(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮光膜のパターンを透明基板上に形成した後に該透明基板上に不要な遮光膜残さがあるとき、前記パターン及び前記遮光膜残さで覆われていない部分の透明基板をエッチングし、その表面を後退させる工程と、
前記遮光膜残さを除去する工程と、
前記遮光膜残さを除去した跡の透明基板の表層を部分的に除去してその表面を後退させ、該表面の高さと前記エッチングにより後退させた表面の高さとをほぼ一致させる工程とを有することを特徴とするパターン修正方法。
【請求項２】
前記遮光膜残さを除去する工程は、レーザ光を照射し、熱により前記遮光膜残さを蒸発させるものであることを特徴とする請求項１に記載のパターン修正方法。
【請求項３】
前記遮光膜残さを除去する工程は、集束イオンビームを照射し、前記遮光膜残さに粒子を衝突させて飛散させるものであることを特徴とする請求項１に記載のパターン修正方法。
【請求項４】
前記遮光膜残さを除去した跡の透明基板の表層を部分的に除去する工程は、前記遮光膜残さを除去した跡の透明基板にレーザ光を照射し、熱によりその表層を部分的に蒸発させるものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のパターン修正方法。
【請求項５】
前記遮光膜残さを除去した跡の透明基板の表層を部分的に除去する工程は、フッ素含有ガス中で前記遮光膜残さを除去した跡の透明基板に集束イオンビームを照射し、エッチングによりその表層を部分的に除去するものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のパターン修正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォトマスクのパターン修正方法に関し、より詳しくは、フォトマスク上に形成したマスクパターンの欠陥等を修正し、正常なマスクパターンとするフォトマスクのパターン修正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レチクルと呼ばれるフォトマスクのマスクパターンはクロム膜からなり、写真蝕刻技術を用いて作成されるが、マスクパターンの形成時に、図３に示すように、正規のマスクパターンとして残すべきクロム膜の他に不要なクロム膜残さ（黒欠陥）が残ることがある。そのクロム膜残さは、そのまま転写されて配線やコンタクトホールの欠陥を生じさせるため、除去する必要がある。
【０００３】
このような場合、レチクルを最初から作り直さずに、レーザ照射やＦＩＢ（Focused Ion Beam）照射によりその欠陥部分のクロム膜残さだけを除去することにより再生している。
レーザ照射の場合、図６（ａ），（ｂ）に示すように、欠陥部分のクロム膜残さ３にレーザ光を照射することによりクロム膜３を加熱し、蒸発させる。
【０００４】
また、ＦＩＢ照射の場合、図６（ａ）に示す欠陥部分のクロム膜残さ３に、図７（ａ）に示すように、金属イオンを衝突させて物理的にクロム膜残さ３をとばす。この場合、透明基板１の表層に金属イオンが注入されるが、この注入層５は露光光の透過率を低下させるため、図７（ｂ）に示すように、透明基板１のエッチング種（Ｆ含有ガス）中でＦＩＢを照射することによりその部分だけをエッチングし、除去している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、レーザ照射の場合、図６（ｂ）に示すように、クロム膜残さ３を蒸発させるための熱により透明基板１も蒸発してその表面に凹部４ａが生じ、しかもその部分４ａでは透明基板１の厚さが他の部分よりも薄くなっている。ＦＩＢ照射の場合も、図７（ｂ）に示すように、金属イオンの注入層５を除去した跡には凹部４ｂが生じ、また、その部分では透明基板１の厚さが他の部分よりも薄くなっている。
【０００６】
ところで、パターンの微細化に対応するため、パターンを転写するための露光光も短波長化し、ｉ線（３６６ｎｍ）やｇ線（２５４ｎｍ）が用いられるようになると、レチクルの透明基板表面のわずかな凹凸は露光光の散乱を生じさせる。また、透明基板１の全体の厚さのわずかな変動は透明基板１を透過してくる露光光の位相のずれや焦点のずれを生じさせる。これらは、導電膜や絶縁膜の上のマスクの断面形状の異常等を引き起こし、マスクの寸法精度を低下させるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みて創作されたものであり、レチクル上のパターンの修正により生じる透明基板の表面の凹凸や透明基板の厚さの変動を抑制することができるレチクルのパターン修正方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、第１の発明である、遮光膜のパターンを透明基板上に形成した後に該透明基板上に不要な遮光膜残さがあるとき、前記パターン及び前記遮光膜残さで覆われていない部分の透明基板をエッチングし、その表面を後退させる工程と、前記遮光膜残さを除去する工程と、前記遮光膜残さを除去した跡の透明基板の表層を部分的に除去してその表面を後退させ、該表面の高さと前記エッチングにより後退させた表面の高さとをほぼ一致させる工程とを有することを特徴とするパターン修正方法によって解決され、
第２の発明である、前記遮光膜残さを除去する工程は、レーザ光を照射し、熱により前記遮光膜残さを蒸発させるものであることを特徴とする第１の発明に記載のパターン修正方法によって解決され、
第３の発明である、前記遮光膜残さを除去する工程は、集束イオンビームを照射し、前記遮光膜残さに粒子を衝突させて飛散させるものであることを特徴とする第１の発明に記載のパターン修正方法によって解決され、
第４の発明である、前記遮光膜残さを除去した跡の透明基板の表層を部分的に除去する工程は、前記遮光膜残さを除去した跡の透明基板にレーザ光を照射し、熱によりその表層を部分的に蒸発させるものであることを特徴とする第１乃至第３の発明のいずれかに記載のパターン修正方法によって解決され、
第５の発明である、前記遮光膜残さを除去した跡の透明基板の表層を部分的に除去する工程は、フッ素含有ガス中で前記遮光膜残さを除去した跡の透明基板に集束イオンビームを照射し、エッチングによりその表層を部分的に除去するものであることを特徴とする第１乃至第３の発明のいずれかに記載のパターン修正方法によって解決される。
【０００９】
本発明のパターン修正方法では、欠陥の修正の前に予めパターン及び遮光膜残さで覆われていない部分の透明基板をエッチングしてその表面を後退させている。
そして、その後の欠陥の修正では、一つの方法として、レーザ光を照射し、その熱により遮光膜残さを蒸発させる。この場合、遮光膜残さと同時にその残さの下の透明基板の一部も蒸発させてその表面の高さと予め後退させた表面の高さとを一致させる。他の方法として、集束イオンビームを照射し、遮光膜残さを物理的に飛散させる。この場合、遮光膜残さが除去されるだけなので、その除去跡の透明基板はそのまま残る。そして、その後除去跡の透明基板の表層を除去してその表面の高さと予め後退させた表面の高さとを一致させる。
【００１０】
これにより、いずれの場合も欠陥の修正後にはパターンで覆われていない部分の透明基板の表面はほぼ平坦になり、従って、その部分の透明基板の膜厚は場所によって変化せずに、均一となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
（１）本発明の第１の実施の形態
図１（ａ）〜（ｃ）の左側の図は、本発明の第１の実施の形態に係る、レチクルのパターン修正方法について示す断面図である。また、図１（ａ），（ｃ）の右側の図は平面図であり、そのII−II線断面図が左側の断面図に相当する。更に、図３にレチクルのパターン修正方法のフローチャートを示す。レーザ光の照射により欠陥を修正し、再生する方法である。
【００１２】
まず、大きさ５×５インチ、厚さ２．３ｍｍの石英板からなる透明基板１１を準備し（Ｐ１）、その上に膜厚約１００ｎｍのクロム膜（遮光膜）を形成する。
次いで、クロム膜上にフォトレジスト膜を形成した後、配線パターンを転写する。続いて、現像液を用いてフォトレジスト膜を現像し、不図示のマスクを形成する。
【００１３】
次に、マスクに従って四塩化炭素ガスを用いてクロム膜をエッチングし、図１（ａ）に示すように、レチクルのパターンに対応するクロム膜１２を残す（Ｐ２）。このとき、残すべきクロム膜（パターン）１２以外に不要なクロム膜残さ（遮光膜残さ，黒欠陥）１３が残っているとする。
次いで、レチクルのパターンの欠陥検査を行う（Ｐ３）。クロム膜残さ１３があるので、図１（ｂ）に示すように、弗酸の水溶液、又はＣＦ4 ガス（エッチング種）を用いたドライエッチングによりパターン１２及びクロム膜残さ１３で覆われていない透明基板１１の表層１４を厚さ４０ｎｍほど除去する（Ｐ４）。この厚さ４０ｎｍは後の工程でクロム膜残さ１３を熱により蒸発させる際に同時に透明基板１１が蒸発する厚さに相当する。なお、クロム膜１２及びクロム膜残さ１３で覆われている部分の透明基板１１はエッチングされずにそのまま残る。
【００１４】
次に、パターンの修正を行うため、図１（ｃ）に示すように、出力５ｍＪのレーザ光を照射して不要なクロム膜残さ１３を加熱し、蒸発させる（Ｐ５）。このとき、クロム膜残さ１３を蒸発させるのに必要な最小エネルギ以上を有するレーザ光を、予め除去された表層１４の厚さに等しい厚さの透明基板１１ａを除去するのに必要な時間だけ照射する。これにより、不要なクロム膜１３が除去されるとともに、不要なクロム膜残さ１３の下の透明基板１１ａも凡そ４０ｎｍほどその熱により蒸発する。このため、透明基板１１ａの表面が予め除去されている透明基板１４の表面とほぼ一致するため、パターン１２に覆われていない部分の透明基板１１の表面はほぼ平坦になる。しかも、透明基板１１の表面が平坦化されたため、パターン１２に覆われていない部分の透明基板１１の厚さは場所により変化せず、均一になる。なお、図４において、２１はレーザ光源、２２はレーザ光線を絞ったり、透明基板１１表面に焦点を合わせるレンズ系、２３はレチクル１０の載置台である。
【００１５】
その後、寸法検査、配置精度等の他の検査を行い（Ｐ６）、不具合がなければレチクル１０の製作が完了する。
以上のように、第１の実施の形態によれば、欠陥の修正前にクロム膜１２及びクロム膜残さ１３で覆われていない部分の透明基板１１の表層を予めエッチングしてその表面を後退させているので、欠陥の修正後にパターン１２に覆われていない部分の透明基板１１の表面の凹凸は平坦化される。特に、エッチングされる透明基板１１の表層の厚さを欠陥修正の際に除去される透明基板１１の表層の厚さとほぼ等しくした場合、その表面はほぼ平坦になり、また、透明基板１１の厚さも場所によらず均一になる。
【００１６】
これにより、このレチクルを用いて半導体基板上に配線パターン等を転写する場合、パターンの微細化に対応するため、露光光が短波長化しても、レチクルの透明基板１１表面で露光光の散乱を抑制し、また、透明基板１１を透過してくる露光光の位相のずれや焦点のずれが生じるのを抑制することができる。従って、被パターニング体上に形成されるレジストマスクの寸法精度の低下を防止することができる。
【００１７】
なお、上記第１の実施の形態では、欠陥を修正し、欠陥修正後に透明基板の表層を必要な厚さだけ除去するのにともにレーザ光を用いているが、欠陥修正後の透明基板の表層の除去をフッ素含有ガス中で集束イオンビームを照射することにより行ってもよい。この場合、レーザ光の照射により欠陥の修正後に透明基板の表層はすでにある程度除去されているが、さらにその表面の高さと予め後退させている表面の高さを揃えるためにエッチング量の微調整を行うことができる。
【００１８】
（２）本発明の第２の実施の形態
図２（ａ），（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る、レチクルのパターン修正方法について示す断面図である。また、図２（ａ），（ｂ）の右側の図は平面図であり、そのII−II線断面図が左側の断面図に相当する。ＦＩＢ照射により欠陥を修正し、再生する方法である。図３のフローチャートに従って説明する。
【００１９】
図３のＰ１〜Ｐ４の工程はすでに完了し、パターン１２以外に不要なクロム膜残さ１３があるとする。図３のＰ１〜Ｐ４までの工程は第１の実施の形態の図１（ａ），（ｂ）に示す工程と同じであるので、説明を省略する。
次に、図５に示すＦＩＢ装置を用いて、図２（ａ）に示すように、欠陥部分にビーム電流密度１Ａ／ｃｍ2 の金属イオンビームを照射し、クロム膜残さ１３を物理的に飛散させる（Ｐ５）。このとき、透明基板１１の表層に金属イオンが注入される。なお、図５において、３１は金属イオン源であり、金属イオンとしてベリリウム（Ｂｅ+ ），ボロン（Ｂ+ ），アルミニウム（Ａｌ+ ），シリコン（Ｓｉ+ ），ガリウム（Ｇａ+ ）等が用いられる。３２はビームを絞ったり、透明基板１１表面に焦点を合わせるレンズ系、３３はレチクル１０の載置台である。
【００２０】
続いて、金属イオンの注入層１５を除去するため、ＸｅＦ2 ガス（フッ素含有ガス）を透明基板１１上に導入し、金属イオンビームの照射を行う。これにより、ＸｅＦ2 ガスからフッ素活性種が分離して透明基板１１のビーム照射領域のみがエッチングされはじめる。このとき、図１（ｂ）の工程で除去された表層１４の厚さに等しい厚さの透明基板１１ａがエッチングされるようにビーム照射時間を調整する。これにより、クロム膜残さ１３の下の透明基板１１ａが凡そ４０ｎｍほど除去されてその表面が予め除去されている透明基板１４の表面とほぼ一致するため、パターン１２に覆われていない部分の透明基板１１の表面は平坦になる。しかも、透明基板１１の表面が平坦化されたため、パターン１２に覆われていない部分の透明基板１１の厚さは場所により変化せず、均一になる。
【００２１】
その後、第１の実施の形態と同様な他の検査を行い（Ｐ６）、不具合がなければレチクル製作が完了する。
以上のように、第２の実施の形態によれば、金属イオンビームの照射によりクロム膜残さ１３を除去する前に、金属イオンの注入層１５を除去するための厚さ分だけ予め透明基板１１の表層１４を除去し、その表面を後退させている。このため、金属イオンの注入層１５を除去した後にパターン１２に覆われていない部分の透明基板１１の表面はほぼ平坦になり、また、透明基板１１の厚さも場所によらず均一になる。
【００２２】
これにより、このレチクルを用いて半導体基板上に配線パターン等を転写する場合、パターンの微細化に対応するため、露光光が短波長化しても、レチクルの透明基板１１表面で露光光の散乱を抑制し、また、透明基板１１を透過してくる露光光の位相のずれや焦点のずれが生じるのを抑制することができる。従って、被パターニング体上に形成されるレジストマスクの寸法精度の低下を防止することができる。
【００２３】
なお、第２の実施の形態では、フッ素含有ガスとしてＸｅＦ2 ガスを用いているが、これに限られるものではない。
また、図２（ｂ）の工程において、フッ素含有ガス中で遮光膜残さの除去跡の透明基板に集束イオンビームを照射してその表層をエッチングにより除去している。この場合、同じ集束イオンビーム装置内で欠陥修正と金属イオンの注入層の除去を行うことができるが、場合により、それらを別々の装置内で行うようにしてもよい。即ち、欠陥修正を集束イオンビームを用いて行い、その後の透明基板の表層の除去をレーザ光を用いて行う。
【００２４】
更に、上記では、フォトマスクとしてレチクルを用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、透明基板上に遮光膜を形成するものであれば、何にでも適用することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明のパターン修正方法においては、欠陥の修正前に、予め、パターン及び遮光膜残さで覆われていない部分の透明基板をエッチングしてその表面を後退させ、欠陥の修正後に後退した表面を前もってエッチングにより後退させた表面とほぼ一致させている。従って、欠陥の修正後にはパターンで覆われていない部分の透明基板の表面はほぼ平坦になり、また、その部分の透明基板の膜厚は場所によって変化せずに、均一となる。
【００２６】
これにより、透明基板表面での露光光の散乱を防止し、また、透明基板を透過してくる露光光の位相のずれや焦点のずれを防止することができる。従って、導電膜や絶縁膜の上に形成されたフォトレジストにこのフォトマスクのパターンを露光により転写してマスクを形成した場合、そのマスクの断面形状を正常にし、マスクの寸法精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係るレチクルのパターン修正方法について示す断面図及び平面図である。
【図２】図２（ａ），（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係るレチクルのパターン修正方法について示す断面図及び平面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係るレチクルのパターン修正方法について示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係るレチクルのパターン修正方法に使用するレーザ光の照射装置について示す模式図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係るレチクルのパターン修正方法に使用する集束イオンビームの照射装置について示す模式図である。
【図６】図６（ａ），（ｂ）は、従来例に係るレチクルのパターン修正方法について示す断面図及び平面図である。
【図７】図７（ａ），（ｂ）は、他の従来例に係るレチクルのパターン修正方法について示す断面図及び平面図である。
【符号の説明】
１０  レチクル、
１１，１１ａ  透明基板、
１２  残すべきクロム膜（パターン）、
１３  不要なクロム膜（遮光膜残さ，黒欠陥）、
１４  予め除去された表層、
１５  金属イオンの注入層、
２１  レーザ光源、
２２，３２  レンズ系、
２３，３３  載置台、
３１  金属イオン源。
【図１】
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【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】
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