JP6364813B2 - フォトマスクの製造方法 - Google Patents
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Description
この位相シフトマスクには、マスクパターンを挟んで交互に光の位相が反転する構成のレベンソン型位相シフトマスク、光を透過させる部分と半透過させる部分で位相が反転する構成のハーフトーン型位相シフトマスク、クロムなどの遮光層を設けないクロムレス型位相シフトマスクなどがある。中でも、ハーフトーン型マスクは、特殊なパターンのシフタが不要であることや、従来のマスクデータを利用してマスク製作ができることから、多用されている。
このようなハーフトーン型位相シフトマスクにおいては、半透明マスクパターンが設けられた部分と透明基板が露出する部分との境界部で位相反転による光強度低下が生じ、光強度分布の裾の拡がりを抑えることができる。半透明マスクパターンの材料には、主にモリブデンシリサイド(MoSi)を含む化合物、例えば、酸化窒化モリブデンシリサイド(MoSiON)等が広く用いられている(例えば、特許文献1)。
また、必要なマスクパターンの一部が失われた欠損欠陥(白欠陥とも呼ばれる)を生じることがあり、この欠損欠陥部に対して、例えば、デポジション用ガスと電子線を用いて修正材を堆積する工程を、白欠陥修正工程と呼んでいる。
特に、従来のハーフトーン型位相シフトマスクにおいては、上記のように、半透明マスクパターンがモリブデンシリサイド(MoSi)を含む化合物から構成されているが、このモリブデンシリサイド(MoSi)を堆積可能なデポジション用ガスが無いことから、モリブデンシリサイド(MoSi)とは異なる材料を修正材として利用するしかなく、光学特性、耐光性、および洗浄耐性のいずれにおいても、要求に対して不十分であり問題になっていた。
図1は、本発明に係るフォトマスクの製造方法の一例を示すフローチャートである。
図1に示すように、本発明に係るフォトマスクの製造方法は、透明基板の上に第1の薄膜が形成され、その上に第2の薄膜が形成されたマスクブランクスを準備する工程(S1)、工程S1で準備したマスクブランクスの第2の薄膜を、エッチング加工して第2の薄膜パターンを形成する工程(S2)、工程S2で形成した第2の薄膜パターンの欠損欠陥部を検出する欠陥検査工程(S3)、工程S3で検出した第2の薄膜パターンの欠損欠陥部を修正する欠陥修正工程(S4)、工程S4で修正した第2の薄膜パターンから露出する第1の薄膜をエッチング加工して、第1の薄膜パターンを形成する工程(S5)、の各工程を順に備えている。
また、第2の薄膜は、第1の薄膜をエッチング加工して第1の薄膜パターンを形成する際に、エッチングマスクとして作用するものである。
なお、本発明においては、第1の薄膜と第2の薄膜との間に他の層が存在しても良い。
例えば、第1の薄膜が半透明層で、第2の薄膜がハードマスクであり、第1の薄膜と第2の薄膜の間に、遮光膜やエッチングストッパー層が存在する形態であっても良い。
また、透明基板と第1の薄膜の間や、第2の薄膜の上に他の層が存在しても良い。
例えば、第1の薄膜の下にエッチングストッパー層などが存在する形態であっても良い。
また、例えば、第2の薄膜が遮光膜としても作用する場合は、第2の薄膜の上に、この第2の薄膜を加工するためのハードマスク層がする形態であっても良い。
それゆえ、本発明においては、第1の薄膜パターン(すなわち、マスクパターン)を構成する材料に制限されずに、欠損欠陥の無いフォトマスクを製造することが可能となる。
以下、本発明の実施形態について、工程図を用いてより詳しく説明する。
まず、本発明に係るフォトマスクの製造方法の第1の実施形態について、図2を用いて説明する。
図2(a)に示すように、本実施形態においては、まず、透明基板11と、透明基板11の上に形成された第1の薄膜12Aと、第1の薄膜12Aの上に形成された第2の薄膜13Aと、を有するマスクブランクスを準備する。
透明基板11としては、ArFエキシマレーザ等の露光光を高い透過率で透過する材料であれば用いることができ、例えば、合成石英ガラス、蛍石、フッ化カルシウムなどを挙げることができるが、中でも、従来の位相シフトマスクにおける実績から、合成石英ガラスを好適に用いることができる。
第1の薄膜12Aは、上記のフォトマスクがハーフトーン型の位相シフトマスクの場合には、ArFエキシマレーザ等の露光光の位相及び透過率を制御するハーフトーン層として作用する半透明層に相当する。
第1の薄膜12Aが上記の半透明層に相当する場合、位相に関しては、この第1の薄膜12Aから形成される第1の薄膜パターン12の部分を透過する露光光と、透明基板11が露出する部分を透過する露光光の位相が反転するように設計されている。
それゆえ、第1の薄膜12Aの材料としては、例えば、従来のArFエキシマレーザ用ハーフトーン型位相シフトマスクの半透明層やバイナリマスクの遮光膜に用いられてきたものを適用することができる。
さらに、本発明においては、従来とは異なる材料であっても、マスクパターンとしてエッチング加工可能な材料であれば、第1の薄膜12Aの材料として用いることができる。
これは、半透明層にモリブデン(Mo)が多く含まれる場合には、シリコン(Si)の酸化が促進されてしまい、その結果、半透明マスクパターン表面にシリコン酸化膜が成長してマスク寸法が変化してしまうものと考えられている。
0≦AMo/ASi≦1/10
の関係を満たすものが好ましい。
上記の関係を満たすものであれば、この第1の薄膜12Aをエッチング加工することで、ArFエキシマレーザ露光における耐光性が高く、寸法安定性の高い第1の薄膜パターンを形成することができるからである。
なお、この耐光性を向上させた第1の薄膜パターン12は、上記の材料組成を改良した第1の薄膜12Aに、従来と同様のフッ素系ガスを用いたドライエッチング加工を施すことにより形成することができる。
なお、上記の材料を第1の薄膜12Aとして用いる場合には、フッ素系ガスを用いたドライエッチング加工を施すことにより、第1の薄膜パターン12を形成することができる。
第2の薄膜13Aは、第1の薄膜12Aをエッチング加工して第1の薄膜パターン12を形成する際の、エッチングマスクとして作用する第2の薄膜パターン13を形成するためのものである。
上記のように、第1の薄膜12Aは主にフッ素系ガスを用いたドライエッチングで加工されることから、第2の薄膜13Aは、フッ素系ガスを用いたドライエッチングに対して耐性を有する材料から構成されていることが好ましい。
この第2の薄膜13Aを構成する材料の具体例としては、Cr、CrO、CrN、CrNO等のクロム系の材料や、Ta、TaO、TaN、TaNO等のタンタル系の材料を挙げることができる。
なお、第2の薄膜13Aは同一材料から構成される単層構造であってもよく、2種以上の異なる材料から構成される多層構造であってもよい。
それゆえ、第2の薄膜13Aの膜厚は、第1の薄膜パターン12のパターンサイズにもよるが、3nm〜50nm程度の範囲であることが好ましい。
次に、図2(b)に示すように、第2の薄膜13Aをエッチング加工して第2の薄膜パターン13を形成する。
この第2の薄膜パターン13の形成方法としては、フォトマスクの製造において用いられる従前公知の方法、例えば、電子線描画によるリソグラフィ技術を好適に用いることができる。
また、第2の薄膜13Aをエッチング加工する方法としては、例えば、第2の薄膜13Aがクロム系材料から構成されている場合は、塩素系ガスと酸素ガスの混合ガスを用いたドライエッチングの方法を用いることができ、第2の薄膜13Aがタンタル系材料から構成されている場合は、塩素系ガスを用いたドライエッチングの方法を用いることができる。
なお、図2(b)に示す例においては、煩雑になるのを避けるため、欠損欠陥部が1箇所の例を示しているが、通常、欠損欠陥部は複数生じることが多い。
煩雑になるのを避けるため図示は省略するが、本発明においては、図2(b)に示す第2の薄膜パターン13の形成工程の後であって、図2(c)に示す欠損欠陥部21の修正工程の前に、欠損欠陥部21を検出する欠陥検査を行う。
一方、本発明においては、第1の薄膜12A上の第2の薄膜パターン13を検査することになるが、例えば、第1の薄膜12Aが半透明層の場合は、第1の薄膜12Aも従来の欠陥検査に用いられてきた検査光を一部透過するため、第1の薄膜12Aと第2の薄膜パターン13の透過率の差を利用して、既存のフォトマスク用欠陥検査装置を用いて、第2の薄膜パターン13の欠損欠陥部21を検出することができる。
また、第1の薄膜12Aが遮光膜の場合は、反射光を用いて、第1の薄膜12Aと第2の薄膜パターン13の反射率の差を利用して、既存のフォトマスク用欠陥検査装置を用いて、第2の薄膜パターン13の欠損欠陥部21を検出することができる。
次に、図2(b)までの工程で得られた中間製造物を欠陥修正装置に配置し、図2(c)及び(d)に示すように、第1のデポジション用ガス31を供給しながら、第1の電子線41を照射することにより、上記の欠陥検査工程で検出された第2の薄膜パターン13の欠損欠陥部21に修正材51を堆積する。
上記のようにして、検出された全ての欠損欠陥部を修正した後は、図2(e)に示すように、修正された第2の薄膜パターン13から露出する第1の薄膜12Aをエッチング加工して、第1の薄膜パターン12を形成し、その後、図2(f)に示すように、第2の薄膜パターン13及び修正材51を除去してフォトマスク1を得る。
ここで、第1の薄膜12Aが、シリコン(Si)を含む材料から構成される場合には、フッ素系ガス、例えば、SF6、CF4、CHF3、C2F6や、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ッ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い、パターン形成することができる。
本発明においては、欠損欠陥修正時の第1の電子線41のドリフトを補正して、高い位置精度で欠損欠陥部21を修正することもできる。
ここで、透明基板には絶縁性の合成石英ガラスが主に用いられており、半透明マスクパターンには導電性を有するモリブデンシリサイド(MoSi)を含む化合物が主に用いられていたことから、欠損欠陥部に電子線を照射し続けていると、欠損欠陥部が帯電し、電子線がドリフトしてしまうという問題があった。
それゆえ、半透明マスクパターンの欠損欠陥部を、高い位置精度で修正するためには、電子線がドリフトしてしまうことを補正しながら修正する必要があった。
しかしながら、第1の薄膜12Aを構成する材料と、欠損欠陥部21を有する第2の薄膜パターン13を構成する材料の間の導電率に差がある場合は、その差に応じて帯電が生じる。
この場合も、まず、上記の図2(a)〜(b)に示す各工程を経て第2の薄膜パターン13を形成し、欠損欠陥部21を検出する欠陥検査を行う。
ここで、クロム(Cr)を含むガスとしては、クロムヘキサカルボニル(Cr(CO)6)を含むガスを、シリコン(Si)を含むガスとしては、オルトケイ酸テトラエチル(Si(OC2H5)4)を含むガスを、それぞれ挙げることができる。
そして、堆積物構造体61が除去されることにより、本発明に係るフォトマスク1においては、従来よりも異物発生のおそれが低減したものとすることができる。
次に、本発明に係るフォトマスクの製造方法の第2の実施形態について説明する。
より詳しくは、図4(a)の上側の図は、ピンホール形態の欠損欠陥部21近傍の概略平面図であり、その下側の図は上側の図のA−A断面図である。また、図4(b)の上側の図は、図4(a)の欠損欠陥部21に修正材51を堆積させた状態を示す概略平面図であり、その下側の図は上側の図のB−B断面図である。
すなわち、上記の修正材51の余剰部分は、第1の薄膜パターン12において残渣欠陥部となる。
さらに、この耐光性が高い薄膜から形成された第1の薄膜パターン12においては、従来のエッチング用ガスと電子線を用いた部分エッチングの修正方法では、残渣欠陥部のエッチング速度が、下地の透明基板のエッチング速度よりも小さくなってしまい、透明基板にダメージを与えずに残渣欠陥部を除去することが困難であるという問題も判明した。
これは、プラズマにより励起された反応性イオンによるドライエッチングは、残渣欠陥部の修正工程におけるエッチング用ガスと電子線による部分エッチングよりも、第1の薄膜12Aを構成する材料をエッチングする力が強いためと考えられる。
なお、煩雑となるのを避けるため、上記の第1の実施形態において説明した事項と重複する事項については、適宜説明を省略する。
図7(a)に示すように、本実施形態においても上記の第1の実施形態と同様に、まず、透明基板11と、透明基板11の上に形成された第1の薄膜12Aと、第1の薄膜12Aの上に形成された第2の薄膜13Aと、を有するマスクブランクスを準備する。
次に、図7(b)に示すように、第2の薄膜13Aをエッチング加工して第2の薄膜パターン13を形成する。
ここで、図7(b)に示す例においては、第2の薄膜パターン13は、3本の1:1ラインアンドスペースパターンであり、中央のラインパターンの右側のエッジに、L3の大きさの欠損欠陥部22が生じている例を示している。
煩雑になるのを避けるため図示は省略するが、本実施形態においても、図7(b)に示す第2の薄膜パターン13の形成工程の後であって、図7(c)に示す欠損欠陥部22の修正工程の前に、欠損欠陥部22を検出する欠陥検査を行う。
[修正材堆積工程]
次に、図7(b)までの工程で得られた中間製造物を欠陥修正装置に配置し、図7(c)及び(d)に示すように、第1のデポジション用ガス31を供給しながら、第1の電子線41を照射することにより、上記の欠陥検査工程で検出された第2の薄膜パターン13の欠損欠陥部22に修正材51を堆積する。
ここで、図7(d)に示すように、堆積が終了した際の修正材51の状態は、本来の第2の薄膜パターン13のエッジ位置よりも修正材51の余剰部分がL5の大きさではみ出している状態であった。
次に、本実施形態においては、図8(e)及び(f)に示すように、第1のエッチング用ガス71を供給しながら第2の電子線42を照射することにより、上記の修正材51の余剰部分をエッチング除去する。
本実施形態においては、修正材51の余剰部分で覆われている第1の薄膜12Aの部分は、たとえ、図8(e)に示す欠陥修正においてオーバーエッチングされて膜厚が減少したとしても、その後の第1の薄膜パターン12の形成工程(図8(g))においてエッチング除去される部分であるため、上記オーバーエッチングが第1の薄膜12Aを貫通して透明基板11に達することが無い限り、問題は生じない。
すなわち、本実施形態に係るフォトマスクの製造方法は、余剰修正材除去工程におけるプロセスマージンが大きいという効果も奏するものである。
ここで、フッ素(F)を含むガスとしては、フッ化キセノン(XeF2)を含むガスを、塩素(Cl)を含むガスとしては、塩化ニトロシル(NOCl)を含むガスを、それぞれ挙げることができる。
上記のようにして、検出された全ての欠損欠陥部の修正をした後は、図8(g)に示すように、第2の薄膜パターン13及び修正材51から露出する第1の薄膜12Aをエッチング加工して、第1の薄膜パターン12を形成し、その後、図8(h)に示すように、第2の薄膜パターン13及び修正材51を除去してフォトマスク1を得る。
また、本実施形態においても、上記の第1の実施形態と同様に、修正材堆積工程における第1の電子線41のドリフトを補正して、高い位置精度で欠損欠陥部22に修正材51を堆積することもできる。
また、同様に、余剰修正材除去工程における第2の電子線42のドリフトを補正して、高い位置精度で余剰の修正材をエッチング除去することもできる。
本実施形態において、修正材堆積工程における第1の電子線41のドリフトを補正して高い位置精度で欠損欠陥部22に修正材51を堆積し、さらに、余剰修正材除去工程における第2の電子線42のドリフトを補正して高い位置精度で余剰の修正材をエッチング除去するには、まず、図9(a)に示すように、第2のデポジション用ガス32を供給しながら第4の電子線44を照射することにより、図9(b)に示すように、欠損欠陥部22とは異なる位置の第2の薄膜パターン13の上に、堆積物構造体61を形成する。
次に、本発明に係るフォトマスクの製造方法の第3の実施形態について説明する。
上述のように、位相シフトマスクを含むフォトマスクの製造工程には、多くの複雑な工程が含まれており、そのマスクパターンは極めて微細なものであることから、上述した欠損欠陥に加えて、不要な余剰部分である残渣欠陥も生じやすい。
すなわち、第2の薄膜パターン13の残渣欠陥部81は、第1の薄膜パターン12においても残渣欠陥部を生じさせてしまうという不具合が生じる。
さらに、この耐光性が高い薄膜から形成された第1の薄膜パターン12においては、従来のエッチング用ガスと電子線を用いた部分エッチングの修正方法では、残渣欠陥部のエッチング速度が、下地の透明基板のエッチング速度よりも小さくなってしまい、透明基板にダメージを与えずに残渣欠陥部を除去することが困難であるという問題もある。
なお、煩雑となるのを避けるため、上記の第1の実施形態及び第2の実施形態において説明した事項と重複する事項については、適宜説明を省略する。
図12(a)に示すように、本実施形態においても上記の第2の実施形態と同様に、まず、透明基板11と、透明基板11の上に形成された第1の薄膜12Aと、第1の薄膜12Aの上に形成された第2の薄膜13Aと、を有するマスクブランクスを準備する。
次に、図12(b)に示すように、第2の薄膜13Aをエッチング加工して第2の薄膜パターン13を形成する。
ここで、図12(b)に示す例においては、第2の薄膜パターン13は、3本の1:1ラインアンドスペースパターンであり、中央のラインパターンの右側のエッジに、L3の大きさの欠損欠陥部22が生じており、かつ、左側のラインパターンの右側のエッジに、L7の大きさの残渣欠陥部81が生じている例を示している。
煩雑になるのを避けるため図示は省略するが、本実施形態においては、図12(b)に示す第2の薄膜パターン13の形成工程の後であって、図12(c)に示す欠損欠陥部22の修正工程の前に、欠損欠陥部22および残渣欠陥部81を検出する欠陥検査を行う。
[修正材堆積工程]
次に、図12(b)までの工程で得られた中間製造物を欠陥修正装置に配置し、図12(c)及び(d)に示すように、第1のデポジション用ガス31を供給しながら、第1の電子線41を照射することにより、上記の欠陥検査工程で検出された第2の薄膜パターン13の欠損欠陥部22に修正材51を堆積する。
ここで、図12(d)に示すように、堆積が終了した際の修正材51の状態は、本来の第2の薄膜パターン13のエッジ位置よりも修正材51の余剰部分がL5の大きさではみ出している状態であった。
次に、図12(e)及び図13(f)に示すように、第1のエッチング用ガス71を供給しながら第2の電子線42を照射することにより、上記の修正材51の余剰部分(水平方向の大きさL5)をエッチング除去する。
さらに、本実施形態においては、図13(g)及び(h)に示すように、第2のエッチング用ガス72を供給しながら第3の電子線43を照射することにより、残渣欠陥部81(水平方向の大きさL7)をエッチング除去する。
従来のハーフトーン型位相シフトマスクの黒欠陥修正工程においては、透明基板上の半透明マスクパターンを部分的にエッチング除去していた。それゆえ、垂直方向のオーバーエッチングにより透明基板がエッチングされてしまうと、その部分における位相シフト効果が、他の部分と不均一になってしまうというおそれもあった。
すなわち、本実施形態に係るフォトマスクの製造方法は、黒欠陥修正工程におけるプロセスマージンが大きいという効果も奏するものである。
ここで、フッ素(F)を含むガスとしては、フッ化キセノン(XeF2)を含むガスを、塩素(Cl)を含むガスとしては、塩化ニトロシル(NOCl)を含むガスを、それぞれ挙げることができる。
上記のようにして、検出された全ての欠損欠陥部および残渣欠陥部の修正をした後は、図13(i)に示すように、第2の薄膜パターン13及び修正材51から露出する第1の薄膜12Aをエッチング加工して、第1の薄膜パターン12を形成し、その後、図13(j)に示すように、第2の薄膜パターン13及び修正材51を除去してフォトマスク1を得る。
また、本実施形態においても、上記の第1の実施形態と同様に、修正材堆積工程における第1の電子線41のドリフトを補正して、高い位置精度で欠損欠陥部22に修正材51を堆積することもできる。
また、上記の第2の実施形態と同様に、余剰修正材除去工程における第2の電子線42のドリフトを補正して、高い位置精度で余剰の修正材をエッチング除去することもできる。
より詳しくは、上記の残渣欠陥修正工程において、第2のデポジション用ガス32を供給しながら第4の電子線44を照射することにより、残渣欠陥部81とは異なる位置の第2の薄膜パターン13の上に形成した堆積物構造体61を位置決め用のマークに用いて、第3の電子線43を照射する位置を補正して、第2の薄膜パターンの残渣欠陥部81をエッチング除去することもできる。
次に、本発明に係るフォトマスクの製造方法により得られる位相シフトマスクの形態について説明する。
図14は、本発明に係る位相シフトマスクの構成例を示す概略断面図である。
ここで、図14(a)は、第2の薄膜13Aが遮光層102を兼ねる形態を、図14(b)は、第2の薄膜13Aと遮光材101の2層で遮光層102を構成する形態を、それぞれ示している。
マスクパターン領域の外側の領域もArFエキシマレーザに対して半透明(主に透過率6%)の半透明層のみで構成されている場合、マスクパターン領域の外側の領域を透過するArFエキシマレーザのエネルギーが重なって、ウェハ上のレジストを感光させてしまうという不具合を生じる場合があるため、これを防止するために上記の遮光層を設けている。
本発明においては、第2の薄膜13AがArFエキシマレーザに対して十分な遮光性を有する場合には、第2の薄膜13Aが遮光層102を兼ねる形態とすることができる。
この場合には、遮光層102としての遮光性は、主に、遮光材101が担うため、第2の薄膜13Aは、材料選択や膜厚に関して自由度が広がることになる。
特に、半透明マスクパターンの微細化を達成するためには、第2の薄膜13Aの薄膜化が必要であり、より微細な半透明マスクパターンを形成する目的において、位相シフトマスク1bのように、第2の薄膜13Aと遮光材101の2層で遮光層102を構成する形態は有益である。
また、図14(b)に示す形態において、遮光材101は、同一材料から構成される単層構造であってもよく、2種以上の異なる材料から構成される多層構造であってもよい。
透明基板11として光学研磨した6インチ角、0.25インチ厚の合成石英ガラス基板を用い、第1の薄膜12Aとして、Mo:Si:O:Nの原子比が、3:44:1:54となる膜厚60nmのモリブデンシリサイド酸化窒化膜(MoSiON)を形成し、第2の薄膜13Aとして、膜厚46nmのクロム膜(Cr)を形成したマスクブランクスを準備した。
この修正材堆積工程においては、上記の堆積物構造体を位置決め用のマークに用いて定期的に位置補正して、第1の電子線41がドリフトすることを防止した。
この余剰修正材除去工程においては、ダイトゥーダイ検査におけるリファレンスパターンを参照し、同形状のパターンとなるように修正した。また、上記の堆積物構造体を位置決め用のマークに用いて定期的に位置補正して、第2の電子線42がドリフトすることを防止した。
なお、上記のダイトゥーダイ検査は、ダイトゥーデータベース検査でも良いが、ダイトゥーダイ検査の方が高精度を実現できて好ましい。
この残渣欠陥修正工程においては、上記の堆積物構造体を位置決め用のマークに用いて定期的に位置補正して、第3の電子線43がドリフトすることを防止した。
第1の薄膜12Aとして、Mo:Si:O:Nの原子比が、4:42:6:46となる膜厚63nmのモリブデンシリサイド酸化窒化膜(MoSiON)を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例2のフォトマスクを得た。結果を表1に示す。
第1の薄膜12Aとして、Mo:Si:O:Nの原子比が、0:81:18:0となる膜厚45nmのシリコン酸化膜(SiO)を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例3のフォトマスクを得た。結果を表1に示す。
第1の薄膜12Aとして、Mo:Si:O:Nの原子比が、0:45:10:45となる膜厚63.5nmのシリコン酸化窒化膜(SiON)を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例4のフォトマスクを得た。結果を表1に示す。
第1の薄膜12Aとして、Mo:Si:O:Nの原子比が、0:42:0:58となる膜厚57nmのシリコン窒化膜(SiN)を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例5のフォトマスクを得た。結果を表1に示す。
第1の薄膜12Aとして、Mo:Si:O:Nの原子比が、6:37:3:54となる膜厚68nmのモリブデンシリサイド酸化窒化膜(MoSiON)を用いた以外は、実施例1と同じ構成のマスクブランクスを準備した。
その後、レジストパターンを、酸素プラズマでアッシング除去し、次いで、塩素と酸素の混合ガスでクロム膜パターンを除去して、比較例1のフォトマスクを得た。
比較例1の第1の薄膜パターンの残渣欠陥部は、上記条件でエッチング除去が可能であり、検出された全ての残渣欠陥部を修正することができた。
一方、上記の検査で検出した欠損欠陥部に対しては、モリブデンシリサイド(MoSi)を堆積可能なデポジション用ガスが無いことから、修正は行わなかった。
結果を表1に示す。
第1の薄膜12Aとして、Mo:Si:O:Nの原子比が、7:37:6:45となるモリブデンシリサイド酸化窒化膜(MoSiON)を用いた以外は、比較例1と同様にして、比較例2のフォトマスクを得た。
比較例1と同様に、比較例2の第1の薄膜パターンの残渣欠陥部は、エッチング除去が可能であり、検出された全ての残渣欠陥部を修正することができた。
一方、上記の検査で検出した欠損欠陥部に対しては、モリブデンシリサイド(MoSi)を堆積可能なデポジション用ガスが無いことから、修正は行わなかった。
結果を表1に示す。
上記の実施例1〜5、および比較例1〜2の第1の薄膜を構成する各原子の原子百分率、第1の薄膜におけるモリブデン(Mo)とシリコン(Si)の原子比(AMo/ASi)、第1の薄膜の残渣欠陥修正における透明基板とのエッチング選択比、最終的に得られたフォトマスクにおける欠陥修正の良否、ArFエキシマレーザ露光に対する耐光性について、表1に示す。
なお、第1の薄膜を構成する各原子の原子百分率はXPS分析により求めた。
しかしながら、欠損欠陥に対しては、モリブデンシリサイド(MoSi)を堆積可能なデポジション用ガスが無いことから、直接この第1の薄膜の欠損欠陥部の修正を行う有効な手段は無かった。
また、得られたフォトマスクにおける、第1の薄膜パターンのArFエキシマレーザ露光に対する耐光性は、不十分であった。
また、実施例1〜5により得られたフォトマスクにおける、第1の薄膜パターンのArFエキシマレーザ露光に対する耐光性は十分なものであった。
1a、1b・・・位相シフトマスク
11・・・透明基板
12・・・第1の薄膜パターン
12A・・・第1の薄膜
13・・・第2の薄膜パターン
13A・・・第2の薄膜
21、22・・・欠損欠陥部
31・・・第1のデポジション用ガス
32・・・第2のデポジション用ガス
41・・・第1の電子線
42・・・第2の電子線
43・・・第3の電子線
44・・・第4の電子線
51・・・修正材
61・・・堆積物構造体
71・・・第1のエッチング用ガス
72・・・第2のエッチング用ガス
81・・・残渣欠陥部
91・・・マスクパターン領域
92・・・遮光領域
101・・・遮光材
102・・・遮光層
Claims (15)
- 透明基板と、前記透明基板の上に形成された第1の薄膜と、前記第1の薄膜の上に形成された第2の薄膜と、を有するマスクブランクスを準備する工程と、
前記第2の薄膜をエッチング加工して第2の薄膜パターンを形成する工程と、
前記第2の薄膜パターンの欠損欠陥部を検出する欠陥検査工程と、
第1のデポジション用ガスを供給しながら第1の電子線を照射することにより、前記欠陥検査工程で検出された前記第2の薄膜パターンの欠損欠陥部に修正材を堆積する修正材堆積工程と、
第2の薄膜パターンから露出する前記第1の薄膜をエッチング加工して第1の薄膜パターンを形成する工程と、
を前後関係においてこの順に備え、
前記第1の薄膜におけるモリブデン(Mo)とシリコン(Si)の原子比(A Mo /A Si )が、0<A Mo /A Si ≦1/10の関係を満たすことを特徴とするフォトマスクの製造方法。 - 透明基板と、前記透明基板の上に形成された第1の薄膜と、前記第1の薄膜の上に形成された第2の薄膜と、を有するマスクブランクスを準備する工程と、
前記第2の薄膜をエッチング加工して第2の薄膜パターンを形成する工程と、
前記第2の薄膜パターンの欠損欠陥部を検出する欠陥検査工程と、
第1のデポジション用ガスを供給しながら第1の電子線を照射することにより、前記欠陥検査工程で検出された前記第2の薄膜パターンの欠損欠陥部に修正材を堆積する修正材堆積工程と、
第2の薄膜パターンから露出する前記第1の薄膜をエッチング加工して第1の薄膜パターンを形成する工程と、
を前後関係においてこの順に備え、
前記第1の薄膜が、シリコン窒化膜(SiN)、またはシリコン酸化窒化膜(SiON)のいずれか1種又は複数種から構成されることを特徴とするフォトマスクの製造方法。 - 透明基板と、前記透明基板の上に形成された第1の薄膜と、前記第1の薄膜の上に形成された第2の薄膜と、を有するマスクブランクスを準備する工程と、
前記第2の薄膜をエッチング加工して第2の薄膜パターンを形成する工程と、
前記第2の薄膜パターンの欠損欠陥部を検出する欠陥検査工程と、
第1のデポジション用ガスを供給しながら第1の電子線を照射することにより、前記欠陥検査工程で検出された前記第2の薄膜パターンの欠損欠陥部に修正材を堆積する修正材堆積工程と、
第2の薄膜パターンから露出する前記第1の薄膜をエッチング加工して第1の薄膜パターンを形成する工程と、
を前後関係においてこの順に備え、
前記第1の薄膜が、Si:Oの原子比が、81:18となるシリコン酸化膜(SiO)から構成されることを特徴とするフォトマスクの製造方法。 - 前記修正材堆積工程により、前記第2の薄膜パターンの欠損欠陥部の周囲に堆積した余剰の修正材を、第1のエッチング用ガスを供給しながら第2の電子線を照射することによりエッチング除去する余剰修正材除去工程をさらに備え、
前後関係において、前記余剰修正材除去工程は、前記修正材堆積工程と前記第1の薄膜パターンを形成する工程との間に備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のフォトマスクの製造方法。 - 前記欠陥検査工程は、前記第2の薄膜パターンの前記欠損欠陥部および残渣欠陥部を検出するものであり、
該欠陥検査工程で検出された前記第2の薄膜パターンの前記残渣欠陥部に、第2のエッチング用ガスを供給しながら第3の電子線を照射することにより、前記第2の薄膜パターンの残渣欠陥部をエッチング除去する残渣欠陥修正工程をさらに備え、
前後関係において、前記残渣欠陥修正工程は、前記欠陥検査工程と前記第1の薄膜パターンを形成する工程との間に備えることを特徴とする請求項4に記載のフォトマスクの製造方法。 - 前記残渣欠陥修正工程において、
第2のデポジション用ガスを供給しながら第4の電子線を照射することにより、前記残渣欠陥部とは異なる位置の前記第2の薄膜パターンの上に形成した堆積物構造体を位置決め用のマークに用いて、前記第3の電子線を照射する位置を補正して、前記第2の薄膜パターンの残渣欠陥部をエッチング除去することを特徴とする請求項5に記載のフォトマスクの製造方法。 - 前記余剰修正材除去工程において、
第2のデポジション用ガスを供給しながら第4の電子線を照射することにより、前記欠損欠陥部とは異なる位置の前記第2の薄膜パターンの上に形成した堆積物構造体を位置決め用のマークに用いて、前記第2の電子線を照射する位置を補正して、前記第2の薄膜パターンの欠損欠陥部の周囲に堆積した余剰の修正材をエッチング除去することを特徴とする請求項4乃至請求項6のいずれか一項に記載のフォトマスクの製造方法。 - 前記修正材堆積工程において、
第2のデポジション用ガスを供給しながら第4の電子線を照射することにより前記欠損欠陥部とは異なる位置の前記第2の薄膜パターンの上に形成した堆積物構造体を位置決め用のマークに用いて、前記第1の電子線を照射する位置を補正して、前記第2の薄膜パターンの欠損欠陥部に修正材を堆積することを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載のフォトマスクの製造方法。 - 前記第2のデポジション用ガスが、クロム(Cr)を含むガス、または、シリコン(Si)を含むガスであることを特徴とする請求項6乃至請求項8のいずれか一項に記載のフォトマスクの製造方法。
- 前記クロム(Cr)を含むガスがクロムヘキサカルボニル(Cr(CO)6)を含むガスであり、前記シリコン(Si)を含むガスがオルトケイ酸テトラエチル(Si(OC2H5)4)を含むガスであることを特徴とする請求項9に記載のフォトマスクの製造方法。
- 前記第2の薄膜がクロム(Cr)を含む材料から構成されており、前記第1のデポジション用ガスが、クロム(Cr)を含むガスであることを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか一項に記載のフォトマスクの製造方法。
- 前記クロム(Cr)を含むガスがクロムヘキサカルボニル(Cr(CO)6)を含むガスであることを特徴とする請求項11に記載のフォトマスクの製造方法。
- 前記第1のエッチング用ガスおよび前記第2のエッチング用ガスが、フッ素(F)を含むガス、または、塩素(Cl)を含むガスであることを特徴とする請求項11または請求項12に記載のフォトマスクの製造方法。
- 前記フッ素(F)を含むガスがフッ化キセノン(XeF2)を含むガスであり、前記塩素(Cl)を含むガスが塩化ニトロシル(NOCl)を含むガスであることを特徴とする請求項13に記載のフォトマスクの製造方法。
- 前記第1のエッチング用ガスおよび前記第2のエッチング用ガスが、酸素(O2)、水蒸気(H2O)、二酸化窒素(NO2)、炭酸アンモニウム((NH4)2CO3)のいずれか1種または2種以上のガスが添加された混合ガスであることを特徴とする請求項13または請求項14に記載のフォトマスクの製造方法。
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