專利名稱：光掩模的修正方法和半導(dǎo)體器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體集成電路的制造中使用的光掩模的修正方法，特別是涉及向光掩模的缺陷部位照射聚焦離子束(focused ion beamFIB)進(jìn)行缺陷修復(fù)的光掩模的修正方法。
背景技術(shù)：
在使用聚焦離子束的光掩模的缺陷修正的情況下，為了總體地修正因充電而產(chǎn)生的信息漂移或因掩模或者掩模保持器的熱膨脹而產(chǎn)生的漂移，使用單點漂移修正(one point drift correction)。在該單點漂移修正的情況下，采用在光掩模的圖形內(nèi)形成針孔，以該針孔為參照點使離子束向修正部位移動的辦法，提高修正精度。以下，參看圖8到圖10對單點漂移修正的具體例子進(jìn)行說明。
首先，向在光掩模用的襯底11上邊形成的圖形12的一部分照射聚焦離子束22a，形成作為參照點的針孔13。接著，從離子束光源21向含有針孔13的掃描區(qū)14照射離子束22b。采用用檢測器24檢測從形成了針孔13的部位釋放出來的二次離子(二次帶電粒子(secondary chargedparticle))23的辦法，識別參照點。接著，計算所檢測出來的針孔13的位置(參照點的位置)和已經(jīng)預(yù)先識別出來的修正部位之間的相對位置關(guān)系。然后，在確認(rèn)了針孔13的位置后，再次向修正部位照射離子束進(jìn)行缺陷的修復(fù)。以后，采用反復(fù)進(jìn)行用于確認(rèn)參照點的離子束照射和用于缺陷修正的離子束照射的辦法，完成缺陷修正。這樣一來，采用在缺陷修正處理之前確認(rèn)參照點的辦法，就可以把漂移的影響抑制到最小限度。
在用上邊所說的單點漂移修正進(jìn)行缺陷修正的情況下，以往，參照點(針孔)的平面圖形形狀，理想地說可以作成為圓形(例如，特開平5-4660號公報)。根據(jù)這樣的觀點，以往，在縱向方向和橫向方向上使得點數(shù)變成為(例如4×4點)那樣地正方形狀地照射離子束來形成針孔。
但是，在把相移掩模(phase shift mask)用做光掩模的情況下，在已形成了針孔的部位處不可能得到合適的相移作用(相位效果)。為此，當(dāng)針孔對于圖形相對地增大時，對投影像(projected image)產(chǎn)生負(fù)作用的區(qū)域就會展寬。此外，如果針孔大，就必須展寬用來檢測針孔的掃描區(qū)。為此，因離子束掃描而產(chǎn)生的對圖形的損傷就將遍及寬廣的區(qū)域。因此，如果圖形變得小起來時，則將產(chǎn)生投影像的線條尺寸減小的問題。再說，在進(jìn)行針孔痕跡的修正的情況下，由于為進(jìn)行修正而淀積的碳膜不具有相移作用，故當(dāng)圖形變得小起來時，則對投影像產(chǎn)生負(fù)作用的區(qū)域?qū)儗挕?br> 此外，如圖10所示，檢測器24一般地說配置在針孔13的斜上方。為此，如果針孔的圖形為正方形狀，則將產(chǎn)生以下的問題。人們認(rèn)為，由于檢測器24配置在針孔13的斜上方，故由針孔13產(chǎn)生的二次離子23將某種程度地被檢測器24一側(cè)的側(cè)壁(面朝圖10來說，左側(cè)的側(cè)壁)遮擋起來。為此，就必須某種程度地加長圖10所示的針孔13的X方向的長度。在該情況下，如果針孔13是正方形狀的圖形，則針孔13的Y方向的長度也會變成為與X方向的長度同等。就X方向來說，二次離子飛向檢測器24的到達(dá)將受到面朝針孔13來說左側(cè)的側(cè)壁的限制。為此，二次離子的產(chǎn)額(yield)就會偏向面朝針孔13來說右側(cè)的區(qū)域，可以得到某種程度的位置精度。然而，就Y方向來說，由于難于發(fā)生這樣的狀況，故不能充分地得到在Y方向上的針孔的位置精度(識別精度)。實際上，如圖11所示，與針孔對應(yīng)的二次離子像(secondary ion image)31，在Y方向上將變成為縱長的圖象。
此外，如上所述，以往由于許多二次離子被檢測器24一側(cè)的側(cè)壁遮擋起來，故存在著來自針孔底部就是說來自襯底的露出面的二次離子不能以良好的效率到達(dá)檢測器的問題。
這樣一來，若使用單點漂移修正的以往的光掩模的修正方法，在作為光掩模使用相位移動掩模的情況下，得不到相移作用(相移效果)的區(qū)域變大，因而存在著不能得到合適的投影像的問題。此外，還存在著不能充分地得到參照用的針孔的位置精度(識別精度)的問題。再有，還存在著不能使來自針孔的二次離子(二次帶電粒子)以良好的效率入射到檢測器上的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第1視點，是由準(zhǔn)備具有含有相移圖形的掩模圖形的光掩模襯底的工序、采用除去上述掩模圖形的一部分的辦法形成參照孔的工序、從離子束源向含有參照孔的區(qū)域照射離子束使二次帶電粒子從上述參照孔放出來的工序、采用用檢測器檢測上述二次帶電粒子的辦法識別上述參照孔的位置的工序、計算上述所識別的參照孔的位置與上述掩模圖形的缺陷位置之間的位置關(guān)系的工序、采用根據(jù)上述計算出來的位置關(guān)系從上述離子束源向上述缺陷照射離子束的辦法對上述缺陷進(jìn)行修正的工序構(gòu)成的光掩模的修正方法，從對于上述光掩模襯底的上表面垂直的方向看的上述參照孔的圖形，實質(zhì)上是長方形，而且，上述長方形的長邊方向與上述相移圖形的長邊方向是平行的。
本發(fā)明的第2視點，是由準(zhǔn)備具有掩模圖形的光掩模襯底的工序、采用除去上述掩模圖形的一部分的辦法形成參照孔的工序、從離子束源向含有參照孔的區(qū)域照射離子束使二次帶電粒子從上述參照孔放出來的工序、采用用其入射部分位于上述參照孔的斜上方的檢測器檢測上述二次帶電粒子的辦法識別上述參照孔的位置的工序、計算上述所識別的參照孔的位置與上述掩模圖形的缺陷位置之間的位置關(guān)系的工序、采用根據(jù)上述計算出來的位置關(guān)系從上述離子束源向上述缺陷照射離子束的辦法對上述缺陷進(jìn)行修正的工序構(gòu)成的光掩模的修正方法，從對于上述光掩模襯底的上表面垂直的方向看的上述參照孔的圖形，實質(zhì)上是長方形，而且，上述長方形的長邊方向與把上述檢測器的入射部分及上述參照孔連接起來的直線投影到上述光掩模襯底的上表面上的直線是平行的。
本發(fā)明的第3視點，是由準(zhǔn)備具有掩模圖形的光掩模襯底的工序、采用除去上述掩模圖形的一部分的辦法形成參照孔的工序、從離子束源向含有參照孔的區(qū)域照射離子束使二次帶電粒子從上述參照孔放出來的工序、采用用其入射部分位于上述參照孔的斜上方的檢測器檢測上述二次帶電粒子的辦法識別上述參照孔的位置的工序、計算上述所識別的參照孔的位置與上述掩模圖形的缺陷位置之間的位置關(guān)系的工序、采用根據(jù)上述計算出來的位置關(guān)系從上述離子束源向上述缺陷照射離子束的辦法對上述缺陷進(jìn)行修正的工序構(gòu)成的光掩模的修正方法，上述參照孔，由上述檢測器的入射部分所在一側(cè)的第1側(cè)壁和與第1側(cè)壁相向的第2側(cè)壁規(guī)定，連接上述第1側(cè)壁的下端和上端的平面的傾斜度比連接上述第2側(cè)壁的下端和上端的平面的傾斜度平緩。


圖1的平面圖示出了本發(fā)明實施例的光掩模的一個例子。
圖2的平面圖示出了圖1所示的針孔附近的情況。
圖3A和圖3B的剖面圖示出了圖1所示針孔的形成方法。
圖4示出了圖1所示針孔的檢測方法。
圖5示出了用本發(fā)明實施例的方法得到的二次離子像。
圖6的流程圖示出了本發(fā)明實施例的光掩模的修正方法。
圖7示出了把本發(fā)明實施例的光掩模應(yīng)用于半導(dǎo)體器件制造的例子。
圖8的平面圖示出了現(xiàn)有技術(shù)光掩模中的針孔附近的情況。
圖9的剖面圖示出了現(xiàn)有技術(shù)針孔的形成方法。
圖10示出了現(xiàn)有技術(shù)針孔的檢測方法。
圖11示出了用現(xiàn)有技術(shù)得到的二次離子像。
具體實施例方式
以下，參看

使用本發(fā)明實施例的單點漂移修正的光掩模的修正方法。
圖1的平面圖示出了本發(fā)明實施例的光掩模的一個例子，圖2的平面圖示出了圖1所示的針孔附近的情況，圖3A和圖3B的剖面圖(圖2的X方向的剖面圖)示出了圖1所示針孔的形成方法，圖4示出了圖1所示針孔的檢測方法，圖5示出了用本發(fā)明的實施例的方法得到的二次離子像，圖6的流程圖示出了本發(fā)明實施例的光掩模的修正方法。
首先，作為光掩模，準(zhǔn)備半色調(diào)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，并放置到修正裝置內(nèi)(步驟S1)。該相移掩模，是在石英襯底11上邊形成有MoSi膜構(gòu)成的相移圖形12(用來使之產(chǎn)生相移效果的圖形)的掩模。
在形成了光掩模之后，從離子束源的射出部分向襯底上邊照射聚焦離子束，在圖形12的內(nèi)側(cè)形成作為參照點的針孔13(步驟S2)。
這時，如圖2所示，針孔13的平面圖形實質(zhì)上變成為大體上的長方形，而且，要作成為使得相移圖形12的長邊方向(X方向)與針孔13的圖形的長邊方向?qū)嵸|(zhì)上變成為大體上平行。例如，以在X方向上為4點在Y方向上為1點那樣的長方形形狀照射離子束。
此外，如圖3A和圖3B所示，分2個臺階形成針孔13。首先，如圖3A所示，用聚焦離子束22a在膜厚方向上把圖形12形成用的膜削掉一半左右。然后，如圖3B所示，采用使離子束的照射區(qū)在X方向上變窄，朝向針孔13來說選擇性地切削右側(cè)區(qū)域的辦法，使襯底11的表面露出來。結(jié)果是面朝針孔13來說左側(cè)的側(cè)壁將變成為從側(cè)壁的下端朝向上端臺階式后退的形狀。這樣一來，連接朝向左側(cè)的側(cè)壁的下端和上端的平面的傾斜度就變成為比連接朝向右側(cè)的側(cè)壁的下端和上端的平面的傾斜度更平緩。另外，在圖3A和圖3B所示的例子中，雖然作成為使側(cè)壁2個臺階式地后退，但是也可以是3個臺階以上。此外，也可以作成為使側(cè)壁連續(xù)地后退。
在如上所述那樣地形成了針孔13后，向含有針孔13的掃描區(qū)14(參看圖2)內(nèi)照射離子束，檢測(識別)作為參照點的針孔的位置(步驟S3、S4)。就是說，如圖4所示，從在針孔13的形成中使用的離子束源21，向針孔13的底面就是說向襯底11的露出面照射離子束22b。然后，用配置在針孔13的斜上方的檢測器24檢測從針孔13的底面放出來的二次離子(二次硅離子)23。檢測器24的頂端為筒狀。這時，要使得連接該頂端部分(1次離子入射部分)和針孔13(離子束照射部分)的直線與投影到襯底11表面上的直線以及針孔13的長方形圖形的長邊方向變成為平行。換句話說，要把已形成了相移圖形的襯底11預(yù)先放置到裝置內(nèi)，以便能夠得到這樣的平行關(guān)系。
用檢測器24得到的二次離子像31如圖5所示變成為點狀。根據(jù)由該二次離子像31求得的針孔13的位置，和預(yù)先求得的修正部位(缺陷部位)15的位置(參看圖1)，在未畫出來的控制裝置內(nèi)計算針孔13和修正部位15之間的相對位置關(guān)系(步驟S5)。例如，如圖1所示，把針孔13的位置定為0，求修正部位15的位置D(x，y)。
其次，使從離子束源21射出的離子束的照射位置返回到針孔13的位置。然后，根據(jù)如上述那樣地求得的位置關(guān)系，把離子束的照射位置移動到修正部位15的位置上。再從離子束源21向修正部位15照射離子束，進(jìn)行修正部位15的缺陷修正。在修正部位15的缺陷是剩余圖形的情況下，就采用向剩余部分照射離子束進(jìn)行刻蝕的辦法進(jìn)行修正。
以后，進(jìn)行必要次數(shù)的從上邊所說的步驟S3開始到步驟S5為止的處理(步驟S7)。經(jīng)這樣的處理后完成缺陷的修正。此外，還要根據(jù)需要進(jìn)行針孔13的修復(fù)處理。
這樣得到的光掩?？梢詰?yīng)用于半導(dǎo)體器件(集成電路裝置)的制造。就是說，如圖7所示，采用把光掩模41的圖形投影到半導(dǎo)體襯底42上邊的光刻膠上的辦法，就可以得到用來形成集成電路的微細(xì)的圖形。
如上所述，倘采用本實施例，由于長方形形狀的針孔圖形的長邊方向與相移圖形的長邊方向是平行的，故長方形形狀的短邊的寬度變窄。就是說，在歸因于相移作用(相位效果)而產(chǎn)生光強(qiáng)度分布的方向上長方形圖形的寬度變窄。為此，就可以減小使相位效果減少的區(qū)域。因此，即便是相移圖形的尺寸(線條寬度)減小，也不需要進(jìn)行針孔痕跡的修正。此外，在進(jìn)行針孔痕跡修正的情況下，還可以把為了修正而淀積的磁膜使相位效果受到負(fù)作用的區(qū)域抑制到最小限度。再者，由于針孔的寬度變窄，故針孔檢測時的掃描區(qū)也會變窄，可以把離子束掃描產(chǎn)生的對圖形的損傷抑制到最小限度。如上所述，若采用本實施例，則可以把參照用的針孔帶來的影響抑制到最小限度，可以有效地進(jìn)行單點漂移修正。
此外，倘采用本實施例，則針孔平面圖形的尺寸在X方向上相對地長，在Y方向上相對地短。為此，就可以在某種程度上確保二次離子飛向檢測器的到達(dá)量，而且，可以提高針孔位置檢測精度。就是說，就X方向來說，與以往同樣，可以得到某種程度的位置檢測精度和二次離子的到達(dá)量。而就Y方向來說，采用使針孔的寬度變窄的辦法，與以往比較可以大幅度地提高位置檢測精度。另外，本效果即便是對于不使用相移作用的通常的掩模(所謂的二進(jìn)制掩模，代表性地說有鉻掩模)也可以得到而不限于相移掩模。
此外，倘采用本實施例，則檢測器一側(cè)的側(cè)壁連續(xù)地或臺階式地傾斜，其平均傾斜變緩。為此，可以減少被檢測器一側(cè)的側(cè)壁遮擋起來的二次帶電粒子的比率。因此，即便是減小針孔的底部就是說減小襯底的露出部分，也可以以良好的效率使二次帶電粒子向檢測器入射。例如，如圖3A、圖3B和圖4所示，采用把針孔的檢測器24一側(cè)的側(cè)壁進(jìn)行傾斜的，理想地說連接側(cè)壁的上端和下端的平面的傾斜角作成為與連接檢測器24的頂端和針孔13的直線的傾斜角同等的辦法，就可以使二次離子效率良好地到達(dá)檢測器。為此，即便是減小針孔13的底面，也可以抑制二次離子的產(chǎn)額的降低，可以減少襯底受損傷的區(qū)域。另外，本效果即便是對于不使用相移作用的通常的掩模(所謂的二進(jìn)制掩模，代表性地說有鉻掩模)也可以得到而不限于相移掩模。
以上，對本發(fā)明的實施例進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明并不受限于上述實施例，在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)可以進(jìn)行種種變形后進(jìn)行實施。再者，在上述實施例中包括各種階段的發(fā)明，采用把所公開的構(gòu)成要件適當(dāng)進(jìn)行組合的辦法，可以抽出各種發(fā)明。例如，即便是從所公開的構(gòu)成要件中削除若干構(gòu)成要件，只要是能夠得到預(yù)定的效果，就可以作為一個發(fā)明抽出出來。
權(quán)利要求
1.一種光掩模的修正方法，由下述工序構(gòu)成準(zhǔn)備具有包含相移圖形的掩模圖形的光掩模襯底的工序，采用除去上述掩模圖形的一部分的辦法形成參照孔的工序，從離子束源向含有參照孔的區(qū)域照射離子束使二次帶電粒子從上述參照孔發(fā)射出來的工序，采用用檢測器檢測上述二次帶電粒子的辦法識別上述參照孔的位置的工序，計算上述所識別的參照孔的位置與上述掩模圖形的缺陷位置之間的位置關(guān)系的工序，采用根據(jù)上述計算出來的位置關(guān)系從上述離子束源向上述缺陷照射離子束的辦法對上述缺陷進(jìn)行修正的工序，且從相對于上述光掩模襯底的上表面垂直的方向看的上述參照孔的圖形，實質(zhì)上是長方形，而且，上述長方形圖形的長邊方向與上述相移圖形的長邊方向是平行的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，上述檢測器的入射部分位于上述參照孔的斜上方，上述長方形圖形的長邊方向，與把連接上述檢測器的入射部分與上述參照孔的直線投影到上述光掩模襯底上表面上的直線是平行的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，上述參照孔，由上述檢測器的入射部分所在一側(cè)的第1側(cè)壁和與第1側(cè)壁相向的第2側(cè)壁限定，連接上述第1側(cè)壁的下端和上端的平面的傾斜度比連接上述第2側(cè)壁的下端和上端的平面的傾斜度平緩。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，上述檢測器的入射部分位于上述參照孔的斜上方，上述參照孔，由上述檢測器的入射部分所在一側(cè)的第1側(cè)壁和與第1側(cè)壁相向的第2側(cè)壁限定，連接上述第1側(cè)壁的下端和上端的平面的傾斜度比連接上述第2側(cè)壁的下端和上端的平面的傾斜度平緩。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，上述參照孔，采用從上述離子束源照射離子束的辦法形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，對含有上述參照孔區(qū)域進(jìn)行多次從照射離子束的工序到修正上述缺陷的工序為止的處理。
7.一種光掩模的修正方法，由下述工序構(gòu)成準(zhǔn)備具有掩模圖形的光掩模襯底的工序，采用除去上述掩模圖形的一部分的辦法形成參照孔的工序，從離子束源向含有上述參照孔的區(qū)域照射離子束使二次帶電粒子從上述參照孔發(fā)射出來的工序，采用用其入射部分位于上述參照孔的斜上方的檢測器檢測上述二次帶電粒子的辦法識別上述參照孔的位置的工序，計算上述所識別的參照孔的位置與上述掩模圖形的缺陷位置之間的位置關(guān)系的工序，采用根據(jù)上述計算出來的位置關(guān)系從上述離子束源向上述缺陷照射離子束的辦法對上述缺陷進(jìn)行修正的工序，且從相對于上述光掩模襯底的上表面垂直的方向看的上述參照孔的圖形，實質(zhì)上是長方形，而且，上述長方形圖形的長邊方向與把上述檢測器的入射部分及上述參照孔連接起來的直線投影到上述光掩模襯底的上表面上的直線是平行的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，上述參照孔，由上述檢測器的入射部分所在一側(cè)的第1側(cè)壁和與第1側(cè)壁相向的第2側(cè)壁限定，連接上述第1側(cè)壁的下端和上端的平面的傾斜度比連接上述第2側(cè)壁的下端和上端的平面的傾斜度平緩。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，上述參照孔，采用從上述離子束源照射離子束的辦法形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，對含有上述參照孔的區(qū)域進(jìn)行多次從照射離子束的工序到修正上述缺陷的工序為止的處理。
11.一種光掩模的修正方法，由下述工序構(gòu)成準(zhǔn)備具有掩模圖形的光掩模襯底的工序，采用除去上述掩模圖形的一部分的辦法形成參照孔的工序，從離子束源向含有參照孔的區(qū)域照射離子束使二次帶電粒子從上述參照孔放出來的工序，采用用其入射部分位于上述參照孔的斜上方的檢測器檢測上述二次帶電粒子的辦法識別上述參照孔的位置的工序，計算上述所識別的參照孔的位置與上述掩模圖形的缺陷位置之間的位置關(guān)系的工序，采用根據(jù)上述計算出來的位置關(guān)系從上述離子束源向上述缺陷照射離子束的辦法對上述缺陷進(jìn)行修正的工序，且上述參照孔，由上述檢測器的入射部分所在一側(cè)的第1側(cè)壁和與第1側(cè)壁相向的第2側(cè)壁限定，連接上述第1側(cè)壁的下端和上端的平面的傾斜度比連接上述第2側(cè)壁的下端和上端的平面的傾斜度平緩。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，上述參照孔，采用從上述離子束源照射離子束的辦法形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，對含有上述參照孔的區(qū)域進(jìn)行多次從照射離子束的工序到修正上述缺陷的工序為止的處理。
14.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括使用用權(quán)利要求1的方法進(jìn)行修正的光掩模把圖形投影到半導(dǎo)體襯底上的工序。
15.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括使用用權(quán)利要求7的方法進(jìn)行修正的光掩模把圖形投影到半導(dǎo)體襯底上的工序。
16.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括使用用權(quán)利要求11的方法進(jìn)行修正的光掩模把圖形投影到半導(dǎo)體襯底上的工序。
全文摘要
光掩模修正方法包括準(zhǔn)備具有包含相移圖形的掩模圖形的光掩模襯底、除去掩模圖形的一部分形成參照孔、從離子束源向含有參照孔的區(qū)域照射離子束使二次帶電粒子從上述參照孔發(fā)射出來、用檢測器檢測二次帶電粒子識別參照孔位置、計算參照孔位置與掩模圖形缺陷位置的關(guān)系、根據(jù)位置關(guān)系從離子束源向缺陷照射離子束修正缺陷,從對于光掩模襯底的上表面垂直的方向看的參照孔的圖形是長方形,其長邊方向與相移圖形的長邊方向平行。
文檔編號G03F1/72GK1369745SQ0210353
公開日2002年9月18日 申請日期2002年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月5日
發(fā)明者金光真吾 申請人:株式會社東芝, 大日本印刷株式會社