JP2008527428A - 交互位相シフトマスクを修復する方法 - Google Patents

Abstract

アンダーカットエッチングを有するＡＰＳＭマスクを修復する方法が開示される。プレート上の欠陥を覆う吸収層、および、プレート上の欠陥の第１の部分が原子間力顕微鏡を用いて除去される。欠陥の第２の部分は、電子ビーム誘起エッチングを用いて除去される。電子ビーム誘起エッチングは、欠陥をエッチングする第１の化学作用を生ずるべく、欠陥の第２の部分の上に第１のガスを導入することと、電子ビームを配置させることとを含む。張出し構造を有する吸収層は、電子ビーム誘起堆積を用いてプレート上に再構築される。プレート上に不透明材料を形成する第２の化学作用を生ずるべくプレート上に第２のガスが導入される。電子ビームは、不透明材料を形成せしめる予め決められた時間プレート上に配置する。一実施例では、エッチングを制御するべく欠陥のプロフィールが測定される。
【選択図】なし

Description

本発明の実施例は、概ねマスク製造分野に関し、より詳しくは、マスク修復方法に関する。

近年位相シフトマスク（ＰＳＭ）技術が光リソグラフィの限界の拡大をけん引している。通常、フォトマスクは、水晶およびクロムの特徴から成る。光は、透明な水晶領域を通り抜け、不透明なクロム領域で遮られる。光がウェーハにあたるところでは、フォトレジストが露光され、クロム領域は、ウェーハ上の特徴として未露光領域を残し、その後の現像プロセスで除去される。形状およびピッチが縮小するにつれ、投影光学系の解像度がレジスト画像の品質を抑制し始める。透明な水晶領域が密接しているせいで、光の強度は非常に大きく、不透明なクロム領域の下でさえ、エネルギーの二乗に比例する。不透明なクロム領域の下の光は、理想的には垂直であるレジストプロフィールの品質に影響を及ぼす。したがって、位相シフト技術は、強度プロフィール、しかるに、より小さな特徴が印刷できるレジストプロフィールの先鋭化を目指す。

ＰＳＭ技術は、クロムの吸収層と１８０度位相シフト水晶板との交互領域を通常用い、ウェーハ上に特徴を形成する交互位相シフト（ＡＰＳ）マスク技術を含む。ＡＰＳマスクは、光学解像度および映像のコントラストを強調し、ウェーハ印刷のためのリソグラフィプロセスの焦点深度を向上させる。

図１は、システム１００を示す。システム１００において、光１０１はＡＰＳマスク１０２を通り抜け、フォトレジスト１０４で覆われたウェーハ１０３に達する。ＡＰＳマスク１０２は、水晶板１０６上にクロムの吸収層の領域１０５を有する。図１に示すように、光１０１は、水晶領域１０７および１０８を通り抜け、吸収層の領域１０５で遮られる。水晶領域１０７および１０８を通過した光１０１は、ウェーハ１０３を覆うフォトレジストの領域１１０に達する。図１に示すように、光１０１で露光されるフォトレジストの領域１１０は、その後、ウェーハ上の特徴としてのフォトレジストの未露光領域１０４を残し、フォトレジスト現像プロセスにおいて除去される。図１に示すように、領域１０７における水晶板１０６の厚みは、光１０１の０度位相に対応し、領域１０８における水晶板１０６の厚みは、光１０１の１８０度位相に対応する。領域１０７および１０８を通過する光１０１の位相がそれぞれ０度から１８０度に変わるとき、ゼロを通過する。光の振幅の二乗に比例する光の強度も同様にゼロを経てウェーハ上に暗く鮮明な線をなす。しかしながら、ＡＰＳ１０２マスクの領域１０７および１０８を透過する光１０１の強度は、例えば、図１Ａに示すような側壁により光１０１が散乱するため、アンバランスである。ＡＰＳマスクにおける強度のアンバランスは結果として解像度エラー、位相エラー、ウェーハ上の位置エラーを生じる。

図１Ｂは、ＡＰＳマスク１２１を示す。ＡＰＳマスク１２１において、クロムの吸収層１２５の上にある水晶板１２６がエッチングされてアンダーカット１２４ができ、ＡＰＳマスク１２１における光１２２の強度アンバランスを防ぐ。一般的に、等方性ウェットエッチングを用いてアンダーカット１２４を形成する。図１Ｂに示すように、アンダーカット１２４は、吸収層１２５内に張出し構造を形成する。張出し構造は、吸収層１２５を支持するのに十分な水晶がないため、吸収層１２５が剥がれる原因となりうる。特に、０度から１８０度の位相トレンチの間でアンダーカット１２４が水晶板１２６の幅より大きい場合、吸収層１２５は剥がれる可能性がある。

図２Ａから図２Ｃは、ＡＰＳマスク２００上の様々なタイプの欠陥を示す。図２Ａは、水晶のプレート２０１上にクロムの吸収層２０２を有するＡＰＳマスク２００を示す。図２Ａは、トレンチ２０４の側壁に隣接する水晶の隆起を含む欠陥２０３を示す。図２Ｂは、トレンチ２０４の底部における水晶の隆起を含む欠陥２０５をもつＡＰＳマスク２００を示す。図２Ｃは、水晶のプレート２０１上にクロムの吸収層２０２の欠損部分２０６を有するＡＰＳマスク２００を示す。

現在、ＡＰＳマスク内でアンダーカットおよび張出し構造を維持する、図２Ａおよび２Ｂに示されるような欠陥２０３および２０５を修復するための技術はない。一般的に、欠陥２０３および２０５を除去するためには、ガリウムイオンを有する集束イオンビーム（ＦＩＢ）が用いられる。しかしながら、ＦＩＢは、図３Ａに示すような、水晶のプレート２０１におけるトレンチ２０４の側壁および底部にガリウムのしみ３０１を生じる。ガリウムのしみは、透過損失の原因となり、ＡＰＳマスクの補修後処置を必要とする。また、図３Ａに示すように、ＦＩＢは、上述のＡＰＳマスクにおける光強度のアンバランスを招く吸収層の隆起を取り除いている。

図２Ｂの欠陥２０５を除去する他の方法は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）チップ３０２を用いてトレンチ２０４の底部の欠陥２０５を機械的に除去する。図３Ｂに示すように、ＡＦＭチップ３０２は、プレート２０１におけるトレンチ２０４の大きさがＡＦＭチップ３０２より実質的に大きい場合のみ、欠陥２０５を切除する。また、ＡＦＭチップ３０２がテーパ状なので、トレンチ２０４の側壁を損傷するか、または、図３Ｂに示すように、トレンチ２０４の中まで達して欠陥２０５を完全に除去できない可能性がある。さらに、ＦＩＢ同様に、ＡＦＭチップは、図３Ｂに示すように、アンダーカットを破壊している吸収層の張出しを除去する。上述したことすべてがＡＰＳマスク内で光強度のアンバランスを引き起こす。

以下の説明において、特定の材料、化学作用、要素の面積などの数々の具体的な詳細は、本発明の１つまたはそれ以上の実施例を完全に理解すべく記載される。しかしながら、本発明の１つまたはそれ以上の実施例は、それら具体的な詳細がなくとも実施できることは、当業者にとっては明らかである。また、本説明を不必要に曖昧にしないよう、半導体製造プロセス、技術、材料、装置などは、それほど詳しく説明していない。当業者であれば、本願明細書中の説明以上の説明がなくとも適切な機能を実施できるであろう。

本発明の実施例が添付の図面により示されるが、このような実施例は例示に過ぎず、本発明を限定するものではないこと、また、本発明は、記載される特定の構成および配置に限定されるものでないことが理解されるべきであり、当業者であれば、変更が可能である。

明細書中の「一実施例（one embodiment）」、「他の実施例」または「一実施例（an embodiment）」は、実施例に関連して述べられる特定の特徴、構造、または、特性が本発明の少なくとも１つの実施例に含まれることを意味する。したがって、明細書中を通じていたるところで見られる「一実施例では（one embodiment または an embodiment）」という句は、必ずしもすべてが同じ実施例を指すものではない。さらに、特定の特徴、構造、または、特性は、１つまたはそれ以上の実施例において、任意の適切なやり方で組み合わされてよい。

さらに、単一の開示の特徴の中に発明の側面すべて含まれているわけではない。したがって、詳細な説明に続く特許請求の範囲は、詳細な説明に明確に組み込まれ、各特許請求の範囲は、本発明の個別の実施例として成り立っている。本発明は、いくつかの実施例の観点から説明されているが、当業者であれば、本発明は記載された実施例に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲内での修正および変更が可能であると理解できよう。このように、本明細書中の記載は、限定ではなく例示として見なされるべきである。

本願明細書においては、光の位相および強度バランスを維持する交互位相シフト（ＡＰＳ）マスクを修復する方法が記載されている。方法は、光強度のバランスをとるエッチングアンダーカット構造を有するマスク上の欠陥を修復する工程を含む。特に、方法は、吸収層（吸収体）を支持するプレートのアンダーカット領域における欠陥を除去する工程と、マスクのプレート上に張出し構造を有する吸収層を再構築する工程とを含む。一実施例では、まず、欠陥を覆う吸収層が原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）チップ、電子ビーム（ｅ−ビーム）またはその組み合わせを用いて除去される。欠陥は、第１の化学反応による電子ビーム誘起エッチングを用いてプレートから除去される。さらに、第２の化学反応による電子ビーム誘起堆積を用いてプレート上に不透明材料を再堆積することにより、該プレート上に張出し構造を有する吸収層が再構築される。一実施例では、プレート上に欠損した吸収体を有する欠陥を修復すべく、不透明材料の電子ビーム誘起堆積が用いられる。一実施例では、マスクのプレート上の欠陥の三次元（３Ｄ）プロフィールが欠陥の除去を制御すべく生成される。本願明細書に記載される方法は、マスクを損傷せず、マスクにおける透過損失を生じさせないので、マスクの修復後処置を必要としない。本願明細書中に記載される方法は、実質的に小さい面積および小さい欠陥を有するマスクを修復できる実質的に高い空間分解能を提供する。

図４Ａは、本発明の一実施例に従う、プレート４０２におけるトレンチ４０３の側壁に隣接する欠陥４０７を覆う吸収体４０１を機械的に除去するためにチップ４１０を用いるＡＰＳマスク４００の側面図４４０である。図４Ａに示すように、ＡＰＳマスク４００は、プレート４０２にエッチングされる隣接するトレンチ４０３および４０４を有する。プレート４０２内の各トレンチ４０３および４０４は、図４Ａに示すようなプレート４０２には支持されないトレンチ上に吸収体４０１の一部を含むアンダーカット（張出し）構造４０６を有する。張出し構造４０６は、例えば、トレンチ４０３および４０４の側壁からプレート４０２を透過する光４０５の散乱を減少させることにより、光４０５の強度のバランスをとるよう形成される。一実施例では、ＡＰＳマスク４００のプレート４０２は、光４０５を透過するいかなる材料であってよく、プレート４０２上の吸収体４０１は、光４０５を遮るいかなる材料であってよい。さらに詳しくは、ＡＰＳマスク４００のプレート４０２の材料は、水晶、ガラス、またはその任意の組み合わせであってよい。プレート４０２上の吸収体４０１は、クロム、窒化タンタル、ケイ化モリブデン、またはそれらの任意の組み合わせであってよい。一実施例では、プレート４０２を透過しかつ吸収体４０１を透過しない光４０５は、超紫外線、紫外線、Ｘ線、または、それらの任意の組み合わせであってよい。一実施例では、プレート４０２上の吸収体４０１における開口部それぞれの幅４１１は、ほぼ１００ｎｍから５００ｎｍの範囲である。プレート４０２およびトレンチ４０３を透過する光４０５の位相がプレート４０２およびトレンチ４０４を透過する光４０５の位相に関し１８０度ずれているようにトレンチ４０３の深さはトレンチ４０４の深さと関係している。一般的に、プレート４０２を透過した光４０５の位相（Δθ）の変化は、以下の式に従う、プレート４０２の材料の屈折率、プレート４０２にエッチングされたトレンチの深さ、および、光４０５の波長に依存する。
Δθ〜２π（ｎ−１）ｄ／λ
ここでは、λは、光の波長であり、ｎは、プレート４０２の材料の屈折率であり、ｄは、プレート４０２にエッチングされたトレンチの深さである。屈折率ｎは、プレート４０２の材料、および、光４０５の波長に依存する。例えば、ステッパからの波長１９３ｎｍを有する光４０５では、水晶の屈折率は約１．５５である。一実施例では、トレンチ４０３および４０４のそれぞれの深さは、上記の式に従い計算されてよい。各アンダーカット構造４０６は、トレンチの側壁からそれぞれの吸収体のエッジまで測定された長さ４１３を有する。一実施例では、アンダーカット構造４０６のそれぞれの長さ４１３は、約２０ｎｍから１５０ｎｍの範囲である。より詳しくは、各アンダーカット構造４０６の長さ４１３は、３０ｎｍから６０ｎｍの範囲であってよい。ＡＰＳマスク４００のトレンチ４０３および４０４とアンダーカット構造４０６とは、マスク製造における当業者にとり既知の技術の一つを用い、ウェットエッチング、ドライエッチング、または、その組み合わせにより形成されてよい。一実施例では、水晶のプレート４０２におけるクロムの吸収体４０１の厚み４１４は、ほぼ５０ｎｍから１５０ｎｍの範囲である。一実施例では、クロムの吸収体４０１の下の水晶のプレート４０２上の欠陥４０３は、マスク製造プロセスおよびリソグラフィウェーハ印刷必要条件に依存する、ほぼ２０ｎｍから数百ナノメートルの範囲の大きさ、例えば２０ｎｍから９００ｎｍの大きさを有する水晶隆起であってよい。

さらに、吸収体４０１は、チップ４１０を用いて吸収体４０１を貫通し欠陥４０７に至るまで機械的に切断される。吸収体４０１を貫通した切断の後、チップ４１０の側壁がトレンチ４０３の側壁と接触するまで、チップ４１０は欠陥４０７をさらに切り進めていく。一実施例では、水晶のプレート４０２上の欠陥４０７を覆うクロムの吸収体４０１を切断するチップ４１０は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）のチップである。ＡＦＭは、チップによりもたらされる高さ情報に基づき切断する厚みを制御し、また、ＡＦＭのエレクトロニクスを制御するためのスキャンツールとして使用できる。チップ４１０の消耗を最小限にすべく、毎秒約１ミクロンのスキャン速度を用いてよい。ＡＦＭチップのパス（送り）ごとに、吸収体４０１は約１ｎｍずつ切断される。一実施例では、欠陥４０７を覆う約５０ｎｍから１００ｎｍの範囲の厚みを有するクロムの吸収体４０１を除去すべく、原子間力顕微鏡チップは、吸収体４０１の上を約１００から１５０歩送られてよい。一実施例では。吸収体４０１の部分４１２がプレート４０２の上部４３２の一部から除去されることにより、その後プロセス中に吸収体を再構築する十分なスペースが提供され得る。より詳しくは、プレートにより支持される部分４１２は、約１０ｎｍから５０ｎｍの範囲内であってよい。

吸収体４０１の除去後、チップ４１０は、欠陥４０７を予め決められた深さまで切り進めていくことにより、欠陥４０７を覆う吸収体４０１が完全に除去されることを確実にする。一実施例では、チップ４１０が水晶の欠陥４０７をほぼ３ｎｍから１５ｎｍの範囲である予め決められた深さまで切断してよい。一実施例では、チップ４１０は、フロリダ州デルレイビーチにあるＲＡＶＥ社製の機械加工装置であるＡＦＭの６５０ｎｍおよび１３００ｎｍのチップであってよく、吸収体４０１および欠陥４０７の一部を機械的に切断することができる。

次に、吸収体４０１および欠陥４０７の一部を機械的に切断した結果生じ得る残骸４１５が除去される。残骸４１５は、ＡＦＭチップのパス間で除去されてよく、その後、吸収体４０１および欠陥４０７の一部の切断を終了する。残骸４１５の除去は、ＡＰＳマスク４００の表面から残骸４１５をまず離し、その後ＡＰＳマスク４００から残骸をクリーングすることにより為し得る。一実施例では、ＡＰＳマスク４００の表面から残骸４１５を除去することは、ガスの流れを利用することにより実行されてよい。一実施例では、ドライアイス粒子を含む臨界状態における炭酸ガスが吸収体４０１および欠陥４０７の一部を切断した結果生じる残骸を除去するために用いられる。

図４Ｂは、本発明の他の実施例に従う、プレート４０２の欠陥４０７を覆う吸収体４０１を除去するために電子ビーム４２０を用いるＡＰＳマスク４００の側面図４４１である。欠陥４０７を覆う吸収体４０１を除去する工程は、吸収体４０１をエッチングすることにより実行される。ここでのエッチングは、図４Ｂに示すような電子ビーム４２０により誘発されるエッチングである。電子ビーム４２０の近くに前駆ガス４３０が投与される。図４Ｂに示すように、電子ビーム４２０は、エッチングされるべき吸収体４０１の一部４３１に集中する。電子ビーム４２０は、吸収体４０１の部分４３１をエッチングする化学反応を誘発させる。エッチングは、前駆ガス４３０と吸収体４０１の材料との間で結果として揮発性生成物を生じる化学反応によって為し得る。一実施例においては、吸収体４０１の部分４３１をエッチングする前駆ガス４３０は、酸素を含む。他の実施例においては、部分４３１をエッチングする前駆ガス４３０は、塩素を含む。一実施例では、部分４３１をエッチングする前駆ガス４３０は、酸素、塩素、例えばＸｅＦ_２（２フッ化キセノン）などのフッ素含有ガス、または、それらの組み合わせである。ここでは、吸収体４０１は、窒化タンタル、クロム、ケイ化モリブデン、または、それらの組み合わせである。

チップ４１０による吸収体４０１の機械的切断に対する電子ビーム４２０による吸収体４０１のエッチング選択は、プレート４０２の材料に関する吸収体４０１の材料の除去選択度に依存する。プレート４０２の材料に対する吸収体４０１の材料の除去選択度がより高いということは、除去プロセスのスピードがプレート４０２と吸収体４０１との間の界面で実質的に落ちるよう、吸収体４０１がプレート４０２の材料より実質的に早く除去されることを意味する。ＡＦＭチップに対する電子ビームの使用も、吸収体を除去する間の基板への最少の損傷に基づいて決定される。一実施例では、水晶のプレート４０２における欠陥４０７の上の窒化タンタルの吸収体４０１は、電子ビーム４２０を用いて除去される。他の実施例では、水晶のプレート４０２における欠陥４０７の上のクロムの吸収体４０１は、チップ４１０による機械的切断により除去される。

一実施例では、電子ビームの使用に先立ち、ＡＰＳマスク４００の表面から炭化水素が除去される。炭化水素が除去されるのは、その後、欠陥４０７のエッチングを防ぐ炭素分子を生成するプロセスにおいて電子ビームにより活性化されるからである。ＡＰＳマスク４００の表面から炭化水素を除去するには、炭化水素の量に従い、酸を用いたウェットクリーニング、オゾンを用いたドライクリーニング、または、それらの組み合わせを用いることができる。一実施例では、ＡＰＳマスク４００の表面は、９６％の硫酸で約１０分間クリーニングした後、オゾンにより約４から５分クリーニングする。炭化水素を表面からクリーニングする技術は、マスク製造の当業者にとり既知である。次に、ＡＰＳマスク４００のプレート４０２の上の欠陥４０７が電子ビーム誘起エッチングにより除去される。

図４Ｃは、発明の一実施例に従う、プレート４０２におけるトレンチ４０３の側壁に隣接する欠陥４０７を除去するために電子ビーム４２０が用いられる、ＡＰＳマスク４００の側面図４４２である。欠陥４０７の上の電子ビーム４２０近くに前駆ガス４２１が投与される。図４Ｃに示すように、電子ビーム４２０は、エッチングされるべき欠陥４０７の一部に集中する。電子ビーム４２０は、欠陥４０７をエッチングする化学反応を誘発する。エッチングは、結果として揮発性生成物を生じる前駆ガス４２１と欠陥４０７の材料との間の化学反応により為し得る。一実施例では、図４Ａを参照して上述したように、チップ４１０を用いて欠陥４０７の第１の部分を除去した後、欠陥４０７の第２の部分が電子ビーム４２０を用いて除去される。他の実施例では、図４Ｂを参照して上述したように、欠陥４０７の上の吸収体４０１がガス４３０を伴う電子ビーム４２０より除去された後、欠陥４０７は、電子ビーム４２０を用いて除去される。

図５は、本発明の一実施例に従う、欠陥の電子ビーム誘起エッチングの概略図５００である。前駆ガス５０１は、集束電子ビーム５０３近くのノズル５０２を介し導入される。一実施例では、ノズル５０２における前駆ガス４２１の圧力は、電子ビーム５０３の機能性を維持すべく制御される。前駆ガス分子５０４は、欠陥５０５の表面で吸着され、電子ビーム５０３により化学反応が誘発される。図５に示すように、欠陥５０５の表面にあたる電子ビーム５０３の一次電子は、二次電子放出５０７を生じる。二次電子放出５０７は、欠陥５０５の表面で吸着された分子５０４からイオンおよびラジカル５０８を生成する。二次電子放出５０７により生成されたイオンおよびラジカル５０８は、欠陥５０５の材料の原子および分子を含む揮発性生成物５０６を形成する化学反応により欠陥５０５の表面をエッチングする第１の化学作用を生じる。

図４Ｃに戻り、一実施例では、水晶の隆起の欠陥４０７をエッチングすべく、例えば２フッ化キセノン（ＸｅＦ_２）を含むフッ素（Ｆ）を含む前駆ガス４２１が使用される。電子ビーム４２０の電圧は、エッチング表面の荷電を制限すべく選択される。一実施例では、欠陥４０７の表面から約１の総電子収率を提供するための、欠陥４０７をエッチングする電子ビーム４２０の電圧は約０．８キロボルト（ｋＶ）から１．５ｋＶの範囲内にあり、電子ビームの半径は、約２ｎｍから６ｎｍの範囲内にある。より詳しくは、ＡＰＳマスク４００のプレート４０２における水晶の隆起の欠陥４０７を除去する電子ビーム４３０の直径は、約５ｎｍであり、電子ビームの電圧は、約１ｋＶである。欠陥４０７を除去すべく、電子ビーム４２０は、エッチングされるべき欠陥４０７の一部の上に予め決められた時間配置され、その後、ラスタスキャンまたは蛇行スキャンを実行して欠陥４０７の上を直線に沿って予め決められた歩幅だけ次のポイントへ移動し、結果として欠陥全体を電子ビームスキャンする。電子ビームのラスタスキャンおよび蛇行スキャン技術は、マスク製造の当業者にとって既知である。１フレーム（ループ）は、全欠陥にわたる電子ビーム４２０のシングルスキャン（パス）に対応する。次に、全欠陥４０７がＡＰＳマスク４００のプレート４０２からエッチングにより取り除かれるまで、欠陥の一部の上に電子ビーム４２０を配置することと、電子ビーム４２０を予め決められた歩幅移動することとが継続的に繰り返される。一実施例では、各ラインスキャン間の時間（ラインリフレッシュ時間）、および、各フレームスキャン間の時間（フレームリフレッシュ時間）は、欠陥４０７の表面に前駆ガス４２１の分子を吸着させるのに十分の長さである。より詳しくは、約２０ｎｍから１００ｎｍの大きさを有する水晶の欠陥４０７をエッチングするためのラインリフレッシュ時間およびフレームリフレッシュ時間は、それぞれ１００マイクロ秒（μ秒）より長い。一般的には、ループが長いほど、フレームリフレッシュ時間は短くなる。一実施例では、電子ビーム４２０を移動させるための予め決められた歩幅は、予め決められた歩幅を定義する隣接する画素同士が重複しないように欠陥４０７上で次のポイントに移動する。より詳しくは、欠陥４０７上において電子ビーム４２０を次のポイントに移動する予め決められた歩幅は、ほぼ２ｎｍから１０ｎｍの範囲内にある。各画素の大きさは、電子ビーム４２０が配置する時間内にエッチングする欠陥４０７の部分に対応する。欠陥４０７上の電子ビーム４２０のスキャンを制御するパラメータは、欠陥の大きさに依存する。一実施例では、欠陥４０７の電子ビーム誘起エッチングを実行する前に、欠陥４０７の三次元プロフィールが生成されてよい。一実施例では、欠陥４０７のプロフィールは、ＡＦＭに基づくシステムを用いて生成されてよい。

図６は、本発明の一実施例に従う、マスクのプレートにおける欠陥の三次元プロフィールを測定するＡＦＭに基づくシステムのブロック図６００である。図６に示すように、ＡＦＭのチップ６０１は、欠陥６０２の表面をマッピングすべく、マスク６０４のプレート６０３上の欠陥６０２の表面上をスキャンする。図６に示すように、一実施例では、スキャナ６０５は、チップ６０１を欠陥６０２の表面上で２つの水平方向Ｘ、Ｙ、および、１つの垂直方向Ｚに移動させる。他の実施例では、チップ６０１は静止し、マスク６０４がその下でスキャンされてもよい。図６に示すような運動センサ６０６がチップ６０１に結合される。運動センサ６０６は、通常は固体中の原子間力の範囲内である、チップ６０１と欠陥６０２の表面との間の力を検知する。運動センサ６０６は、力の定数を保持すべく、スキャナ６０５に訂正信号を供給する。図６に示すように、コントローラエレクトロニクス６０７は、コンピュータ６０８、スキャナ６０５、および、運動センサ６０６の間の接続を提供する。コントローラエレクトロニクス６０７は、スキャナ６０５を制御する電圧を供給し、運動センサ６０６から信号を受け入れ、欠陥６０２の表面とチップ６０１との間の力を一定に保つためのフィードバックコントロールシステムを含む。図６に示すように、コンピュータ６０８は、コントローラエレクトロニクス６０７および運動センサ６０６に結合されることによりシステム６００を駆動し、マスク６０４のプレート６０３上の欠陥６０２の三次元プロフィールを生成するデータを処理し、表示し、かつ、分析する。

他の実施例では、欠陥４０７のＸ−Ｙ画像は、電子または光学顕微鏡を用いて得られ、欠陥の高さは、原子間力顕微鏡を用いて得られる。

図４Ｃに戻り、欠陥４０７をエッチングする電子ビーム４２０のパラメータは、欠陥のプロフィール、例えば、図６を参照して上述したＡＦＭに基づく技術により生成される三次元プロフィールを用いて定義されてよい。欠陥４０７の一部のエッチングを誘発する電子ビーム４２０により提供される電子の線量は、電子ビーム４２０の累積配置時間と電子ビーム４２０の電流との積として定義される。電子ビームにおいて同じ線量の電子を生成すべく、配置時間が長いほど、補償される電流は小さくなり得る。一般的には、電子ビームの電流が小さいほど電子ビーム全体をよく制御でき、結果として、電子ビームの直径はより小さくなる。欠陥４０７の一部の上に電子ビーム４２０が配置される時間は、欠陥４０７の一部の高さに依存し、エッチングの深さを制御するのに用いることができる。一実施例では、ほぼ２０ｎｍから１００ｎｍの範囲内の大きさを有する水晶の欠陥４０３をエッチングすべく電子ビーム４２０のソースに供給される電流は、ほぼ１５ピコアンペア（pＡ）から４０pＡの範囲内であり、配置時間は、ほぼ１ミクロン秒から１０ミクロン秒の範囲内である。一実施例では、配置時間と欠陥の大きさとを関連付けるべく修復ボックスが用いられてよい。各修復ボックスは、先に述べたような方法の１つにより生成される欠陥４０７の三次元プロフィール（マップ）から導出され得る欠陥４０７の一部の大きさに対応する面積を有する。一実施例では、ＡＰＳマスク４００上の異なるタイプの欠陥に対し、異なる修復ボックスが生成される。対象の大きさを定義する修復ボックスの生成は、顕微鏡画像マッピングの当業者にとっては既知の技術である。一実施例では、ＡＰＳマスク４００のプレート４０２における欠陥４０７の電子ビーム誘起エッチングを実行すべく、例えば、ドイツのＮａＷｏＴｅｃ−Ｃａｒｌ Ｚｅｉｓｓ製のＭｅＲｉＴ ＭＧ（登録商標）電子ビームシステムなどの任意の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）に基づく電子ビーム装置を用いてよい。次に、張出し構造を有する吸収層（吸収体）は、ＡＰＳマスク４００のプレート４０２上に再構築される。

図４Ｄは、本発明の一実施例に従う、プレート４０２の上に張出し構造４２５を有する吸収体４２３を再構築するために電子ビーム４２０が用いられる、ＡＰＳマスク４００の側面図４４３である。図４Ｄに示すように、吸収体４０１に隣接するプレート４０２の表面４２４上の電子ビーム４２０の近くに前駆ガス４２２が投与される。図４Ｄに示すように、プレート４０２の表面４２４上に電子ビーム４２０を集束させることにより、プレート４０２に材料が堆積される。一実施例では、電子ビーム４２０を用いるプレート４０２の表面２４２４に堆積される材料は、ＡＰＳマスク４００をクリーニンする間保護されているいかなる不透明材料であってよい。一実施例では、電子ビーム４２０を用いるプレート４０２の表面４２４に堆積される材料は、Ｘ線、超紫外線（ＥＵＶ）、紫外線（ＵＶ）、または、それらの組み合わせである放射線を透過しないいかなる材料であってよい。他の実施例では、張出し構造４２５を有する吸収体４２３は、集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いてプレート４０２の表面４２４上に堆積される。

図７は、本発明の一実施例に従う、電子ビーム誘起堆積を用いたＡＰＳマスクのプレート上への張出し構造を有する吸収層の堆積７００を示す概略図である。前駆ガス７０１は、集束電子ビーム７０３近くのノズル７０２を介し導入される。図７に示すように、プレート７０５の表面に導入された前駆ガス７０１の分子７０４は、プレート７０５における吸収体層７０８の材料の分子および原子を堆積させ、残留ガス７０６を生ずる電子ビーム７０３の一次電子により分解される。

図４Ｄに戻り、一実施例では、吸収体４２３を堆積すべく、金属を含む前駆ガス４２２が用いられてよい。他の実施例では、前駆ガス４２２は、炭素を含む。さらに他の実施例では、前駆ガス４２２は、金属、例えば炭化水素などの炭素、および、その組み合わせを含んでよい。一実施例では、吸収体４２３を堆積させる前駆ガス４２２は、例えば、メチルシクロペンタジエニル白金（ＣＨ_３Ｃ_５Ｈ_４）Ｐｔ（ＣＨ_３）_３などのＰｔ−ＣＨを含む。電子ビーム４２０は、Ｐｔ−ＣＨの前駆ガスをＨ_２、ＣＨｘフラグメントおよび白金−炭素化合物に解離せしめる。電子ビーム４２０により誘発される解離の結果として、水素ガス（Ｈ_２）および他の揮発性副産物が表面４２４から消滅し、白金−炭素、および、他の炭素化合物である不揮発性副産物がプレート４０２の表面４２４に堆積する。他の実施例では、吸収体４２３を堆積させる前駆ガス４２２は、例えば、Ｗ（ＣＯ）_６、ＷＦ_６、メタン、などのタングステンカルボニル、または、それらの組み合わせを含む。一実施例では、表面４２４に張出し構造４２５を有する吸収体４２３は、光を完全に遮るのに十分な厚みを有する。一実施例では、表面４２４上に張出し構造４２５を有する吸収体４２３の厚みは、ほぼ１００ｎｍから５００ｎｍの範囲内にある。電子ビーム４２０の電圧は、マスク４０２の表面の荷電を制限するのに用いられる。一実施例では、吸収体４２３を堆積する電子ビーム４２０の電圧は、ほぼ０．８キロボルト（ｋＶ）から１．５ｋＶの範囲内にあり、より詳しくは、約１ｋＶである。一実施例では、マスク４０２が小さい荷電を有する、例えば、コンタクト層マスクであれば、電子ビーム４２０の電圧は、少なくとも１ｋＶである。一般的には、電子ビーム４２０の電圧が高いほど高い分解能が提供される。電子ビーム４２０は、予め決められた時間プレート４０２の表面４２４の上に配置され、それから、プレート４０２の表面４２４の上にある次のポイントへと画素間隔により定義される予め決められた歩幅だけ移動する。予め決められた厚みを有する吸収層４２３が表面４２４に形成されるまで、電子ビーム４２０の配置と移動とが継続的に繰り返される。一実施例においては、吸収体４２３の張出し構造４２５は、プレート４０２の表面４２４により支持されない。電子ビーム４２０の配置および移動は、欠陥４０７のエッチングに関し前述したようなラスタスキャン技術、または、蛇行スキャン技術を用いて実行してよい。一実施例では、張出し構造４２５を有する吸収体４２３の堆積に対する電子ビーム４２０のフレームリフレッシュ時間は、エッチングのフレームリフレッシュ時間より短い。一実施例では、電子ビーム４２０の予め決められた配置時間は、十分長く、表面４２４に沿い１つのポイントから次のポイントへと電子ビーム４２０が移動する予め決められた歩幅は、不透明材料を形成すべく表面４２４に堆積される分子の化学結合をもたらすに十分な小ささである。さらに詳しくは、表面４２４の１つのポイント上に電子ビーム４２０が配置される予め決められた時間は、ほぼ１ミクロン秒から１０ミクロン秒の範囲内であり、表面４２４に沿い１つのポイントから次のポイントへと電子ビーム４２０が移動する予め決められた歩幅は、ほぼ１ｎｍから１０ｎｍの範囲内である。一実施例では、ＡＰＳマスク４００は、入射する電子ビームに対し任意の角度で配置されることにより、吸収体４２３は、ＡＰＳマスク４００の表面４２４に対しいずれの角度および向きで形成されてもよい。一実施例では、表面４２４上に堆積される吸収体４２３の張出し構造４２５は、１ミクロンメートルまでの長さであってよい。さらに詳しくは、表面４２４に堆積する吸収体４２３の張出し構造４２５の長さは、ほぼ１０ｎｍから１５０ｎｍの範囲内であってよい。

図８は、本発明の他の実施例に従う、プレート４０２内のトレンチ７０３および７０４の両側に張出し構造７０２を有する、失われた吸収体７０１を再構築するために電子ビーム４２０が用いられる、ＡＰＳマスク４００の側面図８００である。

張出し構造７０２を有する失われた吸収体７０１は、電子ビーム４２０を用いて再構築される。失われた吸収体７０１の再構築は、図４Ｄを参照して前述したプロセスを用い、光を遮断する予め決められた厚みを有する不透明材料の電子ビーム誘起堆積により達成される。

他の実施例では、上述の方法は、マスク内の様々なタイプの欠陥を修復するために用いられ得る。欠陥は、マスクの様々な場所、例えば、張出しの下、プレートのくし状部の底、基板のくし状部の端、あるいは、それらの組み合わせにおけるマスクの失われた吸収体、不要な吸収体、基板（プレート）の欠陥を含む。他の実施例では、上述の方法は、様々な用途のマスク、例えば、超紫外線（ＥＵＶ）マスク、電子投影リソグラフィ（ＥＰＬ）マスク、低エネルギーＥＰＬ（ＬＥＥＰＬ）マスク、インプリントリソグラフィマスク、または、そのいずれかの組み合わせを修復するために用いられる。

本発明が、添付の図面によって例示されるがこれに限定されない。同様の参照符号は同様の構成要素を示す。

光がＡＰＳマスクを通過してウェーハに到達する典型的な従来技術のシステムを示す。 ＡＰＳマスクにおける様々な従来技術の欠陥のタイプを示す。 ＡＰＳマスク上の欠陥を除去する従来技術の方法を示す。 本発明の一実施例に従う、欠陥を覆う吸収体を機械的に除去するためにチップを用いるＡＰＳマスクの側面図である。 本発明の一実施例に従う、欠陥を覆う吸収体を機械的に除去するために電子ビームを用いるＡＰＳマスクの側面図である。 本発明の一実施例に従う、欠陥を除去するために電子ビームを用いる図４Ａおよび４Ｂに類似した図である。 本発明の一実施例に従う、張出し構造を有する吸収体を再構築するために電子ビームを用いる、図４Ｃと類似した図である。 本発明の一実施例に従う、ＡＰＳマスクのプレートにおける欠陥の電子ビーム誘起エッチングを示す。 本発明の一実施例に従う、ＡＰＳマスクのプレートにおける欠陥の三次元プロフィールを測定するＡＦＭに基づくシステムのブロック図である。 本発明の一実施例に従う、電子ビーム誘起堆積を用いてＡＰＳマスクのプレート上への張出し構造を有する吸収層の堆積を示す図である。 本発明の他の実施例に従う、張出し構造を有する失われた吸収体を再構築するために電子ビームを用いるＡＰＳマスクの側面図である。

Claims (35)

1. マスクを補修する方法であって、
   プレートの欠陥上の吸収層を除去する工程と、
   電子ビームを用い、前記プレート上の欠陥を除去する工程と、
   前記プレート上に張出し構造を有する前記吸収層を再構築する工程と、
   を含む方法。
2. 前記吸収層を除去する工程は、原子間力顕微鏡のチップを用い、前記吸収層を前記プレートに至るまで切断することを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記吸収層を除去する工程は、電子ビーム誘起エッチングすることを含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記欠陥を除去する工程は、
   前記欠陥の第１の部分を切断する工程と、
   前記欠陥の第２の部分を第１の化学反応によりエッチングする工程であって、該エッチングは、前記電子ビームにより誘起される工程と、
   を含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記プレート上の欠陥は、水晶を含み、前記第１の化学反応は、フッ素を含むガスを用いて生じる、請求項４に記載の方法。
6. 前記プレート上の欠陥を除去する工程を制御すべく、前記プレート上の欠陥のプロフィールを生成する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記吸収層を再構築する工程は、第２の化学反応を用いて前記プレート上に材料を堆積させることを含み、該堆積は、電子ビームにより誘起される、請求項１に記載の方法。
8. 前記第２の化学反応は、金属炭水化物を含むガスを用いて生じる、請求項７に記載の方法。
9. 前記材料は放射線を通さず、該放射線は、Ｘ線、超紫外線、紫外線、および、そのいずれかの組み合わせからなるグループから選択される、請求項７に記載の方法。
10. 前記張出し構造は、ほぼ２０ｎｍから１５０ｎｍの範囲の長さを有する、請求項１に記載の方法。
11. 前記吸収層は、ほぼ５０ｎｍから１００ｎｍの範囲の厚みを有する、請求項１に記載の方法。
12. 前記吸収層は、クロムを含む、請求項１に記載の方法。
13. 前記吸収層は、窒化タンタルを含む、請求項１に記載の方法。
14. 位相シフトマスクを補修する方法であって、
    プレートにおける欠陥上の吸収層を除去する工程と、
    前記プレートにおける欠陥のプロフィールを測定する工程と、
    前記プレートにおける欠陥を電子ビームを用いてエッチングする工程であって、該エッチングを制御すべく前記プロフィールを利用する工程と、
    を含む方法。
15. 前記電子ビームを用い、張出し構造を有する前記吸収層を前記プレート上に再構築する工程をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記吸収層を除去する工程は、原子間力顕微鏡のチップを用い、前記吸収層を前記プレートに至るまで切断することを含む、請求項１４に記載の方法。
17. 前記吸収層を除去する工程は、電子ビーム誘起エッチングを含む、請求項１４に記載の方法。
18. 前記欠陥のプロフィールを測定する工程は、
    前記原子間力顕微鏡チップを用い、前記欠陥の高さを測定することと、
    前記プレート上の欠陥の一部の大きさに対応する面積を有する修復ボックスを生成することと、
    を含む、請求項１４に記載の方法。
19. 前記プレート上の欠陥をエッチングする工程は、
    前記欠陥のプロフィールにより定義された予め決められた期間、前記プレート上の欠陥の一部の上に電子ビームを配置することと、
    前記欠陥に沿い、前記電子ビームをスキャンすることと、
    を含む、請求項１４に記載の方法。
20. 前記電子ビームをスキャンすることは、ラスタスキャンの実行を含む、請求項１９に記載の方法。
21. 前記電子ビームをスキャンすることは、蛇行スキャンの実行を含む、請求項１９に記載の方法。
22. 炭素を含む１つまたはそれ以上の材料を除去すべく、前記電子ビームを用いて前記欠陥をエッチングする前に、前記プレートの表面をクリーニングする工程をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
23. 交互位相シフトマスクを修復する方法であって、
    前記プレート上の欠陥を覆う吸収層を機械的に除去する工程と、
    前記プレート上の前記欠陥の第１の部分を機械的に除去する工程と、
    前記プレート上の前記欠陥の第２の部分をエッチングする工程であって、該エッチングは、電子ビームにより誘起される工程と、
    前記プレート上に張出し構造を有する前記吸収層を再堆積させる工程であって、該再堆積は、電子ビームにより誘起される工程と、
    を含む方法。
24. ガスを用いて前記プレートの表面から残骸を除去する工程をさらに含む、請求項２３に記載の方法。
25. 前記欠陥の前記第２の部分をエッチングする前に前記プレートの前記表面をクリーニングして炭化水素を除去する工程をさらに含む、請求項２３に記載の方法。
26. 前記欠陥の前記第２の部分をエッチングする工程は、
    前記欠陥をエッチングする第１の化学反応を生じさせるべく、前記プレートの前記欠陥の前記第２の部分全体に第１のガスを導入することと、
    前記プレート上の前記欠陥の前記第２の部分の上に前記電子ビームを第１の予め決められた時間配置することと、
    前記欠陥の前記第２の部分の前記表面に沿い、前記電子ビームを第１の予め決められた歩幅だけ前記欠陥の前記第２の部分の前記表面上の次のポイントに移動させることと、
    を含む請求項２３に記載の方法。
27. 前記電子ビームの配置と前記電子ビームの移動とは前記欠陥の前記第２の部分が除去されるまで継続的に繰り返される、請求項２６に記載の方法。
28. 前記電子ビームを配置する前記第１の予め決められた時間は、前記プレート上の前記欠陥の前記第２の部分をエッチングする前記第１の化学反応に対し十分な時間である、請求項２６に記載の方法。
29. 前記第１の予め決められた時間は、約１マイクロ秒から約１０マイクロ秒である、請求項２８に記載の方法。
30. 前記プレート上の前記欠陥の前記第２の部分は、水晶を含み、前記第１のガスは、フッ素を含む、請求項２６に記載の方法。
31. 前記張出し構造を有する吸収層を再堆積する工程は、
    第２の化学反応を生じさせるべく前記プレート全体に第２のガスを導入することと、
    前記第２のガスの第２の化学反応から前記プレート上への不透明材料の形成を誘発すべく、前記プレート全体に前記電子ビームを第２の予め決められた時間配置することと、
    前記電子ビームを第２の予め決められた歩幅だけ移動させることと、
    を含む、請求項２３に記載の方法。
32. 前記電子ビームを配置すること、および、該電子ビームを移動させることは、前記プレート上に前記張出し構造を有する前記不透明材料が形成されるまで継続的に繰り返される、請求項３１に記載の方法。
33. 前記第２のガスは、有機金属化合物、炭化水素、カルボニル、フッ化物、または、そのいずれかの組み合わせを含む、請求項３１に記載の方法。
34. 前記張出し構造を有する前記吸収層の分子を化学的に結合させるのに、前記電子ビームを配置する前記第２の予め決められた時間は十分な長さであり、前記電子ビームを移動させる前記第２の予め決められた歩幅は十分小さい、請求項３１に記載の方法。
35. 前記電子ビームを配置する前記第２の予め決められた時間は、約１ミクロン秒から約１０ミクロン秒であり、前記第２の予め決められた歩幅は、約１ナノメートルから１０ナノメートルである、請求項３４に記載の方法。

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