方式をそのまま適用することができなくなってきており、ペリクルを使用しない方式では、例えば位相シフトマスクにおける凹凸構造から異物の除去が難しいという問題や、そのパターンの微細さ故の、洗浄時のスクラブや水圧等の摩擦や圧力により配線パターンの欠けや脱落などのあらたな欠陥発生の問題があり、これらの対応が求められていた。
本発明は、これらに対応するもので、近年、超ＬＳＩの集積度向上のため、より微細な線幅で集積回路を形成するリソグラフィ技術が求められてきており、露光光源の短波長化が進められている中、露光波長が短くなり、特に１８０ｎｍ以下の真空紫外領域における露光に対応できるフォトマスクおよび該フォトマスクを用いた露光方法を提供しようとするものである。
同時に、このようなフォトマスクの検査方法、修正方法を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る露光方法は、フォトマスクのパターン面と、紫外線透過性を有し、防塵装置となる透明基板との間に、透明基板の、フォトマスクの遮光膜パターン面側に設けられた凹部により、フォトマスクのパターン領域を含み該パターン領域より大サイズに渡る領域に間隙を設け、且つ、透明基板の凹部の外側において、フォトマスクのパターン領域の外側全周に渡り、フォトマスクと透明基板とを、重ね合せ、前記間隙の空気を排除することにより、フォトマスクと透明基板とが外気圧により押圧され、その重ね合せ部が密着した状態で保持されるようにして、透明基板を防塵装置として配設している防塵装置付きフォトマスクを用い、真空系である露光装置の中で防塵装置として配設している透明基板を取り外して露光し、露光終了後、再度、前記透明基板を防塵装置として取り付けた状態で、露光装置から防塵装置付きフォトマスクを取り出すことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の請求項２に係る防塵装置付きフォトマスクは、フォトマスクのパターン面と、紫外線透過性を有し、防塵装置となる透明基板との間に、透明基板の、フォトマスクの遮光膜パターン面側に設けられた凹部により、フォトマスクのパターン領域を含み該パターン領域より大サイズに渡る領域に間隙を設け、且つ、透明基板の凹部の外側において、フォトマスクのパターン領域の外側全周に渡り、フォトマスクと透明基板とを重ね合せ、前記間隙の空気を排除することにより、フォトマスクと透明基板とが外気圧により押圧され、その重ね合せ部が密着した状態で保持されるようにして、透明基板を防塵装置として配設しており、１８０ｎｍ以下の真空紫外領域における露光に用いられるものであることを特徴とするものである。
そして、本発明の請求項３に係る防塵装置付きフォトマスクは、上記の防塵装置付きフォトマスクにおいて、透明基板の前記凹部は、ウエットエッチング方式もしくはドライエッチング方式またはそれらの方式の併用により、掘り込み加工されたものであることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の請求項４に係る露光方法は、上記本発明の防塵装置付きフォトマスクを用い、防塵装置としての透明基板を付けた状態で、露光を行うことを特徴とするものである。
本発明の請求項５に係る第１の検査方法は、上記本発明の防塵装置付きフォトマスクを用い、電子線、イオンビーム、Ｘ線等による検査を行なう場合、検査装置の中の真空チャンバ内において防塵装置として配設している透明基板を取り外して検査し、検査終了後、再度、前記透明基板を防塵装置として取り付けた状態で、検査装置から防塵装置付きフォトマスクを取り出すことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項６に係る第２の検査方法は、上記本発明の防塵装置付きフォトマスクで、且つ、検査光が防塵装置としての透明基板を通過するものを用い、防塵装置として配設している透明基板を付けた状態で、検査を行うことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の請求項７に係る第１の修正方法は、上記本発明の防塵装置付きフォトマスクを用い、集束イオンビームによる欠陥修正を行なう場合、修正装置の中の真空チャンバ内において防塵装置として配設している透明基板を取り外して修正し、修正終了後、再度、前記透明基板を防塵装置として取り付けた状態で、修正装置から防塵装置付きフォトマスクを取り出すことを特徴とするものである。
本発明の請求項８に係る第２の修正方法は、上記本発明の防塵装置付きフォトマスクを用い、レーザ光による欠陥修正を行なう場合、修正装置外の真空チャンバ内において防塵装置として配設している透明基板を取り外したフォトマスクを、修正装置内に入れて修正し、修正終了後、再度、前記透明基板を、前記あるいは別の修正装置外の真空チャンバ内において、再度、前記透明基板を防塵装置として取り付けた状態で、修正装置から防塵装置付きフォトマスクを取り出すことを特徴とするものである。
本発明の請求項９に係る第３の修正方法は、上記本発明の防塵装置付きフォトマスクで、且つ、欠陥修正用のレーザ光が防塵装置としての透明基板を通過するものを用い、防塵装置として配設している透明基板を付けた状態で、修正を行うことを特徴とするものである。
尚、ここで言う、修正ないし欠陥修正とは、欠陥部を無害化することで、設計に対応した状態にする他に、例えば、付着した異物の分解や付着した異物をフォトマスクを用いた露光の際に悪影響がでない位置に移動することも含む。
【００１４】
【作用】
本発明の防塵装置付きフォトマスクは、このような構成にすることにより、近年、超ＬＳＩの集積度向上のため、より微細な線幅で集積回路を形成するリソグラフィ技術が求められてきており、露光光源の短波長化が進められている中、露光波長が短くなり、特に１８０ｎｍ以下の真空紫外領域における露光に対応できるフォトマスクの提供を可能とするものである。
詳しくは、高い紫外線透過性を有しかつ耐紫外線性に優れ、従来のペリクルを使用する場合に必要とされる不活性ガス置換が不要で、ペリクルを使用しない場合における、洗浄時における転写パターンの欠けや脱落等の欠陥の発生の問題を解決した防塵装置付きフォトマスクの提供を可能とするものである。
具体的には、フォトマスクのパターン面と紫外線を通過し、防塵装置となる透明基板との間に、透明基板の面に設けられた凹部により、フォトマスクのパターン領域を含み該パターン領域より大サイズに渡る領域に間隙を設け、且つ、透明基板の凹部の外側において、フォトマスクと透明基板とを、重ね合せ、前記間隙の空気を排除することにより、フォトマスクと透明基板とが外気圧により押圧され、その重ね合せ部が密着した状態で保持されるようにして、透明基板を防塵装置として配設していることにより、これを達成している。
即ち、真空系内で、防塵装置である透明基板を、簡単に、しかも欠陥のもととなる汚れや塵を発生させることなく、フォトマスクから取り外しでき、あるいはフォトマスクに取り付けできるものとしている。
透明基板の凹部としては、ウエットエッチング方式もしくはドライエッチング方式またはそれらの方式の併用により、掘り込み加工されたものが挙げられる。
【００１５】
本発明の請求項３に記載の第１の露光方法は、このような構成にすることにより、防塵装置付きフォトマスクを使用して半導体用ウエーハに転写露光する際に、たとえ透明基板上に微小な塵族が付着しても、透明基板の厚さのために、露光時に塵埃の像はレジストを塗布した半導体用ウエーハ上には結像されず、転写されない。
この意味では、ペリクルと同様の効果を得ることができる。
また、本発明の請求項４に記載の第２の露光方法は、このような構成にすることにより、露光波長が短くなり、露光装置真空系となる露光装置の中で、防塵装置である透明基板を、フォトマスクから取り外して露光し、透明基板を取り付けた状態で、露光装置から防塵装置付きフォトマスクを外気中に取り出すことにより、繰り返しの使用にたいしても、汚れや塵を発生させることなく、フォトマスクを半永久的に使用できるものとしている。
【００１６】
また、本発明の請求項５に記載の第１の検査方法は、このような構成にすることにより、検査にたいしても、汚れや塵の付着を発生させることなく、検査を実施できるものとしている。
電子線やイオンビームやＸ線による、短寸法検査や微小欠陥の観察等の外観検査を汚れや塵の付着を発生させることなく、検査を実施できるものとしている。
特に、本発明の請求項６に記載の第２の検査方法は、防塵装置である透明基板を、フォトマスクから取り外すことがないので、より効果的である。
検査光が防塵装置としての透明基板を通過するものである場合、防塵装置としての透明基板を取り外すことなく防塵装置付きフォトマスクの検査を行うことができる。
検査中に直接フォトマスクに塵埃が付着することを防止でき、検査光による焼き付き欠陥発生を無いものとできる。
この場合の検査光としては、ランプ光による紫外線やレーザ光を含むもので、例えば、紫外線領域内であるｇ線（４３６ｎｍ）やｉ線（３６５ｎｍ）等、またはそれより短い波長の検査光が使用される。
長寸法やパターン精度等の検査が可能である。
検査光が短波長である場合、短波長の紫外線を透過する材料は限られており、透明基板は高価であるが、本発明では、必要に応じて再研磨することを含めて透明基板を何度でも再利用できるので経済的にも利点がある。
【００１７】
また、本発明の請求項７に記載の第１の修正方法は、このような構成にすることにより、集束イオンビームによる欠陥修正を、大気にフォトマスク面をさらすことはなく、汚れや塵の付着を発生させることなく、実施できるものとしている。
集束イオンビームによる、余剰欠陥除去修正や欠落欠陥膜付け修正を汚れや塵の付着を発生させることなく、実施できるものとしている。
請求項８に記載の第２の修正方法は、このような構成にすることにより、レーザ光による欠陥修正を、汚れや塵の付着を発生させることなく、実施できるものとしている。
レーザ光による欠陥修正は、通常大気中で行なわれるため、修正装置を使用する際は、別途に防塵装置を着脱するための真空チャンバを持つユニットが必要となる。
真空チャンバユニットがレーザ修正装置に近い場所に設置されていれば、フォトマスクが大気に触れる機会を極力少なくすることができる。
レーザ光を利用して、有機物質からなる異物の分解や無機物質からなる異物の移動による修正を、極力汚れや塵の付着を発生させることなく、実施できるものとしている。
特に、本発明の請求項９に記載の第３の修正方法は、欠陥修正用のレーザ光が防塵装置としての透明基板を通過するもので、防塵装置である透明基板を、フォトマスクから取り外すことがなく、フォトマスクの異物を防塵装置である透明基板外からレーザ照射することにより、異物を分解、もしくは移動させ、修正することを可能としている。
このようなレーザ光による欠陥修正方法は、特願２００２−１１１２６１号において、ペリクル付きフォトマスクの異物の無害化方法を、防塵装置付きフォトマスクへ応用させた欠陥修正方法である。
フォトマスクに異物が付着し、その陰影がウエーハ上に転写されると欠陥になる。
前記異物の無害化を可能とする方法として、防塵装置を透過するレーザ光を防塵装置付きフォトマスクの異物に照射することにより、異物構成物質を分解させて転写されない大きさにする方法や、転写に影響がない領域に異物を移動させる方法が可能である。
使用可能なレーザ光としては透明基板を透過することが可能であれば良いが．波長が３５０ｎｍ〜５５０ｎｍのものが好ましい。
本発明における異物の欠陥修正方法が簡略化でき、防塵装置の脱着の工程を省けることから、異物による欠陥の修正工程が簡略化でき、防塵装置付きフォトマスクの製造効率を向上させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態例を、図に基づいて説明する。
図１は本発明の防塵装置付きフォトマスクの実施の形態例の第１の例の断面図で、図２は本発明の防塵装置付きフォトマスクの実施の形態例の第２の例の断面図である。
図１、図２中、１０はフォトマスク、１０Ａは位相シフトマスク（単にフォトマスクとも言う）、１１はフォトマスク基板、１２は遮光膜パターン、１２Ａはパターン領域、１３はシフター層（単にシフターとも言う）、２０は透明基板、２１は基板部、２２は凹部、３０は重ね合せ部、４０は間隙、４０Ａは間隙領域、６０は外気である。
はじめに、本発明の防塵装置付きフォトマスクの実施の形態例の第１の例を、図１に基づいて説明する。
第１の例の防塵装置付きフォトマスクは、遮光膜パターン１２のみを有するフォトマスク１０のパターン面と紫外線を通過する透明基板２０との間に、該透明基板２０の一面に設けられた凹部２２により、フォトマスク１０のパターン領域１２Ａを含み、該パターン領域１２Ａより大サイズに渡る領域に間隙４０を設け、且つ、透明基板２０の凹部２２の外側において、フォトマスク１０と透明基板２０とを、重ね合せ、即ち、ここでは、フォトマスク１０のパターン領域１２Ａを含み該領域より大サイズである間隙４０を設け、且つ、フォトマスク１０のパターン領域１２Ａの外側全周に渡り、フォトマスク１０と透明基板２０とを、重ね合せて、間隙４０の空気を排除することにより、フォトマスク１０と透明基板２０とが外気６０の圧により押圧され、その重ね合せ部３０が密着した状態で保持されるようにして、透明基板２０を防塵装置として配設しているものである。
【００１９】
透明基板２０の基板部２１の材質としては、透明基板２０をフォトマスクに付けた状態での露光（請求項３に記載の第１の露光方法の場合）には、露光光の短波長紫外線を透過するフッ化カルシウムやフッ化マグネシウムや合成石英基板や単結晶ホワイトサファイア等が使用し得る。
特に短波長の露光光に対して、これらの材質は高純度であることが求められる。
この場合、透明基板２０は、露光の際も防塵装置として機能する。
そして、この場合、透明基板２０は、透明基板２０上に付着した塵埃が露光時に転写されなければよいので、通常のペリクル用フレームの高さに近い２ｍｍ以上の厚さがあれば十分である。
透明基板２０の大きさは、フォトマスク１０のパターン領域１２Ａを覆っていれば十分であるが、操作性等の点からフォトマスク１０と同一サイズがより好ましい。
透明基板２０を取り外した状態で露光に供される場合（請求項４の第２の露光方法の場合）には、特に、その材質は限定はされないが、操作性等の点から、あるいは、透明基板２０を付けた状態で露光する方法（請求項３の第１の露光方法の場合）との兼用の面から、露光光の短波長紫外線を透過するフッ化カルシウムやフッ化マグネシウム合成石英基板や単結晶ホワイトサファイア等を使用する。
特に短波長の露光光に対して、これらの材質は高純度であることが求められる。
遮光膜パターン１２の遮光膜としては、クロム、クロム酸化物、クロム酸窒化物等の通常のフオトマスク遮光材料が用いられる。
フォトマスク１０の遮光膜パターン１２と透明基板２０との間の空気の除去は、クリーンルーム内において、１３３×１０^-3Ｐａ（１×１０^-3Ｔｏｒｒ）程度の真空度が確保し得る清浄な真空チャンバー内に、重ね合わせたフォトマスクと透明基板を静置し、室温で数分から数十分の真空排気をすることにより達成し得る。
フォトマスク１０と透明基板２０の結合強度を増すために、必要に応じて、予め双方を真空引きにより脱ガスをしておくことも可能である。
尚、フォトマスクと薄い透明基板との貼り合わせ技術は、特開平６−２８２０６６号公報に例示されている。
【００２０】
透明基板２０には、フォトマスク１０の遮光膜パターン１２面側の表面部が掘り込まれて、凹部２２を形成しており、転写パターン（遮光膜パターン１２のこと）と密着することがない。
透明基板２０は、塵埃がフォトマスク１０の遮光膜パターン１２上に直接付着するのを防ぐ効果があるが、遮光膜パターンからなる微細パターンが、この透明基板２０に密着してしまうと、密着面にかかる圧力や摩擦等の力によりあらたな欠陥発生の原因となる。
【００２１】
透明基板２０はウエットエッチング方式もしくはドライエッチング方式又はそれらの方式の併用により掘り込まれる。
例えば、透明基板２０が合成石英の場合、ウェットエッチング方式は、熱アルカリ処理またはフッ酸処理によるもので、コストが低いという利点がある。
ドライエッチング方式はフルオロカーボン系ガスを主成分とするプラズマで処理される。
透明基板２０の掘り込みの量は、フォトマスクの転写パターンの段差とフォトマスクと透明基板の平坦度（たわみ) を考慮し、少なくとも透明基板と転写パターンが密着しない高さまで掘り込む必要がある。
例えば、第１の例における遮光パターン１２の膜厚は１０００Åでフォトマスク基板１１の平坦度が０. ５μｍで、透明基板２０の平坦度が２μｍのとき、少なくとも２. ６μｍより多く掘り込む必要がある。
透明基板とフォトマスク転写パターンが密着しないことと内部の真空が保たれることが重要で、従来例のペリクルのフレーム高さ程度( 通常３ｍｍ〜５ｍｍ）であっても良い。
【００２２】
透明基板２０とフォトマスク１０は、透明基板２０の掘り込まれていない部分が、フォトマスク基板２１に密着することによって、内部の真空が保たれている。
透明基板２０を掘り込んだ後に、フォトマスク１０との密着部分の平坦度を上げるために、ＣＭＰ（ＣｈｅｍｉｃａｌＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌｉｓｈｉｎｇ）等の研磨装置にて平坦化を行なってもよい。
また、フォトマスク遮光膜表面はー定の平坦度を有しているが、微細な凹凸が存在することが多い。
フォトマスクにおける透明基板との密着部分の遮光膜が遮光膜パターン作成時に取り除かれていることが好ましい。
【００２３】
本例の防塵装置付きフォトマスクを用い、透明基板２０を付けた状態で露光する場合（請求項３に記載の第１の露光方法）は、通常のペリクルと同じように防塵装置を付けたままでの露光であるが、再度フォトマスクを真空下に置くことにより、簡単に防塵装置を剥離することが可能であるため、透明基板２０を取り外した状態で露光に供する（請求項４に記載の第２の露光方法の場合）ことも、比較的簡単にできる。
フォトマスク１０上に付着する塵埃の影響は、一般に大気中での取り扱い中に付着することが最も多い。
真空紫外領域の露光では、フォトマスクにおける紫外線の透過率を少しでも向上させ、露光光の利用効率を上げることが求められているため、透明基板２０を取り外した状態で露光に供する第２の露光方法（請求項４に記載の露光方法）が、これには有効な方法となる。
第２の露光方法の目的のーつは、Ｆ₂レーザ等の真空紫外領域の露光時に、露光装置内で防塵装置付きフォトマスクから透明基板を取り外して露光することにより、露光光の利用効率を上げることにある。
露光終了後は、露光装置からフォトマスクを取り出す際に、再度透明基板を重ね合わせてから大気に戻す。
【００２４】
次に、本発明の防塵装置付きフォトマスクの実施の形態例の第２の例を、以下、図２に基づいて説明する。
第２の例の防塵装置付きフォトマスクは、第１の例において、遮光膜パターン１２のみを有するフォトマスク１０に代え、遮光膜パターン１２とシフター層１３を有する位相シフトマスク１０Ａを用いたものであり、遮光膜パターン１２とシフター層１３を有する位相シフトマスク１０Ａのパターン面と紫外線を通過する透明基板２０との間に、該透明基板２０の面に設けられた凹部２２により、フォトマスクのパターン領域を含み、該パターン領域１２Ａより大サイズに渡る領域に間隙４０を設け、且つ、透明基板２０の凹部２２の外側において、フォトマスク１０Ａと透明基板２０とを、重ね合せ、即ち、ここでも、フォトマスクのパターン領域１２Ａを含み該領域より大サイズである間隙４０を設け、且つ、フォトマスク１０Ａのパターン領域の外側全周に渡り、フォトマスク１０Ａと透明基板２０とを、重ね合せて、前記間隙４０の空気を排除することにより、フォトマスク１０Ａと透明基板２０とが外気６０の圧により押圧され、その重ね合せ部３０が密着した状態で保持されるようにして、透明基板２０を防塵装置として配設しているものである。
尚、シフター層１３としては、ＳＯＧ等公知のシフター材料が用いられ、他の各部については、第１の例と同様のものが用いられる。
透明基板２０の掘り込みの量は、フォトマスクの転写パターンの段差とフォトマスクと透明基板の平坦度を考慮し、少なくとも透明基板と転写パターンが密着しない高さまで掘り込む必要があり、第２の例の場合、例えば、位相シフターの膜厚は約５０００Åで、さらにフォトマスクの平坦度が０. ５μｍで透明基板の平坦度が２μｍのとき、少なくとも３μｍより多く掘り込む必要がある。
透明基板とフォトマスク転写パターンが密着しないことと内部の真空が保たれることが重要で、従来例のべリクルのフレーム高さ程度( 通常３ｍｍ〜５ｍｍ）であっても良い。
勿論、第２の例の場合も、第１の露光方法（請求項３に記載の露光方法）の他に、第２の露光方法（請求項４に記載の露光方法）に供することができる。
【００２５】
第１の例あるいは第２の例の防塵装置付きフォトマスク基板を、第１の露光方法（請求項３に記載の露光方法）や、第２の露光方法（請求項４に記載の露光方法）に供することができることを述べたが、第１の例あるいは第２の例の防塵装置付きフォトマスク基板を、第１の検査方法（請求項５に記載の検査方法）、第２の検査方法（請求項６に記載の検査方法）、第１の修正方法（請求項７に記載の修正方法）、第２の修正方法（請求項８に記載の修正方法）、第３の修正方法（請求項９に記載の修正方法）にも供することができる。
【００２６】
【実施例】
実施例を挙げて、本発明を更に説明する。
（実施例１）
実施例１は、ＡｒＦ露光用の、図１に示す第１の例の防塵装置付きフォトマスクで、図１におけるフォトマスク基板１１が６インチ角、厚さ０. ２５インチの合成石英ガラス基板からなり、遮光膜パターン1 2 が厚さ８０ｎｍのクロム薄膜と４０ｎｍの低反射クロム薄膜の２層構造からなり、透明基板２０がフォトマスク基板１１と同サイズ、同厚で平面度２μｍの合成石英ガラス基板からなり、且つ、ウエットエッチングで形成された深さ１０μｍの凹部２２を形成するものである。
実施例１の防塵装置付きフォトマスクを以下のようにして作製した。
図１を参照にして説明する。
先ず、光学研磨された６インチ角、厚さ０. ２５インチの合成石英ガラス基板上に、厚さ８０ｎｍのクロム薄膜と４０ｎｍの低反射クロム薄膜の２層構造で遮光膜パターン1 2 が形成され、透明基板２０との密着部分において遮光膜がエッチング除去されているフォトマスク１０を洗浄し、乾燥して表面を清浄にした。
次いで、フォトマスク1 ０と同一サイズ、同厚の、光学研磨し、洗浄、乾燥した平面度２μｍの透明基板作製用の合成石英ガラス基板上に、ポジ型ｉ線フォトレジスト（東京応化工業( 株) 製ＴＨＭＲ−ｉＰ１７００）をスピンコート後ベークによりレジスト膜形成後、フォトマスク１０の遮光膜パターン１２の領域１２Ａを含む領域をｉ線露光し、現像した後に、露出した透明基板２０の基板部２１をフッ酸によるウエットエッチングで１０μｍ掘り込み、フォトレジストを剥離除去された透明基板２０を洗浄し、乾燥して表面を清浄にした。
次いで、真空度１３３×１０^-3Ｐａ（１×１０^-3Ｔｏｒｒ）に保たれている真空装置内で透明基板２０をフォトマスク１０の遮光膜パターン１２面側に、位置合わせをし、接着剤を用いることなく重ね合わせた。
次いで、これを大気中に取り出すと、透明基板２０とフォトマスク１０の密着していない部分の空間の真空度が保たれており、大気圧によってフォトマスク１０と透明基板２０とが外気圧により押圧され、その重ね合せ部３０が密着した状態で保持された。
このようにして、重ね合わせ部３０にて透明基板２０がフォトマスク１０に密着した状態の、即ち透明基板２０を防塵装置として配設した、防塵装置付きフォトマスクが作製できた。
作製された防塵装置付きフォトマスクをそのままの状態で、ＡｒＦエキシマレーザを露光光とする露光に供したが、特に問題はなく、使用に耐えるものであった。
【００２７】
更にまた、以下のように、実施例１の防塵装置付きフォトマスク１０を用い、防塵装置である透明基板２０を取り外した状態での真空系中でＦ₂レーザによる露光を、透明基板２０の取り外しと、露光、透明基板２０の取り付けの一連の工程を繰り返して行ったが、特に品質的な問題は発生しなかった。
尚、透明基板２０の取り外しと、露光、透明基板２０の取り付けの一連の工程は以下のように行った。
実施例１の防塵装置付きフォトマスク１０をＦ₂レーザ露光装置内に静置し、装置内を排気して真空にした後、露光装置内で防塵装置付きフォトマスクから透明基板２０を取り外し、次に、Ｆ₂レーザ露光して半導体用ウエーハ上のレジストにフォトマスクパターンを転写した。
露光終了後、露光装置からフォトマスク1 ０を取り出す際に、再度、透明基板２０をフォトマスク１０に重ね合わせてから大気圧に戻し、再び防塵装置付きフォトマスクとして露光装置から取り出した。
【００２８】
（実施例２）
実施例２は、ＫｒＦ露光用の、図２に示す第２の例の防塵装置付きフォトマスクで、図２におけるフォトマスク基板１１が６インチ角、厚さ０. ２５インチの合成石英ガラス基板からなり、遮光膜パターン1 2 が厚さ４０ｎｍの低反射クロム薄膜、厚さ８０ｎｍのクロム薄膜、厚さ４０ｎｍの低反射クロム薄膜の３層構造からなり、シフター層１３がＳＯＧからなり、透明基板２０がフォトマスク基板１１と同サイズ、同厚で平面度２μｍの合成石英ガラス基板からなり、且つ、ウエットエッチングで形成された深さ１０μｍの凹部２２を形成するものである。
尚、このＳＯＧは、露光光ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）に対し、屈折率が１. ５０であったため、先に述べた（１）式より、位相を反転するのに必要な膜厚は２４８ｎｍであり、このＳＯＧの膜厚は約２５０ｎｍであった。
実施例２の防塵装置付きフォトマスクを以下のようにして作製した。
図２を参照にして説明する。
実施例１の作製と同様、先ず、光学研磨された６インチ角、厚さ０. ２５インチの合成石英ガラス基板上に、厚さ４０ｎｍの低反射クロム薄膜、厚さ８０ｎｍのクロム薄膜、厚さ４０ｎｍの低反射クロム薄膜の３層構造で遮光膜パターン1 2 が形成され、透明基板２０との密着部分においてＳＯＧ１３と遮光膜パターン１２がエッチング除去されているフォトマスク１０Ａを洗浄し、乾燥して表面を清浄にした。
次いで、位相シフトマスク１０Ａと同ーサイズの光学研磨し、洗浄乾燥した平面度２μｍ合成石英ガラス基板上に、ポジ型ｉ線フォトレジスト（東京応化工業( 株) 製ＴＨＭＲ−ｉＰ１７００）をスピンコート後ベークによりレジスト膜形成後、位相シフトマスク１０Ａの遮光膜パターン１２とシフター１３を含むパターン領域１２Ａを露光し、現像した後に、露出した透明基板２０の基板部２１をフッ酸によるウエットエッチングで１０μｍ掘り込み、フォトレジストを剥離除去された透明基板２０を洗浄し、乾燥して表面を清浄にした。
次いで、真空度１３３×１０^-3Ｐａ（１×１０^-3Ｔｏｒｒ）に保たれている真空装置内で透明基板２０を位相シフトマスク１０Ａの遮光膜パターン１２面側に、位置合わせをし、接着剤を用いることなく重ね合わせた。
次いで、これを大気中に取り出すと、透明基板２０と位相シフトマスク１０Ａの密着していない部分の空間の真空度が保たれており、大気圧によって位相シフトマスク１０Ａと透明基板２０とが外気圧により押圧され、その重ね合せ部３０が密着した状態で保持された。
このようにして、重ね合わせ部３０にて透明基板２０が位相シフトマスク１０Ａに密着した状態の、防塵装置付きフォトマスクが作製できた。
更に作製された防塵装置付きフォトマスクをそのままの状態で、ＫｒＦエキシマレーザを露光光とする露光に供したが、特に問題はなく、使用に耐えるものであった。
【００２９】
（実施例３）
実施例１の防塵装置付きフォトマスク１０を電子像検査装置内に静置し、装置内を排気して、真空にした後、検査装置内で防塵装置付きフォトマスクから防塵装置２０を取り外し、電子線でフォトマスク１０の短寸法検査を行なった。
終了後、検査装置からフォトマスク１０を取り出す際に、透明基板２０を重ね合わせてから大気に戻し、防塵装置付きフォトマスクとして検査装置から取り出した。
【００３０】
（実施例４）
実施例１の防塵装置付きフォトマスク１０を集束イオンビームにより欠陥修正する修正装置内に静置し、装置内を排気して真空にした後、修正装置内で防塵装置付きフォトマスクから防塵装置２０を取り外した後に、デポジション及びエッチングのためのガス導入を行ない、イオン源からガリウムイオンを１００ｎｍ以下のビームに集束し欠陥に選択的にイオンビームを照射して、フォトマスク1 0 の欠陥修正を行なった。
終了後、修正装置からフォトマスク１０を取り出す際に、防塵装置となる透明基板２０を重ね合わせてから大気に戻し、防塵装置付きフォトマスクとして取り出した。
【００３１】
（実施例５）
実施例１の防塵装置付きフォトマスク１０を防塵装置脱着のための真空装置内に静置し、装置内を排気して真空にした後、防塵装置付きフォトマスクから防塵装置２０を取り外した後に、レーザ光により欠陥修正をする装置にフォトマスク１０を入れ、レーザ光を照射して、フォトマスク１０の欠陥修正を行なった。
終了後、修正装置からフォトマスク１０を取り出し、防塵装置脱着のための真空装置内に入れ、防塵装置２０を重ね合せてから大気に戻し、防塵装置付きフォトマスクとして取り出した。
【００３２】
（実施例６）
実施例１の防塵装置付きフォトマスク１０で、防塵装置となる透明基板がｉ線を透過するものを、i 線によるパターンの位置精度検査装置内に静置し、検査装置内で防塵装置付きフォトマスクから防塵装置を取り外すことなく、位置精度検査を行なった。
検査終了後、防塵装置付きフォトマスクを検査装置から取り出した。
【００３３】
（実施例７）
実施例１の防塵装置付きフォトマスク１０で、防塵装置となる透明基板が紫外線を通過するものを、
４８８ｎｍのレーザ光による異物の欠陥修正装置内に静置し、
修正装置内て防塵装置付きフォトマスクから防塵装置を
取り外すこと無く、レーザ照射を行ない異物による欠陥をレーザ光で分解または移動させて欠陥を無害化し、修正を終了後、防塵装置付きフォトマスクを欠陥修正装置から取り出した。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は、上記のように、近年、超ＬＳＩの集積度向上のため、より微細な線幅で集積回路を形成するリソグラフィ技術が求められてきており、露光光源の短波長化が進められている中、露光波長が短くなり、特に１８０ｎｍ以下の真空紫外領域における露光に対応できるフォトマスクおよび該フォトマスクを用いた露光方法の提供を可能とした。
同時に、このようなフォトマスクの検査方法、欠陥修正方法の提供を可能とした。
詳しくは、本発明の防塵装置付きフォトマスクは、波長１５０〜２００ｎｍの短波長光源であるＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ₂レーザ（１５７ｎｍ）においても優れた光透過性を有し、かつ同波長域の紫外線に対しても耐久性が高く、さらに従来のペリクルのようにフレームを接着剤でフォトマスク上に固定する構造と異なるので、防塵装置付きフォトマスクを再度真空下に置くことにより、簡単に剥離することが可能である。
したがって、防塵装置を構成する透明基板（図１の２０に相当）が塵埃等で汚染した場合には、透明基板を交換したり、あるいはフォトマスクと透明基板の双方を洗浄して再使用することが容易に可能になる。
さらに、本発明における防塵装置がフォトマスクの転写パターンに接触することがないので、防塵装置の脱着を繰り返し使用しても、摩擦や圧力によりパターン欠け等のあらたな欠陥の原因とならない。
請求項３の第１の露光方法に適用された場合には、防塵装置付きフォトマスクを使用して半導体用ウエーハに転写露光する際に、たとえ透明基板上に微小な塵族が付着しても、透明基板の厚さのために、露光時に塵埃の像はレジストを塗布した半導体用ウェーハ上には結像されず、転写されない。
また、請求項４の第２の露光方法を適用でき、即ち、露光光の利用効率を上げることをできるものとしている。
これにより露光時間を短縮し作業の生産性を上げることができ、また、高価な透明基板（図１の２０に相当）を何度も再使用できるという効果も有する。
また、同時に、このような請求項３の第１の露光方法、請求項４の第２の露光方法に供されるフォトマスクの検査方法、修正方法の提供を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の防塵装置付きフォトマスクの実施の形態例の第１の例の断面図である。
【図２】本発明の防塵装置付きフォトマスクの実施の形態例の第２の例の断面図である。
【図３】従来のペリクル付きフォトマスクを示した断面図である。
【符号の説明】
１０フォトマスク
１０Ａ位相シフトマスク（単にフォトマスクとも言う）
１１フォトマスク基板
１２遮光膜パターン、１２Ａパターン領域
１３シフター層（単にシフターとも言う）
２０透明基板
２１基板部
２２凹部
３０重ね合せ部
４０間隙
４０Ａ間隙領域
６０外気
１１０フォトマスク
１２０ペリクル
１２０ａペリクルの内部
１２１有機膜（ペリクル膜とも言う）
１２２フレーム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a photomask with a dustproof device that is attached to a photomask used in the manufacturing process of high-density integrated circuits such as LSI and VLSI for the purpose of preventing foreign matter adhesion, and more specifically, UV transmission in the short wavelength region. The present invention relates to a photomask with a dustproof device and an exposure method using the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in FIG. 3, as a dust-proof device to be attached to a photomask used in the manufacturing process of high-density integrated circuits such as LSI and VLSI, as shown in FIG. In general, a pellicle 120 having a structure in which an organic film (hereinafter referred to as a pellicle film) 121 having a thickness of several μm is attached to one side of a frame 122 made of metal with an adhesive or the like has been generally used.
The pellicle 120 is bonded and fixed to the photomask 110 by applying an adhesive to one side of the frame 122.
The height of the frame 122 is usually about 3 mm to 5 mm, and the surface of the pellicle film 121 is separated from the photomask 110 by the height of the frame 122, so even if fine dust adheres to the surface of the pellicle film 121. At the time of exposure, the dust image is not formed on the semiconductor wafer coated with a resist and is not transferred.
In particular, in the case of a phase shift mask, since the phase shifter for introducing the phase difference is formed on the photomask, it is difficult to remove the foreign matter that has a large pattern step and enters the recess as compared with a normal photomask. Yes, because the fine pattern is finer than ordinary photomasks, it is easy to create new defects such as chipping or dropping off of the wiring pattern due to friction and pressure such as scrubbing and water pressure during cleaning. Due to its drawbacks, wearing a pellicle was considered essential.
[0003]
The phase shift mask is simply provided with a transparent film called a phase shifter (also referred to simply as a shifter) that changes the phase of the exposure light on the mask on which the pattern to be transferred is formed, and the phase changes through the phase shifter. This technology improves the resolving power by using interference between light and light that does not pass through the phase shifter. There are various methods such as Levenson type, halftone type, and auxiliary pattern type. In the system, a shifter-mounted structure in which a phase shifter is provided on a photomask substrate such as synthetic quartz glass through a light shielding film pattern, or a substrate digging type in which a photomask substrate is dug by etching to form a phase shifter portion There is a structure of.
In order to obtain high resolution, it is necessary to control the phase change of the exposure light in the shifter, and this phase change amount is φ [radian] expressed by the following equation (1).
φ = 2π (n−1) d / λ (1)
Where n is the refractive index of the material forming the shifter at the exposure wavelength, d is the thickness of the shifter, and λ is the wavelength of the exposure light.
[0004]
However, in recent years, in order to improve the degree of integration of VLSI, development of a lithography technique for forming an integrated circuit with a finer line width has been demanded, and the wavelength of an exposure light source has been further reduced.
For example, the light source of the lithography stepper is further advanced from the conventional g-line (436 nm), i-line (365 nm), KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), F₂A laser (157 nm) is about to be used.
[0005]
When the exposure wavelength is shortened, particularly in the vacuum ultraviolet region of 180 nm or less, the conventional pellicle film made of an organic material such as nitrocellulose has a drawback that sufficient light transmission cannot be obtained.
ArF excimer laser and F₂Since the laser has high energy, there are disadvantages such as deterioration and loss of the pellicle film composed of organic matter.
[0006]
In order to obtain high light transmissivity at a short wavelength, there is a method of using a glass pellicle film in which synthetic quartz glass is a thin film having a thickness of 1 mm or less as described in JP-A-2001-83690. .
However, in the quartz glass pellicle provided on the photomask, there is a normal atmosphere containing oxygen or the like, and a short wavelength light source, particularly 157 nm F₂The laser has a problem that oxygen absorbs light, and a device such as replacement of the inside of the pellicle (corresponding to 120a in FIG. 3) with an inert gas having no light absorption such as nitrogen is required. .
Further, in the conventional method, the frame and the pellicle film and the frame and the photomask must be fixed with an adhesive. By repeating the exposure, degassing from the adhesive or decomposition of the adhesive causes the photomask pattern to be formed on the photomask pattern. There has been a problem that foreign matter adheres to cause a defect.
The adhesion of foreign matter caused by the adhesive becomes more prominent as the exposure wavelength becomes shorter.
[0007]
As a method not using a pellicle, Japanese Patent Publication No. 61-54211 discloses a photomask having a structure in which a transparent thin glass is bonded to only an effective portion of the photomask with a photocurable adhesive, or Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-112443. Describes a structure in which an adhesive is applied to the entire surface or a part of a photomask, and a transparent substrate is bonded with the adhesive.
However, if there is an adhesive in the exposed area of the photomask, repeated exposure will cause degassing from the adhesive and decomposition of the adhesive, causing problems such as partial coloring due to foreign matter adhesion and a decrease in UV transmittance was there.
These problems caused by the adhesive become more conspicuous as the exposure wavelength is shorter, and there is a drawback that it is difficult to put to practical use.
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Examined Patent Publication No. 61-54211 (FIG. 1 (e) -describes a structure in which a transparent thin plate glass is bonded to a photomask via a photocurable adhesive)
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 55-121443 (FIG. 2 etc. describes a structure in which a protective substrate is bonded to a substrate (photomask) via an adhesive)
[Patent Document 3]
In JP-A-2001-83690 (0013) to (0014) (Example 1), it is described that synthetic quartz glass is used as a glassy pellicle film as a thin film having a thickness of 0.5 mm. )
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in recent years, in order to improve the degree of integration of VLSI, a lithography technique for forming an integrated circuit with a finer line width has been demanded, and the exposure light source has been shortened in wavelength. As the wavelength becomes shorter, especially in the vacuum ultraviolet region of 180 nm or less, the conventional pellicle system cannot be applied as it is. There are problems that are difficult to remove, and because of the fineness of the pattern, there are problems of new defects such as chipping and dropping of wiring patterns due to friction and pressure such as scrubbing and water pressure at the time of cleaning. It was.
The present invention corresponds to these, and in recent years, in order to improve the degree of integration of VLSI, there has been a demand for a lithography technique for forming an integrated circuit with a finer line width, and the exposure light source has been shortened in wavelength. In view of the above, an object of the present invention is to provide a photomask that can cope with exposure in the vacuum ultraviolet region of 180 nm or less, and an exposure method using the photomask.
At the same time, it is intended to provide such a photomask inspection method and correction method.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  Of the present inventionThe exposure method according to claim 1 is provided on the light shielding film pattern surface side of the photomask of the transparent substrate between the pattern surface of the photomask and the transparent substrate having ultraviolet light transmittance and serving as a dustproof device. The recesses provide a gap in the region including the photomask pattern region and which is larger than the pattern region, and are transparent to the photomask over the entire outer periphery of the photomask pattern region outside the concave portion of the transparent substrate. By superimposing the substrate and eliminating the air in the gap, the photomask and the transparent substrate are pressed by the external air pressure so that the overlapped portion is held in close contact with each other so that the transparent substrate is protected against dust. Using a photomask with a dustproof device installed as a device, remove the transparent substrate placed as a dustproof device from the vacuum exposure system, and then expose it. Again, in a state of attaching the transparent substrate as a dustproof device, to retrieve a photomask with a dustproof device from the exposure apparatusIt is characterized by.
[0011]
  Of the present inventionThe photomask with a dustproof device according to claim 2 is provided on the light shielding film pattern surface side of the photomask between the pattern surface of the photomask and the transparent substrate that is UV transmissive and serves as the dustproof device. Due to the provided recess, a gap is provided in an area including the pattern area of the photomask that is larger in size than the pattern area, and outside the recess of the transparent substrate, over the entire outer periphery of the pattern area of the photomask, By superposing the mask and the transparent substrate and eliminating the air in the gap, the photomask and the transparent substrate are pressed by the external pressure so that the overlapped portion is held in close contact with the transparent substrate. Is disposed as a dustproof device and is used for exposure in a vacuum ultraviolet region of 180 nm or less.
The photomask with a dustproof device according to claim 3 of the present invention is the above-described photomask with a dustproof device, wherein the concave portion of the transparent substrate is dug by a wet etching method, a dry etching method, or a combination of these methods. It has been processedIt is characterized by this.
[0012]
  An exposure method according to claim 4 of the present invention is characterized in that exposure is performed using the photomask with a dustproof device of the present invention and a transparent substrate as a dustproof device attached.
  Of the present inventionAccording to claim 5The first inspection method uses the above-described photomask with a dustproof device of the present invention, and when it is inspected by an electron beam, ion beam, X-ray, etc., is arranged as a dustproof device in a vacuum chamber in the inspection device. The transparent substrate is removed and inspected, and after the inspection is completed, the photomask with a dustproof device is taken out from the inspection device again with the transparent substrate attached as a dustproof device.
  In addition, the present inventionAccording to claim 6The second inspection method uses the above-described photomask with a dustproof device of the present invention, in which the inspection light passes through the transparent substrate as the dustproof device, and is attached with the transparent substrate disposed as the dustproof device. Thus, the inspection is performed.
[0013]
  Of the present inventionAccording to claim 7The first correction method uses the above-described photomask with a dustproof device of the present invention and removes a transparent substrate disposed as a dustproof device in a vacuum chamber of the correction device when correcting a defect with a focused ion beam. After the correction is completed, the photomask with a dustproof device is taken out from the correction device with the transparent substrate attached as a dustproof device again.
  Of the present inventionAccording to claim 8The second correction method uses a photomask with a dustproof device of the present invention, and when a defect is corrected by laser light, a photo from which a transparent substrate disposed as a dustproof device is removed in a vacuum chamber outside the correction device. The mask is corrected by putting it in a correction device, and after the correction is completed, the transparent substrate is again attached in the vacuum chamber outside the correction device or in another state where the transparent substrate is attached as a dustproof device. A photomask with a dustproof device is taken out from the correction device.
  Of the present inventionAccording to claim 9A third correction method is a transparent substrate disposed as a dustproof device using the above-described photomask with a dustproof device according to the present invention, wherein a defect correcting laser beam passes through a transparent substrate as a dustproof device. The correction is performed in the state with the mark.
  In addition, the correction or defect correction referred to here is, in addition to making the defective portion harmless and making it compatible with the design, for example, the decomposition of the attached foreign matter or the exposure of the attached foreign matter using a photomask. It also includes moving to a position where there is no adverse effect at the time.
[0014]
[Action]
In recent years, the photomask with a dustproof device of the present invention has been required to have a lithography technique for forming an integrated circuit with a finer line width in order to improve the degree of integration of VLSI by having such a configuration. While the wavelength of the exposure light source is being shortened, the exposure wavelength is shortened, and in particular, it is possible to provide a photomask that can cope with exposure in the vacuum ultraviolet region of 180 nm or less.
Specifically, it has high UV transparency and excellent UV resistance, and does not require inert gas replacement required when using a conventional pellicle. It is possible to provide a photomask with a dustproof device that solves the problem of occurrence of defects such as chipping and dropping.
Specifically, a concave portion provided on the surface of the transparent substrate between the pattern surface of the photomask and the transparent substrate that transmits ultraviolet rays and serves as a dustproof device includes the pattern region of the photomask and is larger than the pattern region. A gap is provided in an area over the size, and the photomask and the transparent substrate are overlapped on the outside of the concave portion of the transparent substrate, and the air in the gap is excluded, so that the photomask and the transparent substrate are exposed to the external pressure. This is achieved by disposing the transparent substrate as a dustproof device so that it is pressed and the overlapping portion is held in close contact.
That is, the transparent substrate, which is a dustproof device, can be easily removed from the photomask or attached to the photomask without generating dirt or dust that causes defects.
Examples of the concave portion of the transparent substrate include those that have been dug by a wet etching method, a dry etching method, or a combination of these methods.
[0015]
In the first exposure method according to claim 3 of the present invention, by adopting such a configuration, when a transfer exposure is performed on a semiconductor wafer using a photomask with a dustproof device, a minute exposure is performed on a transparent substrate. Even if a dust group adheres, due to the thickness of the transparent substrate, an image of dust is not formed on a semiconductor wafer coated with a resist and is not transferred during exposure.
In this sense, the same effect as the pellicle can be obtained.
In the second exposure method according to claim 4 of the present invention, by adopting such a configuration, the exposure wavelength is shortened, and the transparent which is a dust-proof device in the exposure apparatus that becomes an exposure apparatus vacuum system. With the substrate removed from the photomask, exposed, and with the transparent substrate attached, the photomask with dustproof device is taken out from the exposure device to the outside air, so that it can be used repeatedly, without causing dirt or dust. A photomask can be used semipermanently.
[0016]
In addition, the first inspection method according to claim 5 of the present invention is configured as described above, so that the inspection can be performed without causing dirt and dust adhesion even when the inspection is performed.
Appearance inspection such as short dimension inspection and observation of minute defects by electron beam, ion beam, and X-ray can be performed without causing dirt and dust adhesion.
In particular, the second inspection method according to claim 6 of the present invention is more effective because the transparent substrate, which is a dustproof device, is not removed from the photomask.
When the inspection light passes through the transparent substrate as the dustproof device, the photomask with the dustproof device can be inspected without removing the transparent substrate as the dustproof device.
It is possible to prevent dust from adhering directly to the photomask during the inspection, and to eliminate the occurrence of burn-in defects due to the inspection light.
The inspection light in this case includes ultraviolet light or laser light by lamp light, and for example, inspection light having a wavelength shorter than that of g-line (436 nm), i-line (365 nm) in the ultraviolet region is used. Is done.
Inspections such as long dimensions and pattern accuracy are possible.
When the inspection light has a short wavelength, the material that transmits ultraviolet light with a short wavelength is limited, and the transparent substrate is expensive. However, in the present invention, the transparent substrate including re-polishing is necessary. Since it can be reused even once, there is an economic advantage.
[0017]
Further, the first correction method according to claim 7 of the present invention has such a configuration, so that the defect correction by the focused ion beam does not expose the photomask surface to the atmosphere, and dirt and dust can be removed. It can be implemented without causing adhesion.
It is possible to carry out correction of excess defect removal and correction of missing defect film with a focused ion beam without causing dirt and dust adhesion.
According to the second correction method of the eighth aspect, by adopting such a configuration, it is possible to carry out defect correction by laser light without causing dirt or dust adhesion.
Since defect correction by laser light is normally performed in the atmosphere, when using the correction device, a unit having a vacuum chamber for separately attaching and removing the dustproof device is required.
If the vacuum chamber unit is installed at a location close to the laser correction device, the opportunity for the photomask to come into contact with the atmosphere can be minimized.
Using laser light, it is possible to carry out correction by decomposing foreign substances made of organic substances and moving foreign substances made of inorganic substances without causing dirt and dust as much as possible.
In particular, the third correction method according to claim 9 of the present invention is such that the laser beam for defect correction passes through the transparent substrate as the dustproof device, and the transparent substrate as the dustproof device is removed from the photomask. However, the foreign matter on the photomask is irradiated with laser from the outside of the transparent substrate, which is a dustproof device, so that the foreign matter can be decomposed or moved and corrected.
Such a defect correction method using laser light is a defect correction method in which the method for detoxifying foreign matter in a photomask with a pellicle in Japanese Patent Application No. 2002-111261 is applied to a photomask with a dustproof device.
If foreign matter adheres to the photomask and the shadow is transferred onto the wafer, it becomes a defect.
As a method for making the foreign matter harmless, a method of decomposing the foreign matter constituent material so as not to be transferred by irradiating the foreign matter of the photomask with the dustproof device with laser light that passes through the dustproof device, It is possible to move the foreign object to an area where there is no influence on the area.
Any usable laser beam may be used as long as it can pass through a transparent substrate. A thing with a wavelength of 350 nm-550 nm is preferable.
Since the defect correction method for foreign matter in the present invention can be simplified and the removal process of the dustproof device can be omitted, the defect correction process due to the foreign matter can be simplified, and the manufacturing efficiency of the photomask with the dustproof device can be improved.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view of a first example of an embodiment of a photomask with a dustproof device of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a second example of an embodiment of a photomask with a dustproof device of the present invention. It is.
1 and 2, 10 is a photomask, 10A is a phase shift mask (also simply referred to as a photomask), 11 is a photomask substrate, 12 is a light shielding film pattern, 12A is a pattern region, and 13 is a shifter layer (also simply referred to as a shifter). 20) is a transparent substrate, 21 is a substrate portion, 22 is a recess, 30 is an overlapping portion, 40 is a gap, 40A is a gap region, and 60 is outside air.
First, a first example of an embodiment of a photomask with a dustproof device of the present invention will be described with reference to FIG.
The photomask with a dustproof device of the first example is a recess 22 provided on one surface of the transparent substrate 20 between the pattern surface of the photomask 10 having only the light shielding film pattern 12 and the transparent substrate 20 that passes ultraviolet rays. Thus, the gap 40 is provided in a region including the pattern region 12A of the photomask 10 and is larger than the pattern region 12A, and the photomask 10 and the transparent substrate 20 are disposed outside the concave portion 22 of the transparent substrate 20. In other words, the gap 40 including the pattern region 12A of the photomask 10 and having a size larger than the region is provided, and the photomask 10 and the photomask 10 are transparent over the entire outer periphery of the pattern region 12A. By superposing the substrate 20 and eliminating the air in the gap 40, the photomask 10 and the transparent substrate 20 are pressurized with the pressure of the outside air 60. The more pressing, so as to be held in the overlap portion 30 are in close contact, but that arrangement the transparent substrate 20 as a dust-proof device.
[0019]
As the material of the substrate portion 21 of the transparent substrate 20, the exposure with the transparent substrate 20 attached to the photomask (in the case of the first exposure method according to claim 3), the short wavelength ultraviolet light of the exposure light is used. Permeable calcium fluoride, magnesium fluoride, synthetic quartz substrate, single crystal white sapphire and the like can be used.
In particular, these materials are required to have high purity with respect to exposure light having a short wavelength.
In this case, the transparent substrate 20 functions as a dustproof device during exposure.
In this case, the transparent substrate 20 need only have a thickness of 2 mm or more, which is close to the height of a normal pellicle frame, because dust attached to the transparent substrate 20 does not have to be transferred during exposure.
The size of the transparent substrate 20 is sufficient as long as it covers the pattern region 12A of the photomask 10, but the same size as the photomask 10 is more preferable in terms of operability and the like.
In the case where the exposure is performed with the transparent substrate 20 removed (in the case of the second exposure method of claim 4), the material is not particularly limited, but from the viewpoint of operability or the like, or transparent From the surface shared with the method of exposure with the substrate 20 attached (in the case of the first exposure method of claim 3), a calcium fluoride or magnesium fluoride synthetic quartz substrate that transmits the short wavelength ultraviolet rays of the exposure light, Single crystal white sapphire is used.
In particular, these materials are required to have high purity with respect to exposure light having a short wavelength.
As the light-shielding film of the light-shielding film pattern 12, a normal photomask light-shielding material such as chromium, chromium oxide, or chromic oxynitride is used.
Air removal between the light shielding film pattern 12 of the photomask 10 and the transparent substrate 20 is performed in a clean room at 133 × 10 6.^-3Pa (1 × 10^-3This can be achieved by leaving the superposed photomask and the transparent substrate in a clean vacuum chamber capable of securing a degree of vacuum of about Torr), and evacuating for several minutes to several tens of minutes at room temperature.
In order to increase the bonding strength between the photomask 10 and the transparent substrate 20, it is possible to degas them by evacuating both in advance as necessary.
Incidentally, a technique for bonding a photomask and a thin transparent substrate is exemplified in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 6-282066.
[0020]
A surface portion of the photomask 10 on the surface side of the light shielding film pattern 12 is dug into the transparent substrate 20 to form a recess 22, so that the transparent substrate 20 does not adhere to the transfer pattern (the light shielding film pattern 12).
The transparent substrate 20 has an effect of preventing dust from directly adhering to the light shielding film pattern 12 of the photomask 10, but if a fine pattern composed of the light shielding film pattern is in close contact with the transparent substrate 20, the adhesion surface This may cause new defects due to the pressure, friction, and other forces applied.
[0021]
The transparent substrate 20 is dug by a wet etching method, a dry etching method, or a combination of these methods.
For example, when the transparent substrate 20 is synthetic quartz, the wet etching method is based on thermal alkali treatment or hydrofluoric acid treatment, and has an advantage of low cost.
In the dry etching method, processing is performed using plasma mainly composed of a fluorocarbon-based gas.
The amount of digging of the transparent substrate 20 needs to be digged at least to a height at which the transparent substrate and the transfer pattern do not adhere in consideration of the level difference of the transfer pattern of the photomask and the flatness (deflection) of the photomask and the transparent substrate.
For example, when the thickness of the light shielding pattern 12 in the first example is 1000 mm, the flatness of the photomask substrate 11 is 0.5 μm, and the flatness of the transparent substrate 20 is 2 μm, it is necessary to dig at least 2.6 μm. is there.
It is important that the transparent substrate and the photomask transfer pattern do not adhere to each other and that the internal vacuum is maintained, and the frame height of the pellicle of the conventional example (usually 3 mm to 5 mm) may be sufficient.
[0022]
The transparent substrate 20 and the photomask 10 are kept in an internal vacuum when the portion of the transparent substrate 20 that is not dug in close contact with the photomask substrate 21.
After digging the transparent substrate 20, in order to increase the flatness of the contact portion with the photomask 10, planarization may be performed by a polishing apparatus such as CMP (Chemical Mechanical Polishing).
Further, the surface of the photomask light-shielding film has a constant flatness, but often has fine irregularities.
It is preferable that the light-shielding film in the portion in close contact with the transparent substrate in the photomask is removed when the light-shielding film pattern is formed.
[0023]
When exposure is performed with the transparent substrate 20 attached using the photomask with a dustproof device of this example (the first exposure method according to claim 3), the dustproof device is left attached as in a normal pellicle. However, since the dustproof device can be easily peeled off by placing the photomask under vacuum again, the exposure is performed with the transparent substrate 20 removed. (In the case of the exposure method 2) can also be relatively easily performed.
The influence of dust adhering to the photomask 10 is most often attached during handling in the atmosphere.
In the exposure in the vacuum ultraviolet region, since it is required to improve the transmittance of ultraviolet rays through the photomask as much as possible to increase the utilization efficiency of the exposure light, the second exposure that is used for the exposure with the transparent substrate 20 removed. The method (exposure method described in claim 4) is an effective method for this.
The purpose of the second exposure method is F₂At the time of exposure in a vacuum ultraviolet region such as a laser, the use efficiency of exposure light is increased by removing the transparent substrate from the photomask with a dustproof device and performing exposure in the exposure device.
After the exposure is completed, when the photomask is taken out from the exposure apparatus, the transparent substrates are again superimposed and returned to the atmosphere.
[0024]
Next, a second example of the embodiment of the photomask with a dustproof device of the present invention will be described below with reference to FIG.
The photomask with a dustproof device of the second example uses a phase shift mask 10A having a light shielding film pattern 12 and a shifter layer 13 instead of the photomask 10 having only the light shielding film pattern 12 in the first example. A pattern of the photomask is provided between the pattern surface of the phase shift mask 10A having the light-shielding film pattern 12 and the shifter layer 13 and the transparent substrate 20 that transmits ultraviolet rays by the concave portions 22 provided on the surface of the transparent substrate 20. A gap 40 is provided in a region that includes the region and extends over the size of the pattern region 12A, and the photomask 10A and the transparent substrate 20 are superimposed on the outside of the concave portion 22 of the transparent substrate 20, that is, also here, A gap 40 including the photomask pattern region 12A and having a size larger than the region is provided, and the pattern of the photomask 10A is provided. The photomask 10A and the transparent substrate 20 are overlapped over the entire outer periphery of the area, and the air in the gap 40 is removed, so that the photomask 10A and the transparent substrate 20 are pressed by the pressure of the outside air 60. The transparent substrate 20 is disposed as a dustproof device so that the overlapping portion 30 is held in close contact.
For the shifter layer 13, a known shifter material such as SOG is used, and the other parts are the same as those in the first example.
The amount of digging of the transparent substrate 20 needs to be dug up to a height at which the transparent substrate and the transfer pattern do not adhere to each other at least in consideration of the level difference between the transfer pattern of the photomask and the flatness of the photomask and the transparent substrate. In the case of the example, for example, when the thickness of the phase shifter is about 5000 mm, the flatness of the photomask is 0.5 μm, and the flatness of the transparent substrate is 2 μm, it is necessary to dig at least more than 3 μm.
It is important that the transparent substrate and the photomask transfer pattern are not in close contact with each other and that an internal vacuum is maintained, and the frame height of the conventional reticle may be approximately 3 mm to 5 mm.
Of course, in the case of the second example, in addition to the first exposure method (the exposure method described in claim 3), the second exposure method (the exposure method described in claim 4) can be used.
[0025]
The photomask substrate with the dustproof device of the first example or the second example is applied to the first exposure method (the exposure method according to claim 3) or the second exposure method (the exposure method according to claim 4). Although the photomask substrate with a dustproof device of the first example or the second example is used for the first inspection method (the inspection method according to claim 5), the second inspection method ( The inspection method according to claim 6, the first correction method (the correction method according to claim 7), the second correction method (the correction method according to claim 8), the third correction method (the claim) 9 can also be used.
[0026]
【Example】
The present invention will be further described with reference to examples.
Example 1
Example 1 is a photomask with a dustproof device of the first example shown in FIG. 1 for ArF exposure, and the photomask substrate 11 in FIG. 1 is a synthetic quartz glass substrate having a 6 inch square and a thickness of 0.25 inch. The light shielding film pattern 1 2 has a two-layer structure of a chromium thin film with a thickness of 80 nm and a low reflection chromium thin film with a thickness of 40 nm, and the transparent substrate 20 has the same size and the same thickness as the photomask substrate 11 and has a flatness of 2 μm. A recess 22 made of a substrate and formed by wet etching and having a depth of 10 μm is formed.
The photomask with a dustproof device of Example 1 was produced as follows.
This will be described with reference to FIG.
First, a light-shielding film pattern 1 2 is formed on an optically polished 6-inch square, 0.25-inch thick synthetic quartz glass substrate with a two-layer structure of a chromium thin film with a thickness of 80 nm and a low-reflection chromium thin film with a thickness of 40 nm. The photomask 10 from which the light-shielding film was removed by etching at the close contact portion with the transparent substrate 20 was washed and dried to clean the surface.
Next, a positive i-line photoresist (Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was placed on a synthetic quartz glass substrate having the same size and the same thickness as the photomask 10 and optically polished, washed and dried to produce a transparent substrate having a flatness of 2 μm. ) THMR-iP1700 manufactured by spin coating and baking to form a resist film, the region including the region 12A of the light shielding film pattern 12 of the photomask 10 is exposed to i-line, developed, and then exposed to the substrate portion 21 of the transparent substrate 20 Was etched by 10 μm by wet etching with hydrofluoric acid, and the transparent substrate 20 from which the photoresist was peeled and removed was washed and dried to clean the surface.
Next, degree of vacuum 133 × 10^-3Pa (1 × 10^-3The transparent substrate 20 was aligned with the light-shielding film pattern 12 side of the photomask 10 in a vacuum apparatus maintained at Torr) and overlapped without using an adhesive.
Next, when this is taken out into the atmosphere, the degree of vacuum of the space where the transparent substrate 20 and the photomask 10 are not in close contact is maintained, and the photomask 10 and the transparent substrate 20 are pressed by the atmospheric pressure by the atmospheric pressure. Then, the overlapping portion 30 was held in close contact.
In this manner, a photomask with a dustproof device in which the transparent substrate 20 was in close contact with the photomask 10 in the overlapping portion 30, that is, the transparent substrate 20 was disposed as a dustproof device, was produced.
The produced photomask with a dustproof device was subjected to exposure using an ArF excimer laser as exposure light as it was, but there was no particular problem and it was durable.
[0027]
Furthermore, as described below, the photomask 10 with the dustproof device of Example 1 was used, and the F in the vacuum system with the transparent substrate 20 being the dustproof device removed.₂The laser exposure was performed by repeating a series of steps of removing the transparent substrate 20, exposing, and attaching the transparent substrate 20, but no quality problem occurred.
A series of steps of removing the transparent substrate 20, exposing, and attaching the transparent substrate 20 were performed as follows.
The photomask 10 with a dustproof device of Example 1 is designated as F.₂After leaving still in the laser exposure apparatus, the inside of the apparatus is evacuated and evacuated, the transparent substrate 20 is removed from the photomask with a dustproof device in the exposure apparatus, and then F₂The photomask pattern was transferred to the resist on the semiconductor wafer by laser exposure.
When the photomask 10 was taken out from the exposure apparatus after the exposure was completed, the transparent substrate 20 was again superimposed on the photomask 10 and returned to atmospheric pressure, and again taken out from the exposure apparatus as a photomask with a dustproof device.
[0028]
(Example 2)
Example 2 is a photomask with a dustproof device of the second example shown in FIG. 2 for KrF exposure. The photomask substrate 11 in FIG. 2 is a synthetic quartz glass substrate having a 6 inch square and a thickness of 0.25 inch. The light-shielding film pattern 1 2 has a three-layer structure of a low-reflection chrome thin film with a thickness of 40 nm, a chromium thin film with a thickness of 80 nm, and a low-reflection chrome thin film with a thickness of 40 nm, the shifter layer 13 is made of SOG, and the transparent substrate 20 Is formed of a synthetic quartz glass substrate having the same size and thickness as the photomask substrate 11 and a flatness of 2 μm, and a recess 22 having a depth of 10 μm formed by wet etching is formed.
Since this SOG has a refractive index of 1.50 with respect to the exposure light KrF excimer laser (248 nm), the film thickness necessary to invert the phase is 248 nm from the above-described equation (1). The film thickness of this SOG was about 250 nm.
A photomask with a dustproof device of Example 2 was produced as follows.
This will be described with reference to FIG.
Similar to the fabrication of Example 1, first, a 40 nm thick low-reflection chrome thin film, an 80 nm thick chrome thin film, and a thickness are formed on an optically polished 6-inch square 0.25-inch thick synthetic quartz glass substrate. The photomask 10A in which the light-shielding film pattern 1 2 is formed in a three-layer structure of a 40 nm low-reflection chrome thin film and the SOG 13 and the light-shielding film pattern 12 are removed by etching at the close contact portion with the transparent substrate 20 is washed and dried. The surface was cleaned.
Next, a positive i-line photoresist (THMR-iP1700, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is baked after spin coating on a synthetic quartz glass substrate having a flatness of 2 μm, which has been optically polished, cleaned and dried in the same size as the phase shift mask 10A. After the resist film is formed, the pattern region 12A including the light shielding film pattern 12 and the shifter 13 of the phase shift mask 10A is exposed and developed, and then the exposed substrate portion 21 of the transparent substrate 20 is dug 10 μm by wet etching using hydrofluoric acid. The transparent substrate 20 from which the photoresist was peeled off was washed and dried to clean the surface.
Next, degree of vacuum 133 × 10^-3Pa (1 × 10^-3The transparent substrate 20 was aligned with the light-shielding film pattern 12 side of the phase shift mask 10A in a vacuum apparatus maintained at Torr), and overlapped without using an adhesive.
Next, when this is taken out into the atmosphere, the degree of vacuum in the space where the transparent substrate 20 and the phase shift mask 10A are not in close contact is maintained, and the atmospheric pressure causes the phase shift mask 10A and the transparent substrate 20 to be in the external pressure. And the overlapped portion 30 was held in close contact.
In this manner, a photomask with a dustproof device in which the transparent substrate 20 was in close contact with the phase shift mask 10A at the overlapping portion 30 was produced.
Further, the produced photomask with a dustproof device was used as it was for exposure using a KrF excimer laser as exposure light, but there was no particular problem and it was durable.
[0029]
(Example 3)
The photomask 10 with the dustproof device of Example 1 is left still in the electronic image inspection device, the inside of the device is evacuated and evacuated, and then the dustproof device 20 is removed from the photomask with the dustproof device in the inspection device. A short dimension inspection of the photomask 10 was performed with lines.
After completion, when the photomask 10 was taken out from the inspection apparatus, the transparent substrate 20 was superposed and returned to the atmosphere, and taken out from the inspection apparatus as a photomask with a dustproof device.
[0030]
Example 4
The photomask 10 with a dustproof device of Example 1 is left in a correction device that corrects a defect with a focused ion beam, and the inside of the device is evacuated to a vacuum. Then, the dustproof device 20 is removed from the photomask with the dustproof device in the correction device. After removing the gas, gas for deposition and etching is introduced, gallium ions are focused from an ion source to a beam of 100 nm or less, and the defect is selectively irradiated with the ion beam to correct the defect of the photomask 10. I did it.
After completion, when the photomask 10 was taken out from the correction device, the transparent substrate 20 serving as a dustproof device was superposed and returned to the atmosphere, and taken out as a photomask with a dustproof device.
[0031]
(Example 5)
After leaving the photomask 10 with the dustproof device of Example 1 in a vacuum device for attaching and detaching the dustproof device, evacuating the inside of the device and evacuating it, after removing the dustproof device 20 from the photomask with the dustproof device, The photomask 10 was placed in an apparatus for correcting defects with laser light, and the defects of the photomask 10 were corrected by irradiating with laser light.
After the completion, the photomask 10 was taken out from the correction device, placed in a vacuum device for attaching / detaching the dustproof device, the dustproof device 20 was superposed, returned to the atmosphere, and taken out as a photomask with a dustproof device.
[0032]
(Example 6)
The photomask 10 with a dustproof device of the first embodiment, in which the transparent substrate serving as the dustproof device transmits i-line, is left in the pattern position accuracy inspection device by i-line, and the photo with dustproof device in the inspection device. The position accuracy was inspected without removing the dustproof device from the mask.
After the inspection was completed, the photomask with a dustproof device was taken out from the inspection device.
[0033]
(Example 7)
In the photomask 10 with the dustproof device of Example 1, the transparent substrate that becomes the dustproof device passes ultraviolet rays.
Stand still in the foreign material defect correction device with 488 nm laser light,
Dust-proof device from the photomask with dust-proof device in the correction device
Without removing, laser irradiation was performed, the defect caused by the foreign matter was decomposed or moved with laser light to make the defect harmless, and after the correction was completed, the photomask with a dustproof device was taken out from the defect correction device.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, in recent years, in order to improve the degree of integration of VLSI, a lithography technique for forming an integrated circuit with a finer line width has been demanded, and the exposure light source has been shortened in wavelength. As a result, the exposure wavelength is shortened, and in particular, it is possible to provide a photomask that can cope with exposure in the vacuum ultraviolet region of 180 nm or less and an exposure method using the photomask.
At the same time, it is possible to provide such a photomask inspection method and defect correction method.
Specifically, the photomask with a dustproof device of the present invention is an ArF excimer laser (193 nm) which is a short wavelength light source with a wavelength of 150 to 200 nm, F₂It has excellent light transmission even with a laser (157 nm), has high durability against ultraviolet rays in the same wavelength region, and has a structure in which a frame is fixed on a photomask with an adhesive like a conventional pellicle. Since it is different, the photomask with a dustproof device can be easily peeled by placing it again under vacuum.
Therefore, when the transparent substrate (corresponding to 20 in FIG. 1) constituting the dustproof device is contaminated with dust or the like, the transparent substrate should be replaced, or both the photomask and the transparent substrate should be washed and reused. Is easily possible.
Furthermore, since the dustproof device in the present invention does not come into contact with the transfer pattern of the photomask, even if the dustproof device is used repeatedly, it does not cause new defects such as chipping due to friction and pressure.
When applied to the first exposure method of claim 3, even if a minute dust group adheres to the transparent substrate when the transfer exposure is performed on the semiconductor wafer using a photomask with a dustproof device. Due to the thickness of the transparent substrate, an image of dust is not formed on a semiconductor wafer coated with a resist and is not transferred during exposure.
Further, the second exposure method of claim 4 can be applied, that is, the utilization efficiency of exposure light can be increased.
As a result, the exposure time can be shortened and the productivity of the work can be increased, and an expensive transparent substrate (corresponding to 20 in FIG. 1) can be reused many times.
At the same time, it is possible to provide a photomask inspection method and a correction method used in the first exposure method of claim 3 and the second exposure method of claim 4.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a first example of an embodiment of a photomask with a dustproof device of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a second example of the embodiment of the photomask with a dustproof device of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a conventional photomask with a pellicle.
[Explanation of symbols]
10 Photomask
10A phase shift mask (also called photomask)
11 Photomask substrate
12 light shielding film pattern, 12A pattern area
13 Shifter layer (also called simply shifter)
20 Transparent substrate
21 Board part
22 recess
30 Overlap part
40 gap
40A gap area
60 open air
110 Photomask
120 pellicle
120a Inside the pellicle
121 Organic film (also called pellicle film)
122 frames

Claims

The pattern area of the photomask is formed between the pattern surface of the photomask and a transparent substrate that is UV transmissive and serves as a dust-proof device, by the concave portion provided on the light shielding film pattern surface side of the photomask. Including a gap in an area that is larger than the pattern area, and over the entire outer periphery of the pattern area of the photomask outside the recess of the transparent substrate, the photomask and the transparent substrate are overlapped, and the gap By removing the air, the photomask and the transparent substrate are pressed by the external air pressure, and the overlapping portion is held in close contact with each other so that the transparent substrate is disposed as a dustproof device. Using the attached photomask, the transparent substrate arranged as a dust-proof device in the vacuum exposure system is removed and exposed. After the exposure, the transparent substrate is protected again. In a state of mounting a device, an exposure method characterized by taking out the photomask with a dustproof device from the exposure apparatus.

The pattern area of the photomask is formed between the pattern surface of the photomask and a transparent substrate that is UV transmissive and serves as a dust-proof device, by the concave portion provided on the light shielding film pattern surface side of the photomask. It comprises providing a gap in a region across from the pattern region to the large size, and, in the outer concave portion of the transparent substrate, over the entire outer periphery of the pattern region of the photomask, the photomask and the transparent substrate overlay, of the gap By excluding air, the photomask and the transparent substrate are pressed by the external air pressure, and the overlapped portion is held in close contact with each other, and the transparent substrate is disposed as a dustproof device, 180 nm or less A photomask with a dustproof device, which is used for exposure in a vacuum ultraviolet region .

Oite dustproof device with the photo mask according to claim 2, wherein the concave portion of the transparent substrate, the combination of wet etching method or dry etching method or their method is characterized in that which has been processed digging Photomask with dustproof device.

An exposure method comprising performing exposure in a state where a photomask with a dustproof device according to claim 2 or 3 is used and a transparent substrate disposed as a dustproof device is attached.

When performing inspection using an electron beam, ion beam, X-ray or the like using the photomask with a dustproof device according to claim 2 or 3 , a transparent substrate disposed as a dustproof device in a vacuum chamber in the inspection device is provided. An inspection method comprising: removing and inspecting, and after completion of the inspection, taking out the photomask with the dustproof device from the inspection device again with the transparent substrate attached as a dustproof device.

A photomask with a dustproof device according to claim 2 or 3 , wherein inspection light passes through a transparent substrate as a dustproof device, and the inspection is performed with the transparent substrate disposed as the dustproof device attached. Inspection method characterized by performing.

When using a photomask with a dustproof device according to claim 2 or 3 to correct a defect by a focused ion beam, the transparent substrate disposed as a dustproof device in the vacuum chamber in the correction device is removed and corrected, After the correction is completed, the correction method is characterized in that the photomask with a dustproof device is taken out from the correction device in a state where the transparent substrate is attached as a dustproof device again.

When using a photomask with a dustproof device according to claim 2 or 3 to correct a defect by laser light, the photomask from which the transparent substrate disposed as a dustproof device is removed in a vacuum chamber outside the correction device is corrected. After the correction is completed, the transparent substrate is again dust-proofed from the correction device while the transparent substrate is attached as a dust-proof device again in the vacuum chamber outside the correction device. A correction method characterized by taking out a photomask with a device.

In a state in claim 2 or 3 dustproof device with the photo mask according, to and laser light for defect repair is used which passes through the transparent substrate of the dustproof device, it gave a transparent substrate which is disposed as a dust-proof device A correction method characterized by performing correction.