JPH0325768B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 発明の技術分野 本発明はフオトマスクの特に不透明膜の望まし
くない欠落部分、いわゆるピンホール等の修正方
法に関する。

(b) 技術の背景 電子計算機をはじめとする各電子技術応用分野
からの要望に対応しつつ、半導体集積回路装置
（以下ICと略称する）は集積規模の拡大などの大
幅な進歩を続けている。

ICの微細なパターンを実現する微細加工技術
は、レジストをパターニングする技術と、これを
マスクとして半導体基体等をエツチングする技術
との複合技術であるが、これはIC生産の最も重
要な基礎技術である。

半導体基体面上にレジスト膜によつて設計され
たパターンを形成する手段としては、現在フオト
マスクを使用する光学的方法が多く行なわれてい
る。フオトマスクとしては半導体基体上のパター
ンと同一寸法のマスターマスクと寸法が拡大（通
常10倍が用いられる）されたレチクルマスクとが
多く使用されており、マスターマスクは密着法又
は１：１投影法に用いられ、レチクルマスクは縮
小投影法又はマスターマスクの製作に用いられ
る。

(c) 従来技術と問題点 半導体装置特にICの製造工程においてはガラ
ス基板上に金属膜または金属酸化膜によつて不透
明なパターンを形成したいわゆるハードマスク
が、エマルジヨンマスクに比較して高精度が得ら
れかつ耐久性に優るために、一般に用いられてい
る。

マスクブランクの基板としては、レチクルマス
ク用には例えばホワイトクラウンガラスか低膨張
ガラスなど、マスタマスク用には低膨張ガラスか
合成石英などが用いられる。これらのガラスに例
えば金属クロム（Cr）を60乃至90〔ｎｍ〕程度の
膜厚にスパツタしてクロムブランクとする。クロ
ムブランク上にポジあるいはネガ型のレジストが
塗布されている。

光もしくは電子ビーム等の照射によつてレジス
トに所要のパターンの露光、現象を行ない、ポジ
型レジストの場合には露光された部分を、又ネガ
型レジストの場合には露光されない部分を選択的
に除去する。この様に形成されたレジストパター
ンをマスクとしてクロムなどの膜をエツチング
し、レジストを剥離除去してフオトマスクが完成
する。

以上述べた様に製造されるフオトマスクに寸法
誤差もしくは欠陥がある場合には、その誤差及び
欠陥はそのまま半導体素子に現われる。従つてト
ータルピツチ精度、１チツプ精度、素子寸法精度
ならびに欠陥の発生状況が詳細に検査される。

フオトマスクの製造工程中に発生するパターン
欠陥としては、(イ)ピンホール、(ロ)黒点、(ハ)ターン
間のブリツジ、(ニ)パターンの切断、(ホ)パターンの
突起、(ヘ)パターンの凹み、(ト)コーナー丸味、(チ)汚
れなどなどがある。これらの欠陥は、例えばレジ
ストがマスクに通常使用されるポジ型である場合
においては、黒点及びブリツジ等はレジストの組
成の不均一、露光不足、現象不足もしくは異物の
存在によつて生じ、またピンホール及びパターン
の切断等は、レジスト塗布の欠陥、剥離及び異物
の存在、或いは露光過剰、現象過剰、及びクロム
ブランク形成の際の異物の存在などによつて生ず
る。

実務上フオトマスクの品質を評価するために
は、マスクの種類や大きさを考慮して欠陥判定基
準を決定するが、通常はある限度以上の大きさの
欠陥がなく、それ以下の大きさの欠陥は欠陥密度
が所定の値以下であることを規定する。実際に製
作されたフオトマスクについて許容限度を超える
欠陥が存在する場合には、これを修正することが
しばしば行なわれる。

ピンホールはクロムマスクに最も多く発生する
欠陥である。このクロムマスクのピンホールの修
正には従来下記の方法が行なわれている。

第１図ａ乃至ｅは従来方法によるピンホールの
修正工程を示す断面図である。基板１上に形成さ
れたクロム膜２に第１図ａの如くピンホール３が
検査によつて発見されその修正が必要であるとす
る。

このクロムマスク上に第１図ｂの如く、ポジ型
のレジスト４を塗布して、ピンホール３よりやや
広い範囲を選択的に露光し、現象処理を行なつて
第１図ｃのレジストマスク４を得る。

次いで蒸着法又はスパツタリング法によつてク
ロム膜５を第１図ｄの如く形成してレジストマス
ク４を剥離除去することによつて、第１図ｅの如
くピンホール３の位置に選択的にクロム膜５を形
成する修正が終了する。

また上記方法とは異なるピンホールの修正方法
として、上記方法と同様にレジストマスクを設け
て、その開口部分の基板表面を腐食剤に浸漬して
腐食し、表面を荒らして紫外可視光線に対する透
過率を低下させる方法が先に提供されている。

前記方法は何れもリソグラフイ法を利用する方
法であつて工程数も多く煩雑である。

リソグラフイ法を利用しないピンホールの修正
方法としては、修正を要するフオトマスクを金属
のアルキル化合物例えばジメチルカドミウム雰囲
気中に置いて、紫外レーザ光の選択的照射によつ
てジメチルカドミウム等から分解析出するカドミ
ウム等の膜をピンホールに形成する方法が既に知
られている。

しかしながら、フオトマスク製造の工業的実施
に当つては更に容易な修正方法が要望されてい
る。

(d) 発明の目的 本発明はフオトマスクの製造工程において不可
避である不透明膜の欠落部分、いわゆるピンホー
ルの除去方法を提供することを目的とする。

(e) 発明の構成 本発明の前記目的は、レーザ光照射によつては
それ自身が着色することのない、低熱膨張性の透
明ガラスを基板とし、該基板の一方の主面に不透
明膜からなるパターンが形成されたフオトマスク
の該不透明膜が欠損して生ずる該パターンの欠陥
の修正において、前記パターン欠陥部の前記透明
ガラス基板表面上に前記レーザ光を吸収する材料
を配置する工程と、該パターン欠陥部に選択的に
前記レーザ光を照射する工程とを有し、前記不透
明膜の欠損部の前記透明ガラス基板の表面を粗面
化することにより不透明化することを特徴とする
構成により達成される。

(f) 発明の実施例 以下本発明を実施例により図面を参照して具体
的に説明する。

第２図は本発明の実施例のレーザ光照射の説明
図、第３図は本発明の実施例の効果の説明図、第
４図は本発明の実施例の説明図であつて、本発明
におけるピンホールの修正方法を模式的に説明す
るための図である。図において、１１はフオトマ
スクのガラス基板、１２はその上に形成されたク
ロム膜、１３はクロム膜１２に生じたピンホー
ル、１４はレーザ光、１５は絞り、１６は顕微鏡
の一部を示す。

本発明の実施例では、レーザ光１４は可視若し
くは赤外レーザ光であり、基板１１は上述のよう
にレーザー光照射により着色する感光性ガラスや
熱暗化ガラス等ではなく、前述したホワイトクラ
ウンガラスや合成石英などの従来の低熱膨張性の
透明ガラス基板である。

この基板１１上にクロム膜１２が形成されたフ
オトマスクは大気中において載物台に搭載されて
微細な位置移動を自由に行なうことができ、発見
されたピンホール１３を顕微鏡１６の視野の中央
に位置させることによつて、レーザ光１４の光軸
にピンホール１３の中央が位置整合される。

本実施例においては、レーザ光源としてはパル
ス波、出力30〔ｍｗ〕程度以上のYAGレーザを用
いて、レーザ光１４は絞り１５によつてその光束
の直径が選択的に制御される。この基板１１に入
射するレーザ光１４の光束はピンホール１３内に
止まる様に選択する。その後、第４図に示す如
く、例えば炭素(C)を含む液体、微小粉体等の光吸
収材料１８でピンホール１３を被覆する。上記の
様に制御されたレーザ光を例えば0.1秒程度以下
の時間照射することによつて、基板１１のピンホ
ール１３部分の表面近傍が加熱されてその表面が
粗面化された深さ（厚さ）100〔〓〕〜１〔μｍ〕
の熱変化領域１７が形成される。

この熱変化領域１７は紫外線等に対して十分に
不透明であつて、フオトマスクのクロム等の不透
明膜の欠落を修正する効果が得られる。ただ深さ
（厚さ）が100〔〓〕未満であると紫外線等に対し
て十分な不透明性が発揮されない。クロム膜１２
と熱変化領域１７との間に僅かに透明部分が残存
しても、多くの場合にはこれを用いて形成される
レジストマスクに支障を生じない。なおこの透明
部分の残存はマスターマスクよりレチクルマスク
が余裕がある。

フオトマスクのレーザ光を用いる修正方法とし
て、望ましくないクロム膜の付着、いわゆる黒点
の除去が既に知られている。このクロム膜の除去
とピンホールの修正とを比較すれば、第３図に例
示する如く最適とするレーザパワーが異なる。第
３図は縦軸に目的達成率（目的達成数／実施数）
を、横軸にレーザパワーの相対値を示し、曲線Ａ
はクロム膜の除去、曲線Ｂはピンホール修正の目
的達成率を示す。クロム膜を蒸発除去する黒点の
除去に対して、ガラス等の基板表面を熱変化させ
て不透明化するピンホール修正は例えば３倍程度
のレーザパワーが最適である。

従つて、ピンホール修正のときピンホール周囲
のクロム膜を蒸発させ、安定に修正が行われない
場合が起る。

しかし本発明では、レーザ光はピンホール１３
を被覆する光吸収材料に吸収されるから、かかる
ガラス基板の不透明化に要するレーザパワーは小
さくてもよく、クロム膜を蒸発除去することが少
ないから、前記熱変化領域１７が極めて安定した
状態に形成される。

本発明のピンホール修正方法は、大気中におけ
るレーザ光の選択的照射という点では、望ましく
ないクロム膜の除去と共通し、フオトマスクのこ
れら２種のいわば逆方向の修正を、同一装置を使
用し同一工程として実施することが可能であつ
て、フオトマスクの製造方法に大きい改善の効果
を及ぼす。

また前記実施例においてはYAGレーザをレー
ザ光源に用いているが、アルゴン（Ar）レーザ
等を用いても同様に実施することができる。

更に以上の説明において、不透明パターンを形
成する材料としてクロムを引例しているが、本発
明は不透明膜形成に、酸化クロム或いはその他の
金属、金属化合物、有機物質を含む材料等が用い
られている場合にも適用し得ることは明らかであ
る。

また不透明膜欠落部分の形状についてもいわゆ
るピンホールのみならず、パターンの凹み、切断
等にも適用することができる。

(g) 発明の効果 以上説明した如く本発明によれば、フオトマス
クの製造工程において生ずる不透明膜の欠落部分
を容易に修正することが可能となり、更に不透明
膜の望ましくない付着部分の除去と工程を統一す
ることも可能となつて、半導体装置等の製造にお
いて極めて重要であるフオトマスク及びその製造
方法に極めて大きい改善効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ乃至ｅはフオトマスクに生じた不透明
膜欠落部分を修正する従来方法を説明する断面
図、第２図は本発明の実施例のレーザ光照射の説
明図、第３図は本発明の実施例の効果の説明図、
第４図は本発明の実施例の説明図である。 図において、１１はガラス基板、１２はクロム
膜、１３はピンホール、１４はレーザ光、１５は
絞り、１６は顕微鏡、１７は熱変化領域、１８は
光吸収材料を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ レーザ光照射によつてはそれ自身が着色する
   ことのない、低熱膨張性の透明ガラスを基板と
   し、該基板の一方の主面に不透明膜からなるパタ
   ーンが形成されたフオトマスクの該不透明膜が欠
   損して生ずる該パターンの欠陥の修正において、 前記パターン欠陥部の前記透明ガラス基板表面
   上に前記レーザ光を吸収する材料を配置する工程
   と、 しかる後、該パターン欠陥部に選択的に前記レ
   ーザ光を照射する工程とを有し、 前記不透明膜の欠損部の前記透明ガラス基板の
   表面を粗面化することにより不透明化することを
   特徴とするフオトマスクの欠陥修正方法。