专利名称：光掩模、光掩模制造方法以及光掩模缺陷修正方法
技术领域：
本发明涉及在利用投影曝光装置来转印大规模集成电路(LSI)等的
精细图案时所使用的光掩模的制造方法，尤其涉及容易地对光掩模进行 缺陷修正的方法、相移掩模的制造方法、相移掩模、光掩模组以及图案 转印方法。
背景技术：
一直以来，伴随着大规模集成电路(LSI)的高集成化以及电路图案的 精细化，在光刻工艺中作为超解像技术提出了相移掩模，并已实际应用。 由于相移掩模有利于解像性能和焦点深度，所以主要用于具有精细图案 的半导体器件的制造中。
关于相移掩模，提出了利文森(Levenson)型、边缘强调型、辅助 图案型、无铬型以及半色调型等各种各样的类型。
对于相移掩模中的开口图案规则地重复的线隙(line and space)，交 替相移技术(alternating PSM、或利文森型相移掩模)是有用的。在该相移 掩模中，可以对透过邻接的透光部的光赋予180。前后的相位差，由此提 高解像性能。作为赋予相位差的层(移相器)，可对石英基板进行蚀刻，以 形成刻入部，或者使用透过曝光光的相移膜。
例如，利文森型相移掩模构成为在透明基板上具有由铬等金属膜等 形成的遮光图案，在如线隙图案那样、遮光部和透光部反复存在的情况 下，构成为透过隔着遮光部邻接的透光部的透过光的相位相差180。。由
于透过这些透光部的透过光的相位错开，所以可防止由于衍射光干涉而 导致的解像度降低，实现线隙图案的解像度提高。
在这样的相移掩模中，在隔着遮光部邻接的透光部之间，对于波长 入的透过光，产生[A(2m-l)/2](这里，m为自然数)的光程差，因此在这些
5透过光之间产生180。的相位差。在设隔着遮光部邻接的透光部间的透明
基板的厚度差为d、透明基板的折射率为n时，只要使[d4(2m-l)/2n]成立 即可产生这样的光程差。
在相移掩模中，为了产生透光部间的透明基板的厚度差，在一方的 透光部中在透明基板上覆盖透明薄膜以增加厚度，或者在一方的透光部 中对透明基板进行挖刻以减小厚度。即，在透明基板上覆盖有透明薄膜 的移相器覆盖型(凸部型)相移掩模的相移部被厚度《=入(2m-l)/2n)的透 明薄膜(移相器)覆盖。另外，在对透明基板进行挖刻的挖刻型相移掩模的 相移部中，对透明基板进行深度d(-A(2m-l)/2n)的刻蚀。另外，既没有覆 盖透明薄膜又没有进行挖刻的透光部是非相移部，或者在透光部具有浅 挖刻部和深挖刻部的情况下，浅挖刻部为非相移部。
在使用这样的相移掩模时，有时需要对被转印体上的光致抗蚀剂层 的同一位置进行两次曝光。基本上为了消除由第一次曝光产生的无用图 案、或在第一次曝光所形成的图案上赋予追加图案，而进行第二次曝光。
在日本特开平11-260699号公报(专利文献1)中记载了如下的技术，即 在通过多次曝光对正型抗蚀剂进行栅图案转印的图案形成方法中，使用 将元件区域及栅图案形成区域作为遮光部的掩模图案、和将从元件区域 中去除栅图案形成区域后的区域作为透光部的掩模图案，对具有这些掩 模图案的光掩模分别以最佳曝光条件进行重复曝光，由此来形成抗蚀剂 图案。即，在专利文献l中公开了利用第二掩模来消除由相移掩模产生的 转印图案的一部分。
作为上述例子，例如当使用利文森型相移掩模来对被转印体上的正 型抗蚀剂膜转印线隙时，在移相器产生的线的终端部，由于不期望的相 位边界而形成无用的线。为了消除这种无用的线，考虑了使用修整掩模 来进行第二次曝光(修整曝光)。
但是，在相移掩模中也与其他掩模一样，无法完全避免在制作时产 生图案的形状缺陷。这些缺陷包括在透明基板上形成的遮光膜欠缺的 缺陷、在透明基板上产生的不透明缺陷、或者在相移区域中产生的移相 器欠缺及移相器的位置偏差等的相位缺陷等。这样的缺陷在能够修正时进行修正，在不能修正时，则整个掩模都不能使用。
这些缺陷的容许范围受使用掩模而获得的器件的性能限制。 一般地， 缺陷的容许范围根据掩模的用途而决定为与一种掩模相对应的规格。艮P， 针对一种掩模，缺陷规格根据其领域而不同。因此，基本上需要对相移 掩模图案上的缺陷全部进行检查并进行修正，以满足所要求的规格。
另一方面，当前，使用光刻技术形成的半导体器件的电路有越来越 精细的倾向，与此相伴，容许的缺陷范围也越来越小。在无法完全避免 相移掩模中发生缺陷的状况下，缺陷检査以及修正工艺成为生产高效率 化的阻碍，另外期望比以往进一步提高成品率。
发明内容
因此，本发明是鉴于前述情况而提出的，其目的是提供相移掩模缺 陷修正方法以及相移掩模制造方法，该相移掩模缺陷修正方法以及相移 掩模制造方法可实现相移掩模中的缺陷检查以及修正工艺的高效率化， 可实现掩模生产中的成品率的提高以及稳定，另外，还提供经由这样的 修正而制造的相移掩模以及光掩模组。
此外，在为了得到通过使用相移掩模而实现的解像度的解像力以及 焦点深度而对多重曝光(使用多个光掩模对同一被转印体依次转印图案， 由此对一个光掩模所无法解像的精细图案进行解像)及多重构图(使用多 个光掩模对同一被转印体依次进行图案加工，由此获得比一次的基于光 掩模的光刻工艺更高的加工精度)的方法进行研究时，发明人认识到在这 些方法中，效率高、成品率良好的缺陷修正方法也是未解决的课题。从 而本发明的目的还在于解决这些问题。
为了解决前述问题并实现上述目的，本发明具有以下结构的任意一 个结构。
本发明的光掩模缺陷修正方法的特征是，在光掩模上形成的第l转印 图案中产生的图案缺陷中，仅对如下区域中的图案缺陷进行缺陷修正， 该区域是在进行使用光掩模对被转印体进行的转印、和与光掩模相组合地使用向同一被转印体转印第2转印图案的另一光掩模而对被转印体进行的转印这二者时，在被转印体上第l转印图案所包含的图案中，通过第2转印图案的转印而不形成图案的区域之外的区域。
在具有结构l的光掩模缺陷修正方法中，其特征是第l转印图案包含相移图案，该相移图案具有在透明基板上形成的挖刻部。
在具有结构1或结构2的光掩模缺陷修正方法中，其特征是第1和第2转印图案中的一个转印图案消除由另一个转印图案在被转印体上形成的无用图案。
在具有结构1至结构3中任意一项的光掩模缺陷修正方法中，其特征是关于第1和第2转印图案，其中一个转印图案向被转印体的转印提高把另一个转印图案转印到被转印体上时的解像度。
本发明的光掩模制造方法的特征是，包含基于结构1至结构4中任意一项的光掩模缺陷修正方法的缺陷修正工序。[结构6]
本发明的相移掩模制造方法是通过在透明基板上具有分别实施了规定的构图的遮光层以及移相器层、从而具有包含非相移透光部、相对于非相移透光部使曝光光的相位大致反转180。后透过的相移部以及遮光部的相移掩模图案的相移掩模的制造方法，该相移掩模制造方法的特征是具有在遮光层以及移相器层的构图之后对形成的相移掩模图案进行缺陷修正的缺陷修正工序，在缺陷修正工序中，确定相移掩模图案的图案缺陷的位置，并且对于使用相移掩模进行相移掩模图案转印的被转印体，参照该转印前或转印后进行转印的修整掩模的修整掩模图案的数据，在已确定位置的图案缺陷中，仅修正处于以下区域中的图案缺陷，该区域是通过修整掩模图案的转印而不在被转印体上形成图案的区域之外的区域。[结构7]
本发明的光掩模的特征在于，在形成有第l转印图案的光掩模中，在第l转印图案中产生的图案缺陷中，仅对如下区域中的图案缺陷进行缺陷修正，该区域是在进行使用光掩模对被转印体进行的转印、和组合使用向同一被转印体转印第2转印图案的另一光掩模对被转印体进行的转印这两者时，在被转印体上第l转印图案所包含的图案中，通过第2转印图案的转印而不形成图案的区域之外的区域。
本发明的相移掩模的特征是，在形成有包含相移部的相移掩模图案的相移掩模中，在相移掩模图案中产生的图案缺陷中，仅对如下区域进
行缺陷修正，该区域是在进行使用相移掩模把相移掩模图案转印到被转印体上、和与相移掩模相组合地使用向同一被转印体转印图案的第2掩
模来对被转印体进行的曝光这两者时，不在被转印体上形成图案的区域之外的区域。
本发明的光掩模组具有相移掩模，其形成有包含相移部的相移掩
模图案；和修整掩模，其针对使用该相移掩模进行相移掩模图案转印的
被转印体，在转印前或转印后进行转印，该光掩模组的特征是，当重叠相移掩模的相移掩模图案和在修整掩模上形成的修整图案时，若把相移掩模图案的区域内与修整图案的透光部重叠的区域作为修整区域，则相移掩模中仅对修整区域之外的区域进行缺陷修正。
本发明的图案转印方法的特征是，使用通过具有结构5的光掩模制造方法或具有结构6的相移掩模制造方法制造出的光掩模或相移掩模、或者具有结构7的光掩模或具有结构8的相移掩模，向被转印体转印图案。
在具有结构l的本发明的光掩模缺陷修正方法中，在光掩模上形成的第l转印图案中产生的图案缺陷中，仅对如下区域中的图案缺陷进行缺陷修正，即进行使用光掩模对被转印体进行的转印、和与光掩模相组合地使用向同一被转印体转印第2转印图案的另一光掩模对被转印体进行的
9转印这两者时，在被转印体上第l转印图案所包含的图案中、通过第2转印图案的转印而不形成图案的区域之外的区域，由此可将缺陷修正的作业量削减至必要的最小限度，进行高效率的生产。
在具有结构2的本发明的光掩模缺陷修正方法中，第l转印图案可以是具有在透明基板上形成的挖刻部的相移图案。
在具有结构3的本发明的光掩模缺陷修正方法中，关于第1和第2转印图案，其中的一个转印图案消除由另一个转印图案在被转印体上形成的无用图案，由此可将缺陷修正的作业量削减至必要的最小限度，进行高效率的生产。
在具有结构4的本发明的光掩模缺陷修正方法中，关于第1和第2转印
图案，其中一个转印图案对被转印体的转印提高另一个转印图案转印到被转印体上时的解像度，由此可制造高解像度的光掩模。
在具有结构5的本发明的光掩模制造方法中，包含基于具有结构l至结构4中任意一项的光掩模缺陷修正方法的缺陷修正工序，由此能够将缺陷修正的作业量削减至必要的最小限度，高效率地进行光掩模的制造。
在具有结构6的本发明的相移掩模制造方法中，在缺陷修正工序中，
确定相移掩模图案中的图案缺陷的位置，并且对于使用相移掩模进行相移掩模图案转印的被转印体，参照该转印前或转印后进行转印的修整掩模的修整掩模图案的数据，在已确定位置的图案缺陷中，仅修正通过修整掩模图案转印而不在被转印体上形成图案的区域之外的区域内的图案缺陷，由此能够将缺陷修正的作业量削减至必要的最小限度，进行高效率的生产。即，在本发明的相移掩模制造方法中，不用增加烦杂的工艺就能够高效率地并且按照原本的使用目的、最终成品率良好且稳定地制造相移掩模。
在具有结构7的本发明的光掩模中，因为在第l转印图案中产生的图案缺陷中，仅对如下区域中的图案缺陷进行缺陷修正，即进行使用光掩模对被转印体进行的转印、和组合使用向同一被转印体转印第2转印图案的另 一光掩模对被转印体进行的转印这两者时，在被转印体上第1转印图案所包含的图案中、通过第2转印图案的转印而不形成图案的区域之外的区域，所以能够将缺陷修正的作业量削减至必要的最小限度，进行高效率的生产。
在具有结构8的本发明的相移掩模中，因为在相移掩模图案中产生的图案缺陷中，仅对如下区域进行缺陷修正，即进行使用相移掩模把相移掩模图案转印到被转印体上、和与相移掩模相组合地使用向同一被转印
体转印图案的第2掩模对被转印体进行曝光这两者时，在被转印体上不形
成图案的区域之外的区域，所以能够将缺陷修正的作业量削减至必要的最小限度，进行高效率的生产。
具有结构9的本发明的光掩模组具有相移掩模，其形成有包含相移
部的相移掩模图案；和修整掩模，其针对使用该相移掩模进行相移掩模
图案转印的被转印体，在转印前或转印后进行转印，其中，当重叠相移掩模的相移掩模图案和修整掩模上形成的修整图案时，若把相移掩模图案的区域内与修整图案的透光部重叠的区域作为修整区域，则相移掩模中仅对修整区域之外的区域进行缺陷修正，由此能够将缺陷修正的作业量削减至必要的最小限度，进行高效率的生产。
具有结构10的本发明的图案转印方法，使用通过具有结构5的光掩模制造方法或具有结构6的相移掩模制造方法制造出的光掩模或相移掩模、或者具有结构7的光掩模或具有结构8的相移掩模，对被转印体转印图案，由此可以将缺陷修正的作业量削减至必要的最小限度，可通过使用高效地制造的光掩模或相移掩模，高效地进行图案转印。
即，本发明能够提供可实现光掩模中的缺陷检查以及修正工艺的高效率化、并实现掩模生产中成品率的提高以及稳定性的光掩模缺陷修正方法、光掩模制造方法以及相移掩模制造方法，提供经由这样的修正而制造的光掩模、相移掩模以及光掩模组。另外，还能够提供使用了这些光掩模或相移掩模的图案转印方法。
图l是示出本发明的相移掩模制造方法中所使用的相移掩模以及修整掩模的结构的平面图。
ii的制作中使用正型抗蚀剂、在修整掩模的制作中使用负型抗蚀剂时的相移掩模以及修整掩模的结构的平面图。
图3是示出在利文森型相移掩模的制作中使用负型抗蚀剂、在修整掩模的制作中使用正型抗蚀剂时的相移掩模以及修整掩模的结构的平面图。
图4是示出在利文森型相移掩模的制作中使用负型抗蚀剂、在修整掩
模的制作中使用正型抗蚀剂时的相移掩模以及修整掩模的结构的平面图。
图5是示出在图2所示的相移掩模中所发生的多种缺陷的平面图。图6是示出在图4所示的相移掩模中所发生的多种缺陷的平面图。图7是本发明实施例的利文森型相移掩模1的制造工艺的剖面示意图。
图8是修整掩模的制造工艺的剖面示意图。
图9是示出光掩模以及在晶片上所形成的图案一部分的平面图。
图10是示出基于二次曝光的构图工艺(a) (h)的图。
图ll示出第l掩模的俯视图(a)、第2掩模的俯视图(b)、晶片转印后的抗蚀剂俯视图(c)。
图12是示出实施例的第l掩模缺陷(a)、实施例的第2掩模缺陷(b)的图。
图13是示出基于双构图的构图工艺(a) (1)的图。
图14示出第l掩模的俯视图(a)、第2掩模的俯视图(b)、晶片转印后的抗蚀剂俯视图(c)。
图15是示出实施例的第l掩模缺陷(a)、实施例的第2掩模缺陷(b)的图。
图16是第1掩模的制造工艺剖面示意图。
图17是第2掩模的制造工艺剖面示意图。
具体实施例方式
以下参照附图，对本发明所涉及的光掩模制造方法的实施方式进行详细说明，该光掩模制造方法包含有本发明的光掩模缺陷修正方法来作
12为一个工序。另外在本发明中，不限于以下的说明，透明基板只要不影响本发明的效果就能够选用任意的各种基板，另外，遮光层可以为各种
覆盖层o
在本发明中可组合第1和第2转印图案，在同一被转印体上形成希望的器件图案。这里，被转印体可以是要使用掩模来进行加工的薄膜、或者是在该薄膜上形成了抗蚀剂膜后的制品。
例如，可在同一被转印体上依次曝光该第1和第2转印图案，由此对被转印体的抗蚀剂膜施加规定的光图案，在抗蚀剂膜上形成希望获得的器件图案的潜像。
或者，该第1和第2转印图案可以是如下的图案。即，在被转印体的抗蚀剂膜上，首先通过曝光来转印一个转印图案，使该抗蚀剂膜显影而形成第l抗蚀剂图案，把该第l抗蚀剂图案作为掩模，对该被转印体的薄膜进行蚀刻，从而形成第l薄膜图案，然后，剥离抗蚀剂膜，在该薄膜图案上重新形成的抗蚀剂膜上通过曝光来转印另一个转印图案，并与上述同样地进行抗蚀剂膜的显影、薄膜的蚀刻，形成第2薄膜图案，其结果是，在该薄膜上形成了所要得到的器件图案。
除了第l、第2转印图案之外，还可以一并使用第3转印图案。
在上述中，作为薄膜，可以是与所要得到的器件的用途及性能相应的、金属等的适当厚度的薄膜。
第l转印图案可以是包含相移部的相移掩模图案，第2转印图案可以是如下的图案，不会形成当仅在被转印体上转印第l转印图案时形成在被转印体上的无用图案(包含消除的情况)。这样，在被转印体上的某些区域中具有修整掩模，作为使得不会形成由第l转印图案所形成的图案的掩模。
图l是示出在本发明的相移掩模制造方法中使用的相移掩模(第l光掩模)以及修整掩模(第2光掩模)的结构的平面图。
在通过本发明的相移掩模制造方法，如图l中(d)所示在晶片3上形成3个线隙图案(作为希望的器件图案的一部分)的情况下，首先如图l中的(a)所示，制作利文森型的相移掩模l，并使用该相移掩模l，对晶片上所形
13成的正型抗蚀剂膜进行曝光。在图l的(a)中，黑色部分是由Cr构成的遮光部、白色部分是透明基板露出的非相移部(透光部)、阴影部分是挖刻了相对于非相移部使曝光光相位反转180。的量的挖刻部、或者是升高了使曝光光相位反转180。的量的相移部。另外，在遮光部以及相移部中，处于透明基板侧(下层)的层包括作为透明基板的表层部的情况。
接着，如图l中的(b)所示，制作修整掩模2，使用该修整掩模2，如图l中的(c)所示，通过对同一正型抗蚀剂膜进行曝光，得到希望的3个线隙图案。即，如图l中的(d)所示，在晶片3上通过使用修整掩模2进行的曝光(修整曝光)来消除由于使用相移掩模l进行的曝光而形成的图案外缘的线。
另外，对于使用相移掩模1的曝光和使用修整掩模2的曝光，任意一
方先进行都可以。
对于这样的利文森型的相移掩模1以及修整掩模2的组合，在掩模制作方面考虑了几个结构上的组合。在通过不同的组合、与前述同样地在晶片3上形成3个线隙图案的情况下，这些掩模的例子如图2至图4所示。
图2是示出在利文森型相移掩模1的制作中使用正型抗蚀剂、在修整掩模2的制作中使用负型抗蚀剂时的相移掩模以及修整掩模的结构的平面图。
图3是示出在利文森型相移掩模1的制作中使用负型抗蚀剂、在修整掩模2的制作中使用正型抗蚀剂时的相移掩模以及修整掩模的结构的平面图。
图4是示出在利文森型相移掩模1的制作中使用负型抗蚀剂、在修整掩模2的制作中使用正型抗蚀剂时的相移掩模以及修整掩模的结构的平面图。
图4所示的相移掩模1是使相移部的边缘露出的方式。在该情况下，也可通过使用修整掩模2的曝光来消除由移相器边缘造成的无用图案。
并且，在利用如前所述的利文森型的相移掩模l以及修整掩模2的组合来在被转印体上形成图案的过程中，与通常的掩模制作方法不同，通过使用本发明的缺陷修正方法，可以实现缺陷检査以及缺陷修正的高效率化，实现成品率的提高。
艮P，在本发明中，在相移掩模l的缺陷修正工序中，对于通过利用修整掩模2进行的曝光而最终消除了图案的区域，不进行缺陷修正，而仅针对这以外的区域进行缺陷修正。
图5是示出在图2所示的相移掩模中所发生的多种缺陷的平面图。例如，在如图2中的(a)所示的相移掩模l中，如图5所示发生了多种缺陷4、 5时，以往，由于没有能够按照设计制作出图案所以需要进行修正、或判断为不合格。但是，考虑到进行了使用图2中(b)所示的修整掩模2的曝光，由这些多种缺陷4、 5对晶片造成的影响仅为器件图案部(中央部分的区域)内的多余缺陷4所带来的影响。因此，在该情况下，仅修正主图案部中存在的多余缺陷4即可。可通过激光照射或FIB等对透明基板进行削除，来进行缺陷修正。
这里，器件图案部是与实际所要得到的电子器件结构相关的部分的图案，是必须转印到被转印体上的图案部分。根据本发明，不进行缺陷修正的区域为根据相移图案而形成在被转印体上的图案，准确地说是在抗蚀剂上形成的显影前的潜像中、通过使用修整掩模2的曝光而消除了的修整区域的掩模图案。但是最好将修整区域中的、从其周缘开始减去一定宽度的边缘区域后的区域作为不进行缺陷修正的区域。边缘区域可根据掩模图案的形状、及对掩模使用的曝光光波长等来决定。
图6是示出在图4所示的相移掩模中发生的多种缺陷的平面图。另夕卜，在图4中的(a)所示的相移掩模l中，如图6所示发生了多种移相器缺陷4、 5时，以往，由于没有能够按照设计制作出图案所以需要进行修正，或判断为不合格。但是，考虑到进行使用了图4中(b)所示的修整掩模2的曝光，由这些多种缺陷4、 5对晶片造成的影响仅为器件图案部(中央部分的区域)内的多余缺陷4所带来的影响。从而，在该情况下，仅修正器件图案部中存在的多余缺陷4即可。
这样，在本发明的相移掩模制造方法中，即使是以往作为相移掩模是致命的缺陷、不修正就要作为不良掩模进行处理的缺陷，考虑到使用修整掩模的曝光，分类为应该修正的缺陷和可不修正的缺陷，对于可不修正的缺陷不进行修正并直接作为合格品。
艮P，即使是在第l光掩模的掩模图案中产生的缺陷，考虑到在通过该 第1光掩模和与其组合使用的另 一掩模(第2光掩模)的图案这两个掩模来 对同一被转印体进行图案转印时，上述缺陷的有无可能不会对最终在被 转印体上形成的图案有影响，在这样的情况下，在掩模的修正工序中不
将上述缺陷作为修正对象，将其以外的缺陷作为修正对象。
从而，在本发明中，可以在相移掩模的生产效率以及成品率方面获 得有利的效果。
另外，根据本发明，在缺陷修正工序中确定相移掩模l的相移掩模图
案中的图案缺陷的位置、并且参照修整掩模2的修整掩模图案的数据，由
此可以将确定了位置的图案缺陷分类为应该修正的缺陷和可不修正的缺 陷。
艮卩，通过仅修正已确定位置的图案缺陷中的处于以下区域的图案缺 陷，可将缺陷修正的作业量削减至必要的最小限度，并进行高效率的生
产，该区域为通过使用相移掩模1的曝光(第1曝光)以及使用修整掩模2的 曝光(第2曝光)而未在被转印体上形成图案的区域(修整区域)之外的区域。 对于第1和第2曝光，其中任意一方先进行皆可。
这样，在相移图案l中产生的图案缺陷中，仅对进行使用相移掩模l 对被转印体进行曝光而实现的转印和使用修整掩模2对被转印体进行曝 光而实现的转印这两者时、不在被转印体上形成图案的区域之外的区域 进行缺陷修正，制造进行了该缺陷修正的本发明的相移掩模。
另外，本发明的光掩模组为组合了如上制造的本发明的相移掩模l和 修整掩模2而得到的光掩模组。
如上所述，本发明提供可实现相移掩模中的缺陷检查以及修正工艺 的高效率化、实现掩模生产中的成品率的提高以及稳定性的相移掩模缺 陷修正方法以及相移掩模制造方法，另外，还可以提供经由这样的修正 而制造的相移掩模以及光掩模组。
另外不言而喻，本发明并不限于相移掩模和修整掩模的组合。
例如，依次在同一被转印体的抗蚀剂膜上曝光第1和第2转印图案，并改变各自的曝光条件(例如照明方法)，由此能够形成仅利用一个转印图 案无法解像的精细图案的抗蚀剂图案。在这样的情况下，可通过第2转印 图案的曝光来消除第l转印图案的一部分。在此情况下，可对通过基于第 2转印图案曝光的转印而消除的第1转印图案区域之外的区域进行缺陷修 正。
下面，使用图10对基于二次曝光的精细图案形成的代表性工艺进行说明。
除了对同一被转印体上的抗蚀剂膜进行多次曝光的上述例子之外， 还对同一被转印体的被加工膜(通过蚀刻来加工的膜)进行多次的构图，由 此可形成加工精度更高的器件图案。在这样的情况下，例如，在通过第l
转印(构图)形成的图案中，可对通过第2转印(构图)消除的第1转印图案区
域之外的区域进行缺陷修正。
下面，参照图13对基于双构图的精细图案形成的代表性工艺进行说明。
实施例l
图7是本发明实施例的利文森型相移掩模1的制造工艺的剖面示意 图。以下，参照图7对本发明的实施例进行说明。
相移掩模l的透明基板ll使用了对表面经镜面研磨后的石英玻璃基 板(大小6英寸四方形、厚度0.25英寸)进行规定的清洗后的基板。首先， 如图7中的(a)所示，通过溅射法在透明基板ll上形成由铬构成的膜厚 100nm的遮光膜12，接着，利用旋涂法涂布膜厚500nm的正型电子线抗蚀 剂膜("ZEP7000":日本zeon公司制造)13。
接着，如图7中的(b)所示，为了形成透光部，对希望的图案进行电子 线描绘并进行显影而形成抗蚀剂图案31。接着，把抗蚀剂图案31作为掩
模，通过Cl2和02的混合气体来对遮光膜12进行干蚀刻，得到符合设计尺
寸的遮光膜图案21。
接着，如图7中的(c)所示，剥离抗蚀剂，形成具有遮光膜图案21的第 l阶段的掩模。
接着，如图7中的(d)所示，为了形成具有移相器的透光部，涂布正型
17电子线抗蚀剂("ZEP7000":日本zeon公司制造)14。
接着，如图7中的(e)所示，为了形成具有移相器的透光部，对希望的 图案进行电子线描绘并显影而形成抗蚀剂图案41 。
接着，如图7中的(f)所示，把抗蚀剂图案41作为掩模，使用CF4和02 的混合气体，干蚀刻100nm的深度，得到相移透光部24。这里，因为以 ArF曝光为前提进行制作，所以为了获得180。的相位差而将石英玻璃基板 的蚀刻量设为170nm，假定从Cr边缘起的侧面蚀刻量为70nm。
接着，如图7中的(g)所示，同样把抗蚀剂图案41作为掩模，继续利用 缓冲氟酸来进行70nm的湿蚀刻，得到移相器图案25。
最后，如图7中的(h)所示，剥离抗蚀剂，完成最终阶段构图后的掩模。
图8是修整掩模的制造工艺的剖面示意图。
修整掩模2的透明基板11使用了对表面镜面研磨后的石英玻璃基板 (大小6英寸四方形，厚度0.25英寸)进行规定的清洗后的基板。
首先，如图8中的(a)所示，利用溅射法在透明基板ll上形成由铬构成 的膜厚100nm的遮光膜12，接着，利用旋涂法涂布膜厚500nm的负型电子 线抗蚀剂("SAL-601" : Shipley公司制造)13。
接着，如图8中的(b)所示，为了形成透光部，对希望的图案进行电子 线描绘并显影，从而形成抗蚀剂图案31。接着，把抗蚀剂图案31作为掩
模，利用Cl2和02的混合气体来千蚀刻遮光膜12，得到符合设计尺寸的遮
光膜图案21。
接着，如图8中的(c)所示，剥离抗蚀剂，形成具有遮光膜图案21的修 整掩模。
图9是示出光掩模以及在晶片上形成的图案一部分的平面图。 图9中的(a)示出了希望利用前述光掩模在晶片上获得的图案P的一部
分。图9中的(b)示出了相移掩模l的平面图(一部分)，图9中的(c)示出了修
整掩模2的平面图(一部分)。
在对已完成的相移掩模l进行缺陷检查时，如图9中的(d)所示，检测
出两个缺陷。 一个是多余缺陷A，另一个是欠缺缺陷B。在该阶段，试着
将相移掩模l以及修整掩模2的掩模描绘数据重叠起来进行检查时，多余
18缺陷A是主图案中的缺陷，很容易判定如果放任它则在晶片上也会成为桥
接(bridge)缺陷。另一方面，对于欠缺缺陷B，因为是通过使用修整掩 模2进行的曝光而不会在晶片上残留图案的部分，所以判定即使不修正， 对最终结果也没有影响。由此，通过使用激光的修复装置，仅去除多余 缺陷A而进行修正。结果，如图9中的(e)所示，完成了存在一处欠缺缺陷 的相移掩模l，这在以往会成为缺陷不合格品，不过在实际使用中可作为 没有任何问题的相移掩模进行使用，如图9中的(a)所示，得到希望的图案 P。
另外，在该实施例中示出了使用干蚀刻以及湿蚀刻这两者得到的具 有侧蚀(undercut)的单侧挖刻结构的相移掩模的例子，但是在本发明中， 只要是使用修整掩模进行的图案形成，就不限于这样的掩模结构，例如， 还可以是没有侧蚀的构造、或双沟(两侧挖刻)结构。另外，只要是使用修 整掩模的相移掩模，就不限于利文森型的相移掩模，例如，即使是无铬 型相移掩模也能够以完全相同的方式进行应用。
另一方面，关于修整掩模，在实施例中，以通常的使用Cr的二元掩 模来进行说明，不过其可以是半色调型相移掩模，可任意选择掩模的种 类结构。
在上述实施例中说明了对相移掩模和修整掩模的组应用本发明的情 况，但本发明如前所述还可应用于通过二次曝光来形成精细图案的情况。
这里，参照图IO，对通过二次曝光形成精细图案的工艺进行说明。
首先，如图10中的(a)所示，在半导体基板41上形成下层膜42、以及 膜厚为0.1,左右的硬掩模(例如，氮化硅膜)43，最后准备形成了膜厚为 0.15pm左右的ArF曝光用正型抗蚀剂膜44的光掩模坯板。该例是通过二次 曝光在该光掩模坯板上形成精细图案的例子。
接着，例如，经由如图ll中(a)所示的第l光掩模使用ArF准分子激光 进行第一次曝光，在正型抗蚀剂膜44上形成曝光部44a(图10中的(b))。
接着，例如，经由如图ll中的(b)所示的第2光掩模使用ArF准分子激 光在正型抗蚀剂膜44上进行第二次曝光，以形成曝光部44b(图10中的(c))。
曝光后，利用热板(hot plate)对ArF抗蚀剂膜44进行烘烤，并进行
19显影，从而形成抗蚀剂图案441(图10中的(d))。
接着，把抗蚀剂图案441作为掩模，使用氟系气体对硬掩模43进行蚀 亥U，形成硬掩模图案431(图10中的(e))。
接着，利用通过氧等离子实现的灰化(ashing)来去除抗蚀剂图案441， 并结束硬掩模的构图(图10中的(f))。
这样，通过分两次进行的抗蚀剂曝光来得到精细的硬掩模图案432， 使用硬掩模图案432，对在半导体基板上形成的下层膜42进行干蚀刻(图10 中的(g))，最后可去除硬掩模图案432并对下层膜进行精细加工(图10中的 (h))。
在实际应用中，可以对于每个特征图案，将要在薄膜(上述的下层膜 42)上转印的图案分成两个，并分别形成在不同的掩模上，使各个掩模的 曝光条件适合于各个特征图案，在同一被转印体上依次曝光。因为能够 对每个特征图案应用不同的曝光条件，所以能够提高表观解像度。例如， 当在要转印的图案中混合有线系列和孔系列时，将它们彼此分开地形成 在不同的掩模上，对各个掩模应用不同的曝光条件(可主要使用变形照 明)，转印到同一被转印体上，在被转印体上形成一个抗蚀剂图案。
在上述情况下，如后述的实施例所示，可有利地应用本发明。
上述实施例对通过二次曝光来形成精细图案的情况进行了说明，但 本发明如图13以及图14所示，也同样可应用于通过双构图(double patterning)来形成精细图案的情况。
在进行双构图的情况下，如图13中的(a)所示，在半导体基板51上形 成下层膜52、以及膜厚为0.1拜左右的硬掩模(例如，硅氮化膜)53，最后 形成膜厚为0.15jam左右的第l ArF曝光用正型抗蚀剂膜54。
接着，经由如图14中的(a)所示的第l光掩模使用ArF准分子激光进行 第一次曝光，形成曝光部54a(图13中的(b))。
曝光后，通过热板对第l ArF抗蚀剂膜54进行烘烤并进行显影，形成 第l抗蚀剂图案541(图13中的(c))。
接着，把第1抗蚀剂图案541作为掩模，使用氟系气体对硬掩模53进 行蚀刻，形成第l硬掩模图案531(图13中的(d))。接着，利用通过氧等离子实现的灰化来去除第1抗蚀剂图案541，并 结束第l阶段的构图(图13中的(e))。
然后，在第l硬掩模图案531上形成膜厚为0.15jam左右的第2ArF抗蚀 剂膜55(图13中的(f))。
接着，经由如图14中的(b)所示的第2光掩模，使用ArF准分子激光进 行第二次曝光，形成曝光部55a(图B中的(g))。
曝光后，通过热板对第2ArF抗蚀剂膜55进行烘烤并进行显影，形成 第2抗蚀剂图案55 l(图13中的(h))。
接着，把第2抗蚀剂图案551作为掩模，使用氟系气体等对硬掩模532 进行蚀刻(图13中的(i))。
然后，利用通过氧等离子实现的灰化来去除第2抗蚀剂图案551，并 结束第2阶段的构图(图13中的(j))。
这样，通过分两次进行的抗蚀剂曝光以及硬掩模蚀刻，来得到精细 的第2硬掩模图案532，并使用第2硬掩模图案532对在半导体基板上形成 的下层膜52进行干蚀刻(图13中的(k)),最后可去除硬掩模图案532，对下 层膜进行精细加工(图13中的(l))。
关于双构图，例如在要形成线隙图案时可以每隔一条进行分割而形 成两个掩模等。在该情况下，也可提高表观解像度，例如，可用于半间 距45、 32nm等的超精细图案的转印。
在此情况下，如后述的实施例那样，也可应用本发明而取得良好的效果。
实施例2
以下，说明在进行双构图时应用了本发明的实施例2。
首先，图16以及图17是本发明实施例的两个光掩模的制造工艺的剖 面示意图。另外，图15图示了由两个掩模的缺陷检查结果而得到的发生 缺陷。 一边参照这些附图一边对本发明的实施例进行说明。
为了经由图13所示的双构图工艺进行如图14中的(c)所示的晶片上的 构图，帝U作了如图14中的(a)及(b)那样的两个光掩模。
使用图16中的(a) (d)来说明图14中的(a)所示的光掩模10的制作工艺。
透明基板61是对表面经镜面研磨后的石英玻璃基板(大小6英寸四方
形、厚度0.25英寸)进行了规定的清洗后得到的。首先，利用溅射法在透 明基板61上形成由铬构成的膜厚100nm的遮光膜62，接着，通过旋涂法涂 布膜厚500nm的负型电子线抗蚀剂(SAL-601: Shipley公司制造)63(图16中
的(a))。
然后，为了形成铬图案而对希望的图案进行电子线描绘、并显影， 形成抗蚀剂图案631 (图16中的(b))。
接着，把抗蚀剂图案631作为掩模，利用Cl2和02的混合气体对遮光 膜62进行干蚀刻，从而得到符合设计尺寸的遮光膜图案621(图16中的(c))。
最后，剥离抗蚀剂，完成具有遮光膜图案621的光掩模(图16中的(d))。
使用图17中的(a) (i)对图14中的(b)所示的光掩模20的制作工艺进行 说明。
透明基板71是对表面经镜面研磨后的石英玻璃基板(大小6英寸四方 形、厚度0.25英寸)进行了规定的清洗后得到的。首先，利用溅射法在透 明基板71上形成由硅化钼构成的68nm的半透光膜72，接着利用溅射法形 成由铬构成的膜厚60nm的遮光膜73，然后，通过旋涂法，涂布膜厚300nm 的正型电子线抗蚀剂(ZEP7000:日本zeon公司制造)74(图17中的(a))。
接着，使用电子线描绘装置来描绘开口图案并进行显影，形成第l抗 蚀剂图案741，把该第1抗蚀剂图案741作为掩模，并通过使用了Cl2和02 混合气体的干蚀刻，把遮光膜形成为遮光膜图案731(图17中的(b))。
然后，剥离并清洗残存的第l抗蚀剂图案741(图17中的(c))。
接着，把如上得到的遮光膜图案731作为掩模，利用CF4和02的混合 气体对半透光膜72进行干蚀刻，由此形成半透光膜图案721(图17中的(d))。
接着，在如上得到的基板表面上形成正型电子线抗蚀剂(ZEP7000: 日本zeon公司制造)75作为第2抗蚀剂(图17中的(e))。
在上述第2抗蚀剂膜上，使用描绘装置描绘出与主开口部对应的区 域，并进行显影，形成第2抗蚀剂图案751，把该抗蚀剂图案751作为掩模，
并通过使用Cl2和02混合气体的干蚀刻，把遮光膜形成为遮光膜图案732(图17中的(f))。
然后，剥离残存的第2抗蚀剂图案751，完成了半色调型相移掩模(图17中的(g))。
在对已完成的上述两个光掩模进行缺陷检查时，在第l掩模中检测出如图15中的(a)所示的两个缺陷。 一个是欠缺缺陷lla，另一个是多余缺陷llb。在该阶段中试着将第1掩模及第2掩模的掩模描绘数据重叠起来进行检查时，可以判定欠缺缺陷lla位于原本要用第2掩模进行曝光的区域，是不会最终形成的图案的缺陷，因此是无需修正的缺陷。多余缺陷llb也同样因为位于原本要用第2掩模进行曝光的区域，所以判定该缺陷是无需修正的缺陷。
在第2掩模中检测出如图15中(b)所示的两个缺陷。 一个是欠缺缺陷21a，另一个是多余缺陷21b。在该阶段中试着将第1掩模及第2掩模的掩模描绘数据重叠起来进行检查时，判定欠缺缺陷21a是即使用第l掩模在原本没有图案的情况下进行曝光也没有任何问题的部位、是最终不形成的图案部分的缺陷，所以无需修正。判定多余缺陷21b也同样是原本就可以不使用第l掩模进行曝光的部位，最终不对图案产生影响，所以是无需修正的缺陷。
结果，对于存在两处如图15中(a)、 (b)所示的各个缺陷的掩模，如果视为一个独立的掩模，则因为存在缺陷而需要修正，根据情况会成为缺陷不合格品。但是，关于这些掩模，如果组合第1以及第2掩模，则在实际应用上可作为没有任何问题的掩模来进行使用，通过组合第1及第2掩模，可以在晶片上得到希望的图案。
实施例3
作为实施例3，对在进行二次曝光时应用了本发明的例子进行说明。本发明实施例的两个光掩模的制造工艺的剖面示意图与图17相同，所以这里进行了省略。另外，图12示出了由两个掩模的缺陷检查结果而得到的发生缺陷。参照这些图对本发明的实施例进行说明。
为了经由图10所示的二次曝光工艺进行如图ll中(c)所示的晶片上的构图，制作出如图ll中的(a)及(b)那样的两个光掩模。这些掩模制作工艺
23与图17相同。
在对已完成的上述两个光掩模进行缺陷检查时，在第l掩模中检测出
如图12中(a)所示的两个缺陷。 一个是欠缺缺陷841a，另一个是Cr多余缺陷841b。在该阶段中试着将第1掩模及第2掩模的掩模描绘数据重叠起来进行检查时，判定欠缺缺陷841a是原本要用第2掩模进行曝光的部位，所以是无需修正的缺陷。判定多余缺陷841b也同样不是原本要用第2掩模进行曝光的部位，所以是无需修正的缺陷。
第2掩模中检测出如图12中(b)所示的两个缺陷。 一个是欠缺缺陷851a，另一个是多余缺陷851b。在该阶段中试着将第1掩模及第2掩模的掩模描绘数据重叠起来进行检查时，基于与上述第l掩模完全相同的理由可判定该缺陷是无需修正的缺陷。
结果，完成了存在两处如图12中(a)、 (b)所示的各个缺陷的掩模，如果视为一个独立的掩模则需要进行修正，根据情况会成为缺陷不合格品，不过在实际应用中可作为没有任何问题的掩模进行使用，组合第1及第2掩模，在晶片上得到图ll中(c)所示的希望图案。
如以上所述，本发明的光掩模缺陷修正方法可广泛应用于使用多个掩模来形成图案的各种掩模。
权利要求
1. 一种光掩模缺陷修正方法，其特征在于，在上述光掩模上形成的第1转印图案中产生的图案缺陷中，仅对如下区域中的图案缺陷进行缺陷修正，所述区域是进行使用上述光掩模对被转印体进行的转印、和与上述光掩模组合使用向同一被转印体转印第2转印图案的第2光掩模对上述被转印体进行的转印这两者时，在上述被转印体上第1转印图案所包含的图案中，通过第2转印图案的转印而不形成图案的区域之外的区域。
2. 根据权利要求l所述的光掩模缺陷修正方法，其特征在于，上述第l转印图案包含相移图案，该相移图案具有在透明基板上形成的挖刻部。
3. 根据权利要求l所述的光掩模缺陷修正方法，其特征在于，上述第1和第2转印图案中，其中一个转印图案消除由另一个转印图案在被转印体上形成的无用图案。
4. 根据权利要求l所述的光掩模缺陷修正方法，其特征在于，上述第1和第2转印图案中，其中一个转印图案对被转印体的转印提高另一个转印图案转印到被转印体上时的解像度。
5. 根据权利要求l所述的光掩模缺陷修正方法，其特征在于，上述第1和第2光掩模按照不同的曝光条件转印到上述被转印体上。
6. 根据权利要求l所述的光掩模缺陷修正方法，其特征在于，上述第1和第2转印图案分别是要在被转印体上形成的图案，是将超过了曝光机的解像极限的图案预先分离成曝光机的解像极限范围内的两个图案而形成的图案。
7. —种光掩模制造方法，其特征在于，包含基于权利要求1至6中任意一项所述的光掩模缺陷修正方法的缺陷修正工序。
8. —种相移掩模的制造方法，该相移掩模在透明基板上具有分别实施了规定构图的遮光层以及移相器层，由此具有包含非相移透光部、相移部以及遮光部的相移掩模图案，该相移部相对于非相移透光部使曝光光的相位大致反转180。后透过，其特征在于，该制造方法具有缺陷修正工序，该缺陷修正工序在对上述遮光层以及移相器层进行了构图后，对形成的相移掩模图案进行缺陷修正，在上述缺陷修正工序中，确定上述相移掩模图案中的图案缺陷的位置，并且对于使用上述相移掩模进行上述相移掩模图案的转印的被转印体，参照该转印前或上述转印后进行转印的修整掩模的修整掩模图案的数据，在已确定位置的上述图案缺陷中，仅修正处于如下区域中的图案缺陷，即通过上述修整掩模图案的转印而不在上述被转印体上形成图案的区域之外的区域。
9. 一种光掩模，其形成有第l转印图案，该光掩模的特征在于，在上述第l转印图案中产生的图案缺陷中，仅对如下区域中的图案缺陷进行了缺陷修正，所述区域是进行使用上述光掩模对被转印体进行的转印、和组合使用向同一被转印体转印第2转印图案的第2光掩模对上述被转印体进行的转印这两者时，在上述被转印体上第l转印图案所包含的图案中，通过第2转印图案的转印而不形成图案的区域之外的区域。
10. —种相移掩模，其形成有包含相移部的相移掩模图案，其特征在于，在上述相移掩模图案中产生的图案缺陷中，仅对如下区域中的图案缺陷进行了缺陷修正，所述区域是进行使用上述相移掩模将上述相移掩模图案转印到被转印体上、和与上述相移掩模组合使用向同一被转印体转印图案的第2掩模对上述被转印体进行的曝光这两者时，不在上述被转印体上形成图案的区域之外的区域。
11. 一种光掩模组，其具有相移掩模，其形成有包含相移部的相移掩模图案；和修整掩模，其针对使用该相移掩模进行上述相移掩模图案的转印的被转印体，在上述转印前或上述转印后进行转印，该光掩模组的特征在于，把上述相移掩模的相移掩模图案和上述修整掩模上形成的修整图案重叠起来时，在将上述相移掩模图案的区域内与上述修整图案的透光部重叠的区域作为修整区域时，上述相移掩模中仅对上述修整区域之外的区域进行了缺陷修正。
12. —种图案转印方法，其特征在于，使用通过权利要求7所述的光掩模制造方法制造出的光掩模，向被转印体转印图案。
13. —种图案转印方法，其特征在于，使用通过权利要求8所述的相移掩模制造方法制造出的相移掩模，向被转印体转印图案。
14. 一种图案转印方法，其特征在于，使用权利要求9所述的光掩模，向被转印体转印图案。
15. —种图案转印方法，其特征在于，使用权利要求10所述的相移掩模，向被转印体转印图案。
全文摘要
光掩模缺陷修正方法、光掩模制造方法、相移掩模制造方法、光掩模、相移掩模、光掩模组以及图案转印方法。在第1光掩模(1)所形成的第1转印图案中产生的图案缺陷(4、5)中，仅对如下区域中的缺陷(4)进行修正，即进行使用第1光掩模(1)对被转印体进行的转印、和与第1光掩模(1)组合使用向同一被转印体转印第2转印图案的第2光掩模对被转印体进行的转印这两者时，在被转印体上第1转印图案所包含的图案中，通过第2转印图案的转印而不形成图案的区域之外的区域。
文档编号H01L21/027GK101498892SQ20091000323
公开日2009年8月5日 申请日期2009年1月21日 优先权日2008年1月31日
发明者须田秀喜 申请人:Hoya株式会社