(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板の上表面に所望の形状にパターンニングされた位相シフターとしてハーフトーン材料膜を設けた位相シフトマスクの残存欠陥の修正方法において、残存欠陥部にイオンを充填した後に、該残存欠陥部の位置を特定して、該残存欠陥部に集束イオンビームを照射することによって、該残存欠陥部を除去して修正することを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスクの修正方法。
【請求項２】
前記請求項１に記載のハーフトーン型位相シフトマスクの残存欠陥の修正方法において、ハーフトーン材料膜がジルコニウムシリサイド化合物よりなることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスクの修正方法。
【請求項３】
請求項１、又は請求項２記載のハーフトーン型位相シフトマスクの残存欠陥の修正方法において、残存欠陥部に充填するイオンがガリウムイオンであることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスクの修正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子の製造における光リソグラフィー工程で用いられる位相シフトマスクの残存欠陥の修正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
位相シフトマスクとして、従来より、種々の形式のものが提案されている。例えば、マスク上の開口部の隣り合う一方に位相を反転させるような透明膜を設けた構造のレベンソン型位相シフトマスクや、形成すべきパターンの周辺部に解像限界以下の位相シフターを形成した構造の補助パターン付き位相シフトマスクや、基板上にクロムパターンを形成した後にオーバーエッチングによって位相シフターのオーバーハングを形成した構造の自己整合型位相シフトマスク等がある。
【０００３】
上記の構造とは別に、シフターパターンのみによって形成された位相シフトマスクとして、透過型位相シフトマスクや、ハーフトーン型位相シフトマスク等も知られている。透過型位相シフトマスクは透明部を透過した光と位相シフターを透過した光と境界部において、光強度がゼロとなることを利用してパターンを分離するようにした位相シフトマスクであって、シフターエッジ利用型位相シフトマスクともよばれる。
【０００４】
ハーフトーン型位相シフトマスクは投影露光光に対して部分透過性を有する、いわゆる半透明な位相シフターパターンを基板上に形成して、その位相シフターパターンの境界部に形成される光強度がゼロの部分でパターン解像度を向上するようにした位相シフトマスクである。透過型位相シフトマスクや、ハーフトーン型位相シフトマスクはその構造が単純である為、製造工程が容易であり、しかもマスク上の欠陥も少ないという長所を有している。
【０００５】
図２（ａ）〜（ｅ）に示すように、ハーフトーン型位相シフトマスクの製造工程を示す側断面図である。図２を用いて製造工程を簡単に説明する。
【０００６】
図２（ａ）は、透明基板２の片側の表面にハーフトーン材料膜３を形成する。膜形成方法は真空蒸着やスパッター方式による方法が一般的に採用されている。所定の金属膜を所定の膜厚に成膜する。次に外観検査と、規格検査とに合格した製品を選別する。
【０００７】
図２（ｂ）は、前記基板２の片側の表面に形成したハーフトーン材料膜３全面に電子線感応性レジスト膜７を塗布して形成する。レジスト塗布方法はスピンコート方式を用いて製造する。サイド全数検査後に良品のみ選別する。前記レジスト膜を形成した透明基板２（フォトマスクブランク６）を工程に投入する。
【０００８】
次に図２（ｃ）は、予め準備した所要のマスクデータを用いて、電子線照射装置手段により、フォトマスクブランク６のレジスト層７に電子線照射により描画する。
【０００９】
次に、図２（ｄ）に示すように、現像と、現像により露出したハーフトーン材料膜３をエッチングする。
【００１０】
図２（ｅ）は、不要のレジスト層７を剥膜して洗浄によりハーフトーン型位相シフトマスクが完成する。
【００１１】
次に図３に示すように、（ａ）は、ハーフトーン型位相シフトマスクの平面図と、（ｂ）は、その側断面図である。
【００１２】
次に、図３（ｃ）はシフターの残存欠陥を有する平面図であり、（ｄ）は側断面図を示す。ハーフトーン型位相シフトマスク１を製造する工程において、本来、ハーフトーン材料膜３が存在してはならない箇所にハーフトーン材料膜３が残存したままにマスク作成工程が完了する場合がある。以下該ハーフトーン材料膜３が残存したものをシフターの残存欠陥５という。
【００１３】
図３（ｃ）、（ｄ）に示す、シフターの残存欠陥５は、そのままではマスク１として使用された場合に、マスクパターンの解像性向上には寄与せずに、むしろ、マスク転写時には、転写されデバイスパターン等に欠陥を生じさせるものである。従って、実用化には、前記シフターの残存欠陥５の除去する修正が必要である。従来の技術では、集束イオンビームを残存欠陥５に照射して、残存欠陥５を蒸発して除去する方法が多く採用されている。集束イオンビームによる修正方法は、ガリウム、アルゴン等のガスの集束イオンビーム装置（ＦＩＢ装置）を用いて成膜してトリミングによる修正を施したり、又は、所定のガスをイオンビームによって励起し、エッチングする修正の方法もある。
【００１４】
しかしながら、この方法では、残存欠陥部５の周辺の透明基板２へのイオンビームの照射による損傷が避けられないという問題があり、残存欠陥部５にのみ正確にイオンビームを照射することが要求されている。
【００１５】
一般に、シフターの残存欠陥部５とその周辺の透明基板２との識別するには、二次電子の放出量をモニターする方法がとられている。シフターの残存欠陥部５から放出される二次電子の量と、その周辺の透明基板２から放出される二次電子の量の差を修正装置の画面上での明暗に置き換えて表示し識別するのである。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の技術では、修正装置の画面上で、シフターの残存欠陥部５とその周辺の透明基板２との二次電子の量の差が少ないために、修正装置の画面上ではシフターの残存欠陥部５とその周辺の透明基板２の境界が明確に認識できずに、シフターの残存欠陥部５にのみ正確にイオンビームを照射することができない場合が多い。
【００１７】
本発明は上記の問題点を解決するために、ハーフトーン型位相シフトマスク１の残存欠陥部５の修正方法を提供するもので、従来の技術のＦＩＢ装置を使用して、シフターの残存欠陥部５のみを確実にモニター画面上で確認し修正を施す方法を提供するものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る発明は、透明基板の上表面に所望の形状にパターンニングされた位相シフターとしてハーフトーン材料膜を設けた位相シフトマスクの残存欠陥の修正方法において、残存欠陥部にイオンを充填した後に、該残存欠陥部の位置を特定して、該残存欠陥部に集束イオンビームを照射することによって、該残存欠陥部を除去して修正することを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスクの修正方法である。
【００１９】
本発明の請求項２に係る発明は、前記請求項１に記載のハーフトーン型位相シフトマスクの残存欠陥の修正方法において、ハーフトーン材料膜がジルコニウムシリサイド化合物よりなることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスクの修正方法である。
【００２０】
本発明の請求項３に係る発明は、請求項１、又は請求項２記載のハーフトーン型位相シフトマスクの残存欠陥の修正方法において、残存欠陥部に充填するイオンがガリウムイオンであることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスクの修正方法である。
【００２３】
【作用】
ハーフトーン型位相シフトマスク１の残存欠陥の修正方法においては、残存欠陥部５に予めイオンを充填することにより、残存欠陥部５から放出される二次電子の量が増加し、修正装置の画面上で、シフターの残存欠陥部５と、透明基板２のコントラストが高くなり、その結果、シフターの残存欠陥部５の位置や境界線を正確に把握できるようになり、欠陥部の修正作業において、シフターの残存欠陥部５にのみ正確にイオンビームを照射することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明のを、実施の形態に沿って以下に詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の一実施例を示すもので、ハーフトーン型位相シフトマスクの残存欠陥部の修正方法を示す工程図である。
【００２６】
図１（ａ）は、ハーフトーン型位相シフトマスクの残存欠陥部を示す側断面図であり、残存欠陥部５の修正するために本発明の修正工程に投入する。
【００２７】
次に、図１（ｂ）は、ＦＩＢ装置を用いて、ハーフトーン材料膜層３の表面に所定のイオンビームを充填する。
【００２８】
照射方法は、ＦＩＢ装置の規定の手段により、まず充填するイオンガスを準備する。本発明ではガリウムイオンを選択した。前述のように二次電子の放出量が増加する効果より評価した。次に集束イオンビームの照射条件は露出する透明基板２の表面の損傷が発生しない上限に設定する。その条件は、一例として、加速電圧３０ｋＶ、ビーム径２５ｎｍ〜３５ｎｍ、Ｄｏｓｅ量０．０２０ｎＣ／μｍ２〜０．０３０ｎＣ／μｍ２の範囲で最適条件を選択して条件を設定した。
【００２９】
本発明は、ハーフトーン材料膜層３としては、ジルコニウムシリサイド化合物を選択した。
【００３０】
図１（ｃ）は、欠陥検査機を用いて、全面検査をする。
【００３１】
次に図１（ｄ）は、ＦＩＢ装置の手段により、修正装置の画面上で残存欠陥部５の位置と、その欠陥部５を表示し識別する。
【００３２】
次に、ＦＩＢ装置の修正の手段（ガスアシストエッチング法）を用いて、不要の残存欠陥部５を除去する。その条件は、一例として、加速電圧３０ｋＶ、ビーム径２５ｎｍ〜３５ｎｍ、Ｄｏｓｅ量は０．０７５ｎＣ／μｍ２〜０．０９０ｎＣ／μｍ２の範囲で最適条件を選択して、条件を設定した。所定のガスを前記条件の集束イオンビームによって励起して不要な欠陥部５をエッチング除去し修正する。
【００３３】
【実施例】
次に、本発明のハーフトーン型位相シフトマスク製造工程を、以下に具体的な実施例に従って説明する。
【００３４】
＜実施例１＞
図２に示すようにハーフトーン型位相シフトマスクの製造工程を説明する。まず図２（ａ）は、石英ガラスからなるフォトマスク用基板（透明基板）２の片面に、所要の厚さのＺｒＳｉＯｘからなるハーフトーン材料膜層（半透明位相シフター層）３を形成する。
【００３５】
次に図２（ｂ）は、前記ハーフトーン材料膜３上の全面に所要の厚さの電子線感応性レジスト膜層７を形成する。一般に透明基板２上に材料膜層３を形成し、電子線感応性レジスト膜層７を形成した材料をフォトマスクブランク６の名称で呼ばれている。
【００３６】
続いて、図２（ｃ）は前記フォトマスクブランク６の電子線感応性レジスト膜層７に電子線描画装置８を用いて、予め準備したフォトマスク用データを使用して電子線による照射により描画する。
【００３７】
次に、図２（ｄ）に示すように、現像工程により不要の電子線感応性レジスト膜層７を除去洗浄し、所要の電子線感応性レジスト膜層７を形成する。
【００３８】
次に、図２（ｅ）に示すように、該電子線感応性レジスト膜層７をマスクとして、露出したＺｒＳｉＯｘからなるハーフトーン材料膜層３をエッチングして、所要のＺｒＳｉＯｘからなるハーフトーン材料膜層を形成し、次に電子線感応性レジスト膜層７を剥膜して、ハーフトーン型位相シフトマスク１を作成した。
【００３９】
前記ハーフトーン型位相シフトマスク１には、前記図３（ｃ）、（ｄ）のシフターの残存欠陥５が存在していた。
【００４０】
上記のハーフトーン型位相シフトマスク１の残存欠陥部５の修正の工程を図１（ａ）〜（ｅ）を参照にして以下説明をする。
【００４１】
図１（ａ）に示すように、残存欠陥部５を有するハーフトーン型位相シフトマスク１の側断面図であり、残存欠陥部５を削除する修正工程に投入する。
【００４２】
図１（ｂ）は、前記残存欠陥部５を有するハーフトーン型位相シフトマスク１上のハーフトーン材料層面（ＺｒＳｉＯｘ膜）３の欠陥の部分に集中的にガリウム集束イオンビームを照射して、ＺｒＳｉＯｘ膜の表面にガリウムイオンを充填した。ガリウム集束イオンビームの照射装置はＦＩＢ装置を使用し、照射条件は加速電圧３０ｋＶ設定し、ガリウム集束イオンビーム径は３０ｎｍに絞り、ドーズ量（電流密度）０．０２５ｎＣ／μｍ２の条件にて、ガリウム集束イオンビームの照射をした。前記条件は通常の集束イオンビームの照射による残存欠陥部５に除去する場合より低いドーズ量（電流密度）で、ガリウム集束イオンビームの照射をした。
【００４３】
図１（ｃ）は、欠陥検査機を用いて全面検査をする。次に検査修正装置の画面において除去修正が必要な残存欠陥部５を確認し、除去修正のためにＦＩＢ装置へ移管する。
【００４４】
次に、図１（ｄ）に示すように、ＦＩＢ装置の修正画面上で、残存欠陥部５を含む領域を指定し、画面上で明るく表示される部分（二次電子が多く放出されている部分）を残存欠陥部５として、残存欠陥部５にのみガリウム集束イオンビームの照射して、残存欠陥部５を除去した。（図１ｅ参照）
【００４５】
図１（ｅ）に示すガリウム集束イオンビームの照射条件は、加速電圧は３０ＫＶ、ガリウム集束イオンビーム径３０ｎｍ、ドーズ量０．０８ｎＣ／μｍ２である。その結果、残存欠陥部５のみ除去することができ、残存欠陥部５の周囲の透明基板２には何ら損傷を与えることはなかった。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、透明基板を損傷させることなく、ハーフトーン型位相シフトマスクの残存欠陥部を除去、修正して欠陥のないハーフトーン型位相シフトマスクを製造でき問題を解消できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｅ）は、本発明のハーフトーン型位相シフトマスクの残存欠陥部を修正する方法を示す工程図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は、本発明のハーフトーン型位相シフトマスクの製造工程を示す工程図である。
【図３】従来のハーフトーン型位相シフトマスクの実施例を示す模式図で、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は側断面図で、（ｃ）は残存欠陥を有するハーフトーン型位相シフトマスクの平面図であり、（ｄ）は残存欠陥を有するハーフトーン型位相シフトマスクの側断面図である。
【符号の説明】
１…ハーフトーン型位相シフトマスク
２…透明基板
３…ハーフトーン材料膜層（半透明位相シフター用材料層）
４…メインパターン
５…残存欠陥部
６…フォトマスクブランク
７…電子線感応性レジスト膜
８…電子線描画装置
９…ガリウム集束イオンビーム照射
１０…ガスアシストエッチング集束イオンビーム照射
【図１】
0004806877.tif 000002
【図２】
0004806877.tif 000003
【図３】
0004806877.tif 000004