JP2016161873A - パターン形成方法および制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パターン欠陥を高精度で修正することができるパターン修正方法を提供すること。
【解決手段】実施形態のパターン修正方法では、基板上に形成された第１膜上に形成するレジストパターンが形成される。この工程では、前記第１膜上の第１領域内でパターンが欠損した第１パターンを有するレジストパターンが形成される。つぎに、前記第１領域内の前記第１パターン上に保護膜が堆積される。また、前記レジストパターン及び前記保護膜を用いて、前記第１領域外の第２領域内の前記第１膜に、第２パターンが転写される。そして、前記第１領域内の前記第１膜に、第３パターンが形成される。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、パターン形成方法および制御装置に関する。

半導体製造のリソグラフィ工程に用いられるフォトマスクやインプリント工程に用いられるテンプレート（原版）は、欠陥の無いパターンを形成しておく必要がある。そのため、フォトマスクやテンプレートが製造される際には、パターン欠陥が修正されている。

例えば、フォトマスクの製造工程では、マスク基板上のレジスト膜に所望パターンが描画され、その後、エッチングによってマスク基板上にパターンが形成される。この後、欠陥検査装置によって、パターン欠陥が検出されると、検出されたパターン欠陥が荷電粒子ビーム修正装置などによって修正される。

所望パターンに対して膜残りまたはエッチング不足が発生している欠陥は、黒欠陥と呼ばれる。また、所望パターンに対して膜欠損またはエッチングオーバーが発生している欠陥は、白欠陥と呼ばれる。

近年、黒欠陥のパターン修正に対しては、加工精度要求を満たす技術が確立されている。しかしながら、白欠陥のパターン修正に対しては、ｎｍオーダーの精度かつ基板と同じ材料で所望形状のパターンを形成することはできない。

特開平１１−３０７４４０号公報 特開平２−１８５０号公報 特開平４−１３１８５３号公報

本発明が解決しようとする課題は、パターン欠陥を高精度で修正することができるパターン形成方法および制御装置を提供することである。

実施形態によれば、パターン形成方法が提供される。前記パターン形成方法では、基板上に形成された第１膜上に形成するレジストパターンが形成される。この工程では、前記第１膜上の第１領域内でパターンが欠損した第１パターンを有するレジストパターンが形成される。つぎに、前記第１領域内の前記第１パターン上に保護膜が堆積される。また、前記レジストパターン及び前記保護膜を用いて、前記第１領域外の第２領域内の前記第１膜に、第２パターンが転写される。そして、前記第１領域内の前記第１膜に、第３パターンが形成される。

図１は、第１の実施形態に係るパターン形成方法の処理手順を示す図である。 図２は、白欠陥および黒欠陥を説明するための図である。 図３は、保護剤の滴下位置を説明するための図である。 図４は、第１の実施形態に係るパターン形成装置の構成を示す図である。 図５は、第１の実施形態に係る制御装置の構成を示す図である。 図６は、反射型マスクのマスクブランクスの構成を示す図である。 図７は、インプリント用ブランクスの構成を示す図である。 図８は、ＤＳＡ技術を用いて形成されたレジストパターンを説明するための図である。 図９は、第２の実施形態に係るパターン形成装置の構成を示す図である。 図１０は、第２の実施形態に係る制御装置の構成を示す図である。 図１１は、ＥＢ修正機構が堆積させる保護膜の膜厚を説明するための図である。 図１２は、制御装置のハードウェア構成を示す図である。

以下に添付図面を参照して、実施形態に係るパターン形成方法および制御装置を詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の実施形態で用いられる模式図は模式的なものであり、実際のサイズの比率を表すものではない。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るパターン形成方法の処理手順を示す図である。図１の（ａ）〜（ｅ）では、それぞれ、上段側に基板の断面図を示し、下段側に基板の上面図を示している。図１の（ａ）〜（ｅ）に示す各断面図は、それぞれ下段側の上面図を点線の位置で切断した場合の断面図である。

本実施形態では、後述するパターン形成装置１Ａが、基板上の白欠陥を含む領域に保護膜を堆積させる。そして、保護膜上から基板がエッチングされることによって、基板上に黒欠陥を含むパターンが形成される。その後、黒欠陥を含むパターンが荷電粒子ビーム修正装置などによって修正される。

パターン修正される対象（基板）は、例えば、マスクブランクス（リソグラフィ原版）上のレジストパターンである。マスクブランクスは、石英ガラス基板１０と、石英ガラス基板１０上に成膜された遮光膜１１とを備えている。遮光膜１１は、例えば、Ｃｒ（クロム）膜またはＣｒ／Ｔａ（タンタル）膜などである。

マスクブランクスは、遮光膜１１がパターニングされることによってマスクパターンが形成される。マスクブランクスは、マスクパターンが形成されることによってフォトマスクとなる。

図１の（ａ）に示すように、マスクブランクスからフォトマスクが形成される際には、遮光膜１１上にマスクパターンに対応するレジストパターン１２が形成される。このレジストパターン１２は、例えば、ＥＢ（Electron Beam）描画装置および現像装置などを用いて形成される。

レジストパターン１２には、パターン欠陥が含まれる場合がある。パターン欠陥は、所望のパターン形状とは異なるパターン形状を有したパターンである。パターン欠陥には、白欠陥（膜欠損欠陥）と黒欠陥（膜残り欠陥）とがある。

白欠陥（clear defect）は、所望パターンに対して膜欠損またはエッチングオーバーが発生している欠陥である。また、黒欠陥（opaque defect）は、所望パターンに対して膜残りまたはエッチング不足が発生している欠陥である。

図２は、白欠陥および黒欠陥を説明するための図である。図２の（ａ）は、所望パターンＬ０の形状を示す上面図である。また、図２の（ｂ）は、白欠陥パターンＬｘの形状を示す上面図であり、図２の（ｃ）は、黒欠陥パターンＬｙの形状を示す上面図である。

所望パターンＬ０に対して膜欠損などが発生しているパターンが、白欠陥パターンＬｘである。また、所望パターンＬ０に対して膜残りなどが発生しているパターンが、黒欠陥パターンＬｙである。

レジストパターン１２が形成された後、パターン形成装置１Ａによって、レジストパターン１２のパターン欠陥の位置情報が抽出される。本実施形態では、白欠陥の発生している領域が、白欠陥領域の位置情報として抽出される。白欠陥領域は、白欠陥の全てを包含する領域であり、例えば、円形領域である。

そして、図１の（ｂ）に示すように、白欠陥領域のレジストパターン１２上に保護膜（堆積膜）２０が形成される。保護膜２０は、エッチングの際に遮光膜１１を保護する膜である。保護膜２０は、樹脂などのレジストであってもよいし、レジスト以外の膜であってもよい。保護膜２０は、例えば、レジストパターン１２と同様の材料で構成されている。

保護膜２０は、パターン形成装置１Ａがインクジェット方式で保護剤（液滴）を白欠陥領域に滴下することによって堆積される。パターン形成装置１Ａは、白欠陥領域の全領域が保護膜２０で覆われるよう、保護剤を白欠陥領域上に滴下する。換言すると、白欠陥を全て覆うように保護膜２０が形成される。

この後、レジストパターン１２および保護膜２０をマスクとして遮光膜１１がエッチングされる。これにより、レジストパターン１２が形成されておらず、かつ保護膜２０が形成されていない領域、つまり保護膜２０が形成された領域外の領域内は、図１の（ｃ）に示すように、遮光膜１１がエッチングされて除去される。一方、レジストパターン１２および保護膜２０の少なくとも一方が形成されている領域は、遮光膜１１が残る。

この後、レジストパターン１２および保護膜２０が剥離されると、図１の（ｄ）に示すように、レジストパターン１２および保護膜２０に対応する遮光膜パターン２１が石英ガラス基板１０上に残る。この結果、レジストパターン１２および保護膜２０に対応するパターンが、遮光膜パターン２１に転写される。

遮光膜パターン２１のうち、保護膜２０に対応する領域は、黒欠陥を含んでいる。換言すると、遮光膜パターン２１のパターン欠陥は、黒欠陥のみとなり白欠陥を含んでいない。このため、黒欠陥が形成されたパターンが荷電粒子ビーム修正装置などによって修正される。これにより、図１の（ｅ）に示すように、パターン欠陥のない遮光膜パターン２２が形成される。この結果、パターン欠陥が高精度で修正されたフォトマスクが形成される。

本実施形態のパターン形成方法では、レジストパターン１２が形成された後、再度、レジストパターンを形成する必要はない。したがって、容易にフォトマスクを形成することができる。また、白欠陥と黒欠陥が混在している領域に対しても、保護膜２０の形成処理と黒欠陥の修正処理とを用いて、容易にパターン欠陥を修正することができる。

ここで、保護剤の滴下位置について説明する。図３は、保護剤の滴下位置を説明するための図である。インクジェット方式で吐出される保護剤（液滴）は、レジストパターン１２上で円形形状を有した保護膜２０となる。保護膜２０のサイズは、上面から見た場合の滴下後の直径が、例えば、１〜１５μｍである。

例えば、インクジェット方式で堆積できる保護剤の最小サイズ（保護膜２０の直径）が、Ｒ０であるとする。また、ある白欠陥Ｃ１の中心位置が中心Ｐｃであり、この白欠陥Ｃ１の全領域を包含するのに必要な円形領域の最小サイズ（膜堆積サイズの直径）が、Ｒｘであるとする。

Ｒ０＞Ｒｘの場合、保護膜２０を堆積させるサイズＲｎは、Ｒｎ＝Ｒ０に設定される。換言すると、Ｒ０＞Ｒｘの場合、Ｒ０の直径を有した保護膜２０が、白欠陥Ｃ１上に形成される。このときの保護膜２０の中心位置Ｐｎは、白欠陥Ｃ１の中心Ｐｃと同じ位置である。これにより、白欠陥Ｃ１の全領域が保護膜２０によって覆われる。

なお、保護膜２０の中心位置Ｐｎは、白欠陥Ｃ１の中心Ｐｃを基準位置として、（Ｒ０−Ｒｘ）／２までの距離なら移動させてもよい。換言すると、保護膜２０の中心位置Ｐｎは、中心Ｐｃを中心とした半径（Ｒ０−Ｒｘ）／２の範囲内であれば、何れの位置に移動させてもよい。

保護膜２０の中心位置Ｐｎは、例えば、次の工程で生じる黒欠陥が形成されたパターン領域の面積が最小となるよう設定される。例えば、白欠陥Ｃ１の近くに黒欠陥がある場合には、白欠陥Ｃ１および黒欠陥を含む位置に保護膜２０の中心位置Ｐｎが設定される。

また、Ｒ０≦Ｒｘの場合、Ｒｎ（保護膜２０を堆積させるサイズ）≧Ｒｘ（白欠陥Ｃ１のサイズ）、かつＰｎ＝Ｐｃとなるよう、複数の保護剤（液滴）が滴下される。なお、Ｒ０≦Ｒｘの場合、保護剤の複数液滴は、異なる位置に滴下されてもよい。

ところで、保護剤の滴下位置には、位置ずれが発生する場合がある。この場合、滴下位置の位置ずれを考慮して、保護膜２０を堆積させるサイズＲｎおよび保護膜２０の中心位置Ｐｎが設定されてもよい。

つぎに、パターン形成装置１Ａの構成について説明する。図４は、第１の実施形態に係るパターン形成装置の構成を示す図である。パターン形成装置１Ａは、レジストパターン１２が形成されたマスクブランクス１００などに、保護膜２０となる保護剤（レジストなど）を滴下する装置である。パターン形成装置１Ａが滴下する保護剤は、光硬化性の樹脂などである。

パターン形成装置１Ａは、インクジェット方式でマスクブランクス１００上に保護剤を滴下する。マスクブランクス１００は、図１の（ａ）に示したように、石英ガラス基板１０と遮光膜１１とを備えている。マスクブランクス１００に形成されるレジストパターン１２は、マスクブランクス１００に転写される回路パターンなどである。

パターン形成装置１Ａは、パターン検出機構２、液滴化機構３、制御装置４Ａ、試料ステージ５Ａ、基板チャック６Ａ、ＵＶ光源７を備えている。パターン検出機構２は、画像の撮像装置などを備えており、マスクブランクス１００の表面に形成されているパターン形状を検出する。パターン検出機構２は、例えば、レジストパターン１２を撮像し、撮像結果（レジストパターン画像）を制御装置４Ａに送る。

液滴化機構３は、インクジェット方式によってマスクブランクス１００の表面に保護剤を滴下する。液滴化機構３が備えるインクジェットヘッド（図示せず）は、保護剤の液滴を噴出する微細孔を有している。液滴化機構３は、マスクブランクス１００に対し、制御装置４Ａから指示のあった位置に保護剤を滴下する。

試料ステージ５Ａは、マスクブランクス１００を載置するとともに、載置したマスクブランクス１００と平行な平面内（水平面内）を移動する。試料ステージ５Ａ上には、基板チャック６Ａが設けられている。基板チャック６Ａは、マスクブランクス１００を試料ステージ５Ａ上の所定位置に固定する。

ＵＶ光源７は、ＵＶ光を照射する光源であり、基板チャック６Ａの上方に設けられている。ＵＶ光源７は、マスクブランクス１００上の保護剤にＵＶ光を照射する。保護剤は、ＵＶ光が照射されることによって硬化し、保護膜２０となる。

制御装置４Ａは、パターン形成装置１Ａの各構成要素に接続され、各構成要素を制御する。制御装置４Ａは、例えば、パターン検出機構２、液滴化機構３、試料ステージ５Ａ、ＵＶ光源７を制御する。

マスクブランクス１００に対してパターン形成（パターン修正）が行われる際には、マスクブランクス１００が基板チャック６Ａ上に固定される。そして、パターン検出機構２が、マスクブランクス１００の表面に形成されているレジストパターン１２を撮像し、撮像したレジストパターン画像を制御装置４Ａに送る。

制御装置４Ａは、パターン検出機構２から送られてくるレジストパターン画像に基づいて、白欠陥領域を検出する。そして、制御装置４Ａは、白欠陥領域に基づいて保護剤の滴下位置を設定し、設定した滴下位置を液滴化機構３に送る。

これにより、液滴化機構３は、制御装置４Ａに指示された滴下位置に保護剤を滴下する。マスクブランクス１００に保護剤が滴下される際には、試料ステージ５Ａに載せられたマスクブランクス１００が液滴化機構３の直下まで移動させられる。そして、液滴化機構３が、マスクブランクス１００上の所定位置に保護剤を滴下する。

マスクブランクス１００上に滴下された保護剤は、ＵＶ光源７からのＵＶ光の照射によって硬化し、保護膜２０となる。パターン形成装置１Ａでは、保護剤の滴下と、ＵＶ光の照射とが順番に繰り返される。なお、保護剤が複数個所に滴下された後に、複数個所にまとめてＵＶ光が照射されてもよい。

つぎに、制御装置４Ａの構成について説明する。図５は、第１の実施形態に係る制御装置の構成を示す図である。制御装置４Ａは、画像入力部４１と、設計パターン記憶部４２と、欠陥領域抽出部４３と、滴下位置設定部４４Ａと、滴下指示出力部４５Ａとを備えている。

画像入力部４１は、パターン検出機構２から送られてくるレジストパターン画像を受信して欠陥領域抽出部４３に送る。設計パターン記憶部４２は、マスクブランクス１００に形成するマスクパターン（レジストパターン１２）の設計レイアウトを記憶するメモリなどである。設計レイアウトは、所望パターンの形状、位置および寸法を示すデータである。レジストパターン１２は、設計レイアウトで示される形状、位置および寸法に対応する形状、位置および寸法となるよう形成されている。したがって、レジストパターン１２にパターン欠陥が無い場合には、設計レイアウトのパターン形状とレジストパターン１２のパターン形状とは略同じになる。

欠陥領域抽出部４３は、画像入力部４１から送られてくるレジストパターン画像と、設計パターン記憶部４２内の設計レイアウトと、に基づいて、白欠陥領域に関する欠陥情報を抽出する。具体的には、欠陥領域抽出部４３は、レジストパターン画像と、設計レイアウトと、を比較する。そして、欠陥領域抽出部４３は、設計レイアウトに含まれるパターンであってレジストパターン１２に含まれていないパターンに関する情報を、白欠陥領域に関する欠陥情報としてレジストパターン１２から抽出する。換言すると、欠陥領域抽出部４３は、レジストパターン１２と設計レイアウトとを比較し、レジストパターン１２のうち膜欠損などの発生している箇所を白欠陥領域に関する欠陥情報として抽出する。

また、欠陥領域抽出部４３は、レジストパターン１２と設計レイアウトとを比較し、レジストパターン１２のうち膜残りなどの発生している箇所を黒欠陥領域に関する欠陥情報として抽出する。具体的には、欠陥領域抽出部４３は、レジストパターン画像と、設計レイアウトと、を比較する。そして、欠陥領域抽出部４３は、レジストパターン１２に含まれるパターンであって設計レイアウトに含まれていないパターンに関する情報を、黒欠陥領域に関する欠陥情報としてレジストパターン１２から抽出する。換言すると、欠陥領域抽出部４３は、レジストパターン１２と設計レイアウトとを比較し、レジストパターン１２のうち膜残りなどの発生している箇所を黒欠陥領域として抽出する。

欠陥領域抽出部４３は、抽出した白欠陥領域に関する欠陥情報および黒欠陥領域に関する欠陥情報を滴下位置設定部４４Ａに送る。欠陥情報は、白欠陥の形状、位置および寸法と、黒欠陥の形状、位置および寸法と、を含んでいる。

滴下位置設定部４４Ａは、白欠陥領域および黒欠陥に関する欠陥情報に基づいて、レジストパターン１２上への保護剤の滴下位置を設定する。滴下位置設定部４４Ａは、被覆対象の白欠陥の全てが覆われ、かつエッチング後に黒欠陥の面積が最小となるよう保護剤の滴下位置を設定する。

滴下位置設定部４４Ａは、白欠陥の周囲に黒欠陥が無い場合には、保護膜２０によって多くのレジストパターン１２が覆われる位置に滴下位置の中心を設定する。例えば、白欠陥と黒欠陥との距離が所定値よりも離れている場合には、白欠陥の全てを覆う位置に滴下位置の中心を設定すると、保護膜２０は、黒欠陥の一部でさえも覆うことができない。このような場合には、滴下位置設定部４４Ａは、白欠陥の全てを覆う位置で、且つできるだけ多くのレジストパターン１２が覆われる位置に滴下位置の中心を設定する。

一方、滴下位置設定部４４Ａは、白欠陥の周囲に黒欠陥がある場合には、保護膜２０によって多くの黒欠陥およびレジストパターン１２が覆われる位置に滴下位置の中心を設定する。例えば、白欠陥と黒欠陥との距離が所定値よりも近い場合には、白欠陥の全てを覆う位置に滴下位置の中心を設定すると、保護膜２０は、黒欠陥の一部を覆うことができる場合がある。このような場合には、滴下位置設定部４４Ａは、白欠陥の全てを覆う位置で、且つできるだけ多くの黒欠陥およびレジストパターン１２が覆われる位置に滴下位置の中心を設定する。

また、所定の面積よりも大きな白欠陥領域がある場合には、滴下位置設定部４４Ａは、所定の面積よりも大きな白欠陥領域に対して複数の滴下位置を設定する。例えば、１つの白欠陥領域を包含することができる最小の円形領域が、保護膜２０の直径より大きい場合には、滴下位置設定部４４Ａは、上記１つの白欠陥領域に対して複数の滴下位置を設定する。この場合において、滴下位置設定部４４Ａは、複数の滴下位置を同一の座標に設定してもよいし、異なる座標に設定してもよい。

滴下位置設定部４４Ａは、設定した滴下位置と、この滴下位置での液滴数を滴下指示出力部４５Ａに送る。滴下指示出力部４５Ａは、滴下位置設定部４４Ａから送られてきた滴下位置に保護剤を滴下させる指示（滴下指示）を出力する。滴下指示出力部４５Ａが出力した滴下指示は、液滴化機構３に送られる。

レジストパターン１２に保護剤が滴下される際には、パターン検出機構２が、レジストパターン１２を撮像して画像入力部４１に送る。そして、欠陥領域抽出部４３が、レジストパターン画像と設計レイアウトとに基づいて、白欠陥領域および黒欠陥領域に関する欠陥情報を抽出する。さらに、滴下位置設定部４４Ａが、白欠陥領域および黒欠陥に関する欠陥情報に基づいて、保護剤の滴下位置をレジストパターン１２上に設定する。そして、滴下指示出力部４５Ａが、設定された滴下位置に保護剤を滴下させる指示を液滴化機構３に送る。

なお、本実施形態では、パターン修正される基板が、透過型マスクのマスクブランクスである場合について説明したが、パターン修正される基板は、反射型マスクのマスクブランクスであってもよい。

図６は、反射型マスクのマスクブランクスの構成を示す図である。マスクブランクス１０１は、反射型マスクの形成に用いられる原版である。反射型マスクは、例えば、ＥＵＶ（Extreme Ultraviolet Lithography）露光で用いられるＥＵＶマスクなどである。

マスクブランクス１０１は、石英ガラス基板５０と、ＥＵＶ反射膜５１Ａと、吸収膜５１Ｂとを備えている。マスクブランクス１０１では、石英ガラス基板５０上にＥＵＶ反射膜５１Ａが形成され、ＥＵＶ反射膜５１Ａ上に吸収膜５１Ｂが形成されている。

ＥＵＶ反射膜５１Ａは、ＭｏＳｉ（モリブデンシリサイド）多層膜などで形成されており、ＥＵＶ光を反射する。吸収膜５１Ｂは、Ｔａ（タンタル）などで形成されており、ＥＵＶ光を吸収する。

ＥＵＶマスクは、マスクブランクス１０１の吸収膜５１Ｂがパターニングされることによって形成される。吸収膜５１Ｂがパターニングされる際には、吸収膜５１Ｂ上にレジストパターン５２が形成される。このとき、パターン形成装置１Ａは、レジストパターン５２から白欠陥領域と黒欠陥領域を抽出し、白欠陥領域上に保護膜２０を形成する。そして、レジストパターン５２および保護膜２０上から吸収膜５１Ｂがエッチングされ、その後、吸収膜５１Ｂで黒欠陥が形成されたパターンが修正される。

また、マスクブランクス１００は、バイナリマスクの形成に用いられるマスクブランクスに限らずハーフトーンマスクの形成に用いられるマスクブランクスであってもよい。この場合、マスクブランクス１００には、遮光膜１１の代わりにＭｏＳｉ膜などのハーフトーン膜（半透過）が配置される。

また、パターン修正される基板は、ＮＩＬ（Nanoimprint lithography）などで用いられるインプリント用ブランクスであってもよい。図７は、インプリント用ブランクスの構成を示す図である。インプリント用ブランクス１０２は、インプリント工程に用いられるテンプレートの原版である。

インプリント用ブランクス１０２は、石英ガラス基板６０を備えている。テンプレートは、インプリント用ブランクス１０２に凹凸パターン（テンプレートパターン）が形成されることによって形成される。

インプリント用ブランクス１０２に凹凸パターンが形成される際には、インプリント用ブランクス１０２上にレジストパターン６２が形成される。このとき、パターン形成装置１Ａは、レジストパターン６２から白欠陥領域と黒欠陥領域に関する欠陥情報を抽出し、白欠陥領域上に保護膜２０を形成する。そして、レジストパターン６２および保護膜２０上からインプリント用ブランクス１０２がエッチングされて凹凸パターンが形成され、その後、凹凸パターンの黒欠陥が修正される。

なお、インプリント用ブランクス１０２上にエッチング時のハードマスクとなるハードマスク層などが形成されていてもよい。ハードマスク層は、例えば、クロム層などである。インプリント用ブランクス１０２上にハードマスク層が配置されている場合、ハードマスク層上にレジストパターン６２が形成される。そして、パターン形成装置１Ａは、レジストパターン６２の白欠陥領域上に保護膜２０を形成する。この後、レジストパターン６２および保護膜２０上からハードマスク層がエッチングされる。そして、ハードマスク層で形成されたパターンの黒欠陥が修正される。この後、ハードマスク層上からインプリント用ブランクス１０２がエッチングされて凹凸パターンが形成される。なお、凹凸パターンの黒欠陥が修正されてもよい。この場合、ハードマスク層で形成されたパターンの黒欠陥に対しては、修正が行われなくてもよい。

また、レジストパターン１２，５２，６２などは、ＥＢリソグラフィ以外の方法で形成されてもよい。レジストパターン１２，５２，６２は、Ｘ線リソグラフィ、フォトリソグラフィ、ＥＵＶリソグラフィ、インプリントリソグラフィ、ＤＳＡ（Directed Self-Assembly）技術などを用いて形成されてもよい。

図８は、ＤＳＡ技術を用いて形成されたレジストパターンを説明するための図である。レジストパターン１２，５２，６２の構成は同様なので、ここでは、マスクブランクス１００にＤＳＡ技術を用いてレジストパターン１２を形成する場合について説明する。

誘導型自己組織化を利用したＤＳＡプロセスが実行される際には、マスクブランクス１００上にガイドパターン（中性化膜）７０が形成される。このガイドパターン７０は、形成したいレジストパターン１２の形状や寸法に応じたパターンである。

ガイドパターン７０が形成され後、ガイドパターン７０上にＤＳＡ材料が塗布される。これにより、ＤＳＡ材料の親油性部および親水性部は、ガイドパターン７０に応じた位置に集合する。そして、親油性部または親水性部の一方がエッチングで除去され、他方が残される。これにより、親油性部または親水性部の集合でレジストパターン１２が形成される。ＤＳＡ技術を用いて形成されるフォトマスクも、図１などで説明した手順でパターン修正が行われる。

なお、ガイドパターン７０に対してパターン修正が行われてもよい。この場合、ガイドパターン７０を形成する際に用いられるレジストパターンの白欠陥領域に対して保護膜２０が形成される。

パターン形成装置１Ａによるパターンの修正は、例えばウエハプロセスのレイヤ毎に行われる。そして、必要に応じてパターンが修正されたマスク（フォトマスクやＥＵＶマスク）などを用いて半導体装置（半導体集積回路）が製造される。具体的には、レジストの塗布されたウエハに、パターン修正されたマスクを用いて露光が行なわれる。その後、ウエハが現像されてウエハ上にレジストパターンが形成される。なお、ＮＩＬが用いられる場合には、レジストの塗布されたウエハに、パターン修正されたテンプレートを用いてＮＩＬが行なわれる。

レジストパターンが形成された後、レジストパターンをマスクとしてレジストパターンの下層側がエッチングされる。これにより、レジストパターンに対応する実パターンがウエハ上に形成される。半導体装置を製造する際には、上述したパターン修正、露光処理、現像処理、エッチング処理などがレイヤ毎に繰り返される。

なお、本実施形態では、パターン形成装置１Ａが、白欠陥領域および黒欠陥領域に関する欠陥情報を抽出する場合について説明したが、パターン形成装置１Ａとは異なる装置（欠陥検査装置）が白欠陥領域および黒欠陥領域に関する欠陥情報を抽出してもよい。この場合、パターン形成装置１Ａは、画像入力部４１や設計パターン記憶部４２を備えていなくてもよい。パターン形成装置１Ａは、欠陥検査装置から取得した白欠陥領域および黒欠陥領域を用いて、保護剤の滴下位置を設定する。

また、滴下位置設定部４４Ａは、黒欠陥領域の情報を用いることなく白欠陥領域の情報に基づいて、レジストパターン１２上に保護剤の滴下位置を設定してもよい。

また、本実施形態では、欠陥情報に基づいて、１つの白欠陥領域に対して滴下する保護剤の液滴数が設定される場合について説明したが、滴下位置設定部４４Ａが、欠陥情報に基づいて、１つの白欠陥領域に対して滴下する保護剤の量を設定してもよい。この場合、液滴化機構３は、制御装置４Ａからの指示に応じた量の保護剤を滴下する。

このように、本実施形態では、レジストパターン１２で検出された白欠陥を含む領域に保護膜２０が堆積され、保護膜２０上からエッチングが行われる。そして、エッチング後、黒欠陥が形成されたパターンは修正される。

本実施形態の修正方法によれば、黒欠陥が形成されたパターンを修正すればよいので、フォトマスクやテンプレートのパターンを容易に修正することが可能となる。この結果、フォトマスクやテンプレートの作り直しが不要となる。

また、ＮＩＬで用いられるテンプレートの場合、従来の方法によって白欠陥が修正されると、テンプレートパターンよりも高い凹凸が発生する。この場合、テンプレートをレジストに押し当てた際に所望膜厚のレジストパターンを得ることができない。一方、本実施形態では、黒欠陥を修正しているので、テンプレートパターンよりも高い凹凸が発生することはない。したがって、本実施形態では、テンプレートをレジストに押し当てた際に所望膜厚のレジストパターンを得ることができる。

このように第１の実施形態では、パターン形成装置１Ａが、基板上に形成された基板上パターン（レジストパターン１２など）の欠損を白欠陥に関する欠陥情報として抽出している。そして、パターン形成装置１Ａが、白欠陥領域に保護膜２０を堆積させている。さらに、基板上パターンおよび保護膜２０を基板上に転写させた転写パターン（遮光膜パターン２１など）が形成され、転写パターンに対して黒欠陥が形成されたパターンが修正されている。

このように、白欠陥領域に保護膜２０を堆積させているので、転写パターンには白欠陥が発生しない。このため、黒欠陥が形成されたパターンを修正すればパターン修正ができるので、パターン欠陥を高精度で修正することが可能となる。

（第２の実施形態）
つぎに、図９〜図１２を用いて第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、保護膜２０の代わりに金属膜または金属酸化膜をＥＢ修正機構によって白欠陥領域に堆積させる。

図９は、第２の実施形態に係るパターン形成装置の構成を示す図である。図９の各構成要素のうち図４に示す第１の実施形態のパターン形成装置１Ａと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。

パターン形成装置１Ｂは、マスクブランクス１００などに、金属膜などの保護膜（後述する保護膜３０）を堆積させる装置である。パターン形成装置１Ｂが堆積させる保護膜３０は、保護膜２０と同様の機能を有した膜である。したがって、保護膜３０は、遮光膜１１などをエッチングした後にマスクブランクス１００から除去可能であり、且つエッチング耐性のある膜である。保護膜３０は、例えば、金属膜または金属酸化膜である。パターン形成装置１Ｂは、ＥＢ修正機構（荷電粒子ビーム修正装置）を用いて保護膜３０を堆積させる。

パターン形成装置１Ｂは、パターン検出機構２、制御装置４Ｂ、試料ステージ５Ｂ、基板チャック６Ｂ、ＥＢ（荷電粒子）照射機構８、ガス照射機構９を備えている。このうち、ＥＢ照射機構８およびガス照射機構９が、ＥＢ修正機構である。パターン検出機構２は、レジストパターン１２を撮像し、撮像したレジストパターン画像を制御装置４Ｂに送る。

試料ステージ５Ｂは、マスクブランクス１００を載置するとともに、載置したマスクブランクス１００と平行な平面内（水平面内）を移動する。試料ステージ５Ｂ上には、基板チャック６Ｂが設けられている。基板チャック６Ｂは、マスクブランクス１００を試料ステージ５Ａ上の所定位置に固定する。

ＥＢ照射機構８は、白欠陥領域に荷電粒子ビームを照射する。また、ガス照射機構９は、白欠陥領域にプロセスガスを照射する。ガス照射機構９が照射するプロセスガスは、荷電粒子ビームが照射されることによって保護膜３０（金属膜または金属酸化膜）となるガスである。ＥＢ修正機構は、荷電粒子ビームにプロセスガスを反応させることによって保護膜３０を白欠陥領域に堆積させる。

制御装置４Ｂは、パターン形成装置１Ｂの各構成要素に接続され、各構成要素を制御する。制御装置４Ｂは、例えば、パターン検出機構２、試料ステージ５Ｂ、ＥＢ照射機構８、ガス照射機構９を制御する。

マスクブランクス１００に対してパターン修正が行われる際には、マスクブランクス１００が基板チャック６Ｂ上に固定される。そして、パターン検出機構２が、マスクブランクス１００の表面に形成されているレジストパターン１２を撮像し、撮像したレジストパターン画像を制御装置４Ｂに送る。

制御装置４Ｂは、パターン検出機構２から送られてくるレジストパターン画像に基づいて、白欠陥領域を検出する。そして、制御装置４Ｂは、白欠陥領域に基づいて保護剤の堆積位置（荷電粒子ビームの照射位置およびプロセスガスの照射位置）を設定する。制御装置４Ｂは、保護剤の堆積位置に対応する荷電粒子ビームの照射位置を、ＥＢ照射機構８に送る。また、制御装置４Ｂは、保護剤の堆積位置に対応するプロセスガスの照射位置の照射位置を、ガス照射機構９に送る。

これにより、ＥＢ照射機構８は、制御装置４Ｂに指示された照射位置に荷電粒子ビームを照射する。また、ガス照射機構９は、制御装置４Ｂに指示された照射位置にプロセスガスを照射する。

ＥＢ修正機構がマスクブランクス１００に保護膜３０を堆積させる際には、試料ステージ５Ｂに載せられたマスクブランクス１００がＥＢ修正機構の直下まで移動させられる。そして、ＥＢ修正機構が、マスクブランクス１００上の所定位置に保護膜３０を堆積させる。

本実施形態の制御装置４Ｂは、白欠陥領域の形状、位置および寸法と、黒欠陥領域の形状、位置および寸法とに基づいて、保護膜３０を堆積させる領域および保護膜３０の膜厚を設定する。そして、制御装置４Ｂは、設定した領域に設定した膜厚以上の保護膜３０を堆積させる指示をＥＢ修正機構に送る。

図１０は、第２の実施形態に係る制御装置の構成を示す図である。図１０の各構成要素のうち図５に示す第１の実施形態の制御装置４Ａと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。

制御装置４Ｂは、画像入力部４１と、設計パターン記憶部４２と、欠陥領域抽出部４３と、照射位置設定部４６Ｂと、照射指示出力部４７Ｂとを備えている。欠陥領域抽出部４３は、抽出した白欠陥領域および黒欠陥領域に関する欠陥情報を照射位置設定部４６Ｂに送る。

照射位置設定部４６Ｂは、欠陥情報に基づいて、荷電粒子ビームおよびプロセスガスの照射位置（照射領域）を設定する。照射位置設定部４６Ｂによって設定された照射位置が、保護膜３０の堆積位置となる。また、照射位置設定部４６Ｂは、設定した照射位置での保護膜３０の膜厚を設定する。照射位置設定部４６Ｂは、設定した照射位置と膜厚を照射指示出力部４７Ｂに送る。

照射指示出力部４７Ｂは、照射位置設定部４６Ｂから送られてきた照射位置に荷電粒子ビームおよびプロセスガスを照射させる指示（照射指示）を出力する。照射指示出力部４７Ｂは、設定した膜厚に対応する時間だけ荷電粒子ビームおよびプロセスガスを照射させる照射指示（照射開始指示および照射終了指示）を出力する。

滴下指示出力部４５Ａが出力した荷電粒子ビームの照射指示は、ＥＢ照射機構８に送られる。滴下指示出力部４５Ａが出力したプロセスガスの照射指示は、ガス照射機構９に送られる。

ここで、保護膜３０の膜厚について説明する。図１１は、ＥＢ修正機構が堆積させる保護膜の膜厚を説明するための図である。図１１では、上段側に基板の断面図を示し、下段側に基板の上面図を示している。図１１の断面図は、下段側の上面図を点線の位置で切断した場合の断面図である。

石英ガラス基板１０および遮光膜１１を備えた基板上にレジストパターン１３が形成された後、保護膜３０が白欠陥領域Ｓｘ上に堆積される。この場合において、堆積させる保護膜３０のエッチング耐性に必要な膜厚をＨｘとする。Ｈｘの値は、保護膜３０の種類およびエッチングプロセスの種類によって変わる。

欠陥領域抽出部４３は、白欠陥領域Ｓｘを抽出した後、白欠陥領域ＳｘにＨｘよりも厚い膜厚を設定する。これにより、ＥＢ修正機構は、白欠陥領域Ｓｘに対してＨｘよりも厚い膜厚を有した保護膜３０を堆積させる。なお、図１１に示すように白欠陥領域Ｓｘの膜厚がＨｘ以上あれば膜厚の精度は問わない。

つぎに、制御装置４Ａ，４Ｂのハードウェア構成について説明する。なお、制御装置４Ａ，４Ｂは、それぞれ同様のハードウェア構成を有しているので、ここでは制御装置４Ａのハードウェア構成について説明する。

図１２は、制御装置のハードウェア構成を示す図である。制御装置４Ａは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、ＲＯＭ（Read Only Memory）９２、ＲＡＭ（Random Access Memory）９３、表示部９４、入力部９５を有している。制御装置４Ａでは、これらのＣＰＵ９１、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９３、表示部９４、入力部９５がバスラインを介して接続されている。

ＣＰＵ９１は、コンピュータプログラムである滴下位置設定プログラム９７を用いて、保護剤の滴下位置を設定する。滴下位置設定プログラム９７は、コンピュータで実行可能な、滴下位置を算出するための複数の命令を含むコンピュータ読取り可能かつ非遷移的な記録媒体（nontransitory computer readable medium）を有するコンピュータプログラムプロダクトである。滴下位置設定プログラム９７では、前記複数の命令が滴下位置を算出することをコンピュータに実行させる。

表示部９４は、液晶モニタなどの表示装置であり、ＣＰＵ９１からの指示に基づいて、設計レイアウト、レジストパターン１２、欠陥情報、保護剤の滴下位置、遮光膜パターン２１などを表示する。入力部９５は、マウスやキーボードを備えて構成され、使用者から外部入力される指示情報（滴下位置の設定に必要なパラメータ等）を入力する。入力部９５へ入力された指示情報は、ＣＰＵ９１へ送られる。

滴下位置設定プログラム９７は、ＲＯＭ９２内に格納されており、バスラインを介してＲＡＭ９３へロードされる。図１２では、滴下位置設定プログラム９７がＲＡＭ９３へロードされた状態を示している。

ＣＰＵ９１はＲＡＭ９３内にロードされた滴下位置設定プログラム９７を実行する。具体的には、制御装置４Ａでは、使用者による入力部９５からの指示入力に従って、ＣＰＵ９１がＲＯＭ９２内から滴下位置設定プログラム９７を読み出してＲＡＭ９３内のプログラム格納領域に展開して各種処理を実行する。ＣＰＵ９１は、この各種処理に際して生じる各種データをＲＡＭ９３内に形成されるデータ格納領域に一時的に記憶させておく。

制御装置４Ａで実行される滴下位置設定プログラム９７は、滴下位置設定部４４Ａを含むモジュール構成となっており、これらが主記憶装置上にロードされ、これらが主記憶装置上に生成される。なお、第２の実施形態で説明した制御装置４Ｂは、照射位置設定部４６Ｂに対応する照射位置算出プログラムを用いて、荷電粒子ビームの照射位置およびプロセスガスの照射位置を設定する。

このように第２の実施形態では、ＥＢ修正機構を用いて白欠陥上に保護膜３０を堆積させるので保護膜３０を堆積させる領域を制限することが可能となる。したがって、保護膜３０に起因する黒欠陥の面積を抑制することができる。この結果、黒欠陥の修正量を減らすことができるので、パターン修正の時間を短縮することが可能となる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１Ａ，１Ｂ…パターン形成装置、２…パターン検出機構、３…液滴化機構、４Ａ，４Ｂ…制御装置、８…ＥＢ照射機構、９…ガス照射機構、１０，５０，６０…石英ガラス基板、１１…遮光膜、１２，１３，５２，６２…レジストパターン、２０，３０…保護膜、２１，２２…遮光膜パターン、４１…画像入力部、４２…設計パターン記憶部、４３…欠陥領域抽出部、４４Ａ…滴下位置設定部、４５Ａ…滴下指示出力部、４６Ｂ…照射位置設定部、４７Ｂ…照射指示出力部、５１Ａ…ＥＵＶ反射膜、５１Ｂ…吸収膜、７０…ガイドパターン、１００，１０１…マスクブランクス、１０２…インプリント用ブランクス、Ｃ１…白欠陥、Ｌｘ…白欠陥パターン、Ｌｙ…黒欠陥パターン、Ｓｘ…白欠陥領域。

Claims (9)

1. 基板上に形成された第１膜上に形成するレジストパターンを形成する工程であって、前記第１膜上の第１領域内でパターンが欠損した第１パターンを有するレジストパターンを形成する工程と、
   前記第１領域内の前記第１パターン上に保護膜を堆積させる工程と、
   前記レジストパターン及び前記保護膜を用いて、前記第１領域外の第２領域内の前記第１膜に、第２パターンを転写する工程と、
   前記第１領域内の前記第１膜に、第３パターンを形成する工程と、
   を含むことを特徴とするパターン形成方法。
2. 前記レジストパターンは、第３の領域内に所望の量より多い膜材で形成された第４パターンを有し、前記第１パターンの位置およびサイズと、前記第４パターンの位置およびサイズと、に基づいて、前記保護膜を堆積させる位置が設定されることを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
3. さらに、前記レジストパターン及び前記保護膜を除去する工程を有し、
   前記第３パターンは、前記レジストパターン及び前記保護膜を除去した後に形成することを特徴とする請求項１または２に記載のパターン形成方法。
4. 前記第３パターン形成後に、前記第１膜をハードマスクとして前記第３パターン形成後の前記第１膜よりも下層側をエッチングする工程をさらに含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のパターン形成方法。
5. 前記保護膜は、インクジェット方式で前記第１領域上に保護剤が滴下されることによって堆積されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のパターン形成方法。
6. 前記保護膜は、荷電粒子ビームにプロセスガスを反応させることによって、前記第１パターン上に堆積されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のパターン形成方法。
7. 前記レジストパターンは、前記第２領域内の第３の領域内に所望の量より多い膜材で形成された第４パターンを有し、
   前記保護膜の量は、前記第１パターンの位置およびサイズと、前記第４パターンの位置およびサイズと、に基づいて設定されることを特徴とする請求項５に記載のパターン形成方法。
8. 基板上に形成された基板上パターンの欠損したパターンの位置情報を抽出する欠陥抽出部と、
   前記位置情報に基づいて、前記基板上で保護膜を堆積させる堆積位置を設定する位置設定部と、
   前記堆積位置に前記保護膜を堆積させる指示を出力する指示出力部と、
   を備えることを特徴とする制御装置。
9. 基板上に形成された基板上パターンの欠損を白欠陥として抽出する工程と、
   前記基板上で、前記白欠陥を含む白欠陥領域に保護膜を堆積させる工程と、
   前記基板上パターンおよび前記保護膜を前記基板上に転写させた転写パターンを形成する工程と、
   前記転写パターンに対して黒欠陥を修正する工程と、
   を含むことを特徴とするパターン形成方法。

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