JPH04125642A - フォトマスクの欠陥修正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体集積回路装置の製造に用いるフォトマ
スクの欠陥修正技術に関し、特に位相シフト用フォトマ
スクの欠陥修正に適用して有効な技術に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

位相シフト用フォトマスクについては、特公昭６２−５
０８１１号公報、特公昭６２−５９２９６号公報などに
記載がある。上記特公昭６２−５９２９６号公報に記載
された位相シフト用フォトマスクは、第９図（ａ）に示
すように、遮光領域Ｎを挟む一対の透過領域Ｐ＋、Ｐ２
のうち、一方の透過領域Ｐ２に透明膜（位相シフタ）３
を形成したもので、この透過領域Ｐ２を通過する光の位
相と、もう一方の透過領域Ｐ１　を通過する光の位相と
の間に１８０度の位相差（同図（ｂ）参照）が生じるよ
うに透明膜３の膜厚が調整されている。これにより、上
記二つの透過領域Ｐ、、　Ｐ２　を通過したそれぞれの
光は、遮光領域Ｎにおし１て互いに干渉して打ち消し合
う（同図（Ｃ）参照）ため、半導体ウエノ＼上における
投影像のコントラストが改善され（同図（ｄ）参照）、
解偉度および焦点深度が向上する。

上菖己位相シフト用フォトマスクの透過領域の一部に透
明膜を形成するには、あらかじめ遮光領域および透過領
域を形成したフォトマスクの主面にＳ　ＯＧ（ｓｐｉｎ
　ｏｎ　ｇｌａｓｓ）　　あるいはＳ＋０２などの透明
膜を堆積した後、電子線リングラフィ技術を使って上記
透駄膜をパターニングする方法が用いられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記透明膜に生じた欠陥を精度よく修正
することのできる技術は夫だ確立されていないのが現状
である。

本発明の目的は、位相シフト用フォトマスクの透明膜に
生じた欠陥を精度よく修正する技術を提供することにあ
る。

本発明の他の目的は、位相シフト用フォトマスクの主面
に透明膜を形成する技術を提供することにある。

本発明の前舵ならびにその他の目的と新規な特徴は、明
細書の８己述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

本願の一発明である位相シフト用フォトマスクの欠陥修
正方法は、透明膜に生じた欠陥が凹欠陥である場合には
、フォトマスクの主面にＣＶＤ用ガスを吸着せしめた後
、欠陥領域にエネルギービームを選択的に照射すること
によって上記欠陥領域上に修正膜を堆積するものであり
、欠陥が凸欠陥である場合には、フォトマスクの主面に
エツチング用ガスを吸着せしめた後、欠陥領域にエネル
ギービームを選択的に照射することによって上記欠陥領
域をエツチングするものである。

〔作用〕

上記した手段によれば、欠陥領域に修正膜を選択的に堆
積することにより、フォトマスクの透明膜に生じた凹欠
陥を確実に修正することが可能となる。また、欠陥領域
の透明膜を選択的にエツチングすることにより、フォト
マスクの透明膜に生じた凸欠陥を確実に修正することが
可能となる。

以下、実施例により本発明を説明する。なお、実施例を
説明するための全図において同一の機能を有するものは
同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

〔実施例１〕 第４図および第５図に示すように、位相シフト用フォト
マスク１は、１，４７程度の屈折率を有する透明な石英
のガラス基板からなり、その主面には膜厚５００〜３０
００Ａ程度、線幅０．３〜０．５μｍ程度の微細なパタ
ーン２が０，３〜０．５μｍ程度の間隔を置いて繰り返
し配置されている。半導体ウェハ上に転写される集積回
路パターンを構成する上記パターン２は、ガラス基板の
主面に蒸着したＣｒ（クロム〉などの金属薄膜を電子線
リングラフィ技術を使ってバターニングしたものである
。露光の際には、それぞれのパターン２は遮光領域Ｎと
なり、その他の領域（Ｐｌ、Ｐ２）は透過領域となる。

上記パターン２　（遮光領域Ｎ）を挟む一対の透過領域
Ｐ、、Ｐ２　のうち、一方の透過領域Ｐ２　には、透明
膜３が形成されている。上記透明膜３は、例えばスピン
塗布装置を用いてフォトマスク１の主面に塗布したＳＯ
Ｇ膜を電子線リソグラフィ技術ヲ使ってパターニングし
たものである。透明膜３の膜厚（Ｘ）は、その屈折率を
ｎ１露光光の波長をλとしたとき、Ｘ＝λ／［２（ｎ−
１）〕の関係を満たすように調整されており、これによ
り、前記二つの透過領域Ｐｌ、Ｐ２　を通過する光の間
には、１８０度の位相差が生じる。ここで、上記フォト
マスク１は、透明膜３の一部にビンスポット状の凹欠陥
４を有しているものとする。

次に、上記凹欠陥４の修正方法を第１図および第２図を
用いて説胡する。

まず第１図に示すように、フォトマスク１の主面にＣＶ
Ｄ用ガス（Ｇ１）を供給し、これをフォトマスク１の表
面に吸着させる。ＣＶＤ用ガス（Ｇ）としては、例えば
モノシラン、ジシランなどのシラン化合物、あるいはジ
メチルンランテトラメトキシシラン、テトラニドキシン
ランなどの有機シラン化合物を使用する。フォトマスク
１の表面にＣＶＤ用ガス（Ｇ１）を吸着させる方法には
、例えば■真空チャンバ内に一定流量のガス（Ｇ１）を
導入してフォトマスク１の表面をガス（Ｇりの雰囲気に
一定時間曝した後、真空チャン／Ｎｌ内のガス（Ｇ１）
を排気する方法や、■真空チ丁ンノ＼内に設けたノズル
５を通じてフォトマスク１の主面に一定流量のガス（Ｇ
１）を一定時間吹きつける方法などがある。

フォトマスク１の主面にＣＶＤ用ガス（Ｇ１）を供給す
るに先立ち、必要に応じてフォトマスク１の主面を清浄
化する。清浄化の具体例としては、■フォトマスク１の
主面に紫外光を照射する、■フォトマスク１を高温で加
熱する、■フォトマスク１の主面をプラズマまたはスパ
ッタでエツチングするなどの方法がある。これらの方法
でフォトマスク１の主面を清浄化することにより、表面
に付着した異物が除去されるので、ＣＶＤ用ガス（ＣＺ
）を確実に吸着させることができる。

また、フォトマスク１の主面にＣＶＤ用ガス（Ｇ、）を
供給するに先立ち、必要に応じてフォトマスク１を雰囲
気温度以下に冷却する。フォトマスク１を冷却する方法
には、例えば■フォトマスク１を載せたステージに液化
ガス、冷水などの冷媒を導入する方法や、■ベルチェ効
果を利用して電熱冷却する方法などがある。これらの方
法でフォトマスク１を冷却することにより、ＣＶＤ用ガ
ス（Ｇ１）をフォトマスク１０表面に多量に吸着させる
ことができるので、欠陥修正時間を短縮することができ
る。

次に、第２図に示すように、フォトマスク１の上方から
欠陥領域にエネルギービーム（ＥＢ）を選択的に照射し
てガス（Ｇ１）を分解し、欠陥領域上にＳｉＯ２からな
る透明な修正膜６を析出させる。使用するガス（Ｇ１）
がモノシラン、ジシランなどのシラン化合物である場合
は、チャンバ内を反応ガス（酸素、オゾン、亜酸化窒素
など）の雰囲気にしてエネルギービーム（ＥＢ）を照射
する。

上記エネルギービーム（ＥＢ）としては、例えばＫｒＦ
ｘキシマレーザ（λ＝２４８ｎｍ）　、ＡｒＦエキシマ
レーザ（λ＝１９３ｎｍ）　、Ｎ２　　レーザ（λ＝３
３７ｎｍ）　、ＹＡＧレーザの高調波（λ＝３５５ｎｍ
または２６６ｎｍ）　、Ａｒレーザの第二高調波（λ＝
２５７ｎｍ）、重水素（Ｎ３）ランプ光（λ＝　１６０
〜４００　ｎｍ）　、Ｈｇ−Ｘｅランプ光（２２２００
１ｍ）などの紫外光を使用する。また、集束イオンビー
ム、電子ビームなどを使用することもできる。これらの
エネルギービーム（ＥＢ）は、スポット走査あるいは開
口投影によって欠陥領域に照射される。エネルギービー
ム（ＥＢ）は、欠陥領域にのみ照射され、欠陥領域以外
の箇所に吸着したガス（Ｇ、）を分解することはないの
で、欠陥領域以外の箇所に修正膜６が析出することはな
い。

次に、上記修正膜６を堆積した欠陥領域の位相シフト状
態が適正であるか否かを判定する。判定方法には、例え
ば■欠陥領域を通過する光量と正常な領域を通過する光
量とを比較する方法や、■欠陥領域とその近傍の正常な
領域との段差量を比較する方法などがある。その結果、
例えば修正膜６の膜厚が不足しているために位相シフト
状態が適正でないと判定された場合は、前述したガス（
Ｇ、）の吸着およびエネルギービーム（ＥＢ）の照射を
繰り返した後、上記判定を再度行う。そして、欠陥領域
を含む透過領域Ｐ２　を通過する光ともう一つの透過領
域Ｐ１　を通過する光との間に生じる位相差が１８０度
になるまで上記欠陥修正および判定を繰り返して行う。

以上のフローを第３図に示す。

このように、本実施例１の欠陥修正方法によれば、欠陥
領域に透胡な修正膜６を選択的に堆積することにより、
フォトマスク１の透明膜３に生じた凹欠陥４を確実に修
正することが可能となる。

〔実施例２〕 第６図は、本実施例２の欠陥修正方法の適用対象となる
位相シフト用フォトマスク１である。上記フォトマスク
１は、透明膜３の一部に凸欠陥７を有している。

上記凸欠陥７を修正するには、まず第７図に示すように
、フォトマスク１の主面にエツチング用ガス（Ｇ２）を
供給し、これをフォトマスク１の表面に吸着させる。エ
ツチング用ガス（Ｇ２）としては、例えば四フッ化炭素
、ニフッ化キセノンなどのフン素化合物を使用する。フ
ォトマスク１の表面にエツチング用ガス（Ｇ２）を吸着
させるには、前記実施例１と同様、真空チャンバ内に設
けたノズル５を通じてフォトマスク１の主面に一定流量
のガス（Ｇ２）を一定時間吹きつけるなどの方法を用い
る。また、フォトマスク１の主面にエツチング用ガス（
Ｇ２）を供給するに先立ち、前記実施例１と同様の方法
でフォトマスク１の主面を清浄化することにより、エツ
チング用ガス（Ｇ２）を確実に吸着させることができる
。また、前記実施例１と同様の方法でフォトマスク１を
雰囲気温度以下に冷却することにより、エツチング用ガ
ス（Ｇ２）をフォトマスク１の表面に多量に吸着させる
ことができるので、欠陥修正時間を短縮することができ
る。

次に、第８図に示すように、フォトマスク１の上方から
欠陥領域にエネルギービーム（ＥＢ）を選択的に照射し
てガス（Ｇ２）を分解し、生成した活性なフッ素ラジカ
ルなどによって欠陥領域の透明膜３をエツチングする。

上記エネルギービーム（ＥＢ）としては、前述した紫外
光、集束イオンビーム、電子ビームなどを使用する。こ
れらのエネルギービーム（ＥＢ）は、スポット走査ある
いは開口投影によって欠陥領域に照射される。エネルギ
ービーム（ＥＢ）は、欠陥領域にのみ照射され、欠陥領
域以外の箇所に吸着したガス（Ｇ２）を分解することは
ないので、欠陥領域以外の透明膜３がエツチングされる
ことはない。

次に、欠陥領域の位相シフト状態が適正であるか否かを
前記実施例１と同様の方法で判定する。

その結果、例えば透明膜３のエツチング量が不足してい
るために位相ンフト状態が適正でないと判定された場合
は、前述したガス（Ｇ２）の吸着およびエネルギービー
ム（ＥＢ）の照射を繰り返した後、上記判定を再度行う
。そして、欠陥領域を含む透過領域Ｐ２　を通過する光
ともう一つの透過領域Ｐ１　を通過する光との間に生じ
る位相差が１８０度になるまで上記欠陥修正および判定
を繰り返して行う。

このように、本実施例２の欠陥修正方法によれば、欠陥
領域の透明膜３を選択的にエツチングすることにより、
フォトマスク１の透明膜３に生じた凸欠陥７を確実に修
正することが可能となる。

以上、本発明者によってなされた発肋を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発駄は前記実施例１．２に限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々
変更可能であることはいうまでもない。

例えば透明膜の一部にてきた凹欠陥が複雑な形状を有し
ているような場合は、欠陥領域上に修正膜を堆積する工
程に先立って、欠陥を簡単な形状（例えば円形や矩形）
に整形する方法もある。欠陥を整形するには、前記実施
例２で説明したように、フォトマスクの表面にエツチン
グ用ガスを吸着させた後、欠陥領域にエネルギービーム
を選択的に照射してエツチングする。欠陥を簡単な形状
に整形することにより、欠陥の内部に修正膜を確実に埋
込むことができるので、欠陥修正の歩留りが向上する。

欠陥領域上に堆積する修正膜として、例えば５ｉｓＮ＜
を使用することもできる。この場合は、フォトマスクの
表面にモノンランを吸着させた後、チャンバ内をアンモ
ニア雰囲気にしてエネルギービームＥＢを照射すればよ
い。

透明膜は、ＳＯＧに限定されるものではなく、例えばス
パッタ法で堆積した５１０２で構成することもできる。

以上の説明では、主として本発胡者によってなされた発
明をその背景となった利用分野である位相シフト用フォ
トマスクの欠陥修正技術に適用した場合について説明し
たが、本発明は、位相シフト用フォトマスク自体の製造
方法に適用することもできる。すなわち、あらかじ緬遮
光領域および透過領域を形成したフォトマスクの主面に
ＣＶＤ用ガスを吸着せしめた後、透過領域の一部にエネ
ルギービームを選択的に照射して透明膜を堆積すること
により、位相シフト用フォトマスクを製造することがで
きる。

〔発明の効果］ 本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりで
ある。

（１）１位相シフト用フォトマスクの主面にＣＶＤ用ガ
スを吸着せしｔた後、欠陥領域にエネルギービームを選
択的に照射することによって上ε己欠陥領域上に修正膜
を堆積する本発明の欠陥修正方法によれば、透明膜の凹
欠陥を確実に修正することが可能となる。

（２〕１位相ソフト用フォトマスクの主面にエツチング
用ガスを吸着せしめた後、欠陥領域にエネルギービーム
を選択的に照射する本発明の欠陥修正方法によれば、透
明膜の凸欠陥を確実に修正することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明の一実施例であるフォト
マスクの欠陥修正方法をそれぞれ示す要部断面図、 第３図は、フォトマスク欠陥修正方法のフロー図、 第４図は、フォトマスクの要部断面図、第５図は、フォ
トマスクの要部平面図、第６図は、本発明の他の実施例
で使用するフォトマスクの要部断面図、 第７図および第８図は、フォトマスクの欠陥修正方法を
それぞれ示す要部断面図、 第９図（ａ）は、フォトマスクの露光状態を示す要部断
面図、 第９図（ｂ）〜（ｄ）は、フォトマスクの透過領域を通
過した光の振幅、強度をそれぞれ示す説明図である。 １・・・フォトマスク、２・・・パターン、３・・・透
明膜、４・・・凹欠陥、５・・・ノズル、６・・・修正
膜、７・・・凸欠陥、ＥＢ・・・エネルギービーム、 ＣＶＤ用ガス、 Ｇ。 ・エツチング用ガス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、遮光領域、透過領域および前記透過領域の一部に形
   成した透明膜をそれぞれ備え、前記透明膜を形成した透
   過領域を通過した光と他の透過領域を通過した光との間
   に位相差が生じるように構成したフォトマスクの欠陥修
   正方法であって、フォトマスクの主面にＣＶＤ用ガスを
   吸着せしめた後、欠陥領域にエネルギービームを選択的
   に照射することによって前記欠陥領域上に修正膜を堆積
   する工程、またはフォトマスクの主面にエッチング用ガ
   スを吸着せしめた後、欠陥領域にエネルギービームを選
   択的に照射することによって前記欠陥領域をエッチング
   する工程を含むことを特徴とするフォトマスクの欠陥修
   正方法。 ２、欠陥修正後、修正箇所の位相シフト状態の適否を判
   定し、最適の位相シフト状態が得られるまで前記欠陥修
   正および前記判定を繰り返すことを特徴とする請求項１
   記載のフォトマスクの欠陥修正方法。 ３、フォトマスクの主面にＣＶＤ用ガスまたはエッチン
   グ用ガスを吸着せしめるに先立ち、前記フォトマスクを
   冷却することを特徴とする請求項１記載のフォトマスク
   の欠陥修正方法。 ４、フォトマスクの主面にＣＶＤ用ガスまたはエッチン
   グ用ガスを吸着せしめるに先立ち、前記フォトマスクの
   主面を清浄化することを特徴とする請求項１記載のフォ
   トマスクの欠陥修正方法。 ５、フォトマスクの主面にＣＶＤ用ガスまたはエッチン
   グ用ガスを吸着せしめるに先立ち、欠陥領域を整形する
   ことを特徴とする請求項１記載のフォトマスクの欠陥修
   正方法。 ６、遮光領域および透過領域を備えたフォトマスクの主
   面にＣＶＤ用ガスを吸着せしめた後、前記透過領域の一
   部にエネルギービームを選択的に照射することによって
   透明膜を堆積することを特徴とするフォトマスクの製造
   方法。