JP2013026253A - マスク検査方法、マスク検査装置、およびマスク製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】マスクブランクを検査する場合は、中心遮蔽NA以内で大きい照明NAを有するEUV光を照射し、EUVL用マスクを検査する場合は、EUV光を遮蔽する中心遮蔽部と、中心遮蔽部の直径よりも小さい幅を有し、EUV光を遮断する線状遮蔽部とをその瞳面に有する暗視野結像光学系を用いて、線状遮蔽部の幅と同じ照明NAまたは線状遮蔽部の幅よりも小さい照明NAを有するEUV光を照射する。
【選択図】図9
Description
本実施の形態1によるEUVL用マスクの検査方法の意義を明確にするために、まず、EUVL用マスクの構成およびEUVL露光装置に備わる投影光学系(縮小投影光学系、反射型露光光学系、反射型結像光学系、EUV光学系)の構成について図1(a)および(b)ならびに図2を用いて説明する。図1(a)はEUVL用マスクの吸収体パターンが形成された面の要部平面図、図1(b)は同図(a)のA−A線に沿った一部を拡大して示す要部断面図である。また、図2はEUV投影露光装置の概略図である。
まず、マスクブランクに位相欠陥が存在するときの暗視野検査像とシュバルツシルド光学系の瞳面を通過する散乱光との関係について図5(a)、(b)および(c)を用いて説明する。
次に、吸収体パターンを有するEUVL用マスクMの観察において、隣り合う吸収体パターンの間に存在する位相欠陥(例えば前述の図3(b)に示す位相欠陥PDに相当)を観察した結果について図7(a)、(b)および(c)ならびに図8(a)および(b)を用いて説明する。図7(a)は前述の図4に示す結像光学系DPOおよびEUVL用マスクMを含む部分の拡大図(吸収体パターンから回折するEUV光と暗視野結像光学系との関係を説明する図)、図7(b)は位相欠陥と吸収体パターンを含む場合の位相欠陥が存在する領域の暗視野検査像の光強度分布を示す図、図7(c)は吸収体パターンのみの暗視野検査像の光強度分布を示す図である。また、図8(a)は結像光学系DPOの瞳面と吸収体パターンのエッジからの回折光成分との関係を説明する図、図8(b)は画素信号列として得られる検出信号強度分布を示す図である。
まず、被検査試料であるマスクブランクまたはEUVL用マスクを、検査装置のステージ7の上に載置する。必要に応じてEUVL用マスク上の基準マークを読み取り、マスクステージ制御回路12によってステージ7を位置決めする。この位置をレーザ側長器(レーザ干渉計)16で読み取って、EUVL用マスク上の基準座標として記憶する。
被検査試料の情報、すなわち吸収体パターンを設ける前のマスクブランクか、または吸収体パターンを有するEUVL用マスク(吸収体パターン付マスク)かの判断情報を入力する。EUVL用マスクである場合、もし検査すべき領域が限定されることが分かっていれば、必要に応じて検査領域の情報もあわせて入力する。
被検査試料がマスクマスクブランクの場合は、EUV光の照明NAを規定する照明絞り、すなわちアパーチャAPTを絞り駆動部にて制御して照明NAを中心遮断NA以内で大きい値に設定して、マスクブランクを照射する。
その後、マスクブランク全面にわたって位相欠陥の検出を行い、検出した位相欠陥の位置情報および信号強度情報を記憶する。位相欠陥の位置情報は、位相欠陥を含む信号が得られたピクセルの位置情報から算出することができる。
さらに、信号強度の大きい順に番号を付与し、これを位相欠陥が転写パターンに与える影響の大きさの度合いを示す優先順位として、あわせて記憶するようにする。
一方、ステップS103において、被検査試料が吸収体パターンを有するEUVL用マスクの場合は、EUV光の照明NAを規定するアパーチャAPTを制御して照明NAを中心遮蔽NAより充分小さくし、線状遮蔽部(前述の図5(c)参照)の幅と同じか、または線状遮蔽部の幅よりも小さい値に設定して、EUVL用マスクを照射する。
予め入力された検査すべき領域の範囲内で、EUVL用マスクの位相欠陥の検出を行う。もし、マスクブランクの段階で位相欠陥が存在しても、位相欠陥が吸収体パターンで被覆されていれば実質的な欠陥とはならず、位相欠陥の検出信号も得られない。
残存する位相欠陥(吸収体パターンに被覆されず、パターン転写に実質的に影響を与える位相欠陥)の情報を記憶する。位相欠陥が吸収体パターンで被覆されていれば、この時点で位相欠陥の検出信号は得られない。被覆されていなければEUVL用マスクに残存する位相欠陥として検出される。
本実施の形態2では、前述の実施の形態1において説明したマスクブランクの位相欠陥の検査工程と、EUVL用マスクに残存する位相欠陥の検査工程を含み、残存する位相欠陥が吸収体パターンの転写に影響を与えると判断した場合は位相欠陥の近傍の吸収体パターンの形状を修正することにより、見かけ上、位相欠陥の影響を低減または消滅させることを可能とするEUVL用マスクの製造方法について説明する。
まず、基板に多層膜とキャッピング層を被着したマスクブランクを準備する。
前述の実施の形態1において説明した検査方法を用いてマスクブランクを検査する。
マスクブランクに位相欠陥が存在する場合は、検出した位相欠陥に優先順位を付与すると同時に、優先順位と所定の基準マークに対する位相欠陥の位置座標(欠陥座標)を記憶する。
マスクブランク上に吸収体パターンを形成する。その際、前述の優先順位の高い位相欠陥が吸収体パターンに最大限被覆されるように吸収体パターンの位置を算出し、パターン形成を行う。
吸収体パターンの欠陥検査を行う。もし、吸収体パターンに位相欠陥が存在する場合は、その修正すべき箇所と修正量を別途算出する。
前述の実施の形態1において説明した検査方法を用いて吸収体パターンを有するEUVL用マスクを検査する。この検査では、必ずしもEUVL用マスク全面を検査する必要はなく、ステップS204で優先順位を付与して記憶した位相欠陥の位置座標およびその近傍の限られた領域でもよい。
ステップS207の検査の結果、EUVL用マスクに致命的な位相欠陥が残存すると判断した場合は、位相欠陥の影響を低減するため、前述の吸収体パターンの局所的な修正すべき箇所と修正量を算出する。
以上の工程が終了した後、吸収体パターンに修正すべき箇所が存在する場合は、前述の局所的な吸収体パターンの修正を行う。修正が妥当に行われたかどうかは、再度EUV光を検査光とする検査を行うか、実際の露光評価を行うなど、適宜チェックすればよい。以上の工程によりEUVL用マスクの製造工程を終了する。
一方、ステップS203において、マスクブランクに位相欠陥は存在しないと判断された場合は、通常の工程で吸収体パターンを形成してEUVL用マスクを製造する。
その後、従来の吸収体パターンの欠陥検査を行う。もし、吸収体パターンに位相欠陥が存在する場合は、その修正すべき箇所と修正量を別途算出する。以後、ステップS212に移行して前述と同様の工程を経て、最終的にEUVL用マスクの製造工程を終了する。
2 照明光学系
3 縮小投影光学系
4 ウェハ
5 ステージ
6 光源(EUV光源、プラズマ光源)
7 マスクステージ
8 センサー回路
9 パターンメモリ
10 信号処理回路
11 タイミング制御回路
12 マスクステージ制御回路
13 システム制御コンピュータ
14 データファイル
15 ミラー
16 レーザ側長器(レーザ干渉計)
17 位置回路
18 EUV光用センサー
19 照明強度補正回路
20 記憶装置
21 パターンモニタ
22 画像出力部
30 光
31−1,31−2,31−3 方向
32−1,32−2,32−3 梁
33−1,33−2,33−3,33−4 線状遮蔽部
34 光強度分布
35 ピクセルの境界
36 位相欠陥の像を含むピクセル
37 位相欠陥の像を含まないピクセル
38,39 高次の回折光成分
40 位相欠陥の暗視野検査像の光強度分布
41 回折光強度分布
43−1 円形領域
43−2,43−3,43−4,43−5 回折光成分
43−6,43−7,43−8,43−9 回折光成分
44,45 検出信号
46−1,46−2,46−3,46−4 位相欠陥
47−1,47−2,47−3 位相欠陥
48−1,48−2,48−3,48−4 基準マーク
51−1,51−2 位相欠陥
ABS 吸収体パターン
APT 開口部
BM EUV光(EUV検査光、照明光、照射光)
BSP ビームスプリッタ
BUF バッファ層
CAP キャッピング層
CIO 照明光学系
CF メタル膜
DPO 結像光学系
L1 凹面鏡
L2 凸面鏡
M EUVL用マスク
MA1,MA2,MA3,MA4 アライメントマークエリア
MB マスクブランク
MDE デバイスパターンエリア
ML 多層膜
MS 基板
NAILL 照明NA
NAIN 中心遮蔽NA
NAOU 集光NA
PD 位相欠陥
PM 多層膜ミラー
Pxy ピクセルの一辺のサイズ
SE 2次元アレイセンサー(画像検出器)
SLI 収束ビーム
Claims (8)
- 以下の工程を含むEUV光を反射するマスクのマスク検査方法:
(a)前記マスクに前記EUV光を照射する工程;
(b)前記マスクから反射する前記EUV光を、暗視野結像光学系を介して画像検出器の受光面に結像して、前記受光面に暗視野検査像を形成する工程;
(c)前記画像検出器で得られる検出信号から、前記マスクに存在する位相欠陥の検出信号を検出する工程、
さらに、前記(a)工程は、以下の工程を含む:
(a1)前記マスクの検査領域に吸収体パターンが存在するか否かの情報を入力する工程;
(a2)前記吸収体パターンが存在する場合と、前記吸収体パターンが存在しない場合とによって、前記EUV光の照明NAを変える工程。 - 請求項1記載のマスク検査方法において、
前記暗視野結像光学系は複数の多層膜反射ミラーで構成される拡大光学系であり、かつ、前記暗視野結像光学系の瞳面には、前記瞳面の中心に配置され、前記EUV光を遮蔽する中心遮蔽部と、X軸および前記X軸と直交するY軸に沿ってそれぞれ配置され、前記中心遮蔽部の直径よりも小さい幅を有し、前記EUV光を遮断する線状遮蔽部とが設けられており、
前記吸収体パターンが存在しない場合は、中心遮蔽NA以内で、かつ前記線状遮蔽部の幅よりも大きい照明NAを有する前記EUV光を照射し、
前記吸収体パターンが存在する場合は、前記線状遮蔽部の幅と同じ照明NAまたは前記線状遮蔽部の幅よりも小さい照明NAを有する前記EUV光を照射して、
前記マスクに存在する前記位相欠陥を検出することを特徴とするマスク検査方法。 - 吸収体パターンを有するマスクを載置してX方向および前記X方向と直交するY方向に移動できるステージと、
EUV光を発生させる光源と、
前記マスクに前記EUV光を照射する照明光学系と、
前記EUV光を前記マスクに照射する際に、照明NAを変化させる照明絞りと、
前記マスクからの散乱光を捕集して、暗視野検査像を形成する暗視野結像光学系と、
前記暗視野検査像を画素信号として取得する画像検出器と、
前記吸収体パターンの情報を基に前記照明絞りを調整する絞り駆動部と、
を有することを特徴とするマスク検査装置。 - 請求項3記載のマスク検査装置において、
前記暗視野結像光学系の瞳面には、前記瞳面の中心に配置され、前記EUV光を遮蔽する中心遮蔽部と、X軸および前記X軸と直交するY軸に沿ってそれぞれ配置され、前記中心遮蔽部の直径よりも小さい幅を有し、前記EUV光を遮断する線状遮蔽部とが設けられていることを特徴とするマスク検査装置。 - 以下の工程を含むマスク製造方法:
(a)基板の主面上に多層膜が形成されたマスクブランクを準備する工程;
(b)第1EUV光を前記マスクブランクに照射して、前記マスクブランクの位相欠陥を検出する工程;
(c)前記(b)工程で検出された前記マスクブランクの前記位相欠陥の位置座標を記憶し、かつ前記マスクブランクの前記位相欠陥に、パターン転写に与える影響の度合いを表す優先順位を付与する工程;
(d)前記多層膜上に吸収体パターンを形成してマスクを形成する工程;
(e)第2EUV光を検査光とする検査装置を用いて、前記マスクの位相欠陥を検出する工程、
さらに、前記(b)工程は、以下の工程を含む:
(b1)前記マスクブランクに、中心遮蔽NA以内の照明NAを有する前記第1EUV光を照射する工程;
(b2)前記マスクブランクから反射する前記第1EUV光を、第1暗視野結像光学系を介して第1画像検出器の第1受光面に結像して、前記第1受光面に第1暗視野検査像を形成する工程;
(b3)前記第1画像検出器で得られる検出信号から、前記マスクブランクの前記位相欠陥の検出信号を検出する工程、
さらに、前記(d)工程は、以下の工程を含む:
(d1)前記優先順位の高い順に従って、前記マスクブランクの前記位相欠陥を前記吸収体パターンにより被覆する工程。 - 請求項5記載のマスク製造方法において、
前記(e)工程に用いる前記検査装置の第2暗視野結像光学系は、前記第2暗視野結像光学系の瞳面の中心に配置され、前記第2EUV光を遮蔽する中心遮蔽部と、X軸および前記X軸と直交するY軸に沿ってそれぞれ配置され、前記中心遮蔽部の直径よりも小さい幅を有し、前記第2EUV光を遮断する線状遮蔽部とを有し、
前記(b1)工程における前記照明NAは、前記中心遮蔽NA以内で、かつ前記線状遮蔽部の幅よりも大きいことを特徴とするマスク製造方法。 - 請求項5記載のマスク製造方法において、
前記(e)工程に用いる前記検査装置の第2暗視野結像光学系は、前記第2暗視野結像光学系の瞳面の中心に配置され、前記第2EUV光を遮蔽する中心遮蔽部と、X軸および前記X軸と直交するY軸に沿ってそれぞれ配置され、前記中心遮蔽部の直径よりも小さい幅を有し、前記第2EUV光を遮断する線状遮蔽部とを有し、
さらに、前記(e)工程は、以下の工程を含む:
(e1)前記マスクに、前記線状遮蔽部の幅と同じ照明NAまたは前記線状遮蔽部の幅よりも小さい照明NAを有する前記第2EUV光を照射する工程;
(e2)前記マスクから反射する前記第2EUV光を、前記第2暗視野結像光学系を介して第2画像検出器の第2受光面に結像して、前記第2受光面に第2暗視野検査像を形成する工程;
(e3)前記第2画像検出器で得られる検出信号から、前記マスクの前記位相欠陥の検出信号を検出する工程。 - 請求項5記載のマスク製造方法において、さらに以下の工程を含む:
(f)前記吸収体パターンに被覆されずに前記マスクに残存する位相欠陥を検出する工程;
(g)前記マスクに残存する前記位相欠陥が転写像に与える影響を予測する工程;
(h)前記影響が低減できる位相欠陥を検出し、前記影響が低減できる前記位相欠陥に隣り合う前記吸収体パターンの形状を修正する工程。
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