JP2011017952A

JP2011017952A - Method for correcting phase-shift mask, and corrected phase-shift mask

Info

Publication number: JP2011017952A
Application number: JP2009163448A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Yamamoto; 和章山本; Tomoji Tozawa; 智史戸澤; Naoki Sakamoto; 尚己阪本; Mitsuhiro Takeda; 充弘武田
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2009-07-10
Filing date: 2009-07-10
Publication date: 2011-01-27
Anticipated expiration: 2029-07-10
Also published as: JP5526631B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for correcting a phase-shift mask, wherein the method can accurately correct a micropattern without degrading throughput, damaging glass substrates and other half-tone patterns, or leaving correction traces, when correcting black defects in a half-tone phase-shift mask, and to provide a corrected phase-shift mask.SOLUTION: The black defects of the phase-shift mask, caused in a half-tone layer, are corrected in a step of manufacturing the half-tone phase-shift mask. The method for correcting the phase-shift mask includes temporarily stopping etching the half-tone layer 21, in the middle of the etching, to be in a half-etching state; inspecting and correcting the black defects 71 of the half-tone layer 21 in the half-etching state; and thereafter etching remaining half-tone layer 21 to a surface of the transparent substrate 11 to form the half-tone pattern 22.

Description

本発明は、ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の高密度集積回路の製造に用いられる位相シフトフォトマスクの修正方法に係り、特に、微細なパターンを高精度に形成する際に使用されるハーフトーン位相シフト層を有する位相シフトフォトマスクの修正方法および修正された位相シフトフォトマスクに関する。 The present invention relates to a method for correcting a phase shift photomask used for manufacturing high-density integrated circuits such as LSI and VLSI, and more particularly, a halftone phase shift layer used for forming a fine pattern with high accuracy. The present invention relates to a method for correcting a phase shift photomask having the above and a modified phase shift photomask.

ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の半導体集積回路は、シリコンウェーハ等の被加工基板上にレジストを塗布し、ステッパー等により所望のパターンを露光した後、現像、エッチング、ドーピング、ＣＶＤ等を行う、いわゆるリソグラフィー工程を繰り返すことにより製造されている。 A semiconductor integrated circuit such as an IC, LSI, or VLSI is a so-called process in which a resist is applied on a substrate to be processed such as a silicon wafer, a desired pattern is exposed by a stepper or the like, and then development, etching, doping, CVD, or the like is performed. It is manufactured by repeating the lithography process.

半導体集積回路素子の微細化に伴い、リソグラフィ工程での露光波長の短波長化とともに、位相シフトフォトマスク（以後、位相シフトマスクという。）を用いた位相シフト露光法が広く使われている。位相シフトマスクには位相シフターが設けられており、ウェーハへの転写露光時に、位相シフターを通り位相が変わった光と、位相シフターを通らずに位相が変わっていない光との干渉を利用して、解像力を向上させることができる。位相シフトマスクを用いた露光法は、同じ投影露光装置を使用しても、マスクを従来のフォトマスク（バイナリマスク）から位相シフトマスクに代えることにより、フォトマスクからウェーハに転写されるデバイスパターンの解像度を上げることができると共に、焦点深度を深くすることができるという大きな特徴を有する。 Along with miniaturization of semiconductor integrated circuit elements, a phase shift exposure method using a phase shift photomask (hereinafter referred to as a phase shift mask) is widely used along with a shortening of an exposure wavelength in a lithography process. The phase shift mask is provided with a phase shifter, which utilizes the interference between the light whose phase has changed through the phase shifter and the light whose phase has not changed without passing through the phase shifter during transfer exposure to the wafer. , Resolution can be improved. In the exposure method using a phase shift mask, even if the same projection exposure apparatus is used, a device pattern transferred from a photomask to a wafer is changed by changing the mask from a conventional photomask (binary mask) to a phase shift mask. The feature is that the resolution can be increased and the depth of focus can be increased.

このような位相シフトマスク中の一つとして、ハーフトーン型位相シフトマスク（ハーフトーンマスクともいう。）が提案されている。このハーフトーン型位相シフトマスクは、透明基板上に露光光に対して半透明な領域と透明な領域とを少なくとも有し、この半透明な領域と透明な領域とを通過する光の位相差が実質的に１８０°になる構成のマスクであり、半導体素子のホール、ドット、スペース、ライン等において解像力が上がり、焦点深度が広がることが示されている。このとき、半透明膜の膜厚をｄとし、露光波長をλ、その露光波長での半透明膜の屈折率をｎとすると、ｄ＝λ／〔２（ｎ−１）〕の関係を満たすとき、最も効果がある。 As one of such phase shift masks, a halftone phase shift mask (also referred to as a halftone mask) has been proposed. This halftone phase shift mask has at least a translucent area and a transparent area with respect to exposure light on a transparent substrate, and the phase difference of light passing through the translucent area and the transparent area is small. It is a mask having a configuration of substantially 180 °, and it is shown that the resolution increases in the holes, dots, spaces, lines, etc. of the semiconductor element and the depth of focus increases. At this time, when the thickness of the semitransparent film is d, the exposure wavelength is λ, and the refractive index of the semitransparent film at the exposure wavelength is n, the relationship d = λ / [2 (n−1)] is satisfied. When it is most effective.

図３は、ハーフトーン型位相シフトマスクにおける従来の製造工程の一例を示した工程断面模式図である。図３（１）はブランクスと呼ばれるハーフトーン型位相シフトマスクの原材料を表しており、１１は透明基板（本発明では、ガラス基板とも称する。）、２１はハーフトーン層、３１はクロム等からなる遮光層、４１は第１のレジスト層である。図３（２）は第１の製版工程における露光工程で、加工すべきパターン情報に従って第１のレジスト層４１に電子ビームあるいはレーザービーム５１を選択的に照射し、必要に応じてプリベークを実施して露光部４３を形成する。図３（３）は現像工程で、露光部分４３のみを選択除去して第１のレジストパターン４２を形成したフォトマスク基板を得る（以後、マスク製造工程中のフォトマスク基板をマスク基板という。）。 FIG. 3 is a process cross-sectional schematic diagram showing an example of a conventional manufacturing process for a halftone phase shift mask. FIG. 3A shows a raw material of a halftone phase shift mask called blanks, 11 is a transparent substrate (also called a glass substrate in the present invention), 21 is a halftone layer, 31 is made of chromium or the like. The light shielding layer 41 is a first resist layer. FIG. 3B is an exposure process in the first plate making process. The first resist layer 41 is selectively irradiated with an electron beam or a laser beam 51 according to pattern information to be processed, and pre-baking is performed as necessary. Then, the exposure part 43 is formed. FIG. 3 (3) shows a development process in which only the exposed portion 43 is selectively removed to obtain a photomask substrate on which the first resist pattern 42 is formed (hereinafter, the photomask substrate in the mask manufacturing process is referred to as a mask substrate). .

図３（４）は遮光層３１のエッチング工程で、現像により露出した遮光層３１をエッチングにより除去する。一般的には塩素を主成分とするプラズマ６１を照射し、ドライエッチングの手法により遮光層３１を選択除去する。図３（５）は遮光層３１を選択除去後のマスク基板の状態を表しており、この段階では所定のパターン情報に従い遮光層のパターン（遮光パターン３２）が形成されている。図３（６）はハーフトーン層２１のエッチング工程で、第１のレジストパターン４２をマスクとして、ハーフトーン層２１を選択除去する。図３（７）はハーフトーン層のエッチング完了後のマスク基板を表しており、ハーフトーンパターン２２が形成されている。図３（８）は第１のレジストパターン４２の剥膜工程で、レジストパターンを剥離した状態を表している。この段階でハーフトーン層２１をパターニングしてハーフトーンパターン２２とする工程は完了である。 FIG. 3 (4) shows an etching process of the light shielding layer 31, and the light shielding layer 31 exposed by development is removed by etching. In general, the plasma 61 mainly containing chlorine is irradiated, and the light shielding layer 31 is selectively removed by a dry etching technique. FIG. 3 (5) shows the state of the mask substrate after the light shielding layer 31 has been selectively removed. At this stage, a light shielding layer pattern (light shielding pattern 32) is formed according to predetermined pattern information. FIG. 3 (6) shows an etching process of the halftone layer 21. The halftone layer 21 is selectively removed using the first resist pattern 42 as a mask. FIG. 3 (7) shows the mask substrate after the etching of the halftone layer is completed, and the halftone pattern 22 is formed. FIG. 3 (8) shows a state in which the resist pattern is peeled off in the step of stripping the first resist pattern 42. At this stage, the process of patterning the halftone layer 21 to form the halftone pattern 22 is completed.

続いて第２の製版工程に入る。第２の製版工程は、ハーフトーンパターン上の不要な遮光パターンを除去し、ハーフトーンパターンを露出させる工程である。図３（９）は第２のレジスト層の塗布工程で、改めて第２のレジスト層８１をパターン形成面側の全面にコーティングする。一般的にはポジレジストが用いられる。図３（１０）は第２の描画工程で、遮光層が不要となる領域に選択的に電子ビームあるいはレーザービーム９１を照射し、露光部８３を形成する。図３（１１）は第２のレジスト層の現像工程で、露光されたレジストを現像により除去する。図３（１２）は遮光パターン３２のエッチング工程で、露出した不要な遮光パターンを選択除去する。ウェットエッチングを用いる場合、ドライエッチングを用いる場合、両者を併用する場合などがある。図３（１３）は第２のレジストパターン８２の剥膜工程で、レジストパターン８２を剥離した状態である。マスク基板の周辺部などの必要な箇所には遮光パターン３２が残される。この工程で、マスク製造工程は完了する。 Subsequently, the second plate making process is entered. The second plate making process is a process of removing an unnecessary light shielding pattern on the halftone pattern and exposing the halftone pattern. FIG. 3 (9) shows a second resist layer coating step, in which the second resist layer 81 is again coated on the entire surface on the pattern forming surface side. Generally, a positive resist is used. FIG. 3 (10) shows a second drawing process, in which an exposure portion 83 is formed by selectively irradiating an electron beam or laser beam 91 to a region where the light shielding layer is unnecessary. FIG. 3 (11) shows a developing process of the second resist layer, in which the exposed resist is removed by development. FIG. 3 (12) shows an etching process of the light shielding pattern 32, in which unnecessary exposed light shielding patterns are selectively removed. There are cases where wet etching is used, dry etching is used, and both are used together. FIG. 3 (13) shows a state where the resist pattern 82 has been peeled off in the step of peeling the second resist pattern 82. The light shielding pattern 32 is left in a necessary portion such as a peripheral portion of the mask substrate. This step completes the mask manufacturing process.

マスク基板は、この後必要に応じて洗浄工程に入り、図３（１４）の検査工程に入り、所定通りのパターンが正常に形成されているかを検査する。ここでの検査手法は、設計されたパターンデータと実パターンを直接比較検証するＤｉｅＴｏＤａｔａｂａｓｅ（ダイ−データベース）検査と、隣接するチップの実パターン同士を比較照合して検証するＤｉｅＴｏＤｉｅ（ダイ−ダイ）検査に大別される。求められるスペックや面付けの有無により、いずれかの手法を用いて検査する。検査されたマスク基板は図３（１５）の工程で選別され、良品は出荷に向けた後続の検査に移行する。不良判定されたものは、不良のモードを解析し、修正が可能と判断されたものは図３（１６）に示す修正工程に入る。 Thereafter, the mask substrate enters a cleaning process as necessary, and enters the inspection process of FIG. 3 (14) to inspect whether a predetermined pattern is normally formed. The inspection methods here are a DieToDatabase (die-database) inspection that directly compares and verifies the designed pattern data and the actual pattern, and a DieToDie (die-die) inspection that compares and verifies the actual patterns of adjacent chips. It is divided roughly into. Inspect using either method, depending on the required specifications and imposition. The inspected mask substrate is selected in the process of FIG. 3 (15), and the non-defective product shifts to the subsequent inspection for shipping. If the defect is determined, the failure mode is analyzed, and if it is determined that the correction is possible, the correction process shown in FIG.

図３は従来工程の１例であり、もとより全てのハーフトーン型位相シフトマスクが図３に限定された製造工程を通るわけではなく、例えば図４に示した製造工程も多く採用されている。図４において、図３と同じ箇所を示す場合には、同じ符号を用いている。図３と図４の工程の違いは、図３の工程が、図３（６）の工程で、第１のレジストパターン４２をマスクとしてハーフトーン層２１をエッチングするのに対し、図４の工程では、図４（６）に示すように、先に第１のレジストパターン４２を剥膜し、遮光パターン３２のみをマスクとしてハーフトーン層２１をエッチングすることが特徴である。 FIG. 3 shows an example of a conventional process, and not all of the halftone phase shift masks pass through the manufacturing process limited to that shown in FIG. 3. For example, many of the manufacturing processes shown in FIG. 4 are employed. In FIG. 4, the same reference numerals are used to indicate the same parts as those in FIG. 3 and 4 is different from the process of FIG. 3 in that the halftone layer 21 is etched using the first resist pattern 42 as a mask in the process of FIG. 3 (6). Then, as shown in FIG. 4 (6), the first resist pattern 42 is stripped first, and the halftone layer 21 is etched using only the light shielding pattern 32 as a mask.

図４の工程を用いる場合は、ハーフトーン層２１のエッチング時に遮光パターン３２にダメージを与えるガスは使用できないため、遮光パターン３２がクロムを主成分とする場合、塩素系のガスプラズマは用いられない。この場合一般的には、まず遮光パターン３２を塩素ガス系でエッチングし、レジストパターン４２剥離後のハーフトーン層２１エッチングには６フッ化硫黄ガスが用いられる。いずれの工程も用途に応じて量産プロセスで用いられている。 When the process shown in FIG. 4 is used, a gas that damages the light shielding pattern 32 during etching of the halftone layer 21 cannot be used. Therefore, when the light shielding pattern 32 is mainly composed of chromium, chlorine-based gas plasma is not used. . In this case, generally, the light shielding pattern 32 is first etched with a chlorine gas system, and sulfur hexafluoride gas is used for etching the halftone layer 21 after the resist pattern 42 is peeled off. Both processes are used in mass production processes depending on the application.

次に、図２に、代表的なフォトマスクの欠陥と、欠陥の生成工程の一例、ならびに従来の欠陥修正方法を示す。一般的な流れは図３で示した工程と全く同様である。図２において、図３と同じ箇所を示す場合には、同じ符号を用いている。フォトマスクとしての品質上の大きな問題点の一つは、図２（１３）に示すマスクとしての最終形態において、本来あってはならない領域に不要なハーフトーン層が残ってしまう欠陥２４であり、この不要な余剰欠陥は、通称「黒欠陥」と呼ばれている。黒欠陥は、マスクを用いたウェーハ露光時に、その欠陥像をウェーハ上に転写形成してしまう。該黒欠陥の発生工程は多様であるが、例えば、図２（５）の工程に例示するように、遮光層が除去されたマスク基板に異物７１が付着してしまい、ハーフトーン層のエッチングを阻害してしまい最終段階まで残ってしまう場合である。あるいは、どこかの段階で異物自体は取れてしまってはいるのだが、エッチングを阻害されたことで残ってしまうハーフトーン層の残留物も同様に黒欠陥として表れる。 Next, FIG. 2 shows a typical photomask defect, an example of a defect generation process, and a conventional defect correction method. The general flow is exactly the same as the process shown in FIG. In FIG. 2, the same reference numerals are used to indicate the same parts as in FIG. One of the major problems in quality as a photomask is a defect 24 in which an unnecessary halftone layer remains in a region that should not be inherent in the final form as a mask shown in FIG. This unnecessary surplus defect is commonly called a “black defect”. The black defect causes the defect image to be transferred and formed on the wafer at the time of wafer exposure using a mask. Although the black defect generation process is various, for example, as illustrated in the process of FIG. 2 (5), the foreign substance 71 adheres to the mask substrate from which the light shielding layer has been removed, and the halftone layer is etched. This is a case where it is obstructed and remains until the final stage. Alternatively, although the foreign matter itself has been removed at some stage, the residue of the halftone layer that remains due to the inhibition of etching also appears as a black defect.

上記の黒欠陥の修正方法にはいろいろ提案されている手法があるが、近年のパターンの高精度・狭ピッチ化に伴い、その適用には困難を極めることが多く、化学的な部分エッチングや、レーザー加工による部分除去では精度が伴わず、後述するように、正常に欠陥部分を修正できたかどうかを判定するリソグラフィシミュレーション顕微鏡検査工程において、目標とするスペック値を外れてしまい、不良品として処置されるケースが少なくない。そのような修正方法の中でも最も精度良く修正できる技術として、原子間力顕微鏡の原理を用いながら、ダイヤモンド針の先端で欠陥部分を削り取る修正方法が開発され、黒欠陥の修正に用いられている（例えば、特許文献１参照）。即ち、図２（１５）の工程に示したように、ハーフトーン層の欠陥２４部分をダイヤモンド針１０１で物理的に削り取り、図２（１６）で示した修正済みマスク基板を得る工程が開発され、フォトマスクの修正技術は飛躍的に向上した。 There are various proposed methods for correcting the above black defects, but with the recent high precision and narrow pitch of patterns, it is often difficult to apply, such as chemical partial etching, Part removal by laser processing is not accompanied by accuracy, and, as will be described later, in the lithography simulation microscope inspection process to determine whether the defective part has been successfully corrected, the target specification value is deviated and treated as a defective product. There are not a few cases. Among such correction methods, the most accurate correction technique has been developed using the principle of the atomic force microscope to scrape off the defective portion with the tip of the diamond needle and used to correct black defects ( For example, see Patent Document 1). That is, as shown in the process of FIG. 2 (15), a process of physically removing the defect 24 portion of the halftone layer with the diamond needle 101 to obtain the corrected mask substrate shown in FIG. 2 (16) is developed. Photomask correction technology has improved dramatically.

特開平６−１４８８７０号公報JP-A-6-148870

前述の物理的な研削修正手法を用いることで、フォトマスクの修正精度が飛躍的に向上したことは間違いないが、近年のフォトマスクの高精度化にはもはや追随できていないのが実状であり、更なる修正精度の向上が要求されている。 Although there is no doubt that the photomask correction accuracy has improved dramatically by using the above-mentioned physical grinding correction method, the actual situation is that it is no longer able to keep up with the recent improvement in photomask accuracy. Therefore, further improvement in correction accuracy is required.

図２（１６）で示した修正済みマスク基板は物理的には欠陥が除去され、一見すると良品であるように見えるが、フォトマスクに要求される高度に光学的な機能を完全に回復するに至っていない。そのため、後工程の光学的なリソグラフィシミュレーション顕微鏡検査工程で良品として合格判定されない結果を引き起こしている。 The corrected mask substrate shown in FIG. 2 (16) is physically free of defects and appears to be good at first glance, but it fully recovers the highly optical function required for the photomask. Not reached. For this reason, the optical lithography simulation microscope inspection process in the subsequent process causes a result that is not judged as acceptable.

すなわち、図２（１６）で示した欠陥修正済みマスク基板は、研削修正したことによる欠陥修正痕２５を必ず有しており、この欠陥修正痕２５がフォトマスクとしての光学特性を阻害する大きな因子となっている。この欠陥修正痕２５は、欠陥を物理的に削り取る際に、完全に削り取ることができなかった残留ハーフトーン膜であったり、あるいは削り過ぎてしまったためにガラス基板１１自体にダメージを与えてしまった欠陥痕のことを指している。いずれも透過光の強度を落としてしまうために、非修正部分とのコントラスト差を是正し切ることができず、欠陥修正後に続く光学的なリソグラフィシミュレーション顕微鏡検査で結局不良判定されてしまうという結果を招いていた。 That is, the defect-corrected mask substrate shown in FIG. 2 (16) always has a defect correction mark 25 resulting from grinding correction, and this defect correction mark 25 is a major factor that hinders optical characteristics as a photomask. It has become. The defect repair mark 25 is a residual halftone film that could not be completely removed when the defect was physically removed, or the glass substrate 11 itself was damaged because it was excessively removed. It refers to a defect mark. In either case, the intensity of transmitted light is reduced, so the contrast difference from the non-corrected part cannot be corrected, and the result is that the defect is eventually determined by optical lithography simulation microscopy after defect correction. I was invited.

ここで光学的なリソグラフィシミュレーション顕微鏡検査について説明する。半導体集積回路素子の微細化に伴い、リソグラフィ工程においては、バイナリマスクや位相シフトマスクのマスク上の外観欠陥や位相欠陥などの欠陥がウェーハ上に転写された場合に、許諾できる欠陥か否かの検証が重要となる。実際の露光装置で露光する前に、このマスク欠陥の転写性、あるいは欠陥修正後の転写性を検証するために、光学シミュレーションを行ってフォトマスクの欠陥転写特性を評価する検査方法が行われている。評価装置としてはリソグラフィシミュレーション顕微鏡が用いられており、例えば、エアリアルイメージ測定システム（ＡｅｒｉａｌＩｍａｇｅＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ：カールツァイス社製、以後、ＡＩＭＳ（登録商標）と称する）などが知られている。 Here, optical lithography simulation microscopy will be described. With the miniaturization of semiconductor integrated circuit elements, in the lithography process, whether defects such as appearance defects or phase defects on the mask of the binary mask or phase shift mask are transferred to the wafer, whether or not the defects can be permitted. Verification is important. In order to verify the transferability of this mask defect or the transferability after defect correction before exposure with an actual exposure apparatus, an inspection method is carried out to evaluate the photomask defect transfer characteristics by performing optical simulation. Yes. As an evaluation apparatus, a lithography simulation microscope is used. For example, an aerial image measurement system (Aerial Image Measurement System: manufactured by Carl Zeiss, hereinafter referred to as AIMS (registered trademark)) is known.

リソグラフィシミュレーション顕微鏡として代表的なＡＩＭＳを例にして説明する。図６は、マスク製造時におけるリソグラフィシミュレーション顕微鏡ＡＩＭＳの使われ方を示す一例としての工程図である。図７は、フォトマスクの欠陥転写特性評価方法に用いるＡＩＭＳの光学系の概略説明図であり、ＡＩＭＳは半導体用露光装置と同じ波長の光源を持ち、露光装置と等価の照明光学系を持つシミュレーション顕微鏡である。図７に示すように、照明光学系の瞳フィルタ１７１を通過した照明光でフォトマスク１７２を照明し、投影光学系を介して焦点面に設けたＣＣＤカメラ１７４で転写画像を取得する。マスクパターンとしての転写特性の評価は、予め無欠陥パターン部にて製品として可（ＯＫ）となる所定の閾値を算出しておき、欠陥部あるいは欠陥部修正後のパターン部の転写画像を取得し、ＣＤ（ＣｒｉｔｉｃａｌＤｉｍｅｎｓｉｏｎ；微小寸法）値や光強度を測定し、ＯＫか不可（ＮＧ）かの合否判定を行っている。ＯＫならばこの欠陥修正工程は終了し、マスクは良品とされ、ＮＧの場合には不良品として再度修正が行われ、修正不可の場合には不良品となる。 A typical AIMS will be described as an example of a lithography simulation microscope. FIG. 6 is a process diagram as an example showing how the lithography simulation microscope AIMS is used during mask manufacture. FIG. 7 is a schematic explanatory diagram of an AIMS optical system used in a photomask defect transfer characteristic evaluation method. AIMS has a light source having the same wavelength as a semiconductor exposure apparatus and a simulation having an illumination optical system equivalent to the exposure apparatus. It is a microscope. As shown in FIG. 7, the photomask 172 is illuminated with illumination light that has passed through the pupil filter 171 of the illumination optical system, and a transfer image is acquired by a CCD camera 174 provided on the focal plane via the projection optical system. For the evaluation of the transfer characteristics as a mask pattern, a predetermined threshold value that is acceptable (OK) as a product is calculated in advance in the defect-free pattern portion, and a transfer image of the defective portion or the pattern portion after the defect portion correction is acquired. , CD (Critical Dimension) value and light intensity are measured, and OK / NG judgment is made. If OK, the defect correcting process is completed, the mask is determined to be a non-defective product, and in the case of NG, correction is performed again as a defective product, and when the correction is impossible, the defective product is determined to be defective.

図２では説明を判りやすくするために、周囲のパターンから離れて独立している孤立欠陥について説明したが、実際に発生する欠陥は、図５（１）に示すように、ハーフトーンパターン２２のエッヂにかかる状態で生成される欠陥（エッヂ欠陥という）２４が多い。エッヂ欠陥の場合には、その修正に要求されるスキルは多大なものがあり、原子間力顕微鏡の原理を用いた物理的な研削修正手法により単に欠陥を削り取るだけではなく、本来パターンが持っているべきエッヂ形状を忠実に再現しなければ、シミュレーション顕微鏡検査で合格判定されるに至らない結果となる。しかしながら、ドライエッチングプロセスで化学反応的に形成された無欠陥部のハーフトーンパターンのエッヂと、物理的切削によって修正を加えた修正部のハーフトーンパターンのエッヂとでは、おのずから形状が異なり、実際には図５（２）に示すような修正痕２５が、欠陥があった跡として、ハーフトーンパターン２２のエッヂや、ガラス基板１１との境界に発生するという問題がある。 In FIG. 2, for the sake of easy understanding, the isolated defect that is independent from the surrounding pattern is described. However, the actually generated defect is the halftone pattern 22 as shown in FIG. There are many defects (called edge defects) 24 generated in the state of the edge. In the case of an edge defect, there are a great deal of skills required to correct it, and it is not only a physical grinding correction method that uses the principle of atomic force microscopy, but the original pattern has. If the edge shape that should be present is not faithfully reproduced, the result will not be judged as acceptable by simulation microscopy. However, the edge of the halftone pattern of the defect-free part chemically formed by the dry etching process and the edge of the halftone pattern of the corrected part that has been corrected by physical cutting are naturally different in shape. However, there is a problem that the correction mark 25 as shown in FIG. 5B is generated at the edge of the halftone pattern 22 or the boundary with the glass substrate 11 as a defect mark.

そのため、現在、この修正痕２５の影響を極力小さくするために、原始的な方法ではあるが、欠陥部を少し削っては検査、また少し削っては検査と、回分式に修正、検査を繰り返し、所定の性能が得られるまで修正を繰り返す修正方法が主流となっている。しかしその分、欠陥修正のスループットを致命的に落としたり、あるいはその他の外観品質に影響を与えるなど、様々な問題を生じている。またそのように回分修正をしていても毎回の修正精度を一定に維持することは難しく、あるタイミングで過剰修正により救済不能状況を招き、その結果として修正効率を下げてしまうという問題がある。 Therefore, at present, in order to minimize the influence of the correction mark 25, this is a primitive method. However, the defect portion is slightly inspected and inspected, and the indentation is inspected, and the correction and inspection are repeated batchwise. A correction method that repeats correction until a predetermined performance is obtained has become the mainstream. However, various problems such as a fatal reduction in defect correction throughput or other effects on appearance quality have occurred. Further, it is difficult to maintain the accuracy of correction every time even if corrections are made in such a manner, and there is a problem in that an over-correction causes an unrepairable situation at a certain timing, resulting in a reduction in correction efficiency.

さらに狭ピッチ化が進むに至り、針先そのものをパターン間に挿入すること自体が困難な事態に陥ることがあり、針先が無欠陥パターンに接触してしまい、致命欠陥となる事例も報告されている。これを回避するために、先端をよりを細くしたダイヤモンド針の適用や、先端形状を故意に非対称としたダイヤモンド針を用いて特定方向の欠陥のみ順次削って行く手法が取られたりしているが、根本解決には至っておらず、修正時間をより拡大してしまうという問題がある。 As the pitch becomes further narrower, it may be difficult to insert the needle tip between the patterns itself, and the case where the needle tip touches the defect-free pattern and becomes a fatal defect has been reported. ing. In order to avoid this, there are methods such as applying a diamond needle with a narrower tip and sequentially scraping only defects in a specific direction using a diamond needle whose tip shape is intentionally asymmetric. However, there is a problem that it has not reached a fundamental solution and extends the correction time.

そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、ハーフトーン型位相シフトマスクの黒欠陥修正において、スループットを低下させずに、ガラス基板や他のハーフトーンパターンに損傷を与えず、修正痕を残さずに、微細パターンの修正を精度良く行うことができる位相シフトマスクの修正方法および修正された位相シフトマスクを提供することである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems. That is, the object of the present invention is to correct a black defect of a halftone phase shift mask without reducing throughput, damaging a glass substrate or other halftone patterns, leaving no correction traces, and fine patterns. A phase shift mask correcting method and a corrected phase shift mask capable of performing the above correction with high accuracy are provided.

上記の課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の発明に係る位相シフトマスクの修正方法は、透明基板上のハーフトーン層上に設けた遮光層を介してレジスト層を形成し、該レジスト層にパターン描画を行い、現像してレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして露出した遮光層をエッチングして遮光パターンを形成し、さらに該レジストパターンおよび／または遮光パターンをマスクとして前記ハーフトーン層をエッチングしてハーフトーンパターンを形成してハーフトーン型位相シフトマスクを製造する工程において、前記ハーフトーン層に生じた位相シフトマスクの黒欠陥を修正する位相シフトマスクの修正方法であって、前記ハーフトーン層のエッチングをエッチング途中で一旦中断してハーフエッチング状態とし、前記ハーフエッチング状態で前記ハーフトーン層の黒欠陥の検査および修正をし、次に残りのハーフトーン層を前記透明基板面まで完全にエッチングしてハーフトーンパターンを形成することを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, a phase shift mask correcting method according to the first aspect of the present invention comprises forming a resist layer via a light shielding layer provided on a halftone layer on a transparent substrate. A pattern is drawn on the resist layer, developed to form a resist pattern, the exposed light shielding layer is etched using the resist pattern as a mask to form a light shielding pattern, and the resist pattern and / or the light shielding pattern is masked. A method of correcting a phase shift mask for correcting a black defect of a phase shift mask generated in the halftone layer in a step of manufacturing a halftone type phase shift mask by etching the halftone layer to form a halftone pattern The halftone layer etching is temporarily interrupted during the etching and half-etched. And inspecting and correcting black defects in the halftone layer in the half-etched state, and then completely etching the remaining halftone layer to the transparent substrate surface to form a halftone pattern. To do.

請求項２に記載の発明に係る位相シフトマスクの修正方法は、請求項１に記載の発明に係る位相シフトマスクの修正方法において、前記ハーフエッチング状態での黒欠陥の検査が、透過光による検査であることを特徴とするものである。 A phase shift mask correction method according to a second aspect of the present invention is the phase shift mask correction method according to the first aspect of the present invention, wherein the black defect inspection in the half-etched state is an inspection by transmitted light. It is characterized by being.

請求項３に記載の発明に係る位相シフトマスクの修正方法は、請求項１または請求項２に記載の発明に係る位相シフトマスクの修正方法において、前記ハーフエッチング状態での黒欠陥の修正が、原子間力顕微鏡の探針を用いた研削による修正であることを特徴とするものである。 A phase shift mask correction method according to a third aspect of the present invention is the phase shift mask correction method according to the first or second aspect of the present invention, wherein the black defect in the half-etched state is corrected, It is characterized by correction by grinding using a probe of an atomic force microscope.

請求項４に記載の発明に係る位相シフトマスクの修正方法は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の位相シフトマスクの修正方法において、前記ハーフエッチング状態における前記ハーフトーン層の残膜厚が１０ｎｍ以上であり、前記ハーフトーン層の初期膜厚の９５％以下の範囲であることを特徴とするものである。 A phase shift mask correction method according to a fourth aspect of the present invention is the phase shift mask correction method according to any one of the first to third aspects, wherein the halftone layer is in the half-etched state. The remaining film thickness is 10 nm or more and is in the range of 95% or less of the initial film thickness of the halftone layer.

請求項５に記載の発明に係る位相シフトマスクは、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の発明に係る位相シフトマスクの修正方法により黒欠陥が修正された位相シフトマスクであって、リソグラフィシミュレーション顕微鏡による検査で、前記黒欠陥の修正箇所が、非修正箇所と光学的に同等であることを特徴とするものである。 A phase shift mask according to a fifth aspect of the present invention is a phase shift mask in which black defects are corrected by the method of correcting a phase shift mask according to any one of the first to fourth aspects. Then, in the inspection by the lithography simulation microscope, the corrected portion of the black defect is optically equivalent to the non-corrected portion.

（作用）
本発明においては、ハーフエッチング状態のハーフトーン層に存在する黒欠陥を修正するため、例え欠陥部を削り過ぎたとしても、ガラスダメージに至ることは皆無であり、ガラスダメージを気にすることなく修正が可能になる。しかも、修正後に残りのハーフトーン層を除去する工程が入るため、従来のようにハーフトーン層のパターンの物理的に完全なエッヂ状態を形成する必要はなく、また、欠陥修正の深さ方向も従来の方法よりも浅くてよいために、従来方法に比べてより微細なハーフトーンパターンの修正を精度良く実施することが可能となる。 (Function)
In the present invention, in order to correct the black defect existing in the half-tone layer in the half-etched state, even if the defective portion is excessively shaved, there is no glass damage, and without worrying about the glass damage. Corrections are possible. In addition, since the process of removing the remaining halftone layer after the correction is performed, it is not necessary to form a physically complete edge state of the pattern of the halftone layer as in the prior art, and the depth direction of the defect correction is also determined. Since the depth may be shallower than that of the conventional method, it is possible to correct the halftone pattern that is finer than that of the conventional method with high accuracy.

以上の説明から明らかなように、本発明の位相シフトマスクの修正方法によると、ハーフエッチング状態で欠陥を修正するため、ガラスダメージを気にすることなく修正が可能になる。また修正によりハーフトーン層についた修正痕も、修正後に続く第２段目のハーフトーン層のエッチング工程で除去することができる。さらにエッヂの欠陥修正なども完全に削り出す必要はなく、表層の修正を実施すれば、後続のエッチング工程が自然なパターン形状を形成してくれ、またハーフエッチング状態での修正は比較的浅い修正で済むため、今後益々狭ピッチ化が進んだとしても、隣接する他のパターンに影響を与えることなく、欠陥部分だけを修正することがより容易になる。 As is apparent from the above description, according to the method for correcting a phase shift mask of the present invention, since defects are corrected in a half-etched state, correction can be performed without worrying about glass damage. In addition, the correction marks on the halftone layer due to the correction can be removed in the etching process of the second halftone layer following the correction. In addition, it is not necessary to completely cut out defects such as edge defects. If the surface layer is corrected, the subsequent etching process forms a natural pattern shape, and correction in the half-etched state is relatively shallow. Therefore, even if the pitch is further reduced in the future, it becomes easier to correct only the defective portion without affecting other adjacent patterns.

さらに、係る発明を用いて修正を施した本発明の位相シフトマスクは、従来の修正方法により修正された位相シフトマスクに比べて、修正部の光学特性の変異に対するリスクが低く、ウェーハ転写時の露光強度やフォーカスの影響をより緩和できる高品質なフォトマスクが提供できる。 Furthermore, the phase shift mask of the present invention that has been modified using such an invention has a lower risk of variation in the optical characteristics of the modified portion than a phase shift mask that has been modified by a conventional correction method, and is suitable for wafer transfer. A high-quality photomask that can further alleviate the effects of exposure intensity and focus can be provided.

本発明の欠陥修正方法を含むハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法を示す工程断面模式図である。It is process cross-sectional schematic diagram which shows the manufacturing method of the halftone type | mold phase shift mask containing the defect correction method of this invention. 従来の欠陥修正方法を含むハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法を示す工程断面模式図である。It is process cross-sectional schematic diagram which shows the manufacturing method of the halftone type | mold phase shift mask containing the conventional defect correction method. 従来のハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法を示す工程断面模式図である。It is process cross-sectional schematic diagram which shows the manufacturing method of the conventional halftone type | mold phase shift mask. 従来のハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法の他の例を示す工程断面模式図である。It is process cross-sectional schematic diagram which shows the other example of the manufacturing method of the conventional halftone type | mold phase shift mask. ハーフトーンパターンのエッヂ欠陥の修正と修正痕の発生を説明する断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram explaining correction of the edge defect of a halftone pattern and generation | occurrence | production of a correction trace. マスク製造時におけるリソグラフィシミュレーション顕微鏡ＡＩＭＳの使われ方を示す一例としての工程図である。It is process drawing as an example which shows how to use lithography simulation microscope AIMS at the time of mask manufacture. フォトマスクのパターンの欠陥転写特性評価方法に用いるＡＩＭＳの光学系の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the optical system of AIMS used for the defect transfer characteristic evaluation method of the photomask pattern.

以下、本発明の位相シフトマスクの修正方法および位相シフトマスクについて詳細に説明する。 Hereinafter, the phase shift mask correcting method and the phase shift mask according to the present invention will be described in detail.

（位相シフトマスクの修正方法）
図１は、本発明の位相シフトマスクの修正方法を含むハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法を示す工程断面模式図であり、概略は図３および図４の工程フローと同じである。図１において、図３と同じ箇所を示す場合には、同じ符号を用いている。図１（６）〜図１（１３）の工程が本発明の修正方法を特徴づける工程である。 (Phase shift mask correction method)
FIG. 1 is a process cross-sectional schematic diagram showing a method for manufacturing a halftone phase shift mask including a method for correcting a phase shift mask of the present invention, and the outline is the same as the process flow of FIGS. 3 and 4. In FIG. 1, the same reference numerals are used to indicate the same parts as those in FIG. The steps of FIGS. 1 (6) to 1 (13) characterize the correction method of the present invention.

図１（１）はブランクス、図１（２）は露光工程、図１（３）は現像工程、図１（４）は遮光層のエッチング工程、図１（５）は遮光層エッチング後の状態、図１（６）はハーフトーン層のエッチング工程である。上記のブランクスに使用する材料は従来と変える必要は全くなく、ＡｒＦ光源用のハーフトーン膜、あるいはＫｒＦ用のハーフトーン膜のいずれにも適用できる。近年は遮光層の膜厚を多様に変化させたブランクスが出ているが、本発明は特殊な材料を使用する必要はなく、後述するように、従来の材料を用いて実現できることが特徴の一つである。 1 (1) is blanks, FIG. 1 (2) is an exposure process, FIG. 1 (3) is a development process, FIG. 1 (4) is a light shielding layer etching process, and FIG. 1 (5) is a state after etching the light shielding layer. FIG. 1 (6) shows a halftone layer etching process. The material used for the above blanks does not need to be changed at all, and can be applied to either a halftone film for ArF light source or a halftone film for KrF. In recent years, blanks with various changes in the thickness of the light shielding layer have appeared. However, the present invention does not require the use of a special material, and can be realized using a conventional material as described later. One.

図１（１）〜図（５）は、上記の従来の欠陥修正方法を含むハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法を示す図２（１）〜図２（５）や従来のハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法を示す図３（１）〜図３（５）と同じ工程であるので、説明は省略する。 FIGS. 1 (1) to (5) show FIGS. 2 (1) to 2 (5) showing a method of manufacturing a halftone phase shift mask including the above-described conventional defect correction method and the conventional halftone phase. Since it is the same process as FIG. 3 (1)-FIG. 3 (5) which shows the manufacturing method of a shift mask, description is abbreviate | omitted.

図１（６）はハーフトーン層２１のドライエッチング工程であり、ドライエッチング条件は上記の図２（６）や図３（６）と同じであるが、本発明の修正方法では、ハーフトーン層２１のエッチングを途中で中断するものである。 FIG. 1 (6) shows a dry etching process of the halftone layer 21, and the dry etching conditions are the same as those in FIGS. 2 (6) and 3 (6). The etching of 21 is interrupted on the way.

図１（７）は、本発明を特徴づける工程であり、ハーフトーン層２１のエッチングを途中で中断してハーフトーン層をハーフエッチング状態２３とした後、第１のレジストパターン４２を剥離し、洗浄乾燥し、図１（８）に示すように、ハーフエッチング状態のマスク基板とすることにある。さらに、図１（９）に示すように、このハーフエッチング状態のマスク基板を外観検査し、図１（１０）に示すように、検出した黒欠陥を修正することを特徴としている。即ち、図１（１０）に示すように、ハーフトーン層がハーフエッチング状態のまま、欠陥や欠陥の元となる付着異物７１などを削り取って修正する工程を有することが本発明の特徴である。 FIG. 1 (7) is a process characterizing the present invention. After the etching of the halftone layer 21 is interrupted and the halftone layer is brought into the half-etched state 23, the first resist pattern 42 is peeled off. Cleaning and drying are performed to form a half-etched mask substrate as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 1 (9), the appearance of the half-etched mask substrate is inspected, and the detected black defect is corrected as shown in FIG. 1 (10). That is, as shown in FIG. 1 (10), it is a feature of the present invention that it has a step of scraping off and correcting the defect or the adhered foreign material 71 that is the origin of the defect while the halftone layer is in the half-etched state.

これに対し、一般的な従来の外観検査工程は、図３（１３）あるいは図４（１３）の工程で示したように、完全に不要なハーフトーン層を除去してハーフトーンパターン２２を形成し、ガラス基板面を露出した後に検査を行う。検査の方法としては、例えばケーエルエーテンコール社製ＫＬＡシリーズあるいはＳＬＦシリーズを使用して検査機を用いて、実際のフォトマスクを透過像で捉え、リファレンスとして設計パターンデータそのものの加工画像と比較したり、あるいは隣接する同一チップの同一箇所の透過像と比較して欠陥検査を行うものである。 On the other hand, in the general conventional appearance inspection process, as shown in the process of FIG. 3 (13) or FIG. 4 (13), the halftone layer 22 is formed by completely removing unnecessary halftone layers. And inspecting after exposing the glass substrate surface. As an inspection method, for example, an actual photomask is captured with a transmission image using an inspection machine using the KLA series or SLF series manufactured by KEL Tencor, and compared with a processed image of the design pattern data itself as a reference. Or a defect inspection is performed in comparison with a transmission image of the same location on the same adjacent chip.

ここで、遮光層と通常のハーフトーン層からなるパターン画像を有するハーフトーンマスクの欠陥検査は簡単ではない。なぜならば、通常、検査波長３６５ｎｍのＵＶ光源を用いて検査するために、図２（１３）、同（１４）に示す従来の方法での検査では、ハーフトーン膜を透過する検査光の強度が弱まり、非欠陥部のハーフトーンパターン２２とハーフトーン膜の黒欠陥部２４とのコントラストが悪くなり、欠陥部と非欠陥部との２値化が困難となるためである。これを回避するために反射光で検査する反射検査などが提唱されてはいるが、本来はこの段階では必要としないパターン上の異物や欠陥からの反射信号の問題や、実際に透過光で使用するフォトマスクに対して反射光で検査することの物理的な乖離などの点から、必ずしも効果的に取り入れられている状況ではない。 Here, the defect inspection of a halftone mask having a pattern image composed of a light shielding layer and a normal halftone layer is not easy. This is because the inspection using the UV light source having the inspection wavelength of 365 nm is usually performed, and in the inspection using the conventional method shown in FIGS. 2 (13) and 2 (14), the intensity of the inspection light transmitted through the halftone film is low. This is because the contrast between the halftone pattern 22 of the non-defect portion and the black defect portion 24 of the halftone film is deteriorated, and it is difficult to binarize the defect portion and the non-defect portion. In order to avoid this, reflection inspection that inspects with reflected light has been proposed, but the problem of reflected signal from foreign matter and defects on the pattern that is not necessary at this stage, or actually used with transmitted light However, this is not always the case because of the physical divergence of inspecting the photomask with reflected light.

これに比べて、図１（８）、同（９）に示す本発明の修正方法に係わる検査では、ハーフトーン層がハーフエッチングされているために、ハーフエッチング状態のハーフトーン層２３を透過する光の強度が従来のハーフトーン層の場合よりも急激に高まり、透過光検査が可能となり、欠陥部と非欠陥部とのコントラストの高い画像を得ることを実現していることが特徴である。なお、検査工程として、図１（５）の工程での検査では、図２（１３）と同様な理由で、非欠陥部のハーフトーンパターンとハーフトーン膜の黒欠陥部とのコントラストが悪く、欠陥検査は困難である。さらに、図１（５）の工程では、潜在的な欠陥が未だ顕在化していない場合もある。したがって、本発明の修正方法に係わる検査では、図１（８）、同（９）に示すように、ハーフトーン層２３がハーフエッチングされた状態で黒欠陥７１の検査をするものである。 Compared to this, in the inspection relating to the correction method of the present invention shown in FIGS. 1 (8) and (9), the halftone layer is half-etched, so that it passes through the half-tone layer 23 in the half-etched state. It is characterized in that the light intensity is increased more rapidly than in the case of a conventional halftone layer, the transmitted light inspection becomes possible, and an image having a high contrast between a defective portion and a non-defective portion is realized. As the inspection process, in the inspection in the process of FIG. 1 (5), the contrast between the non-defect portion halftone pattern and the black defect portion of the halftone film is poor for the same reason as in FIG. Defect inspection is difficult. Furthermore, in the process of FIG. 1 (5), there may be a case where a potential defect has not yet been revealed. Therefore, in the inspection relating to the correction method of the present invention, as shown in FIGS. 1 (8) and (9), the black defect 71 is inspected in a state where the halftone layer 23 is half-etched.

上記の黒欠陥を検査する検査機としては、例えば、通常のハーフトーンマスク検査で用いているケーエルエーテンコール社製のＳＬＦ８７機で問題なく検査することできる。もちろん、本発明はこれらの検査機に限定されることなく、広く使用されている他の外観検査機においても容易に適用できることは言うまでもない。 As an inspection machine for inspecting the black defect, for example, an SLF87 machine manufactured by KLA Tencor, which is used in a normal halftone mask inspection, can be inspected without any problem. Needless to say, the present invention is not limited to these inspection machines and can be easily applied to other widely used appearance inspection machines.

上記のハーフトーン層２１のエッチングは、従来公知の方法が用いられ、例えばモリブデンシリサイド化合物よりなるハーフトーン層の場合には、ＣＦ₄ 、ＣＨＦ₃ 、Ｃ₂Ｆ₆などのガス、あるいはこれらの混合ガス、あるいはこれらのガスに酸素を混合したガスをエツチングガスとして用いることによりドライエッチングを行うことができる。 The halftone layer 21 is etched by a conventionally known method. For example, in the case of a halftone layer made of a molybdenum silicide compound, a gas such as CF ₄ , CHF ₃ , C ₂ F ₆ , or a mixture thereof. Dry etching can be performed by using a gas or a gas obtained by mixing oxygen with these gases as an etching gas.

本発明において、ハーフトーン層２１のハーフエッチング後の残膜厚は、必ずしも厳密にハーフトーン層の初期膜厚の１／２の値を意味するわけではない。ハーフエッチング後の残膜厚は、欠陥修正時にガラス基板に損傷を与えないだけのハーフトン層を残した厚みであればよく、１０ｎｍ以上の残膜厚が好ましい。残膜厚が１０ｎｍ未満となると、欠陥修正時にガラス基板に損傷を与えるおそれが生じるからである。一方、ハーフエッチング後の残膜厚は、ハーフトーン層の初期膜厚の９５％以下の残膜厚が好ましい。ハーフトーン層は材料、露光光源などにより適切な膜厚が異なるが、ハーフエッチング後の残膜厚が初期膜厚の９５％を超えると、外観検査装置による透過検査あるいは反射検査において、正常部と欠陥部とのコントラストの確保が困難となるからである。したがって、本発明では、ハーフエッチング状態におけるハーフトーン層２１のエッチング後の残膜厚が１０ｎｍ以上であり、ハーフトーン層の初期膜厚の９５％以下の範囲を好ましい値としている。例えば、ＡｒＦエキシマレーザ用にモリブデンシリサイド化合物を用いて透過率６％とした場合には、ハーフトーン層２１は、通常、６８ｎｍの膜厚で用いられるので、ハーフエッチング後の残膜厚は、１０ｎｍ〜６４ｎｍの範囲から選択するのが好ましい。 In the present invention, the remaining film thickness after half-etching of the halftone layer 21 does not necessarily mean strictly a value that is ½ of the initial film thickness of the halftone layer. The remaining film thickness after half-etching may be a thickness that leaves a halftone layer that does not damage the glass substrate during defect correction, and a remaining film thickness of 10 nm or more is preferable. This is because if the remaining film thickness is less than 10 nm, the glass substrate may be damaged during defect correction. On the other hand, the remaining film thickness after half etching is preferably 95% or less of the initial film thickness of the halftone layer. The appropriate thickness of the halftone layer varies depending on the material and exposure light source. However, if the residual film thickness after half etching exceeds 95% of the initial film thickness, This is because it is difficult to ensure contrast with the defective portion. Therefore, in the present invention, the remaining film thickness after etching of the halftone layer 21 in the half-etched state is 10 nm or more, and a preferable range is 95% or less of the initial film thickness of the halftone layer. For example, when a transmittance of 6% is used for an ArF excimer laser by using a molybdenum silicide compound, the halftone layer 21 is normally used with a film thickness of 68 nm, so the remaining film thickness after half etching is 10 nm. It is preferable to select from a range of ˜64 nm.

次に、上記のハーフエッチング状態で検出したハーフトーン層の黒欠陥の修正を行う。本発明において、黒欠陥の修正方法としては、例えば、電子ビームマスク修正装置による電子ビームを用いたガスアシスト・エッチング方法などの従来より用いられている各種の方法が適用できるが、最も効率よく高精度で修正できる方法として、上記のように、原子間力顕微鏡の原理を用いながら、ダイヤモンド針の先端で欠陥部分を削り取る修正方法が好ましい。 Next, the black defect of the halftone layer detected in the above half etching state is corrected. In the present invention, various methods conventionally used such as a gas assist etching method using an electron beam by an electron beam mask correcting device can be applied as a black defect correcting method. As a method capable of correcting with accuracy, as described above, a correction method in which a defective portion is scraped off with the tip of a diamond needle while using the principle of an atomic force microscope is preferable.

図１（１０）は、ハーフエッチング状態で検出したハーフトーン層の黒欠陥の修正工程であるが、この工程において、本発明では特殊な装置を必要とせず、従来のフォトマスクの製造工程に使用している原子間力顕微鏡の原理を用いた修正装置をそのまま用いることができる。例えば、代表的な修正装置として、ＲＡＶＥ社製のＲＡＶＥｎｍ６５０などがある。修正箇所の確認は、修正装置に備えられたＳＥＭで行う。修正原理は欠陥を直接ダイヤモンド針で削り取る方法で、微細な針先制御を実現するために、カンチレバーの先端にダイヤモンド針を取り付け、原子間力顕微鏡の原理を用いてカンチレバーを制御することで実現している。 FIG. 1 (10) shows a process for correcting a black defect in a halftone layer detected in a half-etched state. In this process, the present invention does not require a special apparatus and is used in a conventional photomask manufacturing process. The correction device using the principle of the atomic force microscope can be used as it is. For example, as a typical correction device, there is RAVEnm650 manufactured by RAVE. Confirmation of the correction location is performed by an SEM provided in the correction device. The correction principle is a method of scraping the defect directly with a diamond needle. To achieve fine needle tip control, a diamond needle is attached to the tip of the cantilever and the cantilever is controlled using the principle of an atomic force microscope. ing.

具体的にはレーザー光をカンチレバーに照射し、その反射光を検出器ＣＣＤで検出する。この状態でステージを動作すると針先が原子間力の影響でマスク表面の形状に沿った形で上下する。カンチレバーに反射したレーザー光は、カンチレバーがＺ方向に上下する動きに追随して反射する経路が変わり、検出器での集光位置の変化として捉えられる。この集光位置の位置ズレ量をカンチレバーのＺ方向の高さ方向（深さ方向）の距離に換算し、針先の挿入深さをピエゾ制御する。表面形状を観察して欠陥の形状を捉え、次に欠陥そのものをダイヤモンド針で削り取るのが本発明の修正方法である。 Specifically, the cantilever is irradiated with laser light, and the reflected light is detected by the detector CCD. When the stage is operated in this state, the needle tip moves up and down along the shape of the mask surface due to the influence of atomic force. The laser beam reflected by the cantilever changes the path of reflection following the movement of the cantilever up and down in the Z direction, and is captured as a change in the light collection position at the detector. The amount of misalignment of the condensing position is converted into a distance in the height direction (depth direction) of the cantilever in the Z direction, and the insertion depth of the needle tip is piezo-controlled. The correction method according to the present invention is to observe the surface shape and grasp the shape of the defect, and then scrape the defect itself with a diamond needle.

本発明は、この修正方式をハーフエッチング状態のハーフトーン層を形成したマスク基板に対して実施することを特徴としている。従来のフォトマスク修正では、前述のように、ハーフトーンパターンやガラス基板面に与える修正痕の影響が出るために、削り取る欠陥に合わせて針の侵入位置、針の深さ方向を微妙に変えたり、その修正には多大なスキルが要求されていた。 The present invention is characterized in that this correction method is performed on a mask substrate on which a half-tone layer in a half-etched state is formed. In conventional photomask correction, as described above, the effect of correction marks on the halftone pattern and the glass substrate surface appears, so the needle entry position and needle depth direction can be changed slightly according to the defect to be scraped. A great deal of skill was required to correct it.

これに対し、本発明に係わる修正工程では従来の方法と同様深さ方向の制御が難しいことに変わりはないが、従来の方法と決定的に異なるのは、本発明の方法は下地にまだハーフトーン層２３が存在していることであり、図１（１１）に示すように、仮に黒欠陥を削り過ぎて下地にダメージを与えて修正痕２５が生じるような状況であったとしても、それはハーフトーン層２３上に修正痕２５が出来るだけであって、ガラス基板１１までは影響してこない。 On the other hand, in the correction process according to the present invention, it is still difficult to control in the depth direction as in the conventional method. However, it differs from the conventional method in that the method of the present invention is still half-finished. Even if the tone layer 23 exists, as shown in FIG. 1 (11), even if it is a situation where the black defect is excessively cut and the ground is damaged and the correction mark 25 is generated, Only the correction mark 25 is formed on the halftone layer 23 and the glass substrate 11 is not affected.

次に、図１（１２）に示すように、ハーフエッチング状態の残りのハーフトーン層２３をドライエッチングし、ガラス基板１１面まで完全にエッチングしてハーフトーンパターン２２を形成する（図１（１３））。上記のように、図１（１１）に示されたハーフトーン層２３についた修正痕２５も、続く図１（１２）で示すハーフトーン層２３の第２段目のエッチング工程で除去され、図１（１３）に示すように、ハーフトーン層がパターン化されたマスク基板が形成される。図１（１３）に示すマスク基板は、欠陥修正箇所の痕跡をとどめず、非修正のマスク基板と同様の均一なガラス基板層が残る結果となる。 Next, as shown in FIG. 1 (12), the remaining half-tone layer 23 in the half-etched state is dry-etched and etched completely to the surface of the glass substrate 11 to form a half-tone pattern 22 (FIG. 1 (13). )). As described above, the correction mark 25 on the halftone layer 23 shown in FIG. 1 (11) is also removed in the second etching step of the halftone layer 23 shown in FIG. 1 (12). As shown in 1 (13), a mask substrate on which a halftone layer is patterned is formed. The mask substrate shown in FIG. 1 (13) does not stop the trace of the defect correction portion, and the result is that a uniform glass substrate layer similar to the uncorrected mask substrate remains.

次に、ハーフトーンパターン２２上の不要な箇所の遮光パターン３２を除去するために、修正を終えたマスク基板に第２のレジスト層８１を形成し（図１（１４））、電子ビームまたはレーザービーム９１でパターン描画し（図１（１５））、現像して第２のレジストパターン８２を形成し、不要な箇所の遮光パターン３２を露出する（図１（１６））。 Next, in order to remove the light-shielding pattern 32 at unnecessary portions on the halftone pattern 22, a second resist layer 81 is formed on the corrected mask substrate (FIG. 1 (14)), and an electron beam or laser is formed. A pattern is drawn with the beam 91 (FIG. 1 (15)), and development is performed to form a second resist pattern 82, thereby exposing the light-shielding pattern 32 at unnecessary portions (FIG. 1 (16)).

次に、露出している不要な遮光パターン３２を上記の図１（４）と同様の条件によりドライエッチングして、不要な箇所の遮光パターン３２を除去し（図１（１７））、次いで第２のレジストパターン８２を剥離して、図１（１８）に示すように、欠陥部が修正されたマスク基板を得る。 Next, the exposed unnecessary light-shielding pattern 32 is dry-etched under the same conditions as in FIG. 1 (4) to remove the unnecessary light-shielding pattern 32 (FIG. 1 (17)). The resist pattern 82 is peeled off to obtain a mask substrate in which the defect portion is corrected as shown in FIG.

本発明では、ハーフトーン層についた修正痕は、後続のハーフトーン層の第２段目のエッチングで除去され、その影響をガラス基板上に見出すことはできない。もちろん後工程の光学的なリソグラフィシミュレーション顕微鏡での検査でも、非修正箇所との光学的差異を見つけ出すことができず、あたかも最初から欠陥がなかった様な品質で修正できる工程を実現することができる。 In the present invention, the correction marks on the halftone layer are removed by the second-stage etching of the subsequent halftone layer, and the influence cannot be found on the glass substrate. Of course, even with inspection using an optical lithography simulation microscope in the subsequent process, optical differences from uncorrected parts cannot be found, and it is possible to realize a process that can be corrected with quality as if there were no defects from the beginning. .

（ブランクス構成材料）
次に、本発明の位相シフトフォトマスクの修正方法に用いられる図１（１）に示すブランクスを構成する材料について説明する。前述のように、本発明の修正方法は、従来の材料を用いて実現できることが特徴の一つである。 (Blanks component)
Next, materials constituting the blanks shown in FIG. 1A used in the method for correcting a phase shift photomask of the present invention will be described. As described above, one of the features is that the correction method of the present invention can be realized by using a conventional material.

（透明基板）
本発明の修正方法において用いられるブランクスにおいて、透明基板１１としては、露光光を高透過率で透過する光学研磨された合成石英ガラス、蛍石、フッ化カルシウムなどを用いることができるが、通常、多用されており品質が安定し、短波長の露光光透過率の高い合成石英ガラスがより好ましい。 (Transparent substrate)
In the blanks used in the correction method of the present invention, as the transparent substrate 11, optically polished synthetic quartz glass, fluorite, calcium fluoride or the like that transmits exposure light with high transmittance can be used. Synthetic quartz glass, which is frequently used, has stable quality, and has a short wavelength exposure light transmittance, is more preferable.

（ハーフトーン層）
本発明の修正方法において用いられるブランクスにおいて、ハーフトーン層２１としては、材料として特に限定されるわけではないが、所望のハーフトーン特性が得やすく、フッ素系ガスによりドライエッチングできる化合物を主成分とし、遮光膜３１とのエッチング選択比が大きい薄膜が好ましい。例えば、モリブデンシリサイド化合物を主成分とするハーフトーン層２１として、モリブデンシリサイド酸化膜（ＭｏＳｉＯ）、モリブデンシリサイド窒化膜（ＭｏＳｉＮ）、モリブデンシリサイド酸化窒化膜（ＭｏＳｉＯＮ）などの薄膜、クロム系材料である酸化クロム膜（ＣｒＯ）、窒化クロム膜（ＣｒＮ）、酸化窒化クロム膜（ＣｒＯＮ）などの薄膜、が挙げられる。が挙げられる。 (Halftone layer)
In the blanks used in the correction method of the present invention, the halftone layer 21 is not particularly limited as a material. However, a desired halftone characteristic is easily obtained and a compound that can be dry-etched with a fluorine-based gas is a main component. A thin film having a large etching selectivity with respect to the light shielding film 31 is preferable. For example, a thin film such as a molybdenum silicide oxide film (MoSiO), a molybdenum silicide nitride film (MoSiN), a molybdenum silicide oxynitride film (MoSiON), or an oxidation that is a chromium-based material is used as the halftone layer 21 mainly composed of a molybdenum silicide compound. Examples thereof include thin films such as a chromium film (CrO), a chromium nitride film (CrN), and a chromium oxynitride film (CrON). Is mentioned.

ハーフトーン層２１の膜厚は、例えば、モリブデンシリサイド化合物を用いた場合には、６０ｎｍ〜１００ｎｍ程度の範囲の膜厚で用いられ、より好ましくは、露光光がＫｒＦエキシマレーザの場合には、８０ｎｍ〜９０ｎｍ程度の範囲の膜厚、ＡｒＦエキシマレーザの場合には、７０ｎｍ程度の膜厚が用いられる。 The film thickness of the halftone layer 21 is, for example, a film thickness in the range of about 60 nm to 100 nm when a molybdenum silicide compound is used, and more preferably 80 nm when the exposure light is a KrF excimer laser. In the case of an ArF excimer laser, a film thickness of about 70 nm is used.

ハーフトーン層２１の形成は、従来公知の方法が適用でき、例えばモリブデンシリサイド酸化膜（ＭｏＳｉＯ）の場合は、モリブデンとシリコンとの混合ターゲット（Ｍｏ：Ｓｉ＝１：２ｍｏｌ％）を用い、アルゴンと酸素との混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング法により形成することができる。 The halftone layer 21 can be formed by a conventionally known method. For example, in the case of a molybdenum silicide oxide film (MoSiO), a mixed target of molybdenum and silicon (Mo: Si = 1: 2 mol%) is used, and argon and It can be formed by a reactive sputtering method in a mixed gas atmosphere with oxygen.

（遮光層）
通常、半導体ウェーハへの投影露光においては、マスク外周部が多重露光されるので、マスク外周部に遮光領域を設けたフォトマスクが使用される。したがって、本発明においても、外周部などの所望する領域のハーフトーン膜上に、遮光層を設けて遮光領域とするものである。遮光層は、図４に示すように、ハーフトン層をエッチングするときのマスクとしての機能も有するものである。遮光層３１としては、露光光を遮光し、酸素含有塩素系ガスでドライエッチング可能で、かつフッ素系ガスでは遮光層にはほとんどダメージを与えない材料を主成分とするものが好ましい。上記の遮光層３１としては、具体的にはクロム膜（Ｃｒ）などの金属薄膜、あるいはクロム膜と酸化クロム膜や窒化クロム膜などとの２層以上の薄膜などが挙げられる。 (Light shielding layer)
Usually, in the projection exposure onto a semiconductor wafer, the mask outer peripheral portion is subjected to multiple exposure, and therefore a photomask having a light shielding region provided on the mask outer peripheral portion is used. Therefore, also in the present invention, a light shielding layer is provided on a halftone film in a desired region such as the outer peripheral portion to form a light shielding region. As shown in FIG. 4, the light shielding layer also has a function as a mask when the halftone layer is etched. The light-shielding layer 31 is preferably composed mainly of a material that shields exposure light, can be dry-etched with an oxygen-containing chlorine-based gas, and is hardly damaged by a fluorine-based gas. Specific examples of the light shielding layer 31 include a metal thin film such as a chromium film (Cr), or a thin film including two or more layers of a chromium film and a chromium oxide film, a chromium nitride film, or the like.

遮光層３１は、上記の材料から選ばれた単層膜もしくは２層以上の薄膜として形成され、その膜厚は、数１０ｎｍ〜２００ｎｍ程度の範囲の膜厚で用いられるが、微細パターンを形成するには膜厚は小さい方が好ましく、遮光性を高くするには膜厚は大きい方が好ましい。ウェーハへのマスクパターン転写時に露光光の多重反射を低減し、ウェーハ転写画像の解像力を向上させるために、２層以上の薄膜からなる遮光層の場合には、最表面層を低反射膜とするのがより好ましい。 The light shielding layer 31 is formed as a single layer film or a thin film of two or more layers selected from the above materials, and the film thickness is used in the range of several tens nm to 200 nm, but forms a fine pattern. The film thickness is preferably small, and the film thickness is preferably large to increase the light shielding property. In order to reduce the multiple reflection of exposure light during mask pattern transfer to the wafer and improve the resolution of the wafer transfer image, in the case of a light-shielding layer consisting of two or more thin films, the outermost layer is a low-reflection film Is more preferable.

遮光層３１の形成は、従来公知の方法が適用でき、例えばクロム膜（Ｃｒ）の場合は、クロムターゲットを用い、スパッタリング法により形成することができる。 The light shielding layer 31 can be formed by a conventionally known method. For example, in the case of a chromium film (Cr), it can be formed by a sputtering method using a chromium target.

（レジスト層）
本発明の修正方法において用いられるブランクスにおいて、レジスト層４１としては、露光工程で用いる露光機にしたがって、電子ビーム用レジストあるいはレーザービーム用レジストを遮光層３１上にスピン塗布などの方法により塗布し、乾燥し、レジスト層４１を形成する。レジスト層４１は、ポジ型レジスト、ネガ型レジストのいずれも用いられる。レジスト層４１は、数１０ｎｍ〜数１００ｎｍ程度の範囲の膜厚で用いられるが、微細パターンを形成するには膜厚は小さい方が好ましく、エッチング耐性を上げピンホールなどの欠陥を生じないようにするには膜厚は大きい方が好ましい。 (Resist layer)
In the blanks used in the correction method of the present invention, as the resist layer 41, an electron beam resist or a laser beam resist is applied onto the light shielding layer 31 by a method such as spin coating, according to an exposure machine used in the exposure step. The resist layer 41 is formed by drying. As the resist layer 41, either a positive resist or a negative resist is used. The resist layer 41 is used with a film thickness in the range of several tens of nm to several hundreds of nm. However, it is preferable that the film thickness is small to form a fine pattern, so that etching resistance is increased and defects such as pinholes are not generated. For this purpose, a larger film thickness is preferable.

（本発明の位相シフトマスク）
上記の本発明の位相シフトマスクの修正方法により黒欠陥を修正した本発明の位相シフトマスクは、前述の光学的なリソグラフィシミュレーション顕微鏡による検査において、黒欠陥の修正箇所が、非修正箇所と光学的に同等である結果を示すものである。 (Phase shift mask of the present invention)
In the phase shift mask of the present invention in which the black defect is corrected by the above-described method of correcting a phase shift mask of the present invention, in the inspection by the optical lithography simulation microscope described above, the corrected portion of the black defect is optically different from the uncorrected portion. The results are equivalent to.

（実施例１）
光学研磨した６インチ角、０．２５インチ厚の透明な合成石英ガラス基板を洗浄し、その一主面上にハーフトーン層としてモリブデンシリサイド化合物を主成分とし、かつ、酸素を含む層を以下の条件で形成した。ここで膜厚は、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）用で透過率６％、透明基板の透明領域との位相差を１８０度とするため６８ｎｍとした。
＜ハーフトーン層のスパッタリング条件＞
成膜装置：プレーナ型ＤＣマグネトロンスパッタリング装置
ターゲット：モリブデン：シリコン＝１：４（原子比）
ガス及び流量：アルゴンガス５０ｓｃｃｍ＋酸素ガス５０ｓｃｃｍ Example 1
The optically polished 6-inch square, 0.25-inch thick transparent synthetic quartz glass substrate was cleaned, and a molybdenum silicide compound as a main component and a layer containing oxygen were formed as a halftone layer on one main surface of the substrate. Formed under conditions. Here, the film thickness was set to 68 nm for an ArF excimer laser (193 nm) for a transmittance of 6% and a phase difference of 180 degrees with the transparent region of the transparent substrate.
<Sputtering conditions for halftone layer>
Film forming apparatus: Planar type DC magnetron sputtering apparatus Target: Molybdenum: Silicon = 1: 4 (atomic ratio)
Gas and flow rate: Argon gas 50 sccm + oxygen gas 50 sccm

次いで、上記のハーフトーン層上に、クロムよりなる遮光層を下記条件にて、厚さ５０ｎｍに積層して形成し、マスクブランクスとした。
＜遮光層のスパッタリング条件＞
成膜装置：プレーナ型ＤＣマグネトロンスパッタリング装置
ターゲット：金属クロム
ガス及び流量：アルゴンガス５０ｓｃｃｍ Next, a light-shielding layer made of chromium was laminated on the halftone layer under the following conditions so as to have a thickness of 50 nm to obtain mask blanks.
<Sputtering conditions for light shielding layer>
Film forming apparatus: Planar type DC magnetron sputtering apparatus Target: Metal chromium gas and flow rate: Argon gas 50 sccm

次に、上記のマスクブランクス上に電子線レジストを、厚さ３００ｎｍに塗布して第１のレジスト層とし、プリベーク後、電子線描画装置にてパターン露光し、現像し、所望形状の第１のレジストパターンを形成した。 Next, an electron beam resist is applied on the mask blanks to a thickness of 300 nm to form a first resist layer. After pre-baking, pattern exposure is performed with an electron beam drawing apparatus, development is performed, and a first shape having a desired shape is formed. A resist pattern was formed.

次に、上記の第１のレジストパターンをマスクとして露出しているクロム遮光層を下記条件でドライエッチングしクロム遮光パターンを形成した。
＜クロム遮光層のエッチング条件＞
エッチングガスＣｌ₂＋Ｏ₂ガス（２：３）
圧力１０ｍＴｏｒｒ
ＩＣＰパワー（高密度プラズマ発生）５００Ｗ
バイアスパワー（引き出しパワー）２５Ｗ Next, the chrome light shielding layer exposed using the first resist pattern as a mask was dry-etched under the following conditions to form a chrome light shielding pattern.
<Chrome light shielding layer etching conditions>
Etching gas Cl ₂ + O ₂ gas (2: 3)
Pressure 10mTorr
ICP power (high density plasma generation) 500W
Bias power (drawer power) 25W

次に、上記の第１のレジストパターンと遮光パターンをマスクとして、ドライエッチング装置により露出しているハーフトーン層であるモリブデンシリサイドを、下記条件により第１段目のドライエッチングを行った。ハーフトーン層を３５ｎｍの深さまでエッチングした途中でエッチングを一旦中断し、ハーフトーン層を残膜厚３３ｎｍのハーフエッチング状態とした後、第１のレジストパターンを剥離し、洗浄乾燥し、ハーフエッチング状態のマスク基板を形成した。
＜ハーフトーン層のエッチング条件＞
エツチングガスＣＦ₄
ガス圧力１０ｍＴｏｒｒ
ＩＣＰパワー（高密度プラズマ発生）９５０Ｗ
バイアスパワー（引き出しパワー）５０Ｗ Next, using the first resist pattern and the light-shielding pattern as a mask, molybdenum silicide, which is a halftone layer exposed by a dry etching apparatus, was subjected to first-stage dry etching under the following conditions. The etching is temporarily interrupted while the halftone layer is etched to a depth of 35 nm, and after the halftone layer is left in a half-etched state with a remaining film thickness of 33 nm, the first resist pattern is peeled off, washed and dried, and half-etched. A mask substrate was formed.
<Halftone layer etching conditions>
Etching gas CF ₄
Gas pressure 10mTorr
ICP power (high density plasma generation) 950W
Bias power (drawer power) 50W

次に、上記のハーフエッチング状態にあるハーフトーン層を有するマスク基板の欠陥の有無を、検査機としてケーエルエーテンコール社製のＳＬＦ８７機を用いて透過光により検査した。その結果、ハーフトーンパターンにかかる黒欠陥（エッヂ欠陥）が検出された。本外観検査工程では、非欠陥部のハーフトーン層がハーフエッチング状態にあるため、欠陥部と非欠陥部のコントラスト比が大きくなり、高い検出感度で欠陥部を検出することができた。 Next, the presence or absence of defects of the mask substrate having the halftone layer in the above-described half-etched state was inspected with transmitted light using an SLF87 machine manufactured by KLA Tencor. As a result, black defects (edge defects) in the halftone pattern were detected. In this appearance inspection process, since the halftone layer of the non-defect portion is in a half-etched state, the contrast ratio between the defect portion and the non-defect portion is increased, and the defect portion can be detected with high detection sensitivity.

次に、上記のマスク基板を修正装置ＲＡＶＥｎｍ６５０（ＲＥＶＥ製）に設置し、ＳＥＭ画像で上記の黒欠陥部を確認しながら、ダイヤモンド針で欠陥そのものを削り取った。黒欠陥を削り取る工程において、若干削り過ぎて下地のハーフトーン層にもダメージを与えて修正痕を生じたが、パターン部分へは損傷を与えず、またガラス基板へは全く影響を与えなかった。 Next, the mask substrate was placed on a correction device RAVEnm 650 (manufactured by REVE), and the defect itself was scraped off with a diamond needle while confirming the black defect portion on the SEM image. In the process of scraping off the black defects, the ground halftone layer was damaged slightly to cause correction marks, but the pattern portion was not damaged and the glass substrate was not affected at all.

次に、修正を完了した上記のマスク基板のハーフトーン層を再びドライエッチング装置によりエッチングした。第２段目のハーフトーン層のエッチング条件は、上記の第１段目のエッチング条件と同じである。このとき、ハーフトーン層についたダメージも、ハーフトーン層の２段目のエッチング工程で除去され、修正箇所には非修正箇所と同様の均一なガラス基板層が残った。本実施例では、ハーフトーン層についた修正痕は、２段目のハーフトーン層のエッチングで除去され、その影響をガラス基板上に見出すことはできなかった。また、エッヂ欠陥は完全に除去されており、欠陥の痕が認められないハーフトーンパターンが形成された。 Next, the halftone layer of the mask substrate that had been corrected was etched again by a dry etching apparatus. The etching conditions for the second halftone layer are the same as the etching conditions for the first stage. At this time, damage to the halftone layer was also removed in the second etching step of the halftone layer, and a uniform glass substrate layer similar to the uncorrected portion remained at the corrected portion. In this example, the correction marks on the halftone layer were removed by etching the second halftone layer, and the effect could not be found on the glass substrate. Moreover, the edge defect was completely removed, and a halftone pattern in which no defect trace was observed was formed.

次に、ハーフトーンパターン上の不要な遮光パターンを除去するために、第２のレジスト層を塗布し、レーザービームでパターン露光し、現像して、不要な遮光パターンを露出した。上記の第２のレジストパターンをマスクとして、ドライエッチング装置により第２のレジストパターンから露出しているクロム遮光パターンを、上記のクロム遮光層と同じ条件により選択的にドライエッチングして除去し、ハーフトーンパターンを露出させた後、第２のレジストパターンを酸素プラズマで剥離し、欠陥を修正した位相シフトマスクを得た。 Next, in order to remove an unnecessary light-shielding pattern on the halftone pattern, a second resist layer was applied, subjected to pattern exposure with a laser beam, and developed to expose the unnecessary light-shielding pattern. Using the second resist pattern as a mask, the chrome light-shielding pattern exposed from the second resist pattern is removed by dry etching selectively under the same conditions as the chrome light-shielding layer by using a dry etching apparatus. After the tone pattern was exposed, the second resist pattern was peeled off with oxygen plasma to obtain a phase shift mask in which the defect was corrected.

上記の欠陥を修正した位相シフトマスクをリソグラフィシミュレーション顕微鏡ＡＩＭＳ（カールツァイス社製）を用いて検査を行なったが、欠陥修正箇所と非修正箇所との光学的差異を見つけ出すことはできず、あたかも最初から欠陥がなかった様な品質であり、本位相シフトマスクは良品と判定された。 Although the phase shift mask in which the above defects were corrected was inspected using a lithography simulation microscope AIMS (manufactured by Carl Zeiss), the optical difference between the defect corrected portion and the non-corrected portion could not be found. Therefore, the phase shift mask was judged to be non-defective.

(比較例１)
実施例１と同様のブランクスを用い、実施例１と同じパターンで第１のレジストパターンを形成し、クロム遮光層、ハーフトーン層の順に石英基板ガラス表面までドライエッチングし、次に、第２のレジストパターンを形成して不要なクロム遮光パターンを露出し、ドライエッチングして不要なクロム遮光パターンを除去した後、第２のレジストパターンを剥離して周辺部に遮光パターンを有するハーフトーンパターンを設けたマスク基板を得た。 (Comparative Example 1)
Using the same blanks as in Example 1, a first resist pattern is formed in the same pattern as in Example 1, followed by dry etching to the quartz substrate glass surface in the order of the chromium light shielding layer and the halftone layer, and then the second A resist pattern is formed to expose an unnecessary chromium light-shielding pattern, and after the unnecessary chromium light-shielding pattern is removed by dry etching, the second resist pattern is peeled off to provide a halftone pattern having a light-shielding pattern at the periphery. A mask substrate was obtained.

次に、上記のマスク基板を実施例１と同様に、ＳＬＦ８７機（ケーエルエーテンコール社製）を用いて欠陥検査したところ、ハーフトーンパターン間に孤立した黒欠陥を見出した。この黒欠陥を上記の修正装置ＲＡＶＥｎｍ６５０（ＲＥＶＥ製）で修正し、欠陥部を削り取って除去した。 Next, when the mask substrate was inspected for defects using an SLF87 machine (manufactured by KLA Tencor) in the same manner as in Example 1, black defects isolated between halftone patterns were found. This black defect was corrected with the above-described correcting device RAVEnm650 (manufactured by REVE), and the defective portion was scraped off and removed.

しかし、上記の欠陥修正したマスク基板を、リソグラフィシミュレーション顕微鏡ＡＩＭＳ（カールツァイス社製）を用いて検査を行なったところ、修正箇所に残された修正痕のために、欠陥修正箇所と非修正箇所とに光学的な差が生じてしまい、本比較例１によるマスク基板は不良品と判定された。 However, when the above-described defect-corrected mask substrate was inspected using a lithography simulation microscope AIMS (manufactured by Carl Zeiss), a defect-corrected portion and an uncorrected portion were As a result, the mask substrate according to Comparative Example 1 was determined to be defective.

１１透明基板（ガラス基板）
２１ハーフトーン層
２２ハーフトーンパターン
２３ハーフエッチング状態のハーフトーン層
２４ハーフトーン層の欠陥
２５修正痕
３１遮光層
３２遮光パターン
４１第１のレジスト層
４２第１のレジストパターン
４３第１のレジスト層の描画された部分
５１電子ビームまたはレーザービーム
６１遮光層のプラズマエッチング
６２ハーフトーン層のプラズマエッチング
６３第２段目のハーフトーン層のプラズマエッチング
７１黒欠陥
８１第２のレジスト層
８２第２のレジストパターン
８３第２のレジスト層の描画された部分
９１電子ビームまたはレーザービーム
１０１ダイヤモンド針
１７１瞳フィルタ
１７２マスク
１７３ＮＡアパーチャ
１７４ＣＣＤカメラ 11 Transparent substrate (glass substrate)
21 Halftone layer 22 Halftone pattern 23 Half-tone layer in half-etched state 24 Defect in halftone layer 25 Correction mark 31 Light-shielding layer 32 Light-shielding pattern 41 First resist layer 42 First resist pattern 43 First resist layer 43 Drawn portion 51 Electron beam or laser beam 61 Plasma etching of light shielding layer 62 Plasma etching of halftone layer 63 Plasma etching of second halftone layer 71 Black defect 81 Second resist layer 82 Second resist pattern 83 The drawn portion of the second resist layer 91 Electron beam or laser beam 101 Diamond needle 171 Pupil filter 172 Mask 173 NA aperture 174 CCD camera

Claims

透明基板上のハーフトーン層上に設けた遮光層を介してレジスト層を形成し、該レジスト層にパターン描画を行い、現像してレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして露出した遮光層をエッチングして遮光パターンを形成し、さらに該レジストパターンおよび／または遮光パターンをマスクとして前記ハーフトーン層をエッチングしてハーフトーンパターンを形成してハーフトーン型位相シフトマスクを製造する工程において、前記ハーフトーン層に生じた位相シフトマスクの黒欠陥を修正する位相シフトマスクの修正方法であって、
前記ハーフトーン層のエッチングをエッチング途中で一旦中断してハーフエッチング状態とし、前記ハーフエッチング状態で前記ハーフトーン層の黒欠陥の検査および修正をし、次に残りのハーフトーン層を前記透明基板面までエッチングしてハーフトーンパターンを形成することを特徴とする位相シフトマスクの修正方法。 A resist layer is formed through a light-shielding layer provided on a halftone layer on a transparent substrate, a pattern is drawn on the resist layer, developed to form a resist pattern, and the light-shielding layer exposed using the resist pattern as a mask In the step of forming a halftone phase shift mask by forming a halftone pattern by etching the halftone layer using the resist pattern and / or the light shielding pattern as a mask A method of correcting a phase shift mask for correcting a black defect of a phase shift mask generated in a halftone layer,
Etching of the halftone layer is temporarily interrupted in the middle of etching to be in a half-etched state, and in the half-etched state, black defects in the halftone layer are inspected and corrected, and then the remaining halftone layer is removed from the transparent substrate surface. And a half-tone pattern is formed by etching until the phase shift mask is corrected.

前記ハーフエッチング状態での黒欠陥の検査が、透過光による検査であることを特徴とする請求項１に記載の位相シフトマスクの修正方法。 2. The method of correcting a phase shift mask according to claim 1, wherein the inspection of the black defect in the half-etched state is an inspection using transmitted light.

前記ハーフエッチング状態での黒欠陥の修正が、原子間力顕微鏡の探針を用いた研削による修正であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の位相シフトマスクの修正方法。 The method of correcting a phase shift mask according to claim 1 or 2, wherein the correction of the black defect in the half-etched state is correction by grinding using a probe of an atomic force microscope.

前記ハーフエッチング状態における前記ハーフトーン層の残膜厚が１０ｎｍ以上であり、前記ハーフトーン層の初期膜厚の９５％以下の範囲であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の位相シフトマスクの修正方法。 The residual film thickness of the halftone layer in the half-etched state is 10 nm or more and is in a range of 95% or less of the initial film thickness of the halftone layer. A method for correcting a phase shift mask according to claim 1.

請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の位相シフトマスクの修正方法により黒欠陥が修正された位相シフトマスクであって、
リソグラフィシミュレーション顕微鏡による検査で、前記黒欠陥の修正箇所が、非修正箇所と光学的に同等であることを特徴とする黒欠陥が修正された位相シフトマスク。 A phase shift mask in which black defects are corrected by the method for correcting a phase shift mask according to any one of claims 1 to 4,
A phase shift mask in which a black defect is corrected, wherein a corrected portion of the black defect is optically equivalent to an uncorrected portion in an inspection by a lithography simulation microscope.