KR960001685B1

KR960001685B1 - 광학 마스크 및 그의 수정 방법

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Publication number: KR960001685B1
Application number: KR1019930002477A
Authority: KR
Inventors: 아끼라 시마세; 쥰조 아즈마; 사또시 하라이찌; 후미까즈 이또; 야스히로 고이즈미
Original assignee: 가부시끼가이샤 히다찌세이사꾸쇼; 가나이 쯔또무
Priority date: 1992-02-28
Filing date: 1993-02-23
Publication date: 1996-02-03
Also published as: KR930018652A; JPH05241321A

Abstract

내용 없음.

Description

광학 마스크 및 그의 수정 방법

제1도는 기본적인 위상 시프트 마스크의 단면도.

제2a도∼제2d도는 종래 기술에 따라 위상 시프트 결함을 수정하는 처리 스텝을 도시한 도면.

제3a도∼제3c도는 FIB를 사용하는 처리 스텝을 도시한 도면.

제4a도∼제4c도는 FIBAE를 사용하는 처리 스텝을 도시한 도면.

제5도는 처리의 플로우챠트.

제6a도∼제6d도는 본 발명의 실시예 1에 따른 위상 시프터 수정 방법을 도시한 도면.

제7도는 위상 시프터를 수정할 때 실행된 처리의 상태를 설명하는 도면.

제8a도∼제8e도는 본 발명의 실시예 2에 따른 위상 시프터 수정 방법을 도시한 도면.

제9a도∼제9c도는 본 발명의 실시예 3에 따른 위상 시프터 수정 방법을 도시한 도면.

제10a도∼제10d도는 본 발명의 실시예 4에 따른 위상 시프터 수정 방법을 도시한 도면.

본 발명은 반도체 제조용 광학 마스크에 관한 것으로, 특히 투명막에 소정의 패턴으로 형성된 위상 시프터를 구비하는 위상 시프터 마스크 및 그의 결함을 수정하는 방법에 관한 것이다.

종래의 포토마스크에서는 제1도에 도시한 바와 같이, 크롬등의 차광 패턴(2)가 석영등의 투명 기판(1)상에 형성된다. 그러나, 반도체 패턴이 축소화됨에 따라, 리도그래피 프로세스의 패턴 해상도가 손상되어, 제1도에 도시한 바와 같은 기본 구조를 갖는 위상 시프터 마스크가 실용화되고, 여기서, 노출 광에 위상차를 부여하는 투명 패턴은 두개의 인접하는 차광 패턴부사이의 갭마다 형성되어 있다.

마스크가 결함을 가질 때, 결함은 마스크로 노출된 모든 반도체 칩에 전사되므로, 마스크 결함을 완전히 제거하여야 한다. 제거되어야 할 위상 시프터 마스크의 결함은 종래의 차광부의 빠짐 및 과도한 차광부의 발생뿐만 아니라, 시프터의 빠짐 및 불필요한 시프터부의 발생을구비한다. 이들 결함중에서, 시프터부의 빠짐 이외의 부분은 포커스 이온 빔을 사용하는 국부 스퍼터 에칭 및 국부 화학 증기 반응을 사용하는 막형성에 의해 수정될 수 있다. 그러나, 시프터부의 빠짐의 수정에 대해서는 "High Resoultion Light Lithography Technology Using Phase Shift Method"of the Journal of the Institte of Applied Physics, Vol. 60. No.11(1991), page 1076에 기재되어 있는 바와 같이, 통상의 시프터 아래에 서브 시프터를 마련하는 방법을 사용할 필요가 있다. 또한, 포커스 이온 빔을 사용하는 방법이 미세한 국부부의 수정에 성공적인 것이 예견된다. 이 방법은 종래의 광학 마스크의 결함 수정에 적용되었었다. 일본 특허 공개공보 소화 58-56332호는 광학 마스크의 결함 수정에 대한 기본 개념을 기술하고 있다.

상기 문헌에 의해 제출된 수정 방법은 다음의 순서에 의해 실행된다. 제2(a)도에 도시한 바와 같이, 위상 시프터 마스크의 구조는 노출 광의 위상을 180° 반전할 수 있는 막 두께를 갖는 실리콘 질화막이 서브 시프터(12)로서 석영 기판(1)상에 형성되도록 된다. 크롬의 차광 패턴(2)는 실리콘 질화막(12)상에 형성된다. 그후, 위상을 180° 반전하는 산화 실리콘의 시프터 패턴(4)을 차광 패턴(2)의 특정한 갭에 형성한다. 시프터(4)는 시프터(4)의 형성 공정에서 형성된 시프터 나머지부(6) 및 시프터 빠짐부(5)등의 결함을 갖는다. 이들 결함을 수정하는 방법에서, 먼저 레지스트(13)을 마스크의 전면에 코팅한다. 그후, 결함부(5), (6)에 스폿 노출을 실시하고 현상하여 제2(b)도에 도시한 바와 같은 레지스트 패턴을 형성한다. 이 레지스트 패턴에 이방성 드라이 에칭을 실시하여 제2(c)도에 도시한 바와 같이, 산화 실리콘의 시프터(4)를 제거한다. 이 드라이 에칭에서, 산화 실리콘과 질화 실리콘사이에서 선택적 에칭을 얻을 수 있는 에칭 가스를 서브 시프터(12)의 표면에서 에칭을 정지시키는데 사용한다. 반대로, 산화 실리콘의 처리 속도가 산화 실리콘의 처리 속도보다 큰 선택율을 갖는 에칭 가스를 사용하여, 이방성 드라이 에칭을 실행하는 것에 비해, 질화 실리콘에 의해 하층에 형성된 서브 시프터(12)를 제거한다. 이때, 질화 실리콘 아래의 기판(1)이 석영, 즉, 산화 실리콘으로 형성되어 있으므로 기판(1)의 위면에서 에칭이 정지한다. 상기 처리를 완료한 후 레지스트(13)을 제거하여, 제2(d)도에 도시한 바와 같은 수정 상태를 얻는다. 결함의 수정전, 시프터(4)를 통해 투과한 노출 광의 위상이 결함부(5) 및 (6)에서 0°와 180°사이의 중간값으로 되므로, 노출시 세이딩이 형성된다. 그러나, 서브 시프터(12)에서 시프터 나머지부(6)의 제거에 의해, 이 부분(6)에 의한 세이딩이 사라진다. 또한, 시프터(4)가 서브 시프터(12)상에서 겹치는 부분에서 발생된 시프터 빠짐부(5)에 대하여, 서브 시프터(12)까지 제거되므로, 위상차는 0°로 된다.

한편, 시프터(4)가 서브 시프터(12)상에 겹치는 부분에서, 위상차는 360°로 된다. 따라서, 이들 영역에서는 위상차가 거의 제거되므로, 시프트 빠짐부(5)에 의한 세이딩이 사라진다. 상술한 바와 같이, 이 방법에 의해 시프터(4)를 수정할 수 있다. 물론, 이 방법은 그의 수정 공정이 복잡하여, 새로운 결함을 발생할 우려를 수반하여, 그러한 복잡한 패턴에서 스폿 노출에 의해 노출의 위치결정을 정확히 실행하는 것이 곤란하다는 문제점을 갖는다.

포커스 이온 빔(이하, FIB라 한다)을 사용하는 처리는 수정처리를 단순화하여 수정의 정밀도를 향상하는데에 알맞게 적용된다. 제3(a)도∼제3(c)도는 FIB(7)을 사용하여 결함을 수정하는 프로세스를 도시한 것이다. 이들 프로세스에서, 시프트 나머지부(6)은 FIB(7)에 의한 스퍼터 에칭에 의해 제거된다. 또한, 시프터 빠짐부(5)도 FIB(7)에 의한 스퍼터 에칭에 의해 제거되지만, 이 경우, 이 부분의 위상 시프터는 이 상태에서 0°이므로, 처리되지 않은 시프터부(4)와 그것사이에서 180°위상이 반전하여, 노출시 세이딩이 생긴다.

이 문제를 해결하기 위하여, 다음의 수정 방법, 즉 FIB(7)에 의해 제거된 시프터부(4)에서, 시프트 나머지부(6)이 수정되는 영역과 시프터부(4) 사이의 위상차를 거의 제거하는 180°의 위상 시프트양만큼 기판(1)을 파서, 그 형상이 생기지 않도록 하는 수정 방법을 채택한다. 물론, 이 방법에서, 부정형 구조를 갖는 시프트 나머지부(6), 즉, 다른 부분과 높이차가 있는 것이 수정될 때, 기판(1)은 시프터(4)의 형상에 따른 요철에 따라 그대로 처리되므로, 수정된 부분에서 때때로 위상 변동이 발생되어, 완전한 수정을 곤란하게 한다.

다음에, FIB를 사용하는 처리에 있어서의 문제를 해소하는 방법으로서, 제4(a)도∼제4(c)도에 도시한 바와 같은 FIB 어시스트 에칭(이하, FIBAE라 한다)를 사용하는 방법이 채택된다. 이 방법에 따르면, FIBAE를 사용할 때 시프터(4)의 요철을 흡수하기 위하여, 시프터(4)와 크롬 패턴(2) 사이에 스톱퍼층(3)을 삽입한다. 예를 들면, 기판(1)이 석영으로 이루어지고, 시프터층(4)이 스핀 온 글라스(SOG)로 이루어지고, 가스 노즐(8)이 XeF2(플루오르화 크세논)등의 FIBAE용 반응성 가스(9)를 공급하며, 스톱퍼층(3)이 Al2O3, MgF2, CeF3 등으로 형성될 때, 시프터층(4)에 대하여 에칭이 천천히 실행되므로 제4(b)도에 도시한 바와 같이 스톱퍼층(3)에서 처리가 거의 정지한다. 따라서, 이 스텝에서, 시프터(4)의 요철은 시프터(4)보다 두꺼운 스톱퍼층(3)에서 더 작은 요철로 변한다. 그후, 반응성 가스(9)의 도포를 정지하고, 제4(c)도에 도시한 바와 같이, 처리는 에칭 선택성이 작은 FIB로 변한다. 따라서, 시프터 빠짐부(5)가 수정되는 부분과 시프터(4)를 갖는 부분사이의 위상차를 제거하기 위하여 기판(1)을 파므로, 시프터 빠짐부(5)에 의해 생기는 그림자가 노출시 제거된다. 이 방법에 따르면, 바닥면을 평탄하게 처리할 수 있으므로, 결함 시프터부의 형상에 관계없이, 결함 수정을 깊이 방향에서 높은 정밀도로 실행할 수 있다.

또한, 이온 빔을 0.1마이크로 이하로 포커스할 수 있는 FIB(7)을 사용하는 것에 의해, 평탄면에서의 수정 정밀도는 결함 수정의 요구를 만족시킬 수 있다. 이 방법이 스톱퍼층(3)의 크리닝에 대한 내성에 문제가 있는 것은 물론이다. 일반적으로 제5도에 도시한 바와 같이, 위상 시프터 마스크 제조에 있어서, 패터닝 프로세스는 크리닝 프로세스에 반다시 따른다. 크리닝 프로세스에 있어서, 오존 황산 크리닝등의 강한 크리닝은 마스크의 오염을 완전히 제거하기 위하여 실행된다. 예를 들면, 일반적인 코팅 재료인 Al2O3는 이 크리닝에 내성이 없으므로, 크롬 패턴(2) 아래의 Al2O3를 크롬 패턴(2)의 형성후 크리닝 프로세스에서 완전히 용해한다. 따라서, 스톱퍼층(3)은 수정될 시프터(4)가 투과부 아래에 존재하지 않으므로, 상기 FIBAE가 적용되는 수정이 불가능하게 된다. 그러나 스톱퍼층(3)이 노출 광을 투과하는 특성을 갖고 FIBAE 프로세스에서 큰 선택성을 갖고 크리닝에 내성이 있으며 실제 사용가능한 막을 형성하는 재료에서 선택될 때, 이 방법을 사용할 수 있다.

본 발명의 목적은 위상 시프트 마스크의 결함 수정을 결함의 형상에 관계없이 높은 정밀도로 실행할 수 있는 광학 마스크의 수정방법 및 광학 마스크를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 목적은 노출 광의 위상을 반전할 수 있는 위상 시프트 마스크의 위상 시프터 아래에 FIBAE 프로세스 또는 마스크 크리닝 프로세스의 에칭에 대한 내성이 위상 시프터와 다른 투명막을 마련하여, 그들이 수정될 때, 투명막으로 시프터 결합의 요철을 흡수하는 것에 의해 달성된다. 이때, 투명막의 마스크 크리니에 대한 내성은 크롬 패턴의 형성 또는 여러개의 투명막을 형성한 후, 이것을 형성하여 달성될 수 있다.

부정형을 갖는 시프터 결함이 수정될 때, FIBAE 프로세스에서 FIB와 반응성 가스사이의 화학적 반응에 의해, 시프터 아래에 배치된 스톱퍼층에 대한 에칭 속도가 시프터의 그것보다 늦으므로, 물리적 스퍼터에 의해 에칭된 시프터의 요철만이 스톱퍼층에 반영되어 요철이 평탄하게 된다. 또한, FIB만을 사용하여 물리적 스퍼터 에칭에 의해 처리가 실행되어, 스톱퍼층은 시프터 결함의 요철을 발생하는 층으로서 작용하여 남는다. 따라서, 크리닝에 대한 내성이 없는 스톱퍼층이 크리닝 프로세스에서 용해되어 결함부가 평탄하게 된다. 이들 작용으로, 시프터 결함의 요철을 마스크에서 제거할 수 있다.

본 발명에 따르면, 위상 시프트와 차광 패턴사이에 에칭 스톱퍼층이 개재하고, 마스크의 크리닝 프로세서에 내성이 있는 보호막이 에칭 스톱퍼층에 배치된다. 위상 시프트의 결함부는 포커스 이온 빔에 의해 에칭되거나 처리되고 포커스 이온 빔은 반응성 가스와 함께 사용되어 에칭 스톱퍼층에서의 에칭을 정지하는 처리중의 하나가 선택된 후, 기판의 일부 및 에칭 스톱퍼층이 선택적으로 제거되어, 위상 시프트에 의해 마련된 위상 시프트의 정수배 또는 그와 동일한 위상 시프트가 마련된다. 에칭 스톱퍼층이 마스크 제조 공정의 크리닝 스텝에서 용해되는 것을 방지하고 에칭 스톱퍼층을 위상 시프트 아래에 남기는 것에 의해 결함이 부정형을 가져도 평탄하게 최종 처리된 바닥면을 얻을 수 있다.

본 발명의 상기 및 그밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 명확하게 될 것이다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 따라 설명한다.

[실시예 1]

제6a도∼제6d도는 시프터(4)를 수정하는 프로세스 및 본 발명의 실시예 1의 마스크 구조를 도시한 것으로, 기판(1)은 석영으로 이루어지고, 차광막(2)는 크롬으로 이루어지며, 위상 시프터(4)는 SOG로 이루어져 있다. 스톱퍼층(3)은 광학 렌즈에 대하여 코팅 재료로서 일반적으로 사용되는 Al₂O₃로 이루어진다. FIBAE 프로세스에서 XeF₂가 반응성 가스로서 사용될 때, 처리 속도의 비, 즉 처리 선택비는 SOG/Al₂O₃에 대하여 40 이상인 것은 확실하다.

종래, FIBAE 프로세스의 스톱퍼층(3)은 마스크 자신을 제조하는 프로세스에서 크롬 패턴(2) 아래에 형성된다. 제5도에 마스크 제조 프로세스의 플로우챠트에 도시한 바와 같이, 크롬 패턴(2)을 형성한 후 크리닝 프로세스가 필요하다. 그러나, 이 경우, 스톱퍼층(3)의 투과부는 SOG막의 형성전에 크리닝 용액(예를 들면, 오존 황산)에 노출된다. 스톱퍼층(3)이 Al₂O₃로 이루어질 때, 오존 황산에 대해 내성이 없으므로, 이 스텝에서 용해되어 버린다. 이 경우, FIBAE 프로세스에 의해 결함을 수정할 수 없다. 이 문제를 해소하기 위해, 크롬 패턴(2)을 형성하여 세척하고, 그의 결함을 검사하여 수정한 후, Al₂O₃의 막을 기판(1) 및 패턴(2)상에 형성한다. 이것은 제6(a)도에 도시한 바와 같이, SOG의 막을 Al₂O₃막상에 형성하고 패터닝하여 위상 시프터(4)를 마련한다. 다음 크리닝 프로세스에서 노출된 Al₂O₃막은 오존 황산에 의해 용해된다. 그러나, 시프터 재료로서의 SOG가 오존 황산에 대해 내성이 있어 마스크로서 작용하고, 시프터(4) 아래의 Al₂O₃막은 남아서 스톱퍼층(3)으로 된다. 그후, 시프터 나머지부(6) 또는 시프터 빠짐부(5)가 결함 검사 프로세스에서 검출될 때, 그의 위치 좌표가 결함 수정 장치에 공급되어, 다음 스텝은 제6(c)도에 도시한 바와 같이 결함 수정 프로세스로 된다. 이 예에서, FIBAE 프로세스는 결함 수정의 첫번째 스텝으로서 채용된다. XeF₂가 반응성 가스(9)로서 작용하는 동안 FIB(7)이 방사될 때, SOG는 Al₂O₃보다 40배 빨리 처리되므로, Al₂O₃는 부정형을 갖는 시프터결함에 대해서도 스톱퍼로서 작용한다. 시프터(4)는 노출 광의 위상을 180。 반전할 수 있는 막 두께를 갖는다. 시프터(4)가 SOG로 이루어질 때, 막 두께는 415nm이다. 따라서, 위상차 180。의 10% 이내에서 위상 시프터(4)를 수정하는 사양 요구는 처리된 바닥면의 위치가 처리된 깊이의 정밀도 필요에 대한 평탄도를 구비하는 40nm 범위내이어야 하는 것을 의미한다.

결함의 실제 수정을 고려함에 있어서, 시프터 결함의 최대 높이는 시프터의 막 두께 415nm를 넘는 일이 거의 없다. 또한, 시프터 결함을 수정할 때, 시프터(4)를 포함하는 영역에서 위상 시프트양을 동일하기 위해 결함부(5) 둘레에서 415nm의 막 두께를 갖는 시프터부가 FIB(7)이 방사되는 영역에 반드시 포함되도록 처리가 실행된다. 따라서, 스톱퍼층(3)의 두께는 시프터(4)가 거의 빠진 부분과 415nm의 두께를 갖는 시프터(4)를 모두 포함하는 이온 방사 영역에서 처리가 실행되는 동안 이온 방사가 스톱퍼층(3)을 통과하지 않도록 설정되는 것이 좋다. 구체적으로, 시프터(4)가 스톱퍼층(3)보다 적어도 20배, 바람직하게는 40배 높은 속도로 에칭되거나 처리되므로, 스톱퍼층(3)이 적어도 20nm의 두께로 형성된다면 충분하다. 이것은 제7도에 도시한 바와 같이, 415nm의 두께를 갖는 정상 시프터(4)가 스톱퍼층(3)까지 처리될 때, 시프터(4)가 거의 빠진 부분이 스톱퍼층(3)으로 약 10nm(415nm/40)파여지기 때문이다. 즉, 스톱퍼층(3)의 거의 중간에서 파는 것이 정지된다. 따라서, 415nm의 요철이 약 10nm의 요철로 평탄화되어, 10% 또는 ±40nm의 처리사양을 만족하다.

다음 수정 프로세스는 제6(d)도에 도시한 FIB 프로세스이다. 석영으로 이루어진 기판(1)은 XeF₂를 사용하는 FIBAE에 의해 처리될 때 스톱퍼층을 구성하는 Al₂O₃보다 약 30배 높은 속도로 처리된다. 따라서, 이 프로세스에서, FIB(7)이 스톱퍼층(3)을 관통할 때 FIBAE 프로세스에 의해 기판의 처리부의 요철이 신장하지 않도록 반응성 가스는 사용하지 않는다. 이 스텝에서, 스톱퍼층에는 요철이 약간 남는다. 그러나, 입사각이 수직선에서 벗어날수록, 입사 이온에 의해 제거된 타겟 원자의 수를 나타내는 스퍼터 비율은 더욱 증가된다. 따라서, 기판이 180°위상차만큼 파여지는 동안 어떠한 작은 요철도 더욱 평탄하게 되므로, 세이딩을 노출시 완전히 제거할 수 있다. 상기 방법에 의해 시프터 빠짐 결함(5)를 수정할 수 있다. 시프터 나머지 결함(6)은 제6(c)도에 도시한 FIBAE 프로세스에서 결합의 형상에 따라 FIB(7)을 주사하여 제거할 수 있다.

[실시예 2]

제8a도∼제8e도는 시프터(4)를 수정하는 프로세스 및 실시예2의 마스크 구조를 도시한 것이다. 이 예의 마스크는 스톱퍼층(3)이 다른 두께를 갖는 것을 제외하고는 기본적으로 실시예 1의 구조와 마찬가지이다. 따라서, 이 실시예에서, 스톱퍼층(3)은 결함의 요철을 흡수하여 용해하는 층으로서 기능한다. 실시예 1과 마찬가지로, 기판(1)은 석영으로 이루어지고, 차광층(2)는 크롬으로 이루어지고, 시프터층(4)는 SOG로 이루어지며, 스톱퍼층(3)은 Al₂O₃로 이루어진다. 이 예의 마스크 구조는 스톱퍼층(3)이 두께에 있어서 실시예 1과 상이하다.

크롬 패턴(2)를 형성한 후, 스톱퍼층(3)을 형성하여 제8(a)도에 도시한 상태를 마련한다. SOG층을 그 위에 형성하고 패터닝하여 시프터(4)를 마련한다. 이때 SOG층의 막 두께는 노출 광의 위상이 SOG 아래의 Al₂O₃및 SOG에 의해 180。 어긋나도록 설정된다. 다음에, 크리닝 프로세스를 실행한다. Al₂O₃를 스톱퍼층(3)에 채용하므로, 이 스텝에서 노출된 스톱퍼층(3)은 용해되어 제8(b)도에 도시한 상태로 된다. 그후, 시프터(4)의 결함을 검사할 때, 시프터 빠짐 결함(5) 및 시프터 나머지 결함(6)이 제8(b)도에 도시한 바와 같이 검출되면 다음 결함 수정 프로세스에 검출된 결과를 공급한다.

이 예의 결함 수정에서는 FIBAE 프로세스를 사용할 뿐만 아니라 FIB 프로세스도 사용한다. 제8(c)도에 도시한 바와 같이, FIB(7)에 의해서만 처리될 때, FIBAE에 의한 처리의 경우에는 다른 SOG와 Al₂O₃사이의 처리 속도차가 거의 없으므로, 시프터 결함의 요철이 스톱퍼층(3)에서 대부분 제거된다. 이 예에서, 스톱퍼층(3)까지 처리된 마스크는 이 스텝에서 한번 세척되어 요철이 제거된다. 시프터 결함의 요철을 포함하는 스톱퍼층(3)이 제8(d)도에 도시한 바와 같이 크리닝에 의해 용해될 때, 기판(1)이 용해되지 않으므로, 결함을 갖는 부분이 평탄해 진다. 이 에에서는 크리닝 프로세스가 웨트 에칭에 의해 실행되지만, 웨트 에칭을 드라이 에칭으로 치환하여도, 마찬가지 결과를 얻을 수 있다. 또한, 시프터부(4)가 이전 프로세스에서 FIB 프로세스에 의해 제거되므로, 이 프로세스에서 시프터 나머지 결함(6)도 마스크해서 완전히 용해되어 제거된다. 다음에, 마스크를 FIB 프로세스로 다시 리턴시키고 시프터 빠짐 결함(5)가 있는 석영 기판(1)을 노출 광의 위상을 180°어긋나게 하는 양만큼 파서, 그의 위상을 SOG와 Al₂O₃의 조합에 의해 180°어긋난 위상을 갖는 정상 시프터부(4)의 위상과 일치시켜서 수정을 완료한다. 구체적으로, 이 실시예에서는 수정 처리에 FIB 처리만을 사용하므로, 그의 수정 장치를 단순화할 수 있다.

[실시예 3]

실시예 1 및 2에서는 스톱퍼층(3)을 형성하고 시프터층(4)를 마스크한 후, 크롬 패턴(2)를 형성하고 세척하므로, 스톱퍼층(3)은 시프터(4) 아래에 남는다. 이 실시예에서는 제9(a)도∼제9(c)도에 도시한 바와 같이, 스톱퍼층(3)상에 크리닝에 내성이 있는 보호막(11)을 형성하는 방법을 채택한다.

이 실시예에서는 먼저 Al₂O₃막을 석영 기판(1)상에 스톱퍼층(3)으로서 형성한다. 다음에, 인듐/주석 옥사이드(ITO)막을 크리닝에 대한 보호막(11)로서 형성한 후, 크롬으로 이루어진 차광막(2)를 그위에 형성하고 패터닝한다. 그후, 크리닝 프로세스에서, 스톱퍼층(3)상의 ITO막은 크리닝에 내성이 있으므로, 보호막(11)로서 작용하여, 스톱퍼층(3)이 크리닝에 의해 용해되지 않는다. 그후, 크롬 패턴(2)의 결함을 검사하여 수정하고 SOG막을 형성하여 패터닝한 후, 크리닝을 다시 실행한다. 이 크리닝 스텝에서, 스톱퍼층(3)도 보호층(11)에 의해 보호되어 용해되지 않고 남는다. 제9(a)도는 이 상태를 도시한 것이다. 마스크의 결함을 검사할 때, 시프터 빠짐 결함(5) 및 시프터 나머지 결함(6)은 검사된다. 이들 결함은 실시예 1과 마찬가지 방법으로, 즉 제9(b)도에 도시한 바와 같이 첫번째 스텝에서 XeF₂를 사용하는 FIBAE 처리에 의해 결함부(5), (6)을 처리하여 수정될 수 있다. 이때, 시프터(4) 아래의 보호막(11)은 시프터(4)와 동일한 속도로 처리되지만, 스톱퍼층(3)은 실시예 1에서 설명한 바와 같이 시프터(4)보다 늦은 속도로 처리되므로, 시프터 결함의 요철이 스톱퍼층(3)에 의해 평탄화된다. 두번째 스텝에서, 석영 기판(1)은 그의 위상이 정상 시프터부(4)의 위상과 일치하도록 반응성 가스(9)를 사용하지 않고 FIB 처리에 의해 180°양만큼 파여진후, 제9(d)도에 도시한 바와 같이, 결함 수정이 완료된다.

[실시예 4]

제10a도∼제10d도는 시프터(4)를 수정하는 처리 및 실시예 4의 마스크 구조를 도시한 것이다. 이 실시예에서, 각층의 재료는 실시예 3과 마찬가지이다. 그러나, 이 실시예에서, 스톱퍼층(3)은 노출 광의 위상을 180°시프트하는 두께를 갖는다.

마스크는 Al₂O₃및 ITO로 각각 이루어진 막(3) 및 (11)이 석영 기판(1) 상에 형성된 후 크롬막(2)가 형성되어 패터닝되도록 구성된다. 실시예 3과 마찬가지로, 스톱퍼층(3)은 ITO막(11)에 의해 보호되어 다음 크리닝 처리에서 용해되지 않는다. 또한, SOG막(4)을 형성하고 패터닝하며 용해시킨다. SOG막은 노출 광의 위상을 180°시프트하는 두께를 갖는다. 마스크의 결함을 검사하고 제10(a)도에 도시한 바와 같은 시프터 빠짐 결함(5) 및 시프터 나머지 결함(6)을 수정한다.

수정을 위해 이 실시예에서는 FIB 처리만을 사용한다. FIB 처리에서는 모든 층이 거의 동일한 속도로 처리된다. 따라서, FIBAE를 사용할 때 평탄하게 되어도, 시프터 결함은 스톱퍼층(3)에 의해 평탄하게 되지 않는다. 따라서, 시프터 결함의 요철은 스톱퍼층(3)에 거의 남으므로, 처리된 바닥면은 FIB 처리시 불균일하다. 제10(b)도는 이 상태를 도시한 것이다. 그후, 크리닝 프로세스를 실행하여, 요철이 남은 스톱퍼층(3)을 용해시킨다. 그 결과, 제10(c)도에 도시한 바와 같이, 웨트 에칭이 진행하여 석영 기판(1)상에서 정지하므로, 평탄한 면을 얻을 수 있다. 이 스텝에서, 정상 평면 시프트부(4)에서의 위상 시프트는 360°이고, 시프터 빠짐 결함(5)가 수정되는 부분에서의 위상 시프트는 0°이고, 시프터(4)가 없는 부분에서의 위상 시프트는 180°이며, 나머지 시프터 결함(6)이 수정되는 부분의 위상 시프트는 0°이다. 따라서, 시프터 빠짐부(5)에 위상차가 거의 없으므로, 결함이 수정된다. 그러나, 시프터 나머지부의 정상부와 그의 수정된 부분사이에는 180°의 위상차가 있으므로, 위상이 노출시 변하는 부분에 세이딩이 생긴다. 따라서, 이들 부분의 위상차를 균일화하기 위해, 시프터 나머지 결함(6)이 수정되는 부분의 기판(1)을 제10(d)도에 도시한 바와 같이, FIB 처리를 사용하여 180°의 위상양만큼 판다. 이것에 의해, 이 부분에서도 위상차를 거의 제거하여, 결함 수정을 완료한다.

이 실시예에서는 스톱퍼층(3)의 막 두께가 180。의 위상 시프트를 마련하지만, 스톱퍼층(3)이 360°의 위상 시프트를 마련할 때, 시프터 나머지 결함부(6)에서는 기판(1)을 파지 않지만 시프터 빠짐 결함부(5)에서는 판다. 이것에 의해, 상술한 것과 마찬가지 결과를 얻을 수 있다. 또한 이 실시예에서는 첫번째 수정 스텝후 스톱퍼층(3)을 크리닝 처리에 의해 용해시키지만, 이 처리가 드라이 에칭 처리로 치환될 때 웨트 에칭에 의해 에칭된 층과 같고 언더커트를 발생하지 않고 양호한 처리를 실행할 수 있다. 또한, 이 실시예에서는 실시예 2와 마찬가지로 수정 처리에 FIB 처리만을 사용하므로, 그의 수정 장치를 단순화할 수 있다.

실시예 3 및 4에서는 스톱퍼층(3) 및 보호층(11)이 차광층(2) 아래에 형성되지만, 실시예 1 및 2와 마찬가지 방법으로 차광층(2)상에 그들을 형성하여도 마찬가지 효과를 얻을 수 있다.

이들 실시예에 스톱퍼층(3)에 대한 재료로서 Al₂O₃를 사용하지만, 노출 광에 대하여 충분한 투과율을 마련하고 FIBAE에서 시프터 재료보다 늦은 처리 속도로 처리되는 재료이면 어떠한 재료라도 사용할 수 있다. MgF₂, CeF₃등의 플루오르화 금속은 Al₂O₃에 부가하여 재료 후보로서 구비된다. 또한, 보호층(11)의 기능은 노출 광에 대하여 충분한 투과율을 마련하고, 마스크 제조 공정의 크리닝 스텝에서 용해되지 않도록 하며, 시프터가 패터닝될 때 에칭에 내성을 갖게 하는 것이다. 따라서, 이들 조건을 만족하는 어떠한 재료라도 상술한 실시예에 사용된 ITO막에 부가하여 사용해도 좋다.

본 발명에 따르면, 위상 시프트 마스크의 시프터 결함을 결함 형상에 관계없이 높은 정밀도로 반복해서 수정할 수 있으므로, 결함 수정의 실제 적용가능 양품율을 달성할 수 있다.

Claims

투영 광학계용 광학 마스크로서, 투명 기판상에 형성된 차광 패턴, 상기 차광 패턴의 소정의 열림구멍에 마련되어 노출 광의 위상을 변경하는 위상 시프터, 상기 위상 시프터와 상기 차광 패턴사이에 마련되어 노출 광을 투과하는 에칭 스톱퍼막을 포함하는 광학 마스크.
특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 에칭 스톱퍼막은 위상 시프터의 에칭에 대해 내성을 갖는 광학 마스크.
특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 에칭 스톱퍼막은 에칭이 실시된 영역에 평탄한 면이 형성되게 하는 광학 마스크.
특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 에칭 스톱퍼막은 산화 금속 재료와 플루오르화 금속 재료중의 하나로 형성되는 광학 마스크.
특허청구의 범위 제4항에 있어서, 상기 산화 금속 재료는 Al₂O₃를 구비하고, 상기 플루오르화 금속재료는 MgF₂와 CeF3중의 하나를 구비하는 광학 마스크.
투영 광학계용 광학 마스크로서, 투면 기판상에 형성된 차광 패턴, 상기 차광 패턴의 소정의 열림구멍에 마련되어 노출 광의 위상을 변경하는 위상 시프터, 상기 노출 광을 투과시키는 에칭 스톱퍼층, 상기 노출 광을 투과시키고 크리닝시 상기 에칭 스톱퍼층을 보호하며 위상 시프트 마스크 제조 공정에서 크리닝에 대해 내성을 갖는 보호막을 포함하며, 상기 보호막 및 상기 에칭 스톱퍼층은 위상 시프터아래에 배치되는 광학 마스크.
특허청구의 범위 제6항에 있어서, 상기 에칭 스톱퍼층은 상기 위상 시프터의 에칭에 대해 내성을 갖는 광학 마스크.
특허청구의 범위 제6항에 있어서, 상기 보호층 및 상기 에칭 스톱퍼층은 상기 차광 패턴 아래에 배치되는 광학 마스크.
특허청구의 범위 제6항에 있어서, 상기 보호층 및 상기 에칭 스톱퍼층은 상기 차광 패턴상에 배치되는 광학 마스크.
특허청구의 범위 제6항에 있어서, 상기 에칭 스톱퍼층은 산화 금속 재료와 플루오르화 금속 재료중의 하나로 형성되는 광학 마스크.
특허청구의 범위 제10항에 있어서, 상기 산화 금속 재료는 Al₂O₃를 구비하고, 상기 플루오르화 금속재료는 MgF₂와 CeF₃중의 하나를 구비하는 광학 마스크.
특허청구의 범위 제6항에 있어서, 상기 보호층은 투명막인 광학 마스크.
특허청구의 범위 제12항에 있어서, 상기 투명막은 ITO막인 광학 마스크.
투영 광학계용 광학 마스크의 결함을 수정하는 광학 마스크의 수정 방법으로서, 상기 광학 마스크가 투명 패턴상에 형성된 차광 패턴, 상기 차광 패턴의 소정의 열림구멍에 마련되어 노출 광의 위상을 변경하는 위상 시프터, 투명막을 구비하는 광학 마스크의 수정 방법에 있어서, 상기 위상 시프터를 비선택으로 에칭하는 스텝, 상기 위상 시프터에 의해 마련된 위상 시프트양의 정수배중의 하나인 위상 시프트양을 마련하기 위한 두께로 마스크의 기판을 정확하게 처리하는 스텝을 포함하는 광학 마스크의 수정 방법.
특허청구의 범위 제14항에 있어서, 상기 투명막은 상기 위상 시프터의 에칭에 대해 내성을 갖는 에칭 스톱퍼층인 광학 마스크의 수정 방법.
특허청구의 범위 제14항에 있어서, 또 투명막을 선택적으로 에칭하는 스텝을 포함하는 광학 마스크의 수정 방법.
특허청구의 범위 제16항에 있어서, 상기 위상 시프터를 비선택으로 에칭하는 스텝은 상기 투명막을 부분적으로 에칭하는 스텝을 구비하는 광학 마스크의 수정 방법.
특허청구의 범위 제16항에 있어서, 상기 투명막의 에칭에는 포커스 이온 빔을 사용하는 광학 마스크의 수정 방법.
특허청구의 범위 제15항에 있어서, 상기 위상 시프터의 에칭에는 포커스 이온 빔 및 반응성 가스가 함께 사용되는 위상 시프트 마스크의 수정 방법.
투영 광학계용 광학 마스크의 결함을 수정하는 광학 마스크의 수정 방법으로서, 상기 광학 마스크가 투명 기판상에 형성된 차광 패턴, 상기 차광 패턴의 소정의 열림구멍에 마련되어 노출 광의 위상을 변경하는 위상 시프터를 구비하는 광학 마스크의 수정 방법에 있어서, 상기 위상 시프터아래 배치된 투명막까지 위상 시프터 에칭을 실행하는 스텝, 상기 위상 시프터에 의해 마련된 위상 시프트양의 정수배중의 하나인 위상 시프트양을 마련하는 두께로 마스크의 기판을 정확히 에칭하는 스텝을 포함하는 광학 마스크의 수정 방법.
특허청구의 범위 제20항에 있어서, 또 상기 투명막을 선택적으로 에칭하는 스텝을 포함하는 광학 마스크의 수정 방법.
특허청구의 범위 제20항에 있어서, 상기 투명막의 에칭에는 포커스 이온 빔을 사용하는 광학 마스크의 수정 방법.
특허청구의 범위 제20항에 있어서, 상기 위상 시프터의 에칭에는 포커스 이온 빔 및 반응성 가스가 함께 사용되는 광학 마스크의 수정 방법.
특허청구의 범위 제20항에 있어서, 또 크리닝 스텝시 투명막을 보호하기 위하여 투명막에 광학 마스크 제조 공정의 크리닝 스텝에 대해 내성을 갖는 보호층을 마련하는 스텝을 포함하는 광학 마스크의 수정 방법.