JPH02204746A - フォトマスクの欠損欠陥修正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザＣＶＤ法によるフォトマスクの欠損欠陥
修正方法に関する。

〔従来の技術〕

半導体集積回路や液晶表示素子等の製造に用いられるフ
ォトマスクには残留欠陥、欠損欠陥と呼ばれる２種類の
欠陥が存在する。前者は不要な部分に遮光膜となる金属
膜（Ｃｒ膜やＦｅＯ膜等）が残存している欠陥であり、
後者は、逆に、必要な部分の金属膜が欠落している欠陥
である。フォトマスクにこれらの欠陥が存在すると、半
導体の性能不良をひき起こし歩留りを低下させる原因と
なるため。

これらの欠陥を無くするようフォトマスク製造プロセス
の改善がなされているが、現状では無欠陥にすることは
不可能である。そこで、これらの欠陥を修正する必要が
あるが、現在残留欠陥の修正はレーザ光を用いた修正装
置により実現され、レーザマスクリペアとして普及して
いる。

一方、欠損欠陥修正の方はこれまで簡便な修正方法がな
く、煩雑なリフトオフ法に頼っていたが。

最近になってレーザＣＶＤ法を用いた修正方法が実用化
され出した。これは、金属ガスの雰囲気中に置かれたフ
ォトマスクの欠損欠陥部にレーザ光を照射し、金属ガス
を光分解あるいは熱分解してフォトマスク上に金属膜を
堆積させ、欠損欠陥を修正する方法である。金属ガスと
しては、　Ｃｒ　＋Ｍ。

等の金属カルがニルが主として用いられる。またレーザ
光の照射法としては、可視レーザ光をスポット状に集光
して欠損欠陥部を走査する方法と。

紫外レーザ光を結像光学法により欠損欠陥部全体に一括
して照射する方法がある。

第３図は上記の結像光学法による後者の場合の装置の一
般的構成の一例を示す。１はレーザ光源で、レーザ光源
１としては、　Ｎｄ　：ＹＡＧレーザの第４高調波や、
　Ａｒレーザの第２高調波等が用いられる。このレーザ
光はビームエキスパンダ２にヨリビーム径を拡大され、
且つコリメートされた後。

開口幅可変の矩形スリット４に入射する。このスリット
４により所望の形状に整形されたレーザ光はグイクロイ
ックミラー６で反射されて対物レンズ１０に入射する。

対物レンズ１０はこのレーザ光をウィンドー１１を通し
てフォトマスク１４上に集光する。なお、スリットとフ
ォトマスクは対物レンズに対して物点と像点の関係にな
るように配置され、スリットの像がフォトマスク上に縮
小して結像されるようになっている。これは、いわゆる
結像光学法と呼ばれる。従って、フォトマスク上にはス
リットで制限された矩形状のレーザ光が照射されること
になる。但し、レーザ光は不可視なためこの矩形スリッ
トの形を観察することはできない。そこで、別の可視光
の照明光源５によりスリットを照明してレーザ光と同様
にフォトマスク上に結像することにより、スリットの形
状を観察できるようになっている。このスリット像及び
フォトマスクの観察のために本構成例では反射照明光源
８．透過照明光源２０及び接眼光学系９を備えている。

フォトマスク１４はチェンバ１９内のＸＹスラージ１５
上に載置される。本チェンバ１９には金属ガス供給装置
１６及び排気装置１８が接続されており、フォトマスク
表面に金属ガスを供給できるようになっている。通常用
いられる金属ガスは有毒であるため、外部へ排気する前
に無毒化するためのトラップ１７を備えて回収するよう
にしている。排気装置１８としては通常ロータリーポン
プ等が用いられる。

従来において、この装置による欠損欠陥修正は次のよう
にしてなされる。まず、フォトマスクの欠損欠陥部を接
眼光学系で観察しながら、フォトマスクを移動させて欠
陥部をレーザ光照射位置。

すなわちスリット像の位置に目合せする。次にスリット
像が欠陥部を完全に覆うようにスリットサイズを調節す
る。

第４図はこの時の観察像を示す。第４図において２１は
クロムノ９タン、２２は欠損欠陥、２３はスリット像で
ある。このようにした後、レーザ光を所定時間照射する
と、スリット像の範囲内に金属膜が堆積し、修正が完了
する。金属ガスとしてクロムカ／Ｌ／ボニルを、レーザ
光としてＮｄ　：　ＹＡＧレーザの第４高調波（波長０
．２６６μｍ）を用いた場合。

１００μｍ　程度の欠陥を１０秒程度で修正することが
できる。その場合の膜厚は１５００λ程度であり。

通常のクロム・ぐターンの膜厚と同程度である。

第５図は上記の修正後のフォトマスクの断面形状を示す
。この種の装置では、１回で可能な堆積サイズはレーザ
パワーと対物レンズの性能から制限され、現状では２５
μｍ２程度である。従って、これより大きい欠陥に対し
ては、上記の修正を何回か繰シ返して修正がなされる。

第６図は堆積膜の付着強度を一層高めたい場合を示すも
ので、修正を２つの工程に分けて行なう方が良いことが
分っている。これは、（ａｌ）に平面図、（ａ２）に断
面図を示すよう罠、欠陥部の１．２７面２５上にＣＶＤ
を行、ない、堆積膜２４を形成する第１の工程と、（ｂ
ｌ）に平面図、（ｂ２）に断面図を示すようスリットサ
イズを広げて、欠陥部２２を完全に覆うようにしてＣＶ
Ｄを行ない。

再度堆積膜２４を形成する第２の工程から成る。

ただし、この場合堆積膜の付着強度を高めるために第１
の工程でのレーザパワーを第２のそれよシ２〜３倍程度
高くしている。なお、第１の工程での膜形成範囲は、可
能な限シエッジ部に近づけて。

隙間を少なくした方が良いこと、膜厚は必ずしも完全に
遮光性を有するまで厚くする必要はなく。

５００λ程度以上あれば十分なことが実験の結果分って
いる。従って、第１の工程でのレーザ光照対時間は、第
２のそれの猶程度でよい。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のレーザＣＶＤ法によるフォトマスク欠損
欠陥修正法では、　ＣＶＤ工程を２つに分けることによ
り付着強度を高めることができる。しかしながら、欠陥
形状は必ずしも矩形でなく、複雑な形状をしている場合
があシ、幾つかの課題点がある。栂＃４；λ 第７図はその一例を示すものであって、（ａ）に示すよ
うに、エツジ部の隙間がどうしても大きくなって付着強
度を十分確保できなかったり、（ｂ）に示すように、第
１の工程をスリットサイズを種々変えて何回も実行しな
ければならないため、修正工程が煩雑になったりするこ
とである。また、スリットサイズの調整はオペレータの
判断にまかされているので、付着強度がオペレータの癖
や熟練度に依存する危険性もある。

本発明は従来のもののこのような課題を解決しようとす
るもので、修正の能率を向上し、またオペレータによる
ミスが発生しないフォトマスク欠損欠陥修正方法を提供
するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のフォトマスクの欠損欠陥修正方法は。

レーザ光をフォトマスクの欠損欠陥部に集光して。

レーザＣＶＤ法により前記欠損欠陥部に金属膜を堆積さ
せ欠損欠陥を修正する方法において、最初に欠損欠陥を
レーザ加工により矩形の欠陥に整形処理し１次にレーザ
ＣＶＤ法により該矩形状欠損欠陥を修正することを特徴
とする。

〔実施例〕

次に１本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す工程図である。

（、）は欠損欠陥を観察して、この欠陥を完全に覆うよ
うにスリットサイズを調整した状態を示す。伽）はこの
状態で所定のレーザ光を照射して、スリッ示している。

（ｃ）はスリットサイズを少し縮小して。

上記欠陥内のガラス面上にＣＶＤを実施する第２の工程
を示している。そして、（ｄ）は最後に上記欠陥を完全
に覆ってクロムパターンとオーバラップするようにスリ
ットサイズを広げてＣＶＤを実施する第３の工程を示し
ている。第２．第３の工程は従来法で述べた第１．第２
の工程と同じである。従来法と異なる点は、欠陥を矩形
に整形する工程がＣＶＤの前に追加されていることであ
る。

ここで、欠陥を矩形に整形する方法について以下に説明
する。これは、フォトマスクの残留欠陥修正時に用いら
れるレーザ蒸発法による。つまり。

パルス幅が数ｎｓ乃至数十ｎｓで、エネルギーが数百μ
Ｊの・母ミスレーザ光を、前述の結像光学法を用いてフ
ォトマスク上に照射すると、スリット像内のクロムパタ
ーンが瞬時に溶融・蒸発して除去されるという加工法に
基づくものである。一般に、レーザ光を用いたフォトマ
スク欠陥修正装置では。

残留欠陥と欠損欠陥の両方を修正できるように。

上記のパルスレーザ光源とＣＷレーザ光源（場合によっ
てはＣＷ励起Ｑスイッチ・母ミスレーザ光源）の２種類
のレーザ光源を備えておシ、随時光路を切換えられるよ
うに構成されている。従って、上述したように欠損欠陥
を矩形に整形することには何ら問題は生じない。

次に１本発明によれば、　ＣＶＤを行なう際のスリット
調整を自動化できるという利点について述べる。ここで
、スリットはモータ駆動されており。

たとえば駆動・ぐミスでその開口幅を認識することがで
きるか、あるいは他の検知法により開口幅が自動的に測
定できるものとする。このようにしておけば、まず第１
の工程でスリットサイズを記憶しておき、第２の工程で
はスリットサイズを自動的に１μｍ程度小さくしてＣＶ
Ｄを行ない、第３の工程では逆に自動的に５肉程度大き
くしてＣＶＤを行なえばよい。勿論、レーザ・やワーや
照射時間もスリットサイズに合せてプログラムしておく
ことができる。このように、第１の工程で一度オペレー
タによりスリットサイズを設定した後はすべてを自動化
することができる。

第２図は本発明の第２の実施例を示す工程図である。こ
れは、欠陥サイズが大きい場合、つまシ欠陥サイズが１
回で可能な最大ＣＶＤ面積（従来装部側では約２５μｍ
２程度）を超えた場合の実施例である。例えば、今欠陥
サイズが約５０層であるとする。この場合、第１の工程
は４回に分けて実施する。

すなわち、スリットサイズを２５μｍ２程度にして。

順番にレーザ加工を行なう。（ｂ）図にこの工程の途中
段階を示す。このようにして、４回の加工が終了したら
２次に第２の工程のＣＶＤを行なう。この場合はスリッ
トサイズを２３μｍ程度にして４回に分けて順次実施す
る。（Ｃ）はこの第２の工程の終了時を示す。そして最
後に、第３の工程を行なう。

この場合は、スリットサイズを２０μｍ２程度にして。

９回に分けて欠陥全体にＣＶＤを実施する。（ｄ）図に
第３の工程の途中段階を示す。なお、この工程では、隣
接する堆積膜は隙間が生じないように少しずつ重なり合
って形成されねばならない。

次に１本実施例においても工程の自動化が計れることを
説明する。まず、第２図（、）に示すように欠陥の大き
さを知るためにレーザ加工の中心位置（普通は接眼レン
ズのクロスライン位置）を欠陥の対角位置Ｐ１とｐ２に
合わせて、その座標値から欠陥サイズを計算する。しか
る後に、その面積を小領域に等分割し、各小領域の中心
座標を計算しておく。次に、この小領域サイズにスリッ
トサイズを自動的に調整し、ＸＹステージをその中心位
置に自動的に移動させてレーザ加工を実行して第１の工
程を終了する。次の第２の工程では、各小領域の中心位
置を同じにしてスリットサイズを第１の工程よシ１ρｍ
程度小さくして、順次ＣＶＤを実行する。第３の工程で
は、欠陥全体の大きさと形から判断して最適なスリット
サイズと各小領域の中心座標を計算し、第２の工程と同
様に順次（至）を実行する。このために、あらかじめ欠
陥の大きさと最適な小領域サイズの関係式をコンピュー
タに記憶させておく必要がある。

以上述べたように２本発明によれば、したがって、最初
に欠陥の大きさを知るための作業をオペレータが行なえ
ば、その後の工程は完全に自動化できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、欠損欠陥をあらかじめレ
ーザ加工により矩形に整形した後、レーザＣＶＤ法によ
り修正を実施するので、　ＣＶＤを実施する際のスリッ
トサイズの調整が容易となり、ひいてはオペレータによ
るばらつきを軽減できて。

修正の信頼性が向上するという効果がある。さらに、欠
陥が大きい場合従来法では修正の手間が煩雑となるが９
本発明によれば修正工程を自動化できるので、修正の能
率が上がるばかりでなく、オペレータによるミスが発生
しないという利点がある。

ット、５・・・スリット照明光源、６・・・グイクロイ
ックミラー、８・・・反射照明光源、９・・・接眼光学
系。

１０・・・対物レンズ、１４・・・フォトマスク、１６
・・・金属ガス供給装置、１９・・・チェンバ、２０・
・・透過照明光源、２１・・・クロムパターン、２２・
・・欠損欠陥、２３・・・スリット像、　２４−・・堆
積膜、２５・・・ガラス基板。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す工程図。 第２図は第２の実施例を示す工程図、第３図は従来装置
の一般的構成図、第４図はフォトマスクの観察像、第５
図は欠損欠陥修正後のフォトマスク断面図、第６図及び
第７図は従来法による修正工程図である。 記号の説明：１・・・レーザ光源、２・・・ビームエキ
スパンダ、３・・・グイクロイックミラー、４・・・ス
リ〇− （ｂ） （Ｃ） （ｄ） 第４図 （α１） 第６図 （α２） （ｂｌ） （ｂ２） 第７区 （α） （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、レーザ光をフォトマスクの欠損欠陥部に集光してレ
   ーザＣＶＤ法により該欠損欠陥部に金属膜を堆積させて
   欠損欠陥を修正する方法において、最初に欠損欠陥をレ
   ーザ加工により矩形の欠陥に整形処理し、次にレーザＣ
   ＶＤ法により該矩形状欠損欠陥を修正することを特徴と
   するフォトマスクの欠損欠陥修正方法。