JP2004294613A - フォトマスクの欠陥修正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子ビームを用いたマスク欠陥修正装置でステージを傾斜させずに垂直な断面を持つ黒欠陥修正や白欠陥修正を実現する。
【解決手段】電子ビームを用いたマスク欠陥修正装置に対物レンズ１内にソレノイド２を内蔵したレンズの傾斜技術を用いれば、ステージを傾斜させることなくステージを傾斜させたのと同等の効果が実現できる。レベンソンマスクのガラスのエッチングや、バイナリマスクの黒欠陥のＣｒのエッチングや、位相シフトマスクの黒欠陥のＭｏＳｉのエッチングには、フッ化キセノンをガス銃８から流しながら前記の傾斜させた電子ビーム４で欠陥領域７のみ選択的に走査して欠陥の修正を行う。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子ビーム加工装置を用いたフォトマスクの欠陥の高品位な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（ＦＩＢ−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。（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０３−０１５０６８号公報（第２−３頁）
【非特許文献１】
木村浩二、安部和男、石葉幸生、鶴我靖子、鈴木等、高地伸夫、小池紘民、山崎裕一郎著 第６３回学術講演会応用物理学会講演予稿集 Ｐ６ １３（２００２秋）
【非特許文献２】
Ｋ．Ｔ．Ｋｏｈｌｍａｎｎ−ｖｏｎ Ｐｌａｔｅｎ ａｎｄ Ｈ．Ｂｒｕｅｎｇｅｒ著 Ｊ． Ｖａｃ． Ｓｃｉ． Ｔｅｃｈｎｏｌ． Ｂ１４ ４２６２ ｐ４２６２−４２６６ （１９９５）
【発明が解決しようとする課題】
将来における縮小投影露光装置の露光波長の短波長化の更なる進展に伴い、集束イオンビームのＧａのガラス基板への注入による透過率の低下が今まで以上に問題にされるようになってきた。
【０００４】
また最近では、ガラス基板を掘り込んだタイプのレベンソンマスクが解像度向上のために導入され始めている。レベンソンマスクのガラス掘り込み領域の欠陥もイオンビームを用いた欠陥修正装置で修正することが求められている。
【０００５】
欠陥修正個所にはビームの開き角に起因するエッジのだれが存在し、光学顕微鏡を応用した転写シミュレーションで欠陥修正個所の最適化を行っても、実際の転写で線幅が異なってしまったり、欠陥修正個所のフォーカス特性を悪くさせたりしていた。そのためには、バイナリマスクや位相シフトマスクの白欠陥修正個所、黒欠陥修正個所ともに正常なパターン並みの垂直な断面を持つ欠陥修正が必要である。ガラス掘り込み型のレベンソンマスクに対しても側壁効果により０／１８０°部でＣＤ値の差がでないように欠陥修正個所も正常なパターン並みの垂直な断面を持つ欠陥修正が必要である。
【０００６】
ステージを僅かに傾斜して欠陥修正を行えば、垂直な断面が得られることが知られているが、ステージに傾斜機能を持たせるとどうしてもステージの位置精度が低下しまうという問題があった。
本願発明は上記問題点を解決し、マスク欠陥を修正した後も、透過率を低下させず、また、ステージを傾斜させずに垂直な断面を持つ黒欠陥修正や白欠陥修正を実現することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本願発明においては、試料に対して電子ビームを傾斜させると共に、前記傾斜した電子ビームに対して所望の角度に対物レンズのレンズ面を傾け、前記対物レンズにより集束され、かつ、傾斜した電子ビームを走査照射することにより修正部側面が垂直な側面を持つ修正を行うことを特徴とする。
また、上記フォトマスク欠陥修正方法において、前記垂直な側面を持つ修正の前に、試料に垂直な電子ビームを用いて粗加工を行うことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
電子ビームを用いたマスク欠陥修正装置に、図１に示すようなソレノイド２を内蔵した対物レンズ１を使用して、二段偏向系で所望の傾斜角になるように調整された電子ビームを入射したのち、ソレノイドコイル２でレンズ面を所望の傾斜角に傾けた状態で高分解能の斜め入射の電子ビームを得る技術（非特許文献１）を用いれば、ステージを傾斜させることなくステージを傾斜させたのと同等の効果が実現できる。レベンソンマスクのガラスのエッチングや、バイナリマスクの黒欠陥のＣｒのエッチングや、位相シフトマスクの黒欠陥のＭｏＳｉのエッチングには、フッ化キセノンを流しながら前記の傾斜させた電子ビームで欠陥領域のみ選択的に走査して欠陥の修正を行う。バイナリマスクや位相シフトマスクの白欠陥の修正時には、フェナントレンやピレンやナフタレンといった炭素含有遮光膜原料を流しながら、傾斜させた電子ビームで欠陥領域のみ選択的に走査して欠陥の修正を行う。
【０００９】
また、水を流しながら電子ビームを照射することにより、レジスト等の有機物が除去できることが知られているので（例えば非特許文献２）、フェナントレンやピレンやナフタレンといった炭素含有遮光膜原料でガラス面にはみ出した遮光膜を形成しておき、この遮光膜側面を、水を流しながら、傾斜させた電子ビームで側面のエッチングを行い、垂直な側面に仕上げることでも白欠陥を修正できる。上記欠陥修正方法において、垂直な電子ビームを用いて粗加工を行い、引き続いてソレノイドコイルを働かせてビームを傾斜させて仕上げ加工を行って垂直なガラス断面を形成して欠陥を修正することもできる。
【００１０】
上記の方法を用いれば、ビーム径を低下させずに加工できるので、修正精度を低下することもない。垂直な加工断面が得られるので、転写シミュレーションと実際の転写で線幅の一致の良い、欠陥修正個所のフォーカス特性の良い欠陥修正を実現できる。
【００１１】
【実施例】
以下に、本発明を用いた実施例について説明する。
欠陥を含むフォトマスク（バイナリマスク、位相シフトマスク、レベンソンマスク）１８を図３に示すような遮蔽膜原料ガスもしくはエッチング用のアシストガスを導入できる機構を備えた電子ビーム装置の真空チャンバ内に導入し、欠陥検査装置で検出された欠陥位置にＸＹステージ１９を移動する。まず電子銃１３から放出され数１００Ｖ〜数ｋＶまで加速され、コンデンサレンズ１４で所望の開き角やプローブ電流になるように調整した電子ビームを、二段偏向系１５で所望の傾斜角（＜３°）になるように対物レンズ１への入射角を調整する。斜め入射した電子ビームをソレノイドコイル２でレンズ面を所望の傾斜角に傾けた対物レンズ１で集束し、フォトマスク１８に走査照射したときに発生した二次電子１７を走査に同期して二次電子検出器１６で取りこみ、その二次電子像からマスクパターン５やガラス領域６と区別された白欠陥もしくは黒欠陥もしくはレベンソンマスクの欠陥の領域を認識する。
【００１２】
バイナリマスクや位相シフトマスクの黒欠陥垂直側面加工の場合には、図２（ａ）に示すようにフォトマスク近傍に配置したガス銃８からフッ化キセノンを流しながら、傾斜させた電子ビーム４で認識した欠陥領域１０のみ選択的に走査してＣｒもしくはＭｏＳｉの黒欠陥の修正を行う。
【００１３】
バイナリマスクや位相シフトマスクの白欠陥垂直側面加工時には、図２（ｂ）に示すようにフェナントレンやピレンやナフタレンといった炭素含有遮光膜原料をフォトマスク近傍に配置したガス銃９から流しながら、傾斜させた電子ビーム４で認識した欠陥領域１１のみ選択的に走査して白欠陥の修正を行う。
【００１４】
レベンソンマスクの垂直側面加工の場合にも、図２（ｃ）に示すようにフォトマスク近傍に配置したガス銃８からフッ化キセノンを流しながら、傾斜させた電子ビーム４で認識した欠陥領域１３のみ選択的に走査して欠陥の修正を行う。
【００１５】
本発明を用いて他の実施例として、フェナントレンやピレンやナフタレンといった炭素含有遮光膜原料をフォトマスク近傍に配置したガス銃８から導入し、ガラス面にはみ出した遮光膜２０を形成しておき（図４ａ）、この遮光膜側面をフォトマスク近傍に配置したガス銃２２から水を流しながら、傾斜させた電子ビーム４で側面２１のエッチングを行い、垂直な側面に仕上げることでも白欠陥を修正できる（図４ｂ）。
【００１６】
本発明を用いて他の実施例として、垂直な電子ビーム３を用いてフォトマスク近傍に配置したガス銃から適当なガスを流しながら粗加工を行い、欠陥を大まかに除去２３（白欠陥の場合は膜付け）する（図５（ａ））。引き続いて粗加工で残った部分２４（白欠陥の場合足らない部分）を認識し、ソレノイドコイルを働かせ傾斜させた電子ビーム４でフォトマスク近傍に配置したガス銃から適当なガスを流しながら仕上げ加工を行って（図５（ｂ））、垂直な黒欠陥修正断面や白欠陥修正断面やガラス断面を形成することもできる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電子ビームを用いたマスク欠陥修正装置に対物レンズ内にソレノイドを内蔵したレンズの傾斜技術を用いれば、ステージを傾斜させることなく垂直な断面を持つ加工を実現でき、転写シミュレーションと実際の転写で線幅の一致の良い、欠陥修正個所のフォーカス特性の良い欠陥修正を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の特徴を最もよく表す概略図である。
【図２】本発明の実施例を示す図である。（ａ）は黒欠陥修正に用いた場合、（ｂ）は白欠陥修正に用いた場合、（ｃ）はレベンソンマスクの欠陥修正に用いた場合である。
【図３】実施例を説明するためのソレノイドコイルを内臓した電子ビームマスク欠陥修正装置の概略図である。
【図４】白欠陥修正個所にエッチングを行って垂直断面を得る場合の説明図である。
【図５】垂直な電子ビームで粗加工を行い、傾斜した電子ビームで垂直断面仕上げ加工を行う場合の説明図である。
【符号の説明】
１…電磁型対物レンズ
２…ソレノイドコイル
３…垂直入射電子ビーム
４…傾斜した電子ビーム
５…マスクパターン
６…ガラス基板
７…欠陥修正個所
８…エッチング用ガス銃
９…遮光膜デポジション用ガス銃
１０…黒欠陥修正個所
１１…白欠陥修正個所
１２…レベンソンマスクのガラス掘り込み部分の欠陥修正個所
１３…電子銃
１４…コンデンサレンズ
１５…二段偏向系
１６…二次電子検出器
１７…二次電子
１８…フォトマスク
１９…ＸＹステージ
２０…ガラス部分にはみ出してつけた白欠陥修正遮光膜
２１…白欠陥修正遮光膜のトリミング部分
２２…炭素含有遮光膜エッチング用のエッチング
２３…粗加工で取り除いた部分
２４…粗加工で残った部分

Claims (6)

1. 試料に対して電子ビームを傾斜させると共に、前記傾斜した電子ビームに対して所望の角度に対物レンズのレンズ面を傾け、前記対物レンズにより集束され、かつ、傾斜した電子ビームを走査照射することにより修正部側面が垂直な側面を持つ修正を行うことを特徴とするマスク欠陥修正方法。
2. 前記修正が、黒欠陥部をエッチングすることであることを特徴とする請求項１記載のマスク欠陥修正方法。
3. 前記修正が白欠陥遮光膜を堆積することを特徴とする請求項１記載のフォトマスクの欠陥修正方法。
4. 前記修正がレベンソンマスクのガラス掘り込み領域の修正であることを特徴とする請求項１記載のフォトマスクの欠陥修正方法。
5. 電子ビームを用いて白欠陥修正遮光膜を形成した後、前記電子ビームを傾斜すると共に、前記傾斜した電子ビームに対して所望の角度に対物レンズのレンズ面を傾け、前記対物レンズにより集束され、かつ、傾斜した電子ビームを前記遮光膜側面に走査照射することにより修正部側面が垂直な側面を持つ修正を行うことを特徴とするフォトマスクの欠陥修正方法。
6. 請求項１から４のいずれかに記載のフォトマスク欠陥修正方法において、前記垂直な側面を持つ修正の前に、試料に垂直な電子ビームを用いて粗加工を行うことを特徴とするフォトマスクの欠陥修正方法。

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