JP5180549B2 - フォトマスクのブリッジリペア方法 - Google Patents

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Description

本発明は、フォトマスク製造方法に係り、特に、フォトマスクのブリッジリペア方法に関する。
半導体素子の高集積化に伴い、ウエハ上に形成されるパターンの大きさが微細化しつつあり、このような微細なパターンの形成にフォトマスクを使うフォトリソグラフィ（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）工程が用いられている。フォトマスクには様々な種類のものがあり、なかでも位相反転マスク（ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｍａｓｋ）は、マスク上で光の位相を適切に反転させてパターンの空間周波数を減らすか、または、エッジコントラスト（ｃｏｎｔｒａｓｔ）を増加させる干渉効果を利用するもので、これを用いた露光工程を行うと、高い解像力が実現され、且つ、焦点深度（ｄｅｐｔｈ ｏｆ ｆｏｃｕｓ）が増加することが知られている。しかしながら、このような位相反転マスクを製造する過程で、隣接した位相反転膜パターンを連結させてブリッジ（ｂｒｉｄｇｅ）を誘発する不良パターンが生じる恐れがある。このような不良パターンの存在は、所望のパターン転写を不可能にし、素子不良につながってしまう。したがって、フォトリソグラフィ工程を進行する前に、ブリッジを誘発する不良パターンを除去する必要がある。
図１乃至図３は、従来のフォトマスクのブリッジリペア方法を示す断面図である。
図１を参照すると、クォーツのような透明基板１００上に、位相反転膜パターン１１０及び光遮蔽膜パターン１２０が順次に配置される。位相反転膜パターン１１０は、モリブデニウムシリコンニトリド（ＭｏＳｉＮ）膜とすれば良く、光遮蔽膜パターン１２０はクロム（Ｃｒ）膜とすれば良い。上述したように、このようなフォトマスクを製造する過程で、隣接する位相反転膜パターン１１０間にブリッジを誘発する不良パターン１１２が生じることがある。
図２を参照すると、不良パターン１１２を除去するためにレーザービーム２２２を不良パターン１１２に照射する。場合によっては、レーザービーム２２２の代わりにイオンビームを使用しても良い。この時、他の正常パターンを保護するために、開口部を持つ遮断膜２１０を使用する。レーザービーム２２２は遮断膜２１０の開口部を通して不良パターン１１２に照射されて不良パターン１１２を除去する。
米国特許第５，２５４，４１８号明細書 米国特許第６，９９１，８７８号明細書
しかしながら、遮断膜２１０が誤って整列された場合には、遮断膜２１０の開口部を通過したレーザービーム２２４が不良パターン１１２以外の隣接した光遮蔽膜パターン１２０に照射される恐れがある。こうなると、図３に示すように、正常パターンの損傷（例えば、図３の“３１０”）や透明基板１００の表面損傷（例えば、図３の“３２０”）が生じるという問題があった。
本発明は上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、正常パターン及び透明基板の損傷無しにブリッジをリペアできるようにするフォトマスクのブリッジリペア方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明に係るフォトマスクのブリッジリペア方法は、透明基板上に位相反転膜パターン及び光遮蔽膜パターンを順次に配置してフォトマスクを形成し、隣接する位相反転膜パターンをブリッジさせる不良パターンの生じた前記フォトマスク全面にレジスト膜を形成する段階と、前記レジスト膜をエッチングして前記不良パターンを露出させる段階と、前記露出した不良パターンを除去する段階と、を含む構成とした。
前記位相反転膜パターンは、モリブデニウムシリコンニトリド（ＭｏＳｉＮ）膜であり、前記光遮蔽膜パターンは、クロム（Ｃｒ）膜であると良い。
前記不良パターンを露出させる段階及び前記露出した不良パターンを除去する段階は、乾式エッチング方法を用いて行うことができる。
この場合、前記乾式エッチング方法は、前記露出した不良パターンが除去されるまで前記光遮蔽膜パターンへのエッチングが防止されるように、前記レジスト膜と前記光遮蔽膜パターンとの間の充分なエッチング選択比を持つエッチングガスを使って行うことが好ましい。
本発明のフォトマスクのブリッジリペア方法によれば、レジスト膜が正常パターンに対する保護膜の役割を果たすため、正常パターン及び透明基板の損傷無しに、ブリッジを誘発する不良パターンを容易に除去できるという効果が得られる。
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。ただし、本発明は様々な形態に変形実施でき、本発明の範囲が下記の実施の形態に限定されるわけではない。
図４乃至図８は、本発明によるフォトマスクのブリッジリペア方法を示す断面図である。
図４を参照すると、クォーツのような透明基板４００上に位相反転膜パターン４１０及び光遮蔽膜パターン４２０が順次に配置される。位相反転膜パターン４１０は、モリブデニウムシリコンニトリド（ＭｏＳｉＮ）膜とすれば良く、光遮蔽膜パターン４２０は、クロム（Ｃｒ）膜とすれば良い。本実施の形態では位相反転マスク構造を挙げたが、本発明は他の種類のフォトマスクにも同様に適用可能であることは明らかである。フォトマスク形成のために、まず、透明基板４００上に位相反転膜及び光遮蔽膜を順次に形成した後、光遮蔽膜上にレジスト膜パターンを形成する。続いて、このレジスト膜パターンを用いたエッチングで光遮蔽膜パターン４２０及び位相反転膜パターン４１０を形成する。ところで、光遮蔽膜パターン４２０の形成のためのエッチング時に、パーティクル（ｐａｒｔｉｃｌｅ）がエッチングされるべき位相反転膜上に存在すると、その下に位置する位相反転膜がエッチングされず、その結果、ブリッジを誘発する不良パターン４１２が発生してしまう。この種の不良パターン４１２はフォトマスク製造工程における他の過程中にも発生しうることは当然である。
図５を参照すると、不良パターン４１２の除去のために、まず、全面にレジスト膜５００を形成する。すなわち、レジスト膜５００によって、透明基板４００、位相反転膜パターン４１０、不良パターン４１２及び光遮蔽膜パターン４２０を全部覆う。レジスト膜５００は通常のフォトレジスト膜とすれば良いが、これに限定されるわけはない。
図６を参照すると、矢印６００で表すように、全面にプラズマ乾式エッチング過程が行われる。この時、エッチングガスは、レジスト膜５００と光遮蔽膜パターン４２０との間の充分なエッチング選択比を持つガスとする。すなわち、レジスト膜５００へのエッチングがなされる間に光遮蔽膜パターン４２０へのエッチングはほとんど起きないような程度のガスとすれば良い。エッチングガスの種類は、光遮蔽膜パターン４２０を構成する物質の種類とレジスト膜５００の種類によって決定される。このようなエッチングによって、不良パターン４１２の表面は露出されると同時に、他の領域ではレジスト膜５００が不良パターン４１２と同等の厚さで残されることになる。
続いて、図７の矢印７００で表すように、乾式エッチング過程が行われる。このエッチングは、残された不良パターン（図６の４１２）及びレジスト膜５００に対して行われ、したがって、露出していた不良パターン（図６の４１２）は除去され、レジスト膜５００もほとんど除去されるか、薄い厚さで残される。
続いて、図８に示すように、図７におけるエッチングを継続して行い、残っているレジスト膜（図７の５００）を除去して透明基板４００の表面を露出させる。これにより、正常パターン及び透明基板を損傷することなく、ブリッジを誘発する不良パターンの全て除去されたフォトマスクが得られる。本実施の形態では一例としてプラズマ乾式エッチングを用いたが、場合によっては、レーザービームやイオンビームを用いても良い。
以上では好ましい具体的な実施の形態で本発明を説明してきたが、本発明は、上記の具体例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で色々な変形実施が可能であるということは、当分野における通常の知識を持つ者にとっては自明である。
従来のフォトマスクのブリッジリペア方法を示す断面図である。 従来のフォトマスクのブリッジリペア方法を示す断面図である。 従来のフォトマスクのブリッジリペア方法を示す断面図である。 本発明によるフォトマスクのブリッジリペア方法を示す断面図である。 本発明によるフォトマスクのブリッジリペア方法を示す断面図である。 本発明によるフォトマスクのブリッジリペア方法を示す断面図である。 本発明によるフォトマスクのブリッジリペア方法を示す断面図である。 本発明によるフォトマスクのブリッジリペア方法を示す断面図である。
符号の説明
４００ 透明基板、４１０ 位相反転膜パターン、４１２ 不良パターン、４２０ 光遮蔽膜パターン、５００ レジスト膜。

Claims (2)

  1. 透明基板上に位相反転膜パターン及び光遮蔽膜パターンを順次に配置してフォトマスクを形成し、隣接する位相反転膜パターンをブリッジさせる不良パターンの生じた前記フォトマスク全面にレジスト膜を形成する段階と、
    前記レジスト膜をエッチングして前記不良パターンを露出させる段階と、
    前記露出した不良パターンを除去する段階と、
    を含み、
    前記不良パターンを露出させる段階及び前記露出した不良パターンを除去する段階は、乾式エッチング方法を用いて行われ、
    該乾式エッチング方法は、前記露出した不良パターンが除去されるまで前記光遮蔽膜パターンへのエッチングが防止されるように、前記レジスト膜と前記光遮蔽膜パターンとの間の充分なエッチング選択比を持つエッチングガスを使って行われるフォトマスクのブリッジリペア方法。
  2. 前記位相反転膜パターンは、モリブデニウムシリコンニトリド（ＭｏＳｉＮ）膜であり、前記光遮蔽膜パターンは、クロム（Ｃｒ）膜である、請求項１に記載のフォトマスクのブリッジリペア方法。
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