(57)【要約】【課題】ひさしを備えたレベンソン位相シフトマスクにおいて、ひさしに隠れている欠陥を容易かつ確実に修正すること。【解決手段】本発明は、透光性基板である石英基板１に形成された遮光膜であるクロム膜２がひさし２１となるよう石英基板１にトレンチを形成して成る位相シフトマスクの欠陥修正方法において、ひさし２１が出ているクロム膜２の部分に対応して石英基板１に発生している欠陥部分を検出し、その欠陥部分に対応するクロム膜２の一部を除去する工程と、クロム膜２を除去することで露出する石英基板１の欠陥部分を修正する工程と、クロム膜２の一部の除去された部分に遮光材料２２を所定量形成する工程とを備えている。【選択図】        図１
2004191452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基板に形成された遮光膜がひさしとなるよう前記透光性基板にトレンチを形成して成る位相シフトマスクの欠陥修正方法において、
前記ひさしが出ている遮光膜の部分に対応して前記透光性基板に発生している欠陥部分を検出し、その欠陥部分に対応する遮光膜の部分を除去する工程と、
前記遮光膜を除去することで露出する前記透光性基板の欠陥部分を修正する工程と、
前記遮光膜の除去された部分に遮光材料を所定量形成する工程と
を備えることを特徴とする位相シフトマスクの欠陥修正方法。
【請求項２】
前記遮光膜の一部の除去された部分に形成する前記遮光材料の量は、規定の転写線幅になるようシミュレーションによって求める
ことを特徴とする請求項１記載の位相シフトマスクの欠陥修正方法。
【請求項３】
前記遮光膜の一部の除去された部分に形成する前記遮光材料の量は、規定の転写線幅になるようデータベースによって求める
ことを特徴とする請求項１記載の位相シフトマスクの欠陥修正方法。
【請求項４】
前記位相シフトマスクを用いて露光を行い、その露光結果から前記欠陥部分の位置および大きさを予測する
ことを特徴とする請求項１記載の位相シフトマスクの欠陥修正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透光性基板に遮光膜が形成され、その遮光膜が透光性基板に対してひさしが出るよう透光性基板にトレンチが形成されている位相シフトマスクの欠陥修正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路は、高集積化、微細化の一途を辿っている。その半導体集積回路の製造に際し、リソグラフィ技術は加工の要として特に重要である。このようなリソグラフィ技術で用いられるマスクの作成技術に対しては、通常のバイナリマスクのほかに１９８２年ＩＢＭ社のレベンソンらにより位相シフトマスク法が提案され、それ以降様々な位相シフト法が提案されている。
【０００３】
この位相シフトマスクには、ハーフトーン型位相シフトマスク、レベンソン型位相シフトマスク等がある。このレベンソン位相シフトマスクには、透明な薄膜をマスク上に設け位相差をつけるシフタ上置き型と石英基板を掘り込むことにより位相差をつける石英掘り込み型とがある。
【０００４】
シフタ上置き型に関しては、ＳＯＧを使用するなど複雑なプロセスを含むので、最近では石英掘り込み型レベンソン位相シフトマスクが一般的となりつつある。
【０００５】
しかし、この石英掘り込み型レベンソン位相シフトマスクに関しても、図８に示すようにただ石英を掘り込むだけでは、光強度のバランスが導波路効果の影響等により悪化する問題がある。また、光強度バランスが悪化すると転写線幅の位置ずれを生じるなどの影響もある。
【０００６】
これらを解消するためにデュアルトレンチ型、シフタ幅バイアス型、ひさし型等の様々な手法が検討されてきた。その中でも、比較的プロセスが容易で所望の光強度が得られる、ひさし型レベンソン位相シフトマスクが主に使用されてきている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００７】
そのひさし型レベンソン位相シフトマスクを作製するにあたって問題となっているのが、プロセスによって発生する位相欠陥である。ここで、位相欠陥とは石英の凸になっている欠陥（凸欠陥）のことで、石英の段差すなわち位相差を持つ欠陥のことである（例えば、非特許文献２参照。）。
【０００８】
【非特許文献１】
Ｈｉｄｅｔａｋａ  Ｓａｉｔｏｕ（他１０名）、Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ  ｏｆ  Ａｌｔ−ＰＳＭ  ＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓ  Ｕｓｉｎｇ  Ｂａｃｋｓｉｄｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｍｅｔｈｏｄ、「Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ  ４５６２」、２００１、ｐ．１０８７−１０９５
【非特許文献２】
Ｅｄｉｔａ  Ｔｅｊｎｉｌ（他３名）、Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｐｒｉｎｔａｂｉｌｉｔｙ  ａｎｄ  ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｐｈａｓｅ  ｄｅｆｅｃｔｓ  ｏｎ  ｈｉｄｄｅｎ−ｓｈｉｆｔｅｒ  ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  ｐｈａｓｅ−ｓｈｉｆｔ  ｍａｓｋｓ、「Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ  ４０６６２」、２０００、ｐ．３７６−３８７
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
すなわち、位相欠陥のうち、特にエッジに発生する凸欠陥に関しては、フッ酸によるウエットエッチングプロセスが工程に含まれているため図９（ａ）、図９（ｃ）に示すような欠陥形状となる。２種類のエッジ凸欠陥の違いは、上面から見ると明らかで図９（ｂ）に示すようなひさしから見えるものと、図９（ｄ）に示すようなひさしの裏側に隠れてしまうエッジ凸欠陥とに分かれる。
【００１１】
ここで、凸欠陥の発生原因について図１０を用いて説明する。図１０（ａ）は、通常のプロセスである描画からクロム膜２のエッチングまで終了したバイナリ状態を示す。ついで、図１０（ｂ）に示すように、バイナリ状態としたマスクの上からレジスト３の塗布を行う。その後、重ね合わせ描画から現像処理までを行う。
【００１２】
ここで、図１０（ｃ）に示すように開口部にレジスト現像残りや異物Ｘが発生することがある。その状態で、石英基板１のドライエッチングを行うと図１０（ｄ）に示すような位相欠陥を生じてしまう。
【００１３】
さらに、図１０（ｅ）に示すように石英基板１のウエットエッチングプロセスを行うと、等方エッチングにより位相欠陥の大部分がひさしの裏側に隠れてしまう状態となる。以上のプロセスにより、図１０（ｆ）に示すようなエッジにある位相欠陥が発生する原因となる。
【００１４】
欠陥検査工程において、透過光あるいは反射光を用いてこれらの欠陥を検出できても実際は図１１（ａ）に示すように、クロム膜２によるひさし２１の裏側にある欠陥の大部分は隠れている。そのため、通常の修正フローでは図１１（ｃ）に示すようにひさしから露出されている部分の修正しかできない。
【００１５】
図１１（ｄ）に示すように、上面からの観察においては欠陥修正が完了したように見えるが、実際はひさしの下に隠れているため修正は完了していない。また、完全に隠れている欠陥・上述した修正後に残ってしまった欠陥に関しては、サイズ、形状の把握は不可能であり、当然修正することも不可能である。
【００１６】
そのため、これらの欠陥によって、図１２（ａ）に示すように露光した光が乱反射して透過する光を打ち消してしまうという問題が発生する（通常は、図１２（ｂ）に示すようにトレンチの角部による光の乱反射を考慮してひさしを設けている）。
【００１７】
そのため、欠陥のあるシフタ部から透過してくる光強度は相殺され低減してしまう。その結果、転写線幅の位置ずれ、線幅エラーなどの影響を及ぼす。当然、それら影響のあるマスクに関しては修正不可能で不良品となり、マスク再作製などと納期の遅延、マスク作製歩留まりの悪化原因となっている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、透光性基板に形成された遮光膜がひさしとなるよう前記透光性基板にトレンチを形成して成る位相シフトマスクの欠陥修正方法において、ひさしが出ている遮光膜の部分に対応して透光性基板に発生している欠陥部分を検出し、その欠陥部分に対応する遮光膜の一部を除去する工程と、遮光膜を除去することで露出する透光性基板の欠陥部分を修正する工程と、遮光膜の一部の除去された部分に遮光材料を所定量形成する工程とを備えている。
【００１９】
このような本発明では、ひさしの下に隠れている透光性基板の欠陥部分を検出し、その検出された欠陥部分に対応する遮光膜の部分を除去することで欠陥部分を露出させる。これにより露出した欠陥部分を容易かつ確実に除去できるようになる。また、欠陥部分を除去した後は、遮光膜を除去した部分に遮光材料を所定量形成することで、位相差の補償を行うことができるようになる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について説明する。本実施形態に係る欠陥修正方法は、石英等の透光性基板に形成されたクロム等の遮光膜がひさしとなるよう透光性基板にトレンチを形成して成る位相シフトマスクの欠陥を修正する方法である。
【００２１】
すなわち、本実施形態に係る欠陥修正方法の流れは、先ず、ひさしが出ている遮光膜の部分に対応して透光性基板に発生している欠陥部分を検出し、その欠陥部分に対応する遮光膜の部分を除去する工程と、遮光膜を除去することで露出する透光性基板の欠陥部分を修正する工程と、遮光膜の除去された部分に遮光材料を所定量形成する工程とを備えている。
【００２２】
以下、具体的な流れについて説明する。先ず、欠陥検査装置によって検出された位相欠陥の座標を記憶する。欠陥がエッジ部にあるかどうかの確認は、欠陥検査装置のモニターか、あるいはＳＥＭ（電子顕微鏡）、レーザー顕微鏡などの表面観察装置を用いて観察し、予め把握しておくことが望ましい。
【００２３】
その後、欠陥検出されたマスクを修正装置の中へ挿入して、先に記憶した欠陥の座標まで移動する。図１は、本実施形態に係る欠陥修正方法を説明する模式断面図である。
【００２４】
図１（ａ）に示す欠陥の座標地点まで移動することができたら、欠陥を隠している部分のクロム膜２のひさし２１を含む一部を予測される欠陥サイズから５０ｎｍ〜１００ｎｍ程度のマージンをとって図１（ｂ）に示すようにクロム膜を除去する。次いで、ＦＩＢを用いて塩素系ガスによるクロム膜剥離を行った。ここで、石英基板上の遮光膜は必ずしもクロム膜である必要はなく、Ｍｏ，Ｔａ，Ｚｒ等を含んだシリサイド系化合物であっても良い。また、遮光膜の除去に使用する装置はＦＩＢ（集束イオンビーム）、レーザーリペアどちらを用いても構わない。
【００２５】
次に、図１（ｃ）に示すように、露出された位相欠陥にフッ素系ガスを用いたＦＩＢエッチングをすることにより欠陥部分にあたる石英基板１の除去による修正を行う。その後、図１（ｄ）に示すようにクロム膜を除去した部分にカーボン等から成る遮光材料２２を堆積（デポジション）させてひさしの代わりとなる修正を行う。
【００２６】
このカーボンデポジションを行う際に、クロム膜２を除去した量、クロム膜２の線幅、シフタ部・非シフタ部の線幅などをＳＥＭ、ＡＦＭ等により確認をしておき、その結果を基にあらかじめひさし修正量（カーボンデポジション量）の最適値を求めるシミュレーションを行う。
【００２７】
図２を用いて上記シミュレーションについての例を説明する。図２（ａ）に通常（欠陥のない）状態におけるひさし型レベンソン位相シフトマスクの断面図を示す。さらに、図２（ｂ）にひさしを除去した状態での断面図を示す。
【００２８】
上記の断面構造を基に電磁場シミュレーションを行ったところ、それぞれ図２（ｃ）、（ｄ）のような結果が得られた。通常のひさし型レベンソン位相シフトマスクの光強度と比べ、ひさしがない状態でのシミュレーション結果は、ひさしがない側の光強度が強くなり光強度のバランスが崩れてしまう。この結果から、ひさしを除去した際には、線幅エラーと光強度のアンバランスによる転写位置ずれを生じることが確認できた。
【００２９】
ここで、上述の線幅エラー、光強度のアンバランスによる位置ずれを改善するため、本実施形態ではカーボンデポジションによるシミュレーションを行うことで対応している。図３（ａ）に示しているのは、ひさしを剥離した個所にカーボンから成る遮光材料２２をエッジから一定量ｔだけ膜付けした状態である。
【００３０】
ここで、本実施形態においては、膜付け量ｔを１００ｎｍ，９２ｎｍ，８８ｎｍと３種類振り分けたシミュレーションを行った。図３（ｂ）に示す結果から、膜付け量を少なくしていくにつれて光強度のバランスが良好になり、８８ｎｍ膜をつけると最適であることが確認できた。
【００３１】
図３（ｃ）に示すのは、エッジから８８ｎｍ膜を付けた際の光強度の結果である。以上のように、マスク構造に応じた膜付け量ｔをシミュレーションにて求め、これをデータベース化しておくことにより、ひさしを除去した際の修正を迅速に行うことができる。
【００３２】
上記シミュレーションは、ＡｒＦ波長、ＮＡ＝０．６８、σ＝０．３４、ターゲット線幅７０ｎｍでのシミュレーションの結果であるが、この現象はほかの条件においても同様に生じるものであり、本発明に制約を与えるものではない。
【００３３】
次に、シミュレーションで求めた膜付け量ｔの最適値を使用して、実際のマスクにて修正を行う。図４に示すように、修正後の光強度バランスは良好になったことが分かる。
【００３４】
ここで、具体的にデータベースとは、ひさし量、ひさしを剥離したサイズ、シフタ・非シフタ部線幅、クロム線幅、光学条件等をパラメータとしシミュレーションを行い各条件における光強度バランス制御と線幅エラーを最小に抑える事のできる、ひさし修正のための膜付け量の最適値を求めたものである。
【００３５】
本実施形態では、最適な修正量のデータベース化を行い、そのデータベースを基に修正を行っていたが、データベースと照合して条件に当てはまらない欠陥等が存在した場合は、欠陥検出後に取得しておいた形状、線幅データ、剥離したクロム膜量を基に新規にシミュレーションを行い修正量の最適値を求め修正する。当然、データベース化していなくてもデータベースに当てはまらない欠陥と同等のフローで欠陥検出毎にシミュレーションを行い修正する場合も同様のフローとなる。
【００３６】
図５は、本実施形態の欠陥修正方法の流れを説明するフローチャートである。このフローチャートで示す実線の流れがデータベースによって修正を行う部分、破線の流れが新規にシミュレーションを行い修正量の最適値を求めて修正を行う部分である。
【００３７】
先ず、データベースによって修正を行う図中実線に沿った流れを説明する。先ず、位相シフトマスクのエッジ欠陥検出を行い（Ｓ１）、転写性への影響を確認する（Ｓ２）。転写性への影響がない場合にはＯＫとなって出荷を行う。一方、転写性に影響が生じると判断された場合（ＮＧ）にはマスク情報（Ｓ３）の取得を行い、修正装置へ送る。
【００３８】
修正装置では、先に説明したように、「１．ひさし部クロム膜剥離」、「２．エッジ位相欠陥修正」、「３．ひさし部修正」を行う。この「３．ひさし部修正」を行う際にデータベースより最適修正量を得るようにしている。
【００３９】
次に、新規にシミュレーションによって修正を行う図中破線に沿った流れを説明する。先ず、エッジ欠陥検出（Ｓ１）を行い、欠陥の転写性影響確認（Ｓ２）でＮＧとなってマスク情報の取得（Ｓ３）までは先と同様であり、ここでマスク情報が取得できなかった場合にはシミュレーション（Ｓ４）を実行する。
【００４０】
シミュレーションの入力パラメータとしては、各種線幅、石英掘り込み量、クロム剥離量、光学照明条件（ＮＡ、σ等）である。これらのパラメータをもとにシミュレーションを行い、ひさし部修正の最適量を算出し、修正装置による「３．ひさし部修正」のカーボンデポジション量に反映させる。また、このシミュレーション結果を最適修正量データベースに蓄積し、次回以降の修正量算出に役立てるようにする。
【００４１】
次に、本実施形態の他の例として、欠陥検査装置にて検出できない欠陥に対する修正方法を説明する。図６（ａ）に示すように欠陥検査装置にて検出できない欠陥がある場合には、実際にウェハへのパターン転写によって確認を行う。
【００４２】
欠陥が存在した場合は、図６（ｂ）に示すような影響が見られる。理由は、欠陥が透過する光を乱反射させ、欠陥付近の光を相殺してしまうためである。その影響の見られた地点の座標を記憶する。
【００４３】
図６（ｂ）に示す転写結果をシミュレーションにフィードバックすることにより、図６（ｃ）に示すようにひさし２１に隠れている欠陥サイズを予測することができる。その予測結果を基に上で記憶した欠陥が存在すると思われる座標へ移動を行い、図７（ａ）に示すように予測した欠陥サイズから５０ｎｍ〜１００ｎｍぐらいマージンをとってクロム膜２のひさし２１を含む一部を剥離する。
【００４４】
その後、図７（ｂ）に示すように位相欠陥部分の石英基板１を除去する修正を行い、図７（ｃ）に示すようにカーボン等の遮光材料２２のデポジションを行ってひさしを修正する。
【００４５】
このような方法によって平面画像からは判断できない欠陥であっても的確に検出して修正を行うことが可能となる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば次のような効果がある。すなわち、ひさし型レベンソン位相シフトマスクにおけるエッジに発生した位相差欠陥の修正を容易かつ確実に行うことが可能となる。また、ひさしの裏側に存在する欠陥であってもひさしを剥離することで修正が可能となり、修正後の膜つけ量の最適化により修正後のマスクのパターン転写精度を向上することが可能となる。
【００４７】
また、修正後の膜つけ量をデータベース化することにより効率の向上が見込める。さらに、ひさしの裏側に欠陥すべてが隠れている場合においても、ウェハ転写結果をシミュレーションにフィードバックすることによって欠陥サイズの予測を行い、クロム膜の剥離量を決定でき、修正を行うことが可能となる。このようにエッジ位相差欠陥の修正が可能になったことにより歩留まりが向上し、不良による再作製等が減少しマスク作製のスループットを向上できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る欠陥修正方法を説明する模式断面図である。
【図２】シミュレーションの例を説明する模式図である。
【図３】膜付け量に応じた光強度のシミュレーション例を説明する模式図である。
【図４】最適量の膜付けを行った場合の光強度のシミュレーション結果を説明する模式図である。
【図５】本実施形態の欠陥修正方法の流れを説明するフローチャートである。
【図６】他の実施形態を説明する模式図である。
【図７】他の実施形態に係る欠陥修正方法を説明する模式図である。
【図８】石英掘り込み型レベンソン位相シフトマスクの種類を説明する模式図である。
【図９】凸欠陥の修正について説明する模式図である。
【図１０】凸欠陥の発生原因を説明する模式図である。
【図１１】凸欠陥の残存状態を説明する模式図である。
【図１２】凸欠陥による光強度のずれを説明する模式図である。
【符号の説明】
１…石英基板、２…クロム膜、２１…ひさし、２２…遮光材料
【図１】
2004191452.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004191452.tif 000009
【図８】
2004191452.tif 000010
【図９】
2004191452.tif 000011
【図１０】
2004191452.tif 000012
【図１１】
2004191452.tif 000013
【図１２】
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