JPH1165091A - ハーフトーン型位相シフトマスクの欠陥修正方法 - Google Patents
ハーフトーン型位相シフトマスクの欠陥修正方法Info
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- JPH1165091A JPH1165091A JP23658597A JP23658597A JPH1165091A JP H1165091 A JPH1165091 A JP H1165091A JP 23658597 A JP23658597 A JP 23658597A JP 23658597 A JP23658597 A JP 23658597A JP H1165091 A JPH1165091 A JP H1165091A
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
透光膜と同等又はそれに近い光学特性の修正膜を欠落欠
陥部に堆積して修正できるハーフトーン型位相シフトマ
スクの欠陥修正方法を提供する。 【解決手段】 透明基板上に少なくとも半透光膜パター
ンを有するハーフトーン型位相シフトマスクの欠落欠陥
に膜材料を供給しながらイオンビームを照射して前記膜
材料又はその反応物からなる修正膜を堆積させることに
より半透光膜パターンの欠落欠陥を修正するハーフトー
ン型位相シフトマスクの欠陥修正方法において、予め堆
積させる修正膜の膜厚に対する光透過率と位相差との関
係(図2)を把握した後、これらの関係に基づいて光透
過率と位相差が半透光膜と実質的に同一である修正膜を
堆積させる。その際、集束イオンビーム装置に搭載した
アパーチャーの径、及び堆積させる修正膜の膜厚を変化
させる。
Description
ラフィーに用いられる位相シフトマスクの欠陥修正方法
に関し、特に、ハーフトーン型の位相シフトマスクの欠
陥修正方法に関する。
ターンを投影露光装置にて転写する際に用いられるフォ
トマスクの一つとして位相シフトマスクが用いられる。
この位相シフトマスクは、マスクを透過する露光光間に
位相差を与えることにより、転写パターンの解像度を向
上できるようにしたものである。この位相シフトマスク
の一つに、特に、孤立したホールやライン&スペースパ
ターンを転写するのに適したマスクにして特開平4−1
36854号公報に記載の位相シフトマスクが知られて
いる。
質的に露光に寄与しない強度の光を透過させると同時に
通過する光の位相をシフトさせる半透光膜(ハーフトー
ン位相シフト膜)を形成し、この半透光膜の一部を選択
的に除去して半透光膜パターンを形成することにより、
実質的に露光に寄与する強度の光を透過させる透光部
(透明基板露出部)と、実質的に露光に寄与しない強度
の光を透過させる半透光部とで構成されるマスクパター
ンを形成したものである。この位相シフトマスクは、半
透光部を通過する光の位相をシフトさせて、この半透光
部を通過した光の位相が上記透光部を通過した光の位相
に対して実質的に反転する関係になるようにすることに
よって、前記半透光部と透光部との境界近傍を通過して
回折により回り込んだ光が互いに打ち消しあうようにし
て境界部のコントラストを良好に保持できるようにした
ものであり、通称、ハーフトーン型位相シフトマスクと
称されている。この位相シフトマスクにおいては露光光
の波長をλ、半透光膜の露光光に対する屈折率をnとし
たとき、半透光膜の膜厚tの値が t=λ/{2(n−1)} を満たす値に一般的に設定され、また、露光光の波長に
おける半透光膜の透過率が1〜50%程度になるように
設定されるのが普通である。
スクは、半透光部によって露光光の位相をシフトさせる
位相シフト機能と露光光を実質的に遮断する遮光機能と
の二つの機能を兼ねさせたものである。すなわち、この
半透光部を、パターンの境界部においては位相シフト層
として機能させ、それ以外の部分では遮光層として機能
させている。したがって、本来は完全に露光光を遮断す
るのが理想的である部分にもわずかな漏れ光が生じてい
る。通常はこの漏れ光があっても実質的な露光とまで至
らないように、全体の露光量を調整する。
クにおいては、通常のフォトマスクよりも高精度化が要
求され、欠陥の修正部分の光学特性等の精度についても
例外でない。通常、フォトマスクで発生する欠落欠陥に
ついては、集束イオンビーム(FIB)を用いて、ピレ
ン等の蒸気をGaイオンにより解離、励起させてカーボ
ン膜を欠落欠陥に堆積させることにより修正している。
これに対し、ハーフトーン型位相シフトマスクにおける
欠落欠陥の修正は、例えば、特開平7−146544号
公報に開示されているように、欠落欠陥部分に成膜する
膜材料の光学特性を半透光膜とほぼ同じとし、具体的に
は、位相差を120〜240°、透過率を5〜15%と
している。
開平7−146544号公報に記載の欠陥修正方法で
は、欠落欠陥部分に半透光膜とほぼ同じ材質の膜を成膜
する手段としてリフトオフ法等を採用しているが、この
リフトオフ法は工程が複雑で実用上は細かい制御が難し
いものである。なお、同公報では膜質や膜厚と光学特性
との関係については考慮されていない。
型位相シフトマスクにおける欠落欠陥の修正は、従来か
ら一般的に利用されている欠落欠陥部分にFIBにより
カーボン膜を堆積させる方法で修正できることが望まし
く、かつ、欠落欠陥部分に堆積される修正膜の性質が極
力、半透光膜の光学特性と合致していることが望まし
い。
であり、FIB装置を用いた比較的単純な方法で、半透
光膜と同等又はそれに近い光学特性の修正膜を欠落欠陥
部に堆積して修正できるハーフトーン型位相シフトマス
クの欠陥修正方法の提供を目的とする。
に本発明のハーフトーン型位相シフトマスクの欠陥修正
方法は、以下の構成としてある。
膜パターンを有するハーフトーン型位相シフトマスクの
欠落欠陥に膜材料を供給しながらイオンビームを照射し
て前記膜材料又はその反応物からなる修正膜を堆積させ
ることにより半透光膜パターンの欠落欠陥を修正するハ
ーフトーン型位相シフトマスクの欠陥修正方法におい
て、予め堆積させる修正膜の膜厚に対する光透過率と位
相差との関係を把握した後、これらの関係に基づいて光
透過率と位相差が前記半透光膜と実質的に同一である修
正膜を堆積させることを特徴とするハーフトーン型位相
シフトマスクの欠陥修正方法。
相シフトマスクの欠陥修正方法において、前記堆積させ
る修正膜が、単層膜であることを特徴とするハーフトー
ン型位相シフトマスクの欠陥修正方法。
ン型位相シフトマスクの製造方法の欠陥修正方法におい
て、集束イオンビーム装置に搭載したアパーチャーの
径、及び堆積させる修正膜の膜厚を変化させることを特
徴とするハーフトーン型位相シフトマスクの欠陥修正方
法。
ン型位相シフトマスクの製造方法の欠陥修正方法におい
て、前記堆積させる修正膜が、カーボン系の膜であるこ
とを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスクの欠陥
修正方法。
膜パターンを有するハーフトーン型位相シフトマスクの
欠落欠陥に膜材料を供給しながらイオンビームを照射し
て前記膜材料又はその反応物からなる修正膜を堆積させ
ることにより半透光膜パターンの欠落欠陥を修正するハ
ーフトーン型位相シフトマスクの欠陥修正方法におい
て、前記堆積させる修正膜が、前記半透光膜の光透過率
と位相差と実質的に同一である単層膜であることを特徴
とするハーフトーン型位相シフトマスクの欠陥修正方
法。
膜パターンを有するハーフトーン型位相シフトマスクの
欠落欠陥に膜材料を供給しながらイオンビームを照射し
て前記膜材料又はその反応物からなる修正膜を堆積させ
ることにより半透光膜パターンの欠落欠陥を修正するハ
ーフトーン型位相シフトマスクの欠陥修正方法におい
て、前記修正膜における特定反応条件毎の膜厚に対する
光透過率と位相差との相関関係を予め求め、前記修正膜
の光透過率と位相差が前記半透光膜の光透過率と位相差
と実質的に同一になるように前記反応条件を選択して修
正膜を堆積させることを特徴とするハーフトーン型位相
シフトマスクの欠陥修正方法。
における欠落欠陥部分にFIBによりカーボン膜等を堆
積させる方法を採用し、かつ、欠落欠陥部分に堆積され
る修正膜の性質を半透光膜の光学特性に近づけること
で、効率よく欠陥修正が行えるとともに、欠陥の修正部
分の光学精度が高く、結果として高精度にウエハへのパ
ターン転写が行えるハーフトーン型位相シフトマスクを
得ることができる。
概略図を示す。FIB装置では、透明基板上に少なくと
も半透光膜パターンを有するハーフトーン型位相シフト
マスク1の欠落欠陥に、ノズル11から膜材料を供給し
ながらイオンビーム12を照射して、前記膜材料又はそ
の反応物からなる修正膜を堆積させることにより半透光
膜パターンの欠落欠陥を修正する。
線(365nm)におけるカーボン膜の特性を示す。図
3にFIB装置で堆積させた露光波長g線(436n
m)におけるカーボン膜の特性を示す。
に対する光透過率と位相差との関係を把握した後、これ
らの関係に基づいて光透過率と位相差が半透光膜と実質
的に同一である修正膜を堆積させる。具体的には、例え
ば、図2及び図3に示すように、FIB装置のアパーチ
ャーの径を変えることによって、修正膜の光学特性を制
御して、膜厚と透過率、位相差との関係を変化させる。
つまり、図2及び図3に示すように、アパーチャーの径
を変えない場合、膜厚に応じた透過率、位相差が一義的
にしか得られない(一組の関係曲線しか得られない)
が、本発明では、アパーチャーの径を変えることで得ら
れる複数の関係曲線のうちから最適なものを選択し(1
80°の位相差を有し、かつ、半透光膜により近い透過
率が得られる関係曲線を選択し)かつ修正膜の膜厚を厳
密に制御することで、修正膜の光学特性を半透光膜の光
学特性に一致させるかあるいは近づけることができる。
アパーチャーの径を変えることによって修正膜の光学特
性を変えることができるのは、イオン源から照射される
イオンビーム中のGaイオンの量、言い換えれば単位時
間当たりのエネルギー量がアパーチャー径の大きさによ
って制御されることによって、堆積される修正膜(カー
ボン膜等)の組成に影響を与え屈折率が変化するからで
あると考えられる。
ーフトーン膜の特性に合わせるものであるから、ハーフ
トーン膜を構成する膜材料にかかわらず利用できる。ま
た、マスクの非転写領域等に遮光膜を形成するタイプの
ハーフトーン型位相シフトマスクのにおける遮光膜の欠
陥修正も同一装置で同時に行うことが可能である。カー
ボン修正膜の場合、180°の位相差を有しかつ透過率
が1〜50%の範囲でFIBによる修正膜をハーフトー
ン膜の特性に合わせることが可能である。
料ガスとしては、例えば、ピレン、スチレン、メタクリ
ル酸メチル、2,4,4−トリメチル−1−ペンテン、
イソプレン等の炭化水素系ガス単独、又はこれらの炭化
水素系ガスと水素との混合ガス等を使用できる。
W(タングステン)、Mo(モリブデン)、Cr(クロ
ム)などが挙げられる。タングステン修正膜の原料ガス
としては、WF6、W(CO)6、WCl6等が、モリブ
デン修正膜の原料ガスとしては、MoF6、Mo(C
O)6、MoCl5等が、クロム修正膜の原料ガスとして
は、Cr(C6H6)2などが挙げられる。
こと以外に、FIB装置のイオン電流を変えるか、供給
ガス圧力を変えることなどによっても可能である。
で、光透過率と位相差が半透光膜と実質的に同一である
修正膜が形成できるので、修正が容易である。ここで、
「実質的に同一である」とは、半透光膜の光学特性が実
質的に変わらないことを言い、具体的には、光透過率で
は、半透光膜の光透過率の±2%以内、好ましくは±1
%以内、より好ましくは±0.5%以内の範囲におさま
ることを言い、位相差では、半透光膜の位相差の±20
°以内、好ましくは±10°以内、より好ましくは±5
°以内の範囲におさまることを言う。
する。
位相シフトマスクの欠落欠陥の修正方法を説明するため
の図である。
形成したモリブデンシリサイドの窒化膜(MoSiN
膜)からなる半透光膜(ハーフトーン膜)3をパターニ
ングして得られたハーフトーン型位相シフトマスク1の
平面図及びA−A線矢視断面図である。このマスクは、
スパッタリング法により透明基板上に成膜されたMoS
iN膜上に、電子線レジストを塗布し電子線描画装置を
用いて描画した後、レジストを現像し、レジストパター
ンをマスクにしてMoSiN膜をエッチングによりパタ
ーニングして得られたものであるが、これらの製造工程
において何らかの理由により生じた欠落欠陥4を有する
ものであった。なお、マスク作製後に上記マスクの光学
特性を測定した結果、露光波長g線(436nm)にお
いて位相差180°、透過率4.0%であった。
き、FIB装置のアパーチャー径を50μmとし、膜厚
を厳密に制御して、1620オンク゛ストロームの膜厚でカーボ
ン膜5を堆積させて欠落欠陥を修正した(図5(a)及
び(b))。カーボン膜は露光波長g線(436nm)
において位相差180°、透過率は3.8%で4.0%
に近かった。
ハ上への転写を行ったが、修正部分に起因する異常は見
られず、本発明による修正部分の光学特性の制御が高精
度であることが確認された。
(MoSiN膜)からなる半透光膜をパターニングして
得られたハーフトーン型位相シフトマスクを作製した。
このマスクは、スパッタリング法により透明基板上に成
膜されたMoSiN膜上に、電子線レジストを塗布し電
子線描画装置を用いて描画した後、レジストを現像し、
レジストパターンをマスクにしてMoSiN膜をエッチ
ングによりパターニングして得られたものであるが、こ
れらの製造工程において何らかの理由により生じた欠落
欠陥を有するものであった。なお、マスク作製後に上記
マスクの光学特性を測定した結果、露光波長i線(36
5nm)において位相差180°、透過率2.0%であ
った。
き、FIB装置のアパーチャー径を80μmとし、膜厚
を厳密に制御して、1400オンク゛ストロームの膜厚でカーボ
ン膜を堆積させて欠落欠陥を修正した。カーボン膜は露
光波長i線(365nm)において位相差180°、透
過率は1.8%で2.0%に近かった。
ハ上への転写を行ったが、修正部分に起因する異常は見
られず、本発明による修正が高精度であることが確認さ
れた。
したが、本発明は上記実施例に限定されるものではな
い。
ン、窒素からなるものに限定されず、例えば、モリブデ
ンとシリコンと酸素、モリブデンとシリコンと酸素と窒
素とからなる半透光膜や、タングステン、チタン、タン
タル、クロムから選ばれる金属とシリコンと酸素及び/
又は窒素とからなる半透光膜であってもよい。
イプのハーフトーン型位相シフトマスクにおいては、遮
光膜の欠陥修正も同一装置で同時に行うことが可能であ
る。この場合の遮光膜としては、例えば、クロムや、酸
素、窒素、炭素のうちより選ばれた少なくとも一種とク
ロムとを含む材料や、アルミニウム、チタン、タングス
テン、モリブデンシリサイド(MoSi)等の膜や、あ
るいはこれらに酸素、窒素、炭素のうちより選ばれた少
なくとも一種を含ませた材料からなるものが挙げられ
る。
ピンホール等の欠落欠陥の修正にも利用できる。
ン型位相シフトマスクの欠陥修正方法によれば、FIB
装置を用いた比較的単純な方法で、半透光膜と同等又は
それに近い光学特性の修正膜を欠落欠陥部に堆積して修
正できるため、結果として実際のウエハ転写上は欠陥の
影響がなくなり、高品質のハーフトーン型位相シフトマ
スクを効率よく高歩留まりで得ることができる。
nm)におけるカーボン膜の特性を示す図である。
nm)におけるカーボン膜の特性を示す図である。
シフトマスクの欠落欠陥の修正方法を説明するための図
であり、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A線矢
視断面図である。
シフトマスクの欠落欠陥の修正方法を説明するための図
であり、(a)は平面図、(b)は(a)のB−B線矢
視断面図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 透明基板上に少なくとも半透光膜パター
ンを有するハーフトーン型位相シフトマスクの欠落欠陥
に膜材料を供給しながらイオンビームを照射して前記膜
材料又はその反応物からなる修正膜を堆積させることに
より半透光膜パターンの欠落欠陥を修正するハーフトー
ン型位相シフトマスクの欠陥修正方法において、 予め堆積させる修正膜の膜厚に対する光透過率と位相差
との関係を把握した後、これらの関係に基づいて光透過
率と位相差が前記半透光膜と実質的に同一である修正膜
を堆積させることを特徴とするハーフトーン型位相シフ
トマスクの欠陥修正方法。 - 【請求項2】 請求項1記載のハーフトーン型位相シフ
トマスクの欠陥修正方法において、 前記堆積させる修正膜が、単層膜であることを特徴とす
るハーフトーン型位相シフトマスクの欠陥修正方法。 - 【請求項3】 請求項1又は2記載のハーフトーン型位
相シフトマスクの製造方法の欠陥修正方法において、 集束イオンビーム装置に搭載したアパーチャーの径、及
び堆積させる修正膜の膜厚を変化させることを特徴とす
るハーフトーン型位相シフトマスクの欠陥修正方法。 - 【請求項4】 請求項1乃至3記載のハーフトーン型位
相シフトマスクの製造方法の欠陥修正方法において、 前記堆積させる修正膜が、カーボン系の膜であることを
特徴とするハーフトーン型位相シフトマスクの欠陥修正
方法。 - 【請求項5】 透明基板上に少なくとも半透光膜パター
ンを有するハーフトーン型位相シフトマスクの欠落欠陥
に膜材料を供給しながらイオンビームを照射して前記膜
材料又はその反応物からなる修正膜を堆積させることに
より半透光膜パターンの欠落欠陥を修正するハーフトー
ン型位相シフトマスクの欠陥修正方法において、 前記堆積させる修正膜が、前記半透光膜の光透過率と位
相差と実質的に同一である単層膜であることを特徴とす
るハーフトーン型位相シフトマスクの欠陥修正方法。 - 【請求項6】 透明基板上に少なくとも半透光膜パター
ンを有するハーフトーン型位相シフトマスクの欠落欠陥
に膜材料を供給しながらイオンビームを照射して前記膜
材料又はその反応物からなる修正膜を堆積させることに
より半透光膜パターンの欠落欠陥を修正するハーフトー
ン型位相シフトマスクの欠陥修正方法において、 前記修正膜における特定反応条件毎の膜厚に対する光透
過率と位相差との相関関係を予め求め、前記修正膜の光
透過率と位相差が前記半透光膜の光透過率と位相差と実
質的に同一になるように前記反応条件を選択して修正膜
を堆積させることを特徴とするハーフトーン型位相シフ
トマスクの欠陥修正方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23658597A JP3630935B2 (ja) | 1997-08-18 | 1997-08-18 | ハーフトーン型位相シフトマスクの欠陥修正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23658597A JP3630935B2 (ja) | 1997-08-18 | 1997-08-18 | ハーフトーン型位相シフトマスクの欠陥修正方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1165091A true JPH1165091A (ja) | 1999-03-05 |
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ID=17002823
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23658597A Expired - Fee Related JP3630935B2 (ja) | 1997-08-18 | 1997-08-18 | ハーフトーン型位相シフトマスクの欠陥修正方法 |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP3630935B2 (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1997
- 1997-08-18 JP JP23658597A patent/JP3630935B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP3630935B2 (ja) | 2005-03-23 |
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