JPH04288542A - Phase shift mask and its correcting method - Google Patents

Phase shift mask and its correcting method

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JPH04288542A
JPH04288542A JP3032647A JP3264791A JPH04288542A JP H04288542 A JPH04288542 A JP H04288542A JP 3032647 A JP3032647 A JP 3032647A JP 3264791 A JP3264791 A JP 3264791A JP H04288542 A JPH04288542 A JP H04288542A
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phase shift
mask
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shift pattern
defect area
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To suppress the reduction of the quantity of light transmitted at the time of transfer. CONSTITUTION:A black defective region 4 enclosed by the pattern 2 of a mask is irradiated with ion beams 5 while feeding a reactive gas to the region 4 and the region 4 is removed by etching. Ions penetrate hardly into the substrate of the mask at the time of irradiation with the ion beams 5 and the reduction of the quantity of light transmitted at the time of transfer is suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明は,半導体素子の製造に
おける光リソグラフィー工程で用いられる位相シフトマ
スクおよびその修正方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase shift mask used in an optical lithography process in the manufacture of semiconductor devices and a method for modifying the mask.

【0002】0002

【従来の技術】縮小光学式の光ステッパーを用いたリソ
グラフィ技術の解像限界R(μm)は 、        R=k1 λ/NA、    k1
 =0.5で表される。ここで、λは波長(μm)、N
Aはレンズの開口数である。光リソグラフィーは上式に
従って、露光波長の短波長化、高NA化、さらにレジス
トのプロセスに依存する定数k1 を小さくすることに
より、解像限界を小さくしている。現在、i線(λ=0
.365μm)、NA=0.5のステッパーが実現し、
k1 =0.5も可能であるので、0.4μm程度の解
像が可能になってきている。これ以上の解像限界を得る
ためには、露光波長の短波長化や高NA化を進めれば良
いのであるが、適当な光源やレンズを得るのが技術的に
難しく、さらに、焦点深度δ=/2NA2 が小さくな
るという問題点がある。
[Prior Art] The resolution limit R (μm) of lithography technology using a reduction optical stepper is as follows: R=k1 λ/NA, k1
=0.5. Here, λ is the wavelength (μm), N
A is the numerical aperture of the lens. In optical lithography, the resolution limit is reduced by shortening the exposure wavelength, increasing the NA, and reducing the constant k1 that depends on the resist process, in accordance with the above equation. Currently, i-line (λ=0
.. 365 μm), a stepper with NA=0.5 was realized,
Since k1 =0.5 is also possible, resolution of about 0.4 μm has become possible. In order to obtain a higher resolution limit, it would be possible to shorten the exposure wavelength and increase the NA, but it is technically difficult to obtain an appropriate light source and lens, and furthermore, the depth of focus δ There is a problem that =/2NA2 becomes small.

【0003】これを解決するものとして、特開昭57−
62052号公報や特開昭58−173744号公報に
記載されているような位相シフト露光法が提案されてい
る。
[0003] As a solution to this problem, Japanese Patent Application Laid-open No. 1987-
Phase shift exposure methods such as those described in Japanese Patent Laid-Open No. 62052 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 173744/1982 have been proposed.

【0004】以下、従来のフォトマスク法の原理と位相
シフト露光法の原理とを説明する。図7ないし図9は従
来のフォトマスク法の原理を説明するための図、図10
ないし図12は位相シフト露光法の原理を説明するため
の図である。図7および図10各々の方法におけるマス
クの断面側面図、図8および図11は各々の方法におけ
るマスク上の電場強度、図9および図12は各々の方法
におけるウエハ上の光強度を表している。光リソグラフ
ィの解像以下のパターン転写を考えた場合、フォトマス
ク法のマスクでは、マスク基板(SiO2 等)1上に
形成されたマスクパターン(主パターン)2を透過した
光の電場は図8に示すように空間的に分離した波形とな
る。しかし、光学系を透過した光のウエハ(図示せず)
上の光強度は図9に示すようにお互いに重なり合い、パ
ターンの解像はできない。
The principles of the conventional photomask method and the phase shift exposure method will be explained below. 7 to 9 are diagrams for explaining the principle of the conventional photomask method, and FIG. 10
1 to 12 are diagrams for explaining the principle of the phase shift exposure method. 7 and 10 are cross-sectional side views of the mask in each method, FIGS. 8 and 11 show the electric field intensity on the mask in each method, and FIGS. 9 and 12 show the light intensity on the wafer in each method. . When considering pattern transfer that is lower than the resolution of optical lithography, in the photomask method, the electric field of light transmitted through the mask pattern (main pattern) 2 formed on the mask substrate (SiO2 etc.) 1 is shown in Figure 8. As shown, the waveforms are spatially separated. However, the wafer (not shown) of the light transmitted through the optical system
The upper light intensities overlap each other as shown in FIG. 9, and the pattern cannot be resolved.

【0005】これに対し位相シフト露光法は、図10に
示すように、マスクパターン2のパターンスペース部2
aに1つおきに光の位相を180度反転させるSiO2
 などの位相シフトパターン(シフター)3を設けたマ
スクを用いて転写する方法である。位相シフト露光法の
マスクを透過した光の電場は、図11に示すように交互
に位相が反転する。そのため、これを従来のフォトマス
ク法と同じ光学系で投影したとき、隣合ったパターン像
が重なり合う部分では光が互いに打ち消すように働く。 その結果、図12に示すようにウエハ上の光強度は分離
したものとなる。このため、位相シフト露光法はフォト
マスク法より解像力が高くなる。実験では前者のほうが
後者より最小解像パターン幅が約半分になることが示さ
れている。
On the other hand, in the phase shift exposure method, as shown in FIG.
SiO2 that inverts the phase of light by 180 degrees every other time in a
This is a method of transferring using a mask provided with a phase shift pattern (shifter) 3 such as. The electric field of the light transmitted through the mask of the phase shift exposure method has its phase alternately reversed as shown in FIG. Therefore, when this is projected using the same optical system as the conventional photomask method, the light acts to cancel each other out in the areas where adjacent pattern images overlap. As a result, the light intensities on the wafer become separated as shown in FIG. For this reason, the phase shift exposure method has higher resolution than the photomask method. Experiments have shown that the former has a minimum resolution pattern width approximately half that of the latter.

【0006】次に、位相シフト露光法における位相シフ
トマスクの欠陥の修正方法を説明する。図13ないし図
15は位相シフトマスクの黒欠陥の修正方法を説明する
ための断面工程図、図16ないし図18は位相シフトパ
ターンの白欠陥の修正方法を説明するための断面工程図
である。これらの図において、マスク基板1上にはCr
やMoSiからなるマスクパターン2が形成されている
。マスクパターン2間の所定位置にはSiOX やフッ
素樹脂から成る位相シフトパターン3が形成されている
Next, a method for correcting defects in a phase shift mask in the phase shift exposure method will be explained. 13 to 15 are cross-sectional process diagrams for explaining a method for correcting black defects in a phase shift mask, and FIGS. 16 to 18 are cross-sectional process diagrams for explaining a method for correcting white defects in a phase shift pattern. In these figures, there is Cr on the mask substrate 1.
A mask pattern 2 made of or MoSi is formed. A phase shift pattern 3 made of SiOX or fluororesin is formed at a predetermined position between the mask patterns 2.

【0007】まず、黒欠陥の修正方法について説明する
。黒欠陥とは、マスク基板1上に形成されたマスクパタ
ーン2の間の位相シフトパターン3が形成されるべきで
ない領域に形成されている位相シフトパターンのことを
いう。図13において、4が黒欠陥領域である。この黒
欠陥は以下のようにして修正する。すなわち、図14に
示すように、集束したイオンビーム(FIB(forc
usedion beam ))5を黒欠陥領域4に照
射、走査し、黒欠陥物質をエッチング(ミリング)して
削り取る。例えば、1μm2 の黒欠陥であれば30K
eVのGa+ (ビーム電流300pA)のイオンビー
ムを用いれば、この黒欠陥は数分で除去することができ
る。この場合、位相シフトパターン3にSiOx のよ
うなマスク基板(通常石英(SiO2 )より成る)1
に類似した材料を用いるとエッチングの終点の検出が困
難になるので、類似しない材料、例えばフッ素樹脂を用
いた方がよい。この理由は、エッチングの終点検出には
エッチングによりスパッタされたイオン(2次イオン)
が用いられており、SiOx のようなマスク基板(通
常石英(SiO2 )より成る)1に類似した材料を用
いた場合、終点において2次イオンの収率が変化しにく
く、マスク基板1と位相シフトパターン3の境界が不明
確になるからである。黒欠陥領域4の除去後、図15に
示すようにマスクパターン2の上部に黒欠陥残部4aが
あるが、マスクパターン2は光を透過しないので問題は
ない。
First, a method for correcting black defects will be explained. The black defect refers to a phase shift pattern formed in a region between mask patterns 2 formed on the mask substrate 1 where the phase shift pattern 3 should not be formed. In FIG. 13, 4 is a black defect area. This black defect is corrected as follows. That is, as shown in FIG. 14, a focused ion beam (FIB (force
A used beam )) 5 is irradiated and scanned onto the black defect area 4, and the black defect material is etched (milled) and scraped off. For example, a black defect of 1μm2 is 30K.
If an ion beam of eV Ga+ (beam current 300 pA) is used, this black defect can be removed in a few minutes. In this case, a mask substrate such as SiOx (usually made of quartz (SiO2)) 1 is used as the phase shift pattern 3.
If a similar material is used, it will be difficult to detect the etching end point, so it is better to use a dissimilar material, such as a fluororesin. The reason for this is that ions sputtered by etching (secondary ions) are used to detect the end point of etching.
If a material similar to the mask substrate (usually made of quartz (SiO2)) 1, such as SiO This is because the boundary of pattern 3 becomes unclear. After the black defect area 4 is removed, there is a black defect remaining portion 4a on the upper part of the mask pattern 2 as shown in FIG. 15, but there is no problem because the mask pattern 2 does not transmit light.

【0008】次に、白欠陥の修正方法について説明する
。白欠陥とは、マスク基板1上に形成されたマスクパタ
ーン2の間の位相シフトパターン3が形成されるべき領
域に位相シフトパターンが形成されていない領域のこと
をいう。図16において、6が白欠陥領域である。この
欠陥は以下に示すいわゆるイオンビームアシスト法を用
いた膜堆積(デポジション)法により修正する。図17
に示すように、反応ガス雰囲気(SiH4 +O2 等
)中においてイオンビーム(黒欠陥の修正時と同等のビ
ーム)5を修正したい白欠陥領域6に複数回走査する。 この間、反応ガス9をノズル8から白欠陥領域6に噴出
する。このとき、マスク基板1との間隔が数百μm程度
になるまでノズル8をマスク基板1に近付け、反応ガス
9が白欠陥領域6に当たるようにする。反応ガス9にイ
オンビーム5を照射することにより反応ガス9を分解、
反応させ、白欠陥領域6にシフト材料(SiO2 もし
くはSiOX )7を図17に示すように堆積させる。 そして、図18に示すように完全に堆積させたときのシ
フト材料(SiO2 もしくはSiOX )7の厚さは
100nm(位相シフトパターン3の厚さと同じ)程度
である。 堆積させるシフト材料7の厚さは、シフト材料7の組成
,構造に依存する。シフト材料7の組成,構造は、イオ
ンビーム5の照射条件,反応ガス9の雰囲気等により異
なる。そのため、イオンビーム5の照射条件,反応ガス
9の雰囲気等を調整して堆積させるシフト材料7の厚さ
を調整する必要がある。
Next, a method for correcting white defects will be explained. A white defect refers to a region where a phase shift pattern 3 is to be formed between mask patterns 2 formed on a mask substrate 1 but in which no phase shift pattern is formed. In FIG. 16, 6 is a white defect area. This defect is corrected by a film deposition method using the so-called ion beam assist method described below. Figure 17
As shown in FIG. 2, an ion beam (the same beam as used for repairing a black defect) 5 is scanned multiple times over a white defect region 6 to be repaired in a reactive gas atmosphere (SiH4 +O2, etc.). During this time, the reaction gas 9 is ejected from the nozzle 8 onto the white defect area 6. At this time, the nozzle 8 is brought close to the mask substrate 1 until the distance from the mask substrate 1 is approximately several hundred μm, so that the reactive gas 9 hits the white defect area 6. The reaction gas 9 is decomposed by irradiating the reaction gas 9 with the ion beam 5,
A reaction is caused to occur, and a shift material (SiO2 or SiOX) 7 is deposited on the white defect area 6 as shown in FIG. As shown in FIG. 18, the thickness of the shift material (SiO2 or SiOX) 7 when completely deposited is about 100 nm (same as the thickness of the phase shift pattern 3). The thickness of the shift material 7 to be deposited depends on the composition and structure of the shift material 7. The composition and structure of the shift material 7 vary depending on the irradiation conditions of the ion beam 5, the atmosphere of the reaction gas 9, and the like. Therefore, it is necessary to adjust the thickness of the shift material 7 to be deposited by adjusting the irradiation conditions of the ion beam 5, the atmosphere of the reaction gas 9, etc.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】位相シフト露光法に用
いるマスクの従来の修正方法は以上のような工程で行わ
れているので以下のような問題点があった。
The conventional method for repairing a mask used in phase shift exposure involves the steps described above, and has the following problems.

【0010】黒欠陥の修正においては、イオンビーム5
を照射することにより黒欠陥領域4にエッチングを施し
ているので、イオン(Ga+ )がマスク基板1中に多
量に侵入し、この侵入したイオンが色中心(本来透明の
マスク基板が所定波長の光を吸収して着色して見えるこ
と)となり転写時の光の透過量を低下させるという問題
点があった。
In the repair of black defects, the ion beam 5
Since the black defect area 4 is etched by irradiating with There is a problem in that the amount of light transmitted during transfer is reduced.

【0011】また、白欠陥の修正においては、SiH4
 のような毒性,自燃性のガスを用いるので、安全確保
のため、装置に複雑なガス供給装置を設けなければなら
ず、また、装置の制御も慎重に行わなければならないと
いう問題点があった。
[0011] Furthermore, in the repair of white defects, SiH4
Because toxic and flammable gases such as .

【0012】さらに、イオンアシスト法を用いた膜堆積
法は、以下に示すようにエッチングを用いた場合に比べ
て精度が悪くなるめ、黒欠陥の修正に比べて白欠陥の修
正の方が精度が悪いという問題点もあった。すなわち、
図18に示すようにシフト材料7を堆積した場合、側面
はマスクパターン2に囲まれているため、シフト材料7
がサイド方向のマスク基板上にまで侵入することはない
が、例えば、奥行き方向にマスクパターン2が設けられ
ていない場合、シフト材料7堆積時にいわゆる裾引きが
生じて、所望の寸法どおりにシフト材料7を形成するこ
とができない。また、四方をマスクパターン2に囲まれ
ている場合でも、シフト材料7をマスクパターン2の内
壁に完全に密着させ形成するのが困難である。しかし、
エッチングを用いて黒欠陥領域4を削除する場合はこの
ような不都合はない。
[0012]Furthermore, as shown below, the film deposition method using the ion assist method has lower accuracy than when etching is used. There was also the problem that it was bad. That is,
When the shift material 7 is deposited as shown in FIG. 18, since the side surfaces are surrounded by the mask pattern 2, the shift material 7
However, for example, if the mask pattern 2 is not provided in the depth direction, so-called skirting occurs when the shift material 7 is deposited, and the shift material does not adhere to the desired dimensions. 7 cannot be formed. Further, even when surrounded by the mask pattern 2 on all sides, it is difficult to form the shift material 7 in complete contact with the inner wall of the mask pattern 2. but,
This problem does not arise when the black defect area 4 is removed using etching.

【0013】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、転写時の光の透過量を低下させ
ず、マスク修正装置を簡略化できるとともに、白欠陥を
安全に精度良く修正することができる位相シフトマスク
およびその修正方法を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to simplify the mask repair device without reducing the amount of light transmitted during transfer, and to remove white defects safely and accurately. The present invention aims to obtain a phase shift mask that can be modified and a method for modifying the same.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】この発明に係る位相シフ
トマスクは、位相シフトパターンの一部がマスク基板を
掘り下げることにより形成した凹部であることを特徴と
する。
A phase shift mask according to the present invention is characterized in that a part of the phase shift pattern is a recess formed by digging into a mask substrate.

【0015】この発明に係る位相シフトマスクの修正方
法の第1の態様は、位相シフトマスクの位相シフトパタ
ーンの欠陥を修正する位相シフトマスクの修正方法にお
いて、マスク基板上に形成されたマスクパターン間の位
相シフトパターンが形成されるべきでない領域に位相シ
フトパターンが形成されている黒欠陥領域に位相シフト
パターン材質に応じた反応ガスを供給しつつイオンビー
ムを照射することにより、前記黒欠陥領域に形成されて
いる前記位相シフトパターンをエッチング除去すること
を特徴とする。
A first aspect of the phase shift mask repair method according to the present invention is a phase shift mask repair method for repairing defects in a phase shift pattern of a phase shift mask. By irradiating the black defect area with an ion beam while supplying a reactive gas according to the phase shift pattern material to the black defect area where the phase shift pattern is formed in an area where the phase shift pattern should not be formed, the black defect area is The method is characterized in that the formed phase shift pattern is removed by etching.

【0016】この発明に係る位相シフトパターンに第2
の態様は、位相シフトマスクの位相シフトパターンの欠
陥を修正する位相マスクの修正方法において、マスク基
板上に形成されたマスクパターン間の位相シフトパター
ンが形成されるべき領域に位相シフトパターンが形成さ
れていない白欠陥領域にマスク基板材質に応じた反応ガ
スを供給しつつイオンビームを照射することにより、前
記白欠陥領域下のマスク基板をエッチング除去し、本来
から前記位相シフトパターンが形成されていない領域を
透過する光の位相と前記エッチングされた白欠陥領域を
透過する光の位相が逆相になるようにしたことを特徴と
する。
[0016] The phase shift pattern according to the present invention has a second
In this aspect, in a phase mask repair method for correcting a defect in a phase shift pattern of a phase shift mask, a phase shift pattern is formed in a region where a phase shift pattern is to be formed between mask patterns formed on a mask substrate. The mask substrate under the white defect area is etched away by irradiating the ion beam while supplying a reactive gas according to the material of the mask substrate to the white defect area where the phase shift pattern is not originally formed. The present invention is characterized in that the phase of the light that passes through the region and the phase of the light that passes through the etched white defect region are opposite to each other.

【0017】[0017]

【作用】この発明に係る位相シフトマスクにおいては、
位相シフトパターンの一部がマスク基板を掘り下げた凹
部で形成されているので、白欠陥の修正をマスク基板の
エッチングにより行うことが可能になる。
[Operation] In the phase shift mask according to the present invention,
Since part of the phase shift pattern is formed by a recess dug into the mask substrate, white defects can be corrected by etching the mask substrate.

【0018】この発明に係る位相シフトパターンの修正
方法の第1の態様は、マスク基板上に形成されたマスク
パターン間の位相シフトパターンが形成されるべきでな
い領域に位相シフトパターンが形成されている黒欠陥領
域に位相シフトパターン材質に応じた反応ガスを供給し
つつイオンビームを照射することにより、黒欠陥領域に
形成されている位相シフトパターンをエッチング除去す
るので、マスク基板に侵入するイオンが少なくなる。
A first aspect of the method for correcting a phase shift pattern according to the present invention is that a phase shift pattern is formed in a region where a phase shift pattern should not be formed between mask patterns formed on a mask substrate. By irradiating the black defect area with an ion beam while supplying a reactive gas according to the phase shift pattern material, the phase shift pattern formed in the black defect area is etched away, so fewer ions enter the mask substrate. Become.

【0019】この発明に係る位相シフトパターンの第2
の態様は、マスク基板上に形成されたマスクパターン間
の位相シフトパターンが形成されるべき領域に位相シフ
トパターンが形成されていない白欠陥領域にマスク基板
材質に応じた反応ガスを供給しつつイオンビームを照射
することにより、白欠陥領域下のマスク基板をエッチン
グ除去し、本来から位相シフトパターンが形成されてい
ない領域を透過する光の位相とエッチングされた白欠陥
領域を透過する光の位相が逆相になるようにしたので、
デポジションにより白欠陥領域を修正する必要がなくな
る。
The second phase shift pattern according to the present invention
In this embodiment, ions are supplied to the white defect area where the phase shift pattern is not formed between the mask patterns formed on the mask substrate, while supplying a reactive gas according to the material of the mask substrate. By irradiating the beam, the mask substrate under the white defect area is etched away, and the phase of the light that passes through the area where no phase shift pattern is originally formed and the phase of the light that passes through the etched white defect area are changed. I made it to be in reverse phase, so
Deposition eliminates the need to correct white defect areas.

【0020】[0020]

【実施例】図1ないし図3は、この発明に係る位相シフ
トマスクの修正方法の一実施例を示す断面工程図であり
、黒欠陥の修正方法を示している。マスクパターン2の
エッチング時に用いるレジストを塗布する時に混入する
異物、マスクパターン2のエッチング時にマスク基板1
上に乗る異物あるいはレジスト露光,現像異常によるレ
ジスト残りなどが原因で生じる黒欠陥領域4が従来と同
様、図1に示すように形成されている。黒欠陥領域4の
厚さは、位相シフトパターン3の厚さと同じである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIGS. 1 to 3 are cross-sectional process diagrams showing an embodiment of a method for repairing a phase shift mask according to the present invention, and show a method for repairing black defects. Foreign matter mixed in when applying the resist used during etching of mask pattern 2, mask substrate 1 during etching of mask pattern 2
A black defect area 4 is formed as shown in FIG. 1 in the same way as in the prior art, which is caused by foreign matter sitting thereon or resist residue due to resist exposure or development abnormalities. The thickness of the black defect region 4 is the same as the thickness of the phase shift pattern 3.

【0021】黒欠陥領域4にノズル8から反応ガス9を
噴射しつつ、イオンビーム5を照射する。すると、図2
に示すように黒欠陥領域4は物理的および化学的に徐々
にエッチングされる。反応ガス9は、黒欠陥領域4がS
iO2 により構成されている場合はCHF3 等のフ
ッ化水素系ガスまたはフッ化水素系ガスと希ガスの混合
ガス、黒欠陥領域4がフッ素樹脂の場合は酸素ガスまた
は酸素ガスと希ガスの混合ガスを用いる。
The black defect region 4 is irradiated with the ion beam 5 while the reactive gas 9 is injected from the nozzle 8 . Then, Figure 2
As shown in FIG. 2, the black defect region 4 is gradually etched physically and chemically. The reaction gas 9 is such that the black defect area 4 is S
If the black defect region 4 is made of fluororesin, use hydrogen fluoride gas such as CHF3 or a mixed gas of hydrogen fluoride gas and a rare gas; if the black defect region 4 is made of fluororesin, use oxygen gas or a mixed gas of oxygen gas and a rare gas. Use.

【0022】イオンビーム5は、例えば30KeVのG
a+ (ビーム電流は300pA、ビーム径は0.1μ
mφ)を用いる。前記反応ガス9の雰囲気中において、
イオンビーム5で黒欠陥領域4を複数回走査することに
より、黒欠陥領域4を図3に示すように完全にエッチン
グ除去する。黒欠陥領域4の厚さは上述のように位相シ
フトパターン3の厚さと同じである。位相シフトパター
ン3の厚さは、位相シフトパターン3を設けていない領
域を透過する光と設けている領域を透過する光の光路差
を1/2波長の奇数倍になる厚さに設定されている。し
たがって、黒欠陥領域4を完全に除去すると黒欠陥領域
4が完全に除去されたエッチング領域10を透過する光
と、位相シフトパターン3がもともと設けられていない
白パターン領域11を透過する光との光路差が1/2波
長の偶数倍になり、上記の2つの透過光は同相となり、
位相シフトパターン3を透過する光と逆相になり、黒欠
陥が修正されたことになる。この場合、イオンビーム5
を反応ガス9の雰囲気中で照射しているので、従来のよ
うにイオンがマスク基板1中に多く侵入することはない
。そのため、転写時に光の透過量の低下が従来より少な
くなる。また、イオンの侵入の深さが数百オングストロ
ーム以下と浅いため、緩衝HFを用いたライトエッチン
グ、マスク基板1へのプラズマ処理(マスクパターン2
がCr の場合、フッ素ラジカルイオンを用いる。)に
よりマスク基板1中のイオンには除去することができ、
色中心をなくすことができる。
The ion beam 5 has a G of 30 KeV, for example.
a+ (Beam current is 300pA, beam diameter is 0.1μ
mφ) is used. In the atmosphere of the reaction gas 9,
By scanning the black defect area 4 multiple times with the ion beam 5, the black defect area 4 is completely etched away as shown in FIG. The thickness of the black defect region 4 is the same as the thickness of the phase shift pattern 3 as described above. The thickness of the phase shift pattern 3 is set to such a thickness that the optical path difference between the light that passes through the area where the phase shift pattern 3 is not provided and the light that passes through the area where the phase shift pattern 3 is provided is an odd number multiple of 1/2 wavelength. There is. Therefore, when the black defect area 4 is completely removed, the light that passes through the etched area 10 from which the black defect area 4 has been completely removed, and the light that passes through the white pattern area 11 where the phase shift pattern 3 is not originally provided. The optical path difference becomes an even number multiple of 1/2 wavelength, and the above two transmitted lights are in phase,
The phase of the light passing through the phase shift pattern 3 is opposite to that of the light, and the black defect has been corrected. In this case, the ion beam 5
Since the irradiation is performed in the atmosphere of the reactive gas 9, ions do not enter the mask substrate 1 in large numbers as in the conventional case. Therefore, there is less reduction in the amount of light transmitted during transfer than in the past. In addition, since the depth of ion penetration is shallow, several hundred angstroms or less, light etching using buffered HF and plasma treatment on the mask substrate 1 (mask pattern 2
When is Cr, fluorine radical ions are used. ), the ions in the mask substrate 1 can be removed.
Color center can be eliminated.

【0023】図4ないし図6は、この発明に係る位相シ
フトパターンの修正方法の他の実施例を示す断面工程図
であり、白欠陥の修正方法を示している。レジスト塗布
時に形成されるピンホール,レジスト露光異常によるレ
ジスト残りや剥がれなどが原因で生じる白欠陥領域6が
従来と同様、図4に示すように形成されている。
FIGS. 4 to 6 are cross-sectional process diagrams showing another embodiment of the method for correcting a phase shift pattern according to the present invention, and show a method for correcting white defects. White defect areas 6 are formed as shown in FIG. 4, as in the prior art, caused by pinholes formed during resist application, resist residue or peeling due to abnormal resist exposure, and the like.

【0024】白欠陥領域6にノズル8から反応ガス9を
噴射しつつ、イオンビーム5を照射する。すると、図5
に示すように白欠陥領域6のマスク基板1が物理的およ
び化学的に徐々にエッチングされる。マスク基板1は、
通常SiO2より成り、そのため、反応ガスは、フッ化
水素系ガスまたはフッ化水素系ガスと希ガスの混合ガス
を用いる。イオンビーム5は上記に示した黒欠陥の修正
に用いたものと同様のものを用いる。マスク基板1のエ
ッチングの深さdはエッチング領域20を透過する光と
白パターン領域11を透過する光との光路差が1/2波
長の奇数倍になるような深さに設定する。このようなエ
ッチングによって、白欠陥領域6を透過する光と、これ
に隣接する白パターン領域11を透過する光とが干渉し
合って打ち消し合うので、白欠陥を修正したことになる
The white defect region 6 is irradiated with the ion beam 5 while the reactive gas 9 is injected from the nozzle 8 . Then, Figure 5
As shown in FIG. 2, the mask substrate 1 in the white defect area 6 is gradually etched physically and chemically. The mask substrate 1 is
It is usually made of SiO2, and therefore a hydrogen fluoride gas or a mixed gas of a hydrogen fluoride gas and a rare gas is used as the reaction gas. The ion beam 5 used is the same as that used for repairing the black defect shown above. The etching depth d of the mask substrate 1 is set to such a depth that the optical path difference between the light passing through the etching region 20 and the light passing through the white pattern region 11 is an odd multiple of 1/2 wavelength. By such etching, the light passing through the white defect area 6 and the light passing through the adjacent white pattern area 11 interfere and cancel each other out, so that the white defect is corrected.

【0025】深さdは、ビーム電流が一定であればイオ
ンビーム5の照射時間を調整することにより調整できる
。光路差は(n−1)・d(ここで、nは石英ガラスの
お屈折率)で表されるから、透過光の波長をλ(nm)
とすれば、次の関係式が成り立つように深さdを決めれ
ばよい。
The depth d can be adjusted by adjusting the irradiation time of the ion beam 5 if the beam current is constant. Since the optical path difference is expressed as (n-1)・d (where n is the refractive index of silica glass), the wavelength of the transmitted light is expressed as λ (nm).
Then, the depth d should be determined so that the following relational expression holds true.

【0026】(n−1)・d=(2m−1)λ/2(た
だし、m=1,2,・・・・である。)ここで、露光光
源として水銀ランプのi線を例にとれば、i線はλ=3
65nm、n=1.476(λ=365nmの時の屈折
率)となり、上式よりdは約383nmとなる。白欠陥
の修正においてもイオンビーム5を反応ガス9の雰囲気
中で照射してマスク基板1のエッチングを行っているの
で、上記と同様の理由により転写時の光の透過量の低下
を防止できる。また、エッチングにより白欠陥を修正し
ているので、精度も黒欠陥の修正と同じ程度であり、ま
た、SiH4 を使用することがないので、マスク修正
装置を簡略化することができる。
(n-1)・d=(2m-1)λ/2 (however, m=1, 2,...) Here, using the i-line of a mercury lamp as an example of the exposure light source, Then, the i-line is λ=3
65 nm, n=1.476 (refractive index when λ=365 nm), and from the above equation, d is about 383 nm. Also in the correction of white defects, since the mask substrate 1 is etched by irradiating the ion beam 5 in the atmosphere of the reactive gas 9, a reduction in the amount of light transmitted during transfer can be prevented for the same reason as described above. Furthermore, since white defects are repaired by etching, the accuracy is on the same level as that for repairing black defects, and since SiH4 is not used, the mask repair apparatus can be simplified.

【0027】なお、上記実施例では、イオンビーム5と
して30KeVのGa+ を用いたが、例えばIn+ 
等の他のイオンを用いても上記実施例と同様の効果が得
られる。また、イオンビーム5のエネルギー、電流は、
最もエッチング効率が良く、かつ加工精度の良い条件に
設定すればよく、上記実施例に限定されない。また、マ
スク基板1は石英ガラスに限定されず、CaF等のフッ
素化物でもよい。
In the above embodiment, 30 KeV Ga+ was used as the ion beam 5, but for example, In+
Even if other ions such as ions are used, the same effects as in the above embodiment can be obtained. Also, the energy and current of the ion beam 5 are:
It is sufficient to set the conditions to have the best etching efficiency and high processing accuracy, and the conditions are not limited to the above embodiments. Further, the mask substrate 1 is not limited to quartz glass, but may be made of fluoride such as CaF.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上のように、この発明に係る位相シフ
トマスクによれば、位相シフトパターンの一部がマスク
基板を掘り下げた凹部で形成されているので、白欠陥の
修正をマスク基板のエッチングにより行うことが可能と
なる。その結果、白欠陥の修正精度が良くなる。
As described above, according to the phase shift mask of the present invention, a part of the phase shift pattern is formed by a recess dug into the mask substrate, so white defects can be corrected by etching the mask substrate. This can be done by As a result, the white defect correction accuracy improves.

【0029】以上にように、この発明に係る位相シフト
マスクの修正方法の第1の態様によれば、マスク基板上
に形成されたマスクパターン間の位相シフトパターンが
形成されるべきでない領域に位相シフトパターンが形成
されている黒欠陥領域に位相シフトパターン材質に応じ
た反応ガスを供給しつつイオンビームを照射することに
より、黒欠陥領域に形成されている位相シフトパターン
をエッチング除去するようにしたので、イオンビーム照
射時にマスク基板に侵入するイオンが少なくなる。その
結果、転写時の光の透過量が従来に比べて多くなるとい
う効果がある。
As described above, according to the first aspect of the method for correcting a phase shift mask according to the present invention, the phase shift pattern is not formed between the mask patterns formed on the mask substrate in the region where the phase shift pattern should not be formed. The phase shift pattern formed in the black defect area is etched away by irradiating the ion beam with a reactive gas depending on the material of the phase shift pattern while supplying the black defect area where the shift pattern is formed. Therefore, fewer ions enter the mask substrate during ion beam irradiation. As a result, there is an effect that the amount of light transmitted during transfer is increased compared to the conventional method.

【0030】この発明に係る位相シフトマスクの修正方
法の第2の態様によれば、マスク基板上に形成されたマ
スクパターン間の位相シフトパターンが形成されるべき
領域に位相シフトパターンが形成されていない白欠陥領
域にマスク基板材質に応じた反応ガスを供給しつつイオ
ンビームを照射することにより、白欠陥領域下のマスク
基板をエッチング除去し、本来から位相シフトパターン
が形成されていない領域を透過する光の位相とエッチン
グされた白欠陥領域を透過する光の位相が逆相になるよ
うにしたので、従来のようにSiH4 のような毒性,
自燃性のガスを用いる必要がなくなると共に、デポジシ
ョンにより白欠陥を修正する必要なくなる。その結果、
マスク修正装置を簡略化できると共に、白欠陥を安全に
精度良く修正することができるという効果がある。
According to the second aspect of the method for repairing a phase shift mask according to the present invention, a phase shift pattern is formed in a region where a phase shift pattern is to be formed between mask patterns formed on a mask substrate. By irradiating the ion beam while supplying a reactive gas according to the material of the mask substrate to the white defect area where there is no white defect, the mask substrate under the white defect area is etched away, and the area where the phase shift pattern is originally not formed is penetrated. The phase of the light passing through the etched white defect area is opposite to the phase of the light passing through the etched white defect area, so it is possible to avoid toxic substances such as SiH4, unlike conventional methods.
There is no need to use self-combustible gas, and there is no need to correct white defects by deposition. the result,
This has the effect that the mask repair device can be simplified and white defects can be repaired safely and accurately.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】この発明に係る位相シフトマスクの修正方法の
うち黒欠陥の修正方法を示す断面工程図である。
FIG. 1 is a cross-sectional process diagram showing a method for repairing a black defect among the methods for repairing a phase shift mask according to the present invention.

【図2】この発明に係る位相シフトマスクの修正方法の
うち黒欠陥の修正方法を示す断面工程図である。
FIG. 2 is a cross-sectional process diagram showing a method for repairing black defects among the methods for repairing a phase shift mask according to the present invention.

【図3】この発明に係る位相シフトマスクの修正方法の
うち黒欠陥の修正方法を示す断面工程図である。
FIG. 3 is a cross-sectional process diagram showing a method for repairing black defects among the methods for repairing a phase shift mask according to the present invention.

【図4】この発明に係る位相シフトマスクの修正方法の
うち白欠陥の修正方法を示す断面工程図である。
FIG. 4 is a cross-sectional process diagram showing a white defect repair method among the phase shift mask repair methods according to the present invention.

【図5】この発明に係る位相シフトマスクの修正方法の
うち白欠陥の修正方法を示す断面工程図である。
FIG. 5 is a cross-sectional process diagram showing a white defect repair method among the phase shift mask repair methods according to the present invention.

【図6】この発明に係る位相シフトマスクの修正方法の
うち白欠陥の修正方法を示す断面工程図である。
FIG. 6 is a cross-sectional process diagram showing a white defect repair method among the phase shift mask repair methods according to the present invention.

【図7】従来のフォトマスク法の原理を説明するための
図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining the principle of a conventional photomask method.

【図8】従来のフォトマスク法の原理を説明するための
図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining the principle of a conventional photomask method.

【図9】従来のフォトマスク法の原理を説明するための
図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining the principle of a conventional photomask method.

【図10】位相シフト露光法を説明するための図である
FIG. 10 is a diagram for explaining a phase shift exposure method.

【図11】位相シフト露光法を説明するための図である
FIG. 11 is a diagram for explaining a phase shift exposure method.

【図12】位相シフト露光法を説明するための図である
FIG. 12 is a diagram for explaining a phase shift exposure method.

【図13】黒欠陥の従来の修正方法を示す断面工程図で
ある。
FIG. 13 is a cross-sectional process diagram showing a conventional method for correcting black defects.

【図14】黒欠陥の従来の修正方法を示す断面工程図で
ある。
FIG. 14 is a cross-sectional process diagram showing a conventional method for correcting black defects.

【図15】黒欠陥の従来の修正方法を示す断面工程図で
ある。
FIG. 15 is a cross-sectional process diagram showing a conventional method for correcting black defects.

【図16】白欠陥の従来の修正方法を示す断面工程図で
ある。
FIG. 16 is a cross-sectional process diagram showing a conventional method for correcting white defects.

【図17】白欠陥の従来の修正方法を示す断面工程図で
ある。
FIG. 17 is a cross-sectional process diagram showing a conventional method for correcting white defects.

【図18】白欠陥の従来の修正方法を示す断面工程図で
ある。
FIG. 18 is a cross-sectional process diagram showing a conventional method for correcting white defects.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  マスク基板 2  マスクパターン 3  位相シフトパターン 4  黒欠陥領域 5  イオンビーム 6  白欠陥領域 9  反応ガス 1 Mask substrate 2 Mask pattern 3 Phase shift pattern 4 Black defect area 5 Ion beam 6 White defect area 9 Reactant gas

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  位相シフトマスクの位相シフトパター
ンの一部がマスク基板を掘り下げることにより形成した
凹部であることを特徴とする位相シフトマスク。
1. A phase shift mask, wherein a part of the phase shift pattern of the phase shift mask is a recess formed by digging into a mask substrate.
【請求項2】  位相シフトマスクの位相シフトパター
ンの欠陥を修正する位相シフトマスクの修正方法におい
て、マスク基板上に形成されたマスクパターン間の位相
シフトパターンが形成されるべきでない領域に位相シフ
トパターンが形成されている黒欠陥領域に位相シフトパ
ターン材質に応じた反応ガスを供給しつつイオンビーム
を照射することにより、前記黒欠陥領域に形成されてい
る前記位相シフトパターンをエッチング除去することを
特徴とする位相シフトマスクの修正方法。
2. A phase shift mask repair method for repairing a defect in a phase shift pattern of a phase shift mask, wherein a phase shift pattern is formed in a region between mask patterns formed on a mask substrate where the phase shift pattern should not be formed. The phase shift pattern formed in the black defect area is etched away by irradiating the black defect area with an ion beam while supplying a reactive gas depending on the phase shift pattern material to the black defect area where the black defect area is formed. How to modify the phase shift mask.
【請求項3】  位相シフトマスクの位相シフトパター
ンの欠陥を修正する位相シフトマスクの修正方法におい
て、マスク基板上に形成されたマスクパターン間の位相
シフトパターンが形成されるべき領域に位相シフトパタ
ーンが形成されていない白欠陥領域にマスク基板材質に
応じた反応ガスを供給しつつイオンビームを照射するこ
とにより、前記白欠陥領域下のマスク基板をエッチング
除去し、本来から前記位相シフトパターンが形成されて
いない領域を透過する光の位相と前記エッチングされた
白欠陥領域を透過する光の位相が逆相になるようにした
ことを特徴とする位相シフトマスクの修正方法。
3. A phase shift mask repair method for repairing a defect in a phase shift pattern of a phase shift mask, wherein a phase shift pattern is formed in a region where a phase shift pattern is to be formed between mask patterns formed on a mask substrate. By irradiating the unformed white defect area with an ion beam while supplying a reactive gas according to the material of the mask substrate, the mask substrate under the white defect area is etched away, and the phase shift pattern is originally formed. A method for repairing a phase shift mask, characterized in that the phase of the light that passes through the etched white defect area and the phase of the light that passes through the etched white defect area are opposite to each other.
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