光掩模的修正方法

文档序号:1903751 发布日期:2021-11-30 浏览:5次 >En<

阅读说明:本技术 光掩模的修正方法 (Method for correcting photomask ) 是由 齐藤隆史 上南亮太 于 2021-05-25 设计创作,主要内容包括:本发明的课题在于提供良好地修正相移光掩模的相移膜的白缺陷的方法。本发明的光掩模的修正方法,其是具备由相移膜构成的相移图案的光掩模的修正方法,包括:取得修正膜的光学特性的膜厚依赖性的步骤;为了使得从由修正膜构成的图案和相移图案转印的光致抗蚀剂的形状一致,而求出由修正膜构成的图案的修正量的修正膜厚依赖性的步骤;当在光掩模的相移图案中检出白缺陷的情况下,确定所检出的各白缺陷的位置的步骤;对应各白缺陷确定修正膜的膜厚及修正膜的图案的修正量的步骤;以及在包含各白缺陷的区域形成修正膜的步骤。(The invention provides a method for correcting white defect of phase shift film of phase shift photomask. The invention provides a method for correcting a photomask having a phase shift pattern formed of a phase shift film, comprising: a step of acquiring the film thickness dependency of the optical characteristics of the correction film; a step of obtaining a correction film thickness dependency of a correction amount of the pattern formed by the correction film in order to make a shape of the photoresist transferred from the pattern formed by the correction film and the phase shift pattern uniform; a step of determining the position of each detected white defect when the white defect is detected in the phase shift pattern of the photomask; determining a correction amount of a film thickness of the correction film and a pattern of the correction film corresponding to each white defect; and forming a correction film in the region including each white defect.)

光掩模的修正方法

技术领域

本发明涉及一种对具备相移图案的光掩模的缺陷进行修正的光掩模的修正方法。

背景技术

一直以来,在平板显示器装置等的制造过程的光刻工序中,有时使用在透过性基板上形成有由半透过性的相移膜构成的图案的相移掩模。在光掩模的制造工序中,设有对偶然产生的缺陷等进行修正的工序。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1:日本特开2019-32520号公报

专利文献2:日本特开2018-124466号公报

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1中公开了如下的修正方法:为了对相移膜中产生的缺陷进行修正,期望使用具有与相移膜相同的光学特性的修正膜,但是难以提供兼顾透射率和相移特性的修正膜,因此对光掩模的相移图案侧加以制约,而仅能应用于满足特定条件的图案。

专利文献2虽然公开了能够通过遮光膜来修正相移膜的白缺陷的技术,但是对于能够应用的图案存在限制。

这样,由于光掩模的相移膜和修正膜的光学特性存在差异,因此不容易对白缺陷进行修正。另一方面,相移光掩模已被使用于各种制品的制造,并且,对于具有精细图案的相移光掩模而言,对缺陷修正技术的要求越来越严格。

本发明的课题在于提供良好地修正光掩模的相移膜的白缺陷的方法。

用于解决课题的手段

本发明涉及的光掩模的修正方法,其是具备由相移膜构成的相移图案的光掩模的修正方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤S1,取得修正膜的光学特性的膜厚依赖性;

步骤S2,为了使从由前述修正膜构成的图案转印的光致抗蚀剂的形状与从前述相移图案转印的光致抗蚀剂的形状一致,而求出由前述修正膜构成的图案的修正量的前述修正膜的膜厚依赖性;

步骤S3,执行前述光掩模的缺陷检查,当在前述相移图案中检出白缺陷的情况下,确定所检出的前述各白缺陷的位置;

步骤S4,对应前述各白缺陷确定前述修正膜的膜厚及由前述修正膜构成的图案的前述修正量;以及

步骤S5,在包含各白缺陷的区域形成修正膜。

另外,本发明涉及的光掩模的修正方法,其特征在于,前述修正膜的光学特性与前述相移膜的光学特性大致相同。

通过这样的光掩模的修正方法,可以提供对各种相移膜的图案均能进行修正的光掩模的修正方法。在此,“光学特性大致相同”是指:光学特性(特别是透射率及相移量)与周围的相移图案近似到能够用修正了白缺陷的状态的光掩模准确地进行曝光的程度。

另外,本发明涉及的光掩模的修正方法,其特征在于,在前述步骤S5中,使用金属离子通过聚焦离子束(FIB)装置来形成修正膜。

通过这样的光掩模的修正方法,能够进行适合于产生了缺陷的部位的修正。

另外,本发明涉及光掩模的修正方法,其特征在于,前述修正膜由类钻碳(Diamond-Like Carbon)构成。

另外,本发明涉及的光掩模的修正方法,其特征在于,前述相移膜由氧化铬构成。

通过这样的光掩模的修正方法,在例如平板显示器装置的制造等中,可以使用具有适合于通常所使用的相移膜的光学特性的修正膜。

发明效果

根据本发明,可以提供良好地修正光掩模的相移膜的白缺陷的方法。

附图说明

图1(a)是光掩模100的俯视图,图1(b)是A-A’截面图,图1(c)是B-B’截面图。

图2(a)是修正了白缺陷3的光掩模100的俯视图,图2(b)是A-A’截面图,图2(c)是B-B’截面图。

图3是表示修正膜6的、对曝光光的透射率及相移量的膜厚依赖性的图。

图4是表示使用修正膜6而转印的光致抗蚀剂膜的尺寸位移量与修正膜6的图案的线宽的关系的图。

图5是表示光掩模100的蚀刻处理工序的俯视图。

图6是表示光掩模100的修正步骤的流程图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。但是,以下的实施方式均不是在本发明的主旨的认定中给予限定性的解释。另外,对相同或同种的构件标记同样的参考符号,有时省略说明。

图1示意性表示在光掩模100上的线宽和线距(L/S)图案中产生了白缺陷(脱落缺陷)的状况。图1(a)是光掩模100的俯视图,图1(b)是A-A’截面,图1(c)是B-B’截面。

如图1所示,光掩模100在合成石英玻璃等透过性基板1上直接形成由相移膜2构成的图案。

在此,透过性基板1对在使用光掩模100的光刻工序中所使用的曝光光所包含的代表波长具有90~100%(90%≤透射率≤100%)的透射率。

予以说明,作为曝光光,例如可使用i射线、h射线、g射线或它们的混合,但也可进一步使用波长比i射线短的曝光光。

相移膜2使用将曝光光的相位反转的半透过膜。通常(在例如平板显示器装置的制造等中)使用的相移膜2的透射率为大致5%(3%≤透射率≤9%)、对曝光光的相移量为大致180度(140度≤相移≤240度)。

相移膜2的材料例如可使用Cr等的金属氧化物、金属氮化物、金属氮氧化物,典型而言,可使用氧化铬。

如图1(a)所示,在相移膜2的一部分中产生了白缺陷3。例如,如图1(c)所示,在白缺陷3中,相移膜2的一部分脱落、消失。予以说明,残留有膜厚比正常的相移膜2的膜厚薄的相移膜的情况、局部残留有相移膜2的情况也被分类为白缺陷。

图2(a)是修正了白缺陷3的光掩模100的俯视图。图2(b)是A-A’截面,图2(c)是B-B’截面。在此,图2(c)表示光掩模100的相移膜2的图案(以下有时称作相移图案。)中的白缺陷3的修正工序。

如图2(a)~图2(c)所示,使用FIB装置,在材料气体5的气氛中对光掩模100的产生了白缺陷3的区域照射Ga离子等金属离子4,在局部形成修正膜6。通过扫描离子束,从而可以在所期望形状的区域形成修正膜6。

例如可以向光掩模100上供给作为材料气体5的乙炔、菲、苯等烃气体,再使用由金属离子供给的能量,通过化学反应,形成由类钻碳(DLC)构成的修正膜6。

图3表示修正膜6的对曝光光的透射率及相移量的膜厚依赖性。使用FIB(聚焦离子束)装置,形成了作为修正膜6的DLC。

在图3中,虚线表示由氧化铬膜构成的相移膜2的透射率及相移量,相移量为180度,透射率为5%。

由图3表明:随着DLC的膜厚增加,相移量增大,但透射率减小。但是,不存在满足相移量为180度、透射率为5%的条件的DLC膜的膜厚条件。例如在DLC膜的膜厚为100~200[nm]的情况下,DLC膜的相移量与相移膜2的相移量大致相同,但是其透射率比相移膜2的透射率小。

不能得到光学特性与相移膜2完全一致的修正膜6。但是,如后述那样,可以将具有与相移膜2的光学特性接近、大致相同的光学特性(特别是相移量及透射率)的修正膜6用于白缺陷的修正。具体而言,例如可以优选使用具有相移量为140度~240度(大致180度)、透射率为3%~9%(大致5%)的范围的光学特性的修正膜6。

予以说明,也可以由金属氧化物等金属化合物构成修正膜6,但是需要基于金属与氧等原材料气体的分压控制等进行组成控制。但是,在组成控制的方面,DLC简单且容易形成膜,因此可以说更优选。DLC膜可使用单一的材料气体进行成膜,虽然含有源于材料气体的氢,但是主元素为碳,容易进行成膜控制,容易进行光学特性的控制。进而,如图3所示,可以与通常所使用的相移膜2的光学特性相匹配地得到具有与其光学特性大致相同的光学特性的修正膜6。

图4(a)是表示转印有由修正膜6构成的图案(以下有时称作修正图案。)的光致抗蚀剂膜的图案的尺寸与转印有由相移膜2构成的图案(相移图案)的光致抗蚀剂膜的图案的尺寸之差即尺寸位移量(尺寸变化量)与修正膜6的图案的尺寸的关系的图表,图4(b)是光掩模100的俯视图,图4(c)表示光掩模100与形成于产品基板等对象物T的光致抗蚀剂7的截面。

图4(a)示出相移膜2的图案的线宽为2.0[μm]的例子,相移膜2使用氧化铬膜,修正膜6使用DLC膜。产生了白缺陷3的部位的相移图案(包含白缺陷的相移图案)和从修正该白缺陷3的修正图案转印的光致抗蚀剂的尺寸(线宽)通过光学模拟来算出。

图4(a)例示出在约100nm~300nm之间膜厚不同的3种(膜厚小(110~140[nm])、膜厚中(140~180[nm])、膜厚大(200~300[nm]))修正膜6的线宽与尺寸位移量的关系。图4(a)中的L/S(线宽和线距)的幅度为L/S=2.0μm/2.0μm。

图4(a)的横轴是在光掩模100的透过性基板1上形成的修正膜6的线图案的线宽(L6)与作为基准的相移膜2的线图案的线宽(L2)的差值(α=L6-L2)(参照图4(b)、(c))。

例如,差值为0的情况表示相移膜2的线图案的线宽与修正膜6的线图案的线宽相同。差值(L6-L2)相当于修正膜6的图案相对于相移膜2的图案的“修正量”(修正宽度)。

图4(a)的纵轴是使用光掩模100所转印的光致抗蚀剂的图案相对于涂布在对象物T上的光致抗蚀剂膜7的尺寸位移量,其通过从修正膜6的图案转印的光致抗蚀剂图案76的线宽(L76)与从相移膜2的图案转印的光致抗蚀剂图案72(L72)的线宽的差值(L76-L72)来定义。

如图4所示,在修正量为0的情况下,任一膜厚的修正膜6的尺寸位移量均不为0。即,即使在光掩模100上的相移膜2的图案的宽度(L2)与修正膜6的图案的宽度(L6)相同,从相移膜2的图案转印的光致抗蚀剂膜的图案72的宽度(L72)与从修正膜6的图案转印的光致抗蚀剂膜的图案76的宽度(L76)也未必一致。这是由于:相移膜2的光学特性与修正膜6的光学特性不完全一致。

可以使用图4(a)所示的修正量与尺寸位移量的关系按照使图案72的宽度与图案76的宽度的差值为0的方式求出修正膜6的图案的修正量。

即,并不是在光掩模100上使相移膜2的形状(线宽)与修正膜6的形状(线宽)一致,而是按照在对象物T上使以相移膜2的图案曝光(转印)的光致抗蚀剂的形状(线宽)与以修正膜6的图案曝光(转印)的光致抗蚀剂的形状(线宽)一致的方式来确定修正膜6的修正量。

例如,如图4(a)所示,可知相对于修正量为0而言的尺寸位移量接近0的修正膜6的膜厚为膜厚小和膜厚中。

根据光学模拟的结果,就可以使从光掩模100转印的图案的尺寸位移量为0的修正量而言,在膜厚小的修正膜6的情况下,为+60[nm],在膜厚中的修正膜6的情况下,为-25[nm]。可见更优选修正量的绝对值小的、膜厚中的修正膜6。

优选选择修正量的绝对值小的修正膜6的膜厚。

另外,在对所转印的光致抗蚀剂的侧壁的形状进行确认时,可确认到:在膜厚中的修正膜6的情况下,可得到陡峭的侧壁形状,与其相对,在其他膜厚下侧壁呈锥形形状。

另外,可知:在膜厚中的修正膜6的情况下,尺寸位移量相对于修正量单调地增加,大致呈线性变化。在膜厚中的修正膜6的情况下,尺寸位移量相对于修正量的变化单调,因此可以理解成容易在单调变化的范围内调整修正膜6的线宽,从光掩模100的制造上的稳定性来看,也优选膜厚中的修正膜6。

这样与相移膜2的光学特性相匹配地使用同其近似的光学特性的修正膜6,通过光学模拟可以得到能够抑制光致抗蚀剂的形状的尺寸位移的修正量。通过将基于所得的修正量确定的修正膜6的图案应用于具有光掩模100的白缺陷3的相移图案部分,从而可以使被转印的光致抗蚀剂膜的图案72的宽度与图案76的宽度一致,实现良好的转印性能。

予以说明,不仅能对线图案进行应用,而且还能对孔图案进行应用,对针孔缺陷也能进行应用。

以依赖于修正膜6的膜厚的光学特性的信息为基础,进行反映了各图案的形状的光学模拟,求出所转印的光致抗蚀剂图案的形状,确定最佳的修正膜6的膜厚即可。

例如,对于针孔缺陷而言,通过光学模拟确认到最佳的DLC膜的膜厚为110~140[nm],确认到修正膜6的膜厚依赖于相移膜2的图案而不同。

在任一情况下,均是通过光学模拟并结合相移图案来确定修正膜6的光学特性、即修正膜6的膜厚及修正量即可。例如可以依赖于相移膜2的线图案的线宽而算出修正膜6的修正量。

由于使用FIB装置,因此能够结合图案而在同一光掩模100上形成不同修正量的修正膜6,还能进一步形成不同膜厚的修正膜6。因此,根据由产生了白缺陷的相移膜2构成的图案的形状,即使在修正膜6的修正量不同的情况下,也能对应于各白缺陷以最佳的条件进行白缺陷的修正。

予以说明,例如在修正膜6的线图案的修正量不依赖于相移膜2的线图案的线宽的情况下,或者只要光致抗蚀剂膜的尺寸位移量被限制为允许范围内,则也能将修正量设为一样的值或在特定图案的范围内将修正量设为一样的值。

这样,对于透射率和相移量而言,难以将修正膜6和相移膜2设定为相同的值,但是,通过预先取得修正量与尺寸位移量的关系,从而可以根据各种相移图案来确定用于使从修正膜6的图案转印的光致抗蚀剂膜的图案宽度与从相移膜2的图案转印的光致抗蚀剂膜的图案宽度相匹配的修正膜6的图案宽度。

予以说明,对于白缺陷部分而言,也存在相移膜2的一部分不完全残留的情况。

在该情况下,可以在通过蚀刻或冲击(zapping)处理来除去相移膜2的一部分后形成修正膜6。例如在FIB装置中通过离子来除去所残留的相移膜2即可。另外,可以利用离子束对包含白缺陷的矩形区域进行蚀刻而除去相移膜2。确定形成修正膜6的区域,能够准确地反映模拟结果。

予以说明,采用离子束的蚀刻处理是通过利用FIB装置在真空中对残留的相移膜2照射离子束而利用溅射效果将其物理性去除的处理。

图5是表示蚀刻处理的工序的光掩模100的俯视图。

图5(a)表示蚀刻处理前的光掩模100的白缺陷3的产生状况。

在中央的相移膜2的图案Lm中产生了白缺陷3,图案Lm的一部分缺失,但是并未完全断线。

图5(b)是蚀刻处理后的光掩模100的俯视图,除去了包含白缺陷3的矩形区域(修正区域8)的相移膜2。该修正区域8是为了容易形成反映了模拟结果的修正膜6而设置的区域。

予以说明,可以通过基于FIB的蚀刻处理来除去黑缺陷(不需要的膜、异物等残留物)是不言而喻的。

予以说明,作为修正膜6的形成方法,通过利用使用了Ga离子的FIB法来形成,还能进行透射率的调整。

通过利用Ga离子来形成修正膜6,从而可以使修正膜6中含有Ga。通过含有Ga,可以降低透射率。另外,也可以在形成修正膜6之前实施通过向透过性基板1的表面的白缺陷3的区域注入Ga来降低透过性基板1的透射率的处理。

这样,能够调整修正膜6本身的透射率及透过性基板1的透射率中的一者或两者。

以下,对光掩模100的白缺陷修正步骤进行说明。

步骤0

光掩模100的制造过程具有描绘光掩模100上的相移膜2的图案的工序,因此存在与相移膜2的图案有关的信息(图案配置、线宽、孔径等图案尺寸)的数据(以下称为掩模规格数据。)。预先将该掩模规格数据保存于存储装置。

进而,掩模规格数据在例如数据的起始部分包含在光掩模100中所使用的相移膜2的光学特性(透射率、相移量)。

步骤1

取得修正膜6的光学特性的膜厚依赖性,将修正膜6的信息以数据(以下称作光学特性数据。)的形式保存于存储装置中。

即,如上述所述,针对修正膜6,对于在使用光掩模100转印图案时使用的曝光光的透射率和相移量而言,取得修正膜6的膜厚依赖性(参照图3)。

光学特性数据包含修正膜6的膜厚与光学特性的相关关系,作为光学特性,包含相移量及透射率。予以说明,作为光学特性,也可以包含折射率。可以由折射率算出相移量。

参照保存于存储装置的光学特性数据,并指定修正膜6的膜厚,由此可以得到该修正膜6的相移量及透射率。

光学特性数据可以如表1所示那样以表格形式保存于存储装置,也可以将相移量或透射率以修正膜6的膜厚的函数(近似式)的形式保存于存储装置。

表1

步骤2

以光学特性数据为基础,对应每个修正膜6的膜厚而模拟从修正膜6的图案转印的光致抗蚀剂的图案的形状及从相移膜2的图案转印的光致抗蚀剂的图案的形状。基于模拟结果,将所得的两个抗蚀剂形状进行对比,针对光掩模100中的修正膜6的图案相对于相移膜2的图案的差值与被转印至光致抗蚀剂的图案的尺寸位移量的关系,取得修正膜6的膜厚依赖性。而且,算出使得被转印至光致抗蚀剂的图案的尺寸位移为0的修正膜6的图案的修正量。予以说明,“为0”是指:不仅包括必须完全为0的情况,而且还包括尺寸位移限制在产品规格中所指定的尺寸偏差的允许范围内的情况。

具体而言,抽取重现与从相移膜2的图案转印的光致抗蚀剂的图案的形状最接近的形状(例如线宽的尺寸位移量最小)的组合,确定最佳的修正膜6的图案(或对相移膜2的图案的修正量)及膜厚。

然后,对应每个相移膜2的图案(例如线宽),将最佳的修正膜6的图案(修正量)及膜厚的信息以数据(以下称作修正数据。)的形式保存于存储装置。

修正数据可以如表2所示那样以表格形式保存于存储装置,也可以对应每个相移膜2的图案而将修正量以修正膜6的膜厚的函数(近似式)的形式保存于存储装置。

表2

予以说明,步骤1、2中求出的光学特性数据及修正数据具有通用性,因此可预先保存于存储装置中。

光学特性数据及修正数据可以利用于各个不同的光掩模100中。

图6是表示光掩模100的修正步骤的流程图。

如图6所示,利用以光学特性数据为基础所求出的修正数据,按照以下说明的步骤3、4、5,进行光掩模100的相移图案的白缺陷3的修正。

步骤3

将相移膜2等的图案形成完成后的光掩模100装载于缺陷检查装置,执行缺陷检查。在检测到光掩模100的缺陷的情况下,缺陷检查装置鉴定各缺陷的种类(形状、白缺陷、黑缺陷)、尺寸、位置等,并将有关各缺陷的信息以数据(以下称为缺陷信息数据。)的形式保存于存储装置中。缺陷信息数据至少包含有关白缺陷的信息。

缺陷信息数据对所特定的相移膜2的图案的各白缺陷3相关联地保有该白缺陷3的位置(位置坐标)、尺寸。例如对每个白缺陷3分配识别编号,识别编号和白缺陷的位置等的数据相关联。

予以说明,可以使白缺陷3的位置的信息包含白缺陷3的尺寸。通过用位置坐标指定白缺陷3所占有的区域,从而可以指定白缺陷3的尺寸。

步骤4

核对缺陷信息数据的白缺陷3的位置和掩模规格数据,取得包含白缺陷3的相移膜2的图案的信息(形状、尺寸)。

根据所取得的相移膜2的图案的信息和修正数据,对每个包含白缺陷3的相移膜2的图案确定最佳的修正膜6的膜厚和图案(或修正量)。即,对每个白缺陷3确定修正膜6的膜厚和图案。

予以说明,光掩模100中所使用的相移膜2的光学特性被保存于掩模规格数据。

针对缺陷信息数据的各白缺陷,与该白缺陷相关联地将有关修正膜6的膜厚和图案的信息以数据(以下称为修正图案数据。)的形式保存于存储装置中。

步骤5

将光掩模100装载于FIB装置中,进行白缺陷3的修正。

按照保存于修正图案数据的各白缺陷3的位置和修正膜6的膜厚及图案(修正量)的信息,FIB装置对在成膜材料气体的气氛中照射离子束的位置及照射量进行控制。对每个光掩模100的白缺陷形成适当的修正膜6,可以修正白缺陷3。

予以说明,可以在形成修正膜6之前对形成修正膜6的区域(以下称为修正区域。)进行基于离子束的蚀刻处理、并对修正区域内的相移膜2进行整理。修正区域8(参照图5(b))是包含白缺陷3的区域,并且准确地反映光致抗蚀剂形状的模拟结果,因此可以整形为例如矩形,但是并不限定于此。修正区域8可以反映相移膜2的图案形状而适当地设定。

予以说明,各步骤的存储装置可以是同一个装置,也可以由不同的多个存储装置构成。

用于相互参照保存于存储装置的各数据的计算机等运算装置可以设置于FIB装置,或者也可以另行独立地准备。

产业上的可利用性

本发明可以应用于具有相移图案的相移光掩模的修正,可广泛地应用于使用相移掩模而制造的各种产品的制造工序,产业上的可利用性大。

修复了白缺陷的光掩模不需要重新制造光掩模,有助于制造成本的降低、交货期的缩短。

附图标记说明

100 光掩模

1 透过性基板

2 相移膜

3 白缺陷

4 聚焦离子

5 材料气体

6 修正膜

7 光致抗蚀剂膜

8 修正区域

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