JP2017215354A

JP2017215354A - フォトマスク及びその製造方法、並びにフォトマスクの欠陥修正方法

Info

Publication number: JP2017215354A
Application number: JP2016107084A
Authority: JP
Inventors: 雄史小菅; Takeshi Kosuge
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2016-05-30
Filing date: 2016-05-30
Publication date: 2017-12-07
Anticipated expiration: 2036-05-30
Also published as: JP6673016B2

Abstract

【課題】電子ビーム等の荷電粒子ビームを用い、それにより生じ得るドリフトを補正して高い精度で欠陥を修正しつつも、マスクパターンに新たな欠陥が生じるのを防止可能なフォトマスクの欠陥修正方法を提供する。【解決手段】第１面及び当該第１面に対向する第２面を有する透明基材と、透明基材の第１面上に設けられ、透明基材の厚さ方向における光の透過を制限する光透過制限膜パターンとを備えるフォトマスクにおける光透過制限膜パターンの欠陥を修正する方法は、欠陥の存在する領域の周辺に位置する光透過制限膜パターン上に少なくとも１つの参照パターンを形成する工程と、参照パターン上にそれを被覆する保護膜を形成する工程と、光透過制限膜パターンの欠陥に荷電粒子ビームを照射することで、欠陥を修正する工程とを含み、欠陥を修正する工程において、参照パターンへの荷電粒子ビームの照射と欠陥への荷電粒子ビームの照射とを複数回交互に行う。【選択図】図４

Description

本発明は、フォトマスク及びフォトマスクを製造する方法、並びにフォトマスクの欠陥を修正する方法に関する。

半導体素子等の半導体デバイスの高集積化及び微細化は、デザインルール１４ｎｍから１０ｎｍ以下にまで進展してきている。半導体デバイスの高集積化及び微細化を実現すべく、半導体デバイスの製造工程の一つであるフォトリソグラフィー工程において、高ＮＡ化、露光光の短波長化が進められてきている。しかし、さらなる高集積化及び微細化の要求を満足するため、当該フォトリソグラフィー工程にて用いられるフォトマスクにおけるマスクパターンのさらなる微細化が求められている。

フォトリソグラフィー工程において、フォトマスクのマスクパターンがシリコンウェハ等の半導体デバイス用基材に転写されるため、当該フォトマスクにおいては、無欠陥であることが要求される。しかし、フォトマスクの製造工程において、マスクパターンに黒欠陥と呼ばれる不要な余剰部分や、白欠陥と呼ばれるマスクパターンの欠損が生じることがあり、無欠陥のフォトマスクの製造は技術的及び／又はコスト的に非常に困難である。そのため、フォトマスクに生じ得る黒欠陥や白欠陥は修正されなければならない。フォトマスクにおける欠陥を修正する方法として、従来、電子ビームを用いた欠陥修正方法が知られている。

上記欠陥修正方法としては、例えば、黒欠陥部分に対してフッ化キセノン（ＸｅＦ₂）ガスを供給しながら電子ビームを照射して、当該黒欠陥部分をエッチングして除去する方法が挙げられる。かかる欠陥修正方法において、半導体デバイスの微細化により、フォトマスクにおけるマスクパターンの面積が小さくなると、電子ビームの照射による過剰な電荷によってチャージアップが発生するおそれがある。また、黒欠陥部分に対する局所的かつ連続的な電子ビームの照射や黒欠陥部分のエッチングによる反応熱により、局所的な温度上昇が生じることがある。これらのチャージアップや局所的な温度上昇等に起因して電子ビームのドリフト等が発生してしまうため、修正精度が低下してしまうという問題がある。

このような問題を解決すべく、従来、欠陥修正に先立って、マスクパターンに複数の参照パターン（ホールパターン）を形成しておき、当該参照パターンと欠陥との位置関係に基づいて、チャージアップや局所的な温度上昇等に起因する電子ビームのドリフト量を補正し、高い精度で欠陥の修正を可能とする欠陥修正方法が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００５−１３４７０４号公報

上記特許文献１に記載されている欠陥修正方法においては、欠陥を修正する過程において参照パターンを電子ビームで走査することで、電子ビームのドリフト量を補正することができるため、修正精度を高めることができる。しかし、黒欠陥を修正するためのアシストガス（エッチングガス）の存在する雰囲気下で参照パターンへの電子ビームの照射が繰り返されると、参照パターンの周辺のマスクパターンが損傷してしまうという問題がある。マスクパターンの損傷は、新たな白欠陥の発生につながるおそれがあり、白欠陥が発生しなかったとしても、マスクパターンの膜厚が低減してしまい、遮光性能の低下を招くおそれがある。

近年、デザインルール３２ｎｍ以下の半導体デバイスの製造工程において、モリブデンシリサイド等の金属シリサイドにより構成される遮光パターンを有するバイナリーマスクが用いられるようになってきている。しかしながら、遮光パターンを構成する金属シリサイドは、電子ビームの照射により特に損傷し易いため、電子ビームを用いた欠陥修正が極めて困難であるという問題がある。

上記課題に鑑みて、本発明は、電子ビーム等の荷電粒子ビームを用い、チャージアップや局所的な温度上昇等により生じ得るドリフトを補正して高い精度で欠陥を修正しつつも、ドリフト補正時にマスクパターンに新たな欠陥が生じるのを防止可能なフォトマスクの欠陥修正方法、当該欠陥修正方法を利用したフォトマスクの製造方法及び当該欠陥修正方法に利用可能なフォトマスクを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、第１面及び当該第１面に対向する第２面を有する透明基材と、前記透明基材の前記第１面上に設けられ、前記透明基材の厚さ方向における光の透過を制限する光透過制限膜パターンとを備えるフォトマスクにおいて、前記光透過制限膜パターンの欠陥を修正する方法であって、前記欠陥の存在する領域の周辺に位置する前記光透過制限膜パターン上に、少なくとも１つの参照パターンを形成する工程と、前記参照パターン上に、前記参照パターンを被覆する保護膜を形成する工程と、前記光透過制限膜パターンの欠陥に荷電粒子ビームを照射することで、前記欠陥を修正する工程とを含み、前記欠陥を修正する工程において、前記参照パターンへの前記荷電粒子ビームの照射と前記欠陥への前記荷電粒子ビームの照射とを複数回交互に行うことを特徴とするフォトマスクの欠陥修正方法を提供する（発明１）。

上記発明（発明１）によれば、欠陥修正過程で生じる荷電粒子ビームのドリフトを補正するために参照パターンに当該荷電粒子ビームを照射するが、参照パターンが保護膜により被覆されていることで、荷電粒子ビームの照射による参照パターン周辺の光透過制限膜パターンに損傷が生じるのを防止することができ、荷電粒子ビームのドリフトを補正しつつ、高い精度で欠陥を修正することができる。

本発明において、光透過制限膜パターンとは、フォトマスクを用いたフォトリソグラフィー工程において透明基材の第２面側から第１面側に向かって進行する露光光の透過率を低下させ得るパターンのことを意味し、フォトマスクにおける当該光透過制限膜パターンとしては、例えば、バイナリーマスクにおいて露光光を遮光する役割を果たす遮光パターン、ハーフトーン位相シフトマスクにおいて露光光の位相をシフトさせる役割を果たす半透過パターン等が挙げられる。

上記発明（発明１）において、前記参照パターン上に保護膜形成用材料を含むアシストガスを供給しながら荷電粒子ビームを照射することで、前記保護膜を形成するのが好ましく（発明２）、前記保護膜形成用材料として、金属カルボニル化合物を用いるのが好ましく（発明３）、特に、ヘキサカルボニルクロム、ヘキサカルボニルモリブデン又はドデカカルボニルトリルテニウムを用いるのが好ましい（発明４）。

上記発明（発明１〜４）において、前記保護膜を形成する工程において、前記欠陥に近接する前記光透過制限膜パターン上に保護膜を形成するのが好ましく（発明５）、前記光透過制限膜パターンは、モリブデン及びシリコン、又はタンタルを含んでいてもよいし（発明６）、窒素をさらに含んでいてもよく（発明７）、前記光透過制限膜パターンの膜厚が、３０〜７５ｎｍであるのが好ましい（発明８）。

上記発明（発明１〜８）において、前記欠陥を修正した後、前記保護膜を除去する工程をさらに含むのが好ましく（発明９）、前記保護膜を除去した後に、前記参照パターンを除去する工程をさらに含むのが好ましい（発明１０）。

また、本発明は、第１面及び当該第１面に対向する第２面を有する透明基材と、前記透明基材の前記第１面上に設けられてなる光透過制限膜と、前記光透過制限膜上に設けられてなるハードマスク層とを有するフォトマスクブランクスを準備する工程と、前記ハードマスク層をエッチングすることでハードマスクパターンを形成する工程と、前記ハードマスクパターンをマスクとして前記光透過制限膜をエッチングすることで、前記透明基材の厚さ方向における光の透過を制限する光透過制限膜パターンを形成する工程と、前記光透過制限膜パターンの欠陥検査を行う工程とを含み、前記光透過制限膜パターンが欠陥を有する場合に、上記発明（発明１〜１０）に係る方法により当該欠陥を修正することを特徴とするフォトマスクの製造方法を提供する（発明１１）。

さらに、本発明は、第１面及び当該第１面に対向する第２面を有する透明基材と、前記透明基材の前記第１面上に設けられ、前記透明基材の厚さ方向における光の透過を制限する光透過制限膜パターンと、前記光透過制限膜パターン上に設けられてなる、少なくとも１つの参照パターンと、前記参照パターンを被覆する保護膜とを備えることを特徴とするフォトマスクを提供する（発明１２）。

本発明によれば、電子ビーム等の荷電粒子ビームを用い、チャージアップや局所的な温度上昇等により生じ得るドリフトを補正して高い精度で欠陥を修正しつつも、マスクパターンに新たな欠陥が生じるのを防止可能なフォトマスクの欠陥修正方法、当該欠陥修正方法を利用したフォトマスクの製造方法及び当該欠陥修正方法に利用可能なフォトマスクを提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る欠陥修正方法を含むフォトマスクの製造方法の各工程を示すフローチャートである。図２は、本発明の一実施形態におけるフォトマスクの製造方法の各工程を切断端面図にて示す工程フロー図（その１）である。図３は、本発明の一実施形態におけるフォトマスクの製造方法の各工程を切断端面図にて示す工程フロー図（その２）である。図４は、本発明の一実施形態に係る欠陥修正方法の各工程を示す平面図である。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る欠陥修正方法を含むフォトマスクの製造方法の各工程を示すフローチャートであり、図２は、本実施形態におけるフォトマスクの製造方法の各工程を切断端面図にて示す工程フロー図であり、図３は、本実施形態におけるフォトマスクの製造方法の各工程であって、図２に示す工程の続きの工程を切断端面図にて示す工程フロー図であり、図４は、本実施形態に係る欠陥修正方法の各工程を示す平面図である。

なお、本実施形態においては、欠陥修正対象となるフォトマスク１として、光透過パターン３と遮光パターン２とを有するバイナリーマスク１（図３（Ｅ）、図４（Ｆ）参照）を例に挙げて説明するが、この態様に限定されるものではなく、遮光パターン２に代えて、又は遮光パターン２とともに半透過パターンを有するハーフトーン位相シフトマスク等であってもよい。

＜マスクブランクス準備工程＞
第１面１１Ａ及びそれに対向する第２面１１Ｂを有する透明基板１１と、透明基板１１の第１面１１Ａ上に順に設けられている遮光膜２０及びハードマスク層３０とを有するマスクブランクス１０を準備する（Ｓ０１，図２（Ａ）参照）。

透明基板１１としては、一般にフォトマスク用基板として用いられるものである限り特に制限はなく、例えば、無アルカリガラス、合成石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス等の可撓性を有しない透明なリジット材等を用いることができる。なお、本実施形態における透明基板１１は、フォトマスク１を介して照射される露光光により感光性レジストが感光し得る程度に透明であればよく、好ましくは露光光の８０％以上、より好ましくは９０％以上の透過率を有する。特に合成石英ガラスは、ＡｒＦエキシマレーザの透過率が高く、透明基板１１として好適に用いられ得る。

遮光膜２０を構成する材料としては、例えば、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）系材料であるモリブデンシリサイド酸化物（ＭｏＳｉＯ）、モリブデンシリサイド窒化物（ＭｏＳｉＮ）、モリブデンシリサイド酸窒化物（ＭｏＳｉＯＮ）等；タンタル（Ｔａ）系材料であるタンタル酸化物（ＴａＯ）、タンタル窒化物（ＴａＮ）、タンタル酸窒化物（ＴａＯＮ）等が挙げられる。遮光膜２０は、通常、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザに対して所望とする遮光性能（例えば、光学濃度値（ＯＤ値）が２．８以上）を奏するように設計されている。なお、遮光膜２０が上記モリブデンシリサイド系材料により構成される場合、遮光膜２０の表面反射率を低減させるために酸素や窒素の含有量を相対的に多くすることが要求されるが、酸素や窒素の含有量が相対的に多くなると所望とする遮光性能が奏されなくなるおそれがある。そのため、上記遮光膜２０は、窒素含有量が相対的に少ない（例えば、窒素含有量が２０〜３０ａｔ％）遮光層と、窒素含有量が相対的に多い（例えば、窒素含有量が４０〜５０ａｔ％）低反射層とを透明基板１１の第１面１１Ａ上にこの順に積層してなる２層構造を有するのが好ましい。

遮光膜２０の膜厚は、本実施形態における欠陥修正対象であるフォトマスク１を用いたフォトリソグラフィーによって形成されるパターンの寸法（フォトマスク１を用いて製造される半導体デバイスのデザインルール）等により適宜設定され得るが、好ましくは３０〜７５ｎｍ程度、より好ましくは４５〜６０ｎｍ程度である。

なお、遮光膜２０は、例えば、遮光膜２０がモリブデンシリサイド系材料により構成される場合、モリブデンとシリコンとの混合ターゲットを用い、アルゴンと、窒素及び／又は酸素との混合ガス雰囲気での反応性スパッタリング法により、透明基板１１の第１面１１Ａ上に形成され得る。

ハードマスク層３０は、遮光膜２０をエッチングして遮光パターン２（図２（Ｆ）参照）を形成する際にエッチングマスクとして機能するハードマスクパターン３１を形成するためのものである。

ハードマスク層３０を構成する材料としては、遮光膜２０をエッチングする際のエッチングガスに対するエッチング耐性を有する材料の中から適宜選択することができる。例えば、遮光膜２０がモリブデンシリサイド系材料により構成される場合、フッ素系ガスをエッチングガスとして用いるドライエッチング法により遮光膜２０が加工されるため、ハードマスク層３０は、フッ素系ガスに対するエッチング耐性を有する材料により構成されるのが望ましい。かかる材料の具体例としては、クロム、酸化クロム、窒化クロム、酸窒化クロム等のクロム系材料等が挙げられる。なお、遮光膜２０がタンタル系材料により構成される場合、透明基板１１の第１面１１Ａ側から順に積層された第１遮光層と第２遮光層とにより遮光膜２０が構成され得る。この場合において、例えば、第２遮光層を構成する材料として、塩素系エッチングガスに対するエッチング耐性を有する酸化タンタル（ＴａＯ）を用い、第１遮光層を構成する材料として窒化タンタル（ＴａＮ）を用いる。そして、フッ素系エッチングガスを用いたドライエッチングにより第２遮光層をパターニングし、第２遮光層パターンをハードマスクパターン３１の代わりとして用い、塩素系エッチングガスを用いたドライエッチングにより第１遮光層をパターニングして遮光パターン２を形成する。このように、遮光膜２０が複数のタンタル系材料の積層膜として構成される場合、一方（透明基板１１の第１面１１Ａ側から見たときの上層）をハードマスク層３０の代わりとして用いることができるため、この場合には、ハードマスク層３０が設けられていなくてもよい。

ハードマスク層３０の膜厚は、遮光膜２０をエッチングする際のエッチングマスクとして機能し得る程度の厚さであればよいが、過度に厚い場合には、遮光膜２０をエッチングして形成される遮光パターン２（図２（Ｆ）、図３（Ｅ）参照）を微細な寸法で形成するのが困難となるおそれがある。そのため、ハードマスク層３０の膜厚は、好ましくは４〜８ｎｍ程度、より好ましくは５〜７ｎｍ程度に設定され得る。

＜遮光パターン形成工程＞
次に、遮光パターン２（図２（Ｆ）、図３（Ｅ）参照）を形成する（Ｓ０２）。遮光パターン２を形成するにあたり、まず、ハードマスク層３０上にレジスト膜４０を形成する（図２（Ｂ）参照）。次に、当該レジスト膜４０に電子線描画装置を用いてパターン潜像を形成した後に現像し、ハードマスク層３０をエッチングする際のマスクとして用いられるレジストパターン４１を形成する（図２（Ｃ）参照）。

レジスト膜４０を構成するレジスト材料としては、特に限定されるものではないが、電子線感応型ポジレジスト材料、電子線感応型ネガレジスト材料等を用いることができる。なお、レジストパターン４１の形状及び寸法は、本実施形態において製造されるフォトマスク１の遮光パターン２の形状及び寸法に応じて適宜設定され得る。

レジスト膜４０とハードマスク層３０との間に異物が混入したり、レジスト膜４０の表面に異物が付着したり、電子線描画における電子線照射量の不足部位が生じて不要な余剰部分が残ったりすることにより、上記のようにして形成されるレジストパターン４１に黒欠陥４１ａが生じることがある。この黒欠陥４１ａが種々の工程を経て転写されることで、フォトマスク１の遮光パターン２に欠陥（黒欠陥２ａ）を生じさせ得る（図２（Ｆ）参照）。

次に、レジストパターン４１をマスクとしてハードマスク層３０をエッチングし、ハードマスクパターン３１を形成し、その後、レジストパターン４１を除去する（図２（Ｄ），（Ｅ）参照）。ハードマスク層３０のエッチング方法としては、例えば、ハードマスク層３０がクロム系材料により構成されている場合、塩素系ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いたドライエッチング法が挙げられる。

上述したように、レジストパターン４１が黒欠陥４１ａを有すると、当該黒欠陥４１ａがハードマスクパターン３１にも転写され、黒欠陥３１ａを生じさせてしまう（図２（Ｄ），（Ｅ）参照）。しかし、本実施形態においては、この段階（ハードマスクパターン３１が形成された段階）ではハードマスクパターン３１の欠陥検査を行わない。

続いて、ハードマスクパターン３１をマスクとして遮光膜２０をエッチングし、遮光パターン２を形成し、その後、ハードマスクパターン３１を除去する（図２（Ｅ），（Ｆ）参照）。遮光膜２０のエッチング法としては、例えば、遮光膜２０がモリブデンシリサイド系材料により構成されている場合、フッ素系ガスとヘリウムガスとの混合ガスを用いるドライエッチング法が挙げられる。なお、遮光膜２０がタンタル系材料により構成される場合、フッ素系ガス、塩素系ガス等をエッチングガスとして用いるドライエッチング法が採用され、特に遮光膜２０が酸化タンタル（ＴａＯ）により構成される場合には、フッ素系ガスをエッチングガスとして用いるドライエッチング法が採用される。

＜欠陥検査工程＞
上述したように、レジストパターン４１の黒欠陥４１ａがハードマスクパターン３１に転写され、ハードマスクパターン３１の黒欠陥３１ａが遮光パターン２にも転写されることになる（図２（Ｆ），図３（Ａ）参照）。本実施形態においては、このようにして生じ得る遮光パターン２の黒欠陥２ａを、欠陥検査を実施することにより検出する（Ｓ０３）。

本実施形態において、欠陥検査は、従来公知のフォトマスク用欠陥検査装置等を用いて実施され得る。例えば、遮光パターン２の欠陥検査は、透明基板１１と遮光パターン２（遮光膜２０）とにおける検査光の透過率の差を利用する、フォトマスク用欠陥検査装置（光外観検査装置（レーザーテック社製、製品名：Ｍａｔｒｉｃｓ）等）を用いて行われ得る。

＜欠陥修正工程＞
欠陥検査の結果、遮光パターン２が黒欠陥２ａを有する場合、当該遮光パターン２の黒欠陥２ａを修正する（Ｓ０４，図３，４参照）。遮光パターン２の黒欠陥２ａを修正するにあたり、まず、黒欠陥２ａの近傍において任意に選択した遮光パターン２（例えば、黒欠陥２ａを有する遮光パターン２に隣接する遮光パターン２）上に、少なくとも１つの参照パターン５を形成する（図３（Ｂ），図４（Ｂ）参照）。なお、本実施形態においては、黒欠陥２ａを囲むようにして４つの参照パターン５を形成する例を挙げて説明するが、このような態様に限定されるものではなく、参照パターン５の数は１つ以上であればよく、好ましくは３つ以上である。

参照パターン５を構成する材料としては、電子ビームの走査による二次電子を検出可能な材料を用いることができ、好ましくは遮光パターン２に損傷を生じさせることなく参照パターン５のみを除去可能な材料が用いられ得る。このような材料としては、例えば、ＳｉＯ₂等が挙げられる。

参照パターン５の大きさは、特に限定されるものではないが、遮光パターン２の寸法よりも小さいのが好ましい。また、参照パターン５の形状（平面視形状）は、特に限定されるものではなく、例えば、略円形状、略方形状等が挙げられる。

参照パターン５を形成する方法としては、黒欠陥２ａの周辺に位置する遮光パターン２上に局所的に形成可能な方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、荷電粒子ビーム（電子ビーム、イオンビーム等）を用いたＣＶＤ法が挙げられる。かかる方法においては、テトラエトキシシラン（Ｓｉ(ＯＣ₂Ｈ₅)₄）、テトラメトキシシラン（Ｓｉ(ＯＣＨ₃)₄）等の金属アルコキシド等を含むアシストガスを供給しながら荷電粒子ビームを照射することで、参照パターン５が形成される。

次に、参照パターン５を被覆する保護膜６を形成する（図３（Ｃ），図４（Ｃ）参照）。参照パターン５を被覆する保護膜６が形成されていることで、後述するドリフト補正時に、参照パターン５に電子ビームが照射されることにより参照パターン５周辺の遮光パターン２に損傷が生じるのを抑制することができる。

本実施形態においては、参照パターン５上に保護膜６を形成するのとともに、黒欠陥２ａの近傍の遮光パターン２上にも保護膜６’を形成する。黒欠陥２ａの修正時に電子ビームのドリフトが生じると、黒欠陥６’の近傍の遮光パターン２（特に遮光パターン２のエッジ部分）に損傷が生じるおそれがあるが、黒欠陥２ａの近傍の遮光パターン２上に保護膜６’が形成されることで、当該損傷が生じるのを抑制することができる。

保護膜６，６’を構成する材料としては、黒欠陥２ａの修正時に供給されるエッチングガスに対するエッチング耐性を有する材料であればよく、例えば、遮光パターン２を構成する材料がモリブデンシリサイド系材料である場合、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム等が挙げられる。

保護膜６の大きさは、参照パターン５とその周辺の遮光パターン２とを被覆可能な大きさであればよい。また、保護膜６，６’の膜厚は、遮光パターン２に損傷を生じさせない程度の厚さであればよく、特に制限されない。さらに、保護膜６，６’の形状（平面視形状）は、特に限定されるものではなく、例えば、略円形状、略方形状等が挙げられる。

保護膜６，６’を形成する方法としては、参照パターン５及びその周辺の遮光パターン２と、黒欠陥２ａ近傍の遮光パターン２とを被覆するようにして局所的に形成可能な方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、荷電粒子ビーム（電子ビーム、イオンビーム等）を用いたＣＶＤ法が挙げられる。かかる方法においては、ヘキサカルボニルクロム（Ｃｒ(ＣＯ)₆）、ヘキサカルボニルモリブデン（Ｍｏ(ＣＯ)₆）、ドデカカルボニルトリルテニウム（Ｒｕ₃(ＣＯ)₁₂）等の金属カルボニル等の保護膜形成用材料を含むアシストガスを供給しながら荷電粒子ビームを照射することで、保護膜６，６’が形成される。なお、保護膜６，６’の形成後、黒欠陥２ａの近傍の領域を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等で観察し、二次電子像から参照パターン５及び黒欠陥２ａの位置を特定しておく。

次に、黒欠陥２ａにアシストガスを供給し、電子ビームの軌道を検知するため、参照パターン５を電子ビームで走査し、二次電子像から参照パターン５の位置を検出する。そして、事前に特定した参照パターン５の位置との差から電子ビームのドリフト量を算出し、電子ビームのドリフト補正を行う。続いて、アシストガスが供給された雰囲気中で黒欠陥２ａに電子ビームを局所的に照射して、黒欠陥２ａをエッチングする。

アシストガスとしては、黒欠陥２ａをエッチング可能なものであればよく、遮光パターン２がモリブデンシリサイド系材料により構成される場合、例えば、フッ化キセノン（ＸｅＦ₂）等のフッ素系ガス、ヨウ素（Ｉ₂）等のヨウ素系ガス等を用いることができ、遮光パターン２がタンタル系材料により構成される場合、例えば、フッ化キセノン（ＸｅＦ２）等のフッ素系ガス、塩化ニトロシル（ＮＯＣｌ）等の塩素系ガス等を用いることができる。

上記アシストガスとともに、酸素（Ｏ₂）、水蒸気（Ｈ₂Ｏ）、オゾン（Ｏ₃）、一酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒素（ＮＯ₂）、炭酸アンモニウム（(ＮＨ₄)₂ＣＯ₃）等の少なくとも１種の添加材を含むガスを供給するのが好ましい。上述したように、モリブデンシリサイド系材料やタンタル系材料により構成される遮光パターン２は、所望とする表面反射率及び遮光性能を示すために、透明基板１１の第１面１１Ａ側から順に窒素含有量が相対的に少ない遮光層と、窒素含有量が相対的に多い低反射層との２層構造を有する。アシストガスとしてフッ化キセノン（ＸｅＦ₂）等のフッ素系ガスを用いた場合、窒素含有量が相対的に少ない遮光層が顕著にエッチングされてしまい、アンダーカットが生じるおそれがある。しかし、上記添加材を含むガスが供給されることで、フッ素系ガスによりエッチングされた黒欠陥２ａの表面が酸化及び／又は窒化され、エッチング耐性を向上させ得るため、大きなアンダーカットが生じるのを抑制することができる。

上記添加材を含むガスは、所定の間隔で間欠的に供給されるのが好ましい。上記添加材を含むガスが連続的に供給されると、黒欠陥２ａのエッチング速度を著しく低下させてしまい、黒欠陥２ａの修正処理の効率が低下するおそれがある。

上記欠陥修正工程において、黒欠陥２ａのエッチング開始から一定時間経過後に、再び参照パターン５を電子ビームで走査し、二次電子像から参照パターン５の位置を検出する。そして、事前に特定した参照パターン５の位置との差からドリフト量を算出し、電子ビームのドリフト補正を行い、黒欠陥２ａのエッチングを再開する。

このように、参照パターン５の位置を検出する工程、電子ビームのドリフト補正を行う工程、黒欠陥２ａをエッチングする工程の一連の工程を複数回繰り返し行うことで、高い精度で黒欠陥２ａを修正することができる。このとき、参照パターン５及びその周辺の遮光パターン２は保護膜６により被覆されているため、参照パターン５の位置を検出するための電子ビームの走査により参照パターン５の周辺の遮光パターン２ａに損傷が生じるのを防止することができる。

黒欠陥２ａの修正が完了したら、不活性化ガスを供給し、雰囲気中に残留するフッ素を不活性化する。これにより、必要な遮光パターン２（モリブデンシリサイド系材料により構成される遮光パターン２においては、特に、窒素含有量が相対的に少ない遮光層）が、残留するフッ素によってさらにエッチングされてしまうのを抑制することができる。不活性化ガスとしては、例えば、水蒸気（Ｈ₂Ｏ）等を含むガスが挙げられる。

最後に、保護膜６，６’及び参照パターン５を除去する（図３（Ｅ），図４（Ｅ）〜（Ｆ）参照）。保護膜６，６’及び参照パターン５は、例えば、エッチング等により除去され得る。このようにして、無欠陥のフォトマスク１が製造される。

なお、本実施形態における保護膜６，６’及び参照パターン５は遮光パターン２上に形成されるため、保護膜６，６’及び参照パターン５の存在する分だけ、その部分の遮光パターン２の膜厚が厚くなる。これにより、当該フォトマスク１を利用したフォトリソグラフィーにより被転写基板に転写されるパターンの線幅が細くなってしまうことがある。しかし、そのような問題を生じさせないのであれば、保護膜６，６’及び参照パターン５は除去されなくてもよい。すなわち、本実施形態におけるフォトマスク１は、第１面１１Ａ及びそれに対向する第２面１１Ｂを有する透明基板１１と、透明基板１１の第１面１１Ａ上に設けられてなる遮光パターン２と、遮光パターン２上に設けられてなる、少なくとも１つの参照パターン５と、参照パターン５を被覆する保護膜６とを備えるものであってもよい。本実施形態によりフォトマスク１の黒欠陥２ａを修正し、所定のスペックを満足すると判断された後、さらに厳しいスペックを要求された場合、再びその黒欠陥２ａを修正する必要がある。この場合に、参照パターン５及び保護膜６を備えるフォトマスク１においては、黒欠陥２ａの再修正にあたって参照パターン５及び保護膜６を再利用することができるという効果が奏される。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

上記実施形態においては、欠陥修正対象として遮光パターン２を有するフォトマスク１（バイナリーマスク）を例に挙げたが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、モリブデンシリサイド系材料等の金属シリサイドにより構成される半透過パターンを有するハーフトーン位相シフトマスクであってもよい。この場合において、半透過パターン上に参照パターン５及び保護膜６を形成すればよい。

以下、実験例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記の実験例により何ら限定されるものではない。

〔実験例１〕
モリブデンシリサイド窒化物により構成される遮光パターン２（ハーフピッチ１６０ｎｍ，ラインアンドスペース状）と、黒欠陥２ａとを有するフォトマスク１を準備し、当該黒欠陥２ａの周囲に位置する遮光パターン２上に、当該黒欠陥２ａを囲むようにして４つの略円形の参照パターン５（φ８０ｎｍ）を形成した（図４（Ｂ）参照）。参照パターン５は、テトラエトキシシラン（Ｓｉ(ＯＣ₂Ｈ₅)₄）を含むガスを供給しながら、参照パターン５の形成予定位置に電子ビームを照射することで形成された。

次に、４つの参照パターン５のうちから任意に選択した２つの参照パターン５を被覆する略矩形の保護膜６（１６０ｎｍ×１８０ｎｍ，膜厚：１０ｎｍ）を形成した。保護膜６は、ヘキサカルボニルクロム（Ｃｒ(ＣＯ)₂）を含むガスを供給しながら、保護膜６の形成予定位置に電子ビームを照射することで形成された。

続いて、フッ化キセノン（ＸｅＦ₂）をエッチングガスとして供給し、黒欠陥２ａに電子ビームを照射することで当該黒欠陥２ａをエッチングにより除去した。このとき、３０秒間隔で添加材としての二酸化窒素（ＮＯ₂）を１秒間、０．５ｓｃｃｍで供給した。また、所定の時間間隔で電子ビームを参照パターン５に照射し、電子ビームのドリフト補正を行った。

上記のようにして黒欠陥２ａを修正したところ、保護膜６にて被覆された参照パターン５周辺の遮光パターン２には損傷が生じていなかったが、保護膜６にて被覆されていない参照パターン５周辺の遮光パターン２には損傷が生じていた。この結果から、参照パターン５を被覆する保護膜６を形成することで、フォトマスク１の遮光パターン２の欠陥２ａを修正するときに、参照パターン５周辺の遮光パターン２に損傷を生じさせることなく、高い精度で欠陥修正が可能であることが確認された。

１…フォトマスク（バイナリーマスク）
２…遮光パターン（光透過制限膜パターン）
３…光透過パターン
５…参照パターン
６，６’…保護膜
１０…フォトマスクブランクス
１１…透明基板（透明基材）
１１Ａ…第１面
１１Ｂ…第２面
２０…遮光膜（光透過制限膜）
３０…ハードマスク層

Claims

第１面及び当該第１面に対向する第２面を有する透明基材と、前記透明基材の前記第１面上に設けられ、前記透明基材の厚さ方向における光の透過を制限する光透過制限膜パターンとを備えるフォトマスクにおいて、前記光透過制限膜パターンの欠陥を修正する方法であって、
前記欠陥の存在する領域の周辺に位置する前記光透過制限膜パターン上に、少なくとも１つの参照パターンを形成する工程と、
前記参照パターン上に、前記参照パターンを被覆する保護膜を形成する工程と、
前記光透過制限膜パターンの前記欠陥に荷電粒子ビームを照射することで、前記欠陥を修正する工程と
を含み、
前記欠陥を修正する工程において、前記参照パターンへの前記荷電粒子ビームの照射と前記欠陥への前記荷電粒子ビームの照射とを複数回交互に行うことを特徴とするフォトマスクの欠陥修正方法。
前記参照パターン上に保護膜形成用材料を含むアシストガスを供給しながら荷電粒子ビームを照射することで、前記保護膜を形成することを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクの欠陥修正方法。
前記保護膜形成用材料が、金属カルボニル化合物であることを特徴とする請求項２に記載のフォトマスクの欠陥修正方法。
前記保護膜形成用材料が、ヘキサカルボニルクロム、ヘキサカルボニルモリブデン又はドデカカルボニルトリルテニウムであることを特徴とする請求項２又は３に記載のフォトマスクの欠陥修正方法。
前記保護膜を形成する工程において、前記欠陥に近接する前記光透過制限膜パターン上に保護膜を形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフォトマスクの欠陥修正方法。
前記光透過制限膜パターンは、モリブデン及びシリコン、又はタンタルを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のフォトマスクの欠陥修正方法。
前記光透過制限膜パターンは、窒素をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載のフォトマスクの欠陥修正方法。
前記光透過制限膜パターンの膜厚が、３０〜７５ｎｍであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のフォトマスクの欠陥修正方法。
前記欠陥を修正した後、前記保護膜を除去する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のフォトマスクの欠陥修正方法。
前記保護膜を除去した後に、前記参照パターンを除去する工程をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のフォトマスクの欠陥修正方法。
第１面及び当該第１面に対向する第２面を有する透明基材と、前記透明基材の前記第１面上に設けられてなる光透過制限膜と、前記光透過制限膜上に設けられてなるハードマスク層とを有するフォトマスクブランクスを準備する工程と、
前記ハードマスク層をエッチングすることでハードマスクパターンを形成する工程と、
前記ハードマスクパターンをマスクとして前記光透過制限膜をエッチングすることで、前記透明基材の厚さ方向における光の透過を制限する光透過制限膜パターンを形成する工程と、
前記光透過制限膜パターンの欠陥検査を行う工程と
を含み、
前記光透過制限膜パターンが欠陥を有する場合に、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法により当該欠陥を修正することを特徴とするフォトマスクの製造方法。
第１面及び当該第１面に対向する第２面を有する透明基材と、
前記透明基材の前記第１面上に設けられ、前記透明基材の厚さ方向における光の透過を制限する光透過制限膜パターンと、
前記光透過制限膜パターン上に設けられてなる、少なくとも１つの参照パターンと、
前記参照パターンを被覆する保護膜と
を備えることを特徴とするフォトマスク。