JP7461220B2 - フォトマスクの修正方法 - Google Patents
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Description
本発明は、位相シフトパターンを備えたフォトマスクの欠陥を修正するフォトマスクの修正方法に関する。
従来より、フラットパネルディスプレイ装置等の製造過程のリソグラフィー工程においては、透過性基板上に半透過性の位相シフト膜からなるパターンが形成された位相シフトマスクが用いられることがある。フォトマスクの製造工程において、偶発的に発生した欠陥等を修正する工程が設けられる。
特許文献１には、位相シフト膜に生じた欠陥を修正するためには、位相シフト膜と同一の光学特性をもつ修正膜を用いることが望ましいものの、透過率と位相シフト特性とを両立する修正膜を提供することは困難であるため、フォトマスクの位相シフトパターン側に制約を課し、特定の条件を満足するパターンにのみ適用が可能な修正方法が開示されている。
特許文献２は、位相シフト膜の白欠陥を遮光膜により修正することを可能にする技術が開示されているものの、適用可能なパターンに制限がある。
このように、フォトマスクの位相シフト膜と修正膜との光学特性に違いがあるため、白欠陥を修正することは容易ではない。その一方で、位相シフトフォトマスクは様々な製品の製造に使用されおり、また精細なパターンを有する位相シフトフォトマスクに対して、ますます欠陥修正技術に対する要望が厳しくなってきている。
特許文献２は、位相シフト膜の白欠陥を遮光膜により修正することを可能にする技術が開示されているものの、適用可能なパターンに制限がある。
このように、フォトマスクの位相シフト膜と修正膜との光学特性に違いがあるため、白欠陥を修正することは容易ではない。その一方で、位相シフトフォトマスクは様々な製品の製造に使用されおり、また精細なパターンを有する位相シフトフォトマスクに対して、ますます欠陥修正技術に対する要望が厳しくなってきている。
本発明は、フォトマスクの位相シフト膜の白欠陥を良好に修正する方法を提供することを課題とする。
本発明に係るフォトマスクの修正方法は、
位相シフト膜からなる位相シフトパターンを備えたフォトマスクの修正方法であって、
修正膜の透過率及び位相シフト量の膜厚依存性を取得するステップＳ１と、
前記修正膜からなるパターンにより転写されるフォトレジストの形状を前記位相シフトパターンにより転写されるフォトレジストの形状に一致させるため、前記修正膜からなるパターンの修正量の前記修正膜の膜厚依存性を求めるステップＳ２と、
前記フォトマスクの欠陥検査を実行し、前記位相シフトパターンに白欠陥が検出された場合、検出された前記各白欠陥の位置を特定するステップＳ３と、
前記白欠陥毎に前記修正膜の膜厚及び前記修正膜からなるパターンの前記修正量を確定するステップＳ４と、
前記各白欠陥を含む領域に修正膜を形成するステップＳ５とを
含むことを特徴とする。
位相シフト膜からなる位相シフトパターンを備えたフォトマスクの修正方法であって、
修正膜の透過率及び位相シフト量の膜厚依存性を取得するステップＳ１と、
前記修正膜からなるパターンにより転写されるフォトレジストの形状を前記位相シフトパターンにより転写されるフォトレジストの形状に一致させるため、前記修正膜からなるパターンの修正量の前記修正膜の膜厚依存性を求めるステップＳ２と、
前記フォトマスクの欠陥検査を実行し、前記位相シフトパターンに白欠陥が検出された場合、検出された前記各白欠陥の位置を特定するステップＳ３と、
前記白欠陥毎に前記修正膜の膜厚及び前記修正膜からなるパターンの前記修正量を確定するステップＳ４と、
前記各白欠陥を含む領域に修正膜を形成するステップＳ５とを
含むことを特徴とする。
また、本発明に係るフォトマスクの修正方法は、
前記修正膜の透過率及び位相シフト量が前記位相シフト膜の透過率及び位相シフト量と略同一であることを特徴とする。
前記修正膜の透過率及び位相シフト量が前記位相シフト膜の透過率及び位相シフト量と略同一であることを特徴とする。
このようなフォトマスクの修正方法とすることで、様々な位相シフト膜のパターンに対しても修正を可能とするフォトマスクの修正方法を提供することができる。ここで、「光学特性が略同一」とは、白欠陥が修正された状態のフォトマスクで正しく露光できる程度に光学特性（特に、透過率及び位相シフト量）が周囲の位相シフトパターンと近似していることを意味する。
また、本発明に係るフォトマスクの修正方法は、
前記ステップＳ５において、ＦＩＢ装置により、金属イオンを用いて、修正膜を形成することを特徴とする。
前記ステップＳ５において、ＦＩＢ装置により、金属イオンを用いて、修正膜を形成することを特徴とする。
このようなフォトマスクの修正方法とすることにより、欠陥が発生した箇所に適した修正が可能となる。
また、本発明に係るフォトマスクの修正方法は、
前記修正膜がダイヤモンドライクカーボンからなることを特徴とする。
前記修正膜がダイヤモンドライクカーボンからなることを特徴とする。
また、本発明に係るフォトマスクの修正方法は、
前記位相シフト膜が酸化クロムからなることを特徴とする。
前記位相シフト膜が酸化クロムからなることを特徴とする。
このようなフォトマスクの修正方法とすることにより、例えばフラットパネルディスプレイ装置の製造等において、一般的に使用されている位相シフト膜に適した光学特性を有する修正膜を用いることができる。
本発明によれば、フォトマスクの位相シフト膜の白欠陥を良好に修正する方法を提供することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は、いずれも本発明の要旨の認定において限定的な解釈を与えるものではない。また、同一又は同種の部材については同じ参照符号を付して、説明を省略することがある。
図１は、フォトマスク１００上のラインアンドスペース（Ｌ／Ｓ）パターンに白欠陥（欠落欠陥）が発生した状況を模式的に示す。図１（ａ）はフォトマスク１００の平面図、図１（ｂ）はＡ－Ａ’断面、（ｃ）はＢ－Ｂ’断面である。
図１に示すように、フォトマスク１００は、合成石英ガラス等の透過性基板１上に、位相シフト膜２からなるパターンが直接形成されている。
図１に示すように、フォトマスク１００は、合成石英ガラス等の透過性基板１上に、位相シフト膜２からなるパターンが直接形成されている。
ここで、透過性基板１は、フォトマスク１００を用いたリソグラフィー工程において使用される露光光に含まれる代表波長に対して９０～１００％（９０％≦透過率≦１００％）の透過率を有する。
なお、露光光として、例えばｉ線、ｈ線、ｇ線やこれらの混合が使用されるが、さらにｉ線より短波長の露光光も使用可能である。
なお、露光光として、例えばｉ線、ｈ線、ｇ線やこれらの混合が使用されるが、さらにｉ線より短波長の露光光も使用可能である。
位相シフト膜２は、露光光の位相を反転する半透過膜が使用される。一般的には、（例えばフラットパネルディスプレイ装置の製造等において）位相シフト膜２の透過率は略５％（３％≦透過率≦９％）、露光光に対する位相シフト量は略１８０度（１４０度≦位相シフト≦２４０度）が使用されている。
位相シフト膜２の材料は、例えばＣｒ等の金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物が使用され、典型的には酸化クロムが使用されている。
位相シフト膜２の材料は、例えばＣｒ等の金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物が使用され、典型的には酸化クロムが使用されている。
図１（ａ）に示すように、位相シフト膜２の一部において白欠陥３が発生している。例えば、図１（ｃ）に示すように、白欠陥３においては位相シフト膜２の一部が欠落し、消失している。なお、正常な位相シフト膜２の膜厚より薄い膜厚の位相シフト膜が残存している場合や、部分的に位相シフト膜２が残存している場合も、白欠陥に分類される。
図２（ａ）は、白欠陥３を修正したフォトマスク１００の平面図である。図２（ｂ）はＡ－Ａ’断面、（ｃ）はＢ－Ｂ’断面である。ここで、図２（ｃ）は、フォトマスク１００の位相シフト膜２のパターン（以下、位相シフトパターンと称することがある。）における白欠陥３の修正工程を示している。
図２（ａ）～図２（ｃ）に示すように、ＦＩＢ装置を用い、Ｇａイオン等の金属イオン４を材料ガス５の雰囲気中でフォトマスク１００の白欠陥３が発生した領域に照射し、修正膜６を局所的に形成する。イオンビームを走査することで、所望の形状の領域に修正膜６を形成することができる。
例えば、材料ガス５としてアセチレン、フェナントレン、ベンゼンなど炭化水素ガスをフォトマスク１００上に供給し、金属イオンから供給されるエネルギーを用い化学反応により、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）からなる修正膜６を形成することができる。
図２（ａ）～図２（ｃ）に示すように、ＦＩＢ装置を用い、Ｇａイオン等の金属イオン４を材料ガス５の雰囲気中でフォトマスク１００の白欠陥３が発生した領域に照射し、修正膜６を局所的に形成する。イオンビームを走査することで、所望の形状の領域に修正膜６を形成することができる。
例えば、材料ガス５としてアセチレン、フェナントレン、ベンゼンなど炭化水素ガスをフォトマスク１００上に供給し、金属イオンから供給されるエネルギーを用い化学反応により、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）からなる修正膜６を形成することができる。
図３は、露光光に対する修正膜６の透過率及び位相シフト量の膜厚依存性を示す。ＦＩＢ（収束イオンビーム）装置を用いて、修正膜６としてＤＬＣを形成した。
図３において、点線は酸化クロム膜からなる位相シフト膜２の透過率及び位相シフト量を示し、位相シフト量は１８０度であり透過率は５％である。
図３から明らかなように、ＤＬＣの膜厚が増加するに従い位相シフト量は増大するが、透過率は減少する。しかし、位相シフト量が１８０度、透過率が５％の条件を満たすＤＬＣ膜の膜厚条件は存在しない。例えば、ＤＬＣ膜の膜厚が１００～２００［ｎｍ］場合、ＤＬＣ膜の位相シフト量は、位相シフト膜２の位相シフト量とほぼ同じであるが、その透過率は、位相シフト膜２の透過率より小さい。
光学特性が位相シフト膜２と完全に一致する修正膜６は得られない。しかし、後述するように、位相シフト膜２の光学特性に近い、略同一の光学特性（特に、位相シフト量および透過率）を有する修正膜６を白欠陥の修正に使用することができる。具体的には、例えば、位相シフト量が１４０度から２４０度（略１８０度）、透過率が３％から９％（略５％）の範囲の光学特性を有する修正膜６を好適に使用できる。
図３から明らかなように、ＤＬＣの膜厚が増加するに従い位相シフト量は増大するが、透過率は減少する。しかし、位相シフト量が１８０度、透過率が５％の条件を満たすＤＬＣ膜の膜厚条件は存在しない。例えば、ＤＬＣ膜の膜厚が１００～２００［ｎｍ］場合、ＤＬＣ膜の位相シフト量は、位相シフト膜２の位相シフト量とほぼ同じであるが、その透過率は、位相シフト膜２の透過率より小さい。
光学特性が位相シフト膜２と完全に一致する修正膜６は得られない。しかし、後述するように、位相シフト膜２の光学特性に近い、略同一の光学特性（特に、位相シフト量および透過率）を有する修正膜６を白欠陥の修正に使用することができる。具体的には、例えば、位相シフト量が１４０度から２４０度（略１８０度）、透過率が３％から９％（略５％）の範囲の光学特性を有する修正膜６を好適に使用できる。
なお、金属酸化物等の金属化合物で修正膜６を構成することも可能であるが、金属と酸素等の原材料ガスの分圧制御等による組成制御が必要となる。しかし、組成制御の点においてＤＬＣの方が単純であり膜形成が容易なため、より好適であると言える。ＤＬＣ膜は、単一の材料ガスを用いた成膜が可能であり、材料ガス起因の水素を含有するものの、主元素は炭素であり、成膜制御が容易であり、光学特性の制御が容易である。さらに、図３に示すように、一般的に使用される位相シフト膜２の光学特性に合わせて、その光学特性と略同一の光学特性を有する修正膜６を得ることができる。
図４（ａ）は、修正膜６からなるパターン（以下、修正パターンと称することがある。）を転写したフォトレジスト膜のパターンの寸法と位相シフト膜２からなるパターン（位相シフトパターン）を転写したフォトレジスト膜のパターンの寸法との差である寸法シフト量（寸法変化量）と、修正膜６のパターンの寸法との関係を示すグラフであり、図４（ｂ）はフォトマスク１００の平面図、図４（ｃ）は、フォトマスク１００と、製品の基板等の対象物Ｔに形成されたフォトレジスト７の断面を示す。
図４（ａ）は、位相シフト膜２のパターンのライン幅が２．０［μｍ］である例を示し、位相シフト膜２は酸化クロム膜を用い、修正膜６はＤＬＣ膜を用いている。白欠陥３が発生した箇所の位相シフトパターン（白欠陥を含む位相シフトパターン）と、その白欠陥３を修正する修正パターンにより転写されたフォトレジストの寸法（線幅）は、光学シミュレーションにより算出している。
図４（ａ）は、約１００ｎｍ～３００ｎｍの間で膜厚の異なる３種類（膜厚小（１１０～１４０［ｎｍ］）、膜厚中（１４０～１８０［ｎｍ］）、膜厚大（２００～３００［ｎｍ］））の修正膜６について、線幅と寸法シフト量との関係を例示する。図４（ａ）におけるＬ／Ｓ（ラインアンドスペース）の幅は、Ｌ／Ｓ＝２．０μｍ／２．０μｍである。
図４（ａ）は、約１００ｎｍ～３００ｎｍの間で膜厚の異なる３種類（膜厚小（１１０～１４０［ｎｍ］）、膜厚中（１４０～１８０［ｎｍ］）、膜厚大（２００～３００［ｎｍ］））の修正膜６について、線幅と寸法シフト量との関係を例示する。図４（ａ）におけるＬ／Ｓ（ラインアンドスペース）の幅は、Ｌ／Ｓ＝２．０μｍ／２．０μｍである。
図４（ａ）の横軸は、フォトマスク１００の透過性基板１上に形成された修正膜６のラインパターンの線幅（Ｌ６）と、基準である位相シフト膜２のラインパターンの線幅（Ｌ２）との差分（α＝Ｌ６－Ｌ２）である（図４（ｂ）、（ｃ）参照）。
例えば、差分が０である場合、位相シフト膜２のラインパターンの線幅と修正膜６のラインパターンの線幅とが同じであることを示す。差分（Ｌ６－Ｌ２）は、位相シフト膜２のパターンに対する修正膜６のパターンの「修正量」（修正幅）に相当する。
例えば、差分が０である場合、位相シフト膜２のラインパターンの線幅と修正膜６のラインパターンの線幅とが同じであることを示す。差分（Ｌ６－Ｌ２）は、位相シフト膜２のパターンに対する修正膜６のパターンの「修正量」（修正幅）に相当する。
図４（ａ）の縦軸は、対象物Ｔ上に塗布されたフォトレジスト膜７に対して、フォトマスク１００を用いて転写されたフォトレジストのパターンの寸法シフト量であり、修正膜６のパターンにより転写されたフォトレジストパターン７６の線幅（Ｌ７６）と位相シフト膜２のパターンにより転写されたフォトレジストパターン７２（Ｌ７２）の線幅との差分（Ｌ７６－Ｌ７２）により定義される。
図４に示すように、修正量が０の場合、いずれの膜厚の修正膜６の寸法シフト量は０ではない。即ち、フォトマスク１００上での位相シフト膜２のパターンの幅（Ｌ２）と修正膜６のパターンの幅（Ｌ６）が同じでも、位相シフト膜２のパターンにより転写されたフォトレジスト膜のパターン７２の幅（Ｌ７２）と、修正膜６のパターンにより転写されたフォトレジスト膜のパターン７６の幅（Ｌ７６）は、必ずしも一致しない。これは、位相シフト膜２の光学特性と修正膜６の光学特性が完全に一致しないためである。
図４（ａ）に示す修正量と寸法シフト量との関係を用いて、パターン７２の幅とパターン７６の幅との差分を０にするよう、修正膜６のパターンの修正量を求めることができる。
すなわち、フォトマスク１００上において位相シフト膜２の形状（線幅）と修正膜６の形状（線幅）を一致させるのではなく、対象物Ｔで位相シフト膜２のパターンで露光（転写）したフォトレジストの形状（線幅）と修正膜６のパターンで露光（転写）したフォトレジストの形状（線幅）を一致させるように、修正膜６の修正量を決定する。
すなわち、フォトマスク１００上において位相シフト膜２の形状（線幅）と修正膜６の形状（線幅）を一致させるのではなく、対象物Ｔで位相シフト膜２のパターンで露光（転写）したフォトレジストの形状（線幅）と修正膜６のパターンで露光（転写）したフォトレジストの形状（線幅）を一致させるように、修正膜６の修正量を決定する。
例えば、図４（ａ）に示すように、修正量が０に対する寸法シフト量が０に近い修正膜６の膜厚は、膜厚小と膜厚中であることが分かる。
光学シミュレーションの結果から、フォトマスク１００により転写されたパターンの寸法シフト量を０にすることができる修正量は、膜厚小の修正膜６の場合＋６０［ｎｍ］であり、膜厚中の修正膜６の場合－２５［ｎｍ］である。修正量の絶対値が小さい、膜厚中の修正膜６の方が、より好適であることが分かる。
修正量の絶対値が小さい修正膜６の膜厚を選択することが好適である。
また、転写されたフォトレジストの側壁の形状を確認すると、膜厚中の修正膜６の場合には、急峻な側壁形状が得られるのに対し、他の膜厚では側壁がテーパー形状となることが確認されている。
光学シミュレーションの結果から、フォトマスク１００により転写されたパターンの寸法シフト量を０にすることができる修正量は、膜厚小の修正膜６の場合＋６０［ｎｍ］であり、膜厚中の修正膜６の場合－２５［ｎｍ］である。修正量の絶対値が小さい、膜厚中の修正膜６の方が、より好適であることが分かる。
修正量の絶対値が小さい修正膜６の膜厚を選択することが好適である。
また、転写されたフォトレジストの側壁の形状を確認すると、膜厚中の修正膜６の場合には、急峻な側壁形状が得られるのに対し、他の膜厚では側壁がテーパー形状となることが確認されている。
また、膜厚中の修正膜６の場合、修正量に対して単調に寸法シフト量が増加し、ほぼ直線的に変化することが分かる。膜厚中の修正膜６の場合、修正量に対する寸法シフト量の変化が単調であるため、単調に変化する範囲での修正膜６の線幅の調整が容易になることが理解でき、フォトマスク１００の製造上の安定性からも、膜厚中の修正膜６が好適である。
このように位相シフト膜２の光学特性に合わせて、それと近似の光学特性の修正膜６を用い、フォトレジストの形状の寸法シフトを抑制することを可能にする修正量を、光学シミュレーションにより得ることができる。得られた修正量に基づいて決定された修正膜６のパターンを、フォトマスク１００の白欠陥３を有する位相シフトパターン部分に適用することで、転写されたフォトレジスト膜のパターン７２の幅とパターン７６の幅とを一致させることができ、良好な転写性能を実現できる。
なお、ラインパターンだけでなく、ホールパターンについても適用可能であり、ピンホール欠陥についても適用が可能である。
修正膜６の膜厚に依存した光学特性の情報を基に、各パターンの形状を反映した光学シミュレーションを行い、転写されたフォトレジストパターンの形状を求め、最適な修正膜６の膜厚を決定すればよい。
例えば、ピンホール欠陥に対して、最適なＤＬＣ膜の膜厚は、光学シミュレーションにより１１０～１４０［ｎｍ］であることが確認され、位相シフト膜２のパターンに依存して、修正膜６の膜厚が異なることが確認された。
修正膜６の膜厚に依存した光学特性の情報を基に、各パターンの形状を反映した光学シミュレーションを行い、転写されたフォトレジストパターンの形状を求め、最適な修正膜６の膜厚を決定すればよい。
例えば、ピンホール欠陥に対して、最適なＤＬＣ膜の膜厚は、光学シミュレーションにより１１０～１４０［ｎｍ］であることが確認され、位相シフト膜２のパターンに依存して、修正膜６の膜厚が異なることが確認された。
いずれの場合も、光学シミュレーションにより、位相シフトパターンに合わせて修正膜６の光学特性、すなわち修正膜６の膜厚及び修正量を決定すればよい。例えば、位相シフト膜２のラインパターンの線幅に依存して、修正膜６の修正量を算出することができる。
ＦＩＢ装置を用いるため、同一のフォトマスク１００上において、パターンに合わせて異なる修正量の修正膜６を形成することが可能であり、さらに異なる膜厚の修正膜６を形成することも可能である。従って、白欠陥が発生した位相シフト膜２からなるパターンの形状に応じて、修正膜６の修正量が異なる場合でも、各白欠陥に対応して、最適な条件で白欠陥の修正が可能となる。
なお、例えば修正膜６のラインパターンの修正量が、位相シフト膜２のラインパターンの線幅に依存しない場合、又はフォトレジスト膜の寸法シフト量が許容範囲内に収まるならば、修正量を一律な値又は特定のパターンの範囲で修正量を一律な値とすることも可能である。
ＦＩＢ装置を用いるため、同一のフォトマスク１００上において、パターンに合わせて異なる修正量の修正膜６を形成することが可能であり、さらに異なる膜厚の修正膜６を形成することも可能である。従って、白欠陥が発生した位相シフト膜２からなるパターンの形状に応じて、修正膜６の修正量が異なる場合でも、各白欠陥に対応して、最適な条件で白欠陥の修正が可能となる。
なお、例えば修正膜６のラインパターンの修正量が、位相シフト膜２のラインパターンの線幅に依存しない場合、又はフォトレジスト膜の寸法シフト量が許容範囲内に収まるならば、修正量を一律な値又は特定のパターンの範囲で修正量を一律な値とすることも可能である。
このように、透過率と位相シフト量について、修正膜６と位相シフト膜２とを同じ値に設定することが困難であるが、修正量と寸法シフト量との関係を取得しておくことで、様々な位相シフトパターンに応じて、修正膜６のパターンにより転写されたフォトレジスト膜のパターン幅を位相シフト膜２のパターンにより転写されたフォトレジスト膜のパターン幅に合わせるための修正膜６のパターン幅を決定することができる。
なお、白欠陥部分に対して、位相シフト膜２の一部が不完全に残存している場合もある。
この場合、エッチング、又はザッピング処理により、位相シフト膜２の一部を除去した後に、修正膜６を形成してもよい。例えば、ＦＩＢ装置において、イオンにより残存する位相シフト膜２を除去すればよい。また、白欠陥を含む矩形状の領域をイオンビームによりエッチングし、位相シフト膜２を除去してもよい。修正膜６を形成する領域を確定し、シミュレーション結果を正確に反映することが可能となる。
なお、イオンビームによるエッチング処理は、、ＦＩＢ装置により真空中でイオンビームを残存する位相シフト膜２に照射することで、物理的にスパッタリング効果により除去する処理である。
この場合、エッチング、又はザッピング処理により、位相シフト膜２の一部を除去した後に、修正膜６を形成してもよい。例えば、ＦＩＢ装置において、イオンにより残存する位相シフト膜２を除去すればよい。また、白欠陥を含む矩形状の領域をイオンビームによりエッチングし、位相シフト膜２を除去してもよい。修正膜６を形成する領域を確定し、シミュレーション結果を正確に反映することが可能となる。
なお、イオンビームによるエッチング処理は、、ＦＩＢ装置により真空中でイオンビームを残存する位相シフト膜２に照射することで、物理的にスパッタリング効果により除去する処理である。
図５は、エッチング処理の工程を示すフォトマスク１００の平面図である。
図５（ａ）はエッチング処理前のフォトマスク１００の白欠陥３の発生状況を示す。
中央の位相シフト膜２のパターンＬｍに白欠陥３が発生しており、パターンＬｍの一部が欠けているが、完全には断線していない。
図５（ｂ）は、エッチング処理後のフォトマスク１００の平面図であり、白欠陥３を含む矩形状の領域（修正領域８）の位相シフト膜２を除去している。この修正領域８は、シミュレーション結果を反映した修正膜６の形成を容易にするために設けられた領域である。
なお、ＦＩＢによるエッチング処理により黒欠陥（不要な膜、異物等の残留物）を除去してもよいことは言うまでもない。
図５（ａ）はエッチング処理前のフォトマスク１００の白欠陥３の発生状況を示す。
中央の位相シフト膜２のパターンＬｍに白欠陥３が発生しており、パターンＬｍの一部が欠けているが、完全には断線していない。
図５（ｂ）は、エッチング処理後のフォトマスク１００の平面図であり、白欠陥３を含む矩形状の領域（修正領域８）の位相シフト膜２を除去している。この修正領域８は、シミュレーション結果を反映した修正膜６の形成を容易にするために設けられた領域である。
なお、ＦＩＢによるエッチング処理により黒欠陥（不要な膜、異物等の残留物）を除去してもよいことは言うまでもない。
なお、修正膜６の形成方法として、Ｇａイオンを用いたＦＩＢ法により形成することで、透過率の調整も可能となる。
Ｇａイオンにより修正膜６を形成することにより、Ｇａを修正膜６中に含有させることができる。Ｇａの含有により、透過率を低減することができる。また、修正膜６を形成する前に、透過性基板１の表面の白欠陥３の領域にＧａを注入することで、透過性基板１の透過率を低減する処理を施してもよい。
このように、修正膜６自体の透過率、及び透過性基板１の透過率の一方又は両方の調整が可能である。
Ｇａイオンにより修正膜６を形成することにより、Ｇａを修正膜６中に含有させることができる。Ｇａの含有により、透過率を低減することができる。また、修正膜６を形成する前に、透過性基板１の表面の白欠陥３の領域にＧａを注入することで、透過性基板１の透過率を低減する処理を施してもよい。
このように、修正膜６自体の透過率、及び透過性基板１の透過率の一方又は両方の調整が可能である。
以下、フォトマスク１００の白欠陥修正手順について説明する。
ステップ０
フォトマスク１００の製造過程は、フォトマスク１００上の位相シフト膜２のパターンを描画する工程を有するため、位相シフト膜２のパターンについての情報（パターン配置、ライン幅やホール径等のパターンサイズ）のデータ（以下、マスク仕様データと称する。）が存在する。そのマスク仕様データを記憶装置に保存しておく。
さらに、マスク仕様データは、例えばデータの冒頭部分に、フォトマスク１００で使用される位相シフト膜２の光学特性（透過率、位相シフト量）を含ませる。
フォトマスク１００の製造過程は、フォトマスク１００上の位相シフト膜２のパターンを描画する工程を有するため、位相シフト膜２のパターンについての情報（パターン配置、ライン幅やホール径等のパターンサイズ）のデータ（以下、マスク仕様データと称する。）が存在する。そのマスク仕様データを記憶装置に保存しておく。
さらに、マスク仕様データは、例えばデータの冒頭部分に、フォトマスク１００で使用される位相シフト膜２の光学特性（透過率、位相シフト量）を含ませる。
ステップ１
修正膜６の光学特性の膜厚依存性を取得し、修正膜６の情報をデータ（以下、光学特性データと称する。）として記憶装置に保存する。
すなわち、上記のように修正膜６に対して、フォトマスク１００を用いてパターンを転写するために使用する露光光に対する透過率と位相シフト量について、修正膜６の膜厚依存性（図３参照）を取得する。
光学特性データは、修正膜６の膜厚と光学特性との相関関係を含み、光学特性として、位相シフト量及び透過率を含む。なお、光学特性として、屈折率を含んでもよい。屈折率から位相シフト量を算出することができる。
記憶装置に保存された光学特性データを参照し、修正膜６の膜厚を指定することで、その修正膜６の位相シフト量及び透過率を得ることができる。
修正膜６の光学特性の膜厚依存性を取得し、修正膜６の情報をデータ（以下、光学特性データと称する。）として記憶装置に保存する。
すなわち、上記のように修正膜６に対して、フォトマスク１００を用いてパターンを転写するために使用する露光光に対する透過率と位相シフト量について、修正膜６の膜厚依存性（図３参照）を取得する。
光学特性データは、修正膜６の膜厚と光学特性との相関関係を含み、光学特性として、位相シフト量及び透過率を含む。なお、光学特性として、屈折率を含んでもよい。屈折率から位相シフト量を算出することができる。
記憶装置に保存された光学特性データを参照し、修正膜６の膜厚を指定することで、その修正膜６の位相シフト量及び透過率を得ることができる。
光学特性データは、表１に示すようにテーブル形式で記憶装置に保存してもよいし、位相シフト量又は透過率を修正膜６の膜厚の関数（近似式）として記憶装置に保存してもよい。
表１
表１
ステップ２
光学特性データを基に修正膜６の膜厚毎に、修正膜６のパターンにより転写されたフォトレジストのパターンの形状、及び位相シフト膜２のパターンにより転写されたフォトレジストのパターンの形状をシミュレーションする。シミュレーション結果に基づいて、得られた両レジスト形状を対比し、フォトマスク１００における位相シフト膜２のパターンに対する修正膜６のパターンの差分と、フォトレジストに転写されたパターンの寸法シフト量との関係について、修正膜６の膜厚依存性を取得する。そして、フォトレジストに転写されたパターンの寸法シフトを０にするための修正膜６のパターンの修正量を算出する。なお、「０にする」とは、必ずしも完全に０にする場合だけでなく、製品仕様で指定される寸法ばらつきの許容範囲内に寸法シフトが収まる場合を含んでも良い。
具体的には、位相シフト膜２のパターンにより転写されたフォトレジストのパターンの形状に最も近い形状（例えばライン幅の寸法シフト量が最小）を再現する組み合わせを抽出し、最適な修正膜６のパターン（又は位相シフト膜２のパターンに対する修正量）及び膜厚を決定する。
そして、位相シフト膜２のパターン（例えばライン幅）毎に、最適な修正膜６のパターン（修正量）及び膜厚の情報をデータ（以下、修正データと称す。）として記憶装置に保存する。
修正データは、表２に示すようにテーブル形式で記憶装置に保存してもよいし、位相シフト膜２のパターン毎に修正量を修正膜６の膜厚の関数（近似式）として記憶装置に保存してもよい。
表２
光学特性データを基に修正膜６の膜厚毎に、修正膜６のパターンにより転写されたフォトレジストのパターンの形状、及び位相シフト膜２のパターンにより転写されたフォトレジストのパターンの形状をシミュレーションする。シミュレーション結果に基づいて、得られた両レジスト形状を対比し、フォトマスク１００における位相シフト膜２のパターンに対する修正膜６のパターンの差分と、フォトレジストに転写されたパターンの寸法シフト量との関係について、修正膜６の膜厚依存性を取得する。そして、フォトレジストに転写されたパターンの寸法シフトを０にするための修正膜６のパターンの修正量を算出する。なお、「０にする」とは、必ずしも完全に０にする場合だけでなく、製品仕様で指定される寸法ばらつきの許容範囲内に寸法シフトが収まる場合を含んでも良い。
具体的には、位相シフト膜２のパターンにより転写されたフォトレジストのパターンの形状に最も近い形状（例えばライン幅の寸法シフト量が最小）を再現する組み合わせを抽出し、最適な修正膜６のパターン（又は位相シフト膜２のパターンに対する修正量）及び膜厚を決定する。
そして、位相シフト膜２のパターン（例えばライン幅）毎に、最適な修正膜６のパターン（修正量）及び膜厚の情報をデータ（以下、修正データと称す。）として記憶装置に保存する。
修正データは、表２に示すようにテーブル形式で記憶装置に保存してもよいし、位相シフト膜２のパターン毎に修正量を修正膜６の膜厚の関数（近似式）として記憶装置に保存してもよい。
表２
なお、ステップ１、２で求めた光学特性データ及び修正データは汎用性があるため、予め記憶装置に保存しておくことが可能である。
光学特性データ及び修正データは、様々な個別のフォトマスク１００に利用することができる。
図６は、フォトマスク１００の修正ステップを示すフロー図である。
図６に示すように、光学特性データを基に求められた修正データを利用し、以下に説明するステップ３、４、５に従いフォトマスク１００の位相シフトパターンの白欠陥３の修正を行う。
光学特性データ及び修正データは、様々な個別のフォトマスク１００に利用することができる。
図６は、フォトマスク１００の修正ステップを示すフロー図である。
図６に示すように、光学特性データを基に求められた修正データを利用し、以下に説明するステップ３、４、５に従いフォトマスク１００の位相シフトパターンの白欠陥３の修正を行う。
ステップ３
位相シフト膜２等のパターン形成が完了したフォトマスク１００を欠陥検査装置にロードし、欠陥検査を実行する。フォトマスク１００の欠陥が検知された場合、欠陥検査装置は、各欠陥の種類（形状、白欠陥、黒欠陥）、サイズ、位置等を特定し、各欠陥についての情報をデータ（以下、欠陥情報データと称する。）として記憶装置に保存する。欠陥情報データは、少なくとも白欠陥についての情報を含む。
欠陥情報データは、特定された位相シフト膜２のパターンの各白欠陥３に対して、その白欠陥３の位置（位置座標）、サイズを関連付けて保有する。例えば、白欠陥３毎に識別番号を割り当て、識別番号と白欠陥の位置等とのデータが関連付けられている。
なお、白欠陥３の位置の情報に、白欠陥３のサイズを含ませてもよい。白欠陥３が占有する領域を位置座標で指定することで、白欠陥３のサイズを指定できる。
位相シフト膜２等のパターン形成が完了したフォトマスク１００を欠陥検査装置にロードし、欠陥検査を実行する。フォトマスク１００の欠陥が検知された場合、欠陥検査装置は、各欠陥の種類（形状、白欠陥、黒欠陥）、サイズ、位置等を特定し、各欠陥についての情報をデータ（以下、欠陥情報データと称する。）として記憶装置に保存する。欠陥情報データは、少なくとも白欠陥についての情報を含む。
欠陥情報データは、特定された位相シフト膜２のパターンの各白欠陥３に対して、その白欠陥３の位置（位置座標）、サイズを関連付けて保有する。例えば、白欠陥３毎に識別番号を割り当て、識別番号と白欠陥の位置等とのデータが関連付けられている。
なお、白欠陥３の位置の情報に、白欠陥３のサイズを含ませてもよい。白欠陥３が占有する領域を位置座標で指定することで、白欠陥３のサイズを指定できる。
ステップ４
欠陥情報データの白欠陥３の位置と、マスク仕様データとを照合し、白欠陥３を含む位相シフト膜２のパターンの情報（形状、サイズ）を取得する。
取得した位相シフト膜２のパターンの情報と修正データから、白欠陥３を含む位相シフト膜２のパターン毎に最適な修正膜６の膜厚とパターン（又は修正量）を決定する。すなわち、白欠陥３毎に修正膜６の膜厚とパターンを決定する。
なお、フォトマスク１００に使用される位相シフト膜２の光学特性は、マスク仕様データに保存されている。
欠陥情報データの各白欠陥に対して、その白欠陥に関連付けて修正膜６の膜厚とパターンについての情報をデータ（以下、修正パターンデータと称す。）として記憶装置に保存する。
欠陥情報データの白欠陥３の位置と、マスク仕様データとを照合し、白欠陥３を含む位相シフト膜２のパターンの情報（形状、サイズ）を取得する。
取得した位相シフト膜２のパターンの情報と修正データから、白欠陥３を含む位相シフト膜２のパターン毎に最適な修正膜６の膜厚とパターン（又は修正量）を決定する。すなわち、白欠陥３毎に修正膜６の膜厚とパターンを決定する。
なお、フォトマスク１００に使用される位相シフト膜２の光学特性は、マスク仕様データに保存されている。
欠陥情報データの各白欠陥に対して、その白欠陥に関連付けて修正膜６の膜厚とパターンについての情報をデータ（以下、修正パターンデータと称す。）として記憶装置に保存する。
ステップ５
フォトマスク１００をＦＩＢ装置にロードし、白欠陥３の修正を行う。
修正パターンデータに保存された各白欠陥３の位置と修正膜６の膜厚及びパターン（修正量）の情報に従い、ＦＩＢ装置は、成膜材料ガスの雰囲気中でイオンビームを照射する位置及び照射量を制御する。フォトマスク１００の白欠陥毎に、適切な修正膜６が形成され、白欠陥３を修正することができる。
なお、修正膜６を形成する前に、修正膜６を形成する領域（以下、修正領域と称す。）に対してイオンビームによるエッチング処理を行い、修正領域内の位相シフト膜２を整えてもよい。修正領域８（図５（ｂ）参照）は、白欠陥３を含む領域であり、フォトレジスト形状のシミュレーション結果を正確に反映するため、例えば矩形状に整形することができるが、これに限定するものではない。修正領域８は、位相シフト膜２のパターン形状を反映して適宜設定可能である。
フォトマスク１００をＦＩＢ装置にロードし、白欠陥３の修正を行う。
修正パターンデータに保存された各白欠陥３の位置と修正膜６の膜厚及びパターン（修正量）の情報に従い、ＦＩＢ装置は、成膜材料ガスの雰囲気中でイオンビームを照射する位置及び照射量を制御する。フォトマスク１００の白欠陥毎に、適切な修正膜６が形成され、白欠陥３を修正することができる。
なお、修正膜６を形成する前に、修正膜６を形成する領域（以下、修正領域と称す。）に対してイオンビームによるエッチング処理を行い、修正領域内の位相シフト膜２を整えてもよい。修正領域８（図５（ｂ）参照）は、白欠陥３を含む領域であり、フォトレジスト形状のシミュレーション結果を正確に反映するため、例えば矩形状に整形することができるが、これに限定するものではない。修正領域８は、位相シフト膜２のパターン形状を反映して適宜設定可能である。
なお、各ステップの記憶装置は同じ１つの装置であってもよく、異なる複数の記憶装置から構成されていてもよい。
記憶装置に保存された各データを相互に参照するためのコンピュータ等の演算装置は、ＦＩＢ装置に備えてもよく、また別途に独立して準備してもよい。
記憶装置に保存された各データを相互に参照するためのコンピュータ等の演算装置は、ＦＩＢ装置に備えてもよく、また別途に独立して準備してもよい。
本発明は、位相シフトのパターンを有する位相シフトフォトマスクの修正に適用でき、位相シフトマスクを用いて製造する様々な製品の製造工程に幅広く適用が可能であり、産業上の利用可能性は大きい。
白欠陥が補修されたフォトマスクは、新たにフォトマスクの製造を不要とするものであり、製造コストの低減、納期の短縮に寄与する。
白欠陥が補修されたフォトマスクは、新たにフォトマスクの製造を不要とするものであり、製造コストの低減、納期の短縮に寄与する。
１００ フォトマスク
１ 透過性基板
２ 位相シフト膜
３ 白欠陥
４ 収束イオン
５ 材料ガス
６ 修正膜
７ フォトレジスト膜
８ 修正領域
１ 透過性基板
２ 位相シフト膜
３ 白欠陥
４ 収束イオン
５ 材料ガス
６ 修正膜
７ フォトレジスト膜
８ 修正領域
Claims (11)
- 位相シフト膜からなる位相シフトパターンを備えたフォトマスクの修正方法であって、
修正膜の透過率及び位相シフト量の膜厚依存性を取得するステップＳ１と、
前記修正膜からなるパターンにより転写されるフォトレジストの形状を前記位相シフトパターンにより転写されるフォトレジストの形状に一致させるため、前記修正膜からなるパターンの修正量の前記修正膜の膜厚依存性を求めるステップＳ２と、
前記フォトマスクの欠陥検査を実行し、前記位相シフトパターンに白欠陥が検出された場合、検出された前記各白欠陥の位置を特定するステップＳ３と、
前記白欠陥毎に前記修正膜の膜厚及び前記修正膜からなるパターンの前記修正量を確定するステップＳ４と、
前記各白欠陥を含む領域に修正膜を形成するステップＳ５とを
含むことを特徴とするフォトマスクの修正方法。 - 前記修正膜の透過率及び位相シフト量が前記位相シフト膜の透過率及び位相シフト量と略同一であることを特徴とする請求項１記載のフォトマスクの修正方法。
- 前記ステップＳ５において、ＦＩＢ装置により、金属イオンを用いて、前記修正膜を形成することを特徴とする請求項１又は２記載のフォトマスクの修正方法。
- 前記修正膜がダイヤモンドライクカーボンからなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のフォトマスクの修正方法。
- 前記位相シフト膜が酸化クロムからなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のフォトマスクの修正方法。
- 位相シフト膜からなる位相シフトパターンを備え白欠陥が補修されたフォトマスクであって、
修正膜の透過率及び位相シフト量の膜厚依存性を取得するステップＳ１と、
前記修正膜からなるパターンにより転写されるフォトレジストの形状を前記位相シフトパターンにより転写されるフォトレジストの形状に一致させるため、前記修正膜からなるパターンの修正量の前記修正膜の膜厚依存性を求めるステップＳ２と、
前記フォトマスクの欠陥検査を実行し、前記位相シフトパターンに白欠陥が検出された場合、検出された前記各白欠陥の位置を特定するステップＳ３と、
前記各白欠陥毎に前記修正膜の膜厚及び前記修正膜からなるパターンの前記修正量を確定するステップＳ４と、
前記各白欠陥を含む領域に前記修正膜の膜厚依存性に基づいて算出された修正量の修正膜を形成するステップＳ５と、を
実行することにより得られたフォトマスク。 - 前記修正膜の透過率及び位相シフト量が前記位相シフト膜の透過率及び位相シフト量と略同一であることを特徴とする請求項６記載のフォトマスク。
- 前記ステップＳ５において、ＦＩＢ装置により、金属イオンを用いて、修正膜を形成することを特徴とする請求項６又は７記載のフォトマスク。
- 前記修正膜がダイヤモンドライクカーボンからなることを特徴とする請求項６又は７記載のフォトマスク。
- 前記位相シフト膜が酸化クロムからなることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項記載のフォトマスク。
- 前記修正膜は、位相シフト量が１４０度から２４０度、透過率が３％から９％の範囲である請求項６乃至１０のいずれか１項記載のフォトマスク。
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