JP3034096B2 - 位相シフトフォトマスクの修正方法 - Google Patents
位相シフトフォトマスクの修正方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】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フォトマスクの製造
方法に係わり、特に、微細なパターンを高精度に形成す
る際の位相シフト層を有するフォトマスクの修正方法に
関する。
高密度集積回路の製造に用いられるフォトマスクの製造
方法に係わり、特に、微細なパターンを高精度に形成す
る際の位相シフト層を有するフォトマスクの修正方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の半導体集積
回路は、Ｓｉ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。
回路は、Ｓｉ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。
【０００３】このようなリソグラフィー工程に使用され
るレチクルと呼ばれるフォトマスクは、半導体集積回路
の高性能化、高集積化に伴ってますます高精度を要求さ
れる傾向にあり、例えば、代表的なＬＳＩであるＤＲＡ
Ｍを例にとると、１ＭビットＤＲＡＭ用の５倍レチク
ル、すなわち、露光するパターンの５倍のサイズを有す
るレチクルにおける寸法のずれは、平均値±３σ（σは
標準偏差）をとった場合においても、０．１５μｍの精
度が要求され、同様に、４ＭビットＤＲＡＭ用の５倍レ
チクルは、０．１〜０．１５μｍの寸法精度が、１６Ｍ
ビットＤＲＡＭ用５倍レチクルは０．０５〜０．１μｍ
の寸法精度が要求されている。
るレチクルと呼ばれるフォトマスクは、半導体集積回路
の高性能化、高集積化に伴ってますます高精度を要求さ
れる傾向にあり、例えば、代表的なＬＳＩであるＤＲＡ
Ｍを例にとると、１ＭビットＤＲＡＭ用の５倍レチク
ル、すなわち、露光するパターンの５倍のサイズを有す
るレチクルにおける寸法のずれは、平均値±３σ（σは
標準偏差）をとった場合においても、０．１５μｍの精
度が要求され、同様に、４ＭビットＤＲＡＭ用の５倍レ
チクルは、０．１〜０．１５μｍの寸法精度が、１６Ｍ
ビットＤＲＡＭ用５倍レチクルは０．０５〜０．１μｍ
の寸法精度が要求されている。
【０００４】さらに、これらのレチクルを使用して形成
されるデバイスパターンの線幅は、１ＭビットＤＲＡＭ
で１．２μｍ、４ＭビットＤＲＡＭでは０．８μｍ、１
６ＭビットＤＲＡＭでは０．６μｍと、ますます微細化
が要求されており、このような要求に応えるために様々
な露光方法が研究されている。
されるデバイスパターンの線幅は、１ＭビットＤＲＡＭ
で１．２μｍ、４ＭビットＤＲＡＭでは０．８μｍ、１
６ＭビットＤＲＡＭでは０．６μｍと、ますます微細化
が要求されており、このような要求に応えるために様々
な露光方法が研究されている。
【０００５】ところが、例えば６４ＭビットＤＲＡＭク
ラスの次々世代のデバイスパターンになると、これまで
のレチクルを用いたステッパー露光方式ではレジストパ
ターンの解像限界となり、例えば特開昭５８−１７３７
４４号公報、特公昭６２−５９２９６号公報等に示され
ているような位相シフトマスクという新しい考え方のレ
チクルが提案されてきている。この位相シフトレチクル
を用いる位相シフトリソグラフィーは、レチクルを透過
する光の位相を操作することによって、投影像の分解能
及びコントラストを向上させる技術である。
ラスの次々世代のデバイスパターンになると、これまで
のレチクルを用いたステッパー露光方式ではレジストパ
ターンの解像限界となり、例えば特開昭５８−１７３７
４４号公報、特公昭６２−５９２９６号公報等に示され
ているような位相シフトマスクという新しい考え方のレ
チクルが提案されてきている。この位相シフトレチクル
を用いる位相シフトリソグラフィーは、レチクルを透過
する光の位相を操作することによって、投影像の分解能
及びコントラストを向上させる技術である。
【０００６】位相シフトリソグラフィーを図面に従って
簡単に説明する。図３は位相シフト法の原理を示す図、
図４は従来法を示す図であり、図３（ａ）及び図４
（ａ）はレチクルの断面図、図３（ｂ）及び図４（ｂ）
はレチクル上の光の振幅、図３（ｃ）及び図４（ｃ）は
ウェーハ上の光の振幅、図３（ｄ）及び図４（ｄ）はウ
ェーハ上の光強度をそれぞれ示し、１は基板、２は遮光
膜、３は位相シフター、４は入射光を示す。
簡単に説明する。図３は位相シフト法の原理を示す図、
図４は従来法を示す図であり、図３（ａ）及び図４
（ａ）はレチクルの断面図、図３（ｂ）及び図４（ｂ）
はレチクル上の光の振幅、図３（ｃ）及び図４（ｃ）は
ウェーハ上の光の振幅、図３（ｄ）及び図４（ｄ）はウ
ェーハ上の光強度をそれぞれ示し、１は基板、２は遮光
膜、３は位相シフター、４は入射光を示す。
【０００７】従来法においては、図４（ａ）に示すよう
に、石英ガラス等からなる基板１にクロム等からなる遮
光膜２が形成されて、所定のパターンの光透過部が形成
されているだけであるが、位相シフトリソグラフィーで
は、図３（ａ）に示すように、レチクル上の隣接する光
透過部の一方に位相を反転（位相差１８０°）させるた
めの透過膜からなる位相シフター３が設けられている。
したがって、従来法においては、レチクル上の光の振幅
は図４（ｂ）に示すように同相となり、ウェーハ上の光
の振幅も図４（ｃ）に示すように同相となるので、その
結果、図４（ｄ）のようにウェーハ上のパターンを分離
することができないのに対して、位相シフトリソグラフ
ィーにおいては、位相シフターを透過した光は、図３
（ｂ）に示すように、隣接パターンの間で互いに逆位相
になされるため、パターンの境界部で光強度が零にな
り、図３（ｄ）に示すように隣接するパターンを明瞭に
分離することができる。このように、位相シフトリソグ
ラフィーにおいては、従来は分離できなかったパターン
も分離可能となり、解像度を向上させることができるも
のである。
に、石英ガラス等からなる基板１にクロム等からなる遮
光膜２が形成されて、所定のパターンの光透過部が形成
されているだけであるが、位相シフトリソグラフィーで
は、図３（ａ）に示すように、レチクル上の隣接する光
透過部の一方に位相を反転（位相差１８０°）させるた
めの透過膜からなる位相シフター３が設けられている。
したがって、従来法においては、レチクル上の光の振幅
は図４（ｂ）に示すように同相となり、ウェーハ上の光
の振幅も図４（ｃ）に示すように同相となるので、その
結果、図４（ｄ）のようにウェーハ上のパターンを分離
することができないのに対して、位相シフトリソグラフ
ィーにおいては、位相シフターを透過した光は、図３
（ｂ）に示すように、隣接パターンの間で互いに逆位相
になされるため、パターンの境界部で光強度が零にな
り、図３（ｄ）に示すように隣接するパターンを明瞭に
分離することができる。このように、位相シフトリソグ
ラフィーにおいては、従来は分離できなかったパターン
も分離可能となり、解像度を向上させることができるも
のである。
【０００８】次に、位相シフトレチクルの製造工程の１
例を図面を参照して説明する。図５は位相シフトレチク
ルの製造工程を示す断面図であり、図中、１１は石英基
板、１２はクロム膜、１３はレジスト層、１４は電離放
射線、１５はレジストパターン、１６はエッチングガス
プラズマ、１７はクロムパターン、１８は酸素プラズ
マ、１９は透明膜、２０はレジスト層、２１は電離放射
線、２２はレジストパターン、２３はエッチングガスプ
ラズマ、２４は位相シフトパターン、２５は酸素プラズ
マを示す。
例を図面を参照して説明する。図５は位相シフトレチク
ルの製造工程を示す断面図であり、図中、１１は石英基
板、１２はクロム膜、１３はレジスト層、１４は電離放
射線、１５はレジストパターン、１６はエッチングガス
プラズマ、１７はクロムパターン、１８は酸素プラズ
マ、１９は透明膜、２０はレジスト層、２１は電離放射
線、２２はレジストパターン、２３はエッチングガスプ
ラズマ、２４は位相シフトパターン、２５は酸素プラズ
マを示す。
【０００９】まず、図５（ａ）に示すように、光学研磨
された石英基板１１にクロム膜１２を形成し、さらに、
クロロメチル化ポリスチレン等の電離放射線レジスト
を、スピンコーティング等の常法により均一に塗布し、
加熱乾燥処理を施し、厚さ０．１〜２．０μｍ程度のレ
ジスト層１３を形成する。加熱乾燥処理は、使用するレ
ジストの種類にもよるが、通常、±８０〜１５０℃で、
２０〜６０分間程度行う。
された石英基板１１にクロム膜１２を形成し、さらに、
クロロメチル化ポリスチレン等の電離放射線レジスト
を、スピンコーティング等の常法により均一に塗布し、
加熱乾燥処理を施し、厚さ０．１〜２．０μｍ程度のレ
ジスト層１３を形成する。加熱乾燥処理は、使用するレ
ジストの種類にもよるが、通常、±８０〜１５０℃で、
２０〜６０分間程度行う。
【００１０】次に、同図（ｂ）に示すように、レジスト
層１３に、常法に従って電子線描画装置等の露光装置に
より電離放射線１４でパターン描画し、エチルセロソル
ブやエステル等の有機溶剤を主成分とする現像液で現像
後、アルコールでリンスし、同図（ｃ）に示すようなレ
ジストパターン１５を形成する。
層１３に、常法に従って電子線描画装置等の露光装置に
より電離放射線１４でパターン描画し、エチルセロソル
ブやエステル等の有機溶剤を主成分とする現像液で現像
後、アルコールでリンスし、同図（ｃ）に示すようなレ
ジストパターン１５を形成する。
【００１１】次に、必要に応じて加熱処理、及び、デス
カム処理を行って、レジストパターン１５のエッジ部分
等に残存したレジスト屑、ヒゲ等不要なレジストを除去
した後、同図（ｄ）に示すように、レジストパターン１
５の開口部より露出する被加工部分、すなわち、クロム
層１２をエッチングガスプラズマ１６によりドライエッ
チングし、クロムパターン１７を形成する。なお、この
クロムパターン１７の形成は、エッチングガスプラズマ
１６によるドライエッチングに代えて、ウェットエッチ
ングにより行ってもよいことは当業者に明らかである。
カム処理を行って、レジストパターン１５のエッジ部分
等に残存したレジスト屑、ヒゲ等不要なレジストを除去
した後、同図（ｄ）に示すように、レジストパターン１
５の開口部より露出する被加工部分、すなわち、クロム
層１２をエッチングガスプラズマ１６によりドライエッ
チングし、クロムパターン１７を形成する。なお、この
クロムパターン１７の形成は、エッチングガスプラズマ
１６によるドライエッチングに代えて、ウェットエッチ
ングにより行ってもよいことは当業者に明らかである。
【００１２】このようにしてエッチングした後、同図
（ｅ）に示すように、レジストパターン１５、すなわ
ち、残存するレジストを酸素プラズマ１８により灰化除
去し、同図（ｆ）に示すようなフォトマスクを完成させ
る。なお、この処理は、酸素プラズマ１８による灰化処
理に代えて、溶剤剥離により行うことも可能である。
（ｅ）に示すように、レジストパターン１５、すなわ
ち、残存するレジストを酸素プラズマ１８により灰化除
去し、同図（ｆ）に示すようなフォトマスクを完成させ
る。なお、この処理は、酸素プラズマ１８による灰化処
理に代えて、溶剤剥離により行うことも可能である。
【００１３】続いて、このフォトマスクを検査し、必要
によってはパターン修正を加え、洗浄した後、同図
（ｇ）に示すように、クロムパターン１７の上にＳｉＯ
2 等からなる透明膜１９を形成する。次に、同図（ｈ）
に示すように、透明膜１９上に、上記と同様にして、ク
ロロメチル化ポリスチレン等の電離放射線レジスト層２
０を形成し、同図（ｉ）に示すように、レジスト層２０
に常法に従ってアライメイトを行い、電子線露光装置等
の電離放射線２１によって所定のパターンを描画し、現
像、リンスして、同図（ｊ）に示すように、レジストパ
ターン２２を形成する。
によってはパターン修正を加え、洗浄した後、同図
（ｇ）に示すように、クロムパターン１７の上にＳｉＯ
2 等からなる透明膜１９を形成する。次に、同図（ｈ）
に示すように、透明膜１９上に、上記と同様にして、ク
ロロメチル化ポリスチレン等の電離放射線レジスト層２
０を形成し、同図（ｉ）に示すように、レジスト層２０
に常法に従ってアライメイトを行い、電子線露光装置等
の電離放射線２１によって所定のパターンを描画し、現
像、リンスして、同図（ｊ）に示すように、レジストパ
ターン２２を形成する。
【００１４】次に、必要に応じて、加熱処理、及び、デ
スカム処理を行った後、同図（ｋ）に示すように、レジ
ストパターン２２の開口部より露出する透明膜１９部分
をエッチングガスプラズマ２３によりドライエッチング
し、位相シフターパターン２４を形成する。なお、この
位相シフターパターン２４の形成は、エッチングガスプ
ラズマ２３によるドライエッチングに代えて、ウェット
エッチングにより行ってもよいものである。
スカム処理を行った後、同図（ｋ）に示すように、レジ
ストパターン２２の開口部より露出する透明膜１９部分
をエッチングガスプラズマ２３によりドライエッチング
し、位相シフターパターン２４を形成する。なお、この
位相シフターパターン２４の形成は、エッチングガスプ
ラズマ２３によるドライエッチングに代えて、ウェット
エッチングにより行ってもよいものである。
【００１５】次に、残存したレジストを、同図（ｌ）に
示すように、酸素プラズマ２５により灰化除去する。以
上の工程により、同図（ｍ）に示すような位相シフター
２４を有する位相シフトマスクが完成する。
示すように、酸素プラズマ２５により灰化除去する。以
上の工程により、同図（ｍ）に示すような位相シフター
２４を有する位相シフトマスクが完成する。
【００１６】ところで、上述したような従来の位相シフ
トレチクルの製造方法において、位相シフターに欠陥が
ある場合、その欠陥部の残りの位相シフターを集束ガリ
ウムイオンビームにより取り除き、さらにその欠陥部の
下の石英基板を位相シフト量が１８０°の奇数倍となる
深さだけ取り除いて、欠陥部全体の位相シフト量を欠陥
がない位相シフター部に対して３６０°の整数倍にして
修正することが知られている。すなわち、図６（ａ）に
示すように、石英基板１１上にクロムパターン１７を設
け、その上にＳｉＯ2 、ＳＯＧ（スピンオングラス）等
からなる位相シフターパターン２４を設けた位相シフト
マスクにおいて、クロムパターン１７の透明部に対応す
る位置の位相シフター２４に欠陥２６がある場合、同図
（ｂ）に示すように、その欠陥２６の下の残りの位相シ
フト層を集束ガリウムイオンビーム２７により取り除
き、さらに、同じ集束ガリウムイオンビーム２７でその
欠陥部の下の石英基板１１を位相シフト量が１８０°の
奇数倍となる深さだけ取り除いて、同図（ｃ）に示すよ
うに、全体の位相シフト量が３６０°の整数倍になる穴
２８を形成して、位相が実効的に欠陥がない部分と同じ
ようにする。
トレチクルの製造方法において、位相シフターに欠陥が
ある場合、その欠陥部の残りの位相シフターを集束ガリ
ウムイオンビームにより取り除き、さらにその欠陥部の
下の石英基板を位相シフト量が１８０°の奇数倍となる
深さだけ取り除いて、欠陥部全体の位相シフト量を欠陥
がない位相シフター部に対して３６０°の整数倍にして
修正することが知られている。すなわち、図６（ａ）に
示すように、石英基板１１上にクロムパターン１７を設
け、その上にＳｉＯ2 、ＳＯＧ（スピンオングラス）等
からなる位相シフターパターン２４を設けた位相シフト
マスクにおいて、クロムパターン１７の透明部に対応す
る位置の位相シフター２４に欠陥２６がある場合、同図
（ｂ）に示すように、その欠陥２６の下の残りの位相シ
フト層を集束ガリウムイオンビーム２７により取り除
き、さらに、同じ集束ガリウムイオンビーム２７でその
欠陥部の下の石英基板１１を位相シフト量が１８０°の
奇数倍となる深さだけ取り除いて、同図（ｃ）に示すよ
うに、全体の位相シフト量が３６０°の整数倍になる穴
２８を形成して、位相が実効的に欠陥がない部分と同じ
ようにする。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな位相シフトレチクルの修正方法においては、エッチ
ング速度が小さく、高速のガリウムイオンビームを照射
しなければその速度の向上は図れない。また、基板１１
のエッチング停止点を正確に制御することが困難で、刻
設する穴２８の位相シフト量にバラツキが発生してしま
う。
うな位相シフトレチクルの修正方法においては、エッチ
ング速度が小さく、高速のガリウムイオンビームを照射
しなければその速度の向上は図れない。また、基板１１
のエッチング停止点を正確に制御することが困難で、刻
設する穴２８の位相シフト量にバラツキが発生してしま
う。
【００１８】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、エッチング速度を向上させ、
エッチング停止点を正確に制御することが可能な位相シ
フト層を有するフォトマスクの修正方法を提供すること
である。
ものであり、その目的は、エッチング速度を向上させ、
エッチング停止点を正確に制御することが可能な位相シ
フト層を有するフォトマスクの修正方法を提供すること
である。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題に
鑑み、実用的でかつ精度の高い位相シフトレチクルの位
相シフターの修正方法を開発すべく研究の結果、ガリウ
ム等の集束イオンの照射位置にイオン照射と同時にフッ
化キセノン等の不活性元素フッ化物及びフロロカーボン
ガスを供給することにより、ＳｉＯ2を高速、高解像度
でエッチングできることを見出し、かかる知見に基づい
て本発明を完成したものである。
鑑み、実用的でかつ精度の高い位相シフトレチクルの位
相シフターの修正方法を開発すべく研究の結果、ガリウ
ム等の集束イオンの照射位置にイオン照射と同時にフッ
化キセノン等の不活性元素フッ化物及びフロロカーボン
ガスを供給することにより、ＳｉＯ2を高速、高解像度
でエッチングできることを見出し、かかる知見に基づい
て本発明を完成したものである。
【００２０】すなわち、本発明の位相シフトフォトマス
クの修正方法は、基板、基板上に設けた酸化アルミニウ
ム、酸化クロム又は窒化クロムからなる薄膜であって、
膜厚が、使用波長をλ、屈折率をｎとするとき、ほぼλ
／｛２（ｎ−１）｝又はその奇数倍の被覆膜、遮光膜パ
ターン及び酸化シリコンを主成分とする材料からなる位
相シフターパターンからなる位相シフトフォトマスクの
修正方法において、遮光膜パターンの透明部に対応する
位置の位相シフターパターン欠陥部に、ガリウムイオン
又はシリコンイオンの集束ビームを照射しながら、フッ
化キセノン、フッ化クリプトン等の不活性元素フッ化
物、及び、ＣＦ4 、ＣＨＦ3 、Ｃ2 Ｆ6 等のフッ素系フ
ロロカーボンガスを供給して、欠陥部の残りの位相シフ
ト層をエッチングし、その後、集束ビームの照射位置に
供給するガスを塩化キセノン、塩化クリプトン等の不活
性元素塩化物、ＣＣｌ4 、ＣＨＣｌ2 、ＣＨ2 Ｃｌ2 等
の塩素系フロロカーボンガス及び塩素ガスに変更して、
ガリウムイオン又はシリコンイオンの集束ビームを照射
しながら、欠陥部に対応する位置の基板被覆膜をエッチ
ングして、エッチング部の全体の位相シフト量がほぼ３
６０°の整数倍となるようにすることを特徴とする方法
である。
クの修正方法は、基板、基板上に設けた酸化アルミニウ
ム、酸化クロム又は窒化クロムからなる薄膜であって、
膜厚が、使用波長をλ、屈折率をｎとするとき、ほぼλ
／｛２（ｎ−１）｝又はその奇数倍の被覆膜、遮光膜パ
ターン及び酸化シリコンを主成分とする材料からなる位
相シフターパターンからなる位相シフトフォトマスクの
修正方法において、遮光膜パターンの透明部に対応する
位置の位相シフターパターン欠陥部に、ガリウムイオン
又はシリコンイオンの集束ビームを照射しながら、フッ
化キセノン、フッ化クリプトン等の不活性元素フッ化
物、及び、ＣＦ4 、ＣＨＦ3 、Ｃ2 Ｆ6 等のフッ素系フ
ロロカーボンガスを供給して、欠陥部の残りの位相シフ
ト層をエッチングし、その後、集束ビームの照射位置に
供給するガスを塩化キセノン、塩化クリプトン等の不活
性元素塩化物、ＣＣｌ4 、ＣＨＣｌ2 、ＣＨ2 Ｃｌ2 等
の塩素系フロロカーボンガス及び塩素ガスに変更して、
ガリウムイオン又はシリコンイオンの集束ビームを照射
しながら、欠陥部に対応する位置の基板被覆膜をエッチ
ングして、エッチング部の全体の位相シフト量がほぼ３
６０°の整数倍となるようにすることを特徴とする方法
である。
【００２１】この場合、基板被覆膜のエッチングを、基
板を構成する材料のイオンの発生を検出することにより
停止するようにすることが望ましい。
板を構成する材料のイオンの発生を検出することにより
停止するようにすることが望ましい。
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【作用】本発明の位相シフトフォトマスクの修正方法に
おいては、基板と遮光膜パターンの間に、酸化アルミニ
ウム、酸化クロム又は窒化クロムからなる均一膜厚の薄
膜であって、膜厚が、使用波長をλ、屈折率をｎとする
とき、ほぼλ／｛２（ｎ−１）｝又はその奇数倍からな
る層を設け、ガリウムイオン又はシリコンイオンの集束
ビームを照射しながら、フッ化キセノン、フッ化クリプ
トン等の不活性元素フッ化物、及び、ＣＦ4 、ＣＨ
Ｆ3 、Ｃ2 Ｆ6 等のフッ素系フロロカーボンガスを供給
して、欠陥部の残りの位相シフト層をエッチングし、そ
の後、集束ビームの照射位置に供給するガスを塩化キセ
ノン、塩化クリプトン等の不活性元素塩化物、ＣＣ
ｌ4 、ＣＨＣｌ2 、ＣＨ2 Ｃｌ2 等の塩素系フロロカー
ボンガス及び塩素ガスに変更して、ガリウムイオン又は
シリコンイオンの集束ビームを照射しながら、欠陥部に
対応する位置の基板被覆層をエッチングするので、高速
集束イオンビームを用いなくとも、高速にかつ高解像度
で、しかも所定の正確な深さで、所望部をエッチングす
ることができ、簡単かつ正確に位相シフター欠陥部を修
正することができる。
おいては、基板と遮光膜パターンの間に、酸化アルミニ
ウム、酸化クロム又は窒化クロムからなる均一膜厚の薄
膜であって、膜厚が、使用波長をλ、屈折率をｎとする
とき、ほぼλ／｛２（ｎ−１）｝又はその奇数倍からな
る層を設け、ガリウムイオン又はシリコンイオンの集束
ビームを照射しながら、フッ化キセノン、フッ化クリプ
トン等の不活性元素フッ化物、及び、ＣＦ4 、ＣＨ
Ｆ3 、Ｃ2 Ｆ6 等のフッ素系フロロカーボンガスを供給
して、欠陥部の残りの位相シフト層をエッチングし、そ
の後、集束ビームの照射位置に供給するガスを塩化キセ
ノン、塩化クリプトン等の不活性元素塩化物、ＣＣ
ｌ4 、ＣＨＣｌ2 、ＣＨ2 Ｃｌ2 等の塩素系フロロカー
ボンガス及び塩素ガスに変更して、ガリウムイオン又は
シリコンイオンの集束ビームを照射しながら、欠陥部に
対応する位置の基板被覆層をエッチングするので、高速
集束イオンビームを用いなくとも、高速にかつ高解像度
で、しかも所定の正確な深さで、所望部をエッチングす
ることができ、簡単かつ正確に位相シフター欠陥部を修
正することができる。
【００２５】
【００２６】
【実施例】本発明の前提の修正方法は、石英又はガラス
基板、遮光膜パターン及びＳｉＯ2 、ＳＯＧ等の位相シ
フターパターンからなるフォトマスクにおいて、遮光膜
パターンの透明部に対応する位置の位相シフターパター
ン欠陥部に、ガリウムイオン又はシリコンイオンの集束
ビームを照射しながら、フッ化キセノン、フッ化クリプ
トン等の不活性元素フッ化物を供給して、欠陥部の残り
の位相シフト層及び基板を位相シフト量が１８０°の奇
数倍となる深さだけ高速、高解像度でエッチングして、
位相シフトフォトマスクを修正する方法である。
基板、遮光膜パターン及びＳｉＯ2 、ＳＯＧ等の位相シ
フターパターンからなるフォトマスクにおいて、遮光膜
パターンの透明部に対応する位置の位相シフターパター
ン欠陥部に、ガリウムイオン又はシリコンイオンの集束
ビームを照射しながら、フッ化キセノン、フッ化クリプ
トン等の不活性元素フッ化物を供給して、欠陥部の残り
の位相シフト層及び基板を位相シフト量が１８０°の奇
数倍となる深さだけ高速、高解像度でエッチングして、
位相シフトフォトマスクを修正する方法である。
【００２７】以下、本発明の前提の修正方法の１例を図
１を参照にして説明する。図１（ａ）及び（ｂ）は、本
発明に係わる位相シフトフォトマスク（レチクル）の位
相シフト層の修正中及び修正後の断面図であり、図中、
３０は石英基板、３１は遮光層、３２はＳｉＯ2 からな
る位相シフター、３３は位相シフター欠落部分、３４は
集束ガリウムイオンビーム、３５はフッ化キセノンガ
ス、３６は穿設した穴を示す。
１を参照にして説明する。図１（ａ）及び（ｂ）は、本
発明に係わる位相シフトフォトマスク（レチクル）の位
相シフト層の修正中及び修正後の断面図であり、図中、
３０は石英基板、３１は遮光層、３２はＳｉＯ2 からな
る位相シフター、３３は位相シフター欠落部分、３４は
集束ガリウムイオンビーム、３５はフッ化キセノンガ
ス、３６は穿設した穴を示す。
【００２８】この修正方法は、図１（ａ）に示すよう
に、石英基板３０上に遮光パターン３１を設け、その上
にＳｉＯ2 からなる位相シフターパターン３２を設けた
位相シフトマスクにおいて、遮光パターン３１の透明部
に対応する位置の位相シフター３２に欠陥３３がある場
合、その欠陥３３の下の残りの位相シフト層３２及び基
板３０に集束ガリウムイオンビーム３４を照射しなが
ら、同時に、フッ化キセノンガス３５を供給してエッチ
ングを行うものである。このようにすると、集束イオン
ビーム３４の照射位置において、不安定なフッ化キセノ
ンガス３５からフッ素が遊離し、この遊離したフッ素の
作用で欠陥３３の下の残りのＳｉＯ2 からなる位相シフ
ト層３２及び基板３０が高速でエッチングされる。しか
も、集束イオンビーム３４としてガリウムイオンを用い
ているので、合金の微小点からイオンを発生させ、レン
ズにより微小点へ絞って照射することが可能となるの
で、高解像度でエッチングすることができる。
に、石英基板３０上に遮光パターン３１を設け、その上
にＳｉＯ2 からなる位相シフターパターン３２を設けた
位相シフトマスクにおいて、遮光パターン３１の透明部
に対応する位置の位相シフター３２に欠陥３３がある場
合、その欠陥３３の下の残りの位相シフト層３２及び基
板３０に集束ガリウムイオンビーム３４を照射しなが
ら、同時に、フッ化キセノンガス３５を供給してエッチ
ングを行うものである。このようにすると、集束イオン
ビーム３４の照射位置において、不安定なフッ化キセノ
ンガス３５からフッ素が遊離し、この遊離したフッ素の
作用で欠陥３３の下の残りのＳｉＯ2 からなる位相シフ
ト層３２及び基板３０が高速でエッチングされる。しか
も、集束イオンビーム３４としてガリウムイオンを用い
ているので、合金の微小点からイオンを発生させ、レン
ズにより微小点へ絞って照射することが可能となるの
で、高解像度でエッチングすることができる。
【００２９】このように、フッ化キセノンガス３５を供
給しながら集束ガリウムイオンビーム３４により、欠陥
３３の下の残りの位相シフト層３２及びその欠陥３３の
下のＳｉＯ2 からなる基板３０を位相シフト量が１８０
°の奇数倍となる深さだけ高速、高解像度で取り除い
て、同図（ｂ）に示すように、全体の位相シフト量が３
６０°の整数倍になる穴３６を形成して、位相シフト量
が実効的に欠陥がない部分と同じようにする。
給しながら集束ガリウムイオンビーム３４により、欠陥
３３の下の残りの位相シフト層３２及びその欠陥３３の
下のＳｉＯ2 からなる基板３０を位相シフト量が１８０
°の奇数倍となる深さだけ高速、高解像度で取り除い
て、同図（ｂ）に示すように、全体の位相シフト量が３
６０°の整数倍になる穴３６を形成して、位相シフト量
が実効的に欠陥がない部分と同じようにする。
【００３０】なお、以上においては、集束イオンビーム
３４としてガリウムイオンを用いたが、その外に同様な
効果を有するものとして、シリコンイオンを用いること
ができる。また、フッ化キセノンガス３５の代わりにフ
ッ化クリプトン等の不活性元素フッ化物を用いることが
できる。
３４としてガリウムイオンを用いたが、その外に同様な
効果を有するものとして、シリコンイオンを用いること
ができる。また、フッ化キセノンガス３５の代わりにフ
ッ化クリプトン等の不活性元素フッ化物を用いることが
できる。
【００３１】ところで、図１の修正方法の場合も、図６
の従来の方法と同様、基板３０のエッチング停止点を正
確に制御することは容易でなく、穿設する穴３６の位相
シフト量にバラツキが発生してしまう問題点が残る。こ
の点を改良するのが本発明の修正方法及び修正に適した
位相シフトフォトマスクである。
の従来の方法と同様、基板３０のエッチング停止点を正
確に制御することは容易でなく、穿設する穴３６の位相
シフト量にバラツキが発生してしまう問題点が残る。こ
の点を改良するのが本発明の修正方法及び修正に適した
位相シフトフォトマスクである。
【００３２】図２は、この修正工程を示す断面図であ
り、図中、４０は石英基板、４１は基板４０上に設けた
膜厚が、使用波長をλ、屈折率をｎとするとき、λ／
｛２（ｎ−１）｝又はその奇数倍であるアルミナ（Ａｌ
2 Ｏ3）層（位相シフト量が１８０°の奇数倍とな
る。）、４２は遮光層、４３はＳｉＯ2 からなる位相シ
フター、４４は位相シフター欠落部分、４５は集束ガリ
ウムイオンビーム、４６はフッ化キセノンガス、４７は
塩化キセノンガス、４８は穿設した穴を示す。
り、図中、４０は石英基板、４１は基板４０上に設けた
膜厚が、使用波長をλ、屈折率をｎとするとき、λ／
｛２（ｎ−１）｝又はその奇数倍であるアルミナ（Ａｌ
2 Ｏ3）層（位相シフト量が１８０°の奇数倍とな
る。）、４２は遮光層、４３はＳｉＯ2 からなる位相シ
フター、４４は位相シフター欠落部分、４５は集束ガリ
ウムイオンビーム、４６はフッ化キセノンガス、４７は
塩化キセノンガス、４８は穿設した穴を示す。
【００３３】この場合は、図２（ａ）に示すように、基
板４０を位相シフト量が１８０°の奇数倍の薄いアルミ
ナ層４１で覆い、その上に遮光パターン４２を設け、遮
光パターン４２上にＳｉＯ2 からなる位相シフターパタ
ーン４３を設けて位相シフトマスクを構成し、遮光パタ
ーン４２の透明部に対応する位置の位相シフター４３に
欠陥４４がある場合、まず第１ステップとして、欠陥４
４の下の残りの位相シフト層４３を、図１と同様に、集
束ガリウムイオンビーム４５を照射しながら、同時に、
フッ化キセノンガス４６を供給してエッチングを行う。
そして、位相シフト層４３のエッチングが完了すると、
今度は、同図（ｂ）に示すように、供給するガスを塩化
キセノンガス４７に変更する。この場合は、集束ガリウ
ムイオンビーム４５の照射位置において、不安定な塩化
キセノンガス４７から塩素が遊離し、この遊離した塩素
の作用で欠陥４４位置に対応するアルミナ層４１が高速
にエッチングされる（ＳｉＯ2 はフッ素と反応して容易
にエッチングされるのに対し、Ａｌ2 Ｏ3 は塩素と反応
して容易にエッチングされる。）。この場合も、集束イ
オンビーム４５としてガリウムイオンを用いているの
で、合金の微小点からイオンを発生させ、レンズにより
微小点へ絞って照射することが可能となり、高解像度で
エッチングすることができる。なお、ガリウムイオンの
代わりにシリコンイオンを用いても同様である。
板４０を位相シフト量が１８０°の奇数倍の薄いアルミ
ナ層４１で覆い、その上に遮光パターン４２を設け、遮
光パターン４２上にＳｉＯ2 からなる位相シフターパタ
ーン４３を設けて位相シフトマスクを構成し、遮光パタ
ーン４２の透明部に対応する位置の位相シフター４３に
欠陥４４がある場合、まず第１ステップとして、欠陥４
４の下の残りの位相シフト層４３を、図１と同様に、集
束ガリウムイオンビーム４５を照射しながら、同時に、
フッ化キセノンガス４６を供給してエッチングを行う。
そして、位相シフト層４３のエッチングが完了すると、
今度は、同図（ｂ）に示すように、供給するガスを塩化
キセノンガス４７に変更する。この場合は、集束ガリウ
ムイオンビーム４５の照射位置において、不安定な塩化
キセノンガス４７から塩素が遊離し、この遊離した塩素
の作用で欠陥４４位置に対応するアルミナ層４１が高速
にエッチングされる（ＳｉＯ2 はフッ素と反応して容易
にエッチングされるのに対し、Ａｌ2 Ｏ3 は塩素と反応
して容易にエッチングされる。）。この場合も、集束イ
オンビーム４５としてガリウムイオンを用いているの
で、合金の微小点からイオンを発生させ、レンズにより
微小点へ絞って照射することが可能となり、高解像度で
エッチングすることができる。なお、ガリウムイオンの
代わりにシリコンイオンを用いても同様である。
【００３４】この場合、第１ステップのフッ化キセノン
ガス４６を用いての集束イオンビーム４５によるエッチ
ングの停止点、及び、第２ステップの塩化キセノンガス
４７を用いての集束イオンビーム４５によるエッチング
の停止点は、エッチングにより発生するイオンをモニタ
ーすることにより容易に検出することができる。すなわ
ち、第１ステップの場合、エッチングがアルミナ層４１
に達すると、発生するイオンがシリコンからアルミニウ
ムに変化するので、供給するガスを塩化キセノンガス４
７に変更すべきことが容易に検出でき、また、第２ステ
ップの場合、エッチングが基板４０に達すると、発生す
るイオンがアルミニウムからシリコンに変化するので、
エッチングを停止すべきことが容易に検出できる。しか
も、アルミナ層４１は予め精密に所望の膜厚（使用波長
をλ、屈折率をｎとするとき、λ／｛２（ｎ−１）｝又
はその奇数倍の厚さ）に形成されているので、同図
（ｃ）に示すような穿設された穴４８の深さにバラツキ
はほとんど発生せず、その全体の位相シフト量は３６０
°の整数倍になり、位相が実効的に欠陥がない部分と同
じようになる。なお、フッ素はアルミナとは反応しない
ので、上記の第１ステップのエッチングはアルミナ層４
１に達するとほほ自動的に進まなくなるので、上記アル
ミニウムイオンのモニターは必ずしも必要なものではな
い。
ガス４６を用いての集束イオンビーム４５によるエッチ
ングの停止点、及び、第２ステップの塩化キセノンガス
４７を用いての集束イオンビーム４５によるエッチング
の停止点は、エッチングにより発生するイオンをモニタ
ーすることにより容易に検出することができる。すなわ
ち、第１ステップの場合、エッチングがアルミナ層４１
に達すると、発生するイオンがシリコンからアルミニウ
ムに変化するので、供給するガスを塩化キセノンガス４
７に変更すべきことが容易に検出でき、また、第２ステ
ップの場合、エッチングが基板４０に達すると、発生す
るイオンがアルミニウムからシリコンに変化するので、
エッチングを停止すべきことが容易に検出できる。しか
も、アルミナ層４１は予め精密に所望の膜厚（使用波長
をλ、屈折率をｎとするとき、λ／｛２（ｎ−１）｝又
はその奇数倍の厚さ）に形成されているので、同図
（ｃ）に示すような穿設された穴４８の深さにバラツキ
はほとんど発生せず、その全体の位相シフト量は３６０
°の整数倍になり、位相が実効的に欠陥がない部分と同
じようになる。なお、フッ素はアルミナとは反応しない
ので、上記の第１ステップのエッチングはアルミナ層４
１に達するとほほ自動的に進まなくなるので、上記アル
ミニウムイオンのモニターは必ずしも必要なものではな
い。
【００３５】以上においては、第１ステップで供給する
ガスとしてフッ化キセノンガス４６を用いたが、その代
わりにフッ化クリプトン等の不活性元素フッ化物を用い
ることができる。また、第２ステップで供給するガスと
しては、塩化キセノンガス４７の代わりに塩化クリプト
ン等の不活性元素の塩化物を用いることができる。ま
た、基板４０を覆う位相シフト量が１８０°の奇数倍の
層４１の材料として、アルミナの代わりに、クロムの窒
化物又は酸化物を用いてもよい。
ガスとしてフッ化キセノンガス４６を用いたが、その代
わりにフッ化クリプトン等の不活性元素フッ化物を用い
ることができる。また、第２ステップで供給するガスと
しては、塩化キセノンガス４７の代わりに塩化クリプト
ン等の不活性元素の塩化物を用いることができる。ま
た、基板４０を覆う位相シフト量が１８０°の奇数倍の
層４１の材料として、アルミナの代わりに、クロムの窒
化物又は酸化物を用いてもよい。
【００３６】
【発明の効果】半導体集積回路の製造に用いるフォトマ
スクは、現在、石英等のガラス基板上にクロム膜等の遮
光膜をパターニングしたものが使用されているが、最近
の超ＬＳＩの高集積化においては、いままでのフォトマ
スクを使用した露光技術は限界に近づき、位相シフトフ
ォトマスクを用いる方向に移行しようとしている。本発
明は、上記したように、位相シフト層の欠陥部にガリウ
ムイオン又はシリコンイオンの集束ビームを照射しなが
ら、フッ化キセノン、フッ化クリプトン等を供給してエ
ッチングするという通常のリソグラフィー技術の延長に
よって、位相シフターの欠落部を高速で正確にかつ簡単
に修正できるものであり、位相シフトフォトマスクの実
用化を容易にすると共に、従来欠陥があることにより不
良品として処理されていた位相シフトフォトマスクを、
再び高品質な状態で使用できるようにすることができ
る。
スクは、現在、石英等のガラス基板上にクロム膜等の遮
光膜をパターニングしたものが使用されているが、最近
の超ＬＳＩの高集積化においては、いままでのフォトマ
スクを使用した露光技術は限界に近づき、位相シフトフ
ォトマスクを用いる方向に移行しようとしている。本発
明は、上記したように、位相シフト層の欠陥部にガリウ
ムイオン又はシリコンイオンの集束ビームを照射しなが
ら、フッ化キセノン、フッ化クリプトン等を供給してエ
ッチングするという通常のリソグラフィー技術の延長に
よって、位相シフターの欠落部を高速で正確にかつ簡単
に修正できるものであり、位相シフトフォトマスクの実
用化を容易にすると共に、従来欠陥があることにより不
良品として処理されていた位相シフトフォトマスクを、
再び高品質な状態で使用できるようにすることができ
る。
【図１】本発明による位相シフトフォトマスクの前提の
修正方法の１例の修正中及び修正後の断面図である。
修正方法の１例の修正中及び修正後の断面図である。
【図２】本発明による修正方法の１実施例の修正工程を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図３】位相シフト法の原理を示す図である。
【図４】従来法を示す図である。
【図５】位相シフトフォトマスクの製造工程を示す断面
図である。
図である。
【図６】従来の位相シフトフォトマスクの修正方法の修
正工程を示す断面図である。
正工程を示す断面図である。
３０…石英基板 ３１…遮光層 ３２…ＳｉＯ2 からなる位相シフター ３３…位相シフター欠落部分 ３４…集束ガリウムイオンビーム ３５…フッ化キセノンガス ３６…穿設した穴 ４０…石英基板 ４１…アルミナ層 ４２…遮光層 ４３…ＳｉＯ2 からなる位相シフター ４４…位相シフター欠落部分 ４５…集束ガリウムイオンビーム ４６…フッ化キセノンガス ４７…塩化キセノンガス ４８は穿設した穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−88347（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−100407（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−196041（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−289861（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−5979（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−172844（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−105344（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−259147（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03F 1/08 - 1/16
Claims (2)
- 【請求項１】 基板、基板上に設けた酸化アルミニウ
ム、酸化クロム又は窒化クロムからなる薄膜であって、
膜厚が、使用波長をλ、屈折率をｎとするとき、ほぼλ
／｛２（ｎ−１）｝又はその奇数倍の被覆膜、遮光膜パ
ターン及び酸化シリコンを主成分とする材料からなる位
相シフターパターンからなる位相シフトフォトマスクの
修正方法において、遮光膜パターンの透明部に対応する
位置の位相シフターパターン欠陥部に、ガリウムイオン
又はシリコンイオンの集束ビームを照射しながら、フッ
化キセノン、フッ化クリプトン等の不活性元素フッ化物
及び、ＣＦ4 、ＣＨＦ3 、Ｃ2 Ｆ6 等のフッ素系フロロ
カーボンガスを供給して、欠陥部の残りの位相シフト層
をエッチングし、その後、集束ビームの照射位置に供給
するガスを塩化キセノン、塩化クリプトン等の不活性元
素塩化物、ＣＣｌ4、ＣＨＣｌ2 、ＣＨ2 Ｃｌ2 等の塩
素系フロロカーボンガス及び塩素ガスに変更して、ガリ
ウムイオン又はシリコンイオンの集束ビームを照射しな
がら、欠陥部に対応する位置の基板被覆膜をエッチング
して、エッチング部の全体の位相シフト量がほぼ３６０
°の整数倍となるようにすることを特徴とする位相シフ
トフォトマスクの修正方法。 - 【請求項２】 基板被覆膜のエッチングを、基板を構成
する材料のイオンの発生を検出することにより停止する
ようにしたことを特徴とする請求項１記載の位相シフト
フォトマスクの修正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29560991A JP3034096B2 (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | 位相シフトフォトマスクの修正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29560991A JP3034096B2 (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | 位相シフトフォトマスクの修正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05134394A JPH05134394A (ja) | 1993-05-28 |
| JP3034096B2 true JP3034096B2 (ja) | 2000-04-17 |
Family
ID=17822844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29560991A Expired - Fee Related JP3034096B2 (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | 位相シフトフォトマスクの修正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3034096B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW284911B (ja) * | 1992-08-18 | 1996-09-01 | At & T Corp | |
| JPH11258777A (ja) * | 1998-12-10 | 1999-09-24 | Hitachi Ltd | 光学マスクの欠陥修正方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2862924B2 (ja) * | 1989-12-26 | 1999-03-03 | 株式会社日立製作所 | パターン形成方法及びマスク修正方法 |
| JPH0588347A (ja) * | 1990-06-20 | 1993-04-09 | Fujitsu Ltd | レチクル及びその製造方法 |
| JP2874406B2 (ja) * | 1991-10-09 | 1999-03-24 | 株式会社日立製作所 | 位相シフタマスクの欠陥修正方法 |
-
1991
- 1991-11-12 JP JP29560991A patent/JP3034096B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05134394A (ja) | 1993-05-28 |
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