WO2005124455A1 - マスクブランク用透光性基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、露光用マスクの製造方法、半導体装置の製造方法及び液晶表示装置の製造方法、並びに露光用マスクの欠陥修正方法 - Google Patents

マスクブランク用透光性基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、露光用マスクの製造方法、半導体装置の製造方法及び液晶表示装置の製造方法、並びに露光用マスクの欠陥修正方法 Download PDF

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    • H10P76/4085—Manufacture or treatment of masks on semiconductor bodies, e.g. by lithography or photolithography of masks comprising inorganic materials characterised by their sizes, orientations, dispositions, behaviours or shapes characterised by the processes involved to create the masks

Definitions

  • Method of manufacturing translucent substrate for mask blank Method of manufacturing mask blank, method of manufacturing mask blank, method of manufacturing exposure mask, method of manufacturing semiconductor device and method of manufacturing liquid crystal display device, and method of correcting defect of exposure mask
  • the present invention relates to a method of correcting a defect of an exposure mask used to correct a defect formed in an exposure mask used for manufacturing a semiconductor device and the like, and a method of manufacturing an exposure mask having a defect correction step by the defect correction method.
  • the present invention relates to a manufacturing method, a manufacturing method of an exposure mask, and a method of manufacturing a semiconductor device or a liquid crystal display device using the exposure mask.
  • an inspection is performed to determine whether a mask pattern formed on a light-transmitting substrate is formed as designed.
  • a pinhole defect white defect
  • an insufficiently etched defect black defect
  • the white defect can be corrected by, for example, depositing a carbon film or the like in a pinhole by FIB (Focused Ion Beam) assisted deposition or laser CVD.
  • FIB Fluorine-Beam
  • the above-mentioned black defect can be corrected by, for example, removing unnecessary portions by irradiating a FIB or a laser beam.
  • Patent Document 1 Patent No. 3251665
  • Patent Document 2 JP 2003-43669 A
  • the concave defect such as a scratch formed on the surface of the translucent substrate is caused by the interference effect of the exposure light transmitted by the concave defect and the peripheral portion of the concave defect, similarly to the loss of the transmitted light amount due to the scattering of the exposure light. This causes a decrease in the amount of transmitted light, and as a result, a transfer pattern defect occurs in the transfer target. Therefore, conventionally, when a concave defect was found on the surface of the light-transmitting substrate by the defect inspection of the exposure mask, it was impossible to correct the defect and the defect was a defective exposure mask.
  • the etching solution that has permeated the concave defect further forms a mask pattern.
  • Erosion of the thin film causes a problem that the pattern shape is degraded and causes mask pattern defects such as cracks (a state where a part of the mask pattern is missing).
  • the etching for forming the mask pattern is mainly performed by wet etching, the above-described mask pattern defects may be generated. Prevention is an important issue.
  • an object of the present invention is to firstly correct a concave defect which causes a reduction in the amount of transmitted light existing on the surface of a light-transmitting substrate, thereby preventing the occurrence of a transfer pattern defect.
  • Recesses that cause mask pattern defects due to the penetration of the etching solution Provided are a method of manufacturing a light-transmitting substrate for a mask blank that can correct a defect and prevent the occurrence of a mask pattern defect, and a method of manufacturing a mask blank and an exposure mask using such a light-transmitting substrate.
  • a defect correction method for an exposure mask that can correct a concave defect formed on the surface of a light-transmitting substrate and suppress a decrease in the amount of transmitted light to prevent a transfer pattern defect, and It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing an exposure mask having a defect correction step by such a defect correction method.
  • a fine pattern is formed on a semiconductor substrate by a lithography technique using such an exposure mask.
  • the present invention has the following configuration.
  • (Structure 1) A method for manufacturing a light-transmitting substrate for a mask blank, which is an original mask of an exposure mask, wherein the light-transmitting substrate is present in a mask pattern forming region where a mask pattern to be a transfer pattern on the light-transmitting substrate surface is formed.
  • a concave defect portion having a depth small enough to cause a decrease in the amount of transmitted light that becomes a transfer pattern defect is specified, and a peripheral portion of the specified defect portion is controlled so as to suppress the decrease in the amount of transmitted light so as not to become a transfer pattern defect. And removing a step between the surface of the substrate and the depth of the defective portion.
  • a concave defect existing on the surface of the light-transmitting substrate and having such a depth as to cause a decrease in the amount of transmitted light that becomes a transfer pattern defect is specified, and a peripheral portion of the specified concave defect is engraved and removed.
  • a reduction in the amount of transmitted light caused by an interference effect due to the transmission of exposure light between the concave defect and a peripheral portion of the concave defect can be suppressed to reduce the transfer pattern defect.
  • a light-transmitting substrate for a mask blank that can prevent the generation is obtained.
  • a concave defect portion having a depth that causes a mask pattern defect due to penetration of an etching liquid when a mask pattern is formed by wet etching is specified, and the specified defect is selected so as not to become a mask pattern defect.
  • a method for manufacturing a light-transmitting substrate for a mask blank comprising: removing a peripheral portion of a portion to reduce a step between the substrate surface and the depth of the defective portion.
  • a concave defect existing on the surface of the light-transmitting substrate and having such a depth as to cause a mask pattern defect due to penetration of an etching solution when forming a mask pattern by wet etching is specified, and the specified concave defect is determined.
  • the translucent substrate for a mask blank that can prevent the occurrence of a mask pattern defect can be obtained by engraving and removing the peripheral portion of the defect and reducing the step between the substrate surface and the depth of the concave defect.
  • Structure 3 The structure according to Structure 1 or 2, wherein the peripheral portion of the defective portion is removed by making a needle-shaped member contact the surface of the substrate in the peripheral portion of the defective portion and engraving it. This is a method for manufacturing a light-transmitting substrate for a mask blank.
  • a needle-shaped member is used as a means for reducing the step between the substrate surface and the depth of the concave defect, thereby physically removing the region or the depth where the substrate material is engraved with high precision. Can be.
  • (Configuration 4) A configuration characterized in that a peripheral portion of the defective portion is removed by making a frozen body obtained by freezing a polishing liquid containing an abrasive contact with the substrate surface in a peripheral portion of the defective portion and engraving the frozen body. 3.
  • Configuration 4 as a means of reducing the level difference between the substrate surface and the depth of the concave defect, a relatively large area of the substrate material is engraved by using a frozen body obtained by freezing a polishing liquid containing an abrasive. For large mask blanks. It is suitable for correcting a concave defect of the transparent substrate.
  • the concave defect force after removing the substrate surface in the peripheral portion of the concave defect, the depth of each step reaching the substrate surface, and the decrease in the amount of transmitted light caused by the interference effect due to the transmission of the exposure light are reduced.
  • the depth By setting the depth to not more than 10%, the fluctuation of the line width of the transfer pattern can be suppressed to 10% or less, and the transfer pattern defect can be prevented.
  • a thin film for forming a mask pattern is formed on the surface of a light-transmitting substrate obtained by the method for manufacturing a light-transmitting substrate for a mask blank according to any one of structures 1 to 5. This is a method for manufacturing a mask blank.
  • the sixth aspect it is possible to obtain a mask blank in which a concave defect on the substrate surface that causes a decrease in the amount of transmitted light, which is a transfer pattern defect, and a mask pattern defect is eliminated.
  • the concave defect can be eliminated at the stage of manufacturing the mask blank, it is not necessary to correct the concave defect at the stage of the exposure mask.
  • the mask pattern forming thin film of the mask blank obtained by the method for manufacturing a mask blank according to Structure 6 is patterned to form a mask pattern serving as a transfer pattern on a light-transmitting substrate. And a method of manufacturing an exposure mask.
  • the exposure pattern is manufactured by manufacturing a mask for exposure using a mask blank that eliminates a concave defect on the substrate surface that causes a reduction in the amount of transmitted light that becomes a transfer pattern defect and a mask pattern defect. An exposure mask free from defects and mask pattern defects is obtained.
  • a mask pattern serving as a transfer pattern is formed on a light-transmitting substrate, and the amount of transmitted light causing a transfer pattern defect is reduced on the surface of the substrate where the mask pattern is not formed.
  • the peripheral portion of the concave defect having a depth that causes a reduction in the amount of transmitted light that becomes a transfer pattern defect is carved and removed, thereby reducing the step between the substrate surface and the depth of the concave defect, For example, it is possible to suppress a decrease in the amount of transmitted light caused by an interference effect due to transmission of exposure light between the concave defect and a peripheral portion of the concave defect. Therefore, when the pattern is transferred to the transfer target using the exposure mask in which the step of the depth of the concave defect with respect to the substrate surface is reduced, no transfer pattern defect occurs.
  • a needle-shaped member is used as a means for reducing the step between the substrate surface and the depth of the concave defect, so that the region or depth at which the substrate material is engraved can be physically removed with high accuracy. Can be.
  • the depth of each step from the concave defect surface to the substrate surface after removing the substrate surface in the peripheral portion of the concave defect is reduced by the interference effect caused by the transmission of the exposure light. Is 5% or less, the variation in the line width of the transfer pattern can be suppressed to within 10%, and transfer pattern defects can be prevented.
  • the defect repair method of the present invention is suitable for the exposure mask for 65 nm or the exposure mask for 45 nm according to the semiconductor design rule.
  • (Configuration 12) A step of performing a defect inspection of the exposure mask to identify a concave defect portion formed on the substrate surface which causes a transfer pattern defect due to a decrease in the amount of transmitted light; and 12.
  • a method for manufacturing an exposure mask comprising: a defect repairing step of repairing the defective portion by the defect repairing method according to any one of 11.
  • a concave defect having a depth that causes a decrease in the amount of transmitted light that becomes a transfer pattern defect is specified, and a peripheral portion of the specified concave defect is carved and removed.
  • a semiconductor device having a fine pattern having no pattern defect formed on a semiconductor substrate can be manufactured by a lithography technique using an exposure mask obtained by the present invention.
  • a liquid crystal display characterized by forming a fine pattern on a substrate for a liquid crystal display device by a photolithography method using the exposure mask obtained by the method for manufacturing an exposure mask according to Structure 7. It is a manufacturing method of an apparatus.
  • a liquid crystal display device having a fine pattern without pattern defects formed on a substrate for a liquid crystal display device can be manufactured by a lithography technique using an exposure mask obtained by the present invention.
  • the present invention it is possible to prevent the occurrence of a transfer pattern defect by correcting a concave defect that causes a decrease in the amount of transmitted light existing on the surface of the light-transmitting substrate, or to prevent the above-described penetration of the etching solution.
  • a light-transmitting substrate for a mask blank which can prevent a mask pattern defect from being generated by correcting a concave defect that causes a mask pattern defect due to the above method can be obtained.
  • a defect correction of an exposure mask that can correct a concave defect formed on the surface of a translucent substrate, suppress a decrease in the amount of transmitted light, and prevent a transfer pattern defect.
  • a method can be provided, and an exposure mask without a concave defect can be obtained by such a defect repair method.
  • a liquid crystal display device having a pattern formed can be obtained.
  • Embodiment 1 of the present invention a description will be given of a method of correcting a defect of an exposure mask and a method of manufacturing an exposure mask to which the defect correction method is applied.
  • a concave defect such as a flaw formed on the surface of a light-transmitting substrate such as a glass substrate is used as a photomask when a decrease in the amount of transmitted light is 6% or more in comparison with a normal part without such a concave defect. Since the transfer characteristics are adversely affected, it is determined to be a defective defect.
  • the decrease in the amount of transmitted light due to the concave defect is caused by the loss of the amount of transmitted light due to the scattering of the exposure light at the concave defect portion and the interference effect due to the transmission of the exposure light between the concave defect and the peripheral portion of the concave defect.
  • the decrease in the amount of transmitted light can be considered as a factor that affects the transfer characteristics as a photomask. In many cases, the decrease in the amount of transmitted light due to the interference effect of the latter exposure light is dominant. Therefore, attention was paid to the interference effect of the exposure light, and the improvement of the reduction of the transmitted light amount was examined.
  • the decrease in the amount of transmitted light due to the exposure light interference effect can be modeled as in the following equation.
  • a represents the phase change due to the concave defect portion
  • n the refractive index of the glass substrate
  • ⁇ the wavelength of the exposure light
  • the peripheral portion of the concave defect is carved and removed, and the substrate after the carving is formed.
  • a predetermined value for example, 27 mm
  • the reduction in the amount of transmitted light caused by the interference effect due to the transmission of exposure light between the concave defect and the peripheral portion of the concave defect can be transferred. It can be suppressed as if it were not a defect.
  • a transfer pattern defect does not occur even when a pattern is transferred to an object to be transferred.
  • a mask pattern serving as a transfer pattern is formed on a light-transmitting substrate, and the mask pattern is formed.
  • the peripheral portion of the concave defect is formed so as to suppress a decrease in the amount of transmitted light and become a transfer pattern defect.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an exposure mask having a concave defect on the surface of a light-transmitting substrate.
  • a mask pattern 2 serving as a transfer pattern is formed on a translucent substrate 1, and the substrate surface la where the mask pattern 2 is not formed has a concave defect 3.
  • the material of the translucent substrate 1 is, for example, synthetic quartz glass, non-alkali glass, soda lime glass, aluminosilicate glass. Or a glass material such as low expansion glass. Since the concave defect 3 is a concave defect having a depth that causes a decrease in the amount of transmitted light, which becomes a transfer pattern defect, it is necessary to perform correction by the defect correction method of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating one embodiment of a method for correcting a defect of an exposure mask according to the present invention.
  • the peripheral portion of the concave defect 3 is removed so as to suppress a decrease in the amount of transmitted light due to the concave defect 3 so as not to become a transfer pattern defect.
  • engraving the substrate surface la by bringing a needle-shaped member 4 such as a stylus type shape measuring instrument or a small probe with a sharp tip of a scanning probe microscope into contact with the substrate surface la around the recess 3 above.
  • the needle-shaped member 4 is used as a means for removing the peripheral portion of the concave defect 3 and reducing the step between the substrate surface and the depth of the concave defect. It can be physically removed with high precision.
  • a step between the substrate surface 3a after removing the peripheral portion of the concave defect 3 and the depth of the concave defect 3 is obtained. Can be reduced. At the same time, the depth of the substrate surface 3a after removing the peripheral portion of the concave defect 3 with respect to the substrate surface la can be made smaller than the depth of the concave defect 3 before correction with respect to the substrate surface la.
  • the depth of each step from the concave defect 3 after repair to the substrate surface la is such that the decrease in the amount of transmitted light caused by the interference effect due to the transmission of exposure light is 5% or less. It is desirable to have a certain depth.
  • FIG. 3 is an enlarged sectional view of the concave defect 3 corrected according to the present invention.
  • the depth dl of the substrate surface 3a after removing the peripheral portion of the concave defect 3 with respect to the substrate surface la and the depth dl of the substrate surface 3a after removing the peripheral portion of the concave defect 3 with respect to the substrate surface la.
  • the depth d2 By setting the depth d2 to a depth of 5% or less at which the reduction in the amount of transmitted light caused by the interference effect due to the transmission of the exposure light is considered to be no problem in the transfer characteristics of the photomask, the line width of the transfer pattern is reduced. Can be suppressed to within 10%, and transfer pattern defects can be prevented.
  • the region where the peripheral portion of the concave defect is removed is formed as a concave portion.
  • This is a rectangular area including the entire defect 3.
  • the size and shape of the area when removing the peripheral portion of the concave defect is It is not limited to. The point is that any area that includes the entirety of the concave defect may be removed, for example, the peripheral portion of the concave defect 3 may be removed in a shape substantially similar to that of the concave defect 3.
  • a peripheral portion of a concave defect having a depth that causes a reduction in the amount of transmitted light that becomes a transfer pattern defect is removed by, for example, engraving, and the substrate surface is removed.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining another embodiment of the exposure mask defect correcting method according to the present invention.
  • This embodiment is a repair method when the depth of the concave defect is further deeper.
  • the peripheral portion of the concave defect is carved in several steps so that each step is removed in a step-like shape with a depth small enough to suppress the exposure light interference effect.
  • the concave defect can be corrected.
  • a first step a wide area around the concave defect 3 is carved and removed using the needle-shaped member 4 (see FIG. 5B). As two steps, the area is narrowed down compared to the first step, and it is similarly removed (see Fig. (C)).
  • the substrate surface 3a engraved in the first stage and the substrate surface 3b engraved in the second stage are formed in a stepwise manner.
  • the depth of each step from the concave defect 3 after correction to the substrate surface la should be such that the reduction in the amount of transmitted light caused by the interference effect due to the transmission of exposure light is 5% or less. desirable.
  • the concave defect can be corrected by removing the peripheral portion of the concave defect in several steps. And a reduction in the amount of transmitted light can be suppressed.
  • the area where the periphery of the concave defect is removed is substantially flat (to be removed). (The depth is uniform), but as long as the interference effect of the exposure light can be suppressed, each step can be inclined even if it is stepwise.
  • a substrate material such as glass is engraved and physically removed using a needle-like member such as a fine probe having a sharp tip. Force explained method Not limited to this, it is also possible to remove the substrate material around the concave defect by, for example, FIB (Focused Ion Beam) irradiation.
  • FIB Fluorine Beam
  • the present invention is suitable for defect correction using a mask for exposure to 65 nm or a mask for exposure to 45 nm according to a semiconductor design rule (noof pitch).
  • a semiconductor design rule noof pitch
  • an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm) is generally used as the exposure light for pattern transfer, but there is a recess with a depth of about 28 nm on the substrate surface. Can also be transfer pattern defects.
  • the immersion exposure of an ArF excimer laser or the use of an F2 excimer laser (wavelength: 157 nm) as the exposure light for pattern transfer is performed using the above formulas (1) and (2).
  • the defect repair method of the present invention is suitable for a 65 nm exposure mask or a 45 nm exposure mask in the semiconductor design rule.
  • the present invention is not limited to the binary mask, but can also correct a concave defect in a transmission type mask such as a halftone phase shift mask, a Levenson phase shift mask, and a chromeless phase shift mask.
  • a thin film transistor liquid crystal display TFT
  • a thin film transistor substrate hereinafter, referred to as a “TFT substrate”.
  • An exposure photomask also called a gray-tone mask! Having a pattern including a light-shielding portion, a light-transmitting portion, and a semi-light-transmitting portion on a transparent substrate is used.
  • photomasks used in their manufacture have also been required to be large in size. It is of a size about the same size. Large photo for liquid crystal display device manufactured using such a large substrate Since the mask is also very expensive to manufacture, the present invention which can correct the concave defect when the concave defect is found at the photomask stage is very suitable.
  • an exposure mask uses a mask blank in which a film serving as a mask pattern is formed on a light-transmitting substrate such as a glass substrate, and is used for resist film coating, pattern drawing (exposure), development, etching, and remaining resist pattern. It can be obtained by performing each step such as the removal of slag.
  • the manufacturing method of the exposure mask of the present invention includes a step of performing a defect inspection of the obtained exposure mask, and identifying a concave defect formed on the substrate surface that causes a transfer pattern defect due to a decrease in the amount of transmitted light; And a defect correcting step of correcting the concave defect by the defect correcting method according to the present invention.
  • an evaluation mask e.g., microlithography
  • a scope such as Microlithography Simulation Microscops
  • a concave defect having a depth that causes a decrease in the amount of transmitted light that becomes a transfer pattern defect is specified by a defect inspection device or the like, and then the concave defect specified in this manner is specified.
  • a defect inspection device or the like By removing the peripheral portion of the recess by engraving and reducing the step between the substrate surface and the depth of the concave defect, it is possible to suppress the decrease in the amount of transmitted light caused by the interference effect of the exposure light transmitted through the concave defect.
  • an exposure mask that can prevent a transfer pattern defect even when a pattern is transferred to a transfer target body can be obtained.
  • the method further includes, after the defect repairing step, a cleaning step of cleaning the surface of the exposure mask.
  • a cleaning step by cleaning the surface of the exposure mask, residues generated when the peripheral portion of the concave defect is engraved can be removed, and the occurrence of a transfer pattern defect due to a deposit can be prevented.
  • the cleaning step it is preferable to perform cleaning using a cooling fluid containing fine particles.
  • a cooling fluid containing fine particles in the case of, for example, dry ice is preferably exemplified.
  • the cleaning step it is also preferable to perform cleaning using a solvent that is insoluble in the mask pattern formed on the light-transmitting substrate and that dissolves the light-transmitting substrate.
  • a solvent a glass etching solution containing hydrofluoric acid, sodium hydroxide and the like is preferably mentioned.
  • a glass etching solution for cleaning it is possible to reliably remove residues generated when the peripheral portion of the concave defect is carved.
  • the generated residue is moved from the removed portion to the periphery if possible, for example, by using a needle-shaped member used for engraving, so that the subsequent cleaning is facilitated, and the residue is deposited on the substrate. It can be reliably removed without remaining.
  • the concave defect found by the defect inspection at the stage of the exposure mask was corrected, but most of the concave defects found at the stage of the exposure mask were used for mask fabrication. Since it is considered that the mask blank used originally existed on the surface of the light-transmitting substrate, in the second embodiment, the light-transmitting step was performed at the stage of manufacturing the mask blank that was the original plate when manufacturing the exposure mask.
  • the concave defect existing on the surface of the transparent substrate is corrected, a mask blank is produced using the translucent substrate with the concave defect eliminated by this correction, and the mask for exposure is further used by using the mask blank. The case of manufacturing will be described.
  • the transmission which becomes a transfer pattern defect and exists in a mask pattern formation region where a transfer pattern on the surface of the light-transmitting substrate is formed. Identify a concave defect that is deep enough to cause a decrease in the amount of light, and remove the peripheral portion of the specified concave defect to suppress the decrease in the amount of transmitted light and prevent it from becoming a transfer pattern defect. Recessed by reducing the level difference between A light-transmitting substrate for a mask blank having a defect corrected is manufactured.
  • a concave defect existing on the light-transmitting substrate surface that causes a reduction in the amount of transmitted light is removed.
  • the specified defect is specified by a defect inspection device or the like, and the specified defect is corrected by the above-described method. That is, the peripheral portion of the specified concave defect is removed by a needle-like member or the like so as to have a depth that does not cause a decrease in the amount of transmitted light.
  • a concave defect causing a decrease in the amount of transmitted light is generated. Since the defect can be eliminated, an effect can be obtained that the concave defect need not be corrected at the stage when the exposure mask is manufactured.
  • the concave defect becomes the mask pattern. (That is, the concave defect exists over the region where the mask pattern is formed and the region where the mask pattern is not formed), the etchant that has permeated the concave defect further forms a mask pattern.
  • the erosion of the thin film deteriorates the shape of the nottern and causes mask pattern defects such as cracks (a state in which a part of the mask pattern is missing).
  • the mask pattern forming thin film is formed on a mirror-polished light-transmitting substrate.
  • a recess defect existing on the surface of the light-transmitting substrate and having such a depth as to cause a mask pattern defect due to the penetration of the etching solution is identified by a defect inspection device or the like, and the identified recess defect is determined.
  • the peripheral portion of the defect is removed to a depth that does not cause a mask pattern defect, thereby reducing the step between the substrate surface and the depth of the concave defect.
  • a translucent substrate for a mask blank that can prevent the occurrence of the mask pattern defect can be obtained.
  • it is necessary to eliminate a concave defect that causes a mask pattern defect. Can prevent the above-mentioned mask pattern defects from occurring at the stage when the exposure mask is manufactured, This has the effect of eliminating the need to correct the mask pattern defect that would have occurred in the first place.
  • etching for forming a mask pattern is mainly performed by wet etching.
  • the method for producing a light-transmitting substrate for a mask blank according to the present invention, which can prevent the occurrence of defects, is particularly suitable.
  • the details of the method of correcting a concave defect are the same as those described in the first embodiment.
  • a concave portion causing a decrease in the amount of transmitted light that becomes a transfer pattern defect is obtained.
  • the depth of each step from the concave defect after correction to the substrate surface should be such that the reduction in the amount of transmitted light caused by the interference effect due to the transmission of exposure light is 5% or less. desirable.
  • the depth of the concave defect with respect to the substrate surface after removing the peripheral part of the concave defect was determined to be 5%, as the reduction in the amount of transmitted light caused by the interference effect due to the transmission of the exposure light caused no problem in the transfer characteristics of the photomask.
  • the depth of the concave defect that causes the transfer pattern defect depends on the wavelength of the exposure light when pattern transfer is performed using an exposure mask, and specifically, the above (1), Equation (2) can be used to determine the depth of a concave defect that causes a transfer pattern defect.
  • etching for forming a mask pattern for manufacturing an exposure mask is performed by wet etching, such as a large mask used for manufacturing a liquid crystal display device
  • the surface of a light-transmitting substrate is used. It is also necessary to correct the above-mentioned concave defects that cause mask pattern defects due to the penetration of the etching solution.
  • the depth and size of the concave defect that causes a mask pattern defect due to the penetration of the etching solution depends on the type of substrate material, the type of the etching solution, the amount of overetching, the shape of the mask pattern, the shape of the mask pattern and the concave defect. Forces that cannot be said unconditionally because they differ depending on the positional relationship, etc.
  • concave defects with a size (width) of 0.05 ⁇ m or more and a depth of 0.01 ⁇ m or more cause pattern defects such as cracks. Since it is highly probable, it is desirable to correct it.
  • a point as described in the first embodiment is used.
  • Substrate around a concave defect by FIB (Focused Ion Beam) irradiation method by engraving a substrate material such as glass using a needle-like member such as a micro probe with a sharp edge The method for removing the material can be applied to the present embodiment.
  • FIB Fluorine Beam
  • a method of physically removing a frozen body obtained by freezing a polishing liquid containing an abrasive by bringing the frozen body into contact with a substrate material and shaving the frozen body is used. It can also be applied.
  • a frozen body obtained by freezing a polishing liquid containing such an abrasive By using a frozen body obtained by freezing a polishing liquid containing such an abrasive, a relatively large area of the substrate material can be easily removed and efficiently removed. It is suitable for correcting concave defects on optical substrates. Further, by using such a frozen body, it is possible to prevent the residue generated during the repair of the concave defect from being mixed into the frozen body, and to prevent the occurrence of a new defect.
  • the frozen body obtained by freezing the polishing liquid containing the abrasive is described in Japanese Patent Application No. 2004-242628 filed by the present applicant in detail, such as colloidal silica and cerium oxide.
  • a polishing liquid (polishing agent concentration: for example, 0.05 to 20 wt%) in which an abrasive is suspended in a solvent such as ultrapure water or gas-dissolved water is poured into a cooling-resistant mold having a desired shape, and liquid nitrogen, etc. And obtained by freezing.
  • the shape and size of the frozen body are arbitrary.
  • the whole shape is a column such as a cylinder, an ellipse or a prism
  • the whole shape is a cone, a pyramid or a sphere
  • the tip of the column is a cone or a cone.
  • the shape and size may be suitable for correcting a concave defect according to the present invention, such as a pyramid or a hemisphere.
  • the shape and size of the frozen body can be changed depending on the shape and size of the mold into which the polishing liquid before freezing is poured. Further, the frozen body may be used by attaching it to the tip of a rotary jig such as a luter.
  • a method of applying an etchant partially to remove the substrate material by etching may be applied. This method is also suitable for removing a relatively large area of substrate material.
  • a thin film for forming a mask pattern is formed on a surface of a light-transmitting substrate obtained by the method for manufacturing a light-transmitting substrate for a mask blank according to the present invention by a known film forming method (for example, sputtering, chemical vapor deposition (CVD) ) Method can be used to obtain a mask blank.
  • the thin film for forming a mask pattern is, for example, a light-shielding film such as a chromium film, a phase shift film such as a molybdenum silicide (MoSi) film, a MoSiN film, a laminated film of a light-shielding film and an anti-reflection film, and a phase shift film. And a light-shielding film.
  • a mask blank free from a reduction in the amount of transmitted light that becomes a transfer pattern defect and a concave defect on the substrate surface that causes a mask pattern defect can be obtained.
  • the concave defect can be eliminated at the stage of manufacturing the mask blank, the concave defect and the mask pattern defect need not be corrected at the stage of the exposure mask.
  • the mask pattern forming thin film of the mask blank obtained by the mask blank manufacturing method of the present invention is patterned to form a mask pattern serving as a transfer pattern on a translucent substrate.
  • An exposure mask is obtained. That is, using a mask blank in which a thin film serving as a mask pattern is formed on a light-transmitting substrate, the respective steps such as resist film coating, pattern drawing (exposure), development, etching, and removal of the remaining resist pattern are performed. Thus, an exposure mask can be obtained.
  • a semiconductor device can be manufactured by forming a fine pattern on a semiconductor substrate by a photolithography method using the exposure mask obtained by the method for manufacturing an exposure mask of the present invention.
  • the exposure mask obtained by the present invention has a mask pattern such as a transfer pattern defect and a crack.
  • a method for manufacturing a liquid crystal display device by forming a fine pattern on a substrate for a liquid crystal display device by a photolithography method using an exposure mask obtained by the method for manufacturing an exposure mask of the present invention.
  • the lithography technique using the exposure mask obtained by the present invention it is possible to manufacture a liquid crystal display device in which fine patterns without pattern defects are formed on a substrate for a liquid crystal display device.
  • Example 1 and Example 2 are examples corresponding to Embodiment 1 described above.
  • a 65 nm-compatible exposure mask is specified according to the semiconductor design rules. It was produced as follows.
  • an electron beam resist is applied on the mask blank and baked.
  • drawing is performed using an electron beam drawing machine, which is developed to form a predetermined resist pattern.
  • the drawing pattern was a 0.5 / zm line 'and' space pattern.
  • the chromium light-shielding film was etched to form a mask pattern of the chrome light-shielding film on the glass substrate.
  • the resist pattern remaining on the light-shielding film pattern was removed using hot concentrated sulfuric acid to obtain a photomask.
  • the transfer characteristics of the exposure mask thus obtained were evaluated using a microlithography simulation microscopy (Microlithography Simulation Microscops) AIMS 193 (manufactured by Carl Zeiss). There was a defect indicating a decrease. When the defect was analyzed in detail with an atomic force microscope, It was confirmed that it was a concave defect on the plate surface. The deepest point of this concave defect reached 60 nm. In this case, the calculated value of the transmitted light reduction based on the model equation (Equations (1) and (2)) of the transmitted light reduction due to the above-described exposure light interference effect is 22%. Since the width is 70 nm, which is about half of the exposure light wavelength of 193 nm (ArF excimer laser), for example, the interference effect occurs partially instead of the entire concave defect. It is considered that a difference has occurred.
  • the transfer characteristics of the exposure mask were evaluated again by using the AIMS193.
  • the concave defect portion corrected as described above showed a 5% reduction in the amount of transmitted light, indicating that the exposure mask had The transfer characteristics were improved to a level where there was no problem.
  • the line width of the transfer pattern is not changed. It was confirmed that it was kept within 10%.
  • the exposure conditions at this time were an illumination mode of 2Z3 annular zone, an exposure wavelength of 193 nm (ArF excimer laser), a numerical aperture of 0.85, and a coherence factor of 0.85.
  • the defect repair method of the present invention was able to repair a concave defect on the surface of a glass substrate, which was impossible in the past.
  • the exposure light wavelength is 70 nm, which is about half of the exposure light wavelength of 193 nm (ArF excimer laser), for example, an interference effect occurs not on the whole of the concave defect but on the part thereof. It is considered to have occurred.
  • a region of 1000 nm ⁇ 460 nm including the concave defect was engraved at a depth of 20 nm using a photomask repairing apparatus RAVE (manufactured by RAVE) to remove the peripheral portion of the concave defect. Furthermore, a 250 nm X 460 nm region including the concave defect was carved and removed at a depth of 20 nm from the inside. As described above, in the present example, the peripheral portion of the concave defect was carved and removed in two stages. In addition, the residue generated at this time was moved to the periphery using the same photomask correction device.
  • the transfer characteristics of the exposure mask were evaluated again by using the AIMS193.
  • the concave defect portion corrected as described above showed a 5% reduction in the amount of transmitted light and the exposure mask had The transfer characteristics were improved to a level where there was no problem.
  • a line of the transfer pattern is obtained from an image intensity profile representing a change in image intensity with respect to a position on the wafer. It was confirmed that the fluctuation of the width was kept within 10%.
  • the exposure conditions at this time were the same as in Example 1.
  • the defect repair method of the present invention was able to repair a concave defect on the surface of a glass substrate, which was impossible in the past.
  • the peripheral portion of the concave defect is carved in several steps so that each step has a step-like shape with a depth that can suppress the interference effect of the exposure light. By removing it, the concave defect could be corrected
  • a halftone phase shift mask, a Levenson phase shift mask, and a chromeless phase shift mask can be obtained by the same correction method as described above. It is also possible to correct a concave defect in a transmission type mask such as. Further, in the above embodiment, the case where the peripheral portion of the concave defect is removed by using a pointed needle-like member such as a probe has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, FIB (focused ion beam) It is also possible to remove the peripheral part of the concave defect by irradiation.
  • FIB focused ion beam
  • the cleaning after dry defect cleaning is performed only by using dry ice which is a cooling fluid containing fine particles.
  • the cleaning is not limited to this, and the cleaning is performed on a light-transmitting substrate.
  • a solvent that is insoluble in the mask pattern thus formed and soluble in the translucent substrate may be used as a cleaning liquid for cleaning.
  • the main surface of a synthetic quartz glass substrate (size 152 mm X 152 mm, thickness 6.35 mm) whose surface was precisely polished was inspected for defects using a defect inspection apparatus.
  • the defect inspection apparatus used was a defect inspection apparatus (non-uniform inspection apparatus for light-transmitting substances) described in Japanese Patent No. 3422935 previously proposed by the present inventors.
  • This defect inspection device introduces laser light into a light-transmitting material such as a glass substrate, and if the light-transmitting material does not have an uneven part such as a scratch on the surface, the laser light introduced into the light-transmitting material is used.
  • a concave defect having a depth of 60 nm and a concave defect having a depth of 80 nm were found in a mask pattern forming region (132 mm ⁇ 132 mm) in which a mask pattern was formed.
  • the positions of the two concave defects are set so that accurate position coordinates can be specified with reference marks provided on the synthetic quartz glass substrate as reference points.
  • a region of 750 nm ⁇ 460 nm including the concave defect was carved and removed at a depth of 20 mm.
  • a 1000 nm X 460 nm area including the concave defect is cut away by engraving at a depth of 20 nm, and the inside thereof is further reduced to a 250 nm X 460 nm area including the concave defect.
  • the residue generated at this time was moved to the surroundings using the above-described photomask correcting device in the same manner as in the above-described embodiment, and subsequently, dry ice was used as a cleaning material, and the cleaning device Ecosnow (RAVE Inc.) was used. ) was used to locally clean the substrate surface.
  • a photomask blank was prepared in which a light-shielding film having a chromium force was formed on the surface of the substrate on which the concave defect was corrected.
  • an electron beam resist is coated on the photomask blank, baked, and then a predetermined pattern is drawn using an electron beam drawing machine, which is developed to form a predetermined resist pattern.
  • the drawing pattern was a line 'and' space pattern of 0.5 / zm.
  • the two concave defects were set so as to be located in the light-transmitting portions between the mask patterns when the photomask was manufactured.
  • the chromium light-shielding film was etched to form a mask pattern of the chrome light-shielding film on the glass substrate.
  • the resist pattern remaining on the light-shielding film pattern was removed using hot concentrated sulfuric acid to obtain a photomask.
  • the transfer characteristics of the photomask (exposure mask) thus obtained were evaluated using the AIMS 193.
  • the concave defect portion corrected as described above showed a decrease in transmitted light amount of 5%.
  • the transfer characteristics of the photomask have been improved to a level where there is no problem.
  • the line width of the transfer pattern is determined from the image intensity profile representing the change in image intensity with respect to the position on the wafer. It was confirmed that the fluctuation was kept within 10%.
  • the exposure conditions at this time were an illumination mode of 2Z3 annular zone, an exposure wavelength of 193 nm (ArF excimer laser), a numerical aperture of 0.85, and a coherence factor of 0.85.
  • the main surface of a synthetic quartz glass substrate (size 330 mm ⁇ 450 mm, thickness 10 mm) whose surface was precisely polished was subjected to defect inspection using the defect inspection apparatus used in Example 3.
  • a concave defect with a size of 2 m and a depth of SO.18 m was found in the mask pattern formation area where the mask pattern is formed.
  • the position of the concave defect is set so that accurate position coordinates can be specified using a reference mark provided on the synthetic quartz glass substrate as a reference point.
  • the mask pattern is formed by wet etching performed later.
  • the etchant penetrates into the concave defect, thereby causing a pattern defect such as a crack.
  • a frozen body obtained by freezing a polishing liquid containing an abrasive is brought into contact with the above-mentioned concave defect, and the area of 10 mx 10 m including the concave defect is set to the area of 0.05 m and 5 mx 5 m.
  • the frozen body was obtained by pouring a polishing liquid (polishing agent concentration: 10 wt%) in which colloidal silica was suspended in ultrapure water into a cooling-resistant mold, and freezing it using liquid nitrogen.
  • the frozen body had a cylindrical shape as a whole and a conical tip. Thereafter, the generated residue was removed by washing.
  • a mask blank was produced by forming a light-shielding film of a chromium film on the surface of the glass substrate on which the concave defect was corrected, by sputtering using a chromium target in an Ar gas atmosphere.
  • the light-shielding film of the chromium film was formed by setting the film thickness so as to be equal to or higher than the optical density power S3 when the exposure light source was i-line (wavelength: 365 nm).
  • a positive resist film for laser writing is formed on the chromium film, and a predetermined pattern is formed. Drawing and development were performed to form a resist pattern. This resist pattern exposes the region where the semi-light-transmitting portion is formed and the region where the light-transmitting portion is formed, and the resist remains only in the region where the light-shielding portion is formed.
  • the chromium film is patterned by wet etching using an etching solution containing ceric ammonium nitrate and a peroxygen salt to form a light shielding film pattern corresponding to the light shielding part. Formed. In the regions corresponding to the semi-transmissive portion and the translucent portion, the underlying glass substrate is exposed by the etching of the chromium film. The remaining resist pattern was removed using concentrated sulfuric acid.
  • a semi-transparent film was formed on the entire surface of the substrate having the light-shielding film pattern on the glass substrate obtained as described above.
  • the semi-translucent film was formed by sputtering using a chromium target in a mixed gas atmosphere of Ar and nitrogen.
  • the ratio of chromium to nitrogen contained in the formed chromium nitride film is l: 4 (Cr: N).
  • the semi-transparent film was formed by setting the film thickness so that the transmittance when the exposure light source was i-line was 50%.
  • the positive resist film was formed again on the entire surface, and the second drawing was performed. After drawing, the pattern was developed to expose a region corresponding to the light transmitting portion, and a resist pattern in which the resist remained in the light shielding portion and the semi-light transmitting portion was formed.
  • the semi-light-transmitting film in the light-transmitting portion was removed by wet etching.
  • the etchant used was one obtained by appropriately diluting the etchant used for the above-described wet etching of the chromium film with pure water.
  • the remaining resist pattern was removed by oxygen assing.
  • the translucent portion where the synthetic quartz glass substrate is exposed the gray tone portion (semi-translucent portion) composed of the semi-translucent film pattern, and the semi-transparent film pattern on the light-shielding film pattern A gray-tone mask on which a light-shielding portion having a was formed was manufactured.
  • the position of the concave defect can be specified accurately using the reference mark provided on the synthetic quartz glass substrate as a reference point.
  • the concave defect is located at the boundary of the mask pattern when the above-described synthetic quartz glass substrate is used to fabricate the gray-tone mask, the concave defect is formed when the mask pattern is formed by etching performed later.
  • the penetration of the etchant causes pattern defects such as cracks.
  • a frozen body obtained by freezing a polishing liquid containing the same polishing agent as in Example 4 was brought into contact with the above-mentioned concave defect to make a region of 10m X 10m including the concave defect 0.05 m.
  • the area of 5 m X 5 ⁇ m was engraved at a depth of 0.15 ⁇ m, and the area of 3 ⁇ m, 3 ⁇ ⁇ 3 ⁇ m was removed at a depth of 0.15 ⁇ m. Thereafter, the generated residue was removed by washing.
  • a molybdenum silicide film ( The translucent film (MoSi film) was formed by setting the film thickness so that the transmittance was 50% when the exposure light source was i-line (exposure wavelength: 365 nm). Note that the ratio of molybdenum and silicon contained in the formed molybdenum silicide film is 1: 4.
  • a chromium nitride film (CrN film) is formed on the molybdenum silicide film by sputtering in a mixed gas atmosphere of Ar gas and nitrogen gas using a chromium target.
  • a chromium oxynitride film (CrON film) was laminated to form a light-shielding film having an antireflection function on the surface.
  • the photomask blank was obtained by setting the thickness of the light-shielding film so that the optical density when the exposure light source was i-line was 3 or more.
  • a positive resist film for laser writing was formed on the light-shielding film, and a predetermined pattern was drawn and developed to form a resist pattern.
  • the light-shielding film is wet-etched using an etching solution containing ceric ammonium nitrate and a peroxygen salt, and the light-shielding film is patterned to form a film on the semi-translucent film. A patterned light-shielding film was formed.
  • the semi-light-transmitting film was dry-etched, and the semi-light-transmitting film was patterned to form a patterned semi-light-transmitting film.
  • the resist film formed on the patterned light-shielding film was removed with a resist stripper.
  • a resist film was formed again on the patterned light-shielding film, and a predetermined pattern was drawn and developed to form a resist pattern.
  • the light-shielding film is wet-etched using an etching solution containing ceric ammonium nitrate and a peroxygen salt, and the light-shielding film is patterned to form a half of a part of the region.
  • the light-transmitting film was exposed to form a gray tone portion.
  • the resist film formed on the patterned light-shielding film is removed with a resist stripper, and the light-transmitting portion where the synthetic quartz glass substrate is exposed and the light transmittance of the semi-light-transmitting film pattern cover are removed.
  • a gray-tone mask having a 50% gray-tone portion and a light-shielding portion having a light-shielding film pattern formed on a semi-light-transmitting film pattern and a transmittance of almost 0% was formed.
  • Example 5-A The semi-transparent film in Example 5-A described above was placed in a mixed gas atmosphere of Ar gas and N gas.
  • a photomask blank and a gray-tone mask were prepared in the same manner as in Example 5-A, except that a molybdenum silicide nitride film (MoSiN film) was formed by sputtering.
  • the ratio of molybdenum to silicon contained in the formed molybdenum silicide film is 1: 4.
  • a pattern defect inspection of the obtained gray-tone mask was performed, a semi-transparent film pattern having molybdenum silicide nitride power and a light-shielding film pattern having also a lamination film of chromium nitride film and chromium oxynitride film were obtained.
  • the pattern shape that peels off is also good.
  • Example 5—C The semi-transparent film in Example 5-A described above was sputtered in an Ar gas atmosphere using a molybdenum silicide target (molybdenum content: 33 mol%, silicon content: 67%) to obtain molybdenum.
  • a photomask blank and a gray-tone mask were produced in the same manner as in Example 5-A except that a silicide film (MoSi2 film) was used. Note that the ratio of molybdenum to silicon contained in the formed molybdenum silicide film is 1: 2.
  • the pattern shape of the light-shielding film pattern made of the film was good, with no peeling of the film.
  • the synthetic quartz glass substrate from which the substrate surface around the concave defect was removed was used, but the synthetic quartz glass substrate without the concave defect may be used. Needless to say, no film peeling occurs between the semi-transparent film and the synthetic quartz glass substrate, and no pattern defect occurs in the gray-tone mask.
  • the photomask blank and the gray-tone mask each having a semi-transmissive film and a light-shielding film on a translucent substrate satisfying the above characteristics have the following configurations.
  • the semi-transparent film is made of a material containing at least one metal selected from molybdenum, tungsten, tantalum, titanium, nickel, and aluminum, and silicon, and the metal contained in the semi-transparent film and the metal
  • the ratio of silicon (metal: silicon) is preferably 1: 2 to 1:19.
  • the semi-transparent film contains By setting the ratio of metal to silicon to 1: 2, it is possible to use a stoichiometrically stable composition in which the ratio of metal to silicon is 1: 2 for the sputter target required for the film formation. Therefore, it is preferable because the optical characteristics (transmittance) in the surface of the semi-transparent film can be made uniform.
  • the semi-transparent film is made of a material further containing nitrogen.
  • the semi-light-transmitting film further contain nitrogen, because the crystal grains are refined, the film stress is reduced, and the adhesion to the light-transmitting substrate is further improved.
  • the film thickness for obtaining the desired optical characteristics (transmittance) needs to be formed thicker than when nitrogen is not contained. This is preferable because variation can be suppressed.
  • the semi-light-transmitting film is made of a material containing at least one metal selected from molybdenum, tungsten, tantalum, titanium, nickel, and aluminum and silicon
  • the light-shielding film is made of a material containing the semi-light-transmitting film. It is preferable to use a material containing a metal having different etching characteristics and nitrogen.
  • the adhesiveness to the light-transmitting substrate (particularly, a glass substrate) and the light-shielding film can be further improved. Since the adhesiveness of the film becomes good, when the semi-translucent film is putt réelle by etching with an etchant, it is possible to prevent film peeling between the semi-transparent film and the light-transmitting substrate and film peeling with the light-shielding film. Even if a small recess exists on the surface of the light-transmitting substrate, peeling of the film from the light-transmitting substrate can be prevented.
  • the metal contained in the semi-transparent film is molybdenum
  • the light-shielding film is a material containing chromium
  • the contents of the metal, silicon and nitrogen contained in the semi-transparent film are determined by the exposure wavelengths used in the production of large panels (specifically, g-line (wavelength 436 nm), h-line (wavelength 405 nm), i-line). Line (wavelength 365 nm)) is adjusted appropriately to obtain the desired transmittance (10% to 80%)
  • the content of nitrogen contained in the light-shielding film is preferably 10 to 80 at% in order to improve the desired transmittance and the adhesion to the semi-transparent film. Included in light-shielding film If the nitrogen content is less than 10 at%, the adhesive strength to the semi-translucent film during wet etching of the semi-transmissive film is undesirably reduced. If the nitrogen content in the light-shielding film exceeds 80 at%, the atmosphere gas during the formation of the light-shielding film contains a large amount of nitrogen gas. Is not preferred.
  • the light-shielding film may have an antireflection function on the surface.
  • the surface of the light-shielding film is made of a chromium compound containing chromium and at least one selected from oxygen, nitrogen and fluorine.
  • materials such as chromium oxide, chromium nitride, chromium fluoride, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, and chromium oxynitride carbide are exemplified.
  • the total thickness of the semi-transparent film and the light-shielding film is appropriately adjusted so that the optical density becomes 3 or more.
  • the above-described gray-tone mask is practically used as a gray-tone mask for LCDs (liquid crystal display devices) (for producing color filters and thin film transistors (TFTs)) and a gray-tone mask for PDPs (plasma display panels). can do.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an exposure mask having a concave defect on the surface of a light-transmitting substrate.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating one embodiment of a method for correcting a defect of an exposure mask according to the present invention.
  • FIG. 3 is an enlarged sectional view of a concave defect corrected according to the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view illustrating a region when a peripheral portion of a concave defect is removed.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining another embodiment of the exposure mask defect correcting method according to the present invention.

Landscapes

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Abstract

　透光性基板表面にある凹欠陥を修正して転写パターン欠陥やマスクパターン欠陥の発生を防止するマスクブランク用透光性基板、マスクブランク及び露光用マスクの製造方法、並びに露光用マスクの欠陥修正方法を提供する。 　透光性基板１上に転写パターンとなるマスクパターン２が形成された露光用マスクで、マスクパターン２が形成されていない基板表面１ａにある転写パターン欠陥となる透過光量の低下を引き起こす凹欠陥３の周辺部分を針状部材４で除去し基板表面と凹欠陥の深さとの段差を低減するように修正を行う。また、このような凹欠陥の修正を、透光性基板上にマスクパターン形成用の薄膜を形成する前の段階で行う。凹欠陥の修正を施した透光性基板を使用してマスクブランク、露光用マスクを製造する。  

Description

明 細 書
マスクブランク用透光性基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、露 光用マスクの製造方法、半導体装置の製造方法及び液晶表示装置の製造方法 、並びに露光用マスクの欠陥修正方法
技術分野
[0001] 本発明は、半導体装置製造等に使用される露光用マスクに形成された欠陥を修正 する露光用マスクの欠陥修正方法、及びこの欠陥修正方法による欠陥修正工程を 有する露光用マスクの製造方法、露光用マスクの原版であるマスクブランク用透光性 基板に形成された欠陥を修正するマスクブランク用透光性基板の製造方法、このマ スタブランク用透光性基板を使用したマスクブランクの製造方法及び露光用マスクの 製造方法、並びに露光用マスクを使用して半導体装置又は液晶表示装置を製造す る半導体装置又は液晶表示装置の製造方法に関する。 背景技術
[0002] 露光用マスク製造においては、透光性基板上に形成されたマスクパターンが設計 通りに形成されているかどうかの検査を行う。こうして、例えば、除去されるべきでない マスクパターンとなる膜が除去されたピンホール欠陥（白欠陥）や、エッチング不足に より膜の一部が除去されずに残っているエッチング不足欠陥（黒欠陥）を検出する。こ のようなピンホール欠陥や、エッチング不足による欠陥が検出された場合には、これ を修正する。
上記白欠陥の修正には、例えば、 FIB (Focussed Ion Beam:集束イオンビーム）ァ シストデポジション法やレーザー CVD法により、炭素膜等をピンホールに堆積させる などの方法がある。また、上記黒欠陥の修正には、例えば、 FIBやレーザー光照射 による不要部分の除去を行うなどの方法がある。
また、最近では、ガラス基板上に形成された突起状の欠陥について、触針式形状 測定器や走査プローブ顕微鏡の先端が尖った微小プローブで突起状の欠陥を物理 的に除去するフォトマスクの欠陥修正方法が提案されている（特許文献 1、特許文献 [0003] 特許文献 1 :特許第 3251665号公報
特許文献 2 :特開 2003— 43669号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 上述のように、従来の露光用マスクの欠陥修正方法によれば、膜の黒欠陥や白欠 陥、ガラス基板等の透光性基板上に形成された突起状の欠陥については、欠陥修 正が可能であつたが、透光性基板表面に形成された傷等の凹状の欠陥（以下、凹欠 陥と称す。 )については、光学的、化学的、物理的に適正な特性を有する補充可能 な物質が存在せず、凹欠陥の補充による修正は不可能で、従来は凹欠陥を修正す る方法が無力つた。
透光性基板表面に形成された傷等の凹欠陥は、露光光の散乱による透過光量の 損失と同じに、凹欠陥と、凹欠陥の周辺部分とにより透過した露光光の干渉効果によ つて透過光量の低下を引き起こし、その結果、被転写体において転写パターン欠陥 となる。従って、従来は露光用マスクの欠陥検査で透光性基板表面に凹欠陥が発見 されると、修正不可能ということで露光用マスクとして不良品となっていた。
[0005] また、マスクブランクの段階、つまり表面が鏡面研磨された透光性基板の表面に傷 等の凹欠陥が存在すると、例えばウエットエッチングによるマスクパターン形成の際、 上記凹欠陥がマスクパターンの境界に位置している（つまり凹欠陥がマスクパターン の形成される領域カゝら形成されない領域にわたって存在している）場合には、上記凹 欠陥に浸透したエッチング液が更にマスクパターンを形成している薄膜を浸食するこ とによりパターン形状が悪ィ匕し、くわれ (マスクパターンの一部が欠けた状態)等のマ スクパターン欠陥を引き起こすという問題が発生する。例えば、液晶表示装置等の製 造の際に使用される大型フォトマスクの場合、マスクパターンを形成する際のエッチ ングはウエットエッチングで行われるのが主流であるため、上述のマスクパターン欠陥 の発生を防止することは重要な課題である。
[0006] そこで本発明の目的は、第一に、透光性基板表面に存在する透過光量の低下を 引き起こすような凹欠陥を修正して転写パターン欠陥の発生を防止することが出来る 、或いは前述のエッチング液の浸透によるマスクパターン欠陥を引き起こすような凹 欠陥を修正してマスクパターン欠陥の発生を防止することが出来るマスクブランク用 透光性基板の製造方法、及びこのような透光性基板を使用したマスクブランク及び 露光用マスクの製造方法を提供することであり、第二に、透光性基板表面に形成さ れた凹欠陥を修正して透過光量の低下を抑制して転写パターン欠陥を防止すること が出来る露光用マスクの欠陥修正方法、及びこのような欠陥修正方法による欠陥修 正工程を有する露光用マスクの製造方法を提供することであり、第三に、このような露 光用マスクを使用したリソグラフィー技術により、半導体基板上に微細パターンをバタ ーン欠陥なく形成することができる半導体装置の製造方法、或いは液晶表示装置用 基板上に微細パターンをパターン欠陥なく形成することができる液晶表示装置の製 造方法を提供することである。
課題を解決するための手段
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
(構成 1)露光用マスクの原版であるマスクブランク用透光性基板の製造方法であつ て、透光性基板表面の転写パターンとなるマスクパターンが形成されるマスクパター ン形成領域内に存在する、転写パターン欠陥となる透過光量の低下を引き起こす程 度の深さの凹状の欠陥部を特定し、透過光量の低下を抑制して転写パターン欠陥と ならないように、特定した前記欠陥部の周辺部分を除去して、前記基板表面と前記 欠陥部の深さとの段差を低減することを特徴とするマスクブランク用透光性基板の製 造方法である。
構成 1によれば、透光性基板表面に存在する、転写パターン欠陥となる透過光量 の低下を引き起こす程度の深さの凹欠陥を特定し、特定した凹欠陥の周辺部分を彫 りこんで除去し、基板表面と凹欠陥の深さとの段差を低減することにより、たとえば凹 欠陥と該凹欠陥の周辺部分との露光光の透過による干渉効果により生じる透過光量 の低下を抑制して転写パターン欠陥の発生を防止できるマスクブランク用透光性基 板が得られる。またこのように、マスクブランクを作製する段階、具体的には鏡面研磨 された透光性基板上にマスクパターン形成用薄膜を形成する前の段階で、透過光量 の低下を引き起こす凹欠陥を無くすことができるので、露光用マスクを作製した段階 で凹欠陥修正を行わなくてもよい。 [0008] (構成 2)露光用マスクの原版であるマスクブランク用透光性基板の製造方法であつ て、透光性基板表面の転写パターンとなるマスクパターンが形成されるマスクパター ン形成領域内に存在する、ウエットエッチングによりマスクパターンを形成する際のェ ツチング液の浸透によるマスクパターン欠陥を引き起こす程度の深さの凹状の欠陥 部を特定し、マスクパターン欠陥とならないように、特定した前記欠陥部の周辺部分 を除去して、前記基板表面と前記欠陥部の深さとの段差を低減することを特徴とする マスクブランク用透光性基板の製造方法である。
構成 2によれば、透光性基板表面に存在する、ウエットエッチングによりマスクパタ ーンを形成する際のエッチング液の浸透によるマスクパターン欠陥を引き起こす程度 の深さの凹欠陥を特定し、特定した凹欠陥の周辺部分を彫りこんで除去し、基板表 面と凹欠陥の深さとの段差を低減することにより、マスクパターン欠陥の発生を防止 できるマスクブランク用透光性基板が得られる。またこのように、マスクブランクを作製 する段階、具体的には鏡面研磨された透光性基板上にマスクパターン形成用薄膜を 形成する前の段階で、マスクパターン欠陥を引き起こす凹欠陥を無くすことができる ので、露光用マスクを作製した段階で上記マスクパターン欠陥の修正を行わなくても よい。
[0009] (構成 3)前記欠陥部の周辺部分の基板表面に針状部材を接触させて彫りこむことに より前記欠陥部の周辺部分を除去することを特徴とする構成 1又は 2に記載のマスク ブランク用透光性基板の製造方法である。
構成 3によれば、基板表面と凹欠陥の深さとの段差を低減する手段として、針状部 材を用いることにより、基板材料を彫りこむ領域や深さを高精度で物理的に除去する ことができる。
(構成 4)前記欠陥部の周辺部分の基板表面に、研磨剤を含む研磨液を凍結させた 凍結体を接触させて彫りこむことにより前記欠陥部の周辺部分を除去することを特徴 とする構成 1又は 2に記載のマスクブランク用透光性基板の製造方法である。
構成 4によれば、基板表面と凹欠陥の深さとの段差を低減する手段として、研磨剤 を含む研磨液を凍結させた凍結体を用いることにより、基板材料の比較的広い領域 を彫り込んで物理的に除去することが容易であるため、例えば大型マスクブランク用 の透光性基板の凹欠陥修正に好適である。
[0010] (構成 5)前記欠陥部の周辺部分の基板表面を除去した後の前記欠陥部から基板表 面へ至る各段差の深さがそれぞれ、露光光の透過による干渉効果により生じる透過 光量の低下が 5%以下となる深さであることを特徴とする構成 1、 3又は 4に記載のマ スタブランク用透光性基板の製造方法である。
構成 5によれば、凹欠陥の周辺部分の基板表面を除去した後の凹欠陥力 基板表 面へ至る各段差の深さをそれぞれ、露光光の透過による干渉効果により生じる透過 光量の低下が 5%以下となる深さとすることにより、転写パターンの線幅の変動を 10 %以内に抑えることができ、転写パターン欠陥を防止することができる。
(構成 6)構成 1乃至 5の何れかに記載のマスクブランク用透光性基板の製造方法に よって得られた透光性基板表面上にマスクパターン形成用薄膜を形成することを特 徴とするマスクブランクの製造方法である。
構成 6によれば、転写パターン欠陥となる透過光量の低下やマスクパターン欠陥を 引き起こす基板表面の凹欠陥を無くしたマスクブランクが得られる。またこのように、 マスクブランクを作製する段階で凹欠陥を無くすことができるので、露光用マスクの段 階での凹欠陥修正を行わなくてもよい。
[0011] (構成 7)構成 6に記載のマスクブランクの製造方法によって得られたマスクブランクの 前記マスクパターン形成用薄膜をパターユングして、透光性基板上に転写パターン となるマスクパターンを形成することを特徴とする露光用マスクの製造方法である。 構成 7によれば、転写パターン欠陥となる透過光量の低下やマスクパターン欠陥を 弓 Iき起こす基板表面の凹欠陥を無くしたマスクブランクを使用して露光用マスクを製 造することにより、転写パターン欠陥やマスクパターン欠陥が発生しない露光用マス クが得られる。
[0012] (構成 8)透光性基板上に転写パターンとなるマスクパターンが形成され、該マスクパ ターンが形成されていない前記基板表面に、転写パターン欠陥となる透過光量の低 下を引き起こす程度の深さの凹状の欠陥部を有する露光用マスクの欠陥修正方法 であって、透過光量の低下を抑制して転写パターン欠陥とならないように、前記欠陥 部の周辺部分を除去して前記基板表面と前記欠陥部の深さとの段差を低減すること を特徴とする露光用マスクの欠陥修正方法である。
構成 8によれば、転写パターン欠陥となる透過光量の低下を引き起こす程度の深さ の凹欠陥の周辺部分を彫りこんで除去し、基板表面と凹欠陥の深さとの段差を低減 することにより、たとえば凹欠陥と該凹欠陥の周辺部分との露光光の透過による干渉 効果により生じる透過光量の低下を抑制することができる。従って、このように基板表 面に対する凹欠陥の深さの段差を低減させた露光用マスクを使用して被転写体にパ ターンを転写する場合、転写パターン欠陥は発生しない。
[0013] (構成 9)前記欠陥部の周辺部分の基板表面に針状部材を接触させて彫りこむことに より前記欠陥部の周辺部分を除去することを特徴とする構成 8に記載の露光用マスク の欠陥修正方法である。
構成 9によれば、基板表面と凹欠陥の深さとの段差を低減する手段として、針状部 材を用いることにより、基板材料を彫りこむ領域や深さを高精度で物理的に除去する ことができる。
(構成 10)前記欠陥部の周辺部分の基板表面を除去した後の前記欠陥部力 基板 表面へ至る各段差の深さがそれぞれ、露光光の透過による干渉効果により生じる透 過光量の低下が 5%以下となる深さであることを特徴とする構成 8又は 9に記載の露 光用マスクの欠陥修正方法である。
構成 10によれば、凹欠陥の周辺部分の基板表面を除去した後の凹欠陥カゝら基板 表面へ至る各段差の深さをそれぞれ、露光光の透過による干渉効果により生じる透 過光量の低下が 5%以下となる深さとすることにより、転写パターンの線幅の変動を 1 0%以内に抑えることができ、転写パターン欠陥を防止することができる。
[0014] (構成 11)前記露光用マスクは、半導体デザインルールで 65nm対応露光用マスク 又は 45nm対応露光用マスクであることを特徴とする構成 8乃至 10の何れかに記載 の露光用マスクの欠陥修正方法である。
構成 11によれば、半導体デザインルールで 65nm対応露光用マスク又は、 45nm 対応露光用マスクで本発明の欠陥修正方法が適している。
(構成 12)露光用マスクの欠陥検査を行い、透過光量の低下による転写パターン欠 陥の原因となる基板表面に形成された凹状の欠陥部を特定する工程と、構成 8乃至 11の何れかに記載の欠陥修正方法により前記欠陥部を修正する欠陥修正工程と、 を有することを特徴とする露光用マスクの製造方法である。
構成 12によれば、転写パターン欠陥となる透過光量の低下を引き起こす程度の深 さの凹欠陥を特定し、この特定した凹欠陥の周辺部分を彫りこんで除去し、基板表面 と凹欠陥の深さとの段差を低減することにより、たとえば凹欠陥と該凹欠陥の周辺部 分との露光光の透過による干渉効果により生じる透過光量の低下を抑制することが でき、被転写体にパターンを転写する場合でも転写パターン欠陥のない露光用マス クが得られる。
[0015] (構成 13)構成 7又は 12に記載の露光用マスクの製造方法によって得られた露光用 マスクを用いて、フォトリソグラフィ一法により半導体基板上に微細パターンを形成す ることを特徴とする半導体装置の製造方法である。
構成 13によれば、本発明により得られる露光用マスクを使用したリソグラフィー技術 により、半導体基板上にパターン欠陥のない微細パターンが形成された半導体装置 を製造することができる。
(構成 14)構成 7に記載の露光用マスクの製造方法によって得られた露光用マスクを 用いて、フォトリソグラフィ一法により液晶表示装置用基板上に微細パターンを形成 することを特徴とする液晶表示装置の製造方法である。
構成 14によれば、本発明により得られる露光用マスクを使用したリソグラフィー技術 により、液晶表示装置用基板上にパターン欠陥のない微細パターンが形成された液 晶表示装置を製造することができる。
発明の効果
[0016] 本発明によれば、透光性基板表面に存在する透過光量の低下を引き起こすような 凹欠陥を修正して転写パターン欠陥の発生を防止することが出来る、或いは前述の エッチング液の浸透によるマスクパターン欠陥を引き起こすような凹欠陥を修正して マスクパターン欠陥の発生を防止することが出来るマスクブランク用透光性基板が得 られる。また、このような透光性基板を使用した凹欠陥のないマスクブランク及び、更 にこのマスクブランクを用いた転写パターン欠陥やマスクパターン欠陥の発生しな ヽ 露光用マスクを得ることができる。 [0017] また、本発明によれば、透光性基板表面に形成された凹欠陥を修正して透過光量 の低下を抑制して転写パターン欠陥を防止することが出来る露光用マスクの欠陥修 正方法を提供でき、さらにこのような欠陥修正方法により凹欠陥のない露光用マスク を得ることができる。
また、このような凹欠陥のない露光用マスクを使用したリソグラフィー技術により、半 導体基板上にパターン欠陥のない微細パターンが形成された半導体装置、或いは 液晶表示装置用基板上にパターン欠陥のない微細パターンが形成された液晶表示 装置を得ることができる。
発明を実施するための最良の形態
[0018] 以下、本発明を実施の形態により詳細に説明する。
[実施の形態 1]
先ず、本発明の実施の形態 1として、露光用マスクの欠陥修正方法、及びこの欠陥 修正方法を適用した露光用マスクの製造方法について説明する。
一般に、ガラス基板等の透光性基板表面に形成された傷等の凹欠陥は、このような 凹欠陥のない正常部分との比較において、透過光量の低下が 6%以上になるとフォ トマスクとしての転写特性に悪影響が出るため不良欠陥と判定されている。この凹欠 陥による透過光量の低下の原因には、凹欠陥部分での露光光の散乱による透過光 量の損失と、凹欠陥と凹欠陥の周辺部分との露光光の透過による干渉効果によって 引き起こされる透過光量の低下が考えられる力 フォトマスクとしての転写特性に影 響を及ぼすのは、後者の露光光の干渉効果による透過光量の低下が支配的である 場合が多い。このため、この露光光の干渉効果に着目し、透過光量の低下の改善を 検討した。
露光光の干渉効果による透過光量の低下は次式のようにモデルィヒすることができ る。
[0019] すなわち、露光光の干渉を波動の式で表わすと、
sin + sin(x— a) = 2cos / 2)sin((a/ 2)— x) ( 1 )式
ここで、 aは凹欠陥部分による位相の変化を表わしており、
&=2 π ά(η- 1)/ λ (2)式 で表わされ、凹欠陥の深さ dを反映している。尚、 nはガラス基板の屈折率、 λは露光 光の波長である。
そこで、フォトマスクの転写特性には問題がないとされる透過光量の低下が 5%とな る場合の凹欠陥の深さを求めると、上記（1)式から、正常部分との振幅の 2乗の比を とればよいので、
cos2(a/2) = 0.95
を満たす aであり、 a=0.451ラデイアンとなる。
[0020] この aを満たす凹欠陥の深さ dは、露光光波長 λ = 193nm (ArFエキシマレーザー） 、ガラス基板屈折率 n= 1.5とすると、上記（2)式より、 27.7應となる。
このことから、上記露光光波長、ガラス基板屈折率の条件であれば、深さ 27nmの凹 欠陥があっても、フォトマスクとしての転写特性上問題なく使用できることになる。
[0021] 従って、基板表面に転写パターン欠陥となる透過光量の低下を引き起こす程度の 深さの凹欠陥があっても、凹欠陥の周辺部分を彫りこんで除去し、彫りこんだ後の基 板表面と凹欠陥の深さとの段差を所定値 (例えば 27應)までに低減することにより、 凹欠陥と凹欠陥の周辺部分との露光光の透過による干渉効果により生じる透過光量 の低下を転写パターン欠陥とならな 、ように抑制することができる。このように基板表 面に対する凹欠陥の深さの段差を低減させた露光用マスクは被転写体にパターンを 転写する場合でも転写パターン欠陥は発生しない。
[0022] 即ち、本発明による露光用マスクの欠陥修正方法は、透光性基板上に転写パター ンとなるマスクパターンが形成され、該マスクパターンが形成されて 、な 、前記基板 表面に、転写パターン欠陥となる透過光量の低下を引き起こす程度の深さの凹欠陥 を有する露光用マスクにおいて、透過光量の低下を抑制して転写パターン欠陥とな らな 、ように、前記凹欠陥の周辺部分を除去して前記基板表面と前記凹欠陥の深さ との段差を低減することによる欠陥修正方法である。
[0023] 図 1は、透光性基板表面に凹欠陥を有する露光用マスクの断面図である。透光性 基板 1上に転写パターンとなるマスクパターン 2が形成され、該マスクパターン 2が形 成されていない上記基板表面 laには凹欠陥 3を有する。透光性基板 1の材料は、例 えば合成石英ガラス、無アルカリガラス、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス 、もしくは低膨張ガラスなどのガラス材料である。この凹欠陥 3は、転写パターン欠陥 となる透過光量の低下を引き起こす程度の深さの凹欠陥であるため、本発明の欠陥 修正方法による修正を施す必要がある。
[0024] 図 2は、本発明に係る露光用マスクの欠陥修正方法の一実施の形態を説明する断 面図である。
すなわち、同図（a)に示すように、凹欠陥 3による透過光量の低下を抑制して転写 パターン欠陥とならないように、凹欠陥 3の周辺部分を除去する。例えば、上記凹欠 陥 3の周辺部分の基板表面 laに触針式形状測定器や走査プローブ顕微鏡の先端 が尖った微小プローブのような針状部材 4を接触させて基板表面 laを彫りこむことに より、凹欠陥 3の周辺部分を除去することができる。このように、凹欠陥 3の周辺部分 を除去して基板表面と凹欠陥の深さとの段差を低減する手段として、針状部材 4を用 いることにより、基板材料を彫りこむ領域や深さを高精度で物理的に除去することが できる。
[0025] こうして、凹欠陥 3の周辺部分を除去することにより、図 2 (b)に示すように、凹欠陥 3 の周辺部分を除去した後の基板表面 3aと凹欠陥 3の深さとの段差を低減することが できる。また同時に、基板表面 laに対する凹欠陥 3の周辺部分を除去した後の基板 表面 3aの深さについても、基板表面 laに対する修正前の凹欠陥 3の深さよりも低減 することができる。
[0026] 本発明による欠陥修正方法では、修正後の凹欠陥 3から基板表面 laへ至る各段 差の深さがそれぞれ、露光光の透過による干渉効果により生じる透過光量の低下が 5%以下となる深さであることが望ましい。図 3は、本発明による修正を施した凹欠陥 3 の拡大断面図である。本実施の形態では、基板表面 laに対する凹欠陥 3の周辺部 分を除去した後の基板表面 3aの深さ dl、及び凹欠陥 3の周辺部分を除去した後の 基板表面 3aに対する凹欠陥 3の深さ d2をそれぞれ、露光光の透過による干渉効果 により生じる透過光量の低下がフォトマスクの転写特性上問題がないとされる 5%以 下になる深さにすることにより、転写パターンの線幅の変動を 10%以内に抑えること ができ、転写パターン欠陥を防止することができる。
[0027] また、凹欠陥の周辺部分を除去する場合の領域は、たとえば図 4に示すように、凹 欠陥 3の全体を含む矩形状の領域である。上述の微小プローブなどを使用する場合 は、一般に平面視で矩形状に除去することが比較的容易だ力もであるが、勿論、凹 欠陥の周辺部分を除去する場合の領域の大きさや形状はこれに限定されるわけで はない。要は、凹欠陥の全体を含む領域であれば良ぐたとえば凹欠陥 3の周辺部 分を凹欠陥 3と略同じような形状で除去しても良い。
[0028] 本発明の露光用マスクの欠陥修正方法によれば、転写パターン欠陥となる透過光 量の低下を引き起こす程度の深さの凹欠陥の周辺部分を例えば彫りこんで除去し、 基板表面と凹欠陥の深さとの段差を低減することにより、凹欠陥での露光光の干渉 効果により生じる透過光量の低下を抑制することができる。従って、このように基板表 面に対する凹欠陥の深さを低減させ透過光量の低下を抑制できるように修正を施し た露光用マスクを使用して被転写体にパターンを転写する場合、転写パターン欠陥 は発生しない。
[0029] 図 5は、本発明に係る露光用マスクの欠陥修正方法の他の実施の形態を説明する 断面図である。
本実施の形態は、凹欠陥の深さがさらに深い場合の修正方法である。すなわち、 深さが深い凹欠陥が存在していても、この凹欠陥の周辺部分を何段階かで彫りこん で各段差が露光光の干渉効果を抑制できる程度の深さの階段状に除去することで、 凹欠陥を修正することができる。図 5に示す実施の形態の場合、まず第 1段階として、 凹欠陥 3の周辺部分の広めの領域を針状部材 4を用いて彫りこんで除去し（同図 (b) 参照）、続く第 2段階として、第 1段階よりも領域を狭めて同様に除去する（同図 (c)参 照)。こうして、第 1段階で彫りこんだ基板表面 3aと、第 2段階で彫りこんだ基板表面 3 bとが階段状に形成される。この場合にも、修正後の凹欠陥 3から基板表面 laへ至る 各段差の深さがそれぞれ、露光光の透過による干渉効果により生じる透過光量の低 下が 5%以下となる深さとすることが望ましい。
[0030] このように、基板表面に形成された深さが深い凹欠陥であっても、この凹欠陥の周 辺部分を何段階かの階段状に除去することで、凹欠陥を修正することができ、透過 光量の低下を抑制することができる。
なお、上記の実施の形態では、凹欠陥の周辺を除去した領域は略平面（除去する 深さが均一）となっているが、露光光の干渉効果を抑制できる限りにおいては、階段 状であっても各段に傾斜をもたせることは可能である。
また、上記の実施の形態では、凹欠陥の周辺部分を除去する手段として、先端の 尖った微小プローブのような針状部材を用いてガラス等の基板材料を彫りこんで物 理的に除去する方法を説明した力 これに限らず、たとえば FIB (Focussed Ion Beam ：集束イオンビーム)照射により凹欠陥の周辺の基板材料を除去することも可能であ る。
また、本発明は、半導体デザインルール (ノヽーフピッチ）で 65nm対応露光用マスク や 45nm露光用マスクでの欠陥修正に好適である。例えば、半導体デザインルール で 65nm対応露光用マスクの場合、パターン転写の露光光として ArFエキシマレー ザ一（波長： 193nm)が一般に用いられるが、基板表面に深さが 28nm程度の凹欠 陥があっても転写パターン欠陥となり得る。また、 45nm対応露光用マスクの場合、パ ターン転写の露光光として、 ArFエキシマレーザーの液浸露光や、 F2エキシマレー ザ一（波長： 157nm)が用いられる力 上述の（1)、 （2)式により転写パターン欠陥の 原因となる凹欠陥の深さを求めることができる。このようなことから、半導体デザインル ールで 65nm対応露光用マスク又は、 45nm対応露光用マスクでは本発明の欠陥修 正方法が適している。
また、本発明は、バイナリマスクに限らず、ハーフトーン位相シフトマスク、レべンソ ン位相シフトマスク、クロムレス位相シフトマスクなどの透過型マスクにおける凹欠陥 につ 、ても修正可能である。
また、液晶表示装置、例えば薄膜トランジスタ液晶表示装置 (Thin Film Transistor Liquid Crystal Display)では、薄膜トランジスタ基板（以下「TFT基板」と呼ぶ。）が使 用されるが、この TFT基板の製造には、透光性基板上に遮光部、透光部及び半透 光部からなるパターンを有する露光用フォトマスク（グレートーンマスクとも呼ばれて!/ヽ る）が用いられている。最近の液晶表示装置の大画面化に伴い、その製造に使用さ れるフォトマスクも大サイズィ匕を余儀無くされており、例えば、液晶表示装置用の大型 基板の場合、 330mm X 450mm〜1400mm X 1600mm程度の大きさのものが使 用されている。このような大型基板を用いて作製される液晶表示装置用の大型フォト マスクは製造コストも非常に高価であるため、フォトマスクの段階で凹欠陥が発見され た場合、その凹欠陥を修正できる本発明は非常に好適である。
[0032] 次に、本発明の欠陥修正方法を適用した露光用マスクの製造方法について説明 する。
露光用マスクは、一般には、ガラス基板等の透光性基板上にマスクパターンとなる 膜を成膜したマスクブランクを用いて、レジスト膜塗布、パターン描画 (露光）、現像、 エッチング、残存レジストパターンの除去等の各工程を施すことにより得ることができ る。本発明の露光用マスクの製造方法は、得られた露光用マスクの欠陥検査を行い 、透過光量の低下による転写パターン欠陥の原因となる基板表面に形成された凹欠 陥を特定する工程と、本発明に係る欠陥修正方法により上記凹欠陥を修正する欠陥 修正工程と、を有する。ここで、転写パターン欠陥となる透過光量の低下を引き起こ す凹欠陥を特定する方法としては、例えば、得られた露光用マスクについて、その転 写特性を評価装置 (例えばマイクロリソグラフィー ·シミュレーション 'マイクロスコープ（ Microlithography Simulation Microscops)など)を用いて平価し、透過光直の低 Fを 示す欠陥部分を特定する方法がある。さらに、原子間力顕微鏡にて、その欠陥部分 を詳細に解析することにより、凹欠陥の大きさ、深さ等をより正確に確認することが可 能である。
本発明の露光用マスクの製造方法によれば、転写パターン欠陥となる透過光量の 低下を引き起こす程度の深さの凹欠陥を欠陥検査装置等により特定し、次いでこの ようにして特定された凹欠陥の周辺部分を彫りこんで除去し、基板表面と凹欠陥の深 さとの段差を低減することにより、凹欠陥での露光光の透過による干渉効果により生 じる透過光量の低下を抑制することができ、被転写体にパターンを転写する場合でも 転写パターン欠陥を防止できる露光用マスクが得られる。
[0033] 本発明の露光用マスクの製造方法では、上記欠陥修正工程の後、露光用マスク表 面を洗浄する洗浄工程を有することが好適である。上記欠陥修正工程の後、露光用 マスク表面を洗浄することにより、凹欠陥の周辺部分を彫りこんだ際に発生した残滓 を除去して付着物による転写パターン欠陥の発生を防止することができる。
上記洗浄工程は、微粒子を含む冷却流体を用いて洗浄することが好適である。こ の場合の微粒子を含む冷却流体としては、例えばドライアイスが好ましく挙げられる。 冷却流体に含まれる微粒子により凹欠陥の周辺部分を彫りこんだ際に発生した残滓 を除去する洗浄方法を採用することにより、透光性基板表面に対するダメージも少な ぐまた効果的に残滓を除去することができる。
[0034] また、上記洗浄工程は、透光性基板上に形成されたマスクパターンに対しては不 溶性で、透光性基板に対しては溶解する溶媒を用いて洗浄することも好適である。こ のような溶媒としては、フッ酸、水酸ィ匕ナトリウムなどを含むガラスエッチング溶液が好 ましく挙げられる。例えばガラスエッチング溶液を洗浄に用いることにより、凹欠陥の 周辺部分を彫りこんだ際に発生した残滓を確実に除去することが出来る。
尚、上記欠陥修正工程において、発生した残滓を例えば彫りこみに使用した針状 部材を用いて、出来れば除去部分から周辺へ移動させておくことにより、後の洗浄が 容易となり、残滓が基板上に残存することなく確実に除去することができる。
[0035] [実施の形態 2]
次に、本発明の実施の形態 2として、マスクブランク用透光性基板の製造方法、こ の透光性基板を用いたマスクブランク及び露光用マスクの製造方法にっ 、て説明す る。
前述の実施の形態 1では、露光用マスクの段階で欠陥検査により発見された凹欠 陥を修正する場合について説明したが、露光用マスクの段階で発見される凹欠陥の 多くは、マスク作製に使用したマスクブランクの透光性基板表面にもともと存在してい たものと考えられるため、本実施の形態 2では、露光用マスクを製造する際の原版で あるマスクブランクを作製する段階で、透光性基板表面に存在する凹欠陥の修正を 行い、この修正を施して凹欠陥を無くした透光性基板を使用してマスクブランクを作 製し、更にこのマスクブランクを用 、て露光用マスクを作製する場合を説明する。
[0036] 本発明によるマスクブランク用透光性基板の製造方法では、透光性基板表面の転 写パターンとなるマスクパターンが形成されるマスクパターン形成領域内に存在する 、転写パターン欠陥となる透過光量の低下を引き起こす程度の深さの凹欠陥を特定 し、透過光量の低下を抑制して転写パターン欠陥とならないように、特定した凹欠陥 の周辺部分を除去して基板表面と凹欠陥の深さとの段差を低減することにより、凹欠 陥の修正を施したマスクブランク用透光性基板を製造する。
[0037] 具体的には、表面が鏡面研磨された透光性基板上にマスクパターン形成用薄膜を 形成する前の段階で、透光性基板表面に存在する透過光量の低下を引き起こす凹 欠陥を欠陥検査装置等により特定し、この特定された凹欠陥に対して上述の方法に より凹欠陥の修正を行う。つまり、特定された凹欠陥の周辺部分を針状部材等により 透過光量の低下を引き起こさない程度の深さとなるように除去する。
このように、マスクブランクを作製する段階、具体的には鏡面研磨された透光性基 板上にマスクパターン形成用薄膜を形成する前の段階で、透過光量の低下を引き起 こす凹欠陥を無くすことができるので、露光用マスクを作製した段階で凹欠陥修正を 行わなくてもよ 、と 、う効果が得られる。
[0038] また、前にも説明したが、マスクブランクの段階で、透光性基板の表面に傷等の凹 欠陥が存在すると、例えばウエットエッチングによるマスクパターン形成の際、上記凹 欠陥がマスクパターンの境界に位置している（つまり凹欠陥がマスクパターンの形成 される領域カゝら形成されない領域にわたって存在している）場合には、上記凹欠陥に 浸透したエッチング液が更にマスクパターンを形成している薄膜を浸食することにより ノターン形状が悪ィ匕し、くわれ (マスクパターンの一部が欠けた状態)等のマスクバタ ーン欠陥を引き起こす。従って、本実施の形態では、露光用マスクを製造するためマ スクパターンを形成する際のエッチングがウエットエッチングで行われる場合は、表面 が鏡面研磨された透光性基板上にマスクパターン形成用薄膜を形成する前の段階 で、透光性基板表面に存在する、エッチング液の浸透によるマスクパターン欠陥を引 き起こす程度の深さの凹欠陥を欠陥検査装置等により特定し、この特定された凹欠 陥に対してその周辺部分をマスクパターン欠陥を引き起こさない程度の深さとなるよ うに除去して、基板表面と凹欠陥の深さとの段差を低減する。このような凹欠陥修正 により、上記マスクパターン欠陥の発生を防止できるマスクブランク用透光性基板が 得られる。またこのように、マスクブランクを作製する段階、具体的には鏡面研磨され た透光性基板上にマスクパターン形成用薄膜を形成する前の段階で、マスクパター ン欠陥を引き起こす凹欠陥を無くすことができるので、露光用マスクを作製した段階 で上述のマスクパターン欠陥の発生を防止でき、凹欠陥の修正を行わな力つた場合 に発生したであろうマスクパターン欠陥の修正を行わなくてもよいという効果が得られ る。
[0039] 例えば、前述の液晶表示装置等の製造の際に使用される大型フォトマスクの場合、 マスクパターンを形成する際のエッチングはウエットエッチングで行われるのが主流で あるため、上述のマスクパターン欠陥の発生を防止できる本発明によるマスクブランク 用透光性基板の製造方法は特に好適である。
[0040] 本実施の形態においても、凹欠陥を修正する方法の詳細は、前述の実施の形態 1 で説明したのと同様であり、例えば転写パターン欠陥となる透過光量の低下を引き起 こす凹欠陥の修正を行う場合、修正後の凹欠陥から基板表面へ至る各段差の深さが それぞれ、露光光の透過による干渉効果により生じる透過光量の低下が 5%以下と なる深さであることが望ましい。凹欠陥の周辺部分を除去した後の基板表面に対する 凹欠陥の深さをそれぞれ、露光光の透過による干渉効果により生じる透過光量の低 下がフォトマスクの転写特性上問題がないとされる 5%以下になる深さにすることによ り、転写パターンの線幅の変動を 10%以内に抑えることができ、転写パターン欠陥を 防止することができる。また、どの程度の深さの凹欠陥が転写パターン欠陥の原因と なるのかは、露光用マスクを用いてパターン転写を行う場合の露光光の波長によって 異なり、具体的には前述の（1)、 （2)式により転写パターン欠陥の原因となる凹欠陥 の深さを求めることが出来る。
[0041] また、液晶表示装置の製造に使用される大型マスクのように、露光用マスクを製造 する際のマスクパターンを形成するためのエッチングがウエットエッチングで行われる 場合は、透光性基板表面に存在する、前述のエッチング液の浸透によりマスクパター ン欠陥を引き起こす凹欠陥についても修正する必要がある。どの程度の深さや大きさ の凹欠陥がエッチング液の浸透によりマスクパターン欠陥を引き起こすのかは、基板 材料の種類、エッチング液の種類、オーバーエッチング量や、マスクパターンの形状 、マスクパターンと凹欠陥の位置関係、等々によっても異なるので一概には云えない 力 概ね大きさ（幅）が 0. 05 μ m以上で深さが 0. 01 μ m以上の凹欠陥は、くわれ等 のパターン欠陥を引き起こす可能性が高いので、修正することが望ましい。
[0042] 凹欠陥の周辺部分を除去する手段として、前述の実施の形態 1で説明したような先 端の尖った微小プローブのような針状部材を用いてガラス等の基板材料を彫りこんで 物理的に除去する方法や、 FIB (Focussed Ion Beam :集束イオンビーム）照射により 凹欠陥の周辺の基板材料を除去する方法が本実施の形態においても適用すること ができる。
また、本実施の形態では、凹欠陥の周辺部分を除去する手段として、研磨剤を含 む研磨液を凍結させた凍結体を基板材料に接触させて削りこむことにより物理的に 除去する方法を適用することもできる。このような研磨剤を含む研磨液を凍結させた 凍結体を用いることにより、基板材料の比較的広い領域を削り込んで効率的に除去 することが容易であるため、例えば大型マスクブランク用の透光性基板の凹欠陥修正 に好適である。またこのような凍結体を用いることにより、凹欠陥の修正中に発生する 残滓が凍結体に混入するのを防止でき、新たな欠陥の発生を防止できるという効果 もめる。
[0043] この研磨剤を含む研磨液を凍結させた凍結体については、本出願人が先に出願し た特願 2004— 242628の明細書に詳しい記載がある力 例えばコロイダルシリカ、 酸化セリウム等の研磨剤を超純水、ガス溶解水等の溶媒に懸濁させた研磨液 (研磨 剤濃度:例えば 0. 05〜20wt%)を所望の形状の耐冷却製成形型に流し込み、液 体窒素などを用いて凍結させることにより得られる。この凍結体の形状、大きさ等は任 意であり、例えば全体形状が円柱、楕円柱もしくは角柱などの柱形状、全体形状が 円錐、角錐形状もしくは球形状、又は柱形状の先端部分が円錐もしくは角錐形状、 或いは半球形状など、要は本発明の凹欠陥の修正に好適な形状、大きさとすればよ い。凍結前の研磨液を流し込む成形型の形状、大きさにより、凍結体の形状、大きさ は変えることが出来る。また、リューターのような回転治具の先端に上記凍結体を取り 付けて使用してもよい。
[0044] また、凹欠陥の周辺部分を除去する手段として、部分的にエッチング液を付与して 基板材料をエッチングにより除去する方法を適用してもよい。この方法も、基板材料 の比較的広 、領域を除去するのに向 、て 、る。
尚、上述の凍結体を用いる方法や、部分的にエッチングを行う方法は、前述の実施 の形態 1における露光用マスク段階での凹欠陥の修正にも適用してもよいことは勿論 である。
また、凹欠陥の修正の際に発生した残滓を透光性基板表面力も除去するため、例え ば前述の実施の形態 1で説明したような洗浄工程を実施することが好ましい。
[0045] 本発明によるマスクブランク用透光性基板の製造方法によって得られた透光性基 板表面上にマスクパターン形成用薄膜を公知の成膜方法 (例えばスパッタ法、化学 気相成長（CVD)法など）を用いて形成することによりマスクブランクが得られる。ここ で、マスクパターン形成用薄膜は、例えばクロム膜などの遮光膜、モリブデンシリサイ ド (MoSi)膜、 MoSiN膜などの位相シフト膜、遮光膜と反射防止膜との積層膜、位 相シフト膜と遮光膜との積層膜などである。
本発明のマスクブランクの製造方法によれば、転写パターン欠陥となる透過光量の 低下やマスクパターン欠陥を引き起こす基板表面の凹欠陥を無くしたマスクブランク が得られる。またこのように、マスクブランクを作製する段階で凹欠陥を無くすことがで きるので、露光用マスクの段階での凹欠陥やマスクパターン欠陥の修正を行わなくて ちょい。
[0046] また、本発明のマスクブランクの製造方法によって得られたマスクブランクのマスク ノ ターン形成用薄膜をパターユングして、透光性基板上に転写パターンとなるマスク ノ ターンを形成することにより露光用マスクが得られる。即ち、透光性基板上にマスク ノ ターンとなる薄膜を形成したマスクブランクを用いて、レジスト膜塗布、パターン描 画 (露光）、現像、エッチング、残存レジストパターンの除去等の各工程を施すことに より露光用マスクを得ることができる。
転写パターン欠陥やマスクパターン欠陥の原因となる基板表面の凹欠陥を予め修 正により無くしたマスクブランクを使用して露光用マスクを製造するため、転写パター ン欠陥やマスクパターン欠陥が発生しない露光用マスクが得られる。
[0047] [実施の形態 3]
本発明の露光用マスクの製造方法によって得られた露光用マスクを用いて、フォトリ ソグラフィ一法により半導体基板上に微細パターンを形成することにより、半導体装 置を製造することができる。
本発明により得られる露光用マスクは、転写パターン欠陥やくわれ等のマスクパタ ーン欠陥とならないように凹欠陥の修正を施したため、本発明により得られる露光用 マスクを使用したリソグラフィー技術により、半導体基板上にパターン欠陥のない微 細パターンが形成された半導体装置を製造することができる。
また、本発明の露光用マスクの製造方法によって得られた露光用マスクを用いて、 フォトリソグラフィ一法により液晶表示装置用基板上に微細パターンを形成することに より、液晶表示装置を製造することができる。本発明により得られる露光用マスクを使 用したリソグラフィー技術により、液晶表示装置用基板上にパターン欠陥のない微細 ノ ターンが形成された液晶表示装置を製造することができる。
実施例
[0048] 以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限 定されるものではない。
尚、以下の実施例 1及び実施例 2は前述の実施の形態 1に対応する実施例である
(実施例 1)
表面が精密研磨された合成石英ガラス基板（大きさ 152mm X 152mm X 6. 35m m)上にクロム力もなる遮光性膜を形成したマスクブランクを用いて、半導体デザイン ルールで 65nm対応の露光用マスクを以下のようにして作製した。
まず、上記マスクブランク上に電子線用レジストを塗布し、ベーキングを行う。次に、 電子線描画機を用いて描画し、これを現像して、所定のレジストパターンを形成する 。尚、描画パターンは、 0. 5 /z mのライン 'アンド'スペースパターンとした。
次に、このレジストパターンをマスクとして、クロム遮光性膜をエッチングし、ガラス基 板上にクロム遮光性膜のマスクパターンを形成した。
熱濃硫酸を用いて、遮光性膜パターン上に残ったレジストパターンを除去して、フ オトマスクを得た。
[0049] こうして得られた露光用マスクについて、その転写特性をマイクロリソグラフィー ·シミ ユレーシヨン 'マイクロスコープ (Microlithography Simulation Microscops) AIMS 193 (カールツァイス社製)を用いて評価したところ、 11%の透過光量の低下を示す欠陥 部分が存在した。原子間力顕微鏡にて、欠陥部分を詳細に解析したところ、ガラス基 板表面の凹欠陥であることが確認された。この凹欠陥の最も深いところは 60nmに達 していた。なお、この場合、前述の露光光の干渉効果による透過光量低下のモデル 式（（1)式及び (2)式）に基づく透過光量低下の計算値は 22%となるが、上記凹欠 陥の幅は 70nmと例えば露光光波長 193nm (ArFエキシマレーザー）の半分程度で あるため、凹欠陥の全体ではなく部分的に干渉効果が生じており、そのため透過光 量低下の実測値と計算値とでは差が生じているものと考えられる。
[0050] そこで、上記凹欠陥の周辺部分を、フォトマスク修正装置 RAVE (RAVE社製)を 用いて、凹欠陥を含む 750nm X 460nmの領域を、 20nmの深さで彫りこんで除去した。 なお、この際に発生した残滓を同じく上記フォトマスク修正装置を用いて周囲へ移動 させた。
続いて、洗浄材としてドライアイスを使用し、洗浄装置ェコスノー (RAVE社製）にて マスク表面の局所洗浄を行った。
[0051] 洗浄後、再度、露光用マスクの転写特性を上記 AIMS193を用いて評価したところ 、上記のように修正を施した凹欠陥の部分は、透過光量の低下が 5%と露光用マスク の転写特性に問題がないレベルに改善されていた。また、このように凹欠陥の修正を 施した露光用マスクを用いてウェハ上に露光したときの、ウェハ上の位置に対する像 強度の変化を表わす像強度プロファイルより、転写パターンの線幅の変動は 10%以 内に抑えられたことを確認した。なお、この時の露光条件は、照明形態を 2Z3輪帯と し、露光波長 193nm (ArFエキシマレーザー）、開口数 0.85、コヒーレンスファクタ 0.8 5とした。
以上のように、本発明の欠陥修正方法により、従来は不可能とされていたガラス基 板表面の凹欠陥を修正することができた。
[0052] (実施例 2)
実施例 1と同様にして作製した別の露光用マスクについて、その転写特性を実施例 1と同様にマイクロリソグラフィ^ ~ ·シミュレーション 'マイクロスコープ（Microlithography
Simulation Microscops) AIMS193 (カールツァイス社製）を用いて評価したところ、 1 5%の透過光量の低下を示す欠陥部分が存在した。原子間力顕微鏡にて、欠陥部 分を詳細に解析したところ、ガラス基板表面の凹欠陥であることが確認された。この凹 欠陥の最も深いところは 80nmに達していた。なお、この場合、前述の露光光の干渉 効果による透過光量低下のモデル式（（1)式及び（2)式）に基づく透過光量低下の 計算値は 37%となる力 上記凹欠陥の幅は 70nmと例えば露光光波長 193nm (Ar Fエキシマレーザー）の半分程度であるため、凹欠陥の全体ではなく部分的に干渉 効果が生じており、そのため透過光量低下の実測値と計算値とでは差が生じている ものと考えられる。
[0053] そこで、上記凹欠陥の周辺部分を、フォトマスク修正装置 RAVE (RAVE社製)を 用いて、凹欠陥を含む 1000nm X 460nmの領域を、 20nmの深さで彫りこんで除去した 。更に、その内側を、凹欠陥を含む 250nm X 460nmの領域を、 20nmの深さで彫りこん で除去した。このように、本実施例では、凹欠陥の周辺部分を 2段階で彫りこんで除 去した。なお、この際に発生した残滓を同じく上記フォトマスク修正装置を用いて周 囲へ移動させた。
続いて、洗浄材としてドライアイスを使用し、洗浄装置ェコスノー (RAVE社製）にて マスク表面の局所洗浄を行った。
[0054] 洗浄後、再度、露光用マスクの転写特性を上記 AIMS193を用いて評価したところ 、上記のように修正を施した凹欠陥の部分は、透過光量の低下が 5%と露光用マスク の転写特性に問題がないレベルに改善されていた。また、このように凹欠陥の修正を 施した本実施例の露光用マスクを用いてウェハ上に露光したときの、ウェハ上の位置 に対する像強度の変化を表わす像強度プロファイルより、転写パターンの線幅の変 動は 10%以内に抑えられたことを確認した。なお、この時の露光条件は、実施例 1と 同じにした。
以上のように、本発明の欠陥修正方法により、従来は不可能とされていたガラス基 板表面の凹欠陥を修正することができた。特に、本実施例では、深さが深い凹欠陥 であっても、凹欠陥の周辺部分を何段階かで彫りこんで各段差が露光光の干渉効果 を抑制できる程度の深さの階段状に除去することで、凹欠陥を修正することができた
[0055] 尚、以上の実施例では示していないが、上述と同様な修正方法により、例えば、ハ ーフトーン位相シフトマスク、レベンソン位相シフトマスク、クロムレス位相シフトマスク などの透過型マスクにおける凹欠陥についても修正可能である。また、以上の実施 例では、凹欠陥の周辺部分をプローブのような先の尖った針状部材を用いて除去す る場合を示したが、これに限らず、例えば、 FIB (集束イオンビーム）照射によって凹 欠陥の周辺部分を除去することも可能である。
尚、以上の実施例では、欠陥修正後の洗浄として、微粒子を含む冷却流体である ドライアイスを使用した洗浄の例しか挙げなカゝつたが、これに限らず、透光性基板上 に形成されたマスクパターンに対しては不溶で、透光性基板に対しては溶解する溶 媒を洗浄液として用 、て洗浄しても良 、。
[0056] 以下の実施例は前述の実施の形態 2に対応する実施例である。
(実施例 3)
以下、フォトマスク (バイナリマスク）に使用するマスクブランク用ガラス基板の製造方 法、フォトマスクブランクの製造方法、及びフォトマスク (露光用マスク）の製造方法に ついて説明する。
表面が精密研磨された合成石英ガラス基板 (大きさ 152mm X 152mm、厚さ 6. 3 5mm)の主表面を欠陥検査装置を用いて、欠陥検査を行った。尚、上記欠陥検査 装置は、本発明者が先に提案した特許第 3422935号公報に記載された欠陥検査 装置 (透光性物質の不均一検査装置)を使用した。この欠陥検査装置は、ガラス基 板のような透光性物質内にレーザー光を導入し、透光性物質に表面の傷等の不均 一部分がなければ、透光性物質内に導入したレーザー光は表面で全反射を繰り返 して透光性物質内に光が閉じ込められ、実質的に外部へは漏出しないが、透光性物 質に不均一部分があると、全反射条件が満足されず、透光性物質表面から光が漏出 するので、この漏出した光を検出することにより透光性物質の欠陥（不均一部分)を 検査するものである。
[0057] その結果、マスクパターンが形成されるマスクパターン形成領域内（132mm X 132 mm)に、深さが 60nmの凹欠陥と、深さが 80nmの凹欠陥を発見した。尚、この 2つ の凹欠陥の位置は、合成石英ガラス基板に設けられた基準マークを基準点として正 確な位置座標を特定できるようにしてある。
上述の合成石英ガラス基板を使用してフォトマスクを作製したときに、上述の 2つの 凹欠陥がマスクパターンに隠れる場合は問題とならないが、凹欠陥がマスクパターン 間の透光部に位置している場合、前述のように露光光の干渉効果により、それぞれ 2 2%、 37%の透過光量の低下を引き起こすことになる。
[0058] そこで、上述の 2つの凹欠陥に対して、フォトマスク修正装置 RAVE (RAVE社製） を用いて以下のように修正を行った。
即ち、深さ 60nmの凹欠陥に対しては、凹欠陥を含む 750nm X 460nmの領域を、 20 應の深さで彫りこんで除去した。また、深さ 80nmの凹欠陥に対しては、凹欠陥を含 む 1000nm X 460nmの領域を、 20nmの深さで彫りこんで除去し、さらにその内側を、凹 欠陥を含む 250nm X 460nmの領域を、 20nmの深さで彫りこんで除去した。なお、この 際に発生した残滓を前述の実施例と同様に上記フォトマスク修正装置を用いて周囲 へ移動させた後、続いて、洗浄材としてドライアイスを使用し、洗浄装置ェコスノー (R AVE社製）にて基板表面の局所洗浄を行った。
[0059] 次に、凹欠陥の修正を行った基板表面にクロム力もなる遮光性膜を形成したフォト マスクブランクを作製した。
次いで、このフォトマスクブランク上に電子線用レジストを塗布し、ベーキングを行つ た後、電子線描画機を用いて所定のパターンを描画し、これを現像して、所定のレジ ストパターンを形成した。描画パターンは、 0. 5 /z mのライン 'アンド'スペースパター ンとした。尚、上述の欠陥修正の評価を目的として、上述の 2つの凹欠陥がフォトマス クを作製したときに、マスクパターン間の透光部に位置するように設定した。
次に、このレジストパターンをマスクとして、クロム遮光性膜をエッチングし、ガラス基 板上にクロム遮光性膜のマスクパターンを形成した。
熱濃硫酸を用いて、遮光性膜パターン上に残ったレジストパターンを除去して、フ オトマスクを得た。
[0060] こうして得られたフォトマスク（露光用マスク）の転写特性を上記 AIMS 193を用いて 評価したところ、上記のように修正を施した凹欠陥の部分は、透過光量の低下が 5% とフォトマスクの転写特性に問題がないレベルに改善されていた。また、このように凹 欠陥の修正を施したフォトマスクを用いてウェハ上に露光したときの、ウェハ上の位 置に対する像強度の変化を表わす像強度プロファイルより、転写パターンの線幅の 変動は 10%以内に抑えられたことを確認した。なお、この時の露光条件は、照明形 態を 2Z3輪帯とし、露光波長 193nm (ArFエキシマレーザー）、開口数 0.85、コヒー レンスファクタ 0.85とした。
[0061] (実施例 4)
以下、液晶表示装置製造用の大型マスクに使用するマスクブランク用ガラス基板の 製造方法、フォトマスクブランクの製造方法、及びグレートーンマスク (露光用マスク） の製造方法にっ 、て説明する。
表面が精密研磨された合成石英ガラス基板（大きさ 330mm X 450mm,厚さ 10m m)の主表面を実施例 3で使用した欠陥検査装置を用いて、欠陥検査を行った。その 結果、マスクパターンが形成されるマスクパターン形成領域内に、大きさが 2 mで深 さ力 SO. 18 mの凹欠陥を発見した。尚、凹欠陥の位置は、合成石英ガラス基板に設 けられた基準マークを基準点として正確な位置座標を特定できるようにしてある。
[0062] 上述の合成石英ガラス基板を使用してグレートーンマスクを作製したときに、上述の 凹欠陥がマスクパターンの境界に位置している場合、後に行われるウエットエツチン グによりマスクパターンを形成するときに、凹欠陥にエッチング液が浸透することによ り、くわれ等のパターン欠陥を引き起こすことになる。
そこで、上述の凹欠陥に対して、研磨剤を含む研磨液を凍結させた凍結体を接触 させて、凹欠陥を含む 10 m X 10 mの領域を 0. 05 m、 5 mX 5 mの領域 を 0. 1 m、 3 mX 3 mの領域を 0. 15 μ mの深さで彫りこんで除去した。尚、上 記凍結体は、コロイダルシリカを超純水に懸濁させた研磨液 (研磨剤濃度 10wt%) を耐冷却製成形型に流し込み、液体窒素を用いて凍結させることにより得た。この凍 結体の形状は、全体形状が円柱状でその先端部分が円錐形状のものとした。その後 、発生した残滓を洗浄により除去した。
[0063] 次に、凹欠陥修正を行ったガラス基板表面に、クロムターゲットを用いて Arガス雰 囲気中でスパッタリングすることにより、クロム膜の遮光膜を形成してマスクブランクを 作製した。クロム膜の遮光膜は、露光光源を i線 (波長 365nm)としたときの光学濃度 力 S3以上となるように膜厚を設定して形成した。
次に、クロム膜上に、レーザー描画用のポジ型レジスト膜を形成し、所定のパターン 描画、現像を行って、レジストパターンを形成した。このレジストパターンは、半透光 部を形成する領域及び透光部を形成する領域を露出させ、遮光部を形成する領域 にのみレジストが残存して 、る。
次に、このレジストパターンをマスクとして、硝酸第 2セリウムアンモ-ゥムと過酸素塩 を含むエッチング液を用いてウエットエッチングしてクロム膜をパター-ングし、遮光 部に対応する遮光膜パターンを形成した。半透光部及び透光部に対応する領域で は、上記クロム膜のエッチングにより下地のガラス基板が露出した状態である。残存 するレジストパターンは、濃硫酸を用いて除去した。
[0064] 次に、以上のようにして得られたガラス基板上に遮光膜パターンを有する基板上の 全面に半透光膜を成膜した。半透光膜は、クロムターゲットを用いて、 Arと窒素の混 合ガス雰囲気中にてスパッタリングすることにより形成した。形成された窒化クロム膜 に含まれるクロムと窒素の比率は、 l :4 (Cr:N)である。また、半透光膜は、露光光源 を i線としたときの透過率が 50%となるように膜厚を設定して形成した。
再び全面に前記ポジ型レジスト膜を形成し、 2回目の描画を行った。描画後、これ を現像して、透光部に対応する領域を露出させ、遮光部及び半透光部にレジストが 残存するレジストパターンを形成した。
次に、形成されたレジストパターンをマスクとして、透光部となる領域の半透光膜を ウエットエッチングにより除去した。この場合のエッチング液は、上述のクロム膜のゥェ ットエッチングに用いたエッチング液を更に純水で適宜希釈したものを使用した。残 存するレジストパターンは、酸素アツシングにより除去した。
[0065] 以上のようにして、合成石英ガラス基板が露出した透光部と、半透光膜パターンか らなるグレートーン部（半透光部）と、遮光膜パターン上に半透光膜パターンが形成さ れた遮光部が形成されたグレートーンマスクを作製した。
得られたグレートーンマスクの欠陥検査を行ったところ、上述の凹欠陥があつたとこ ろには、くわれ等のパターン欠陥は確認されず、パターン形状は良好であった。
[0066] (実施例 5— A)
以下、液晶表示装置製造用の大型マスクに使用するマスクブランク用ガラス基板の 製造方法、フォトマスクブランクの製造方法、及びグレートーンマスク (露光用マスク） の製造方法にっ 、て説明する。
表面が精密研磨された合成石英ガラス基板（大きさ 330mm X 450mm,厚さ 10m m)の表面を前記欠陥検査装置を用いて、欠陥検査を行った。その結果、マスクパタ ーンが形成されるマスクパターン形成領域内に、大きさが 2 mで深さが 0. 18 /z m の凹欠陥を発見した。
尚、凹欠陥の位置は、合成石英ガラス基板に設けられた基準マークを基準点として 正確な位置座標を特定できるようにしてある。
上述の合成石英ガラス基板を使ってグレートーンマスクを作製したときに、上述の 凹欠陥がマスクパターンの境界に位置している場合、後に行われるエッチングにより マスクパターンを形成するときに、凹欠陥にエツチャントが浸透することによりくわれ等 のパターン欠陥を引き起こすことになる。
[0067] そこで、上述の凹欠陥に対して、実施例 4と同じ研磨剤を含む研磨液を凍結させた 凍結体を接触させて凹欠陥を含む 10 m X 10 mの領域を 0. 05 m、 5 m X 5 μ mの領域を 0. l ^ m, 3 ^ πι Χ 3 ^ mの領域を 0. 15 μ mの深さで彫りこんで除去 した。その後、発生した残滓を洗浄により除去した。
次に、モリブデンシリサイドターゲット（モリブデン含有量が 20モル％、シリコン含有 量が 80モル％)を用いて、 Arガス雰囲気中にてスパッタリングすることにより、合成石 英ガラス基板表面に、モリブデンシリサイド膜 (MoSi膜)の半透光膜を、露光光源を i 線 (露光波長 365nm)としたときの透過率が 50%となるように膜厚を設定して形成し た。尚、形成されたモリブデンシリサイド膜に含まれるモリブデンとシリコンの比率は、 1 : 4である。次に、クロムターゲットを用いて Arガスと窒素ガスの混合ガス雰囲気中に てスパッタリングすることにより、モリブデンシリサイド膜上に窒化クロム膜 (CrN膜)と、 さらに、 Arガスと一酸ィ匕窒素ガスの混合ガス雰囲気中にてスパッタリングすることによ り、酸ィ匕窒化クロム膜 (CrON膜)を積層させて、表面に反射防止機能を持たせた遮 光膜を形成した。尚、この遮光膜の膜厚は、露光光源を i線としたときの光学濃度が 3 以上となるように膜厚を設定して形成してフォトマスクブランクを得た。
[0068] 次に、遮光膜上に、レーザ描画用のポジ型レジスト膜を形成し、所定のパターン描 画、現像を行ってレジストパターンを形成した。 次に、このレジストパターンをマスクとして、遮光膜を硝酸第 2セリウムアンモ-ゥムと 過酸素塩を含むエッチング溶液を用いてウエットエッチングして遮光膜をパターニン グして、半透光膜上にパターン状の遮光膜を形成した。
次に、このパターン状の遮光膜をマスクとして、半透光膜を、ドライエッチングして半 透光膜をパターユングして、パターン状の半透光膜を形成した。
次に、パターン状の遮光膜上に形成されているレジスト膜を、レジスト剥離液で除去 した。
[0069] 次に、パターン状の遮光膜上に再度レジスト膜を形成し、所定のパターン描画、現 像を行ってレジストパターンを形成した。
次に、このレジストパターンをマスクとして、遮光膜を硝酸第 2セリウムアンモ-ゥムと 過酸素塩を含むエッチング溶液を用いてウエットエッチングして遮光膜をパターニン グして、一部の領域の半透光膜を露出させてグレートーン部を形成させた。
最後に、パターン状の遮光膜上に形成されているレジスト膜を、レジスト剥離液で除 去して、合成石英ガラス基板が露出した透光部と、半透光膜パターンカゝらなる透過率 が 50%のグレートーン部と、半透光膜パターン上に遮光膜パターンが形成された透 過率がほぼ 0%の遮光部が形成されたグレートーンマスクを作製した。
得られたグレートーンマスクのパターン欠陥検査を行ったところ、モリブデンシリサイ ドからなる半透光膜パターン、及び窒化クロム膜と酸ィ匕窒化クロム膜の積層膜からな る遮光膜パターンの膜剥がれもなぐパターン形状も良好であった。
[0070] (実施例 5— B)
上述の実施例 5— Aにおける半透光膜を、 Arガスと Nガスとの混合ガス雰囲気中
2
にてスパッタリングして、モリブデンシリサイド窒化膜 (MoSiN膜)とした以外は実施例 5— Aと同様にしてフォトマスクブランク、グレートーンマスクを作製した。尚、形成され たモリブデンシリサイド膜に含まれるモリブデンとシリコンの比率は、 1 :4である。 得られたグレートーンマスクのパターン欠陥検査を行ったところ、モリブデンシリサイ ド窒化物力もなる半透光膜パターン、及び窒化クロム膜と酸ィ匕窒化クロム膜の積層膜 力もなる遮光膜パターンの膜剥がれもなぐパターン形状も良好であった。
[0071] (実施例 5— C) 上述の実施例 5— Aにおける半透光膜を、モリブデンシリサイドターゲット（モリブデ ン含有量が 33モル％、シリコン含有量が 67%)を用いて、 Arガス雰囲気中にてスパ ッタリングして、モリブデンシリサイド膜 (MoSi2膜)とした以外は実施例 5— Aと同様 にしてフォトマスクブランク、グレートーンマスクを作製した。尚、形成されたモリブデン シリサイド膜に含まれるモリブデンとシリコンの比率は、 1： 2である。
得られたグレートーンマスクのパターン欠陥検査を行ったところ、モリブデンシリサイ ド (MoSi )からなる半透光膜パターン、及び窒化クロム膜と酸化窒化クロム膜の積層
2
膜からなる遮光膜パターンの膜剥がれもなぐパターン形状も良好であった。
[0072] 尚、上述の実施例 5— A〜5— Cでは、凹欠陥の周辺部分の基板表面を除去した 合成石英ガラス基板を用いたが、凹欠陥のない合成石英ガラス基板であっても、半 透光膜と合成石英ガラス基板との膜剥がれは発生せず、グレートーンマスクにおける パターン欠陥も発生しな 、ことは言うまでもな 、。
また、グレートーンマスクとして使用するフォトマスクブランクに求められる特性として は、遮光膜及び半透光膜、とりわけ半透光膜における面内の光学特性 (透過率)の 均一性が求められる。半透光膜における面内の光学特性 (透過率)が均一で、且つ、 上述の実施例で挙げたようにエツチャントによるエッチングにてグレートーンマスクを 作製する際、透光性基板及び遮光膜に対する半透光膜の密着性が良好である必要 がある。以上の特性を満足するべぐ透光性基板上に半透光膜、遮光膜を有するフ オトマスクブランク、グレートーンマスクの形態は、以下の構成とすることが好ましい。
[0073] 半透光膜は、モリブデン、タングステン、タンタル、チタン、ニッケル、アルミニウム力 ら選ばれる少なくとも一つの金属と、シリコンとを含有する材料とし、前記半透光膜に 含まれる前記金属と前記シリコンの比率 (金属：シリコン）は、 1： 2〜1： 19とすることが 好ましい。
半透光膜に含まれる金属とシリコンの比率 (金属：シリコン）を、 1 : 2〜1 : 19とするこ とにより、透光性基板 (特に、ガラス基板)との密着性が良好になるので、半透光膜を エツチャントによるエッチングによりパター-ングする際、透光性基板との間の膜剥が れを防止することができる。万が一、透光性基板表面に小さな凹部が存在している場 合でも、透光性基板との間の膜剥がれを防止することができる。特に、半透光膜に含 まれる金属とシリコンの比率を 1： 2にすることにより、その成膜に必要なスパッタタ一 ゲットを金属とシリコンの比率が 1： 2の化学量論的に安定な組成を使用することがで きるので、半透光膜面内の光学特性 (透過率)を均一にすることができるので好まし い。
[0074] また、半透光膜は、さらに窒素を含有する材料とすることが好ましい。
半透光膜にさらに窒素を含有することにより、結晶粒が微細化され、膜応力が低減 し、透光性基板との密着性がさらに向上するので好ましい。また、所望の光学特性（ 透過率)を得るための膜厚を、窒素を含有しな!ヽ場合と比較して厚く形成する必要が あるため、膜厚分布差による光学特性 (透過率)のばらつきを抑えることができるので 好ましい。
また、半透光膜は、モリブデン、タングステン、タンタル、チタン、ニッケル、アルミ- ゥム力 選ばれる少なくとも一つの金属と、シリコンとを含有する材料とし、前記遮光 膜は、前記半透光膜とエッチング特性が異なる金属と窒素とを含有する材料とするこ とが好ましい。
[0075] 半透光膜を金属とシリコンを含む材料とし、遮光膜を金属と窒素を含む材料とする ことにより、透光性基板 (特に、ガラス基板)との密着性、更には遮光膜との密着性が 良好になるので、半透光膜をエツチャントによるエッチングによりパターユングする際 、透光性基板との間の膜剥がれ、及び遮光膜との膜剥がれを防止することができる。 万が一、透光性基板表面に小さな凹部が存在している場合でも、透光性基板との間 の膜剥がれを防止することができる。
また、半透光膜に含まれる金属は、モリブデンとし、遮光膜は、クロムを含有する材 料とすることがさらに好ましい。
尚、上記半透光膜に含まれる金属、シリコン、窒素の含有量は、大型パネル生産で 使用される露光波長（具体的には、 g線 (波長 436nm)、 h線 (波長 405nm)、 i線 (波 長 365nm) )に対して所望の透過率（10%〜80%)が得られるように適宜調節される
[0076] また、遮光膜中に含まれる窒素の含有量は、所望の透過率、及び半透光膜との密 着性を良好にするために、 10〜80at%とすることが好ましい。遮光膜中に含まれる 窒素の含有量が 10at%未満の場合、半透光膜をウエットエッチングする際、半透光 膜との密着強度が低下するので好ましくない。また、遮光膜中に含まれる窒素の含有 量が 80at%を超える場合、遮光膜成膜中の雰囲気ガスに窒素ガスを多く含むことに なるので、スパッタリングの異常放電による欠陥発生の可能性が高くなるので好ましく ない。
また、上記実施例 5— A、 5— B、 5— Cにあるように、遮光膜は、表面に反射防止機 能を持たせても良い。その場合、遮光膜の表面は、クロムに酸素、窒素、フッ素から 選ばれる少なくとも一つを含むクロム化合物にする。具体的には、酸ィ匕クロム、窒化ク ロム、弗化クロム、酸化窒化クロム、酸化炭化クロム、酸ィ匕窒化炭化クロムなどの材料 が挙げられる。
また、半透光膜、遮光膜の膜厚の合計は、光学濃度 3以上となるように適宜調整さ れる。
[0077] また、上述のグレートーンマスクは、 LCD (液晶表示装置）用のグレートーンマスク（ カラーフィルターや薄膜トランジスタ（TFT)作製用など）や PDP (プラズマディスプレ ィパネル)用のグレートーンマスクとして実用化することができる。
図面の簡単な説明
[0078] [図 1]透光性基板表面に凹欠陥を有する露光用マスクの断面図である。
[図 2]本発明に係る露光用マスクの欠陥修正方法の一実施の形態を説明する断面図 である。
[図 3]本発明による修正を施した凹欠陥の拡大断面図である。
圆 4]凹欠陥の周辺部分を除去する場合の領域を説明する平面図である。
[図 5]本発明に係る露光用マスクの欠陥修正方法の他の実施の形態を説明する断面 図である。
符号の説明
[0079] 1 透光性基板
2 マスクノ ターン
3 凹欠陥
4 針状部材

Claims

請求の範囲
[1] 露光用マスクの原版であるマスクブランク用透光性基板の製造方法であって、 透光性基板表面の転写パターンとなるマスクパターンが形成されるマスクパターン 形成領域内に存在する、転写パターン欠陥となる透過光量の低下を引き起こす程度 の深さの凹状の欠陥部を特定し、透過光量の低下を抑制して転写パターン欠陥とな らないように、特定した前記欠陥部の周辺部分を除去して、前記基板表面と前記欠 陥部の深さとの段差を低減することを特徴とするマスクブランク用透光性基板の製造 方法。
[2] 露光用マスクの原版であるマスクブランク用透光性基板の製造方法であって、 透光性基板表面の転写パターンとなるマスクパターンが形成されるマスクパターン 形成領域内に存在する、ウエットエッチングによりマスクパターンを形成する際のエツ チング液の浸透によるマスクパターン欠陥を引き起こす程度の深さの凹状の欠陥部 を特定し、マスクパターン欠陥とならないように、特定した前記欠陥部の周辺部分を 除去して、前記基板表面と前記欠陥部の深さとの段差を低減することを特徴とするマ スタブランク用透光性基板の製造方法。
[3] 前記欠陥部の周辺部分の基板表面に針状部材を接触させて彫りこむことにより前 記欠陥部の周辺部分を除去することを特徴とする請求項 1又は 2に記載のマスクブラ ンク用透光性基板の製造方法。
[4] 前記欠陥部の周辺部分の基板表面に、研磨剤を含む研磨液を凍結させた凍結体 を接触させて彫りこむことにより前記欠陥部の周辺部分を除去することを特徴とする 請求項 1又は 2に記載のマスクブランク用透光性基板の製造方法。
[5] 前記欠陥部の周辺部分の基板表面を除去した後の前記欠陥部から基板表面へ至 る各段差の深さがそれぞれ、露光光の透過による干渉効果により生じる透過光量の 低下が 5%以下となる深さであることを特徴とする請求項 1、 3又は 4に記載のマスク ブランク用透光性基板の製造方法。
[6] 請求項 1乃至 5の何れかに記載のマスクブランク用透光性基板の製造方法によって 得られた透光性基板表面上にマスクパターン形成用薄膜を形成することを特徴とす るマスクブランクの製造方法。
[7] 請求項 6に記載のマスクブランクの製造方法によって得られたマスクブランクの前記 マスクパターン形成用薄膜をパター-ングして、透光性基板上に転写パターンとなる マスクパターンを形成することを特徴とする露光用マスクの製造方法。
[8] 透光性基板上に転写パターンとなるマスクパターンが形成され、該マスクパターン が形成されていない前記基板表面に、転写パターン欠陥となる透過光量の低下を引 き起こす程度の深さの凹状の欠陥部を有する露光用マスクの欠陥修正方法であって 透過光量の低下を抑制して転写パターン欠陥とならな 、ように、前記欠陥部の周辺 部分を除去して前記基板表面と前記欠陥部の深さとの段差を低減することを特徴と する露光用マスクの欠陥修正方法。
[9] 前記欠陥部の周辺部分の基板表面に針状部材を接触させて彫りこむことにより前 記欠陥部の周辺部分を除去することを特徴とする請求項 8に記載の露光用マスクの 欠陥修正方法。
[10] 前記欠陥部の周辺部分の基板表面を除去した後の前記欠陥部から基板表面へ至 る各段差の深さがそれぞれ、露光光の透過による干渉効果により生じる透過光量の 低下が 5%以下となる深さであることを特徴とする請求項 8又は 9に記載の露光用マ スクの欠陥修正方法。
[11] 前記露光用マスクは、半導体デザインルールで 65nm対応露光用マスク又は 45η m対応露光用マスクであることを特徴とする請求項 8乃至 10の何れかに記載の露光 用マスクの欠陥修正方法。
[12] 露光用マスクの欠陥検査を行い、透過光量の低下による転写パターン欠陥の原因 となる基板表面に形成された凹状の欠陥部を特定する工程と、請求項 8乃至 11の何 れかに記載の欠陥修正方法により前記欠陥部を修正する欠陥修正工程と、を有する ことを特徴とする露光用マスクの製造方法。
[13] 請求項 7又は 12に記載の露光用マスクの製造方法によって得られた露光用マスク を用いて、フォトリソグラフィ一法により半導体基板上に微細パターンを形成すること を特徴とする半導体装置の製造方法。
[14] 請求項 7に記載の露光用マスクの製造方法によって得られた露光用マスクを用い て、フォトリソグラフィ一法により液晶表示装置用基板上に微細パターンを形成するこ とを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
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