(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮光膜残りによるマスクパターン欠陥に、フォトマスク基板の裏面からエネルギーおよびパルス幅を調整したレーザービームを照射することにより、上記遮光膜残りが溶融することなく、上記遮光膜残りを剪断し、上記フォトマスク基板より上記マスクパターン欠陥を剥離するようにしたことを特徴とするフォトマスク欠陥修正方法において、単パルスのレーザービームを照射してマスクパターン欠陥を剪断、剥離するようにしたことを特徴とするフォトマスク欠陥修正方法。
【請求項２】
遮光膜がクロムであり、レーザービームのエネルギーが１０μＪ以下、かつパルス幅が１０ｐｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項１記載のフォトマスク欠陥修正方法。
【請求項３】
遮光膜残りによるマスクパターン欠陥に、フォトマスク基板の裏面からエネルギーおよびパルス幅を調整したレーザービームを照射することにより、上記遮光膜残りが溶融することなく、上記遮光膜残りを剪断し、上記フォトマスク基板より上記マスクパターン欠陥を剥離するようにしたことを特徴とするフォトマスク欠陥修正方法において、レーザービームのパルスを複数回照射してマスクパターン欠陥を剪断、剥離するようにしたことを特徴とするフォトマスク欠陥修正方法。
【請求項４】
遮光膜がクロムであり、レーザービームのエネルギーが１０μＪ以下、かつパルス幅が１００ｐｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項３記載のフォトマスク欠陥修正方法。
【請求項５】
レーザー発振器と、このレーザー発振器からのレーザービームをフォトマスク基板裏面からマスクパターン欠陥へ照射するレーザービーム照射機構と、を備え、請求項１ないし４のいずれかに記載のフォトマスク欠陥修正方法を行うようにしたことを特徴とするフォトマスク欠陥修正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はフォトマスク製造工程におけるマスクパターン欠陥の修正に関し、特に遮光膜残りによるマスクパターン欠陥をレーザー照射によって修正を行う方法および修正装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路の製造は複数枚のフォトマスクを使って、工程ごとにパターンをシリコンウエハに転写することで行われている。したがって、フォトマスク上に形成された微細パターンがそのままウエハへ転写されるので、フォトマスクの品質はウエハ上のパターンの品質に直接影響し、素子の電気特性あるいは製造歩留を左右することになる。フォトマスクの品質を決定する因子のひとつにマスクパターン欠陥がある。フォトマスク上にマスクパターン欠陥があると、この欠陥がウエハ上に転写されるため、素子の回路動作に影響を及ぼす要因となる。
【０００３】
マスクパターン欠陥には幾つかの種類があるが、遮光膜残りによるマスクパターン欠陥については、従来、フォトマスクのパターン面側から遮光膜残りの欠陥部分に集光したレーザー光を照射して加熱、溶融、蒸発させて欠陥を除去するという欠陥修正方法がとられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のマスクパターン欠陥修正方法は以上のようであり、フォトマスクの上方からレーザーを照射するため、溶融した遮光膜残りが周囲に飛散し重力により自然落下して新たなマスクパターン欠陥として残ってしまうという問題点があった。
【０００５】
これを解決するものとして、特開平７−１０４４５９号公報にはフォトマスク基板の裏面からレーザー光を照射する方法および装置が開示されている。しかしこの方法では遮光膜残りを溶融して除去していることについては従来例と変化がない。
【０００６】
図３は遮光膜残りを溶融して除去した後のマスクパターンを示す図である。１はフォトマスクの基板である石英基板、２は遮光膜パターン、３は遮光膜残り、４は溶融した遮光膜粒である。フォトマスクパターン欠陥である遮光膜残り３を溶融して除去すると、遮光膜パターン２の縁に溶融した遮光膜粒４が残ってしまうという問題点があった。さらには、溶融した遮光膜粒４を除去するためにフォトマスク製造工程において、マスクパターン欠陥修正工程後には必ずマスク洗浄工程を必要とするため製造工程が複雑なものとなってしまうという問題点があった。
【０００７】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、遮光膜残りによるマスクパターン欠陥を確実に除去することができ、フォトマスク製造工程を簡略化できるフォトマスクパターン欠陥修正方法および修正装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係るフォトマスク欠陥修正方法は、遮光膜残りによるマスクパターン欠陥に、フォトマスク基板の裏面からエネルギーおよびパルス幅を調整したレーザービームを照射することにより、上記遮光膜残りが溶融することなく、上記遮光膜残りを剪断し、上記フォトマスク基板より上記マスクパターン欠陥を剥離するフォトマスク欠陥修正方法において、単パルスのレーザービームを照射してマスクパターン欠陥を剪断、剥離するようにしたものである。
【０００９】
この発明の請求項２に係るフォトマスク欠陥修正方法は、遮光膜がクロムであり、レーザービームのエネルギーが１０μＪ以下、かつパルス幅が１０ｐｓｅｃ以下であるようにしたものである。
【００１０】
この発明の請求項３に係るフォトマスク欠陥修正方法は、遮光膜残りによるマスクパターン欠陥に、フォトマスク基板の裏面からエネルギーおよびパルス幅を調整したレーザービームを照射することにより、上記遮光膜残りが溶融することなく、上記遮光膜残りを剪断し、上記フォトマスク基板より上記マスクパターン欠陥を剥離するフォトマスク欠陥修正方法において、レーザービームのパルスを複数回照射してマスクパターン欠陥を剪断、剥離するようにしたものである。
【００１１】
この発明の請求項４に係るフォトマスク欠陥修正方法は、遮光膜がクロムであり、レーザービームのエネルギーが１０μＪ以下、かつパルス幅が１００ｐｓｅｃ以下であるようにしたものである。
【００１２】
この発明の請求項５に係るフォトマスク欠陥修正装置は、レーザー発振器と、このレーザー発振器からのレーザービームをフォトマスク基板裏面からマスクパターン欠陥へ照射するレーザービーム照射機構と、を備え、請求項１ないし４のいずれかに記載のフォトマスク欠陥修正方法を行うようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明のフォトマスク欠陥修正装置を示す概略図である。図において１はフォトマスクの基板である石英基板、２は遮光膜パターンであるＣｒパターン、３は遮光膜残りであるＣｒパターン残り、５は短パルスレーザー発振器、６は集光光学系である。
【００１４】
一般に、面積ＳＤ、厚さｔ、を有する遮光膜残り３のパターン欠陥に石英基板１の裏面側よりビーム断面積ＳＢのレーザービームをパルス幅τ、エネルギ−Ｅで照射すると、輻射圧ＴＲは、
ＴＲ＝Ｅ／（ＳＢ・ｃ・τ）−−−−−（１）
で与えられる。このときｃは光速である。
【００１５】
また、遮光膜残り３を石英基板１より剪断、剥離するための限界応力をＴＰとすると、輻射圧ＴＲにより遮光膜残り３が剪断、剥離するための条件は、
ＴＲ＞ＴＰ−−−−−（２）
となる。
【００１６】
一方、エネルギーの吸収による遮光膜材料の温度上昇について考えると、レーザーのエネルギーＥがすべて吸収されるとしてパターン欠陥となっている遮光膜材料の温度上昇ΔＴは、
ΔＴ＝Ｅ／（Κ・（ＳＤ・ｔ・ρ））−−−−−（３）
である。このとき、ρは遮光膜材料の密度、Κは遮光膜材料の比熱である。
【００１７】
また、遮光膜材料の融点をＴＢ、初期温度をＴＤとすると、この温度上昇により遮光膜材料が溶融しないための条件は、
ΔＴ＜（ＴＢ−ＴＤ）−−−−−（４）
でなければならない。したがって、エネルギーＥの吸収によって遮光膜材料が溶融しないためのエネルギー条件は、（３）（４）より
Ｅ＜（ＴＢ−ＴＤ）・Κ・（ＳＤ・ｔ・ρ）−−−−−（５）
となる。
【００１８】
輻射圧はエネルギー密度に比例し、エネルギーにはよらない。このため、少ないエネルギー量であっても短時間で与えることで輻射圧力を大きくすることができる。従って、大きな輻射圧をパターン欠陥となっている遮光膜残り３に作用させても、エネルギーの吸収により遮光膜材料が溶融することがないように遮光膜の温度上昇を低く押さえながら遮光膜残り３を剪断し、フォトマスク基板１より剥離させることができる。
【００１９】
つまり、エネルギー条件（５）と輻射圧ＴＲにより遮光膜残り３が剪断、剥離するための条件である（２）とを同時に満足させることによってパターン欠陥である遮光膜残り３を溶融させることなく、剪断し剥離することができる。
【００２０】
パターン欠陥面積ＳＤ≒ビーム断面積ＳＢ≒１００μｍ２＝１０−１０ｍ２でパターン欠陥厚さｔ＝０．２μｍ＝２×１０−７ｍのＣｒパターンからなる遮光膜残り３を除去する場合について考えると、パターン欠陥材料はＣｒであるので、パターン欠陥材料の密度ρ＝７ｇ／ｃｍ３＝７×１０３ｋｇ／ｍ３、比熱Κ＝０．３Ｊ／ｇ／Ｋ＝３×１０２Ｊ／Ｋｇ／Ｋ、融点ＴＢ＝２１６０°Ｋ、である。
【００２１】
また、初期温度ＴＤ＝３００°Ｋ、剥離するための限界応力ＴＰ＝１０Ｎ／ｃｍ２＝１０７Ｎ／ｍ２であれば、パターン欠陥である遮光膜残り３を剪断し剥離する条件は（１）（２）より、
Ｅ／τ＞３×１０５Ｗ−−−−−（６）
であるが、遮光膜残り３の非溶融条件は（５）より、
Ｅ＜８×１０−８Ｊ≒１００ｎＪ−−−−−（７）
となるので、パターン欠陥である遮光膜残り３を溶融させることなく、剪断し剥離するレーザービームのパルス幅の条件は（６）（７）より、
τ＜１．２×１０−１３ｓｅｃ＝１００ｆｓｅｃ
となる。
【００２２】
したがって、図１に示した装置を用いて、エネルギー１００ｎＪ以下、パルス幅１００ｆｓｅｃ以下のレーザービームをＣｒパターン残り３に照射すればＣｒパターン残り３を溶融させることなく力学的に剪断、剥離して除去することができる筈である。
【００２３】
ところが、実際のＣｒパターン残り３の欠陥除去を行なってみると、輻射損失等の効果により１００μｍ２の大きさのパターン欠陥に対してはエネルギー１０μＪがＣｒパターンの非溶融の限界であることが確認された。
そこで、１０μＪのエネルギー条件の元にレーザービームのパルス幅を変化させるとパルス幅が１０ｐｓｅｃより小さい条件で剪断、剥離が起こることが確認された。
【００２４】
そこで、エネルギー２μＪ、パルス幅２ｐｓｅｃでレーザービームをＣｒパターン残り３に照射したところ、図２に示すように、溶融を伴わず、剪断、剥離が行え、パターン欠陥の除去後に溶融した遮光膜粒４が残ることがなく、パターン欠陥の除去が確実に行える。したがって、パターン欠陥修正後マスクを洗浄する必要がない。また、ペリクルを貼付けた完成マスクに対してもパターン欠陥の修正を行うことができる。
さらに、マスク製造工程において、パターン欠陥修正工程の前にペリクル貼付け工程を行うことができ、ハンドリング等による異物付着の防止に効果があり、マスク製造工程を簡略化することができる。
【００２５】
実施の形態２．
上記実施の形態１においては単パルスで剪断、剥離を行った場合について示したが、レーザービームを複数回作用させて剪断、剥離を行っても良い。
一般に、金属は多数回の応力の印加により疲労し、正常時の破壊応力に比べ十分に小さい応力で破壊する。従って、単パルスでＣｒパターン残りを除去するための破壊応力の１／１０の応力を１００回程度印加することで、Ｃｒパターン残りを破壊することができる。
【００２６】
つまり、レーザービームを複数回作用させる時、各回のエネルギーはＣｒパターンの溶融限界以下でなければならないが、応力は１／１０でよく、パルス幅を１００ｐｓｅｃ以下に制御すれば良く、比較的長いパルス幅のレーザー発振器を用いることができる。この場合、上記実施の形態１と同様の効果を奏するとともに図１に示した短パルスレーザー発振器５の代わりに、相対的に長パルス幅の比較的安価なレーザー発振器を備えたパターン欠陥修正装置を用いてパターン欠陥を修正できる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、遮光膜残りによるマスクパターン欠陥に、フォトマスク基板の裏面からエネルギーおよびパルス幅を調整したレーザービームを照射することにより、上記遮光膜残りが溶融することなく、上記遮光膜残りを剪断し、上記フォトマスク基板より上記マスクパターン欠陥を剥離するフォトマスク欠陥修正方法において、単パルスのレーザービームを照射してマスクパターン欠陥を剪断、剥離するようにしたので、マスクパターン欠陥を確実に除去でき、除去した後に溶融した遮光膜粒が残ることがなく、マスクパターン欠陥修正後マスクを洗浄する必要がない。さらに、パターン欠陥修正工程の前にペリクル貼付け工程を行うことができ、ハンドリング等による異物付着の防止に効果があり、マスク製造工程を簡略化することができる効果がある。さらに、短時間にマスクパターン欠陥の除去が行える効果がある。
【００２８】
また、遮光膜をクロムとし、レーザービームのエネルギーを１０μＪ以下、かつパルス幅を１０ｐｓｅｃ以下であるようにしたので、クロムマスクパターン欠陥を確実に除去でき、除去した後に溶融したクロム膜粒が残ることがなく、クロムマスクパターン欠陥修正後マスクを洗浄する必要がない。さらに、パターン欠陥修正工程の前にペリクル貼付け工程を行うことができ、ハンドリング等による異物付着の防止に効果があり、クロムマスク製造工程を簡略化することができる効果がある。
【００２９】
また、遮光膜残りによるマスクパターン欠陥に、フォトマスク基板の裏面からエネルギーおよびパルス幅を調整したレーザービームを照射することにより、上記遮光膜残りが溶融することなく、上記遮光膜残りを剪断し、上記フォトマスク基板より上記マスクパターン欠陥を剥離するフォトマスク欠陥修正方法において、レーザービームのパルスを複数回照射してマスクパターン欠陥を剪断、剥離するようにしたので、マスクパターン欠陥を剪断する際に、正常時の破壊応力に比べ十分に小さい応力で破壊することができる効果がある。
【００３０】
また、遮光膜がクロムであり、レーザービームのエネルギーが１０μＪ以下、かつパルス幅が１００ｐｓｅｃ以下であるようにしたので、比較的長いパルス幅のレーザービームを用いることができ、レーザー発振器が比較的安価に入手できる効果がある。
【００３１】
また、レーザー発振器と、このレーザー発振器からのレーザービームをフォトマスク基板裏面からマスクパターン欠陥へ照射するレーザービーム照射機構と、を備え、請求項１ないし４のいずれかに記載のフォトマスク欠陥修正方法を行うようにしたので、マスクパターン欠陥を確実に除去することができ、マスク製造工程を簡略化することができ、フォトマスクの品質の向上を図ることのできる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明のフォトマスク欠陥修正装置を示す概略図である。
【図２】  この発明のフォトマスクの構造を示す断面図である。
【図３】  従来の問題点を示すフォトマスクの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１  フォトマスク基板、２  遮光膜パターン、３  遮光膜残り、
４  遮光膜粒、５  短パルスレーザー発振器、６  集光光学系。
【図１】
0003720116.tif 000002
【図２】
0003720116.tif 000003
【図３】
0003720116.tif 000004