JP2006114639A - Method of correcting defective hole pattern of mask - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マスクの欠陥ホールパターン修正方法に係り、特に、半導体装置の製造工程における微細なパターンをマスクから転写形成するリソグラフィ技術において、転写されたパターンの寸法精度を高めるための電子線投影露光に用いるマスクの欠陥修正に関する。 The present invention relates to a method for correcting a defective hole pattern of a mask, and in particular, an electron beam projection exposure for increasing the dimensional accuracy of a transferred pattern in a lithography technique for transferring and forming a fine pattern from a mask in a semiconductor device manufacturing process. The present invention relates to defect correction of a mask used for the above.
半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。従来、半導体デバイスの生産では光露光技術が用いられてきたが、近年、LSI、超LSI等の高密度集積化する先端デバイスのパターン寸法が限界解像度に近づきつつあり、高解像露光技術の開発が急務となっている。
電子線(電子ビーム)露光技術は本質的に優れた解像性を有しており、DRAM(Dynamicrandom access memory)を代表とする最先端デバイスの開発や一部ASIC(application specific integrated circuit)の生産に用いられている。しかし、従来の可変成形型電子線露光法ではパターンを一筆描きの要領で描画するため単位時間当たりのウェハ処理能力すなわちスループットが低く、デバイスの量産には不向きであった。
現在、次世代の露光技術として分割縮小転写する電子ビームプロジェクション(電子線投影露光:Electron Projection Lithography:EPL)技術が提案されており、昨今、その研究開発が行われている。
Lithography technology, which is responsible for the progress of miniaturization of semiconductor devices, is an extremely important process for generating a pattern among semiconductor manufacturing processes. Conventionally, optical exposure technology has been used in the production of semiconductor devices. In recent years, however, the pattern dimensions of high-density integrated devices such as LSI and VLSI are approaching the limit resolution, and high-resolution exposure technology has been developed. Is an urgent need.
Electron beam (electron beam) exposure technology has inherently excellent resolution, and development of state-of-the-art devices such as DRAM (Dynamic random access memory) and production of some ASIC (application specific integrated circuit). It is used for. However, in the conventional variable shaping type electron beam exposure method, since the pattern is drawn in the manner of one stroke, the wafer processing capacity per unit time, that is, the throughput is low, which is not suitable for mass production of devices.
At present, an electron beam projection (Electron Projection Lithography: EPL) technique for performing divided reduction transfer has been proposed as a next-generation exposure technique, and its research and development has been performed recently.
図21は、EPL露光装置の動作を説明するための概念図である。
まず、EPL露光装置におけるレチクルステージには、1つの半導体チップについての露光単位領域となるサブフィールド320を投影転写するためのサブフィールドパターンが形成されたサブフィールドマスク350が格子状に整列形成されたマスク340が配置される。サブフィールド320が電子線330(荷電粒子線)を照射する際の1ショットに対応する領域である。サブフィールドマスク350には、それぞれ、電子線330が透過する種々のサブフィールドパターンが形成されている。そして、荷電粒子ソースから照射された電子線330は、偏向器により偏向され、所定のサブフィールドマスク350のパターンを照射し、透過した電子線330は、電子レンズにより1/4に縮小されウェハ300上に区分けされた複数の半導体チップ領域310のうち、1つの半導体チップ領域の中の露光単位領域となるサブフィールド320を照射することによりサブフィールドマスク350に形成されたサブフィールドパターンを投影転写する。次に、その列の隣に位置するサブフィールドマスク350のサブフィールドパターンを電子線330が照射するように、偏向器により偏向され、同様に、前記1つの半導体チップについての隣のサブフィールド320を照射することによりサブフィールドマスク350に形成されたサブフィールドパターンを隣のサブフィールド320に投影転写する。これを順次繰り返し、その列のサブフィールドマスク350のサブフィールドパターンを照射し終わったら、2列目のサブフィールドマスク350の先頭がウェハ300に投影転写できる位置に、レチクルステージとウェハステージとを移動させ、順次、2列目のサブフィールドマスク350の種々のサブフィールドパターンを照射する。このようにして、全列のサブフィールドマスク350のサブフィールドパターンを照射することにより、1つの半導体チップ領域310についての露光が終了する。かかる動作をウェハ300上に区分けされた全ての半導体チップ領域310に対して行っていく。その他、EPL露光装置については、以下の文献に記載されている(例えば、特許文献1、非特許文献1,2参照)。
FIG. 21 is a conceptual diagram for explaining the operation of the EPL exposure apparatus.
First, on a reticle stage in an EPL exposure apparatus, a
ここで、EPL露光装置に用いる電子線露光用マスクに対しマスク基板上にパターンを形成する場合には、可変成形型電子線露光装置が用いられる。
図22は、可変成形型電子線露光装置の動作を説明するための概念図である。
可変成形型電子線露光装置(電子線直描型露光装置:EB(Electron beam)直描装置)における第1のアパーチャ410には、電子線330を成型するための長方形の開口411が形成されている。また、第2のアパーチャ420には、第1のアパーチャ410の開口411を通過した電子線330を所望の矩形形状に整形するための可変成形用開口421と、可変成形用開口421の周りに繰り返し使用する頻度の高い種々の基本パターンが形成された部分一括マスク422とが形成されている。荷電粒子ソース430から照射され、第1のアパーチャ410の開口411を通過した電子線330は、偏向器により偏向され、第2のアパーチャ420の可変成形用開口421の一部を通過してマスク340上に照射される。すなわち、第1のアパーチャ410の開口411と第2のアパーチャ420の可変成形用開口421との両方を通過できる矩形形状がマスク340上の所定のサブフィールドマスク350となる領域に直描される。第1のアパーチャ410の開口411と第2のアパーチャ420の可変成形用開口421との両方を通過させ、任意の矩形形状を作成する方式を可変成形方式という。また、繰り返し使用する頻度の高い基本パターン全体に電子線330を照射させ、基本パターンを作成する方式を部分一括方式という(例えば、特許文献2〜5参照)。
Here, when forming a pattern on a mask substrate with respect to an electron beam exposure mask used in an EPL exposure apparatus, a variable shaping electron beam exposure apparatus is used.
FIG. 22 is a conceptual diagram for explaining the operation of the variable shaping electron beam exposure apparatus.
A rectangular aperture 411 for molding the
図23は、EPL露光装置に用いる電子線露光用マスクの一部分を示す図である。
図23に示すように、マスクの一例として、2μmのSi(シリコン)薄膜にパターン部分を貫通させたステンシルマスクが用いられる。電子線投影露光では、貫通しているところを電子線が透過してウェハ上に到達する。一方、Siがあるところでは、透過する電子線がSiにより散乱させてウェハ上に到達する電子線量が少なくなる。ウェハ上には、照射された電子線量により溶解度が変化するレジストが塗布されていて、上記電子線の露光量に差により溶解度が変化し、レジストの現像を行なうことでウェハ上にマスクパターンの像を形成する。上述したように、このマスクを用いた電子線投影露光では、半導体素子を形成するウェハにマスクパターンを縮小して投影し、電子線投影露光装置のステージを移動させて繰り返して転写を行い、多数の同一のパターンをウェハ上に配置する。
FIG. 23 is a view showing a part of an electron beam exposure mask used in the EPL exposure apparatus.
As shown in FIG. 23, as an example of the mask, a stencil mask in which a pattern portion is penetrated by a 2 μm Si (silicon) thin film is used. In electron beam projection exposure, an electron beam passes through the penetrating region and reaches the wafer. On the other hand, where there is Si, the electron dose that reaches the wafer due to scattering of the transmitted electron beam by Si is reduced. On the wafer, a resist whose solubility changes depending on the irradiated electron dose is applied. The solubility changes depending on the exposure amount of the electron beam, and the resist pattern is developed to develop an image of the mask pattern on the wafer. Form. As described above, in electron beam projection exposure using this mask, a mask pattern is reduced and projected onto a wafer on which a semiconductor element is formed, the stage of the electron beam projection exposure apparatus is moved, and transfer is repeatedly performed. Are arranged on the wafer.
ここで、このマスクを作成する工程で、形成されたパターンの中には、所望するパターン形状どおりにならなかった欠陥が発生するが、マスクの欠陥は、それを用いたパターン転写で繰り返し転写されるため、ウェハ上に配置される際に繰り返し行われるすべての転写で欠陥も転写されてしまう。したがって、所望の半導体装置を作成することができなくなる。このためマスクパターン欠陥が残らないようにマスクパターンの形状は全面で検査が行われ、検知した欠陥箇所について修正を行うようにしている。 Here, in the process of creating the mask, a defect that does not conform to the desired pattern shape occurs in the formed pattern. However, the defect of the mask is repeatedly transferred by pattern transfer using the pattern. For this reason, the defect is also transferred by all the transfer repeatedly performed when being arranged on the wafer. Therefore, a desired semiconductor device cannot be produced. For this reason, the shape of the mask pattern is inspected on the entire surface so that no mask pattern defect remains, and the detected defect portion is corrected.
図24は、マスクの欠陥修正の様子を説明するための図である。
図24に示すように、Siが残されているべきところに貫通パターンが形成されている場合は、中空に薄膜を形成する。そして電子線投影露光の際に、Siと同様に、この薄膜により電子線が散乱されるようにする。また、貫通したパターンが形成されているべきところにSiが残っている欠陥に対しては、この残っているSiを除去するエッチングを行う。この2種類の加工は、マスクパターンよりも微細で、任意の形状の領域で行うために、ガリウム(Ga)イオンを微小な領域のみ照射を行えるようにしたフォーカストイオンビーム(FIB:集束イオンビーム)を用い、Gaイオン照射を利用したエッチングや薄膜のデポジションを行うようにしている。そして、かかる修正は、欠陥部位毎に局所的に行なわれる(例えば、特許文献6参照)。
FIG. 24 is a diagram for explaining a state of mask defect correction.
As shown in FIG. 24, when a penetration pattern is formed where Si should be left, a thin film is formed in the hollow. At the time of electron beam projection exposure, the electron beam is scattered by this thin film in the same manner as Si. Further, for the defect in which Si remains where the penetrating pattern should be formed, etching for removing the remaining Si is performed. These two types of processing are finer than the mask pattern and are performed in a region of an arbitrary shape, so that a focused ion beam (FIB: focused ion beam) is formed so that only a very small region can be irradiated with gallium (Ga) ions. And etching using Ga ion irradiation and thin film deposition. And such correction is performed locally for every defective part (for example, refer to patent documents 6).
その他、FIBを利用して中空に薄膜を形成していく技術が文献に開示されている(例えば、特許文献7参照)、また、FIBを利用したマスク修正に関する技術が文献に開示されている(例えば、特許文献8〜10、非特許文献3参照)。 In addition, a technique for forming a hollow thin film using FIB is disclosed in the literature (see, for example, Patent Document 7), and a technique relating to mask correction using FIB is disclosed in the literature ( For example, see Patent Documents 8 to 10 and Non-Patent Document 3).
また、マスク修正ではないが、マスク形成における高アスペクト比の微細な貫通孔を設ける方法として、Si上部に、加工する領域を残して窓をあけるようにカーボン膜を形成し、カーボン膜を保護膜として、窓部のみイオンが照射されるようにすることで、垂直に加工するとした技術が開示されている(例えば、特許文献11参照)。
図25は、マスクパターンの欠陥を説明するための図である。
図25に、マスク上のSi基板10に、欠陥パターンの開口部200が示されている。また、所望するホールパターン210の形状を2点鎖線で示している。欠陥パターンの開口部200の外側で所望するホールパターン210に囲まれている領域が、余分なSiが残っている欠陥部位である開口部の不足領域275である。また、欠陥パターンの開口部200の内側で所望するホールパターン210に囲まれている領域が、残るべきSiが欠落している欠陥部位である開口部のはみ出し領域276である。かかる欠陥部位をまず識別して、欠陥部位毎に以下のような修正を行っていた。
FIG. 25 is a diagram for explaining a defect of a mask pattern.
FIG. 25 shows a defect pattern opening 200 in the
図26は、マスクパターンの欠陥を修正する方法を説明するための図である。
識別された欠陥部位に対し、個別に対応する。まず、Siが欠落している部分であるはみ出し領域276を覆うようにはみ出し領域276部分に薄膜をデポし、デポ膜262を形成する。一方、余分なSiが残っている不足領域275については、不足領域275部分の不要なSiのエッチングを行う。以上により、修正後のホールパターン開口部204が形成される。
FIG. 26 is a diagram for explaining a method of correcting a defect in a mask pattern.
Individually deal with the identified defective parts. First, a thin film is deposited on the protruding region 276 so as to cover the protruding region 276 where Si is missing, and a deposition film 262 is formed. On the other hand, for the insufficient region 275 where excess Si remains, unnecessary Si etching of the insufficient region 275 is performed. Thus, the corrected hole pattern opening 204 is formed.
ここで、半導体素子の微細化のためには、ウェハ上に形成されるパターンの寸法は数nmの精度で形成されなければならなくなっている。この精度を得るためには、マスク上の寸法を高精度に管理することが必要になっている。しかし、FIBを用いてマスク修正を行うとしても、Si若しくはデポ膜の立体形状に応じて、さらに散乱の度合いに応じて、関連したキャリブレーション(較正)が必要にもなるといった問題があった。 Here, in order to miniaturize a semiconductor element, the dimension of a pattern formed on a wafer has to be formed with an accuracy of several nm. In order to obtain this accuracy, it is necessary to manage the dimensions on the mask with high accuracy. However, even if mask correction is performed using FIB, there is a problem that related calibration is required depending on the three-dimensional shape of the Si or deposition film and further on the degree of scattering.
さらに、発生する欠陥の形状は様々で、欠陥の形状や所望のパターンの形状及びそれらの間の位置関係により、修正のキャリブレーションが必要になり、欠陥部位に局限して、その都度、形状に合わせて対応する修正方法では精度の管理が難しいといった問題があった。 Furthermore, the shape of the generated defect varies, and correction calibration is required depending on the shape of the defect, the shape of the desired pattern, and the positional relationship between them. In addition, there is a problem that it is difficult to manage accuracy with the corresponding correction method.
さらに、欠陥を修正する場合のかかる寸法精度の管理は、修正したパターンのエッジの位置を高精度に制御する必要がある。しかし、エッジの位置を高精度に管理することは、エッジ部のFIBの強度や、ガスの供給、生成物の飛散などにより加工プロセスの制御が難しく、加工プロセスが不安定となるといった問題があった。 Furthermore, in managing such dimensional accuracy when correcting a defect, it is necessary to control the position of the edge of the corrected pattern with high accuracy. However, managing the position of the edge with high accuracy has a problem that the machining process is difficult to control due to the strength of the FIB at the edge, the supply of gas, the scattering of products, etc., and the machining process becomes unstable. It was.
本発明は、上述した問題点を克服し、マスクパターンの精度管理を容易化して、ウェハ上に転写されたパターンの寸法精度を良くする方法を提供することを目的とし、特に形成するパターンの領域が限定されているホールパターンの修正において高精度な転写寸法精度を得ることを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for overcoming the above-described problems, facilitating mask pattern accuracy management, and improving the dimensional accuracy of a pattern transferred onto a wafer, and in particular, a pattern region to be formed. An object of the present invention is to obtain a highly accurate transfer dimensional accuracy in the correction of a hole pattern that is limited.
本発明のマスクの欠陥ホールパターン修正方法は、
マスク上の欠陥ホールパターンが形成された位置に、所定の薄膜を環状に形成する薄膜形成工程と、
前記環状に形成された所定の薄膜内周内側が開口部となるように前記所定の薄膜内周内側に位置するマスク材料をエッチングするエッチング工程と、
を備えたことを特徴とする。
The defect hole pattern correcting method of the mask of the present invention,
A thin film forming step of forming a predetermined thin film in a ring shape at a position where the defective hole pattern is formed on the mask;
An etching step of etching a mask material located on the inner periphery of the predetermined thin film so that the inner periphery of the predetermined thin film formed in an annular shape becomes an opening;
It is provided with.
前記環状に形成された所定の薄膜内周内側が開口部となるようにすることで、エッチングすべき箇所を明確にすることができる。そして前記所定の薄膜内周内側に位置するマスク材料をエッチングすることで、余分なマスク材料をエッチングする。さらに、薄膜は所定の幅で形成されるため、マスク材料が欠落している部分を塞ぐことができる。 The location to be etched can be clarified by making the inner periphery of the predetermined thin film formed in the ring form an opening. Then, by etching the mask material located on the inner periphery of the predetermined thin film, excess mask material is etched. Furthermore, since the thin film is formed with a predetermined width, the portion where the mask material is missing can be blocked.
ここで、本発明における前記薄膜形成工程において、集束イオンビームと成膜ガスとを用いて薄膜を環状に形成すると、微細な加工を行うことができ、好適である。 Here, in the thin film formation step of the present invention, it is preferable that a thin film is formed in an annular shape using a focused ion beam and a film forming gas because fine processing can be performed.
同様に、本発明における前記エッチング工程において、集束イオンビームとエッチングガスとを用いて薄膜の内側をエッチングすると、微細な加工を行うことができ、好適である。 Similarly, in the etching step of the present invention, it is preferable to perform fine processing by etching the inside of the thin film using a focused ion beam and an etching gas.
さらに、本発明における前記薄膜形成工程において、欠陥ホールパターンが所定のホールパターン領域をはみ出す部分を有する場合に、はみ出す部分を覆うように前記所定の薄膜を形成することを特徴とする。 Further, in the thin film forming step of the present invention, when the defective hole pattern has a portion that protrudes from a predetermined hole pattern region, the predetermined thin film is formed so as to cover the protruding portion.
はみ出す部分を覆うように前記所定の薄膜を形成することにより、マスク材料が欠落している部分を覆うことができる。さらに、前記薄膜は環状に形成されているため、欠陥ホールパターンの一部ではなく、全周にわたってマスク材料が欠落している部分を覆うことができる。その結果、欠陥部位毎に修正対応する必要を無くすことができる。 By forming the predetermined thin film so as to cover the protruding portion, the portion where the mask material is missing can be covered. Further, since the thin film is formed in an annular shape, it is possible to cover not the part of the defective hole pattern but the part where the mask material is missing over the entire circumference. As a result, it is possible to eliminate the need for correction for each defective part.
さらに、本発明における前記薄膜形成工程において、複数の欠陥ホールパターンについて、いずれの欠陥ホールパターンも所定のホールパターン領域をはみ出す部分が覆われるように前記所定の薄膜を形成することを特徴とする。 Furthermore, in the thin film forming step according to the present invention, the predetermined thin film is formed so as to cover a portion of each of the defective hole patterns that protrudes from the predetermined hole pattern region.
複数の欠陥ホールパターンについて、いずれの欠陥ホールパターンも所定のホールパターン領域をはみ出す部分が覆われるように前記所定の薄膜を形成することにより、複数の欠陥ホールパターンについて、同様の形状の前記所定の薄膜を適用することができる。 For a plurality of defective hole patterns, the predetermined thin film is formed so that a portion protruding from a predetermined hole pattern region of any defective hole pattern is covered, whereby the predetermined shape having the same shape is formed for the plurality of defective hole patterns. A thin film can be applied.
さらに、本発明における前記薄膜形成工程において、所定のホールパターン外周が前記所定の薄膜の内周となるように形成することを特徴とする。 Furthermore, in the thin film forming step according to the present invention, the predetermined hole pattern outer periphery is formed to be the inner periphery of the predetermined thin film.
前記所定の薄膜内周を所望するホールパターンの外周と一致させることにより、前記所定の薄膜内周に沿ってエッチングすることで、修正後のホールパターンエッジ部の精度をより高めることができる。言い換えれば、エッジの位置を高精度に管理することができる。 By making the predetermined inner periphery of the thin film coincide with the outer periphery of the desired hole pattern, it is possible to further improve the accuracy of the corrected hole pattern edge by etching along the inner periphery of the predetermined thin film. In other words, the position of the edge can be managed with high accuracy.
或いは、本発明における前記薄膜形成工程において、前記所定の薄膜の内周が、所定のホールパターン外周より内側になるように形成し、
前記エッチング工程において、前記所定のホールパターン外周内側が開口部となるように、前記所定のホールパターン外周内側に位置するマスク材料と前記所定の薄膜をエッチングするようにしても好適である。
Alternatively, in the thin film formation step of the present invention, the inner periphery of the predetermined thin film is formed so as to be inside the outer periphery of the predetermined hole pattern,
In the etching step, it is preferable that the mask material and the predetermined thin film located on the inner periphery of the predetermined hole pattern are etched so that the inner periphery of the predetermined hole pattern becomes an opening.
前記所定の薄膜の内周が、所定のホールパターン外周より内側になるように形成することによりエッチング代(しろ)を設けることで、前記所定の薄膜の内周端の加工精度を高めなくても、その後のエッチングにより修正後のホールパターンエッジ部を精度よく加工することができる。言い換えれば、エッジの位置をさらに高精度に管理することができる。 By providing an etching margin by forming the inner periphery of the predetermined thin film to be inside the outer periphery of the predetermined hole pattern, the processing accuracy of the inner peripheral end of the predetermined thin film is not increased. Then, the hole pattern edge portion after correction can be processed with high accuracy by subsequent etching. In other words, the position of the edge can be managed with higher accuracy.
さらに、本発明における前記薄膜形成工程において、前記所定の薄膜内周が、曲がり角を曲線とする四角状に形成され、
前記エッチング工程において、前記所定のホールパターン外周にかかわらず、前記曲線領域に位置するマスク材料と前記所定の薄膜とをエッチングすることを特徴とする。
Furthermore, in the thin film formation step of the present invention, the predetermined thin film inner periphery is formed in a square shape with a curved corner.
In the etching step, the mask material located in the curved region and the predetermined thin film are etched regardless of the outer periphery of the predetermined hole pattern.
曲がり角を曲線とする四角状に形成することにより、前記所定の薄膜内側の面積を周辺の良好なパターン形状のパターン面積に近づけることができる。さらに、前記エッチング工程において、前記所定のホールパターン外周にかかわらず、前記曲線領域に位置するマスク材料と前記所定の薄膜とをエッチングすることにより、パターン面積の微調整を行うことができる。 By forming it into a square shape with a curved corner, the area inside the predetermined thin film can be made close to the pattern area of the surrounding good pattern shape. Furthermore, in the etching step, the pattern area can be finely adjusted by etching the mask material located in the curved region and the predetermined thin film regardless of the outer periphery of the predetermined hole pattern.
そして、前記薄膜形成工程においては、前記薄膜を形成する領域にガリウムイオンを照射するとよい。
かかる場合に、前記マスクは、特に、電子線露光に用いられるマスクであると好適である。
And in the said thin film formation process, it is good to irradiate the area | region which forms the said thin film with a gallium ion.
In such a case, the mask is particularly preferably a mask used for electron beam exposure.
ガリウムイオンが、照射されることにより前記薄膜にガリウムイオンが入り込む。ガリウムイオンが入り込むことにより電子線の透過をより防ぐことができる。 Irradiation with gallium ions causes gallium ions to enter the thin film. The penetration of the electron beam can be further prevented by the entry of gallium ions.
さらに、本発明における前記薄膜形成工程において、前記所定の薄膜の膜厚が0.5μm以上となるように前記所定の薄膜を形成することを特徴とする。 Furthermore, in the thin film forming step according to the present invention, the predetermined thin film is formed so that a film thickness of the predetermined thin film is 0.5 μm or more.
後述するように、前記所定の薄膜の膜厚を0.5μm以上とすることで、前記所定の薄膜における電子線の透過を防ぐことができる。電子線の透過を防ぐことができるので、より解像度の高い微細なパターンを半導体基板(ウェハ)に投影転写することができる。 As will be described later, by setting the film thickness of the predetermined thin film to 0.5 μm or more, it is possible to prevent transmission of electron beams through the predetermined thin film. Since transmission of an electron beam can be prevented, a fine pattern with higher resolution can be projected and transferred onto a semiconductor substrate (wafer).
以上説明したように、本発明によれば、所定の幅を持った環状に形成された所定の薄膜の内側が開口部となるように前記所定の薄膜内側に位置する領域をエッチングすることにより、欠陥部位に局限して、その都度、形状に合わせて対応せずに修正することができ、欠陥の形状に関わらず修正加工精度を高精度に管理することができる。さらに、複数の欠陥パターンに同じ形状の環状薄膜を用いて同様の手順で修正することにより、欠陥パターン間での寸法誤差を小さくすることができる。 As described above, according to the present invention, by etching the region located inside the predetermined thin film so that the inside of the predetermined thin film formed in an annular shape having a predetermined width becomes an opening, Localized to the defective part, it can be corrected without corresponding to the shape each time, and the correction processing accuracy can be managed with high accuracy regardless of the shape of the defect. Furthermore, by using the same shape of the annular thin film for a plurality of defect patterns and correcting them in the same procedure, the dimensional error between the defect patterns can be reduced.
実施の形態1.
電子線投影露光マスクのホールの寸法修正では、微小な修正を行う場合にはエッジ部分を精度よく加工する必要があるが、加工に用いるFIBではエッジ部分の狭い底面での反応は通常の加工と比べ、ビーム強度などの条件が異なるために十分な精度で加工することが難しい。以下、実施の形態1では、修正したホールで電子線投影露光により寸法を精度良く転写できるようにする手法を説明する。
In the correction of the size of the hole of the electron beam projection exposure mask, it is necessary to process the edge portion with high precision when performing a minute correction, but in the FIB used for processing, the reaction at the bottom surface of the edge portion is a normal processing. Compared with conditions such as beam intensity, it is difficult to process with sufficient accuracy. Hereinafter, in the first embodiment, a method for accurately transferring dimensions by electron beam projection exposure using a corrected hole will be described.
図1は、実施の形態1におけるマスクの欠陥ホールパターン修正方法の要部を表すフローチャートである。
図1において、本実施の形態では、ホールパターン検査工程(S102)、デポ膜領域の設定工程(S104)、薄膜形成工程の一例としてのデポ膜形成工程(S106)、エッチング工程(S108)という一連の工程を実施する。
FIG. 1 is a flowchart showing the main part of the defective hole pattern correction method for a mask according to the first embodiment.
1, in this embodiment, a series of a hole pattern inspection process (S102), a deposition film region setting process (S104), a deposition film formation process (S106) as an example of a thin film formation process, and an etching process (S108). The process of is implemented.
まず、S(ステップ)102において、ホールパターン検査工程として、マスクに形成されたパターンを検査する。
図2は、ホールパターン検査装置の概要を説明するための図である。
EPLマスク修正装置をホールパターン検査装置として用いて、マスクのホールパターンの形状を検出する。ここでは、EPL用の貫通する開口部を有するステンシルマスクを用いて説明する。図2では、説明に必要な程度の構成を記載しているにすぎず、その他の構成を省略している。
チルトステージに配置されたEPLマスクにFIBを照射し、マスク表面で生じた二次電子を二次荷電粒子検出器(SED)で検出し、表面像を得る。一方、マスクの開口部を通って貫通してきたFIBを二次荷電粒子(SE)変換器に衝突させ、二次荷電粒子を発生させ、EPLマスク下部においてSEDで検出し、透過像を得る。かかる表面像と透過像とを照合させ、モニタに表示させることにより欠陥パターンを検出することができる。
First, in S (step) 102, a pattern formed on the mask is inspected as a hole pattern inspection step.
FIG. 2 is a diagram for explaining the outline of the hole pattern inspection apparatus.
The shape of the hole pattern of the mask is detected using the EPL mask correction device as the hole pattern inspection device. Here, a description will be given using a stencil mask having an opening for penetrating EPL. In FIG. 2, only the configuration necessary for the description is shown, and other configurations are omitted.
The EPL mask placed on the tilt stage is irradiated with FIB, and secondary electrons generated on the mask surface are detected by a secondary charged particle detector (SED) to obtain a surface image. On the other hand, FIB penetrating through the opening of the mask is collided with a secondary charged particle (SE) converter to generate secondary charged particles, which are detected by SED under the EPL mask and a transmission image is obtained. The defect pattern can be detected by collating the surface image and the transmission image and displaying them on the monitor.
図3は、欠陥ホールパターンの一例を示す図である。
図3では、マスクの欠陥ホールパターン付近の一部を示している。図3(a)と図3(b)に、形状の異なる欠陥ホールパターンの一例を示している。それぞれ、EPLマスク材料となるSi基板10に、図3(a)では欠陥パターンの開口部200が、図3(b)では欠陥パターンの開口部202が示されている。比較のため、所望するホールパターン210を2点鎖線で表示し、欠陥パターンの開口部200に重ね合わせている。図3(a)と図3(b)に示すように、欠陥ホールパターンの形状は、様々で統一されていない。かかる形状の異なる欠陥ホールパターンを精度よく修正する必要がある。図3(a)と図3(b)に示す欠陥ホールパターンの形状は、共に、Siが残存している欠陥部位とSiが欠落している欠陥部位とを有している。但し、これに限るものではなく、どちらか一方の欠陥部位を有している欠陥ホールパターンにも適用できることはいうまでもない。ここで、所望するホールパターン210は、修正を行う必要がない良好なパターンの寸法を一致させるために、四角状の曲がり角となるコーナー部の丸みを周辺パターンと同じにするように設定することが望ましい。コーナー部の丸みを周辺パターンと同じにし、残りの差異の部分を修正することで、寸法精度を向上させることができる。以下、図3(a)に示した欠陥ホールパターンを用いて修正していく様子を説明する。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a defective hole pattern.
FIG. 3 shows a part near the defective hole pattern of the mask. FIG. 3A and FIG. 3B show examples of defect hole patterns having different shapes. 3A shows a defect pattern opening 200 in FIG. 3A and FIG. 3B shows a defect pattern opening 202 in the
S104において、デポ膜領域設定工程として、欠陥ホールパターンに仮想のデポ膜領域を設定する。
図4は、欠陥ホールパターンにデポ膜領域を設定した状態を説明するための図である。
図4には、デポ膜形成領域250を設定し、Si基板10に形成された欠陥パターンの開口部200に仮想領域となるデポ膜形成領域250を重ね合わせた状態を示している。ここで、デポ膜形成領域250は、所定の幅を持った環状の領域に設定する。Siが残存している欠陥やSiが欠落している欠陥にかかわらず、薄膜のデポジションが必要なSiが欠落している欠陥をカバーするように適切な大きさの領域で、所望のパターンを反転させて所望のパターンの領域が開口部となるように薄膜のデポ領域を設定する。言い換えれば、デポ膜形成領域250の内周は、所望するホールパターン210の外周と一致させている。所望するホールパターン210の外周と一致させることで、ホールパターンのエッジをデポ膜内周で明確にすることができる。そして、デポ膜形成領域250の外周は、1つの欠陥ホールパターンのはみ出し部分すべてを覆うだけではなく、複数の欠陥ホールパターンのはみ出し部分すべてを覆うように設定する。1つの欠陥ホールパターンのはみ出し部分すべてを覆うことで、欠陥部位毎に対応しないで修正することができる。さらに、複数の欠陥ホールパターンのはみ出し部分すべてを覆うように設定することで、同様のデポ膜形成領域250を複数の欠陥ホールパターンに用いることができる。同様のデポ膜形成領域250を複数の欠陥ホールパターンに用いることができるので、欠陥の形状や所望のパターンの形状及びそれらの間の位置関係に伴う修正のキャリブレーションを省略することができる。同様のデポ膜形成領域250を複数の欠陥ホールパターンに用いることで、様々な欠陥形状でも、後述する同様の加工手順でパターン修正を行うことができ、複数の欠陥ホールパターン間での寸法精度をより高い状態に管理することができる。ここで、デポ膜形成領域250は、マスク上のすべてのホールパターンを検査した後に決定してもよいが、これに限らず、実用上、周辺の同種パターンの面積や形状の統計値から設定しても構わない。例えば、連接している複数個のパターンを用いればよい。或いは、パターンのレイアウトデータからシミュレーション等で予測される仕上げ形状から設定しても構わない。例えば、予測される仕上げ形状をテンプレートとして用意しておき、そこから設定してもよい。かかる手法でも好適な設定を行うことができる。
ここでは、外周も四角形になっているが、これに限るものではなく、必要なSiが欠落している欠陥をカバーするように適切な大きさの領域となるように設定すればよい。よって、例えば、四角形で設定する場合でも各辺の幅が異なる幅となっても構わない。
In S104, as a deposition film area setting step, a virtual deposition film area is set in the defect hole pattern.
FIG. 4 is a diagram for explaining a state in which a deposition film region is set in the defective hole pattern.
FIG. 4 shows a state in which the deposition film formation region 250 is set, and the deposition film formation region 250 serving as a virtual region is superimposed on the opening 200 of the defect pattern formed on the
Here, the outer periphery is also rectangular, but the outer periphery is not limited to this, and may be set so as to be an area of an appropriate size so as to cover a defect lacking necessary Si. Therefore, for example, even when the rectangle is set, the width of each side may be different.
S106において、デポ膜形成工程として、デポ膜形成領域250にデポ膜を形成する。
図5は、デポ膜を形成する手法を説明するための図である。
デポ膜形成領域250にFIBを照射し、デポ反応ガスである成膜ガス142を噴射させて化学気相成長(CVD)により、EPL露光時に、高加速度で入射する電子を十分に遮蔽できる厚さにデポを行う。図5では、FIBとして、Gaイオンビーム112を用いている。Gaイオンビームを照射して成膜されたデポ膜260中には、Gaイオンが入り込む。Gaイオンが入り込むことで、電子を透過させにくくすることができ、より電子を遮蔽できるデポ膜260を形成することができる。また、FIBとして、Gaイオン以外に電子線(EB)やアルゴン(Ar)イオンを用いてもデポ膜260を形成することができる。デポ膜260は、Si基板10表面に堆積後、エッジ部での成長速度が速いため、中空上にデポ(成膜)が進む。よって、Siが欠落している欠陥部位を覆うように形成することができる。
デポ膜260としては、炭素系の物質から構成されることが望ましい。成膜ガス142は、必然的に炭素系物質を主成分とするものが好ましい。例えば、デポ膜260として、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)等を用いることができる。そして、成膜ガス142として、フェナントレン等の芳香族ガスを用いることができる。
また、EPL露光時に、高加速度で入射する電子を十分に遮蔽できるデポ膜260の厚さとして、後述するように0.5μm以上が望ましい。
In S106, a deposition film is formed in the deposition film formation region 250 as a deposition film formation step.
FIG. 5 is a diagram for explaining a method of forming a deposition film.
A thickness capable of sufficiently shielding electrons incident at high acceleration during EPL exposure by irradiating FIB to the deposition film forming region 250 and injecting a deposition gas 142 which is a deposition reaction gas to perform chemical vapor deposition (CVD). Make a depot. In FIG. 5, a Ga ion beam 112 is used as the FIB. Ga ions enter the
The
In addition, the thickness of the
図6は、EPLマスク修正装置の概要を説明するための図である。
EPLマスク修正装置100では、液体ガリウム等のイオン源110からイオンを引き出し、電子レンズ等のイオン光学系120を通って、イオンをビーム状に集束加速させる。そして、集束加速させられたイオンビーム112は、偏向器により偏向され、集束イオンビームとして、マスクステージ150上に配置されたマスク340の所定の領域を照射する。その際、ガス銃140から成膜ガス142を噴射させて化学気相成長(CVD)により前記所定の領域に成膜する。次に、隣に位置する領域をイオンビーム112が照射するように、偏向器により偏向し、同様に、隣に位置する領域へとデポ膜を成長させる。照射するマスク上の位置は、イオンビーム112の照射により生じる二次電子を二次荷電粒子検出器130で検出することで把握することができる。
FIG. 6 is a diagram for explaining the outline of the EPL mask correcting apparatus.
In the EPL
S108において、エッチング工程として、所望のパターンの領域、すなわち、デポ膜260の内側開口部に加工領域を設定して、同様にこの領域にFIBを照射し、エッチング反応ガスを噴射させてこの領域の中にある不要なSiの除去を行う。
図7は、エッチングする領域を示す図である。
Si基板10上の欠陥パターンの開口部200には、所望するホールパターン外周を内周とする環状のデポ膜260が形成されている。そして、デポ膜260内周より内側に存在する余分なSi領域が、エッチング領域270となる。
In S108, as the etching process, a region having a desired pattern, that is, a processing region is set in the inner opening of the
FIG. 7 shows a region to be etched.
An
図8は、エッチングする手法を説明するための図である。
エッチング領域270にエッチングガス144を噴射させて余分なSi表面にエッチングガス分子146を吸着させ、FIBを照射することで、ガスアシストエッチング法により、余分なSiをエッチングする。装置は、図6において説明したものを使用してもよいし、同様の別の装置で加工しても構わないので装置構成や動作等の説明を省略する。また、デポ膜260外側に位置する必要なSi表面には、自然酸化膜(SiO2)が、形成されているので、FIBが照射されない部分にエッチングガス144が吹き付けられても、その部分がエッチングされることはない。
図8では、FIBとして、Gaイオンビーム112を用いている。FIBとして、Gaイオン以外に電子線(EB)やアルゴン(Ar)イオンを用いてもエッチングを行うことができる。エッチングガス144としては、ハロゲン含有物質ガスが望ましい。例えば、Xe2F、CF4、CHF3、Cl2、CHCl3、I2等を用いるとよい。
FIG. 8 is a diagram for explaining a method of etching.
Etching gas 144 is sprayed onto the etching region 270 to cause the etching gas molecules 146 to be adsorbed on the surplus Si surface, and FIB is irradiated to etch surplus Si by gas assist etching. The apparatus described in FIG. 6 may be used, or the apparatus may be processed by another similar apparatus, and thus description of the apparatus configuration, operation, and the like will be omitted. Further, since a natural oxide film (SiO 2 ) is formed on the necessary Si surface located outside the
In FIG. 8, a Ga ion beam 112 is used as the FIB. Etching can also be performed using electron beam (EB) or argon (Ar) ions in addition to Ga ions as FIB. As the etching gas 144, a halogen-containing material gas is desirable. For example, Xe 2 F, CF 4 , CHF 3 , Cl 2 , CHCl 3 , I 2 or the like may be used.
図9は、エッチングする手法を説明するための図である。
余分なSiをエッチングする際には、図9(a)に示すように、Gaイオンビーム112を、7nm程度の1ショット領域114に2μs照射した後、偏向器で偏向させて照射する領域を図9(b)に示すように順にショット領域を移しながら加工する。ここでは、説明簡略化のため、欠陥パターンの開口部205で示すような余分なSiを多く残した欠陥パターンを記載した。欠陥パターンの開口部205上に走査された場合は、装置のブランキングマスク(図示せず)でブランキングしてGaイオンビーム112がマスク上に照射されないようにすればよい。デポ膜260内周に沿った領域のみではなく、余分なSiが残る領域をすべて順にショットすることで、例えば、260nmと径が小さいホールパターンでもSiの再付着を防止することができる。
FIG. 9 is a diagram for explaining a technique for etching.
When etching excess Si, as shown in FIG. 9A, a Ga ion beam 112 is irradiated to a 1-shot
図10は、修正後のホールパターンを示す図である。
図10に示すように、Si基板10上に必要なSiが欠けた領域をカバーするように形成された環状のデポ膜260の内側に所望する修正後のホールパターン203を形成することができる。
FIG. 10 is a diagram illustrating a hole pattern after correction.
As shown in FIG. 10, a desired modified hole pattern 203 can be formed inside an
図11は、Siが欠落した欠陥がない欠陥パターンを示す図である。
図11に示すように、所望するホールパターン210に対し、余分なSiが残った欠陥パターンの開口部206がSi基板10上に形成された場合でも、本実施の形態は適用することができる。
FIG. 11 is a diagram showing a defect pattern having no defect lacking Si.
As shown in FIG. 11, the present embodiment can be applied even when a defect pattern opening 206 in which excess Si remains is formed on the
図12は、Siが欠落した欠陥がない欠陥パターンに本実施の形態を適用する手法を説明するための図である。
図12に示すように、この場合も、他の欠陥ホールパターンと同様な形状のデポ膜形成領域250を設定し、かかるデポ膜形成領域250にデポ膜260を形成することにより、エッジ全周がSiとデポ薄膜となるだけであり、Siが欠落している部分を有する欠陥の修正と同様の構造として修正加工を行うことができる。同様な手法を用いることにより、寸法の管理の共通化を行なうことができる。
FIG. 12 is a diagram for explaining a method of applying the present embodiment to a defect pattern having no defect lacking Si.
As shown in FIG. 12, also in this case, by setting a deposition film formation region 250 having the same shape as other defective hole patterns and forming the
図13は、EPL転写寸法のデポ膜の膜厚依存性を示す図である。
ここでは、デポ膜としてDLC膜を用いた。図13に示すように、デポ膜の膜厚が0.5μm(500nm)より小さい場合には、マスク寸法とウェハ上にEPL転写された寸法とのずれが大きく、デポ膜の膜厚が0.5μm以上の場合には、マスク寸法とウェハ上にEPL転写された寸法とのずれが少ないことがわかる。言い換えれば、デポ膜の膜厚が0.5μmより小さい場合には、十分、電子線を遮蔽することができない。よって、デポ膜の膜厚が0.5μm以上に形成することで寸法精度を高めることができる。
FIG. 13 is a diagram showing the dependency of the EPL transfer dimension on the film thickness of the deposition film.
Here, a DLC film was used as the deposition film. As shown in FIG. 13, when the film thickness of the deposition film is smaller than 0.5 μm (500 nm), the difference between the mask dimension and the dimension transferred to the EPL on the wafer is large, and the film thickness of the deposition film is about 0.1 mm. In the case of 5 μm or more, it can be seen that there is little deviation between the mask dimension and the dimension EPL transferred on the wafer. In other words, when the film thickness of the deposition film is smaller than 0.5 μm, the electron beam cannot be sufficiently shielded. Therefore, the dimensional accuracy can be increased by forming the deposition film with a thickness of 0.5 μm or more.
以上のように、様々に凸凹な欠陥形状を問わず同一の手順で加工するため、寸法制御性を向上させることができる。様々な欠陥形状に対して、統一して本方法による修正加工を行う場合、欠陥種によらず、修正加工後のパターンのエッジ部の立体構造は、高加速度で入射する電子を十分に遮蔽できるデポ膜のみ、またはデポ膜とSiの積層となる。ここでは、デポ膜の電子線の遮蔽効果が十分に得られる膜厚にしているので、必要な寸法キャリブレーションは欠陥形状のバリエーションへの依存性を小さくすることができる。よって、簡略な補正で行えるようになり、欠陥種を通しての寸法精度を向上させることができる。 As described above, since the processing is performed in the same procedure regardless of various uneven shapes, the dimensional controllability can be improved. When performing correction processing using this method in a unified manner for various defect shapes, the three-dimensional structure of the edge portion of the pattern after correction processing can sufficiently shield electrons incident at high acceleration regardless of the defect type. Only the deposition film or the deposition film and Si is laminated. Here, since the film thickness is sufficient to obtain the electron beam shielding effect of the deposition film, the required dimensional calibration can reduce the dependency on the variation of the defect shape. Therefore, it becomes possible to perform simple correction, and the dimensional accuracy through the defect type can be improved.
実施の形態2.
実施の形態2では、実施の形態1の手法にさらに寸法を補正するプロセスを加えた手法を説明する。
図14は、修正後のマスク断面を示す図である。
実施の形態1の手法によりマスクの欠陥ホールパターン修正を行った場合、図14に示すようにデポ膜形成において、もし、Si基板10上に形成されたデポ膜260の端が所望するホールパターン寸法まで足りない箇所が存在した場合に、修正されたホールパターンの寸法も精度が落ちてしまう。そこで、実施の形態2では、かかる場合の不具合を解消する方法を説明する。各工程フローは、図1と同様のため省略する。
Embodiment 2. FIG.
In the second embodiment, a method in which a process for correcting a dimension is further added to the method of the first embodiment will be described.
FIG. 14 is a diagram showing a mask cross section after correction.
When the defective hole pattern of the mask is corrected by the method of the first embodiment, in the formation of the deposition film as shown in FIG. 14, the end of the
図15は、実施の形態2におけるエッチング加工前の状態を示す図である。
所望するパターンを反転させた薄膜のデポ膜形成領域を設定して高加速度で入射する電子を十分に遮蔽できるデポを行う場合に、デポ膜領域設定工程において、図15に示すように所望するホールパターン210よりも内側にデポを行う領域を多くしたデポ膜形成領域を多く設定する。そして、デポ膜形成工程において、内側にデポを行う領域を多くしたデポ膜形成領域にデポ膜260を形成する。
FIG. 15 is a diagram showing a state before the etching process in the second embodiment.
In the deposition film region setting step, a desired hole is formed as shown in FIG. 15 when setting a thin film deposition film formation region having a desired pattern inverted and performing deposition capable of sufficiently shielding electrons incident at high acceleration. A large number of deposition film forming regions are formed by increasing the number of depositing regions inside the
図16は、エッチングする手法を説明するための図である。
図16(a)に示すように、所望するホールパターン210の領域内をエッチング領域270として、FIBを照射することで、図16(b)に示すように、この領域内にある不要なデポ膜260をスパッタリングして除去する。図16(c)に示すように、所望するホールパターン210の領域の中にある不要なSiが存在する場合には、エッチング領域270にエッチングガス144を噴射させて余分なSi表面にエッチングガス分子146を吸着させ、FIBを照射することで、ガスアシストエッチング法により、余分なSiをエッチングする。装置は、図6において説明したものを使用してもよいし、同様の別の装置で加工しても構わないので装置構成や動作等の説明を省略する。
実施の形態1と同様、FIBとして、Gaイオンビーム112を用いている。FIBとして、Gaイオン以外に電子線(EB)やアルゴン(Ar)イオンを用いてもエッチングを行うことができる。エッチングガス144としては、ハロゲン含有物質ガスが望ましい。例えば、Xe2F、CF4、CHF3、Cl2、CHCl3、I2等を用いるとよい。ここで、DLC等のカーボン膜をデポ膜260とする場合には、デポ膜260は、かかるエッチングガス144では、反応しないため、FIBによるスパッタリングにより除去することになる。
FIG. 16 is a diagram for explaining a method of etching.
As shown in FIG. 16A, the region of the desired
As in the first embodiment, a Ga ion beam 112 is used as the FIB. Etching can also be performed using electron beam (EB) or argon (Ar) ions in addition to Ga ions as FIB. As the etching gas 144, a halogen-containing material gas is desirable. For example, Xe 2 F, CF 4 , CHF 3 , Cl 2 , CHCl 3 , I 2 or the like may be used. Here, when a carbon film such as DLC is used as the
その他の工程は、実施の形態1と同様であるので省略する。 The other steps are the same as those in the first embodiment, and will be omitted.
以上のように、実施の形態2によれば、Si基板10上に形成されたデポ膜260にエッチング代(削り代)を設けてあるため、所望するホールパターン寸法まで足りなくなるといった不具合を解消することができる。
As described above, according to the second embodiment, since the etching allowance (cutting allowance) is provided in the
また、デポ膜の形成時にエッジ部は、平坦な部分に比べて立体形状が異なる場合があり、図16に示すような不要な出っ張りがデポ膜260端に形成されていた場合、上述したように、デポ膜260は、ハロゲンガスでエッチングされず、FIBによるスパッタリングによる除去となるため、ハロゲンガスによるエッチングより時間がかかる。実施の形態1において、かかる不要な出っ張りがデポ膜260端に形成されていた場合、実施の形態1では、デポ膜260をFIBによるスパッタリングすることを想定していないため、不要な出っ張りが残ってしまうことも考えられる。そこで、実施の形態2によれば、当初からデポ膜260をFIBによるスパッタリングすることを想定しているため、かかる出っ張りも除去することができる。
以上のように、実施の形態2によれば、デポ膜の形成時にエッジ部が、平坦な部分に比べて立体形状が異なる場合でも、この部分をFIBで均一に加工することにより、転写時の寸法シフトをばらつかないようにさせることができる。
In addition, when forming the deposition film, the edge portion may have a three-dimensional shape different from that of the flat portion, and when an unnecessary protrusion as shown in FIG. The
As described above, according to the second embodiment, even when the edge portion has a three-dimensional shape different from that of the flat portion when the deposition film is formed, this portion is processed uniformly with the FIB so It is possible to prevent the dimensional shift from varying.
図17は、修正精度を示す図である。
実施の形態1或いは実施の形態2の方法を用いて、欠陥ホールパターンを修正した場合に、図17(a)に示すような結果を得た。そのマスクを用いてウェハにEPL露光転写した場合にウェハ上での転写後寸法は、図17(b)に示すような結果を得た。欠陥ホールパターンを修正することで、修正前と比べ寸法を大きく改善させることができる。
FIG. 17 is a diagram showing the correction accuracy.
When the defective hole pattern was corrected using the method of the first embodiment or the second embodiment, the result as shown in FIG. 17A was obtained. When the EPL exposure transfer was performed on the wafer using the mask, the post-transfer dimensions on the wafer were obtained as shown in FIG. By correcting the defective hole pattern, the dimensions can be greatly improved compared to before the correction.
実施の形態3.
実施の形態3では、実施の形態1或いは実施の形態2より、さらに高精度な寸法を補正するプロセスを加えた形態を説明する。
図18は、実施の形態3におけるマスクの欠陥ホールパターン修正方法の要部を表すフローチャートである。
図18において、本実施の形態では、ホールパターン検査工程(S102)、デポ膜領域の設定工程(S104)、薄膜形成工程の一例としてのデポ膜形成工程(S106)、エッチング工程(S108)の後に、さらに、欠陥ホールパターン再検査工程(S110)、コーナーエッチング工程(S112)という一連の工程を実施する。
Embodiment 3 FIG.
In the third embodiment, a mode in which a process for correcting a dimension with higher accuracy than that in the first or second embodiment is added will be described.
FIG. 18 is a flowchart showing the main part of the defect hole pattern correction method for a mask in the third embodiment.
18, in this embodiment, after the hole pattern inspection process (S102), the deposition film region setting process (S104), the deposition film forming process (S106) as an example of the thin film forming process, and the etching process (S108). Furthermore, a series of steps of a defective hole pattern re-inspection step (S110) and a corner etching step (S112) are performed.
図18において、ホールパターン検査工程(S102)は、実施の形態1或いは実施の形態2と同様で構わないので説明を省略する。 In FIG. 18, the hole pattern inspection step (S102) may be the same as that in the first embodiment or the second embodiment, and thus the description thereof is omitted.
ここで、ホールパターンの転写寸法は、局部的なエッジの位置よりも面積と相関がある。したがって、より面積を良好な周辺パターンに合わせた方が精度を高めることができる。
図19は、エッチング工程(S108)まで完了した修正後のホールパターンを示す図である。
エッチング工程(S108)まで完了した修正後のホールパターンとして、Si基板10上にデポ膜260が環状に形成され、その内側がエッチングされているが、ここで、デポ膜領域設定工程において、コーナー部に面積調整用の削り代214が残るようにデポ膜形成領域を設定し、デポ膜形成工程において、デポ膜形成領域にデポ膜260を形成する。そして、エッチング工程において、デポ膜260内側をエッチングする。ここで、実施の形態2で説明したように、デポ膜260を所望するホールパターン210より内側に形成されるようにデポ膜260を形成し、所望するホールパターン210の内側をエッチングして余分なSiと共にデポ膜260をエッチングしても構わない。ただし、かかる場合もコーナー部に面積調整用の削り代214を残しておく。
Here, the transfer dimension of the hole pattern is more correlated with the area than the position of the local edge. Therefore, the accuracy can be improved by matching the area with a better peripheral pattern.
FIG. 19 is a diagram showing a corrected hole pattern that has been completed up to the etching step (S108).
As a modified hole pattern that has been completed up to the etching step (S108), a
S110において、欠陥ホールパターン再検査工程として、エッチング工程(S108)まで完了した修正後のホールパターンの面積を計測する。計測は、ホールパターン検査工程と同様の手法で位置検出を行ない、かかるデータから面積を計測すればよい。 In S110, as a defective hole pattern re-inspection process, the area of the corrected hole pattern that has been completed up to the etching process (S108) is measured. The measurement may be performed by detecting the position by the same method as the hole pattern inspection process and measuring the area from the data.
S112において、コーナーエッチング工程として、所望するパターン面積との誤差についてコーナー部をエッチングすることで、コーナー部の曲率を変化させて修正加工を行う。 In S112, as the corner etching process, the corner portion is etched with respect to an error from a desired pattern area, so that the correction is performed by changing the curvature of the corner portion.
図20は、面積調整代を説明するための図である。
図20(a)では、ホールパターンの辺を使って、面積調整を行なう場合を示している。図20(b)では、ホールパターンのコーナー部を使って、面積調整を行なう場合を示している。図20(a)と図20(b)との断面図からわかるように、辺を使って、面積調整を行なう場合の調整代t2よりコーナー部を使って、面積調整を行なう場合の調整代t1の方が大きくなる。言い換えれば、調整用の平坦部を大きくとることができる。FIBの照射方向に対し平行面となるエッジ部よりもFIBの照射方向に対し垂直面となる平坦部の調整代が大きい方が、より加工し易くすることができ、寸法精度を向上させることができる。
FIG. 20 is a diagram for explaining the area adjustment allowance.
FIG. 20A shows a case where area adjustment is performed using the side of the hole pattern. FIG. 20B shows a case where the area adjustment is performed using the corner portion of the hole pattern. As can be seen from the cross-sectional views of FIG. 20A and FIG. 20B, the adjustment allowance t1 when the area adjustment is performed using the corner portion rather than the adjustment allowance t2 when the area adjustment is performed using the side. Is bigger. In other words, a large flat portion for adjustment can be taken. A larger adjustment allowance for a flat portion that is perpendicular to the FIB irradiation direction than an edge portion that is parallel to the FIB irradiation direction can be processed more easily, and dimensional accuracy can be improved. it can.
以上のように、実施の形態3では、所望のパターンを反転させた薄膜のデポ領域を設定して、所望のパターンよりも多くデポを行い、次の所望のパターンの領域の中にある不要なSiの除去と、デポ膜のエッジ部の除去を行う際、またはエッジ部の除去を行った後に、この所望の領域の面積と同じになるように、コーナー部の曲率を変化させて修正加工を行ない調整する。コーナー部の曲率を変化させて修正加工を行ない調整することで、図17に示す修正後の精度をさらに向上させることができる。 As described above, in the third embodiment, a thin film deposition region in which a desired pattern is inverted is set, deposition is performed more than the desired pattern, and unnecessary in the next desired pattern region. When removing the Si and the edge of the deposition film, or after removing the edge, the curvature of the corner is changed so as to be the same as the area of the desired region. Do and adjust. The accuracy after the correction shown in FIG. 17 can be further improved by adjusting the curvature by changing the curvature of the corner portion.
そして、エッジ部の除去加工は、上述したように、平坦な部分に比べてエッジ部のFIBの強度や、ガスの供給、生成物の飛散などの点で難しい。よって、加工プロセスを不安定にする。したがって、エッジ位置の精度を良く保つことが難しい。図20(a)に示すような辺部の削り代t2が小さく、実質的にエッジ部全周で加工する場合に比べ、図20(b)に示すようなコーナー部を主に加工する場合の方が、精度の良い平坦部の加工が多くなり、面積を合わせこむ精度を向上させることができる。 Further, as described above, the removal processing of the edge portion is difficult in terms of FIB strength, gas supply, product scattering, and the like of the edge portion as compared with the flat portion. Therefore, the machining process becomes unstable. Therefore, it is difficult to maintain good edge position accuracy. Compared with the case where the machining margin t2 of the side portion as shown in FIG. 20 (a) is small and is processed substantially over the entire circumference of the edge portion, the corner portion as shown in FIG. 20 (b) is mainly processed. However, the processing of the flat portion with high accuracy increases, and the accuracy of matching the area can be improved.
以上、具体例を参照しつつ各実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。 The embodiments have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples.
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全てのマスク修正方法は、本発明の範囲に包含される。 In addition, all mask correction methods that include elements of the present invention and that can be appropriately modified by those skilled in the art are included in the scope of the present invention.
10 Si基板
100 EPLマスク修正装置
110 イオン源
112 イオンビーム
114 1ショット領域
120 イオン光学系
130 二次荷電粒子検出器
140 ガス銃
150 マスクステージ
142 成膜ガス
144 エッチングガス
146 エッチングガス分子
200,202,205,206 欠陥パターンの開口部
203 修正後のホールパターン
204 ホールパターン開口部
210 所望するホールパターン
250 デポ膜形成領域
260 デポ膜
270 エッチング領域
275 不足領域
276 はみ出し領域
300 ウェハ
310 半導体チップ領域
320 サブフィールド
330 電子線
340 マスク
350 サブフィールドマスク
410 アパーチャ
411 開口
420 アパーチャ
421 可変成形用開口
422 部分一括マスク
430 荷電粒子ソース
10
Claims (10)
前記環状に形成された所定の薄膜内周内側が開口部となるように前記所定の薄膜内周内側に位置するマスク材料をエッチングするエッチング工程と、
を備えたことを特徴とするマスクの欠陥ホールパターン修正方法。 A thin film forming step of forming a predetermined thin film in a ring shape at a position where the defective hole pattern is formed on the mask;
An etching step of etching a mask material located on the inner periphery of the predetermined thin film so that the inner periphery of the predetermined thin film formed in an annular shape becomes an opening;
A defect hole pattern correcting method for a mask, comprising:
前記エッチング工程において、前記所定のホールパターン外周内側が開口部となるように、前記所定のホールパターン外周内側に位置するマスク材料と前記所定の薄膜をエッチングすることを特徴とする請求項1〜5いずれか記載のマスクの欠陥ホールパターン修正方法。 In the thin film formation step, the inner periphery of the predetermined thin film is formed to be inside the outer periphery of the predetermined hole pattern,
6. The etching step of etching the mask material and the predetermined thin film located inside the predetermined hole pattern outer periphery so that the inner periphery of the predetermined hole pattern is an opening. The defect hole pattern correction method of any one of masks.
前記エッチング工程において、前記所定のホールパターン外周にかかわらず、前記曲線領域に位置するマスク材料と前記所定の薄膜とをエッチングすることを特徴とする請求項6又は7記載のマスクの欠陥ホールパターン修正方法。 In the thin film forming step, the predetermined thin film inner periphery is formed in a square shape with a curved corner.
8. The defect hole pattern correction of a mask according to claim 6 or 7, wherein in the etching step, the mask material located in the curved region and the predetermined thin film are etched regardless of the outer periphery of the predetermined hole pattern. Method.
前記マスクは、電子線露光に用いられるマスクであることを特徴とする請求項1〜8いずれか記載のマスクの欠陥ホールパターン修正方法。 In the thin film formation step, a region where the thin film is formed is irradiated with gallium ions,
9. The method of correcting a defective hole pattern in a mask according to claim 1, wherein the mask is a mask used for electron beam exposure.
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JP2004299466A JP2006114639A (en) | 2004-10-14 | 2004-10-14 | Method of correcting defective hole pattern of mask |
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