JP2003121990A - フォトマスクの白欠陥修正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 修正した白欠陥の加工品質を低下する遮光膜
のハロー成分を低減し、ビーム径で決まる最小加工寸法
よりも小さな白欠陥の高品位な修正を可能にする。 【解決手段】 ナフタレン等を原材料とするFIB-CVD膜2
5が、ガラス基板のGaイオンが大量に注入された領域26
には成長しないという選択性を利用して、遮光膜を堆積
する前に遮光膜を堆積する領域の周辺22にGaイオンビー
ム2を照射して堆積領域21を定義し、所望の領域のみ遮
光膜が成長するようにする。遮光膜堆積後、透過率が下
がるGa注入ガラス領域26をアルカリ洗浄もしくはガラス
の透過率を下げないようなガスアシストエッチングによ
りGaの注入されたガラス領域を取り除き露光に必要な透
過率を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はフォトマスクまたは
レチクルの白欠陥修正方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】Si半導体集積回路の微細化はめざまし
く、それに伴って転写に用いるフォトマスクまたはレチ
クル上のパターン寸法も微細になってきている。縮小投
影露光装置はこの要請に対して高NA化と短波長化で対応
してきた。微細化の前倒しが求められる現在では、縮小
投影露光装置はそのままで、解像力と焦点深度を向上さ
せるために、超解像技術の一種である位相シフトマスク
も用いられるようになってきている。フォトマスクまた
はレチクル上に欠陥が存在すると、欠陥がウェーハに転
写されて歩留まりを減少する原因となるので、ウェーハ
にマスクパターンを転写する前に欠陥検査装置によりフ
ォトマスクまたはレチクルの欠陥の有無や存在場所が調
べられ、欠陥が存在する場合にはウェーハへ転写する前
に欠陥修正装置により欠陥修正処理が行われている。上
記のような技術的な趨勢により、フォトマスクまたはレ
チクルの欠陥修正にも小さな欠陥への対応が求められて
いる。液体金属Gaイオン源を用いた集束イオンビーム装
置は、その微細な加工寸法によりレーザーを用いた欠陥
修正装置に代わりマスク修正装置の主流となってきてい
る。上記のイオンビームを用いた欠陥修正装置では、白
欠陥修正時には表面に吸着した原料ガスを細く絞ったイ
オンビームが当たった所だけ分解させて薄膜を形成し(F
IB-CVD)、また黒欠陥修正時には集束したイオンビーム
によるスパッタリング効果またはアシストガス存在下で
細く絞ったイオンビームが当たった所だけエッチングす
る効果を利用して、高い加工精度を実現している。

【０００３】上記イオンビームを用いて形成した白欠陥
修正膜では、堆積した遮光膜にビームプロファイルに起
因するハローと呼ばれる形状のだれが生じ、これが修正
個所の精度や光学的特性を低下させる原因となってお
り、ハローのない白欠陥修正膜が求められている。また
ハロー成分の大きさは遮光膜の原料ガスの種類によって
も異なることが知られている。

【０００４】更に最近露光装置の光近接効果を補正する
ためのパターン(OPCパターン)が使用されることが多く
なってきた。このOPCパターンではデザインルールより
も微細なパターンが要求されており、アシストバーと呼
ばれる線状のOPCパターンが欠損している場合には、ビ
ーム径で決まる最小加工寸法(約0.2μm)よりも細いパタ
ーンの形成が求められている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、修正した白
欠陥の加工品質を低下する遮光膜のハロー成分を低減
し、ビーム径で決まる最小加工寸法よりも小さな白欠陥
の高品位な修正を可能にしようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】ナフタレン等の比較的低
分子量の分子を原材料とするFIB-CVD膜が、ガラス基板
のGaイオンが大量に注入された領域には成長しないとい
う選択性を利用して、遮光膜を堆積する前に遮光膜を堆
積する領域の周辺にGaイオンビームを照射して堆積領域
を定義し(図1(a))、所望の領域のみ遮光膜が成長するよ
うにする(図1(b))。Ga液体金属イオン源を有するイオン
ビーム欠陥修正装置で生じたGa注入層による透過率の低
下は、アルカリ洗浄の条件を調整することにより、Gaが
注入されたガラス領域を除去し透過率を回復できること
が知られている。また、ハロゲン系ガスを用いたガスア
シストエッチングでは下地へのGaの注入量の少ないエッ
チングができることが知られている。上記ガスアシスト
エッチングでGaが注入されたガラス領域を選択的に取り
除けばガラスの透過率を回復できる。遮光膜堆積後、透
過率が下がるGa注入ガラス領域をアルカリ洗浄もしくは
ガラスの透過率を下げないようなガスアシストエッチン
グによりGaの注入されたガラス領域を取り除き露光に必
要な高い透過率を確保する(図1(c))。

【０００７】ビーム径で決まる最小加工寸法よりも小さ
な遮光膜を形成するときには、種層の遮光膜をまず成長
させ(図2(a))、所望の領域を残してGaイオンビームを照
射する(図2(b))。引き続きFIB-CVDで遮光膜を必要な厚
さまで成長させる(図2(c))。上記同様、アルカリ洗浄ま
たはガスアシストエッチングによりGaの注入されたガラ
ス領域を取り除き露光に必要な高い透過率を確保する
(図2(d))。

【０００８】位相シフトマスクではGaの注入されたガラ
ス領域が深いとGa注入層を取り除いたときの位相変化が
大きくなってしまって修正個所で解像力向上や焦点深度
増大効果が発揮されないことが起こり得る。Gaの注入深
さは使用する加速電圧により制御可能であるので、選択
成長領域を決めるGaの注入のみ低い加速電圧で行い(図3
(a))、通常の加速電圧で遮光膜を成長させ(図3(b))、ア
ルカリ洗浄またはガスアシストエッチングによりGaの注
入されたガラス領域を取り除き露光に必要な高い透過率
を確保する(図3(c))。

【０００９】

【作用】ナフタレン等の比較的低分子量の分子を原材料
とするFIB-CVD膜は、通常のガラス基板の上には成長す
るが、Gaが多量に注入された領域には成長しない。今ま
でハロー成分が見られた領域もこの選択性を利用すれ
ば、ハロー成分の成長を抑制することができる。選択さ
れた領域のみ遮蔽膜が成長するので、ビーム径で決まる
最小加工寸法よりも小さな遮光膜を形成することも可能
である。位相シフトマスクに対しては、加速電圧でGaの
注入深さを制御することにより、Gaの注入深さを浅くで
きるので位相変化を小さく押さえることができる。

【００１０】

【実施例】以下に、本発明を用いた実施例について説明
する。

【００１１】白欠陥を含むフォトマスクまたはレチクル
を図4に示すようなイオンビーム欠陥修正装置の真空チ
ャンバ内に導入し、XYステージ10に搭載されたフォトマ
スクまたはレチクル5上の白欠陥をイオン源1から放出さ
れコンデンサレンズ3aと対物レンズ3bにより集束された
イオンビーム2を偏向器4で走査しながら二次イオン検出
器もしくは二次電子検出器7で二次イオンまたは二次電
子6を同期して取り込み二次イオン像もしくは二次電子
像を表示し、この像から図5に示すような正常パターン2
0やガラス24と区別された欠陥領域21を認識する。この
とき、チャージアップを防止するため、フォトマスクま
たはレチクル5に電荷中和用の電子銃9の電子ビーム8を
照射する。

【００１２】次に上記の認識した欠陥領域21の周辺のガ
ラス領域22にGaイオンを10¹⁶ion/cm ²以上打ち込んで、
周辺22にハロー成分が成長しないようする。引き続きガ
ス銃11からバルブ13を通して例えばナフタレンのような
遮光膜材料12を吹きつけながら欠陥領域21のみイオンビ
ーム2を走査照射し、光を遮蔽するのに十分な膜厚まで
遮蔽膜25を成長させ白欠陥を修正する。欠陥修正終了
後、アルカリ洗浄またはガスアシストエッチングにより
Ga注入領域26を取り除き露光に必要な高い透過率を確保
する。

【００１３】次に本発明を用いたビーム径で決まる最小
加工寸法よりも小さな白欠陥を修正する実施例について
説明する。

【００１４】アシストバーのようなビーム径で決まる最
小加工寸法よりも小さなOPCパターンの白欠陥遮蔽膜を
修正するときには、白欠陥領域にナフタレンのような遮
蔽膜材料を吹きつけながら図6に示すような欠陥領域21
のみイオンビーム2を走査照射し種層の遮蔽膜をまず成
長させ、白欠陥領域からはみ出した部分23と周辺のガラ
ス領域22にGaイオンビームを照射する。引き続きナフタ
レンのような遮蔽膜材料を吹きつけながら欠陥領域21の
みイオンビーム2を走査照射し、光を遮蔽するのに十分
な膜厚を成長させ白欠陥を修正する。欠陥修正終了後、
アルカリ洗浄またはガスアシストエッチングによりGa注
入領域26を取り除き露光に必要な高い透過率を確保す
る。

【００１５】次に本発明を用いて位相シフトマスクを修
正する実施例について説明する。

【００１６】修正の手順は上記の実施例と同じである
が、選択成長領域を決めるGaの注入はGaの注入深さを浅
くするために欠陥認識や遮光膜成長時よりも低い加速電
圧のイオンビームを用いる。欠陥認識や遮光膜成長時に
加速電圧30kVで使用し、選択成長領域を決めるGaの注入
は加速電圧5kVで行えば、注入深さを1/3以下にすること
ができる。そのためGa注入層を取り除いたときの位相変
化を小さく押さえることができ、位相シフトマスクの長
所を損なわない修正が可能である。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、白欠陥修正時にこの選択性を利用すれば、修正個所
の精度や光学的特性を低下させていたハロー成分の成長
を抑制することができる。選択された領域のみ遮光膜が
成長するので、ビーム径で決まる最小加工寸法よりも小
さな遮光膜を形成することができる。選択成長領域を決
めるGaの注入を低加速電圧で行えば、位相シフトマスク
にも適応可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の特徴を最も良く表す概略断面図であ
る。

【図２】本発明でビーム径で決まる最小加工寸法よりも
小さな遮光膜を形成する場合を説明する概略断面図であ
る。

【図３】本発明を位相シフトマスクで使用する場合を説
明する概略断面図である。

【図４】実施例を説明するためのイオンビームを用いた
欠陥修正装置の概略図である。

【図５】選択成長実現するためにGaを注入する領域を示
す図である。

【図６】ビーム径で決まる最小加工寸法よりも小さな遮
光膜を形成する場合のGaを注入する領域を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ イオン源 ２ イオンビーム ３ａ コンデンサレンズ ３ｂ 対物レンズ ４ 偏向電極 ５ バイナリマスクもしくは位相シフトマスク ６ 二次イオンもしくは二次電子 ７ 二次イオン検出器もしくは二次電子検出器 ８ 電荷中和用電子ビーム ９ 電荷中和用電子銃 １０ X-Yステージ １１ ガス銃 １２ 遮光膜原材料 １３ バルブ ２０ 正常パターン ２１ 白欠陥 ２２ Gaを打ち込む周辺のガラス領域 ２３ 白欠陥領域からはみ出した遮光膜部分 ２４ ガラス ２５ 遮光膜 ２６ Ga注入領域 ２７ ガラスエッチング領域

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ga液体金属イオン源を有するイオンビー
   ムによる欠陥修正装置において、Gaが注入された領域と
   注入されていない領域の炭素含有FIB-CVD膜の選択成長
   を利用してハローのない遮蔽膜を形成することを特徴と
   するフォトマスクの白欠陥修正方法。
2. 【請求項２】 請求項1の白欠陥修正方法において、上
   記選択性を利用してビーム径で決まる最小加工寸法より
   も小さな遮蔽膜を形成することを特徴とするフォトマス
   クの白欠陥修正方法。
3. 【請求項３】 請求項1の白欠陥修正方法において、選
   択成長領域を決めるGaの注入は低加速電圧のイオンビー
   ムを用いることを特徴とするフォトマスクの白欠陥修正
   方法。