JP6167568B2 - フォトマスクの欠陥修正方法、及びフォトマスクの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体素子のパターン形成に用いられるフォトリソグラフィ技術に使用されるフォトマスクのパターンを形成する透明基板に生じた欠陥の修正方法、該修正方法を含むフォトマスクの製造方法及びフォトマスクに関する。

半導体素子の高集積化・微細化は、デザインルール４５ｎｍノードから３２ｎｍノードへと進展し、さらに２８ｎｍノードの半導体素子の開発が進められている。これらの半導体素子の高集積化・微細化を実現するために、現在、露光波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザを用いた光学式の投影露光装置により、フォトマスクを用いてウェハ上にパターン転写するフォトリソグラフィ技術が行なわれている。フォトリソグラフィ技術においては、露光装置での高解像技術として、投影レンズの開口数（ＮＡ）を大きくした高ＮＡ露光技術、投影レンズと露光対象の間に高屈折率媒体を介在させて露光を行なう液浸露光技術、変形照明搭載露光技術などが開発され実用されている。

一方、フォトリソグラフィ技術に用いられるフォトマスクにおける解像度向上策としては、透明基板上にクロムなどで遮光膜を形成し、光を透過させる部分と遮光する部分でパターンを構成した従来のバイナリ型のフォトマスク（以後、バイナリマスクと記す。）の微細化、高精度化とともに、光の干渉を利用した位相シフト効果により解像度向上を図るレベンソン型位相シフトマスク、光を透過させる部分と半透過させる部分で構成されたハーフトーン型位相シフトマスク、クロムなどの遮光層を設けないクロムレス型位相シフトマスクなどの位相シフトマスクが実用されている。

例えば、レベンソン型位相シフトマスクは、透明基板上に遮光膜でパターンを形成し、遮光部と透光部とが繰返し存在する場合に、遮光部を介して隣接する２箇所の透光部を透過する透過光の位相が１８０°ずれるように構成されている。シフタを通過した光は隣接する他の透光部の透過光と逆位相（１８０度のずれ）であるため、パターン境界部で光強度が０となり、パターンが分離し解像度が向上する。現在、レベンソン型位相シフトマスクとしては、石英基板などの透明基板をエッチングして掘り込んだ基板掘り込み型の位相シフトマスクが主として用いられている。

フォトリソグラフィ技術では原版であるフォトマスクに欠陥があると、転写されるウェハ全てに欠陥が作り込まれてしまい、デバイスの動作不良につながるため、フォトマスクには無欠陥性が求められている。

フォトマスクの修正すべき欠陥としては、遮光膜パターンや位相シフタのみならず、マスクパターンを構成する石英基板などの透明基板の欠陥についても厳しい要求がなされている。透明基板の欠陥はフォトマスクの製造過程で生じるものであり、必要な透明基板の一部が欠落している欠落欠陥と、エッチング加工して除去すべき透明基板の一部が残っている加工残りの余剰欠陥とがある。

当然のことながら、透明基板に欠陥がある場合には、その欠陥を修正しなければならない。特に、レベンソン型位相シフトマスク、クロムレス型位相シフトマスクなどの位相シフトマスクは、マスクパターンの構成に透明基板をエッチングして用いるので、透明基板に欠陥が生じた場合には、その欠陥を修正しマスクパターンの転写に影響しないようにすることが求められる。

透明基板の欠落欠陥の主な原因は、フォトマスク製造時、レジスト膜のパターンに基づいて透明基板の所定の位置をエッチングするときに、レジスト膜中に生じたピンホールによることが多いことが知られている（例えば、特許文献１参照）。従来のバイナリマスクが、平坦で平滑な遮光膜上にレジストを１回塗布するだけなのに対し、位相シフトマスクでは、既に凹凸のある微細パターンが形成されたマスク基板上に、再び２回目以降のレジストを塗布しなければならず、パターン間のレジスト膜中に気泡を巻き込みピンホールを発生し易い。

レジスト膜中にピンホール（空隙）がある状態で、透明基板のドライエッチングを実施すると、レジスト膜中のピンホールに対応した形状、大きさ（深さ）を有する欠落欠陥が、透明基板に形成されてしまう。

透明基板の欠落欠陥の修正方法として、アルコキシシラン系またはシロキサン系の原料ガスを用いた集束イオンビーム（ＦＩＢ） 法によるＣＶＤ（化学気相成長）膜（ＦＩＢ−ＣＶＤ膜と言う）があり、位相シフタとして用いられるハーフトーン材料（ＭｏＳｉＯＮなど)や透明基板のように、ＳｉやＯを多く含んでいるため位相効果が期待できる。しかし、ＦＩＢを用いるため、ＣＶＤ膜内にイオンビームのガリウム（Ｇａ）が混入して透過率が大きく低下するために、ＦＩＢ−ＣＶＤ膜はレベンソン型位相シフトマスクなどの欠落欠陥の修正には用いられていない。透明基板の余剰欠陥の修正方法としては、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）型の修正装置の探針で削る方法が知られている。

一方、アルコキシシラン系のテトラメトキシシランなどを原料ガスとして用いた電子ビーム法によるＣＶＤ膜（電子ビームＣＶＤ膜と言う）は、更にＳｉやＯを多く含む膜が得られることが知られている（特許文献２参照 )。電子ビームＣＶＤ膜では、ＦＩＢ−ＣＶＤ膜と異なりＧａなどの透過率を下げるイオンの混入がないため、透過率の高い位相効果を持つ膜が期待できる。

特許文献２には、ハーフトーン型位相シフトマスクの白欠陥やレベンソン型位相シフトマスクの凹型の位相欠陥（欠落欠陥）が生じたとき、図８に示すように、テトラエトキシシラン供給系８５を用いて位相効果のある電子ビームＣＶＤ膜８６を所定の厚みに堆積することによって、位相が合うように修正する欠陥修正方法が記載されている。

上記の特許文献１には、透光部と遮光部とが設けられたフォトマスクにおいて、透光部に欠陥が生じている場合の欠陥修正方法として、図９に示すように、欠陥を含む透光部（主開口部９４）に隣接する遮光部の、透光部との境界部分の遮光膜９２を所定量除去することによって、主開口部９４の透過光と補助開口部９５の透過光とが略１８０度の位相差となるように加工し、欠陥による透光部の露光光透過量の減少を低減する工程を有することを特徴とするフォトマスクの欠陥修正方法が開示されている。図９中のＯ、Ｐ、Ｑは、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）型の修正装置で削る工程を示す。

特開２００９−１９２８４６号公報 特開２００５−１８９４９２号公報

しかしながら、特許文献２に記載の欠陥修正方法は、ＦＩＢ−ＣＶＤ膜と比較して電子ビームＣＶＤ膜の透過率は向上するものの、透明基板と比べた場合には、堆積した電子ビームＣＶＤ膜の透過率は低くて不十分であり、実用するには依然として問題があった。

また、特許文献１に記載の欠陥修正方法は、主開口部に隣接する遮光部の主開口部との境界部分の遮光膜、主開口部及び補助開口部の透光部を、ＡＦＭの探針を用いて掘り込んで修正加工するが、ドライエッチングプロセスで透明基板を加工した場合のように、修正箇所の透明基板の側壁を垂直に加工することができず、側壁に傾きが生じて、例え位相差が１８０度近い深さまで透明基板を掘り込んでも、位相効果が不十分であり、最適な透過光量が得られないという問題があった。

そこで、本発明は、上記の従来の欠落欠陥の修正方法のように、修正工程が煩雑であり、透光部の深さを調整して位相を合わせるだけでは十分な位相効果が得られず、最適な透過光量が得られないという問題点に鑑みてなされたものである。

すなわち、本発明の目的は、フォトマスクの透明基板の欠陥部の欠陥修正において、欠陥修正箇所の位相効果と露光光透過率が透明基板の正常部と変わらない欠陥修正方法、該修正方法を含むフォトマスクの製造方法及びフォトマスクを提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の発明に係るフォトマスクの欠陥修正方法は、透明基板上の所定の遮光性を有する遮光膜をパターニングして透光部と遮光部とを設けたフォトマスクの欠陥修正方法であって、前記フォトマスクは、前記透光部が、露光により転写される主透光部と、前記主透光部を透過する露光光に対して所定の位相差を有し露光により転写されない補助透光部と、を設けたレベンソン型位相シフトマスクであり、前記透光部に欠陥が生じている場合に、前記欠陥を修正後、前記補助透光部に隣接する遮光部の、前記補助透光部との境界部分の遮光膜及び該遮光膜の下部の透明基板を所定量除去することによって、前記主透光部の露光光透過量を調整する工程を有することを特徴とするものである。

本発明の請求項２に記載の発明は、前記主透光部の露光光透過量を調整する工程において、前記主透光部の露光光透過量を上げるときには、前記補助透光部との境界部分の遮光膜及び該遮光膜の下部の透明基板を、前記補助透光部の前記主透光部側の辺と反対側の辺が前記主透光部から遠ざかるように広げて所定量除去し、前記主透光部の露光光透過量を下げるときには、前記補助透光部との境界部分の遮光膜及び該遮光膜の下部の透明基板を、前記補助透光部の前記主透光部側の辺が前記主透光部に近づくように広げて所定量除去することを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクの欠陥修正方法である。

本発明の請求項３に記載の発明に係るフォトマスクの欠陥修正方法は、請求項１または請求項２に記載のフォトマスクの欠陥修正方法において、原子間力顕微鏡の探針を用いて、前記補助透光部との境界部分の前記遮光膜及び該遮光膜の下部の透明基板を所定量除去することを特徴とするものである。

本発明の請求項４に記載の発明に係るフォトマスクの欠陥修正方法は、請求項１から請求項３までのうちのいずれか１項に記載のフォトマスクの欠陥修正方法において、前記欠陥は、前記主透光部の前記透明基板の欠陥であることを特徴とするものである。

本発明の請求項５に記載の発明に係るフォトマスクの欠陥修正方法は、請求項１から請求項３までのうちのいずれか１項に記載のフォトマスクの欠陥修正方法において、前記欠陥は、前記補助透光部の前記透明基板の余剰欠陥であることを特徴とするものである。

本発明の請求項６に記載の発明に係るフォトマスクの欠陥修正方法は、請求項１から請求項５までのうちのいずれか１項に記載のフォトマスクの欠陥修正方法において、前記補助透光部は、前記フォトマスクの露光時に解像されない線幅を有するものであることを特徴とするものである。

本発明の請求項７に記載の発明に係るフォトマスクの欠陥修正方法は、請求項４に記載のフォトマスクの欠陥修正方法において、前記欠落欠陥に電子ビームＣＶＤ膜を堆積して前記欠落欠陥を埋める工程と、前記堆積した電子ビームＣＶＤ膜を原子間力顕微鏡の探針を用いて削り、前記ＣＶＤ膜表面の凹凸を５ｎｍ以下にする工程と、を有することを特徴とするものである。

本発明の請求項８に記載の発明に係るフォトマスクの製造方法は、透明基板上の所定の遮光性を有する遮光膜をパターニングして透光部と遮光部とを設けたフォトマスクの製造方法であって、請求項１から請求項７までのうちのいずれか１項に記載のフォトマスクの欠陥修正方法を含むことを特徴とするものである。

本発明によれば、フォトマスクの透明基板の欠陥部の欠陥修正において、簡便な方法により欠陥修正箇所の位相効果と露光光透過率が正常な透明基板と変わらないように修正する欠陥修正方法が得られ、透明基板の欠陥部の欠陥修正の効率化が図られることにより、フォトマスク生産における修正歩留りの向上と安定した製造方法が可能となり、高品質なフォトマスクが得られる。

本発明に係るレベンソン型位相シフトマスクの主透光部における欠落欠陥の修正前と修正後を示す断面模式図である。 本発明のフォトマスクの欠陥修正方法を示す平面図および断面図で、主透光部の露光光透過量を上げる場合を示す。 本発明のフォトマスクの欠陥修正方法を示す断面模式図で、主透光部の露光光透過量を下げる場合を示す。 主透光部に欠落欠陥を有するレベンソン型位相シフトマスクにおける本発明の欠陥修正方法の一実施形態を示す工程断面図である。 補助透光部に余剰欠陥を有するレベンソン型位相シフトマスクにおける本発明の欠陥修正方法の一実施形態を示す工程断面図である。 本発明のフォトマスクの欠陥修正方法に係る主透光部と補助透光部を有するレベンソン型位相シフトマスクの一例としてのコンタクトホールパターンの平面図及び断面図である。 本発明のフォトマスクの欠陥修正方法に係る主透光部と補助透光部を有するレベンソン型位相シフトマスクの一例としてのラインパターンの平面図及び断面図である。 電子ビームＣＶＤ法による凹型位相欠陥の従来の欠陥修正方法を示す断面図である。 透光部との境界部分の遮光膜を所定量除去する従来の欠落欠陥修正方法を示す断面図である。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係るフォトマスクの修正方法について詳細に説明する。

本発明者は、特許文献１に記載のフォトマスクの修正方法においては、位相効果が不十分で最適な透過光量が得られない原因が、修正箇所の透明基板の側壁を垂直に加工することができず、透明基板の側壁に傾きが生じていることにあることを見出した。

本発明者は、主透光部の透過光量を制御する解決方法として、補助透光部を主透光部に近づくように広げて加工した場合、主透光部の透過光量が下がり、主透光部に遠ざけるように広げて加工した場合、主透光部の透過光量が上がることを見出し、また計算機による光学シミュレーションにおいても同様の効果を確認し、本発明を完成させたものである。

本発明は、主透光部や補助透光部という透光部の深さを調整して位相を合わせるだけでは、十分な位相効果や最適な透過光量が得られない従来の修正方法に対して、補助透光部と主透光部との距離を調整して主透光部の透過光量を制御し、露光光の最適光量を得る修正方法である。

本発明は、透明基板上の所定の遮光性を有する遮光膜をパターニングして透光部と遮光部とを設けたフォトマスクの欠陥修正方法において、上記のフォトマスクは、透光部が、露光により転写される主透光部と、主透光部を透過する露光光に対して所定の位相差を有し露光により転写されない補助透光部とを設けたレベンソン型位相シフトマスクであり、透光部に欠陥が生じている場合に、その欠陥を修正後、補助透光部に隣接する遮光部の、補助透光部との境界部分の遮光膜及び該遮光膜の下部の透明基板を所定量除去することによって、主透光部の露光光透過量を調整する工程を有することを特徴とするものである。

本発明の修正方法において用いられる修正対象のフォトマスクにおいて、透明基板としては、露光光を高透過率で透過する光学研磨された合成石英、蛍石、フッ化カルシウムなどの基板を用いることができるが、通常、多用されており品質が安定し、短波長の露光光透過率の高い石英基板がより好ましい。

また、本発明において、所定の遮光性を有する遮光膜とは、露光光を実質的に完全に遮光する光学濃度３以上の遮光膜のみならず、露光光を所定の透過率で透過する半透過性の遮光膜をも含むものである。

図６及び図７は、本発明のフォトマスクの欠陥修正方法に係る透明基板１１上の所定の遮光性を有する遮光膜１２をパターニングして透光部と遮光部とを設けたレベンソン型位相シフトマスクの例である。上記の透光部は、露光により転写される主透光部１３と、主透光部１３を透過する露光光に対して所定の位相差を有し露光により転写されない補助透光部１４とを設けている。図６及び図７において、同じ部位を示す場合には、同じ符号を用いている。

図６はコンタクトホールパターンの平面図（図６（ａ））及び図６（ａ）のＧ−Ｇ線における断面図（図６（ｂ）；図６（ｃ））である。図７は、ラインパターンの平面図（図７（ａ））及び図７（ａ）のＨ−Ｈ線における断面図（図Ｆ（ｂ）；図Ｆ（ｃ））である。図６及び図７において、主透光部１３と補助透光部１４とを透過する露光光の位相差が、１８０度になるように透明基板１１の掘り込み深さが設定されており、補助透光部１４は露光時に解像されない線幅を有するパターンである。主透光部１３と補助透光部１４との位相差は、１８０度±３０度程度まで許容される。したがって、本発明において、所定の位相差とは１８０度であることが好ましいが、１８０度±３０度程度の範囲内であれば本発明の効果が得られるため、所定の位相差は上記の範囲内にあればよい。

図１は、本発明のフォトマスクの欠陥修正方法において、上記の図６及び図７に示すレベンソン型位相シフトマスクの主透光部１３に透明基板１１の欠落欠陥１５が生じている場合（図１（ａ））と、その欠落欠陥１５に電子ビームＣＶＤ法によりＳｉＯ₂膜を成膜して修正した後の状態（図１（ｂ））を示す断面模式図である。図１以降図７まで、図面上で同じ部位を示す場合には、同じ符号を用いている。

本発明において、欠落欠陥１５の修正方法は、上記の電子ビームＣＶＤ法によるＳｉＯ₂膜成膜に限定されるわけではなく、他の方法であってもよい。いずれの修正方法を用いる場合においても、欠落欠陥１５を修正後に、主透光部１３が所定の露光光透過率を得られない場合に、本発明を適用するものである。

図２は、本発明のフォトマスクの欠陥修正方法を示す平面図（図２（ａ））および図２（ａ）のＥ−Ｅ線における断面図（図２（ｂ））であり、主透光部の露光光透過量を上げる場合の修正方法を示す。例えば、図１（ｂ）に示すように、欠落欠陥１５に電子ビームＣＶＤ法によりＳｉＯ₂膜を成膜して修正したが、主透光部１３の露光光透過率が低く、所定の露光光透過率を得られない場合の修正方法である。

図２（ａ）は、主透光部１３の露光光透過量を上げるときに、補助透光部１４との境界部分の遮光膜１２及び該遮光膜１２の下部の透明基板１１を、補助透光部１４が主透光部１３から遠ざかるように、補助透光部１４の主透光部１３側の辺と反対側の辺を矢印Ａ及びＢ方向に広げて所定量除去する工程を示す断面模式図である。

図３は、本発明のフォトマスクの欠陥修正方法を示す平面図（図３（ａ））および図３（ａ）のＦ−Ｆ線における断面図（図３（ｂ））であり、主透光部の露光光透過量を下げる場合の修正方法を示す。

図３（ｂ）は、主透光部１３の露光光透過量を下げるときに、補助透光部１４との境界部分の遮光膜１２及び該遮光膜１２の下部の透明基板１１を、補助透光部１４が主透光部１３に近づくように、補助透光部１４の主透光部１３側の辺を矢印Ｃ及びＤ方向に広げて所定量除去する工程を示す断面模式図である。

本発明において、補助透光部１４の線幅が大きくなればウェハ上に転写されることになるので、本発明の欠陥修正方法における所定量除去は、図２及び図３において、除去する遮光膜１２の幅及び該遮光膜１２の下部の透明基板１１の幅が、露光時に補助透光部１４がウェハ上に転写されない範囲内にて行なうものである。

遮光膜１２及び該遮光膜１２の下部の透明基板１１の除去は、原子間力顕微鏡の探針を用いるのが好ましく、フォトマスク用修正装置として市販されている装置を用いることができる。

次に、本発明の欠陥修正方法の実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図４は、主透光部１３に欠落欠陥１５を有する場合のレベンソン型位相シフトマスクにおける本発明の欠陥修正方法の一実施形態を示す工程断面図である。

まず、図４（ａ）に示すように、石英基板などの透明基板１１に欠落欠陥１５を有し修正が必要な洗浄したフォトマスクを準備する。欠落欠陥１５は、フォトマスクをあらかじめ欠陥検査装置で検査し、欠陥の種類と欠落欠陥の検出、その大きさ（深さ）、位置などを測定し、検査データとしておく。欠落欠陥はレジストのピンホールに原因するものが多く、通常、欠落欠陥の形状は円形状が多く、その大きさは数１００ｎｍ、例えば、２００ｎｍ〜３００ｎｍ程度であり、凹部の深さは数１０ｎｍ〜２００ｎｍ程度である。欠陥検査装置としては、従来、広く用いられているフォトマスク用の欠陥検査装置、さらに欠落欠陥の状態を確認する手段として、測長用走査型電子線顕微鏡（ＣＤ−ＳＥＭ）や原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いることができる。

次に、図４（ｂ）に示すように、上記の欠落欠陥１５を有するフォトマスクを電子ビームＣＶＤ装置に導入し、検査データを基にして２次電子像から欠落欠陥１５を識別し、アルコキシシラン系またはシロキサン系の原料ガスをガス供給系１７から供給しながら、電子ビーム１８を欠落欠陥１５に選択的に照射し、電子ビームＣＶＤ膜１６を堆積させて欠落欠陥１５を埋める。修正箇所の電子ビームＣＶＤ膜１６は、欠落欠陥１５を埋めつくし、少なくとも正常な石英基板表面よりも高くなるように堆積する。

原料ガスとしては、修正箇所を十分な強度で修正できる材料として、石英基板などの透明基板１１と同系統のＳｉＯ₂系修正膜を堆積する材料が好ましく、アルコキシシラン系としてテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、テトラメトキシシランなど、シロキサン系としてヘキサメチルジシロキサンなどを挙げることができ、これらの材料は位相効果があり露光光透過率が高いので、より好ましい。

次に、図４（ｃ）に示すように、欠落欠陥１５を埋めて堆積した電子ビームＣＶＤ膜１６の表面を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）の探針１９を用いて削り取り、電子ビームＣＶＤ膜表面の凹凸を５ｎｍ以下にする。電子ビームＣＶＤ膜表面の凹凸を５ｎｍ以下にならすことにより、露光光の散乱による露光光透過率の低下を防止し、正常な透明基板表面とほぼ等しい露光光透過率を保持するものである。

ＡＦＭの探針で削り取った後の電子ビームＣＶＤ膜１６表面の凹凸が５ｎｍを超えると、露光光の散乱が無視できなくなり、露光光透過率が低下し始める。したがって、ＡＦＭの探針で削り取った後の電子ビームＣＶＤ膜１６表面の凹凸を５ｎｍ以下とするのが好ましい。

削り取った後の電子ビームＣＶＤ膜１６表面は、修正箇所の位相効果が正常な透明基板１１表面と同じであれば、必ずしも正常な透明基板１１表面と同一平面にする必要はない。

図４（ｃ）の工程において、主透光部１３の修正には特殊な装置を必要とせず、従来のフォトマスクの製造工程に使用している原子間力顕微鏡の原理を用いた修正装置をそのまま用いることができる。

図４（ｄ）は、ＡＦＭの探針で修正後のフォトマスクである。上記の工程で修正したフォトマスクにおいて、もしも主透光部１３が所定の露光光透過率を得られない場合には、本発明に係る修正方法により、更に補助透光部１４と主透光部１３との距離を調整して露光光の最適光量を得る修正を行なう。

図４（ｅ）は、主透光部１３の露光光透過量が低いので、主透光部１３の露光光透過量を上げる場合の修正方法を示す。補助透光部１４との境界部分の遮光膜１２及び該遮光膜１２の下部の透明基板１１を、補助透光部１４が主透光部１３から遠ざかるように、補助透光部１４の主透光部１３側の辺と反対側の辺を矢印Ａ及びＢ方向に広げて所定量除去して修正する。

除去による修正を行う対象となる補助透光部１４は、所定の透過光量が得られない主透光部１３の周囲にある補助透光部１４の１個〜すべて（通常は４個）の範囲の中のいずれかで、設定した透過光量の最適値に応じて適宜選択することができる。

最後にフォトマスクを洗浄して、図４（ｆ）に示すように、本発明のフォトマスク修正工程は終了する。
（第２の実施形態）
図５は、補助透光部１４に余剰欠陥４５を有する場合のレベンソン型位相シフトマスクにおける本発明の欠陥修正方法の一実施形態を示す工程断面図である。余剰欠陥は、本来存在してはならない場所にある欠陥で、レジストパターンに起因して生じる透明基板の加工残り欠陥などが挙げられる。

まず、図５（ａ）に示すように、補助透光部１４に透明基板１１の余剰欠陥４５を有し修正が必要な洗浄したフォトマスクを準備する。

次に、図５（ｂ）に示すように、余剰欠陥４５を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）の探針１９を用いて削り取って除去する。このとき、削り取った表面の凹凸の高低差を小さくするようにならすのが好ましい。ＡＦＭの探針を用いた装置としては、上記のように原子間力顕微鏡の原理を用いた市販の修正装置をそのまま用いることができる。

図５（ｃ）は、ＡＦＭの探針で余剰欠陥を修正後のフォトマスクである。上記の工程で修正したフォトマスクにおいて、もしも主透光部１３が所定の露光光透過率を得られない場合には、本発明に係る修正方法により、更に補助透光部１４と主透光部１３との距離を調整して露光光の最適光量を得る。

図５（ｄ）は、主透光部１３の露光光透過量が高いので、主透光部１３の露光光透過量を下げる場合の修正方法を示す。補助透光部１４との境界部分の遮光膜１２及び該遮光膜１２の下部の透明基板１１を、補助透光部１４が主透光部１３に近づくように、補助透光部１４の主透光部１３側の辺を矢印Ｃ及びＤ方向に広げて所定量除去して修正する。

最後にフォトマスクを洗浄して、図５（ｅ）に示すように、本発明のフォトマスク修正工程は終了する。

上記のように、本発明のフォトマスクの修正方法は、透光部の深さを調整して位相を合わせるだけでは、十分な位相効果や最適な透過光量が得られない修正方法に対して、更に補助透光部と主透光部との距離を調整して露光光の最適光量を得る修正方法である。

上記の距離の調整においては、補助透光部との境界部分の遮光膜及び該遮光膜の下部の透明基板を所定量除去するものであり、主透光部との境界部分の遮光膜及び該遮光膜の下部の透明基板は除去修正しない。その結果、本発明の修正方法は、転写されるフォトマスクの主透光部のパターン形状を高精度に維持することができるという効果を有する。

次に、実施例により更に詳しく説明する。

（実施例１）
光学研磨した６インチ角、０．２５インチ厚の透明な石英基板を洗浄し、スパッタリング法によりクロム膜を５０ｎｍの厚さに成膜した。次に、クロム膜上に第１の電子線レジストを塗布し、電子線描画し、現像して、周囲４箇所に補助パターンを有するコンタクトホールパターンを設けた第１のレジストパターンを形成した。

次に、第１のレジストパターンをマスクとして、クロム膜を塩素と酸素の混合ガスでドライエッチングした後、第１のレジストパターンを剥離し、クロム膜の補助パターンを有するコンタクトホールパターンを形成した。

次に、上記のコンタクトホールパターン上に第２の電子線レジストを塗布し、電子線描画し、現像して、補助パターンの石英基板が露出している第２のレジストパターンを形成した。

次に、第２のレジストパターンをマスクとして、露出している石英基板をフッ素ガスでドライエッチングし、１８０度位相差分だけ掘り込んで掘り込み部（凹部）とした後、第２のレジストパターンを剥離し、クロム膜から石英基板が露出している主透光部と、石英基板を掘り込んだ補助透光部が形成されたコンタクトホールパターンを有するレベンソン型位相シフトマスクを形成した。補助透光部は露光時に解像されない線幅を有するパターンである。

上記の作製した位相シフトマスクを欠陥検査装置で検査したところ、主透光部の石英基板上に欠落欠陥が検出された。欠落欠陥は、大きさが直径約２００ｎｍのほぼ円形状で、凹部の深さは８０ｎｍであり、欠落欠陥の位置を測定し、検査データとした。

次に、上記の位相シフトマスクを洗浄した後、走査型電子顕微鏡機能を備えた電子ビームマスク修正装置内に設置し、上記の欠陥検査装置の検査データを基にして２次電子像から欠落欠陥を識別し、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）の原料ガスを供給系から供給しながら、加速電圧１ｋＶで電子ビームを欠落欠陥部に選択的に照射し、ＳｉＯ₂の電子ビームＣＶＤ膜を堆積させて欠落欠陥部を埋めた。

次に、上記の位相シフトマスクを修正装置に設置し、原子間力顕微鏡の機能を使用して上記の欠落欠陥の修正箇所を確認しながら、欠落欠陥を埋めて堆積した電子ビームＣＶＤ膜の表面を、探針を用いて削り取り、電子ビームＣＶＤ膜表面の凹凸の高低差を低減させてならした。最後に位相シフトマスクを洗浄して、欠落欠陥の修正工程を終了した。

次に、表面の凹凸をならして修正した後の位相シフトマスクのコンタクトホールの露光光透過率を測定したところ、欠落欠陥を修正した後の主透光部の露光光透過率は、正常部のコンタクトホールの８０％までしか得られなかった。

次に、補助透光部との境界部分の遮光膜及び該遮光膜の下部の石英基板を、補助透光部が主透光部から遠ざかるように、補助透光部の主透光部側の辺と反対側の辺を上記の修正装置の探針を用いて削り取って広げて、所定量を除去して修正した。

最後にフォトマスクを洗浄し、修正した補助透光部を有するコンタクトホールの主透光部の露光光透過率が正常部とほぼ等しく、位相効果を有する高品質なレベンソン型位相シフトマスクが得られた。
（実施例２）
実施例１と同様にして、石英基板上のクロム膜から石英基板が露出している主透光部と、その周囲に石英基板を掘り込んだ４箇所の補助透光部が形成されたコンタクトホールパターンを有するレベンソン型位相シフトマスクを形成した。補助透光部は露光時に解像されない線幅を有するパターンである。

上記の作製した位相シフトマスクを欠陥検査装置で検査したところ、石英基板を掘り込んで形成した補助透光部の１つの底部に、石英よりなる不定形の余剰欠陥が検出された。余剰欠陥の位置を測定し、検査データとした。

次に、上記の位相シフトマスクを洗浄した後、修正装置に設置し、原子間力顕微鏡の機能を使用して上記の余剰欠陥を確認しながら、修正装置の探針を用いて削り取り、最後に位相シフトマスクを洗浄して、余剰欠陥の修正工程を終了した。

次に、修正した後の位相シフトマスクのコンタクトホールの露光光透過率を測定したところ、余剰欠陥を修正した後の主透光部の露光光透過率は、正常部のコンタクトホールよりも１０％高い値を示した。

次に、補助透光部との境界部分の遮光膜及び該遮光膜の下部の石英基板を、補助透光部が主透光部に近づくように、補助透光部の主透光部側の辺を上記の修正装置の探針を用いて削り取って広げて、所定量を除去して修正した。

最後にフォトマスクを洗浄し、修正した補助透光部を有するコンタクトホールの主透光部の露光光透過率が正常部とほぼ等しく、位相効果を有する高品質なレベンソン型位相シフトマスクが得られた。

１１ 透明基板
１２ 遮光膜
１３ 主透光部
１４ 補助透光部
１５ 欠落欠陥
１６ 電子ビームＣＶＤ膜
１７ ガス供給系
１８ 電子ビーム
１９ 原子間力顕微鏡の探針
４５ 余剰欠陥
８１ 掘り込みのあるガラス（石英）基板
８２ 遮光膜
８３ 凹型位相欠陥
８４ 電子ビーム
８５ テトラメトキシシラン供給系
８６ 位相効果のある電子ビームＣＶＤ膜
９１ 透明基板
９１ａ 欠落欠陥
９２ 遮光膜
９３ 遮光膜パターン
９４ 主開口部
９５ 補助開口部

Claims (8)

1. 透明基板上の所定の遮光性を有する遮光膜をパターニングして透光部と遮光部とを設けたフォトマスクの欠陥修正方法であって、
   前記フォトマスクは、前記透光部が、露光により転写される主透光部と、前記主透光部を透過する露光光に対して所定の位相差を有し露光により転写されない補助透光部と、を設けたレベンソン型位相シフトマスクであり、
   前記透光部に欠陥が生じている場合に、前記欠陥を修正後、前記補助透光部に隣接する遮光部の、前記補助透光部との境界部分の遮光膜及び該遮光膜の下部の透明基板を所定量除去することによって、前記主透光部の露光光透過量を調整する工程を有することを特徴とするフォトマスクの欠陥修正方法。
2. 前記主透光部の露光光透過量を調整する工程において、
   前記主透光部の露光光透過量を上げるときには、前記補助透光部との境界部分の遮光膜及び該遮光膜の下部の透明基板を、前記補助透光部の前記主透光部側の辺と反対側の辺が前記主透光部から遠ざかるように広げて所定量除去し、
   前記主透光部の露光光透過量を下げるときには、前記補助透光部との境界部分の遮光膜及び該遮光膜の下部の透明基板を、前記補助透光部の前記主透光部側の辺が前記主透光部に近づくように広げて所定量除去することを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクの欠陥修正方法。
3. 原子間力顕微鏡の探針を用いて、前記補助透光部との境界部分の前記遮光膜及び該遮光膜の下部の透明基板を所定量除去することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフォトマスクの欠陥修正方法。
4. 前記欠陥は、前記主透光部の前記透明基板の欠陥であることを特徴とする請求項１から請求項３までのうちのいずれか１項に記載のフォトマスクの欠陥修正方法。
5. 前記欠陥は、前記補助透光部の前記透明基板の余剰欠陥であることを特徴とする請求項１から請求項３までのうちのいずれか１項に記載のフォトマスクの欠陥修正方法。
6. 前記補助透光部は、前記フォトマスクの露光時に解像されない線幅を有するものであることを特徴とする請求項１から請求項５までのうちのいずれか１項に記載のフォトマスクの欠陥修正方法。
7. 請求項４に記載のフォトマスクの欠陥修正方法において、
   前記欠落欠陥に電子ビームＣＶＤ膜を堆積して前記欠落欠陥を埋める工程と、
   前記堆積した電子ビームＣＶＤ膜を原子間力顕微鏡の探針を用いて削り、前記ＣＶＤ膜表面の凹凸を５ｎｍ以下にする工程と、
   を有することを特徴とするフォトマスクの欠陥修正方法。
8. 透明基板上の所定の遮光性を有する遮光膜をパターニングして透光部と遮光部とを設けたフォトマスクの製造方法であって、
   請求項１から請求項７までのうちのいずれか１項に記載のフォトマスクの欠陥修正方法を含むことを特徴とするフォトマスクの製造方法。

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