DE4434060A1 - Phasenschiebermaske und Verfahren zum Reparieren eines Defekts einer Phasenschiebermaske - Google Patents
Phasenschiebermaske und Verfahren zum Reparieren eines Defekts einer PhasenschiebermaskeInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Phasenschieber
maske und Verfahren zum Reparieren eines Defekts einer Phasen
schiebermaske und insbesondere bezieht sie sich auf eine Phasen
schiebermaske und ein Verfahren zum Reparieren eines Defekts ei
ner Phasenschiebermaske, in der ein fehlerhafter Abschnitt eines
Phasenschiebers in der Nähe einer Grenze zwischen einem licht
durchlässigen Abschnitt und einem Phasenschieberabschnitt erzeugt
ist.
In jüngster Zeit wurden hohe Integration und Miniaturisierung in
großem Ausmaß in integrierten Halbleitersschaltungen entwickelt.
Entsprechend wurde die Miniaturisierung von Schaltungsstrukturen
bzw. Mustern, die auf einem Halbleitersubstrat gebildet sind,
rapide entwickelt.
Eine Photolithographietechnik ist, unter anderen, auf diesem Ge
biet gut bekannt als Basistechnik für die Struktur bzw. Muster
bildung, für welche verschiedene Entwicklungen und Verbesserungen
durchgeführt wurden. Es besteht jedoch immer noch ein zunehmendes
Bedürfnis für die Miniaturisierung einer Struktur und somit be
steht ein stärkeres Bedürfnis für die Verbesserung in der Auflö
sung einer Struktur.
Im allgemeinen wird eine Auflösungsgrenze R (nm) in der Photoli
thographietechnik unter Verwendung eines Verkleinerungsbelich
tungsverfahrens ausgedrückt als
R = k₁ · λ/(NA) (1)
wobei λ eine Wellenlänge (nm) des Lichts darstellt, NA eine nume
rische Apertur einer Linse und k₁ eine Konstante, welche von ei
nem Resistprozeß abhängt.
Wie aus dem obigen Ausdruck gesehen werden kann, werden, um die
Auflösungsgrenze zu verbessern, die Werte von k₁ und λ kleiner
gemacht und ein Wert NA größer gemacht. Mit anderen Worten, es
ist ausreichend die von dem Resistprozeß abhangige Konstante zu
verringern, während eine kürzere Wellenlänge verwendet wird und
NA erhöht wird.
Nichtsdestotrotz ist es technisch schwierig, eine Lichtquelle
oder eine Linse zu verbessern und es wird ein Problem dahingehend
erzeugt, daß man sich eine Verschlechterung der Auflösung zu
zieht, da eine Tiefe des Fokus 6 des Lichts (δ = k₂·λ/(NA)²)
seichter bzw. weniger tief wird durch Verkürzen der Wellenlänge
und Erhöhen von NA.
Unter Bezug auf Fig. 24 wird eine Beschreibung eines Querschnitts
einer herkömmlichen Photomaske gegeben, eines elektrischen Felds
auf der Photomaske, einer Lichtintensität auf dem Resistfilm und
eines Musters , das auf den Resistfilm übertragen wird.
Zuerst wird unter Bezug auf Fig. 24(a) eine Struktur einer Photo
maske 30 beschrieben. In der Photomaske 30 ist ein Maskenmuster
38 mit einer vorbestimmten Form auf einem transparenten Glassub
strat 32 gebildet. Dieses Maskenmuster 38 weist einen lichtab
schirmenden Abschnitt 34, der aus Chrom oder ähnlichem gebildet
ist, und einen lichtdurchlässigen Abschnitt 36 auf, welcher das
transparente Glassubstrat 32 freilegt.
Unter Bezug auf Fig. 24(b) ist das elektrische Feld des Belich
tungslichts bzw. des Aufnahmelichts der Photomaske 30 entlang dem
Photomaskenmuster vorgesehen.
Unter Bezug auf Fig. 24(c) wird die Lichtintensität auf einem
Halbleiterwafer beschrieben. Wenn ein feines Muster übertragen
werden soll, verstärken sich Strahlen des Belichtungslichts, wel
ches durch die Photomaske hindurchgelassen wird, gegenseitig auf
grund von Beugung und Interferenz in einem Abschnitt aneinander
grenzender Strukturbilder, wo sich die Lichtstrahlen überlappen.
Daher wird ein unterschied in der Lichtintensität auf dem Halb
leiterwafer verringert, so daß die Auflösung verschlechtert wird.
Im Ergebnis kann ein Muster, das auf den Resistfilm übertragen
wird, wie in Fig. 24(d) gezeigt ist, das Photomaskenmuster nicht
genau widerspiegeln.
Um dieses Problem zu lösen, wurde ein Phasenschieberbelichtungs
verfahren unter Verwendung einer Phasenschiebermaske zum Beispiel
in den japanischen Patentoffenlegungsschriften Nr. 57-62052 und
58-173744 vorgeschlagen.
Nun wird unter Bezug auf Fig. 25 ein Phasenschieberbelichtungs
verfahren unter Verwendung einer Phasenschiebermaske, wie es in
der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 58-173744 offenbart
ist, beschrieben.
Fig. 25(a) ist eine Querschnittsansicht einer Phasenschiebermaske
40. Fig. 25(b) zeigt ein elektrisches Feld auf der Photomaske.
Fig. 25(c) zeigt eine Lichtamplitude auf dem Resistfilm. Fig.
25(d) zeigt die Lichtintensität auf dem Resistfilm. Fig. 25(e)
zeigt ein Muster, das auf den Resistfilm übertragen ist.
Zuerst wird mit Bezug auf Fig. 25(a) eine Struktur einer Phasen
schiebermaske 40 beschrieben. Ein Maskenmuster 50 mit einer vor
bestimmten Gestalt ist auf einem transparenten Glassubstrat 42
gebildet. Dieses Maskenmuster 50 weist einen lichtabschirmenden
Abschnitt 44, der aus Chrom oder ähnlichem gebildet ist, und ei
nen lichtdurchlässigen Abschnitt 46, welcher das transparente
Glassubstrat 42 freilegt, auf. An jedem zweiten durchlässigen
Abschnitt 46, der das transparente Glassubstrat 42 freilegt, ist
ein Phasenschieberabschnitt 48 vorgesehen, der aus einem trans
parenten isolierenden Film, wie zum Beispiel aus einem Silizium
oxidfilm gebildet ist.
Mit Bezug auf Fig. 25(b) haben in dem elektrischen Feld auf der
Photomaske, welches durch Lichtstrahlen gebildet ist, die durch
die Phasenschiebermaske 40 hindurchgelassen sind, die hindurch
gelassenen Lichtstrahlen Phasen, die abwechselnd um 180° umge
kehrt bzw. verschoben sind. Daher haben in angrenzenden Muster
bildern bzw. Strukturbildern, sich überlappende Strahlen von Be
lichtungslicht, welche durch die Phasenschiebermaske 40 hindurch
gegangen sind, Phasen, die umgekehrt voneinander sind.
Dementsprechend ist die Lichtamplitude auf dem Resistfilm, wie in
Fig. 25(c) gezeigt ist, bereitgestellt. Was die Lichtintensität
auf dem Resistfilm anbetrifft, löschen sich Lichtstrahlen gegen
seitig aufgrund von Interferenz in einem Abschnitt, in dem Licht
strahlen überlappen, wie in Fig. 25(d) gezeigt ist, aus. Als Er
gebnis wird ein ausreichender Unterschied in der Lichtintensität
des Belichtungslichts auf dem Resistfilm bereitgestellt, was eine
Verbesserung der Auflösung zuläßt, so daß die Muster entlang des
Maskenmusters 50 auf den Resistfilm, wie in Fig. 25(e) gezeigt
ist, übertragen werden können.
Obwohl das Phasenschieberbelichtungsverfahren unter Verwendung
der oben beschriebenen Phasenschiebermaske sehr wirksam in einem
periodischen Muster wie zum Beispiel Linien und Zwischenräumen
ist, wird die Anordnung der Phasenschieber und ähnlichem sehr
schwierig im Fall eines komplexen Musters, so daß ein Muster
nicht beliebig festgesetzt werden kann.
Als eine Phasenschiebermaske zum Lösen dieses Problems wurde zum
Beispiel eine Phasenschiebermaske vom Abschwächungstyp in JJAP
Series 5 Proceedings of 1991 International MicroProcess Conferen
ce pp. 3-9 und in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr.
4-136854 vorgeschlagen.
Eine Phasenschiebermaske des Abschwächungstyps, die in der japa
nischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 4-136854 offenbart ist,
wird im folgenden beschrieben.
Fig. 26(a) zeigt eine Abschnittsstruktur einer Phasenschiebermas
ke 52 vom Abschwächungstyp. Fig. 26(b) zeigt ein elektrisches
Feld auf der Photomaske. Fig. 26(c) zeigt eine Lichtamplitude auf
dem Resistfilm. Fig. 26(d) zeigt die Lichtintensität auf dem Re
sistfilm. Fig. 26(e) zeigt ein Muster, das auf den Resistfilm
übertragen ist.
Zuerst wird mit Bezug auf Fig. 26(a) eine Struktur der Phasen
schiebermaske des Abschwächungstyps beschrieben. Die Phasenschie
bermaske 52 wird ein transparentes Quarzsubstrat 54 und ein Pha
senschiebermuster 64 mit einer vorbestimmten Musterform auf dem
transparenten Quarzsubstrat 54 auf.
Das Phasenschiebermuster 64 weist einen lichtdurchlässigen Ab
schnitt 62 auf, der das transparente Quarzsubstrat freilegt, und
einen auf dem transparenten Quarzsubstrat 54 gebildeten Phasen
schieberabschnitt 60, der einen geringeren Transmissionsgrad bzw.
eine geringere Durchlässigkeit für das Belichtungslicht als in
dem lichtdurchlässigen Abschnitt 62 aufweist und der eine Phase
des Belichtungslichts um 180° umkehrt bzw. umwandelt.
Der Phasenschieberabschnitt 60 wird durch eine Chromschicht 56
die einer Transmissionsgrad von 5-40% bezüglich des Belichtungs
lichts, welches durch den lichtdurchlässigen Abschnitt 62 hin
durchgelassen wird, aufweist und eine Schieberschicht 58, die
eine Phase des Belichtungslichts um 180° umkehrt.
In dem elektrischen Feld auf der Photomaske des Belichtungs
lichts, welches durch die Phasenschiebermaske 52 mit der oben
beschriebenen Struktur hindurchgeht, wird die Phase des Belich
tungslichts an einem Kantenabschnitt bzw. Eckabschnitt des Be
lichtungsmusters invertiert, wobei somit die Amplitude des Be
lichtungslichts auf dem Resistfilm, wie in Fig. 26(c) bereitge
stellt wird.
Somit ist die Lichtintensität auf dem Resistfilm notwendigerweise
0 an dem Kantenabschnitt des Belichtungsmusters, wie in Fig.
26(d) gezeigt ist. Im Ergebnis wird eine ausreichende Differenz
in dem elektrischen Feld des Belichtungsmusters zwischen dem
lichtdurchlässigen Abschnitt 62 und dem Phasenschieberabschnitt
60 bereitgestellt, so daß eine hohe Auflösung erhalten werden
kann, wobei das Muster entlang des Phasenschiebermusters auf den
Resistfilm, wie in Fig. 26(e) übertragen werden kann.
Der Anmelder der vorliegenden Erfindung hat eine Phasenschieber
maske zum Lösen eines Problems in der Phasenschiebermaske in der
japanischen Patentoffenlegungsschrift 4-335523 entwickelt.
Während die in Fig. 26 gezeigte Phasenschiebermaske 52 einen Pha
senschieberabschnitt 60 mit einer Zweischichtstruktur aus einer
Chromschicht 56 und einer Schieberschicht 58 aufweist, weist eine
in Fig. 27 gezeigte Phasenschiebermaske 66, die in der japani
schen Patentoffenlegungsschrift Nr. 4-335523 beschrieben ist,
einen Phasenschieberabschnitt 70, auf, der aus einem einzigen
Material mit demselben Transmissionsgrad mit dem des Chromfilms
56 und mit demselben Phasenwinkel wie in dem Phasenschieberab
schnitt 60 gebildet ist.
Genauer, ist ein Phasenschiebermuster 74 mit einem vorbestimmt
geformten Muster bzw. einer vorbestimmt geformten Struktur auf
einem transparenten Quarzsubstrat 68 in der Phasenschiebermaske
66 gebildet.
Das Phasenschiebermuster 74 weist einen lichtdurchlässigen Ab
schnitt 72 auf, der das transparente Quarzsubstrat 68 freilegt
und einen Phasenschieberabschnitt 70, der aus einem einzigen Ma
terial gebildet ist. Ein Material des Phasenschieberabschnitts 70
weist einen MoSi-Nitridoxidfilm, einen MoSi-Oxidfilm, einen Cr-
Oxidfilm, einen Cr-Nitrid-Oxidfilm und Cr-Nitridcarbidoxidfilm
auf.
Das elektrische Feld auf der Photomaske, die Amplitude des Lichts
auf dem Resistfilm, die Lichtintensität auf dem Resistfilm und
das übertragene Muster auf dem Resistfilm im Fall der Benutzung
der Phasenschiebermaske 66 sind, wie in Fig. 28(a) bis (e) ge
zeigt. Wie aus diesen Figuren ersichtlich ist, kann derselbe Ef
fekt wie in dem Fall von Fig. 26 erhalten werden.
Im weiteren wird nun ein Verfahren zum Reparieren eines Defekts,
wenn ein Defekt in einem Phasenschiebermuster 74 der Phasenschie
bermaske 66 erzeugt wird, beschrieben.
Als erstes, mit Bezug auf Fig. 29, weisen Defekte, die einem Pha
senschiebermuster 74 erzeugt sind, einen überschüssigen Defekt
bzw. Restdefekt (lichtundurchlässiger Defekt) 78 und einen Nadel
lochdefekt (klarer Defekt) 76 auf. Um einen solchen Defekt zu
untersuchen, wird ein Halbleiterblättchen zu Halbleiterblättchen
untersuchungssystem bzw. ein Chip zu Chipprüfsystem ausgeführt
durch Benutzung von zum Beispiel eines Defektprüfsystems für ein
lichtdurchlässiges Muster (hergestellt durch KLA, Typ 239HR).
Dieses Defektprüfsystem verwendet im allgemeinen Licht, welches
von einer Lichtquelle einer Quecksilberlampe emitiert wird.
Durch die Untersuchung werden der Überschußdefekt 78, welcher ein
Abschnitt des Phasenschiebers ist, der in einem Gebiet des Pha
senschiebermusters 74, welches geätzt werden soll, zurückgeblie
ben ist, und der Nadellochdefekt 76, welcher ein Nadelloch oder
ein fehlender Abschnitt, der in dem Phasenschieber, der zurückge
lassen werden soll, erzeugt wird, erkannt.
Nun werden dieser Überschußdefekt 78 und der Nadellochdefekt 76
repariert. Der Überschußdefekt 78 wird durch eine Laserdurch
brennreparaturvorrichtung unter Verwendung eines YAG-Lasers 82,
wie einem, der in der herkömmlichen Photomaske verwendet wird,
repariert.
Ein anderes Verfahren zum Entfernen des Überschußdefekts ist ein
durch Gas unterstütztes Ätzen unter Verwendung eines FIB (fokus
sierter Ionenstrahl).
Was das Reparieren des Nadellochdefekts 76 anbetrifft, wird der
Nadellochdefekt mit einem Film 80 vom Kohlenstofftyp durch FIB-
unterstützte Abscheidung unter Verwendung eines aromatischen Ga
ses, wie es im allgemeinen in der konventionellen Photomaske ver
wendet wird, aufgefüllt. Die FIB-unterstützte Abscheidung kann
den Prozeß erleichtern machen und die Reparaturkosten reduzieren.
Da der Film 80 vom Kohlenstofftyp auf der Phasenschiebermaske,
die wie oben beschrieben repariert ist, nicht abblättert bzw.
abgelöst wird, selbst während des Reinigens, welches in einem
späteren Schritt durchgeführt wird, kann eine günstige
Phasenschiebermaske erhalten werden.
Es besteht jedoch ein Problem in der oben beschriebenen herkömm
lichen Technik, wie es im nachfolgenden erklärt wird.
Fig. 30 ist eine Draufsicht einer Phasenschiebermaske 84 des Ab
schwächungstyps, in der ein Phasenschieberabschnitt 86 und ein
lichtdurchlässiger Abschnitt 88 enthalten sind.
Es sind ebenfalls ein Nadellochdefekt 90, der nur in einem Be
reich des Phasenschieberabschnitts 86 erzeugt ist und ein Nadel
lochdefekt 92, der in der Nähe einer Grenze zwischen dem licht
durchlässigen Abschnitt 88 und den Phasenschieberabschnitt 86
gebildet ist, vorgesehen.
Im folgenden wird beschrieben, wie diese Nadellochdefekte 90 und
92 repariert werden. Was den Nadellochdefekt 90 anbetrifft, wird
üblicherweise ein Film 80 vom Kohlenstofftyp verwendet, wie in
Fig. 29 gezeigt ist.
Im Gegensatz dazu sollte im Fall des Reparierens des Nadellochde
fekts 92, eine Durchlässigkeit des Belichtungslichts in diesem
Bereich berücksichtigt werden.
Zum Beispiel mit Bezug auf Fig. 31 soll der Fall, bei dem der
Nadellochdefekt 92 durch Auffüllen mit einem Film 94 vom Kohlen
stofftyp durch die FIB-unterstützte Abscheidung beschrieben wer
den.
Wenn die Belichtung normal unter Benutzung einer Phasenschieber
maske, welche den lichtdurchlässigen Abschnitt 88 und den Phasen
schieberabschnitt 86 ohne irgendeinen Nadellochdefekt 92 auf
weist, durchgeführt wird, wird ein komplettes kreisförmiges Mu
ster 98 in einem Positiv-Resistfilm 96 nach dem Ätzen, wie in
Fig. 32 gezeigt ist, gebildet. Die Lichtintensität des Belich
tungslichts auf dem Resistfilm, genommen entlang einer Linie A-A
und einer Linie B-B sind jeweils in den Fig. 34 und 35 ge
zeichnet.
Wenn andererseits jedoch die Phasenschiebermaske belichtet wird,
in der Defekte, wie in Fig. 31 gezeigt, repariert sind, wird ein
asymmetrisches Muster 100 in dem Resistfilm 96 gebildet, wie in
Fig. 33 gezeigt ist. Die Lichtintensität des Belichtungslichts
auf dem Resistfilm, genommen entlang einer Linie C-C und einer
Linie D-D sind jeweils in den Fig. 34 und 35 gezeichnet.
Mit Bezug auf die Fig. 34 und 35 ist, wenn das normale Resist
muster, wie in Fig. 32 gezeigt ist, gebildet ist, die Lichtinten
sität auf dem Resistfilm symmetrisch um eine zentrale Achse L,
die durch die durchgezogenen Linien a und b dargestellt ist. Im
Gegensatz dazu, hat die Lichtintensität auf dem Resistfilm des in
Fig. 33 gezeigten Musters eine ovale Struktur, in der das Licht
intensitätsprofil nach außen ausgedehnt ist, wie durch eine ge
punktete Linie c gezeigt ist.
Der Grund dafür ist, daß, da ein lichtundurchlässiger Film vom
Kohlenstofftyp in der Nähe der Grenze zwischen dem lichtdurchläs
sigen Abschnitt und dem Phasenschieberabschnitt gebildet ist,
solch ein Grenzabschnitt nicht als Phasenschiebermaske dient,
wobei dasselbe Ereignis, wie es in der in Fig. 24 gezeigten Pho
tomaske 30 beschrieben ist, erzeugt wird.
Somit sind, im Hinblick auf ein starkes Bedürfnis für eine Minia
turisierung einer Halbleitereinrichtung, wenn ein Abmessungsfeh
ler bzw. ein Dimensionsfehler in einem Muster des Resistfilms
erzeugt wird, Nachteile bereitgestellt bzw. vorhanden, wie zum
Beispiel eine elektrische Schwankung in einem Speicherabschnitt
einer Halbleiterspeichereinrichtung, ungenügender Kontakt von
Bitleitungen und Kurzschlüsse aufgrund ungenügenden Ausrichtungs
spielraums.
Ebenso wird, wenn ein Nadellochdefekt 106, der in einem Phasen
schieberabschnitt 102 eines Phasenschiebermusters, welches durch
Linien und Zwischenräume eines lichtdurchlässigen Abschnitts 104
und eines Phasenschieberabschnitts 102 gebildet ist, erzeugt ist,
mit einem Film 108 vom Kohlenstofftyp, wie in Fig. 36 gezeigt
ist, repariert wird, ein Abschnitt 114, in dem das Muster 110
dünner ist, erzeugt, wie in dem Muster 110 des Resistfilms in
Fig. 37 ersichtlich ist.
Wenn eine Verbindungsschicht oder ähnliches mit solch einem Re
sistfilm strukturiert bzw. gemustert wird, weist die resultieren
de Verbindungsschicht einen dünneren Abschnitt auf. Das hat Nach
teile wie Erhöhung des Widerstands und Unterbrechung bzw. Tren
nung in diesem Abschnitt zur Folge, wodurch die Leistungsfähig
keit der Halbleitereinrichtung beträchtlich verschlechtert wird.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Phasenschiebermas
ke und ein Verfahren zum Reparieren eines Defekts einer Phasen
schiebermaske bereitzustellen, wodurch die Reparatur eines De
fekts, der an einer Grenze zwischen einem lichtdurchlässigen Ab
schnitt und einem Phasenschiebeabschnitt eines Phasenschieberab
schnitts erzeugt wird, erlaubt wird, ohne die Wirkung als Phasen
schiebermaske zu beeinträchtigen.
Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine
Phasenschiebermaske einen lichtdurchlässigen Abschnitt auf, der
eine Oberfläche eines transparenten Substrats freilegt, und einen
Phasenschieberabschnitt, der auf dem transparenten Substrat ge
bildet ist, welcher eine kleinere Durchlässigkeit bzw. einen
kleineren Transmissionsgrad des Belichtungslichts aufweist, als
in dem lichtdurchlässigen Abschnitt und der eine Phase des Be
lichtungslichts um 180° umkehrt bzw. umwandelt, wobei ein Phasen
schieberfehlabschnitt bzw. ein fehlerhafter Phasenschieberab
schnitt, in welchem ein Abschnitt des Phasenschieberabschnitts
fehlt, in einem Bereich vorgesehen ist, der eine Grenze zwischen
dem lichtdurchlässigen Abschnitt und dem Phasenschieberabschnitt
aufweist, und ein Reparaturglied, welches näherungsweise dieselbe
Durchlässigkeit bzw. den Transmissionsgrad und den Phasenwinkel
wie jene des Phasenschieberabschnitts aufweist, ist in dem feh
lerhaften Phasenschieberabschnitt angeordnet.
Vorzugsweise ist ein Phasenwinkel des Reparaturglieds 120° bis
240°. Vorzugsweise ist ein Transmissionsgrad des Reparaturglieds
4% bis 15%. Vorzugsweise ist das Reparaturglied aus demselben
Material gebildet, wie dem in dem Phasenschieberabschnitt. Vor
zugsweise ist das Reparaturglied eine Art von Material, welches
von der Gruppe, bestehend aus einem Metalloxid, einem Metallni
tridoxid, einem Metallsilizidoxid und einem Nitridoxid eines Me
tallsilizids ausgewählt wird.
Vorzugsweise besteht das Reparaturglied aus einer Art von Materi
al, die von der Gruppe bestehend aus Kohlenstoff, einem Chrom
oxid, einem Chromnitridoxid, einem Nitridcarbidoxid des Chroms,
einem Molybdensilizidoxid und einem Nitridoxid von Molybdänsili
zids ausgewählt wird.
Vorzugsweise weist das Reparaturglied einen ersten Reparaturfilm
mit näherungsweise derselben Durchlässigkeit bzw. dem Transmis
sionsgrad wie in dem Phasenschieberabschnitt auf und einen zwei
ten Reparaturfilm mit näherungsweise derselben Phasenwinkeldiffe
renz wie in dem Phasenschieberabschnitt auf.
Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein
Verfahren zum Reparieren eines Defekts einer Phasenschiebermaske,
welche einen lichtdurchlässigen Abschnitt, der eine Oberfläche
eines transparenten Substrats freilegt, und einen Phasenschieber
abschnitt, der auf dem transparenten Substrat gebildet ist, und
der einen geringeren Transmissionsgrad bzw. eine geringere Durch
lässigkeit als in dem lichtdurchlässigen Abschnitt aufweist und
eine Phase des Belichtungslichts um 180° umkehrt bzw. umwandelt,
die Schritte des Bildens eines Phasenschieberfehlerabschnitts, in
dem ein Abschnitt des Phasenschieberabschnitts fehlt in einem
Bereich, welcher eine Grenze zwischen dem lichtdurchlässigen Ab
schnitt und dem Phasenschieberabschnitt beinhaltet, auf und den
Schritt des Ergänzens des Phasenschieberfehlerabschnitts bzw.
fehlerhaften Phasenschieberabschnitts mit einem Reparaturglied,
welches näherungsweise dieselbe Durchlässigkeit und den Phasen
winkel, wie in dem fehlerhaften Phasenschieberabschnitt aufweist.
Entsprechend der Phasenschiebermaske und dem Verfahren zum Repa
rieren eines Defekts der Phasenschiebermaske kann eine identische
optische Eigenschaft in einem Bereich des fehlerhaften Phasen
schieberabschnitts, in welchem das Reparaturglied ergänzt wird
bzw. hinzugefügt wird und in dem Phasenschieberabschnitt erhalten
werden. Daher kann derselbe Phasenschiebermaskeneffekt erhalten
werden, selbst durch das Belichtungslicht, welches durch den re
parierten Bereich des fehlerhaften Phasenschieberabschnitts hin
durchgelassen wird. Im Ergebnis, selbst mit der Phasenschieber
maske, die einen reparierten Phasenschieberfehlerabschnitt auf
weist, kann die Belichtung mit hoher Genauigkeit ausgeführt wer
den, wie in dem Fall, der Verwendung einer Phasenschiebermaske,
welche keinen Defekt aufweist.
Entsprechend einem anderen Effekt der vorliegenden Erfindung
weist eine Phasenschiebermaske einen lichtdurchlässigen Abschnitt
auf, welcher eine Oberfläche eines transparenten Substrats frei
legt, und einen Phasenschieberabschnitt, der auf dem transparen
ten Substrat gebildet ist, welcher eine geringere Durchlässigkeit
des Belichtungslichts als in dem lichtdurchlässigen Abschnitt
aufweist und der eine Phase des Belichtungslichts um 180° um
kehrt, wobei ein fehlerhafter Phasenschieberabschnitt, in welchem
ein Abschnitt des Phasenschieberabschnitts fehlt, in einem Be
reich vorgesehen ist, welcher eine Grenze zwischen dem licht
durchlässigen Abschnitt und dem Phasenschieberabschnitt beinhal
tet, und ein lichtabschirmender Film ist an dem fehlerhaften Pha
senschieberabschnitt und in einem Bereich vorgesehen, welcher zu
dem lichtdurchlässigen Abschnitt hervorsteht bzw. in diesem hin
einragt für eine vorbestimmte Länge von einer Grenze zwischen dem
lichtdurchlässigen Abschnitt und dem Phasenschieberabschnitt,
welcher in dem fehlerhaften Phasenschieberabschnitt enthalten
ist.
Entsprechend einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein Ver
fahren zum Reparieren eines Defekts einer Phasenschiebermaske,
welche einen lichtdurchlässigen Abschnitt, der eine Oberfläche
eines transparenten Substrats freiliegt, und einen Phasenschie
berabschnitt, der auf dem transparenten Substrat gebildet ist,
aufweist, welcher eine kleinere Durchlässigkeit des Belichtungs
lichts als in dem lichtdurchlässigen Abschnitt hat und der eine
Phase des Belichtungslichts um 180° umgekehrt, die Schritte des
Bildens eines fehlerhaften Phasenschieberabschnitts, in welchem
ein Abschnitt des Phasenschieberabschnitts fehlt, in einem
Bereich, welcher eine Grenze zwischen dem lichtdurchlässigen Ab
schnitt und dem Phasenschieberabschnitt einschließt, und des Bil
dens eines lichtabschirmenden Films an dem fehlerhaften Phasen
schieberabschnitt und in einem Bereich, der zu dem lichtdurchläs
sigen Abschnitt hervorsteht für eine vorbestimmte Länge von einer
Grenze zwischen dem lichtdurchlässigen Abschnitt und dem Phasen
schieberabschnitt, der in dem fehlerhaften Phasenschieberab
schnitt enthalten ist, auf.
In der Phasenschiebermaske und in dem Verfahren zum Reparieren
eines Defekts der Phasenschiebermaske entsprechend einem weiteren
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird, da der lichtabschirmende
Film hervorstehend zu dem lichtdurchlässigen Abschnitt für eine
vorbestimmte Länge gebildet ist, eine Ausdehnung aufgrund von
Beugung des Belichtungslichts, welches durch den Berührungsbe
reich zwischen dem lichtdurchlässigen Abschnitt und dem lichtab
schirmenden Film hindurchgeschickt wird, einwärts durch die Län
ge, welche in den lichtdurchlässigen Bereich hervorsteht, bewegt.
Daher wird die Ausbreitung bzw. Ausweitung des Lichts im wesent
lichen unterdrückt, wobei ein Belichtungsmuster mit einer vorbe
stimmten Gestalt entsprechend der Form des lichtdurchlässigen
Abschnitts gebildet werden kann. Somit kann selbst mit der Pha
senschiebermaske, welche den reparierten fehlerhaften Phasen
schieberabschnitt aufweist, die Belichtung mit hoher Genauigkeit
ausgeführt werden, wie in dem Fall, in dem die Phasenschiebermas
ke keinen Defekt aufweist.
Entsprechend einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung
weist ein Verfahren zum Reparieren eines Defekts einer Phasen
schiebermaske die folgenden Schritte auf.
Zuerst wird ein Phasenschiebermuster, welches einen lichtdurch
lässigen Abschnitt, welcher eine Oberfläche eines transparenten
Substrats freilegt, und einen Phasenschieberabschnitt mit einer
kleineren Durchlässigkeit des Belichtungslichts als in dem licht
durchlässigen Abschnitt und der eine Phase des Belichtungslichts
um 180° umkehrt, auf dem transparenten Substrat gebildet.
Dann wird ein Resistfilm auf der gesamten Oberfläche des Phasen
schiebermusters gebildet. Der Resistfilm, der auf und in der Nähe
eines Bereichs gebildet ist, welcher eine Grenze zwischen dem
lichtdurchlässigen Abschnitt und dem Phasenschieberabschnitt, der
in einem fehlerhaften Phasenschieberabschnitt enthalten ist, in
welchem ein Abschnitt des Phasenschiebers fehlt, wird dann ent
fernt.
Dann wird ein Reparaturfilm mit näherungsweise derselben Durch
lässigkeit bzw. demselben Transmissionsgrad und einem Phasenwin
kel, wie in dem Phasenschieberabschnitt auf dem Phasenschiebermu
ster gebildet. Dann wird der Resistfilm durch Ätzen entfernt, so
daß der Reparaturfilm in dem fehlerhaften Phasenschieberabschnitt
zurückgelassen wird.
Entsprechend diesem Verfahren zum Reparieren eines Defekts der
Phasenschiebermaske kann der Reparaturfilm genau an dem fehler
haften Phasenschieberabschnitt, an dem Reparaturen erforderlich
sind, gebildet werden.
Im Ergebnis kann durch Verwendung der Phasenschiebermaske, in der
der fehlerhafte Phasenschieberabschnitt, wie oben beschrieben,
repariert worden ist, die Belichtung mit hoher Genauigkeit ausge
führt werden, wie in dem Fall, in dem eine Phasenschiebermaske,
welche keinen Defekt aufweist, verwendet wird.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich
aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figu
ren.
Von den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht, die eine Phasenschiebermaske und
ein Verfahren zum Reparieren eines Defekts einer
Phasenschiebermaske entsprechend einer ersten Aus
führungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A
in Fig. 1;
Fig. 3 eine Kurve, die eine Beziehung zwischen dem Trans
missionsgrad und dem Lichtintensitätsprofil auf
einem Resistfilmreparaturglied zeigt;
Fig. 4 eine Kurve, die eine Beziehung zwischen dem Pha
senwinkel und dem Lichtintensitätsprofil auf einem
Resistfilmglied zeigt;
Fig. 5 eine Querschnittsansicht, die eine Struktur einer
anderen Defektreparatur entlang der Linie A-A in
Fig. 1 darstellt.
Fig. 6 eine Kurve, die das Lichtintensitätsprofil des
Belichtungslichts entlang der Linie A-A in Fig. 1
zeigt;
Fig. 7 eine Draufsicht, welche eine Musterform, die in
einem Resistfilm gebildet ist, zeigt, wenn eine in
Fig. 1 gezeigte Phasenschiebermaske verwendet
wird;
Fig. 8 eine Draufsicht, die eine Phasenschiebermaske und
ein Verfahren zum Reparieren eines Defekts einer
Phasenschiebermaske entsprechend einer zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 9(a) eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B in
Fig. 8, und Fig. 9(b) eine Kurve, die das Licht
intensitätsprofil entlang der Linie B-B in Fig. 8
zeigt;
Fig. 10 eine Draufsicht, die eine Phasenschiebermaske und
ein Verfahren zum Reparieren eines Defekts einer
Phasenschiebermaske entsprechend einer dritten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 11-17 Querschnittsansichten, die erste bis siebte
Schritte eines Verfahrens zum Reparieren eines
Defekts einer Phasenschiebermaske entsprechend
einer vierten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigen;
Fig. 18-20 Draufsichten, die erste bis dritte Schritte eines
Verfahrens zum Reparieren eines Defekts einer Pha
senschiebermaske entsprechend einer fünften Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
Fig. 21 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie X-X
in Fig. 20;
Fig. 22(a) eine Draufsicht, die eine Beziehung zwischen einem
Maskenmuster und einem fehlerhaften Muster zeigt,
und (b) eine Kurve, die die Lichtintensität des
Belichtungslichts, welches durch das Maskenmuster
hindurchgegangen ist, auf einem Wafer zeigt;
Fig. 23 eine Kurve, die eine Beziehung zwischen der Größe
des Defekts und dem Abstand von dem Maskenmuster
zu dem Defekt zeigt;
Fig. 24(a) eine Querschnittsansicht einer herkömmlichen Pho
tomaske, (b) eine Kurve, die ein elektrisches Feld
auf der Photomaske zeigt, wenn die herkömmliche
Photomaske verwendet wird, (c) eine Kurve, die die
Lichtintensität auf dem Resistfilm zeigt, wenn die
herkömmliche Photomaske verwendet wird, und (d)
eine Querschnittsansicht eines Musters, das auf
den Resistfilm übertragen wird, wenn die herkömm
liche Photomaske verwendet wird;
Fig. 25(a) eine Querschnittsansicht einer herkömmlichen Pha
senschiebermaske, (b) eine Kurve, die ein elektri
sches Feld auf der Photomaske zeigt, wenn die her
kömmliche Phasenschiebermaske verwendet wird, (c)
eine Kurve, die eine Lichtamplitude auf dem Re
sistfilm zeigt, wenn die herkömmliche Phasenschie
bermaske verwendet wird, und (d) eine Kurve, die
die Lichtintensität auf dem Resistfilm zeigt, wenn
die herkömmliche Phasenschiebermaske verwendet
wird und (e) eine Querschnittsansicht eines Mu
sters, das auf den Resistfilm übertragen wird,
wenn die herkömmliche Phasenschiebermaske verwen
det wird;
Fig. 26(a) eine Querschnittsansicht einer herkömmlichen Pha
senschiebermaske vom Abschwächungstyp, (b) eine
Kurve, die ein elektrisches Feld auf der Photomas
ke darstellt, wenn die herkömmliche Phasenschie
bermaske vom Abschwächungstyp verwendet wird, (c)
eine Kurve, die eine Lichtamplitude auf dem Re
sistfilm zeigt, wenn die herkömmliche Phasenschie
bermaske vom Abschwächungstyp verwendet wird, (d)
eine Kurve, die die Lichtintensität auf dem Re
sistfilm zeigt, wenn die herkömmliche Phasen
schiebermaske vom Abschwächungstyp verwendet wird
und (e) eine Querschnittsansicht, die ein Muster
zeigt, das auf den Resistfilm übertragen wird,
wenn die herkömmliche Phasenschiebermaske vom Ab
schwächungstyp verwendet wird;
Fig. 27 eine Querschnittsansicht, die eine Struktur einer
Phasenschiebermaske vom Abschwächungstyp zeigt,
die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift
Nr. 4-335523 offenbart ist;
Fig. 28(a) eine Querschnittsansicht einer Phasenschiebermaske
vom Abschwächungstyp, die in der japanischen Pa
tentoffenlegungsschrift Nr. 4-335523 offenbart
ist, (b) eine Kurve, die ein elektrisches Feld auf
der Phasenschiebermaske zeigt, wenn solch eine
Phasenschiebermaske vom Abschwächungstyp verwendet
wird, (c) eine Kurve, die eine Lichtamplitude auf
dem Resistfilm zeigt, wenn eine solche Phasen
schiebermaske vom Abschwächungstyp verwendet wird,
(d) eine Kurve, die die Lichtintensität auf dem
Resistfilm zeigt, wenn solch eine Phasenschieber
maske vom Abschwächungstyp verwendet wird, und (e)
eine Querschnittsansicht, die ein Muster zeigt,
das auf den Resistfilm übertragen wird, wenn solch
eine Phasenschiebermaske vom Abschwächungstyp ver
wendet wird;
Fig. 29 eine denkbare Querschnittsansicht, die ein her
kömmliches Verfahren zum Reparieren eines Defekts
einer Phasenschiebermaske zeigt;
Fig. 30-33 erste bis vierte Draufsichten, die Probleme in
einem herkömmlichen Verfahren zum Reparieren eines
Defekts in einer Phasenschiebermaske zeigen;
Fig. 34 eine erste Kurve, die das Lichtintensitätsprofil
zur Veranschaulichung eines Problems in dem her
kömmlichen Verfahren zum Reparieren eines Defekts
einer Phasenschiebermaske zeigt;
Fig. 35 eine zweite Kurve, die das Lichtintensitätsprofil
zur Veranschaulichung eines Problems in dem her
kömmlichen Verfahren zum Reparieren eines Defekts
einer Phasenschiebermaske zeigt;
Fig. 36 eine fünfte Draufsicht, die ein Problem des her
kömmlichen Verfahrens zum Reparieren eines Defekts
einer Phasenschiebermaske zeigt;
Fig. 37 eine sechste Draufsicht, die ein Problem in dem
herkömmlichen Verfahren zum Reparieren eines De
fekts einer Phasenschiebermaske zeigt.
Nun wird eine erste Ausführungsform entsprechend der vorliegenden
Erfindung mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 beschrieben.
In diesen Figuren ist eine Phasenschiebermaske 1 vom Abschwä
chungstyp mit einem lichtdurchlässigen Abschnitt 4, der eine
Oberfläche eines transparenten Quarzsubstrats 16 freilegt, und
einem Phasenschieberabschnitt 2, der auf dem transparenten Sub
strat gebildet ist, der eine geringere Durchlässigkeit bzw. einen
geringeren Transmissionsgrad des Belichtungslichts als in dem
lichtdurchlässigen Abschnitt 4 aufweist und der eine Phase des
Belichtungslichts um 180° umkehrt, gezeigt.
Der Phasenschieberabschnitt 2 ist aus einem Material wie einem
MoSi-Nitridoxidfilm, einem MoSi-Oxidfilm, einem Cr-Oxidfilm, ei
nem Cr-Nitridoxidfilm, einem Cr-Nitridcarbidoxidfilm oder ähnli
chem gebildet.
Ein fehlerhafter Abschnitt 6 des Phasenschiebers wird mit einem
Reparaturglied 8 ergänzt, welches näherungsweise dieselbe Durch
lässigkeit und denselben Phasenwinkel wie der Phasenschieber 2
aufweist.
Nun werden Bereiche der Durchlässigkeit bzw. des Transmissions
grads und des Phasenwinkel des Reparaturglieds 8 betrachtet. Zu
erst, mit Bezug auf Fig. 3, wird eine Beziehung zwischen der
Durchlässigkeit und des Lichtintensitätsprofils des Phasenschie
bers 2 beschrieben. Es sei angemerkt, daß das Lichtintensitäts
profil, das in der Figur gezeigt ist, bei einem Phasenwinkel des
Phasenschiebers 2 von 180° unter Verwendung einer i-Linie (365nm)
als Belichtungslicht, und bei NA = 0.57 und σ = 0.4 in der Pha
senschiebermaske, wobei die lichtdurchlässigen Abschnitte 4 von
2.25 µm² in einem Abstand von 10.0 µm angeordnet sind, gemessen
worden ist.
In der Figur stellen eine fette Linie a, eine feine Linie b, eine
gestrichelte Linie c und eine gepunktet-gestrichelte Linie d die
Intensitätsprofile für das Reparaturglied 8 mit jeweils einer
Durchlässigkeit von 0%, 5%, 10% und 15% dar.
In dem Maße, wie die Durchlässigkeit des Phasenschiebers 2 zu
nimmt, wird eine Breite W am Boden bzw. Grund des Lichtintensi
tätsprofils schmaler. Dies zeigt eine Verbesserung in der Auflö
sung an. Die Lichtintensität zu beiden Seiten des Profils wird
jedoch ebenso erhöht, wie die Breite W schmaler wird. Dementspre
chend, wenn eine Durchlässigkeit des Phasenschiebers 15% oder
mehr beträgt, kann eine solche Lichtintensität zu beiden Seiten
des Profils nicht ignoriert werden. Daher ist eine bevorzugte
Durchlässigkeit des Reparaturglieds ungefähr 5% bis 15%.
Nun wird mit Bezug auf Fig. 4 eine Beziehung zwischen dem Phasen
winkel und dem Lichtintensitätsprofil des Phasenschiebers 2 be
schrieben. Es ist hier angemerkt, daß das in der Figur gezeigte
Lichtintensitätsprofil bei einer Durchlässigkeit des Phasenschie
bers 2 von 10% unter Verwendung einer i-Linie (365nm) als Belich
tungslicht und bei NA = 0.57 und σ = 0.4 in der Phasenschieber
maske, wobei lichtdurchlässige Abschnitte 4 von 2.25 µm² in einem
Abstand von 10.0 µm angeordnet sind, gemessen wurde.
In der Figur stellen eine fette Linie a, eine solide bzw. mitt
lere Linie b, eine feine Linie c, eine gestrichelte Linie d, eine
gestrichelt-gepunktete Linie e und eine gestrichelte Linie mit
zwei Punkten f jeweils die Phase des Intensitätsprofils für das
Reparaturglied 8 mit einem Phasenwinkel von 180°, 160°, 140°,
120°, 90° und 0° dar.
In dem Maße, in dem der Phasenwinkel des Phasenschiebers 2 zu
nimmt, wird eine Breite W am Boden bzw. am Grund des Lichtinten
sitätsprofils schmaler, was eine Verbesserung in der Auflösung
durch das Belichtungslicht anzeigt. Wie aus der Figur ersichtlich
ist, kann, wenn der Phasenwinkel des Phasenschiebers 2 im Bereich
von 120° bis 180° liegt, ein bevorzugtes Lichtintentisätsprofil
erhalten werden. Dies ist richtig, im Fall, daß der Phasenschie
ber 2 einen Phasenwinkel von 180° bis 240° aufweist. Daher liegt
ein bevorzugter Phasenwinkel des Reparaturglieds im Bereich von
120° bis 240°.
Das Reparaturglied 8 kann aus demselben Material wie der Phasen
schieberabschnitt 2 gemacht sein. Auch kann das Reparaturglied 8
durch eine Zweischichtstruktur mit einem ersten Reparaturfilm 5,
der aus einem lichtundurchlässigen bzw. opakem Material mit einer
vorbestimmten Durchlässigkeit wie zum Beispiel aus CrOx, CrOxN,
MoSiO, MoSiN oder ähnlichem gebildet sein oder aus einem voll
ständig transparentem bzw. durchsichtigem Material wie SiO₂ und
einem zweiten Reparaturfilm 7 aus einem Kohlenstoff- oder Chrom
film, der durch FIB-unterstützte Abscheidung gebildet ist, wie in
Fig. 5 gezeigt ist. Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht entlang
der Linie A-A in Fig. 1.
Die Phasenschiebermaske 1, in der der fehlerhafte Abschnitt 6 des
Phasenschiebers, wie oben beschrieben wurde, repariert worden
ist, weist näherungsweise dieselbe Durchlässigkeit und denselben
Phasenwinkel wie in dem Phasenschieberabschnitt 2 auf, wodurch
der reparierte Bereich des fehlerhaften Phasenschieberabschnitts
und der Phasenschieberabschnitt identische optische Eigenschaften
aufweisen. Daher kann derselbe Phasenschiebermaskeneffekt bzw.
dieselbe Wirkung erreicht werden, selbst wenn das Belichtungs
licht durch den reparierten Bereich des fehlerhaften Phasenschie
berabschnitts hindurchgelassen wird.
Dementsprechend sind die Lichtintensitätsprofile des Belichtungs
lichts in Querschnitten entlang der Linien A-A und B-B in Fig. 1
beide symmetrisch um die zentrale Achse L und weisen eine scharfe
hügelähnliche Form auf, wie durch die durchgezogene Linie in Fig.
6 gezeigt ist.
Im Ergebnis kann, wenn der Resistfilm mit Licht unter Verwendung
der Phasenschiebermaske in der fehlerhafte Phasenschieberab
schnitt wie oben beschrieben repariert worden ist, bestrahlt
wird, ein gewünschtes Resistmuster 12 in dem Resistfilm 10, wie
in Fig. 7 gezeigt ist, gebildet werden.
Somit kann in der Phasenschiebermaske und dem Verfahren zum Repa
rieren eines Defekts einer Phasenschiebermaske entsprechend der
ersten Ausführungsform die Belichtung mit hoher Genauigkeit
durchgeführt werden wie in dem Fall, in dem eine Phasenschieber
maske ohne Defekt verwendet wird.
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung mit Bezug auf Fig. 8 beschrieben.
Sowohl eine Struktur als auch ein Material für eine Phasenschie
bermaske 1 in diese Ausführungsform sind dieselben wie jene in
der ersten Ausführungsform und ein fehlerhafter Phasenschieber
abschnitt 6 wird auch an derselben Position wie in der ersten
Ausführungsform erzeugt.
In einem Verfahren zum Reparieren des fehlerhaften Phasenschie
berabschnitts 6 entsprechend dieser Ausführungsform wird ein
lichtabschirmender Film 14 aus einem Material wie Chrom, Kohlen
stoff, Molybdänsilizid, Wolframsilizid, Molybdän, Tantal, Wolf
ram, Silizium oder ähnlichem gebildet an einem fehlerhaften Pha
senschieberabschnitt 6 und in einem Bereich, der um eine vorbe
stimmte Länge (H₁) von einer normalen Grenze zwischen einem
lichtdurchlässigen Abschnitt 4 und einem Phasenschieberabschnitt
2, der in dem fehlerhaften Phasenschieberabschnitt 6 enthalten
ist, hervorsteht bzw. herausragt.
Zum Beispiel ist in dieser Ausführungsform, unter der Annahme,
daß ein Durchmesser des Resistmusters, das in dem Resistfilm ge
bildet ist, ungefähr 0.4 µm ist, eine hervorstehende Menge bzw.
ein hervorstehender Betrag (H₁) des lichtabschirmenden Films 14
ungefähr 0.1-0.2 µm auf dem Resistfilm 10.
Ebenso ist die hervorstehende bzw. überstehende Menge (H₁) des
lichtabschirmenden Films 14 ungefähr 0.05-0.15 µm auf dem Re
sistfilm 10, wenn ein Durchmesser des Resistmusters ungefähr
0.35 µm beträgt, während die Menge (H₁) ungefähr 0.05-0.1 µm auf
dem Resistfilm 10 beträgt, wenn der Durchmesser des Resistmusters
ungefähr 0.3 µm ist.
Wenn eine in Fig. 8 gezeigte Phasenschiebermaske 11 verwendet
wird, wird ein Intensitätsprofil auf dem Resistfilm entlang einer
Linie B-B, wie in Fig. 9 gezeigt ist, erhalten.
Mit Bezug auf die Fig. 9(a) und (b), wird der lichtabschirmen
de Film 14 hervorstehend bzw. überstehend zu dem lichtdurchlässi
gen Abschnitt 4 um eine vorbestimmte Länge gebildet, der licht
abschirmende Film 14 begrenzt die Ausweitung bzw. Ausbreitung des
Belichtungslichts aufgrund Beugung einwärts, wie durch eine
durchgezogene Linie a gezeigt ist. Die gestrichelte Linie b
stellt das Lichtintensitätsprofil im Fall H₁ = 0 dar.
Somit kann die Aufweitung bzw. die Ausbreitung des Belichtungs
lichts wesentlich unterdrückt werden und ein Belichtungsmuster
mit einer normalen Gestalt entsprechend einer Form des licht
durchlässigen Abschnitts kann gebildet werden, wodurch ebenso in
dieser Ausführungsform das Lichtintensitätsprofil, welches im
wesentlichen symmetrisch um die zentrale Achse L und in einer
scharfen hügelähnlichen Form ist, wie durch die durchgezogene
Linie a gezeigt ist, gebildet werden.
Nun wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
mit Bezug auf Fig. 10 beschrieben. In dieser Ausführungsform ist
eine Breite W₁ eines lichtabschirmenden Films 18, der in dem feh
lerhaften Phasenschieberabschnitt gebildet ist, schmaler als eine
breite W₂ des fehlerhaften Phasenschieberabschnitts, verglichen
mit der zweiten in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform. Der Grund
dafür ist, daß ein Bedecken eines Teils des normalen Phasenschie
berabschnitts durch den lichtabschirmenden Film 18 vermieden wer
den soll. In der Praxis können, wenn (W₁-W₂)/2 ungefähr 1 µm ist,
Abbildungen nicht gebildet werden, somit werden irgendwelche Ef
fekte bei der Übertragung auf den Resistfilm eliminiert.
Es ist in dieser Ausführungsform so zu verstehen, daß die Breite
W₁ des lichtabschirmenden Abschnitts 18 auf die maximale erfor
derliche Breite dünner gemacht werden kann bzw. verringert werden
kann.
Es sei angemerkt, daß das durch die durchgezogene Linie a in Fig.
9(b) gezeigte Lichtintensitätsprofil sogar mit der Phasenschie
bermaske dieser Ausführungsform erhalten werden kann.
Nun wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
mit Bezug auf die Fig. 11 bis 17 beschrieben.
Die Fig. 11 bis 17 zeigen Herstellungsschritte entsprechend
einem Verfahren zum Reparieren eines Defekts einer Phasenschie
bermaske dieser Ausführungsform.
Zuerst wird mit Bezug auf Fig. 11 ein Phasenschiebermuster 3 mit
einem lichtdurchlässigen Abschnitt 4, der eine Oberfläche eines
transparenten Quarzsubstrats 16 freilegt, und einem Phasenschie
berabschnitt 2, der eine geringere Durchlässigkeit des
Belichtungslichts als in dem lichtdurchlässigen Abschnitt 4
aufweist und eine Phase des Belichtungslichts um 180° umkehrt,
auf einem transparenten Quarzsubstrat 16 gebildet.
Zu dieser Zeit wird ein fehlerhafter Phasenschieberabschnitt 6,
der einen Abschnitt einer Grenze zwischen dem Phasenschieberab
schnitt 2 und dem lichtdurchlässigen Abschnitt 4 beinhaltet, in
dem Phasenschieberabschnitt 2 erzeugt.
Mit Bezug auf Fig. 12 wird ein Resistfilm 20 auf der gesamten
Oberfläche des Phasenschiebermusters 3 gebildet. Dann wird, mit
Bezug auf Fig. 13, der Resistfilm 20, der auf und in der Nähe
eines Bereichs des fehlerhaften Phasenschieberabschnitts 6 gebil
det ist, durch Ätzen entfernt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 14 wird ein Reparaturfilm 22 aus einem
Material wie zum Beispiel CrOx, CrOxN, MoSiO, MoSiN oder ähnli
chem, welches dieselbe Durchlässigkeit wie der Phasenschieberab
schnitt 2 aufweist und eine Phase des Belichtungslichts um 180°
umkehrt, auf der gesamten Oberfläche des Phasenschiebermusters 3
gebildet.
Mit Bezug auf Fig. 15 wird der Resistfilm 20 durch Ätzen ent
fernt, und dann wird der Reparaturfilm 22 auf dem fehlerhaften
Phasenschieberabschnitt 6 durch ein sogenanntes Abhebeverfahren
zurückgelassen.
Mit Bezug auf Fig. 16 wird der Reparaturfilm 22, der auf dem Pha
senschieberabschnitt 2 zurückgelassen worden ist, durch chemisch
mechanisches Ätzen entfernt, um die identischen optischen Eigen
schaften wie in dem Phasenschieberabschnitt 4 zu erhalten.
Mit Bezug auf Fig. 17 wird der Reparaturfilm 22 in eine vorbe
stimmte Form durch Abschneiden bzw. Abgleichen unter Verwendung
des FIB verarbeitet. Somit wird das Verfahren zum Reparieren ei
nes Defekts einer Phasenschiebermaske entsprechend dieser Ausfüh
rungsform beendet.
Wie oben beschrieben, ist in dieser Ausführungsform der Repara
turfilm in dem fehlerhaften Phasenschieberabschnitt durch ein
sogenanntes Abhebeverfahren gebildet, wodurch der Reparaturfilm
genau in dem fehlerhaften Phasenschieberabschnitt, der eine Repa
ratur erfordert, gebildet werden kann.
Nun wird eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
mit Bezug auf die Fig. 18 bis 21 beschrieben.
Wie aus Fig. 18 ersichtlich ist, ist es wahrscheinlich, daß feh
lerhafte Phasenschieberabschnitte 6a und 6b im allgemeinen eine
komplexe Form aufweisen. Daher ist es schwierig, den fehlerhaften
Phasenschieberabschnitt entlang einer solchen komplexen Form zu
reparieren.
Daher werden, mit Bezug auf Fig. 19, fehlerhafte Phasenschieber
abschnitte 6a und 6b im voraus in eine vorbestimmte Form (in den
meisten Fällen Quadrate) verarbeitet, um die Reparatur zu er
leichtern. Dann, wie aus den Fig. 20 und 21 ersichtlich ist, wer
den Reparaturglieder 24 und 26 zu den fehlerhaften Phasenschie
berabschnitten 6a und 6b hinzugefügt bzw. ergänzt. Somit kann die
Reparatur der fehlerhaften Phasenschieberabschnitte erleichtert
werden.
Als nächstes wird mit Bezug auf die Fig. 22 und Fig. 23 eine ört
liche Beziehung zwischen einem Muster der Phasenschiebermaske und
einem fehlerhaften Muster beschrieben.
Fig. 22(a) zeigt eine Draufsicht mit einer Maskenstruktur 21 mit
einer Maskengröße von 2.5 µm und ein fehlerhaftes Muster 23. Fig.
22(b) ist eine Kurve, die die Lichtintensität des durch die Mas
kenstruktur 21 hindurchgelassenen Belichtungslichts auf dem Wafer
zeigt.
In Fig. 23 ist eine Größe (x) des in Fig. 22(a) gezeigten fehler
haften Musters 23 entlang der Abszisse gezeichnet und ein Abstand
(h) zwischen dem Maskenmuster 21 und dem fehlerhaften Muster 23
ist entlang einer Ordinate gezeichnet.
Es ist so zu verstehen, daß das Profil, das durch eine gestri
chelte Linie in Fig. 22(b) gezeigt ist, ein optisches Profil
(durchgezogene Linie a) des Maskenmusters, darstellt, welches
gegen die Fehlermuster bzw. fehlerhafte Musterseite verschoben
ist, aufgrund der Beziehung zwischen der Größe des fehlerhaften
Musters 23 und dem Abstand h zwischen dem Maskenmuster und dem
fehlerhaften Muster. Um das Lichtintensitätsprofil eines ge
wünschten Maskenmusters zu erhalten, muß solch ein Betrag der
Verschiebung ungefähr 10% oder weniger sein.
Fig. 23 ist eine Kurve, die darstellt, ob das fehlerhafte Muster
repariert werden muß oder nicht, so daß der Verschiebungsbetrag
10% oder weniger ist, wobei ein Bereich, der durch A gekennzeich
net ist, ein Bereich ist, in dem es nicht notwendig ist, das feh
lerhafte Muster in dem herkömmlichen Beispiel zu reparieren; ein
Bereich, der durch B gekennzeichnet ist, ein Bereich ist, in dem
das fehlerhafte Muster in dem herkömmlichen Beispiel repariert
werden muß und durch das herkömmliche Verfahren repariert werden
kann; ein Bereich, der durch C gekennzeichnet ist, ist ein Be
reich, in dem die Reparatur in dem herkömmlichen Beispiel unmög
lich war, die jedoch jetzt möglich ist durch die obigen jeweili
gen Ausführungsformen. Somit kann, selbst wenn zum Beispiel die
Größe des Defekts 1.5 µm beträgt und der Abstand zwischen dem feh
lerhaften Muster und dem Maskenmuster 0.25 µm ist, die Phasen
schiebermaske repariert werden, wobei die Ausbeute verbessert
werden kann.
Claims (15)
1. Phasenschiebermaske mit:
einem lichtdurchlässigen Abschnitt (4), der eine Oberfläche eines transparenten Quarzsubstrats (16) freilegt; und
einem Phasenschieberabschnitt (2), der auf dem transparenten Sub strat (16) gebildet ist, welcher eine geringere Durchlässigkeit des Belichtungslichts aufweist, als der lichtdurchlässige Ab schnitt (4) und der eine Phase des Belichtungslichts um 180° um wandelt,
wobei ein fehlerhafter Phasenschieberabschnitt (6), in dem ein Abschnitt des Phasenschieberabschnitts (2) fehlt, in einem Be reich vorgesehen ist, der eine Grenze zwischen dem lichtdurchläs sigen Abschnitt (4) und dem Phasenschieberabschnitt (2) beinhal tet, und
ein Reparaturglied (8), das im wesentlichen dieselbe Durchlässig keit und denselben Phasenwinkel wie der Phasenschieberabschnitt (2) aufweist, in dem fehlerhaften Phasenschieberabschnitt (6) vor gesehen ist.
einem lichtdurchlässigen Abschnitt (4), der eine Oberfläche eines transparenten Quarzsubstrats (16) freilegt; und
einem Phasenschieberabschnitt (2), der auf dem transparenten Sub strat (16) gebildet ist, welcher eine geringere Durchlässigkeit des Belichtungslichts aufweist, als der lichtdurchlässige Ab schnitt (4) und der eine Phase des Belichtungslichts um 180° um wandelt,
wobei ein fehlerhafter Phasenschieberabschnitt (6), in dem ein Abschnitt des Phasenschieberabschnitts (2) fehlt, in einem Be reich vorgesehen ist, der eine Grenze zwischen dem lichtdurchläs sigen Abschnitt (4) und dem Phasenschieberabschnitt (2) beinhal tet, und
ein Reparaturglied (8), das im wesentlichen dieselbe Durchlässig keit und denselben Phasenwinkel wie der Phasenschieberabschnitt (2) aufweist, in dem fehlerhaften Phasenschieberabschnitt (6) vor gesehen ist.
2. Phasenschiebermaske nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Phasenwinkel des Reparaturglieds (8) 120° bis 240° be
trägt.
3. Phasenschiebermaske nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet,
daß eine Durchlässigkeit des Reparaturglieds (8) 4% bis 15% be
trägt.
4. Phasenschiebermaske nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet,
daß das Reparaturglied (8) aus demselben Material wie der Phasen
schieberabschnitt gebildet ist.
5. Phasenschiebermaske nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet,
daß das Reparaturglied (8) aus einer Art von Material gebildet
ist, das aus der Gruppe bestehend aus einem Metalloxid, einem
Metallnitridoxid, einem Metallsilizidoxid und einem Nitridoxid
eines Metallsilizids ausgewählt wird.
6. Phasenschiebermaske nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet,
daß das Reparaturglied (8) aus einer Art von Material gebildet
ist, das aus der Gruppe umfassend Kohlenstoff, ein Chromoxid, ein
Chromnitridoxid, ein Chromnitridcarbidoxid, ein Molybdensilizid
oxid und ein Nitridoxid eines Molybdänsilizids ausgewählt wird.
7. Phasenschiebermaske nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet,
daß das Reparaturglied (8) einen ersten Reparaturfilm (7) mit im
wesentlichen derselben Durchlässigkeit wie der des Phasenschie
berabschnitts und einem zweiten Reparaturfilm (5) mit im wesent
lichen demselben Phasenwinkel wie dem in dem Phasenschieberab
schnitt umfaßt.
8. Phasenschiebermaske mit:
einem lichtdurchlässigen Abschnitt (4), der eine Oberfläche eines transparenten Substrats (16) freilegt; und
einem Phasenschieberabschnitt (2), der auf dem transparenten Sub strat (16) gebildet ist und der eine kleinere Durchlässigkeit für das Belichtungslicht als der lichtdurchlässige Abschnitt (4) auf weist und der eine Phase des Belichtungslichts um 180° umwandelt,
wobei ein fehlerhafter Phasenschieberabschnitt (6), in dem ein Abschnitt des Phasenschieberabschnitts (2) fehlt, in einem Be reich vorgesehen ist, der eine Grenze zwischen dem lichtdurchläs sigen Abschnitt (4) und dem Phasenschieberabschnitt (2) beinhal tet, und
ein lichtabschirmender Film (14, 18) an dem fehlerhaften Phasen schieberabschnitt (6) und in einem Bereich vorgesehen ist, der in den lichtdurchlässigen Abschnitt (4) für eine vorbestimmte Länge hervorsteht von einer Grenze zwischen dem lichtdurchlässigen Ab schnitt (4) und dem Phasenschieberabschnitt (2), der in dem feh lerhaften Phasenschieberabschnitt (6) enthalten ist.
einem lichtdurchlässigen Abschnitt (4), der eine Oberfläche eines transparenten Substrats (16) freilegt; und
einem Phasenschieberabschnitt (2), der auf dem transparenten Sub strat (16) gebildet ist und der eine kleinere Durchlässigkeit für das Belichtungslicht als der lichtdurchlässige Abschnitt (4) auf weist und der eine Phase des Belichtungslichts um 180° umwandelt,
wobei ein fehlerhafter Phasenschieberabschnitt (6), in dem ein Abschnitt des Phasenschieberabschnitts (2) fehlt, in einem Be reich vorgesehen ist, der eine Grenze zwischen dem lichtdurchläs sigen Abschnitt (4) und dem Phasenschieberabschnitt (2) beinhal tet, und
ein lichtabschirmender Film (14, 18) an dem fehlerhaften Phasen schieberabschnitt (6) und in einem Bereich vorgesehen ist, der in den lichtdurchlässigen Abschnitt (4) für eine vorbestimmte Länge hervorsteht von einer Grenze zwischen dem lichtdurchlässigen Ab schnitt (4) und dem Phasenschieberabschnitt (2), der in dem feh lerhaften Phasenschieberabschnitt (6) enthalten ist.
9. Verfahren zum Reparieren eines Defekts einer Phasenschieber
maske, die einen lichtdurchlässigen Abschnitt (4), der eine Ober
fläche eines transparenten Substrats (16) freilegt, aufweist, und
einen Phasenschieberabschnitt (2), der auf dem transparenten Sub
strat (16) gebildet ist, der eine kleinere Durchlässigkeit für
das Belichtungslicht als der lichtdurchlässige Abschnitt (4) auf
weist und der eine Phase des Belichtungslichts um 180° umwandelt,
mit den Schritten:
Bilden eines fehlerhaften Phasenschieberabschnitts (6), in dem ein Abschnitt des Phasenschieberabschnitts (2) fehlt, in einem Bereich, welcher eine Grenze zwischen dem lichtdurchlässigen Ab schnitt (4) und dem Phasenschieberabschnitt (2) umfaßt; und
Ergänzen des fehlerhaften Phasenschieberabschnitts (6) mit einem Reparaturglied (8), das im wesentlichen dieselbe Durchlässigkeit und denselben Phasenwinkel wie der fehlerhafte Phasenschieberab schnitt (6) aufweist.
Bilden eines fehlerhaften Phasenschieberabschnitts (6), in dem ein Abschnitt des Phasenschieberabschnitts (2) fehlt, in einem Bereich, welcher eine Grenze zwischen dem lichtdurchlässigen Ab schnitt (4) und dem Phasenschieberabschnitt (2) umfaßt; und
Ergänzen des fehlerhaften Phasenschieberabschnitts (6) mit einem Reparaturglied (8), das im wesentlichen dieselbe Durchlässigkeit und denselben Phasenwinkel wie der fehlerhafte Phasenschieberab schnitt (6) aufweist.
10. Verfahren zum Reparieren eines Defekts einer Phasenschieber
maske nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Phasenwinkel des Reparaturglieds (8) 120° bis 240° be
trägt.
11. Verfahren zum Reparieren eines Defekts einer Phasenschieber
maske nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet,
daß das Reparaturglied (8) eine Durchlässigkeit von 4% bis 15%
aufweist.
12. Verfahren zum Reparieren eines Defekts einer Phasenschieber
maske nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß das Reparaturglied (8) dem fehlerhaften Phasenschieberab
schnitt (6) hinzugefügt wird nach Reparieren einer fehlerhaften
Form des fehlerhaften Phasenschieberabschnitts (6) in eine vor
bestimmte Form.
13. Verfahren zum Reparieren eines Defekts einer Phasenschieber
maske nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schritt des Ergänzens des Reparaturglieds (8) das Bilden
eines ersten Reparaturfilms (5), der im wesentlichen dieselbe
Durchlässigkeit wie der Phasenschieberabschnitt (2) aufweist und
das Bilden eines zweiten Reparaturfilms (7), der im wesentlichen
denselben Phasenwinkel wie der Phasenschieberabschnitt (2) auf
weist durch ein fokussiertes Ionenstrahlverfahren umfaßt.
14. Verfahren zum Reparieren eines Defekts einer Phasenschieber
maske mit einem lichtdurchlässigen Abschnitt (4), der eine Ober
fläche eines transparenten Substrats (16) freilegt und einem Pha
senschieberabschnitt (2), der auf dem transparenten Substrat (16)
gebildet ist, der eine kleinere Durchlässigkeit für das Belich
tungslicht als der lichtdurchlässige Abschnitt (4) aufweist und
der eine Phase des Belichtungslichts um 180° umwandelt, mit den
Schritten:
Bilden eines fehlerhaften Phasenschieberabschnitts (6), in dem ein Abschnitt des Phasenschieberabschnitts (2) in einem Bereich fehlt, welcher eine Grenze zwischen dem lichtdurchlässigen Ab schnitt (4) und dem Phasenschieberabschnitt (2) umfaßt; und
Bilden eines lichtabschirmenden Films (14, 18) in dem fehlerhaf ten Phasenschieberabschnitts (2) und in einem Bereich, der in den lichtdurchlässigen Abschnitt (4) hervorsteht für eine vorbestimm te Länge von einer Grenze zwischen dem lichtdurchlässigen Ab schnitt (4) und dem Phasenschieberabschnitt (2), der in dem feh lerhaften Phasenschieberabschnitt (6) enthalten ist.
Bilden eines fehlerhaften Phasenschieberabschnitts (6), in dem ein Abschnitt des Phasenschieberabschnitts (2) in einem Bereich fehlt, welcher eine Grenze zwischen dem lichtdurchlässigen Ab schnitt (4) und dem Phasenschieberabschnitt (2) umfaßt; und
Bilden eines lichtabschirmenden Films (14, 18) in dem fehlerhaf ten Phasenschieberabschnitts (2) und in einem Bereich, der in den lichtdurchlässigen Abschnitt (4) hervorsteht für eine vorbestimm te Länge von einer Grenze zwischen dem lichtdurchlässigen Ab schnitt (4) und dem Phasenschieberabschnitt (2), der in dem feh lerhaften Phasenschieberabschnitt (6) enthalten ist.
15. Verfahren zum Reparieren eines Defekts einer Phasenschieber
maske mit den Schritten:
Bilden auf einem transparenten Substrat (16) ein Phasenschieber muster (3), welches einen lichtdurchlässigen Abschnitt (4), der eine Oberfläche des transparenten Substrats (16) freilegt, und
einen Phasenschieberabschnitt (2), der eine kleinere Durchlässig keit für das Belichtungslicht als die des lichtdurchlässigen Ab schnitts (4) aufweist und der eine Phase des Belichtungslichts um 180° umwandelt, aufweist;
Bilden eines Resistfilms (20) auf der gesamten Oberfläche des Phasenschiebermusters (3);
Entfernen des Resistfilms, der auf und in der Nachbarschaft eines Bereichs gebildet ist, der eine Grenze zwischen dem lichtdurch lässigen Abschnitt (4) und dem Phasenschieberabschnitt (2) in einem fehlerhaften Phasenschieberabschnitt (6), in dem ein Ab schnitt des Phasenschieberabschnitts (2) fehlt, umfaßt;
Bilden auf dem Phasenschiebermuster (3) einen Reparaturfilm (22), der im wesentlichen dieselbe Durchlässigkeit und denselben Pha senwinkel wie jene des Phasenschieberabschnitt (2) aufweist; und
Entfernen des Resistfilms (20) durch Ätzen zum Zurücklassen des Reparaturfilms (22) in einem Bereich des fehlerhaften Phasen schieberabschnitt (6).
Bilden auf einem transparenten Substrat (16) ein Phasenschieber muster (3), welches einen lichtdurchlässigen Abschnitt (4), der eine Oberfläche des transparenten Substrats (16) freilegt, und
einen Phasenschieberabschnitt (2), der eine kleinere Durchlässig keit für das Belichtungslicht als die des lichtdurchlässigen Ab schnitts (4) aufweist und der eine Phase des Belichtungslichts um 180° umwandelt, aufweist;
Bilden eines Resistfilms (20) auf der gesamten Oberfläche des Phasenschiebermusters (3);
Entfernen des Resistfilms, der auf und in der Nachbarschaft eines Bereichs gebildet ist, der eine Grenze zwischen dem lichtdurch lässigen Abschnitt (4) und dem Phasenschieberabschnitt (2) in einem fehlerhaften Phasenschieberabschnitt (6), in dem ein Ab schnitt des Phasenschieberabschnitts (2) fehlt, umfaßt;
Bilden auf dem Phasenschiebermuster (3) einen Reparaturfilm (22), der im wesentlichen dieselbe Durchlässigkeit und denselben Pha senwinkel wie jene des Phasenschieberabschnitt (2) aufweist; und
Entfernen des Resistfilms (20) durch Ätzen zum Zurücklassen des Reparaturfilms (22) in einem Bereich des fehlerhaften Phasen schieberabschnitt (6).
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