(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基板上にクロム遮光膜パターンが形成されたフォトマスク又は位相シフタパターンが形成された位相シフトマスクに生じた凸欠陥を修正する工程において、集束イオンビームガスアシストエッチングを用いて、前記凸欠陥の前記遮光膜パターンあるいは前記位相シフタパターンのパターンエッジに接する部分は、パターン膜材料をすべて削り、前記凸欠陥の前記パターンエッジに接する部分以外の領域は、ビーム照射領域を前記パターンエッジに接する部分以外の領域より広げない範囲に設定して前記透光性基板に集束イオンビームが達しない程度にパターン膜材料を残して凸欠陥薄膜を形成する第一の工程と、その後、この凸欠陥薄膜をレーザ照射により除去する第二の工程とから構成され、前記第一の工程において、前記パターンエッジに接する部分のパターン膜材料をすべて削る工程及び前記パターンエッジに接する部分以外の領域に凸欠陥薄膜を形成する工程は、一工程で同時に行うことを特徴とするマスク欠陥修正方法。
【請求項２】
前記マスクのパターン膜材料は、クロム及びクロム化合物を主成分とし、前記透光性基板材料には石英を用い、且つ前記凸欠陥をエッチング除去する工程においては、前記クロム及びクロム化合物を主成分とするパターン膜材料と石英とのエッチング選択性を持たせたガスを用いて集束イオンビームガスアシストエッチングを行うことを特徴とする請求項１に記載のマスク欠陥修正方法。
【請求項３】
前記凸欠陥をエッチング除去する工程において、前記凸欠陥の前記透光性基板に接する方向のビーム照射領域を、凸欠陥領域と同じ大きさの領域乃至前記凸欠陥領域から使用する集束イオンビームのビーム径の１／２狭めた領域の範囲に設定し、形成される前記凸欠陥薄膜の膜厚を３０ｎｍ以下とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のマスク欠陥修正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置のマスク製造工程におけるフォトマスク、位相シフトマスクなどのパターン膜の欠陥を修正する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
露光用マスク製造工程において、石英基板などの透光性基板に形成される遮光膜パターンもしくは位相シフタパターンには形成されてはいけない余分なパターン膜材料の凸欠陥部が形成される。この余分なパターン膜材料の凸欠陥部は、レーザ照射により蒸発除去される。このレーザ照射の結果、加工エッジ部にめくれやラフネスなどが生じ、形状良く加工できない、また、フォトマスクパターンの微細化により、レーザ照射位置をパターンエッジに正確に合わせ、高精度な加工をすることが難しくなってきている、レーザの絞りには限界があるので０．５μｍ以下の微細加工が困難であることなどの問題があった。
一方、集束イオンビームスパッタリングによる凸欠陥部の修正では、イオンビーム照射領域に、イオン源であるガリウムが、マスク基板である石英に打ち込まれ、ガリウムステインが生じることにより透過率低下を引き起こすこと、凸欠陥部の周囲にリバーベットと呼ばれる石英彫り込み部が生じることなどが知られている。
【０００３】
これらの問題を解決するため、石英基板上にパターン膜材料としてクロム及び酸化クロムなどのクロム化合物からなる遮光膜を用いたクロムマスク上に発生した凸欠陥の修正方法として、パターン膜材料であるクロム及び酸化クロムなどのクロム系材料と、透光性基板の石英とのエッチング選択性の高いガスを用いて、ガリウムステインやリバーベットを小さくすることができるクロムエッチング用集束イオンビームガスアシストエッチングが提案されている（Ｋ．Ａｉｔａ，ｅｔ．ａｌ．，ＳＰＩＥ  ｖｏｌ．２５１２，ｐ．４１２（１９９５））。この修正方法により修正したマスクパターンの波長３６５ｎｍのｉ線露光による転写パターンは問題のないレベルであることが報告されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＤＵＶなどさらに短波長領域で露光するマスクでは、クロムエッチング用集束イオンビームガスアシストエッチングを用いた場合でも、修正により生じるガリウムステイン、リバーベットによるダメージの影響は無視できない。
図２３は、クロムエッチング用集束イオンビームガスアシストエッチングにより修正した遮光膜パターンの平面図、図２４は、修正したマスクパターンをウエハ上で露光したときの図２３に示すＡ−Ａ′線に沿う部分のウエハ面上での像強度プロファイルを示す特性図である。図２３に示されるクロムマスク１は、石英基板２上にクロム及び酸化クロムから構成された遮光膜パターン３が形成されている。マスクパターンは、遮光膜パターン３と開口部４とから構成されている。このクロムマスク１を形成した時には、遮光膜パターン３に不必要な凸欠陥が形成されており、このクロムマスク１にはそれをクロムエッチング用集束イオンビームガスアシストエッチングにより取り除いたエッチング跡５が開口部４に生じている。図２４の縦軸は、像強度（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）を表わし、横軸は、ウエハ上（ｏｎ  ｗａｆｅｒ）の位置（Ｘ軸）を表わす。
【０００５】
このクロムマスクを用いたステッパの露光条件は、波長２４８ｎｍ、開口数０．６、コヒーレンスファクタ０．７５とする。図２４によると、エッチング跡５のある修正部の開口部像強度は低下しており、その低下度は、無欠陥部に対して２０％以上と大きく変動している。その結果、ウェハ上に修正痕が転写されてしまう。
一方、遮光膜パターンや位相シフタパターンなどのパターン膜材料としてモリブデンシリサイドなどのシリコン系材料を用いた位相シフトマスクの凸欠陥の修正を行う場合にはクロムエッチング用集束イオンビームガスアシストエッチングは有効ではない。また、集束イオンビームでのイメージングにおいて、位相シフタ膜は、チャージアップし易く、ＳＮ比の良いイメージング像が得られない、高精度なエッチング終点検出を行えないなどの問題もある。
本発明は、このような事情によりなされたものであり、マスクに形成された凸欠陥部下の透光性基板への集束イオンビームのイオン注入及び凸欠陥周囲部の透光性基板掘り込みが小さく、レーザ照射によるダメージを小さくでき、且つマスク修正により引き起こされる像強度変動を抑え、充分なウエハプロセス裕度を確保できるマスク欠陥修正方法を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、マスク上に生じた余分なマスクパターン膜の凸欠陥を修正する工程において、まず凸欠陥を集束イオンビームガスアシストエッチングあるいは集束イオンビームスパッタリングによりエッチングする際、凸欠陥のパターンエッジに接する部分は、パターン膜材料をすべて削り、凸欠陥の透光性石英基板に接する方向はビーム照射領域を凸欠陥領域より広げない範囲に設定し、凸欠陥部下あるいは凸欠陥周囲部の透光性基板に集束イオンビームが達しない程度にパターン膜を残して凸欠陥薄膜を形成し、その後凸欠陥薄膜をレーザ照射により除去することを特徴としている。
本発明の修正方法によれば、加工エッジ部のめくれやラフネスがなく、形状よく高精度な加工が可能である。透光性基板への集束イオンビームのイオン注入、透光性基板への掘り込みを小さくし、且つレーザ照射によるダメージを小さくできる。その結果、修正により引き起こされる像強度変動を抑えて充分なウエハプロセス裕度を確保できる。
【０００７】
すなわち、本発明のマスク欠陥修正方法は、透光性基板上にクロム遮光膜パターンが形成されたフォトマスク又は位相シフタパターンが形成された位相シフトマスクに生じた凸欠陥を修正する工程において、集束イオンビームガスアシストエッチングを用いて、前記凸欠陥の前記遮光膜パターンあるいは前記位相シフタパターンのパターンエッジに接する部分は、パターン膜材料をすべて削り、前記凸欠陥の前記パターンエッジに接する部分以外の領域は、ビーム照射領域を前記パターンエッジに接する部分以外の領域より広げない範囲に設定して前記透光性基板に集束イオンビームが達しない程度にパターン膜材料を残して凸欠陥薄膜を形成する第一の工程と、その後、この凸欠陥薄膜をレーザ照射により除去する第二の工程とから構成され、前記第一の工程において、前記パターンエッジに接する部分のパターン膜材料をすべて削る工程及び前記パターンエッジに接する部分以外の領域に凸欠陥薄膜を形成する工程は、一工程で同時に行うことを特徴としている。この発明の修正方法では凸欠陥のパターンエッジに接する部分のエッチングには、高精度加工、局所的微細加工可能な集束イオンビームを用い、パターン膜をすべて削るため加工エッジ部の形状よく、且つ高精度に加工可能である。また、凸欠陥の透光性基板に接する方向のビーム照射領域を凸欠陥領域より広げない範囲に設定し、透光性基板を削り込まない程度に凸欠陥薄膜を残してエッチングするので、凸欠陥下の透光性基板への集束イオンビームのイオン注入及び凸欠陥周囲部の透光性基板への掘り込みを小さくできる。
【０００８】
さらに、凸欠陥薄膜をレーザ照射により除去する工程は、凸欠陥のパターンエッジに接する部分を除く部分に対して行うので、レーザ修正器の精度にはよらず、且つ加工エッジのめくれやラフネスも生じない。また凸欠陥薄膜の膜厚は、遮光膜パターンの厚さと比較して非常に薄いので、従来よりレーザ照射によるダメージを小さくできる。したがって、凸欠陥の修正により引き起こされる像強度変動を抑え、充分なウエハプロセス裕度を確保することができる。
前記マスクのパターン膜材料の主成分にクロム及び酸化クロム、フッ化クロムなどのクロム化合物を用い、前記透光性基板材料には石英を用いる場合、前記凸欠陥をエッチング除去する工程においては、クロム及びクロム化合物と石英とのエッチング選択性を持たせたガスを用いて集束イオンビームガスアシストエッチングを行うようにしても良い。この場合は、クロム及びクロム化合物と石英とのエッチング選択性を持たせたガスを利用した集束イオンビームガスアシストエッチングを用いることにより、凸欠陥下の石英基板への集束イオンビームのイオン注入、凸欠陥周囲部の石英基板への掘り込みをより小さくできる。
【０００９】
また、前記凸欠陥をエッチング除去する工程において、前記凸欠陥の前記透光性基板に接する方向のビーム照射領域を、凸欠陥領域と同じ大きさの領域乃至前記凸欠陥領域から使用する集束イオンビームのビーム径の１／２狭めた領域の範囲に設定し、且つ形成される前記凸欠陥薄膜の膜厚が３０ｎｍ以下となるようにしても良い。この場合は、凸欠陥が透光性基板に接する方向のビーム照射領域を、凸欠陥領域と同じ領域ないし凸欠陥領域から使用する集束イオンビームのビーム径の１／２の割合で狭めた範囲に設定することにより、凸欠陥周囲部の透光性基板への堀込みを小さくし、且つ凸欠陥の削り残しは、膜厚３０ｎｍ以下に抑えられる。この厚さの凸欠陥薄膜であればレーザ照射によるダメージを小さくしながら除去されることが可能である。
【００１０】
また、前記マスクのパターン膜材料は、モリブデンシリサイドの酸化物、窒化物、酸化窒化物などの化合物を主成分とするものを用いるようにしても良い。この場合は、パターン膜として位相シフタパターンに形成された位相シフトマスク上の凸欠陥を修正するものであり、まず、集束イオンビームガスアシストエッチング又は集束イオンビームスパッタリングにより凸欠陥をエッチングする際に、凸欠陥の透光性基板に接する方向のビーム照射領域を凸欠陥領域より広げない範囲に設定すること及び凸欠陥薄膜を残してエッチングすることにより、凸欠陥下の透光性基板への集束イオンビームのイオン注入及び凸欠陥周囲部の透光性基板への掘り込みを小さくすることができる。この凸欠陥薄膜には集束イオンビームのイオンが注入されているため、レーザ照射によりエネルギー吸収して除去効率が高くなる。したがって凸欠陥薄膜をレーザ照射により除去する場合、凸欠陥に接するパターンエッジと合わせてレーザ照射領域を指定しなくても凸欠陥薄膜を除去できるので、レーザ修正機の精度にはよらず、加工エッジ部のめくれやラフネスも生じない。
【００１１】
また、前記マスクのパターン膜は、モリブデンシリサイドの酸化物、窒化物、酸化窒化物などの化合物を主成分とするものから構成された第１のパターン膜と、この第１のパターン膜上に形成され、クロム及び酸化クロム、フッ化クロムなどのクロム化合物を主成分とするものから構成された第２のパターン膜から構成されており、前記透光性基板材料には石英を用い、前記凸欠陥をエッチング除去する工程においては、前記凸欠陥の第２のパターン膜部分のエッチングにクロム及びクロム化合物と石英とのエッチング選択性を持たせたガスを用いた集束イオンビームガスアシストエッチングを用いて、まず凸欠陥上面が平らになるようにエッチングを行っても良い。この場合には、位相シフタパターン上にクロム膜を配することにより、集束イオンビームイメージングにおいて、パターン膜がチャージアップし難くなる、クロム／モリブデンシリサイドパターン部と開口部との高ＳＮ比が得られるなどのように像質が向上し、安定した修正精度が確保できる。さらにクロムエッチング用集束イオンビームガスアシストエッチングが適用できるため、凸欠陥上面形状に凹凸のある場合でもエッチング終点をモニタすることにより、修正された部分を平面に加工することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して発明の実施の形態を説明する。
まず、図１乃至図７を参照して第１の実施例を説明する。
図１は、この実施例で用いるマスクパターンであり、図１（ａ）は、マスクパターンの平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ′線に沿う部分の断面図である。図２は、図１に示すマスク上の凸欠陥をエッチング修正する方法を説明する工程断面図、図３（ａ）は、クロムエッチング用集束イオンビームガスアシストエッチングによりクロム薄膜９を形成したパターンの平面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ′線に沿う部分の断面図、図４は、クロム薄膜をレーザ照射により除去する工程を示す工程図、図５（ａ）は、この実施例の修正方法により修正が終了したマスクパターンの平面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ線に沿う部分の断面図、図６は、修正したマスクパターンをウエハ上に露光したときの像強度プロファイルを示す特性図、図７は、像強度プロファイルから求める露光量裕度１０％のときのプロセスウインドウを示す特性図である。
【００１３】
図１に示すように、透光性の石英基板２上にはクロム遮光膜３（クロム膜とその上に形成された酸化クロム膜からなる積層体であり、以下、これをクロム遮光膜という。）が形成されており、これらは、４倍体マスクを構成している。マスクパターンは、クロム遮光膜３のラインパターンと開口部４のスペースパターンが交互に繰り返されたラインアンドスペースパターンである。この場合、クロム遮光膜３の線幅は、０．９μｍ、開口部４の線幅は、１．１μｍであり、凸欠陥６は、ラインのエッジ部に接して位置している。
この実施例では石英基板２上にパターン膜材料としてクロム遮光膜を用いたクロムマスク１上に生じた余分なパターン膜材料の凸欠陥６を修正する。
まず、図２に示すように、凸欠陥６に対して、クロムエッチング用アシストガス８をマスク表面に吹きつけながら集束イオンビーム７を照射する、つまり、クロムエッチング用集束イオンビームガスアシストエッチングによりエッチングを行う。集束イオンビームのイオン源としてガリウムイオンを用い、加速電圧２０ｋＶ、電流値５０±１０ｐＡ、ビーム径０．２μｍΦとする。エッチング終点の判定は、二次イオン検出器を用い、エッチング中のクロムイオンをカウントすることにより行う。
【００１４】
エッチングにより凸欠陥６のクロム遮光膜厚が薄くなると、クロムイオンカウント数が減少しはじめ、さらにクロム遮光膜下の石英基板が露出しはじめると、クロムイオンカウント数がノイズレベル以下となる。この第１の実施例における修正方法では、集束イオンビーム７が凸欠陥６下の石英基板２に達しないように、クロムイオンカウント数が減少し始めた時点でエッチングを終了させる。
次に、図３に示すように、このエッチングにより凸欠陥部にはクロム薄膜９が形成される。このとき、凸欠陥６のパターンエッジに接する部分は、終点検出時にこの凸欠陥６と隣接した遮光膜３のパターンからのクロムイオンをも検出するため凸欠陥中央部と比較してエッチングが終了したと判断する時点が遅い。したがって、凸欠陥中央部のエッチングが終了しても、パターンエッジに接する部分はエッチングを継続するので、凸欠陥６のパターンエッジに接する部分は、クロム薄膜を残すことなく石英基板２上面までエッチングすることができる。また、凸欠陥６周囲部はリバーベッドが生じ易いため、凸欠陥６の透光性石英基板２に接する方向の集束イオンビーム照射領域を、凸欠陥から０〜０．１μｍ狭めた範囲とする。第１の実施例で示すサンプルの場合、クロムエッチング用集束イオンビームガスアシストエッチング後の凸欠陥６中央部および凸欠陥６周囲部のクロム薄膜９の膜厚は、３０ｎｍ以下である。
【００１５】
次に、図４及び図５を参照してクロム薄膜９をレーザ照射により除去する工程を説明する。すでに述べたように、凸欠陥６のパターンエッジに接する部分は、クロム薄膜９を残すことなく石英基板２の上面までエッチングしているため、レーザで除去する必要がないので、クロム遮光膜３のパターンエッジにかからないように、クロム薄膜９近傍にレーザ照射領域１０を設定する（図４）。この領域にレーザを照射してクロム薄膜９をエッチング除去する。クロム薄膜９がパターンエッジから離れているので、レーザ修正機の精度にはよらず、パターンエッジ部のめくれやラフネスも生じない。クロム薄膜９の膜厚は、クロム遮光膜３と比較して小さいため、パターン遮光膜と同膜厚である凸欠陥を除去する従来の場合よりレーザ照射によるダメージが少ない（図５）。
【００１６】
図６にはこの実施例の方法により修正したマスクパターンをウエハ上で露光したときの図５（ａ）のＡ−Ａ′線に沿う部分の波長２４８ｎｍにおけるウエハ面上での像強度プロファイルが示されている。縦軸は、像強度（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）を表わし、横軸は、ウエハ上の位置（ＸＰｏｓｉｔｉｏｎ）（μｍ）を表わす。ステッパ露光条件は、波長２４８ｎｍ、開口数０．６、コヒーレンスファクタ０．７５とした。修正された部分が存在する開口部１４（修正部スペース）の像強度低下は、無欠陥部に対して５％以下におさえられている。図７に、この像強度プロファイルから求める、修正部のある開口部（修正部スペース）１４と遮光膜（修正部ライン）１５がウエハ上で０．２５μｍ±１０％で解像する露光量及びデフォーカス位置及びこの範囲内から求める露光量裕度１０％のときのプロセスウインドウを示す。ここで、無欠陥パターンの露光量裕度１０％のときのプロセスウインドウから求める焦点深度は１．３４μｍ、修正パターンと無欠陥パターンの共通プロセスウインドウ（露光量裕度１０％のとき）から求める焦点深度は、１．１２μｍであり、修正パターンは、無欠陥パターンの８０％以上の焦点深度を確保できた。
【００１７】
本発明のマスク欠陥修正方法は、この実施例で使用したマスクパターン、マスク倍率及び欠陥種類・寸法に限らず、パターン膜材料としてクロム系材料を用いたマスクであればどんな凸欠陥の修正において有効である。
以上のように、この実施例のマスク欠陥修正方法により、クロムマスク上に生じた凸欠陥を高精度に加工形状良く、かつダメージの無い状態で修正することが可能であり、その結果、修正により引き起こされる修正部像強度変動を抑え、充分なウエハプロセス裕度を得られることが分かる。
【００１８】
次に、図８乃至図１２を参照して第２の実施例を説明する。
図８（ａ）は、この実施例で使用したマスクパターンの平面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＡ−Ａ′線に沿う部分の断面図、図９は、集束イオンビームでエッチングしている状態のマスクパターンの断面図、図１０（ａ）は、ガリウム混入モリブデンシリサイド層１８が形成された状態のマスクパターンの平面図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＡ−Ａ線に沿う部分の断面図、図１１は、ガリウム混入モリブデンシリサイド層を除去する工程を説明するマスクパターンの平面図、図１２（ａ）は、欠陥が修正されたマスクパターンの平面図、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＡ−Ａ線に沿う部分の断面図である。
この実施例では、石英基板２上にパターン膜材料としてモリブデンシリサイドの酸化窒化物を用いた位相シフタ１７（モリブデンシリサイド位相シフタ又はモリブデンシリサイド位相シフタパターンといい、位相シフタ又は位相シフタパターンと略称する。）に生じた凸欠陥６を修正する。
【００１９】
図８に示す位相シフトマスク１６には透光性の石英基板２上にモリブデンシリサイドの酸化窒化物を材料とする位相シフタ１７が形成されている。マスクパターンは、位相シフタ１７のラインパターンと開口部４のスペースパターンが交互に繰り返して配置されているように構成されている。凸欠陥６は、ラインパターン１７のエッジ部に接して配置されている。
まず、図９に示すように、凸欠陥６を集束イオンビームスパッタリングによりエッチングする。集束イオンビーム７のイオン源としてガリウムイオンを用い、加速電圧２０ｋＶ、電流値５０±１０ｐＡ、ビーム径０．２μｍΦとした。凸欠陥６周囲部は、リバーベッドが生じ易いため、凸欠陥６の透光性石英基板２に接する方向の集束イオンビームの照射領域を、凸欠陥領域から０〜０．１μｍ狭めた範囲（照射領域の周端部が凸欠陥のパターン膜に接していない領域の周端部より内側に０〜０．１μｍ入っている状態を意味している）とした。また、集束イオンビームが凸欠陥６下の石英基板２に達しないように、凸欠陥６の膜厚３０ｎｍ以下のモリブデンシリサイド薄膜を残した。その結果、凸欠陥を薄くしたガリウム混入モリブデンシリサイド層１８が形成される。
【００２０】
次に、図１１を参照してガリウム混入モリブデンシリサイド層１８をレーザ照射により除去する工程を説明する。位相シフタ１７のパターンエッジにかからないようにレーザ照射領域１０を設定し、この領域をレーザ照射してガリウム混入モリブデンシリサイド層１８を除去する。ガリウム混入モリブデンシリサイド層１８には、集束イオンビームのガリウムイオンが注入されているため、レーザ照射によりエネルギー吸収し、除去効率が高くなるので、レーザ除去の際、凸欠陥に接するパターンエッジに接触させて（合わせて）レーザ照射領域を指定しなくてもガリウム混入モリブデンシリサイド層１８を除去することは可能である。この工程を経て図１２に示す修正が終了したマスクパターンが得られる。
本発明のマスク欠陥修正方法は、この実施例で使用したマスクパターン、マスク倍率及び欠陥種類・寸法、パターン膜材料に限らず、どんな凸欠陥の修正において有効である。
以上のように、この実施例のマスク欠陥修正方法により、モリブデンシリサイド位相シフトマスク上に生じた凸欠陥を高精度に加工形状良く、かつダメージの無い状態で修正することが可能であり、その結果、修正により引き起こされる像強度変動を抑え、充分なウエハプロセス裕度を得られることが分かる。
【００２１】
次に、図１３乃至図１６を参照して第３の実施例を説明する。
図１３（ａ）は、透光性石英基板にガリウム混入石英層を形成したマスクパターンの平面図、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＡ−Ａ′線に沿う部分の断面図、図１４は、二フッ化キセノン２０ガスを用いた集束イオンビームガスアシストエッチングでエッチングしている状態のマスクパターンの断面図、図１５（ａ）は、エッチングによりガリウム混入石英層を除去したマスクパターンの平面図、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）のＡ−Ａ線に沿う部分の断面図、図１６（ａ）は、ガリウム混入石英層を含めた石英基板掘り込み部の位相差が３６０度となるようエッチングしたマスクパターンの断面図、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）の掘り込み層のガリウム混入石英層をエッチング除去した状態のマスクパターンの断面図である。
第２の実施例における凸欠陥を集束イオンビームスパッタリングによりエッチングする工程では、薄いガリウム混入モリブデンシリサイド層を形成しているが、この実施例では凸欠陥のモリブデンシリサイドの酸化窒化物膜をすべて削り、凸欠陥が存在した部分の石英基板にガリウム混入石英層を形成する。
【００２２】
この実施例のマスクは、位相シフトマスク１６であり、石英基板２に凸欠陥を有するモリブデンシリサイド位相シフタパターン１７とその間の開口部４が形成されている。
図１３に示すように、集束イオンビームスパッタリングにより凸欠陥のモリブデンシリサイドの酸化窒化物膜をすべて削りとり、石英基板２上にガリウム混入石英層１９を形成する。
この時、図１６（ａ）に示すように、修正部の石英彫り込み部２１の位相差を、無欠陥部石英に対して、ガリウム混入石英層１９も含めて３６０度になるようにエッチングしてもよい。
その後、図１４に示すように、二フッ化キセノン２０と集束イオンビーム７を用いた集束イオンビームガスアシストエッチングにより、ガリウム混入石英層１９を除去する。このエッチングによりガリウム混入石英層１９を除去することにより、図１５（ａ）に示すようにガリウム混入石英層１９を除去した修正部に石英基板２表面に石英掘り込み部２１が形成される。この石英掘り込み量は、ウエハ上の転写パターンに影響のない程度であるが、この時、図１６（ｂ）に示すように、修正部の石英基板の掘り込み部２１の位相差を、石英基板の無欠陥部に対して３６０度とすれば修正による位相差欠陥が生じない。
【００２３】
前述の実施例で形成されたガリウム混入モリブデンシリサイド層１８（図１０（ａ）参照）あるいはガリウム混入石英層１９（図１３（ａ）参照）を除去する工程では、レーザ照射あるいは二フッ化キノセン２０を用いた集束イオンビームガスアシストエッチングなどを用いているが、これらの手段以外でもガリウムを溶解する水酸化カリウム、水酸化ナトリウム水溶液などによるアルカリウェット処理、ガリウム混入層を選択的に除去するプラズマエッチングなどのドライ処理などにより行うことも可能である。
本発明のマスク欠陥修正方法は、このような実施例で使用したマスクパターン、マスク倍率及び欠陥種類に限らず、どのような凸欠陥修正において有効である。マスクパターン材料もモリブデンシリサイドを主に用いたもののほかクロムや酸化クロム、フッ化クロムなどのクロム化合物を用いたマスクの場合にも適用することができる。
以上より、この実施例では、パターン膜材料としてモリブデンシリサイド、その酸化窒化物等を用いた位相シフトマスク上に生じた凸欠陥を修正する際において、高精度に加工形状よく、且つダメージレスに修正することが可能である。
【００２４】
次に、図１７乃至図２２を参照して第４の実施例を説明する。
図１７（ａ）は、マスクパターンの平面図を示し、図１７（ｂ）は、図１７  （ａ）のＡ−Ａ′線に沿う部分の断面図、図１８は、凸欠陥のクロム膜をエッチングしている状態のマスクパターンの断面図、図１９（ａ）は、クロム膜をエッチングしたあとのマスクパターンの平面図、図１９（ｂ）は、図１９（ａ）のＡ−Ａ′線に沿う部分の断面図、図２０は、凸欠陥の位相シフタをエッチングしている状態のマスクパターンの断面図、図２１（ａ）は、エッチング後のマスクパターンの断面図、図２１（ｂ）は、レーザ照射領域を設定したマスクパターンの平面図、図２２（ａ）は、ガリウム混入モリブデンシリサイド層を除去したマスクパターンの断面図、図２２（ｂ）は、修正が終了したマスクパターンの断面図である。
この実施例では透光性の石英基板２上にパターン膜材料としてモリブデンシリサイドの酸化窒化物を用いた位相シフタパターン１７上にクロムとその上に形成された酸化クロムの積層体から構成されたクロム膜２４を配したクロム／モリブデンシリサイドパターン２３が形成された位相シフトマスク２２用い、この位相シフトマスクに生じた凸欠陥６を修正する場合を説明する。このマスクパターンの平面図は、図１７（ａ）に示される。
【００２５】
図１７に示すように、このマスク２２は、石英基板２上に位相シフタパターン１７が形成され、この位相シフタパターン１７の上にクロム膜２４を配置形成してなるものである。このマスク２２は、位相シフトマスク製造の工程で石英基板２上にモリブデンシリサイド位相シフタ材料、その上にクロム膜が成膜されたマスク材料を用い、レジスト塗布、描画、現像、エッチングの工程を経てパターニングされたものである。ここで示す修正方法は、その上部のクロム膜２４の剥離前に修正を行う。この場合、マスクパターンは、位相シフタパターン１７の上にクロム膜２４を配したクロム／モリブデンシリサイドパターン２３からなるラインパターンと開口部４のスペースパターンが交互に繰り返して構成されている。凸欠陥６は、ラインパターンのエッジ部に接して生じている。
図１８に示すように、クロムエッチング用アシストガス８を供給することにより凸欠陥６のクロム膜２４をクロムエッチング用集束イオンビームガスアシストエッチングによりエッチングを行う。集束イオンビーム７のイオン源としてガリウムイオンを用い、加速電圧２０ｋＶ、電流値５０±１０ｐＡ、ビーム径０．２μｍΦとした。
【００２６】
モリブデンシリサイド位相シフタパターン１７上にクロム膜２４が形成されているので、まず、集束イオンビーム７でのイメージングにおいて、パターン膜がチャージアップし難くなる、クロム／モリブデンシリサイドパターン２３と開口部４との高ＳＮ比が得られるなど像質が向上し、安定した修正精度が確保できる。そして、クロムエッチング用集束イオンビームガスアシストエッチングが適用でき、欠陥形状に凹凸のある場合でもエッチング終点をモニタすることにより、修正部分の上面を平面に加工することができる。すなわち、二次イオン検出器を用い、エッチング中のクロムイオンをカウントすることによりエッチング終点検出を行い、修正部上面が平らになるように削る。凸欠陥６の上面のクロム膜２４は、このエッチングにより除去される（図１９）。
【００２７】
次に、図２０に示すように、その下の露出したモリブデンシリサイド位相シフタパターン１７を、クロムエッチング用集束イオンビームガスアシストエッチングによりエッチングを行った。この場合、エッチングに集束イオンビームスパッタリングを用いてもよいが、エッチングガス導入有無の切り換えにより、ビーム照射領域がシフトし、高精度加工が行えない場合があるので、この実施例においては、位相シフタのエッチングにもクロム膜２４のエッチングから継続してクロムエッチング用集束イオンビームアシストエッチングを用いた。凸欠陥６周囲部は、リバーベッドが生じやすいため、凸欠陥の透光性石英基板に接する方向の集束イオンビーム照射領域を、凸欠陥から０〜０．１μｍ狭めた範囲とした。また、集束イオンビームが凸欠陥６下の石英基板に達しないように、凸欠陥６の膜厚３０ｎｍ以下のモリブデンシリサイド膜を残した。その結果、ガリウム混入モリブデンシリサイド層１８が形成される（図２１（ａ））。
次に、レーザ照射によりガリウム混入モリブデンシリサイド層１８を除去する。凸欠陥薄膜には、集束イオンビームのイオンが注入されており、レーザ照射によりエネルギー吸収し、除去効率が高くなるため、図２１（ｂ）に示すように、モリブデンシリサイド位相シフタパターン１７のパターンエッジにかからないようにレーザ照射領域１０を設定する。図２２（ａ）にはガリウム混入モリブデンシリサイド層１８を除去したマスクパターンが示されている。
【００２８】
なお、この工程では、第２の実施例と同様に、凸欠陥６のモリブデンシリサイド膜をすべて削り、石英基板にガリウム混入石英層を形成した後、二フッ化キセノンを用いた集束イオンビームガスアシストエッチングによりこのガリウム混入石英層を除去する手法を用いても良い（図１４参照）。この、二フッ化キセノンガスを用いた集束イオンビームアシストエッチングを用いる場合において、この実施例で使用するマスクは、モリブデンシリサイド位相シフタパターン１７上にクロム膜２４を有するので、位相シフタ材料がにフッ化キセノンガス２０によるエッチングされ易い材質である場合には、クロム膜２４が二フッ化キセノンガス２０によるモリブデンシリサイド位相シフタパターン１７のエッチングを保護するといった効果がある。
ガリウム混入モリブデンシリサイド層あるいはガリウム混入石英層を除去する工程では、レーザ照射あるいは二フッ化キセノンを用いた集束イオンビームガスアシストエッチングの他、ガリウムを溶解する水酸化カリウム、水酸化ナトリウム水溶液などによるアルカリウェット処理、ガリウム混入層を選択的に除去するプラズマエッチングなどのドライ処理などにより行ってもよい。
【００２９】
次に、モリブデンシリサイド位相シフタパターン１７上のクロム膜２４を剥離してこの実施例の凸欠陥修正方法による修正が終了する（図２２（ｂ））。
以上、この実施例の修正方法により、位相シフタ材料としてモリブデンシリサイドを用いた位相シフタパターン１７上にクロム膜２４を配した位相シフトマスク２２上に生じた凸欠陥６を修正する場合において、エッジ位置精度を確保しながら、エッチング部のダメージ、石英掘り込みを低減させ、かつ欠陥修正部上面を平らに修正することができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明のマスク上に形成された余分なパターン膜材料の凸欠陥を修正する方法において、凸欠陥のパターンエッジに接する部分のエッチングには、高精度加工、局所的微細加工可能な集束イオンビームを用い、遮光膜パターンや位相シフタパターンなどのパターン膜をすべて削るため加工エッジ部の形状よく、且つ高精度に加工が可能である。また、凸欠陥の透光性基板に接する方向のビーム照射領域を凸欠陥領域より広げない範囲に設定すること及び凸欠陥薄膜を残してエッチングすることにより、凸欠陥下の透光性基板への集束イオンビームのイオン注入及び凸欠陥周囲部の透光性基板への掘り込みを小さくできる。さらに、凸欠陥薄膜をレーザ照射により除去する工程は、凸欠陥のパターンエッジに接する部分を除く部分に対して行うのでレーザ修正機の精度にはよらず、また加工エッジのめくれやラフネスが生じない。また、凸欠陥薄膜の膜厚は遮光膜パターンと比較して小さいので従来のマスク欠陥修正方法よりもレーザ照射によるダメージを小さくすることができる。そして、これらの結果として、修正により引き起こされる像強度変動を抑え、充分なウエハプロセス裕度の確保が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクロムマスクの凸欠陥修正に用いる凸欠陥を有するクロムマスクの平面図及び断面図。
【図２】本発明のクロムマスクの凸欠陥修正方法を説明するマスクの断面図。
【図３】本発明のクロムマスクの凸欠陥修正方法を説明するマスクの平面図及び断面図。
【図４】本発明のクロムマスクの凸欠陥修正方法を説明するマスクの平面図。
【図５】本発明のクロムマスクの凸欠陥修正方法を説明するマスクの平面図及び断面図。
【図６】本発明の修正したマスクパターンをウエハ上で露光したときの像強度プロファイルを示す特性図。
【図７】図６の像強度プロファイルから求める露光量裕度１０％のときのプロセスウインドウを示す特性図。
【図８】本発明の位相シフトマスクの凸欠陥修正に用いる凸欠陥を有する位相シフトマスクの平面図及び断面図。
【図９】本発明の位相シフトマスクの凸欠陥修正方法を説明するマスクの断面図。
【図１０】本発明の位相シフトマスクの凸欠陥修正方法を説明するマスクの平面図及び断面図。
【図１１】本発明の位相シフトマスクの凸欠陥修正方法を説明するマスクの平面図。
【図１２】本発明の位相シフトマスクの凸欠陥修正方法を説明するマスクの平面図及び断面図。
【図１３】本発明の位相シフトマスクの凸欠陥修正方法を説明するマスクの平面図及び断面図。
【図１４】本発明の位相シフトマスクの凸欠陥修正方法を説明するマスクの断面図。
【図１５】本発明の位相シフトマスクの凸欠陥修正方法を説明するマスクの平面図及び断面図。
【図１６】本発明の位相シフトマスクの凸欠陥修正方法を説明するマスクの断面図。
【図１７】本発明の位相シフトマスクの凸欠陥修正に用いる凸欠陥を有する位相シフトマスクの平面図及び断面図。
【図１８】本発明の位相シフトマスクの凸欠陥修正方法を説明するマスクの断面図。
【図１９】本発明の位相シフトマスクの凸欠陥修正方法を説明するマスクの平面図及び断面図。
【図２０】本発明の位相シフトマスクの凸欠陥修正方法を説明するマスクの断面図。
【図２１】本発明の位相シフトマスクの凸欠陥修正方法を説明するマスクの断面図及び平面図。
【図２２】本発明の位相シフトマスクの凸欠陥修正方法を説明するマスクの断面図。
【図２３】従来のマスク欠陥修正を説明するマスクパターンの平面図。
【図２４】図２３のＡ−Ａ′線に沿う部分の像強度プロファイルを示す特性図。
【符号の説明】
１・・・クロムマスク、    ２・・・石英基板、  ３・・・クロム遮光膜、
４・・・開口部、    ５・・・エッチング跡、    ６・・・凸欠陥、
７・・・集束イオンビーム、  ８・・・クロムエッチング用アシストガス、
９・・・クロム薄膜、  １０・・・レーザ照射領域、  １２・・・修正部、
１４・・・修正部スペース、    １５・・・修正部ライン、
１６・・・位相シフトマスク、
１７・・・位相シフタ（位相シフタパターン）、
１８・・・ガリウム混入モリブデンシリサイド層、
１９・・・ガリウム混入石英層、    ２０・・・二フッ化キセノン、
２１・・・石英掘り込み部、
２２・・・クロム／モリブデンシリサイド位相マスク、
２３・・・クロム／モリブデンシリサイドパターン、
２４・・・クロム膜。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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