JPS6237388B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、IC、LSIなどの半導体装置製造に用
いられるフオトマスクのパターンに生ずる白点欠
陥修正方法および装置に関するものである。

LSIなどの半導体装置製造の歩留り低下の原因
の一つにフオトマスクのパターンの欠陥がある。
この欠陥には白点欠陥と呼ばれる正常なパターン
の一部が欠落しているものがある。

前記白点欠陥を修正する技術として従来リフト
オフ法が用いられている。この方法は、レジスト
を付着させた白点欠陥部を選択的に露光した後、
当該露光に係る欠陥部に金属を蒸着するものであ
る。しかし、この方法には修正工数が多く、かつ
長時間を要するなどの問題点がある。

また、レーザ光を用いて白点欠陥部に部分蒸着
を施す方法も提案されているが、この方法は精
度、膜強度が悪い等の実用上の問題がある。

本発明の目的は、前記従来技術の欠点および問
題点をなくし、従来より簡略な工程と短時間で、
しかも精度よくフオトマスクの白点欠陥を修正す
ることができるフオトマスクの白点欠陥修正方法
および装置を提供するにある。

本発明方法の特徴は、白点欠陥を有するフオト
マスクの少なくとも白点欠陥部とその周辺に修正
材料を塗布した後、白点欠陥部に選択的に波長
1.3μｍ以下の光を照射して修正材料を変質せし
め、変質の過程で変化するフオトマスクおよび修
正材料からの観察光または参照光の反射像を識別
し、波長1.3μｍ以下の光の照射範囲内の反射像
内のコントラストの差が一定の値以下になつたと
き、その直後または一定時間経過後に光の照射を
停止するところに存し、この構成により従来法に
比し、簡略な工程と少ない時間で、精度よく前記
白点欠陥部を修正しうるフオトマスクの白点欠陥
修正方法を得たものである。

そして、本発明装置の特徴は、波長1.3μｍ以
下の光を発振するレーザ発振器と、該発振器より
放出されたレーザ光を任意の矩形に成形するため
の矩形開口スリツトと、スリツトの大きさの整合
および位置合わせを行うための参照光を照射する
照明装置と、前記レーザ光と参照光とを合わせて
前記矩形開口スリツトへ導くための手段と、フオ
トマスクのパターンを観察するための観察光を照
射する照明装置と、前記矩形開口スリツトを通過
してきたレーザ光または参照光と観察光とを合わ
せる手段と、レーザ光または参照光によるスリツ
トの投影像と観察光とを前記フオトマスク上に投
影および照射する対物レンズと、フオトマスクを
載置してＸ−Ｙ方向に移動可能なＸ−Ｙテーブル
と、観察光または参照光によるフオトマスクの反
射像を検知して表示する表示手段と、前記Ｘ−Ｙ
テーブルと矩形開口スリツトとレーザ発振器とを
制御するとともに反射像内のコントラストの差を
識別するための制御部とを備えて構成されている
ところに存し、この構成により前記白点欠陥修正
方法を的確に実施しうるフオトマスクの白点欠陥
修正装置を得たものである。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図ａは本発明で対象とする白点欠陥部４を
有するフオトマスクの断面図であり、第１図ｂは
それに修正材料３を塗布したものである。

ここで用いられる修正材料３は、光を照射され
ることにより紫外光および可視光（波長100〜
760nｍ）に対しての遮光性が高まるものが望ま
しく、例えば金属としてCrまたはCuあるいはPd
等を含んだエチレンイミンの金属キレートポリマ
ーや有機溶媒に硝酸銀または硝酸コバルトあるい
は硝酸銅を添加した金属錯体溶液などが採用され
る。

これらの修正材料３を白点欠陥部４を有するフ
オトマスクの局所、すなわち白点欠陥部４とその
周辺あるいは全面に塗布し、必要があれば乾燥を
行い、その後第２図に示される白点欠陥修正装置
を用いて修正を行う。

この第２図に示される実施例の白点欠陥修正装
置は、レーザ発振器７、該レーザ発振器７から発
振されたレーザ光８をフオトマスクの配置方向に
曲げかつレーザ光８と参照光とを合わせて導くた
めの手段であるダイクロイツクミラー９、参照光
または観察光によるスリツトの投影像を表示手段
方向に導くダイクロイツクミラー１０、スリツト
駆動機構２６を有しかつレーザ光８と参照光とを
任意の矩形に成形する矩形開口スリツト１１、レ
ーザ光８または参照光と観察光とを合わせて導く
ための手段であるハーフミラー１２、レーザ光８
または参照光によるスリツトの投影像と観察光と
をフオトマスク上に投影および照射する対物レン
ズ１３、修正すべきフオトマスクを載置しかつモ
ータ６を有してＸ−Ｙ方向に移動するＸ−Ｙテー
ブル５、参照光の照明装置を構成する参照光光源
１４と干渉フイルタ１５、フオトマスクの反射像
の表示手段を構成する干渉フイルタ１７とリレー
レンズ１８とテレビカメラ１９とモニタ用テレビ
２０、観察光の照明装置を構成する観察光光源１
６とハーフミラー２２と観察光学系２３、Ｘ−Ｙ
テーブル５のモータ６とレーザ発振器７と矩形開
口スリツト１１のスリツト駆動機構２６を制御す
るとともに反射像内のコントラストの差を識別す
る制御部２１とを備えて構成されている。

前記白点欠陥修正装置では、レーザ発振器７に
より波長1.3μｍ以下の光が発振され、そのレー
ザ光８の波長のみを反射するダイクロイツクミラ
ー９により光路を曲げられ、レーザ光８と参照光
とを透過するダイクロイツクミラー１０を透廻
し、制御部２１からの信号により作動するスリツ
ト駆動機構２６によつてＸ−Ｙ両方向の巾を独立
に設定できる矩形開口スリツト１１に達し、任意
の矩形に形成される。

前記矩形開口スリツト１１により任意の矩形に
成形されたレーザ光８は、ハーフミラー１２を透
過し、対物レンズ１３によりフオトマスクの白点
欠陥部４に集光され、フオトマスクの白点欠陥部
４に波長1.3μｍ以下の光が照射される。

本発明においてフオトマスクの白点欠陥部４に
波長1.3μｍ以下の光を照射する理由は次のとお
りである。即ち、本発明で対象とする半導体装置
製造に用いられるフオトマスクのパターン巾はワ
ーキングマスク（１倍像のマスク）で１〜５μｍ
程度、レチクル（10倍像のマスク）で10〜50μｍ
程度と微細であり、これらのパターンに生じた白
点欠陥部４を修正するには、光をこれらのパター
ン巾より微小に集光する必要があるためである。
光の集束は、その波長程度が限界であるので、こ
のような微細なパターンを修正するには、短波長
の光の方が有効である。

また本発明で用いる修正材料の分光透過曲線の
一例を第６図に示す。Ｗランプを用いて測定した
ものである。同図で示される修正材料は、Ag錯
体をガラス基板にスピンナ塗布（1000r・ｐ・
ｍ、30秒）し、その後、85℃で10分間乾燥したも
のである。これにより波長が短くなるに従い、吸
収率が大きくなつていることがわかる。このこと
から、波長の短かい光を用いれば、その光源の出
力は小さくともよいことになる。なお、Cu錯体
のようにどの波長に対しても、ほぼ一定の吸収率
をもつものもある。

前記フオトマスクは、矩形開口スリツト１１の
像が対物レンズ１３により、対物レンズ１３の倍
率Ｍの逆数の１／Ｍに縮小されて投影される位置
に配置される。

修正すべきフオトマスクは、Ｘ−Ｙテーブル５
上に載置される。該Ｘ−Ｙテーブル５は、前記位
置関係を維持しつつ制御部２１からの信号により
駆動するモータ６によつてＸ−Ｙ方向に移動操作
される。

フオトマスクのパターン２の観察および位置合
わせは、観察光光源１６から投光される観察光を
ハーフミラー１２およびハーフミラー２２で結合
することにより観察光学系２３で行うことが可能
である。

干渉フイルタ２４は、作業者の安全のためにレ
ーザ光８の波長をカツトするものであるが、ハー
フミラー１２がレーザ光８の波長に対し、100％
近い透過特性をもつものであれば特に設ける必要
はない。

また、矩形開口スリツト１１を大きく開くこと
によりテレビカメラ１９およびモニタ用テレビ２
０によつて観察できる。

参照光光源１４からは、レーザ光８がフオトマ
スク上に照射される範囲を識別するため参照光が
投光される。そして、参照光光源１４より出た光
は、干渉フイルタ１５によりレーザ光８の波長に
近い波長の光のみが透過され、参照光となる。こ
の参照光は、ダイクロイツクミラー９および１０
を透過して矩形開口スリツト１１により矩形に成
形され、矩形開口スリツト１１の投影像として対
物レンズ１３によりフオトマスク上に結像され
る。

前記矩形開口スリツト１１の投影像は、観察光
学系２３によつて観察できる。

干渉フイルタ１７は、レーザ光８と参照光とを
カツトするためのもので、ダイクロイツクミラー
１０の特性がレーザ光８と参照光とを100％近く
透過するものであれば特に設ける必要はない。

テレビカメラ１９とモニタ用テレビ２０は、レ
ーザ光８の照射範囲内の観察およびレーザ光８の
照射による修正材料３の変質を識別するためのも
のである。このテレビカメラ１９は矩形開口スリ
ツト１１の像がリレーレンズ１８により、リレー
レンズ１８の倍率Ｎの逆数１／Ｎに縮小されて投
影される位置に置かれる。テレビカメラ１９によ
つて得られた照射範囲内の像の信号は、モニタ用
テレビ２０および制御部２１に送られる。

前記制御部２１は、テレビカメラ１９より送ら
れてきた照射範囲内の観察光の映像信号から任意
の走査線内の映像信号の強度分布（反射像の光強
度分布）を検知し、それを表示する機能と、修正
材料３がレーザ光８の照射により一様に変質した
か、否かを識別する機能と、レーザ発振器７の制
御をする機能と、Ｘ−Ｙテーブル５を制御する機
能とを有している。

つぎに、前記白点欠陥修正装置を用いて実施す
るフオトマスクの白点欠陥修正方法について第３
図ａ〜ｃおよび第４図ａ〜ｆに関連して説明す
る。

第３図ａに修正材料３が局部的に塗布され、必
要により乾燥された白点欠陥部４を有するフオト
マスクを示す。このフオトマスクを第２図に示さ
れる白点欠陥修正装置のＸ−Ｙテーブル５上に載
置し、観察光学系２３あるいはモニタ用テレビ２
０によつて修正箇所の位置出しを行う。

ついで、参照光を用いて第３図ｂに示されるよ
うに、白点欠陥部４の大きさに応じたレーザ照射
範囲３０を、矩形開口スリツト１１を移動して設
定する。

モニタ用テレビ２０には、矩形開口スリツト１
１を通過してきた観察光の像、すなわち第３図ｃ
に示されるような像が表示される。

つぎに、モニタ用テレビ２０の画面上に第４図
ａにＡ−Ａ線で示されるごとく、一走査線内の映
像信号の強度分布をみる位置を設定するための検
出用設定ライン３１を表示し、それを所望の位置
設定する。

このとき、制御部２１内の表示部、例えばオシ
ロスコープ（図示せず）には第４図ｂに示される
ように、映像信号の強度分布が表示される。

ついで、修正材料３がレーザ照射により一様に
変質したか、否かを判定するための上限および下
限の設定値C₁およびC₂を第４図ｄに示されるよ
うに、制御部２１の表示部に設定ライン３３，３
３′を表示して設定する。これらの設定値C₁およ
びC₂は、修正材料３の種類によつて各々異なる
ため、予め条件出しを行い、良好なる範囲を求め
ておく必要がある。

以上の設定が終了した後、つぎに制御部２１か
ら信号を与えてレーザ発振器７を発振させるか、
あるいはシヤツタ（図示せず）を開いてレーザ光
８を通過させ、レーザ照射範囲３０の全域にレー
ザ光８を一括照射して修正材料３を変質させる。
この変質の途中経過を第４図ｃに示す。

この時点では、修正材料３の変質はレーザ照射
範囲３０の全域に亘つていない。そのため、制御
部２１の表示部には第４図ｄに示されるような映
像信号の強度分布が得られる。

さらに、レーザ光８の照射を続けると、第４図
ｅに示されるように、レーザ照射範囲３０の全域
に修正材料３の変質が見られ、制御部２１の表示
部には第４図ｆに示されるような映像信号の強度
分布が得られる。このとき、制御部２１内では照
射範囲３０内の修正材料３がレーザ光８の照射に
より一様に変質したと判定し、直ちにあるいはこ
のときより予め設定された一定時間経過後、レー
ザ光８の照射を停止する信号をレーザ発振器７あ
るいはシヤツタ駆動機構（図示せず）に送り、レ
ーザ光８を止める。

以上の工程を経て一個の白点欠陥部４を修正
後、同一基板１上に他に白点欠陥部４がある場
合、レーザ光８を停止する信号を制御部２１のＸ
−Ｙテーブル５のモータ６に送り、つぎの白点欠
陥部４の番地までＸ−Ｙテーブル５を移動し、前
述の工程を繰り返して修正を行うことにより修正
時間を短かくすることができる。

フオトマスク１枚中の白点欠陥部４の全てにつ
いて修正後、フオトマスクを水あるいは有機溶剤
を用いて洗浄し、変質していない部分の修正材料
３を取り除く。

進んで、第５図ａ〜ｃはレーザ照射範囲内の修
正材料がレーザ光の照射により一様に変質した
か、否かの識別法を示す。

その第５図ａに示される方法は、複数の走査線
の映像信号を検知し、各々の走査線の映像信号の
強度分布が第４図ｆのように設定範囲C₁，C₂に
入つたとき、修正材料３が一様に変質したと判定
する方法である。

また、第５図ｂに示される方法は、レーザ照射
範囲３０の映像信号を複数のエリアに分割し、各
各のエリア内における映像信号の平均強度を検知
し、それらを比較して最大値と最小値の差がある
一定の値以下になつたとき、一様に変質したと判
定する方法である。

第５図ｃに示される方法は、予め映像信号の強
度を測定する場所、すなわち測定点３５を設定し
ておき、各々の測定点３５における映像信号の強
度を比較してその差がある値以下になつたとき、
一様に変質したと判定するか、あるいは各々の測
定点３５の映像信号の強度の平均値およびばらつ
きを算出し、それらの値が予め設定された範囲内
になつたとき、修正材料３が一様に変質したと判
定する方法である。

これらの識別法の他に、照射範囲３０内全域の
映像信号の強度分布を検知し、それが設定範囲内
に入つたとき、一様に変質したと判定する方法も
ある。

つぎに、第７図は白点欠陥修正装置の他の実施
例を示す。この白点欠陥修正装置は、基本的には
第２図のものと変わらず、ダイクロイツクミラー
１０と干渉フイルタ１７およびリレーレンズ１８
およびテレビカメラ１９を、レーザ照射範囲３０
を設定するための矩形開口スリツト１１の下に配
置し、観察用矩形開口スリツト２５を加えた構成
とされている。

この観察用矩形開口スリツト２５と対物レンズ
１３との光路長は、対物レンズ１３と矩形開口ス
リツト１１との光路長と同じであり、制御部２１
の信号により作動するスリツト駆動機構２６によ
つて矩形開口スリツト１１と同じスリツト巾に設
定できる。前記観察用矩形開口スリツト２５は、
モニタ用テレビ２０にレーザ照射範囲３０内の像
のみを映すためのものであるが、ダイクロイツク
ミラー１０の特性を参照光の波長のみに対して一
定の割合を反射するものにし、参照光により得ら
れる像を用いて観察等を行うようにすれば特に設
ける必要はない。その際、干渉フイルタ１７も必
要ない。

この第７図に示される白点欠陥修正装置の他の
構成、作用および修正方法は、前述の第２図のも
のと同様である。

第２図および第７図において、パターン面側よ
りレーザ光の照射を行つているがガラス基板１を
通してレーザ光の照射を行つても同様に修正がで
きる。また、修正材料３にレーザ光の照射によつ
て低抵抗の金属等を析出するものを選択すれば、
フオトマスクの白点欠陥の修正のみならず、IC
やLSIなどのようにシリコンウエハ上に形成され
た配線同志を電気的に接続することも可能であ
る。

本発明は、以上説明した構成のもので、本発明
方法によれば、フオトマスクの白点欠陥を従来の
リフトオフ法に比較して工程を簡略化でき、約1/
１０の時間で修正できる効果を有する外、波長1.3
μｍ以下の光を白点欠陥部に一括照射するように
しているので、容易に均一に修正できる結果、修
正精度を著しく向上しうる効果もある。

また、本発明装置によれば、前記白点欠陥修正
方法を適確に実施できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは修正すべき白点欠陥を有するフオト
マスクの断面図、第１図ｂは白点欠陥を有する面
に修正材料を塗布したフオトマスクの断面図、第
２図は本発明方法を実施するための白点欠陥修正
装置の一例を示す系統図、第３図ａ〜ｃおよび第
４図ａ〜ｆはそれぞれ本発明方法の手順を示す
図、第５図ａ〜ｃはレーザ光の照射により修正材
料が一様に変質したか、否かの判定方法の説明
図、第６図は修正材料に用いられるAg錯体の分
光透過特性を示す図、第７図は白点欠陥修正装置
の他の実施例を示す系統図である。 １……フオトマスクのガラス基板、２……同パ
ターン、３……白点欠陥部の修正材料、４……白
点欠陥部、５……Ｘ−Ｙテーブル、６……モー
タ、７……レーザ発振器、８……レーザ光、９，
１０……ダイクロイツクミラー、１１，２５……
矩形開口スリツト、１２，２２……ハーフミラ
ー、１３……対物レンズ、１４……参照光光源、
１５，１７，２４……干渉フイルタ、１６……観
察光光源、１８……リレーレンズ、１９……テレ
ビカメラ、２０……モニタ用テレビ、２１……制
御部、２３……観察光学系、２６……スリツト駆
動機構、３０……レーザ照射範囲、３２……検出
用設定ライン、３３……設定ライン、３５……測
定点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 波長1.3μｍ以下の光を発振するレーザ発振
   器と、 前記レーザ発振器より放出されたレーザ光の断
   面形状を任意の矩形に成形可能な矩形開口スリツ
   トと、 前記スリツトの大きさの整合および位置合わせ
   を行うための参照光を照射する照明装置と、 前記レーザ光と前記参照光とを合わせて前記ス
   リツトへ導くための手段と、 フオトマスク又はICのパターンを観察するた
   めの観察光を照射する照明装置と、 前記スリツトを通過してきた前記レーザ光また
   は前記参照光と前記観察光とを合わせる手段と、 前記レーザ光または前記参照光による前記スリ
   ツトの投影像および前記観察光とを前記フオトマ
   スク又はIC上に投影および照射する対物レンズ
   と、 前記フオトマスク又はICを載置してＸ−Ｙ方
   向に移動可能なＸ−Ｙテーブルと、 前記観察光または前記参照光による前記フオト
   マスク又はICの反射像を検知して表示する表示
   手段と、 前記Ｘ−Ｙテーブルと前記スリツトと前記レー
   ザ発振器とを制御するとともに前記反射像内のコ
   ントラストの差を識別するための制御部とを備え
   ていることを特徴とするパターン欠陥の修正装
   置。