[发明专利]光掩模、光掩模制造方法以及光掩模缺陷修正方法

说明书

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λ的透过光，产生[λ(2m-1)/2](这里，m为自然数)的光程差，因此在这些透过光之间产生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[d＝λ(2m-1)/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d(＝λ(2m-1)/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(＝λ(2m-1)/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1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。即，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，缺陷检查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