专利名称：光掩模的修正方法和半导体器件的制造方法
技术领域：
本发明涉及在半导体集成电路的制造中使用的光掩模的修正方法，特别是涉及向光掩模的缺陷部位照射聚焦离子束(focused ion beamFIB)进行缺陷修复的光掩模的修正方法。
背景技术：
在使用聚焦离子束的光掩模的缺陷修正的情况下，为了总体地修正因充电而产生的信息漂移或因掩模或者掩模保持器的热膨胀而产生的漂移，使用单点漂移修正(one point drift correction)。在该单点漂移修正的情况下，采用在光掩模的图形内形成针孔，以该针孔为参照点使离子束向修正部位移动的办法，提高修正精度。以下，参看图8到图10对单点漂移修正的具体例子进行说明。
首先，向在光掩模用的衬底11上边形成的图形12的一部分照射聚焦离子束22a，形成作为参照点的针孔13。接着，从离子束光源21向含有针孔13的扫描区14照射离子束22b。采用用检测器24检测从形成了针孔13的部位释放出来的二次离子(二次带电粒子(secondary chargedparticle))23的办法，识别参照点。接着，计算所检测出来的针孔13的位置(参照点的位置)和已经预先识别出来的修正部位之间的相对位置关系。然后，在确认了针孔13的位置后，再次向修正部位照射离子束进行缺陷的修复。以后，采用反复进行用于确认参照点的离子束照射和用于缺陷修正的离子束照射的办法，完成缺陷修正。这样一来，采用在缺陷修正处理之前确认参照点的办法，就可以把漂移的影响抑制到最小限度。
在用上边所说的单点漂移修正进行缺陷修正的情况下，以往，参照点(针孔)的平面图形形状，理想地说可以作成为圆形(例如，特开平5-4660号公报)。根据这样的观点，以往，在纵向方向和横向方向上使得点数变成为(例如4×4点)那样地正方形状地照射离子束来形成针孔。
但是，在把相移掩模(phase shift mask)用做光掩模的情况下，在已形成了针孔的部位处不可能得到合适的相移作用(相位效果)。为此，当针孔对于图形相对地增大时，对投影像(projected image)产生负作用的区域就会展宽。此外，如果针孔大，就必须展宽用来检测针孔的扫描区。为此，因离子束扫描而产生的对图形的损伤就将遍及宽广的区域。因此，如果图形变得小起来时，则将产生投影像的线条尺寸减小的问题。再说，在进行针孔痕迹的修正的情况下，由于为进行修正而淀积的碳膜不具有相移作用，故当图形变得小起来时，则对投影像产生负作用的区域将会变宽。
此外，如图10所示，检测器24一般地说配置在针孔13的斜上方。为此，如果针孔的图形为正方形状，则将产生以下的问题。人们认为，由于检测器24配置在针孔13的斜上方，故由针孔13产生的二次离子23将某种程度地被检测器24一侧的侧壁(面朝图10来说，左侧的侧壁)遮挡起来。为此，就必须某种程度地加长图10所示的针孔13的X方向的长度。在该情况下，如果针孔13是正方形状的图形，则针孔13的Y方向的长度也会变成为与X方向的长度同等。就X方向来说，二次离子飞向检测器24的到达将受到面朝针孔13来说左侧的侧壁的限制。为此，二次离子的产额(yield)就会偏向面朝针孔13来说右侧的区域，可以得到某种程度的位置精度。然而，就Y方向来说，由于难于发生这样的状况，故不能充分地得到在Y方向上的针孔的位置精度(识别精度)。实际上，如图11所示，与针孔对应的二次离子像(secondary ion image)31，在Y方向上将变成为纵长的图象。
此外，如上所述，以往由于许多二次离子被检测器24一侧的侧壁遮挡起来，故存在着来自针孔底部就是说来自衬底的露出面的二次离子不能以良好的效率到达检测器的问题。
这样一来，若使用单点漂移修正的以往的光掩模的修正方法，在作为光掩模使用相位移动掩模的情况下，得不到相移作用(相移效果)的区域变大，因而存在着不能得到合适的投影像的问题。此外，还存在着不能充分地得到参照用的针孔的位置精度(识别精度)的问题。再有，还存在着不能使来自针孔的二次离子(二次带电粒子)以良好的效率入射到检测器上的问题。
发明内容
本发明的第1视点，是由准备具有含有相移图形的掩模图形的光掩模衬底的工序、采用除去上述掩模图形的一部分的办法形成参照孔的工序、从离子束源向含有参照孔的区域照射离子束使二次带电粒子从上述参照孔放出来的工序、采用用检测器检测上述二次带电粒子的办法识别上述参照孔的位置的工序、计算上述所识别的参照孔的位置与上述掩模图形的缺陷位置之间的位置关系的工序、采用根据上述计算出来的位置关系从上述离子束源向上述缺陷照射离子束的办法对上述缺陷进行修正的工序构成的光掩模的修正方法，从对于上述光掩模衬底的上表面垂直的方向看的上述参照孔的图形，实质上是长方形，而且，上述长方形的长边方向与上述相移图形的长边方向是平行的。
本发明的第2视点，是由准备具有掩模图形的光掩模衬底的工序、采用除去上述掩模图形的一部分的办法形成参照孔的工序、从离子束源向含有参照孔的区域照射离子束使二次带电粒子从上述参照孔放出来的工序、采用用其入射部分位于上述参照孔的斜上方的检测器检测上述二次带电粒子的办法识别上述参照孔的位置的工序、计算上述所识别的参照孔的位置与上述掩模图形的缺陷位置之间的位置关系的工序、采用根据上述计算出来的位置关系从上述离子束源向上述缺陷照射离子束的办法对上述缺陷进行修正的工序构成的光掩模的修正方法，从对于上述光掩模衬底的上表面垂直的方向看的上述参照孔的图形，实质上是长方形，而且，上述长方形的长边方向与把上述检测器的入射部分及上述参照孔连接起来的直线投影到上述光掩模衬底的上表面上的直线是平行的。
本发明的第3视点，是由准备具有掩模图形的光掩模衬底的工序、采用除去上述掩模图形的一部分的办法形成参照孔的工序、从离子束源向含有参照孔的区域照射离子束使二次带电粒子从上述参照孔放出来的工序、采用用其入射部分位于上述参照孔的斜上方的检测器检测上述二次带电粒子的办法识别上述参照孔的位置的工序、计算上述所识别的参照孔的位置与上述掩模图形的缺陷位置之间的位置关系的工序、采用根据上述计算出来的位置关系从上述离子束源向上述缺陷照射离子束的办法对上述缺陷进行修正的工序构成的光掩模的修正方法，上述参照孔，由上述检测器的入射部分所在一侧的第1侧壁和与第1侧壁相向的第2侧壁规定，连接上述第1侧壁的下端和上端的平面的倾斜度比连接上述第2侧壁的下端和上端的平面的倾斜度平缓。
图1的平面图示出了本发明实施例的光掩模的一个例子。
图2的平面图示出了图1所示的针孔附近的情况。
图3A和图3B的剖面图示出了图1所示针孔的形成方法。
图4示出了图1所示针孔的检测方法。
图5示出了用本发明实施例的方法得到的二次离子像。
图6的流程图示出了本发明实施例的光掩模的修正方法。
图7示出了把本发明实施例的光掩模应用于半导体器件制造的例子。
图8的平面图示出了现有技术光掩模中的针孔附近的情况。
图9的剖面图示出了现有技术针孔的形成方法。
图10示出了现有技术针孔的检测方法。
图11示出了用现有技术得到的二次离子像。
具体实施例方式
以下，参看
使用本发明实施例的单点漂移修正的光掩模的修正方法。
图1的平面图示出了本发明实施例的光掩模的一个例子，图2的平面图示出了图1所示的针孔附近的情况，图3A和图3B的剖面图(图2的X方向的剖面图)示出了图1所示针孔的形成方法，图4示出了图1所示针孔的检测方法，图5示出了用本发明的实施例的方法得到的二次离子像，图6的流程图示出了本发明实施例的光掩模的修正方法。
首先，作为光掩模，准备半色调相移掩模(half tone phase shift mask)或嵌入式相移掩模(embedded phase shift mask)等相移掩模，并放置到修正装置内(步骤S1)。该相移掩模，是在石英衬底11上边形成有MoSi膜构成的相移图形12(用来使之产生相移效果的图形)的掩模。
在形成了光掩模之后，从离子束源的射出部分向衬底上边照射聚焦离子束，在图形12的内侧形成作为参照点的针孔13(步骤S2)。
这时，如图2所示，针孔13的平面图形实质上变成为大体上的长方形，而且，要作成为使得相移图形12的长边方向(X方向)与针孔13的图形的长边方向实质上变成为大体上平行。例如，以在X方向上为4点在Y方向上为1点那样的长方形形状照射离子束。
此外，如图3A和图3B所示，分2个台阶形成针孔13。首先，如图3A所示，用聚焦离子束22a在膜厚方向上把图形12形成用的膜削掉一半左右。然后，如图3B所示，采用使离子束的照射区在X方向上变窄，朝向针孔13来说选择性地切削右侧区域的办法，使衬底11的表面露出来。结果是面朝针孔13来说左侧的侧壁将变成为从侧壁的下端朝向上端台阶式后退的形状。这样一来，连接朝向左侧的侧壁的下端和上端的平面的倾斜度就变成为比连接朝向右侧的侧壁的下端和上端的平面的倾斜度更平缓。另外，在图3A和图3B所示的例子中，虽然作成为使侧壁2个台阶式地后退，但是也可以是3个台阶以上。此外，也可以作成为使侧壁连续地后退。
在如上所述那样地形成了针孔13后，向含有针孔13的扫描区14(参看图2)内照射离子束，检测(识别)作为参照点的针孔的位置(步骤S3、S4)。就是说，如图4所示，从在针孔13的形成中使用的离子束源21，向针孔13的底面就是说向衬底11的露出面照射离子束22b。然后，用配置在针孔13的斜上方的检测器24检测从针孔13的底面放出来的二次离子(二次硅离子)23。检测器24的顶端为筒状。这时，要使得连接该顶端部分(1次离子入射部分)和针孔13(离子束照射部分)的直线与投影到衬底11表面上的直线以及针孔13的长方形图形的长边方向变成为平行。换句话说，要把已形成了相移图形的衬底11预先放置到装置内，以便能够得到这样的平行关系。
用检测器24得到的二次离子像31如图5所示变成为点状。根据由该二次离子像31求得的针孔13的位置，和预先求得的修正部位(缺陷部位)15的位置(参看图1)，在未画出来的控制装置内计算针孔13和修正部位15之间的相对位置关系(步骤S5)。例如，如图1所示，把针孔13的位置定为0，求修正部位15的位置D(x，y)。
其次，使从离子束源21射出的离子束的照射位置返回到针孔13的位置。然后，根据如上述那样地求得的位置关系，把离子束的照射位置移动到修正部位15的位置上。再从离子束源21向修正部位15照射离子束，进行修正部位15的缺陷修正。在修正部位15的缺陷是剩余图形的情况下，就采用向剩余部分照射离子束进行刻蚀的办法进行修正。
以后，进行必要次数的从上边所说的步骤S3开始到步骤S5为止的处理(步骤S7)。经这样的处理后完成缺陷的修正。此外，还要根据需要进行针孔13的修复处理。
这样得到的光掩模可以应用于半导体器件(集成电路装置)的制造。就是说，如图7所示，采用把光掩模41的图形投影到半导体衬底42上边的光刻胶上的办法，就可以得到用来形成集成电路的微细的图形。
如上所述，倘采用本实施例，由于长方形形状的针孔图形的长边方向与相移图形的长边方向是平行的，故长方形形状的短边的宽度变窄。就是说，在归因于相移作用(相位效果)而产生光强度分布的方向上长方形图形的宽度变窄。为此，就可以减小使相位效果减少的区域。因此，即便是相移图形的尺寸(线条宽度)减小，也不需要进行针孔痕迹的修正。此外，在进行针孔痕迹修正的情况下，还可以把为了修正而淀积的磁膜使相位效果受到负作用的区域抑制到最小限度。再者，由于针孔的宽度变窄，故针孔检测时的扫描区也会变窄，可以把离子束扫描产生的对图形的损伤抑制到最小限度。如上所述，若采用本实施例，则可以把参照用的针孔带来的影响抑制到最小限度，可以有效地进行单点漂移修正。
此外，倘采用本实施例，则针孔平面图形的尺寸在X方向上相对地长，在Y方向上相对地短。为此，就可以在某种程度上确保二次离子飞向检测器的到达量，而且，可以提高针孔位置检测精度。就是说，就X方向来说，与以往同样，可以得到某种程度的位置检测精度和二次离子的到达量。而就Y方向来说，采用使针孔的宽度变窄的办法，与以往比较可以大幅度地提高位置检测精度。另外，本效果即便是对于不使用相移作用的通常的掩模(所谓的二进制掩模，代表性地说有铬掩模)也可以得到而不限于相移掩模。
此外，倘采用本实施例，则检测器一侧的侧壁连续地或台阶式地倾斜，其平均倾斜变缓。为此，可以减少被检测器一侧的侧壁遮挡起来的二次带电粒子的比率。因此，即便是减小针孔的底部就是说减小衬底的露出部分，也可以以良好的效率使二次带电粒子向检测器入射。例如，如图3A、图3B和图4所示，采用把针孔的检测器24一侧的侧壁进行倾斜的，理想地说连接侧壁的上端和下端的平面的倾斜角作成为与连接检测器24的顶端和针孔13的直线的倾斜角同等的办法，就可以使二次离子效率良好地到达检测器。为此，即便是减小针孔13的底面，也可以抑制二次离子的产额的降低，可以减少衬底受损伤的区域。另外，本效果即便是对于不使用相移作用的通常的掩模(所谓的二进制掩模，代表性地说有铬掩模)也可以得到而不限于相移掩模。
以上，对本发明的实施例进行了说明，但是本发明并不受限于上述实施例，在不脱离其宗旨的范围内可以进行种种变形后进行实施。再者，在上述实施例中包括各种阶段的发明，采用把所公开的构成要件适当进行组合的办法，可以抽出各种发明。例如，即便是从所公开的构成要件中削除若干构成要件，只要是能够得到预定的效果，就可以作为一个发明抽出出来。
权利要求
1.一种光掩模的修正方法，由下述工序构成准备具有包含相移图形的掩模图形的光掩模衬底的工序，采用除去上述掩模图形的一部分的办法形成参照孔的工序，从离子束源向含有参照孔的区域照射离子束使二次带电粒子从上述参照孔发射出来的工序，采用用检测器检测上述二次带电粒子的办法识别上述参照孔的位置的工序，计算上述所识别的参照孔的位置与上述掩模图形的缺陷位置之间的位置关系的工序，采用根据上述计算出来的位置关系从上述离子束源向上述缺陷照射离子束的办法对上述缺陷进行修正的工序，且从相对于上述光掩模衬底的上表面垂直的方向看的上述参照孔的图形，实质上是长方形，而且，上述长方形图形的长边方向与上述相移图形的长边方向是平行的。
2.根据权利要求1所述的方法，上述检测器的入射部分位于上述参照孔的斜上方，上述长方形图形的长边方向，与把连接上述检测器的入射部分与上述参照孔的直线投影到上述光掩模衬底上表面上的直线是平行的。
3.根据权利要求2所述的方法，上述参照孔，由上述检测器的入射部分所在一侧的第1侧壁和与第1侧壁相向的第2侧壁限定，连接上述第1侧壁的下端和上端的平面的倾斜度比连接上述第2侧壁的下端和上端的平面的倾斜度平缓。
4.根据权利要求1所述的方法，上述检测器的入射部分位于上述参照孔的斜上方，上述参照孔，由上述检测器的入射部分所在一侧的第1侧壁和与第1侧壁相向的第2侧壁限定，连接上述第1侧壁的下端和上端的平面的倾斜度比连接上述第2侧壁的下端和上端的平面的倾斜度平缓。
5.根据权利要求1所述的方法，上述参照孔，采用从上述离子束源照射离子束的办法形成。
6.根据权利要求1所述的方法，对含有上述参照孔区域进行多次从照射离子束的工序到修正上述缺陷的工序为止的处理。
7.一种光掩模的修正方法，由下述工序构成准备具有掩模图形的光掩模衬底的工序，采用除去上述掩模图形的一部分的办法形成参照孔的工序，从离子束源向含有上述参照孔的区域照射离子束使二次带电粒子从上述参照孔发射出来的工序，采用用其入射部分位于上述参照孔的斜上方的检测器检测上述二次带电粒子的办法识别上述参照孔的位置的工序，计算上述所识别的参照孔的位置与上述掩模图形的缺陷位置之间的位置关系的工序，采用根据上述计算出来的位置关系从上述离子束源向上述缺陷照射离子束的办法对上述缺陷进行修正的工序，且从相对于上述光掩模衬底的上表面垂直的方向看的上述参照孔的图形，实质上是长方形，而且，上述长方形图形的长边方向与把上述检测器的入射部分及上述参照孔连接起来的直线投影到上述光掩模衬底的上表面上的直线是平行的。
8.根据权利要求7所述的方法，上述参照孔，由上述检测器的入射部分所在一侧的第1侧壁和与第1侧壁相向的第2侧壁限定，连接上述第1侧壁的下端和上端的平面的倾斜度比连接上述第2侧壁的下端和上端的平面的倾斜度平缓。
9.根据权利要求7所述的方法，上述参照孔，采用从上述离子束源照射离子束的办法形成。
10.根据权利要求7所述的方法，对含有上述参照孔的区域进行多次从照射离子束的工序到修正上述缺陷的工序为止的处理。
11.一种光掩模的修正方法，由下述工序构成准备具有掩模图形的光掩模衬底的工序，采用除去上述掩模图形的一部分的办法形成参照孔的工序，从离子束源向含有参照孔的区域照射离子束使二次带电粒子从上述参照孔放出来的工序，采用用其入射部分位于上述参照孔的斜上方的检测器检测上述二次带电粒子的办法识别上述参照孔的位置的工序，计算上述所识别的参照孔的位置与上述掩模图形的缺陷位置之间的位置关系的工序，采用根据上述计算出来的位置关系从上述离子束源向上述缺陷照射离子束的办法对上述缺陷进行修正的工序，且上述参照孔，由上述检测器的入射部分所在一侧的第1侧壁和与第1侧壁相向的第2侧壁限定，连接上述第1侧壁的下端和上端的平面的倾斜度比连接上述第2侧壁的下端和上端的平面的倾斜度平缓。
12.根据权利要求11所述的方法，上述参照孔，采用从上述离子束源照射离子束的办法形成。
13.根据权利要求11所述的方法，对含有上述参照孔的区域进行多次从照射离子束的工序到修正上述缺陷的工序为止的处理。
14.一种半导体器件的制造方法，包括使用用权利要求1的方法进行修正的光掩模把图形投影到半导体衬底上的工序。
15.一种半导体器件的制造方法，包括使用用权利要求7的方法进行修正的光掩模把图形投影到半导体衬底上的工序。
16.一种半导体器件的制造方法，包括使用用权利要求11的方法进行修正的光掩模把图形投影到半导体衬底上的工序。
全文摘要
光掩模修正方法包括准备具有包含相移图形的掩模图形的光掩模衬底、除去掩模图形的一部分形成参照孔、从离子束源向含有参照孔的区域照射离子束使二次带电粒子从上述参照孔发射出来、用检测器检测二次带电粒子识别参照孔位置、计算参照孔位置与掩模图形缺陷位置的关系、根据位置关系从离子束源向缺陷照射离子束修正缺陷,从对于光掩模衬底的上表面垂直的方向看的参照孔的图形是长方形,其长边方向与相移图形的长边方向平行。
文档编号G03F1/72GK1369745SQ0210353
公开日2002年9月18日 申请日期2002年2月5日 优先权日2001年2月5日
发明者金光真吾 申请人:株式会社东芝, 大日本印刷株式会社