(57)【要約】 対応するフォトマスクのＣＤを補正することにより、ウェハのパターン線の臨界寸法（ＣＤ）の変動を補償するための方法。フォトマスクは、２つのほぼ対向する面、すなわち、第１の背面および第２の前面を有する透明基板を有し、前面上には吸収性コーティングが塗布され、パターン線のところのコーティングを除去することによりパターン線がすでに形成されている。この方法は、フォトマスクに関連するウェハ露光フィールドの領域を横切ってＣＤ変動を決定するステップと、所定の目標値より大きなＣＤ変動が決定されたウェハ露光フィールドの領域と相関する領域内のフォトマスクの基板内に遮光素子（ＳＥ）を供給するステップとを含み、それにより、遮光素子が、領域を通過する光を減衰してウェハ上のＣＤ変動を補償し、従って、改善されたＣＤ許容ウェハを供給する。【選択図】  図４【特許請求の範囲】
【請求項１】
対応するフォトマスクの臨界寸法（ＣＤ）を補正することにより、ウェハのパターン線の前記ＣＤの変動を補償するための方法であって、前記フォトマスクが、２つのほぼ対向する面、すなわち、第１の背面および第２の前面を有する透明基板を有し、前記前面上には吸収性コーティングが塗布され、前記パターン線のところの前記コーティングを除去することによりパターン線がすでに形成されていて、前記方法が、
前記フォトマスクに関連するウェハ露光フィールドの領域を横切ってＣＤ変動を決定するステップと、
所定の目標値より大きなＣＤ変動が決定された前記ウェハ露光フィールドの領域と相関する領域内の前記フォトマスクの基板内に遮光素子を供給するステップとを含み、
それにより、前記遮光素子が前記領域を通過する光を減衰して前記ＣＤ変動を補償する方法。
【請求項２】
前記遮光素子を供給するステップが、パルス・レーザを使用するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パルス・レーザが、超短フェムト秒パルス・レーザを備える請求項２に記載の方法。
【請求項４】
遮光素子を供給する前記ステップが、前記背面を通して前記フォトマスクおよびほぼ対向するパターン線内にパルス・レーザ放射線を照射することにより行われる請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記遮光素子のうちの少なくともいくつかが回折光学素子を備える請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記遮光素子が、前記背面を通してレーザ・エネルギーを照射することにより前記基板内に刻まれる請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記遮光素子のためのパラメータが、遮光素子およびその相対減衰能に対するパラメータの基準校正リストにより決定される請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記遮光素子が、最大約１５％の減衰を起こすように設計される請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記超短フェムト秒パルス・レーザが、１ＫＨｚ以上、好適には１０ＫＨｚ以上の高速反復率で動作する請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記遮光素子の位置、サイズおよび設計パラメータに関する情報を計算し、該情報を使用してパルス・レーザ源を作動して前記フォトマスク内に前記遮光素子を刻み込むためにコンピュータ・プログラムを使用するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記コンピュータ・プログラムが、基準校正リストを使用して前記遮光素子のパラメータを決定する請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
本明細書、添付の図面および添付の特許請求の範囲に実質的に記載するフォトマスクのパターン線の臨界寸法（ＣＤ）の変動を補償するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトマスクに関し、特に、フォトマスクが内蔵する放射線減衰のための遮光素子および／または回折光学素子を提供することにより、フォトマスクを使用して製造したウェハの臨界寸法（ＣＤ）の変動を補正するためにフォトマスクを処理するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路（ＩＣ）の製造の際に使用するフォトマスクは、同様にフォトリソグラフィ・プロセスで写真を撮る場合の印刷工程に、「ネガ」として使用するために後でパターン化されるクォーツまたは溶融シリカ・プレート上に堆積されたクロム層からなる。
フォトリソグラフィ・プロセス中、ＵＶ（紫外線）光は、クロム層上に刻まれたパターンを通過し、画像は、シリコーン・ウェハの頂部上のフォトレジスト層内に形成される。
ＭｏＳｉのような保護層、反射防止層または埋込位相シフト層のような追加層は、場合によってはクロム層を含む。
ＩＣ類似の追加アプリケーションは、データ記憶装置用のハード・ディスク・ドライブで使用する薄膜磁気読取り／書込みヘッドのためのリソグラフィ・プロセスである。
フロント・エンドＩＣプロセスは、通常、マスク対象物からシリコーン・ウェハ上の印刷した画像へ、１：４の光学縮小率を有するサブミクロンの分解能を必要とする。
このようなサブミクロン・プロセスの場合には、ウェハ上に印刷されるフィーチャの臨界寸法（ＣＤ）は、厳格な仕様で均一にする必要がある。
しかし、リソグラフィ・プロセスは、多くの場合、仕様および要件を超えるＣＤ変動を起こすことがあることは半導体業界では周知のことである。
すべてのＣＤ変動が、フォトマスク自身上のパターニングの均一性に固有なものであるわけではなく、実際には、ＣＤ変動の大部分は、フォトリソグラフィ・プロセスで使用する光学的配置のような外部的原因によるものである。ＣＤ変動の原因は様々であり、そのうちのいくつかを挙げると、レンズの収差、均一でないマスクのパターニング、照明設計、フォトレジスト・コーティングおよび現像、エッチング加工等がある。
ＣＤ変動の徹底的な研究（２００３年２月のＳＰＩＥ議事録（５０４０−４５）（非特許文献１）掲載のＳａｍｓｕｎｇ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社のＪｏｎｇ  Ｒａｋ  Ｐａｒｋ、Ｓｏｏｎ  Ｈｏ  Ｋｉｍ、Ｇｉ−Ｓｕｎｇ  Ｙｅｏ、Ｓｕｎｇ−Ｗｏｏｎ  Ｃｈｏｉ、Ｗｏｎ−Ｔａｉ  Ｋｉ、Ｈｅｅ−Ｓｕｎ  Ｙｏｏｎ、Ｊｕｎｇ−Ｍｉｎ  Ｓｏｈｎの「フォトマスクの背面の透過率の分布を制御することによるウェハ上のショットの均一性の改善」（Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｓｈｏｔ  ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ  ｏｎ  ａ  ｗａｆｅｒ  ｂｙ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ  ｂａｃｋｓｉｄｅ  ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  ｐｈｏｔｏｍａｓｋ））により、変動はほとんどの場合、露光フィールドの特定のエリアに集中していることが分かった。露光フィールドは、ウェハ上のマスクの１回の投影と同じであり、それ故、１つのウェハは、同じマスクの多くの露光フィールドを含む。優れた統計モデルは、各エリアに対するＣＤ変動の百分率の数字を指定することができる。
【０００３】
ＣＤ変動は、活動化に対するフォトレジストのしきい値は、勾配定数γにより露光線量の対数で直線的に変化するという事実を利用して改善することができる（Ａｌｆｒｅｄ  Ｋｗｏｋ−Ｋｉｔ  Ｗｏｎｇの「光リソグラフィにおける分解能の改善技術」（Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ  ｉｎ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）（１．３．４章）（ＳＰＩＥ  ＰＲＥＳＳ社、２００１年）（非特許文献２））。
変動が指定の値より数パーセント大きい場合には、ＵＶ放射線の線量を低減すれば、印刷した線幅（または接触孔部の直径）のようなＣＤ値が変化し、必要な値にもっと近くなる。
その背面上でフォトマスクへの線量低減パターンを適用する１つの可能な方法は、マスクの背面上の溝または孔部をパターン化することである（Ｐａｒｋ他の第ＵＳ２００４００６７４２２号（特許文献１）参照）。
しかし、このような方法は、そのダイナミック・レンジが限定されていて、プロセス速度は遅く、装置のコストが高いという欠点がある。
（ウェハ上の平均ＣＤを決定する焦点／露光（線量）プロセス・ウィンドウ最適化のような）半導体業界で通常使用されているＣＤを制御するための他の方法もあるが、通常、この方法は、ウェハ上の露光フィールド内および露光フィールドを横切るＣＤの変動（フィールド内ＣＤ変動）を制御するのには適していない。
【特許文献１】ＵＳ２００４００６７４２２号公報
【非特許文献１】２００３年２月のＳＰＩＥ議事録（５０４０−４５）
【非特許文献２】「光リソグラフィにおける分解能の改善技術」：“Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ  ｉｎ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ”（１．３．４章）（ＳＰＩＥ  ＰＲＥＳＳ社、２００１年）
【発明の開示】
【０００４】
本発明の１つの目的は、フォトリソグラフィ・プロセス中にフォトマスクに関連するフィールド内のＣＤ変動を大幅に低減する方法を提供することである。
本発明のもう１つの目的は、フォトマスク内に埋め込んだ遮光素子または回折光学素子を使用するＣＤの変動を低減するためのこのような方法を提供することである。
それ故、本発明のいくつかの好ましい実施形態は、対応するフォトマスクのＣＤを補正することにより、ウェハのパターン線の臨界寸法（ＣＤ）の変動を補償するための方法を提供する。フォトマスクは、ほぼ対向する２つの表面、すなわち、第１の背面および第２の前面を有する透明基板を有する。上記前面上には吸収性コーティングが塗布されていて、パターン線のところのコーティングを除去することによりパターン線がすでに形成されている。この方法は、
フォトマスクに関連するウェハ露光フィールドの領域を横切るＣＤ変動を決定するステップと、
所定の目標値より大きなＣＤ変動が決定されたウェハ露光フィールドの領域と相関する領域内のフォトマスクの基板内に遮光素子（ＳＥ）を提供するステップとを含む。
これにより、遮光素子は、上記領域を通過する光を減衰してＣＤ変動を補償する。
さらに、本発明のいくつかの好ましい実施形態によれば、遮光素子を提供するステップは、パルス・レーザを使用するステップを含む。
さらに、本発明のいくつかの好ましい実施形態によれば、パルス・レーザは、超短フェムト秒パルス・レーザを備える。
さらに、本発明のいくつかの好ましい実施形態によれば、遮光素子を提供するステップは、背面を通してフォトマスク内およびほぼ対向するパターン線内にパルス・レーザ放射線を照射することにより行われる。
さらに、本発明のいくつかの好ましい実施形態によれば、遮光素子のうちの少なくともいくつかは、回折光学素子（ＤＯＥ）を含む。
さらに、本発明のいくつかの好ましい実施形態によれば、遮光素子は、背面を通してレーザ・エネルギーを供給することにより基板内に刻まれる。
さらに、本発明のいくつかの好ましい実施形態によれば、遮光素子のパラメータは、遮光素子のためのパラメータの基準校正リストおよびその相対減衰能により決定される。
さらに、本発明のいくつかの好ましい実施形態によれば、遮光素子は、最大約１５％の減衰を起こすように設計される。
さらに、本発明のいくつかの好ましい実施形態によれば、超短フェムト秒パルス・レーザは、１ＫＨｚ以上、好適には１０ＫＨｚ以上の高速反復率で動作する。
さらに、本発明のいくつかの好ましい実施形態によれば、この方法は、さらに、遮光素子の位置、サイズおよび設計パラメータに関する情報を計算し、この情報を使用してパルス・レーザ源を作動してフォトマスク内に遮光素子を刻み込むためにコンピュータ・プログラムを使用するステップを含む。
さらに、本発明のいくつかの好ましい実施形態によれば、コンピュータ・プログラムは、基準校正リストを使用して遮光素子のパラメータを決定する。
本発明をもっとよく理解してもらうために、またその実際の適用を理解してもらうために、添付の図面を提供し後で参照する。図面は例示としてのためのものだけであって、本発明の範囲を制限するためのものではないことに留意されたい。類似の参照番号は類似の構成要素を示す。
【０００５】
集積回路のリソグラフィ印刷のプロセスの変動の特徴は、シリコン・ウェハ上に印刷されるラインおよびスペースのサイズの変動である。
ラインおよびスペースの変動は、ウェハ上の異なる領域における平均ＣＤ（臨界寸法）の大きさとして測定される。ウェハ上に印刷されたラインおよびスペースの幅が変動した場合には、フォトマスクがＣＤ変動を起こしたという。
本発明は、極度に高速なフェムト秒レーザにより、フォトマスクのガラス基板内にピクセルからなる遮光素子を書き込むことにより、ウェハの露光フィールド上のＣＤ変動を制御するための新規な方法を提供する。遮光素子の減衰レベルは、基板容積内のピクセル・サイズおよびピクセルの三次元配置を制御することにより決定される。
必要な減衰レベルは、ウェハの露光フィールド内の目標ＣＤからのＣＤの変動の度合いにより決定される。
フォトリソグラフィ・プロセス中に、フォトマスク（ＣＤが目標値より大きい領域内）を通過する光を減衰すると、これら領域内のＣＤが低減し、そのため露光フィールド上のＣＤ変動が低減する。
通常のパルスの持続時間が１００フェムト秒程度である超短パルス・レーザは、好適には、フォトマスクの背面を通して基板内に焦点を結び、所定の焦点のところに、透明な媒体内のエネルギーが非線形吸収のためのしきい値を超える破壊点を生成し、それにより屈折率の局部変化を起こすことが好ましい。
ガラスまたはクォーツ材料のような透明な媒体内のこの破壊が起こると、異なる密度および屈折率のために光を散乱するピクセル点ができる。
高速走査光学系および移動Ｘ、Ｙステージと一緒に５０ＫＨｚ以上の高速レーザ反復率を使用すると、ガラス基板内のピクセルのアレイは、所定のピクセル・サイズ、所定の横方向のサイズ、ピクセル密度、層の数、およびＣＤ変動を補償するための結果としての遮断レベルを有する遮光素子を提供する。
【０００６】
本発明の好ましい実施形態による典型的なＣＤ補正処理については以下に説明する。
最初に、試験ウェハが印刷される。試験ウェハのＣＤの分布は、ＣＤ  ＳＥＭまたは他の光学ＣＤ測定ツールによりマッピングされる。典型的なＣＤ分布マップは、数十または数百のＣＤ測定点からなる。測定点およびその各ＣＤ変動値は、各ＣＤ点に一組のＸ座標およびＹ座標および百分率でのＣＤ変動値が割り当てられるような方法で、従来のＣＤマッピング技術により、簡単なテーブル内に収集される。最後のテーブルは、１つの露光フィールドを表し、ウェハを印刷するために使用したマスクのエリアと等しい。  
ウェハの露光フィールドのＣＤ変動マップは、マスク自身内のＣＤ変動を含むがこれに限定されないすべてのＣＤ変動源の重畳を表すことに留意されたい。
ＣＤ変動テーブルを、本発明によるＣＤ補正ツールにロードした後で、百分率のＣＤ変動値を百分率の必要な減衰レベルに変換するために、コンピュータ・プログラムが使用される。次に、プログラムは、必要な減衰レベルを、本質的にはＣＤ変動のネガである減衰マップを提供するために、マスク容積の三次元内に配置されている一組のピクセルに変換する（従って、最大のＣＤ変動を有するエリアは、最も密度の高いピクセルＣＤ補正パターンを受け取り、最も低いＵＶ透過率となる）。
マスクがＣＤＣ（ＣＤ補正）ツールにロードされ、整合すると、上記所望のＣＤＣマップに基づいてピクセルのパターンを刻み込むために、極度に高速なレーザが使用される。
レーザ書込みステップが終了した後で、ＵＶ透過測定システムが、マスクの各エリア上の減衰のレベルを測定し、それを所望の減衰レベルと比較する。もっと減衰が必要な場合には、減衰レベルを増大するためにＣＤＣツールにより特定のエリアを再度処理することができる。
レーザ書込みおよびＵＶ透過測定が終了した後で、ウェハ印刷のためにマスクが返送され、結果として得られた印刷は、露光フィールド内および露光フィールドを横切ってＣＤ変動を低減する（改善する）。
通常、パルス当たり５ナノジュールより大きいエネルギーで、約１５０ｆｓであり、２０ピコ秒より短い持続時間の短レーザ・パルスを供給することができる反復率が約２００ＫＨｚの高速フェムト秒パルス・レーザは、マスク基板の屈折率を局部的に変化させることができ、および／または遮光素子（ＳＥ）および／または特定のタイプのＳＥである回折光学素子（ＤＯＥ）の適当な設計ができるようにするために、十分高いレベルの散乱および吸収で、破壊ゾーンを形成することができる。
【０００７】
ＳＥ構造設計は、平均ＣＤ変動が指定されている選択したエリア上に影を投げることができるものでなければならない。
遮光素子のパラメータは、種々の遮光素子パラメータ、および（通常、百分率で測定した）対応する減衰能のリストを含む基準校正リストにより決定することができる。
フォトマスクの前部のクロムパターン化面上の光学的に影響を受けたエリアの範囲は、クロム上のガラスの深さに正比例する。マスクの厚さは、通常、６．３５ｍｍであるので、背面の下のレーザ・ピクセル・パターンは、必要なエリアを効率的に遮光する。プロセスがもっと小さな影響を受けたエリアを必要とする場合には、必要に応じて、収差を補正して、クロム・コーティングした面のもっと近くにパターンを刻み込むことができる。
ＣＤ変動マップは、通常、ＣＤ  ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）またはウェハを横切ってＣＤマップを測定する光学ＣＤシステムにより決定される。マップは、通常、一組のＸＹ座標およびナノメートル単位のプラスまたはマイナスＣＤ変動値として供給される。本発明の方法は、フォトマスク内に刻まれた場合、ＣＤ変動を補償する一組のピクセルを決定し、実行することにより進行する。補償は、部分遮光を行い、マスクの遮光エリアを通過するＵＶ放射線の線量を低減するピクセル・アレイにより行われる。
【０００８】
この新規な技術の１つの直接的な利点は、透明な媒体内でピクセルをパターン化することができること、すなわち、例えば、Ｚａｉｔ他の第ＷＯ  ０３／０７１３５８号（特許文献２）、「欠陥フォトマスクを修理するための方法およびシステム」（ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＳＹＳＴＥＭ  ＦＯＲ  ＲＥＰＡＩＲＩＮＧ  ＤＥＦＥＣＴＥＤ  ＰＨＯＴＯＭＡＳＫＳ）に開示されている容積内でパターン化することができることによるものである。
ＵＶ光の透過をレジストしきい値に関する必要なレベルに減衰する目的で、もっと高い光学密度を達成するために、レーザ・ピクセルを横方向および／または縦方向に蓄積することができる。
ガラスまたは任意の透明な媒体内でピクセルをパターン化するために、超短パルス・レーザを使用する場合には、ガラス基板の厚さは、光学系の実際の一部になり、レーザ・ビームの光線の軌跡と強く干渉する。
経験の深い光学技術者にとって、光路長内で平らなガラスを追加すると、大きな球面収差が起こり、その結果、通常１インチの１／４の厚さの厚いガラスの場合、２より大きい係数だけ分解能が劣化するのは周知のことである。
ガラス内の数ミリメートルの光路長の変化による球面収差は、横方向および縦方向両方に起こる。
球面収差が生じると、横方向および縦方向の両方で、最善の焦点のところのレーザ点のエアリー・ディスクの理想的な形が失われる。
【特許文献２】国際特許出願ＷＯ  ０３／０７１３５８号公報
【０００９】
大部分のレーザ・エネルギーは、中央のエアリー・ディスクから外側のリングに逸れ、その結果、レーザ点は光学破壊のために何倍もの多くのエネルギーを必要とし、点の大きさが拡大し、有意にぼやける。
本発明は、追加のガラスの厚さのためのオプションとしての補償光路長により、基板の背面パターニングの使用（すなわち、クロム・コーティング上にすでにパターン化されている前面を通過しないで、基板の背面を通してレーザ書込み放射線を向けること）を示唆する。そのためレーザ・パターニングは、必要な焦点面のところで回折が制限される。
光学補償設定を使用することにより、球面収差を、ストレール比（理想の回折制限点に対する収差点のエネルギー比）が０．９８を超えるほどの低いレベルに低減することができる。
さらに、遮光素子（ＳＥ）の光学設計を、ＵＶ放射線源の開口数（Ｎ．Ａ．）、アパーチャ・タイプ、および部分コヒーレンスσ（シグマ）により行うことができる。
遮光素子の設計に対する上記パラメータの計算は、低次の回折の場合でも、数学的にかなり複雑なものである。しかし、１％〜２５％の比較的低い遮断レベルの場合には、ゼロ次回折だけを考慮するとよい近似値が得られる（回折格子の場合のように、±１のようなもっと高次の貢献度は非常に低い）。この場合、減衰レベルは、アレイ内のピクセルでカバーされた相対面積により決定される。
実際の場合には、減衰レベルはほとんど１％〜２５％の範囲内であり（本発明はこの範囲だけに限定されない）、このプロセスは、その狭い減衰範囲内に非常に広い動的範囲を有する。何故なら、ピクセルとピクセル・サイズを決めるレーザ・エネルギーとの間の距離が非常に正確に制御されるからである。
高速スキャナおよびＸ、Ｙ移動ステージと一緒に、５０ＫＨｚ以上のレーザ・パルス反復率を使用すれば、１，０００万以上のピクセルからなる１つの遮光素子を刻み込むのに数分またはそれ以下の時間しかかからない。
遮光したエリアは、ＣＤ測定マップにより決定される。実際には、このマップは、図形ファイルまたは数字のテーブルとしてコンピュータにロードされ、各エリアは、上記の基準リストから入手した指定の基準レベルからの変動レベルによりパターン化される。
それ故、本発明を使用すれば、すべてのフロント・エンド・アプリケーションに対して、リソグラフィ・プロセス内のフォトマスク上で、ＣＤ制御の高速で簡単なプロセスを改善することができる。
【００１０】
（図面の簡単な説明）
図１は、  本発明の好ましい実施形態によるレーザ・マスク処理ステーションの本発明の設置を示す。マスクは、ＸＹＺステージ上のホルダ上に置かれる。
図２は、  照明、フォトマスクおよび画像形成パラメータが理想的なものであり、シリコン・ウェハ自身上のＣＤが理想的に均一な理想的な状態を示す。
図３は、  （照明ビームの不均一、マスクＣＤの変動、画像形成光学系の収差のような）１つまたは複数の理由により、ウェハ上の露光フィールドを横切ってＣＤが変動する実際の状態である。
図４は、  ウェハの実際のＣＤ変動情報に基づいて、補償パターンが、フォトマスク内に生成される補正した状態を示す。フォトマスクは、マスク上のラインの各領域を通して透過するＵＶ光のレベルを減衰し、それによりウェハ上の実効ＣＤ値を所望の値に補正する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１について説明すると、この図は、本発明の好ましい実施形態によるレーザ・マスク処理ステーションの本発明の設定を示す。マスクは、ＸＹＺステージ上のホルダ上に置かれる。このシステムは、超短フェムト秒パルス・レーザ１を含む。この場合、中央コンピュータ制御装置２１は、パルスのタイミングを制御する。
レーザ・パルスの基本周波数には、おそらく高調波発生器２によりもっと高い高調波がかけられ、その後で出力エネルギーを制御する可変減衰器３によるもっと高い高調波がかけられる。
減衰したレーザ・ビームは、中央コンピュータ制御装置２１により、レーザ・パルスのタイミングおよび３軸移動ステージ９と同期している、ガルボ・スキャナ、圧電アクチュエータ・タイプのスキャナ、または音響光学デフレクタ５のようなスキャナを含むことができるビーム供給システム内に向けられる。
その後で、ビームは、主対物レンズ６によりフォトマスク用ガラス基板側７に焦点を結ぶ。  
同じ対物レンズ６が、倍率の大きな顕微鏡としての働きをする現場マシン・ビジョン・システム用に使用される。この顕微鏡は、ピクセルのサイズおよび形状を測定するために、またガラス材料内のレーザ破壊プロセスを監視するために使用することができる。この顕微鏡は、また、マスク内の所望のＣＤフィールドに対して遮光素子を正確に位置決めするためにも使用される。
マスクは、光ガイド１０および可変アパーチャ・ストップ１１を通して、光源１３により照明される。
ピクセル・エリア、形状および位置は、最終的にはフォトマスクが使用されるリソグラフィ・プロセスの開口数および照明モードに一致するように選択される。
光は、コンデンサ・レンズにより、マスク８のパターン化されたクロム層上に視準される。
画像は、最終的には、対物レンズ６、ビーム・スプリッタ４、および光をＣＣＤカメラ１９の方向に向けるチューブ・レンズ１８を通して形成される。
画像は、連続フレーム・グラバ２０により捕捉され、中央コンピュータ制御装置２１により処理される。
ＵＶ源１６および検出システム１７は、ガラス内でパターン化された各遮光エリアのＵＶ放射線減衰レベルを測定し、読み出す。
倍率の低い追加の画像形成システム１５（光源１４を使用する）は、マスクを横切るナビゲーションのために使用され、整合マークの座標を決定するために使用され、そのためＸＹ整合座標を含むＣＤ変動テーブルは、コンピュータにロードすることができ、レーザ・パターン化プロセスをマッチさせることができる。
【００１２】
図２は、照明、マスクおよび画像形成パラメータが理想的であり、ウェハ・レベル上のＣＤが理想的に均一な理想的な状態を示す。フォトマスク３０は、所定のパターン３４がはっきりしたライン（コーティングが除去されている）の形で供給される吸収性コーティング３２を含む。ラインの厚さは、理想的に均一であり、グラフ３６で示すように、外部の影響はＣＤ変動を起こさない。
図３は、１つまたはいくつかの理由（照明ビームの不均一、マスクＣＤ変動、画像形成光学系収差のような）での変動により、ウェハ露光フィールドを横切ってＣＤが変動する実際の状態を示す。左側においては、ラインは中央部に小さなＣＤ変動３８領域を含む理想的なＣＤの均一性３６を示し、一方、右側においては、大きなＣＤ変動４０領域が位置する。
図４は、ウェハ（図３と同じ）の実際のＣＤ変動マップ（例えば、ＣＤ  ＳＥＭからの）に基づいて、マスク上のラインの各領域を透過したＵＶ光のレベルを減衰し、従ってウェハ露光フィールド上の実効ＣＤ値を所望の値に補正するフォトマスク内で補償パターンが生成される補正した状態を示す。中央領域においては、弱いＣＤ補正パターン４２が形成され、フォトマスク内に刻まれ、一方、右側においては、もっと大きな減衰強度のもっと強力なＣＤ補正パターン４４が形成され、補正された投影パターン４６になる。
好適には、ＣＤ補正パターンは、その背面（すなわち、対向クロム層）から、基板内の予め調整した最善の焦点面内に基板を通して書き込むことにより生成することが好ましい。それは、主として、前面がクロム層によりコーティングされ、パターン化されていて、そのため透明であり自由に遮光パターンを追加することができる背面を通して書き込むことにより、ＣＤ変動補正を容易に行うことができるからである。
本明細書に記載する実施形態の説明および添付の図面は、本発明をもっとよく理解してもらうためだけのものであり、本発明の範囲を制限するものでないことを理解されたい。
当業者なら本明細書を読めば、本発明の範囲に依然として含まれる添付の図面および上記実施形態を種々に調整または修正することができることも理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の好ましい実施形態によるレーザ・マスク処理ステーションの本発明の設置を示す。マスクは、ＸＹＺステージ上のホルダ上に置かれる。
【図２】照明、フォトマスクおよび画像形成パラメータが理想的なものであり、シリコン・ウェハ自身上のＣＤが理想的に均一な理想的な状態を示す。
【図３】（照明ビームの不均一、マスクＣＤの変動、画像形成光学系の収差のような）１つまたは複数の理由により、ウェハ上の露光フィールドを横切ってＣＤが変動する実際の状態である。
【図４】ウェハの実際のＣＤ変動情報に基づいて、補償パターンが、フォトマスク内に生成される補正した状態を示す。フォトマスクは、マスク上のラインの各領域を通して透過するＵＶ光のレベルを減衰し、それによりウェハ上の実効ＣＤ値を所望の値に補正する。
【符号の説明】
【００１４】
１  超短フェムト秒パルス・レーザ    ２  高周波発生器    ３  可変減衰器
５  音響光学デフレクタ    ６  主対物レンズ    
７  フォトマスク用ガラス基板側    ８  マスク    ９  ３軸移動ステージ
１０  光ガイド    １１  可変アパーチャ・ストップ    １３  光源
１４  光源    １５  画像形成システム    １７  検出システム
１８  チューブ・レンズ    １９  ＣＣＤカメラ    
２０  連続フレーム・グラバ    ２１  中央コンピュータ制御装置
３０  フォトマスク    ３２  吸収性コーティング    ３４  パターン    
３６  ＣＤの均一性    ３８  ＣＤ変動    ４０  大きなＣＤ変動    
４２  ＣＤ補正パターン    ４４  ＣＤ補正パターン    ４６  投影パターン
【図１】
2007531249.tif 000002
【図２】
2007531249.tif 000003
【図３】
2007531249.tif 000004
【図４】
2007531249.tif 000005
【国際調査報告】
2007531249.tif 000006
2007531249.tif 000007