JP4393939B2 - フォトマスク欠陥修正個所の二次処理方法 - Google Patents

Description

本発明は集束イオンビームによるフォトマスク欠陥修正でガラス基板に注入されたガリウムの除去方法に関するものである。

シリコン半導体集積回路の微細化はめざましく、それに伴って転写に用いるフォトマスクまたはレチクル上のパターン寸法も微細になってきている。縮小投影露光装置はこの要請に対して高NA化と短波長化で対応してきた。フォトマスク上に欠陥が存在すると、欠陥がウェーハに転写されて歩留まりを減少する原因となるので、ウェーハにマスクパターンを転写する前に欠陥検査装置によりフォトマスクまたはレチクルの欠陥の有無や存在場所が調べられ、欠陥が存在する場合にはウェーハへ転写する前に欠陥修正装置により欠陥修正処理が行われている。上記のような技術的な趨勢により、フォトマスクまたはレチクルの欠陥修正にも小さな欠陥への対応が求められている。液体金属ガリウムイオン源を用いた集束イオンビーム装置は、その微細な加工精度によりレーザーを用いた欠陥修正装置に代わりマスク修正装置の主流となってきている。上記のイオンビームを用いた欠陥修正装置は、白欠陥修正時には表面に吸着した原料ガスを細く絞ったイオンビームが当たった所だけ分解させて薄膜を形成し(FIB-CVD)、また黒欠陥修正時にはアシストガス存在下で高い透過率を保ったままエッチングできる効果を利用して、高精度かつ高品位な加工を実現している。(非特許文献１)。

しかしながら、集束イオンビーム装置で黒欠陥を修正すると、どうしても修正個所にプライマリービームであるガリウム注入に伴う透過率の低下が起こり、透過率を回復させるためには注入されたガリウムを除去する必要があった。水酸化カリウムのようなアルカリの洗浄液を用いればガリウムは除去できるが、ガリウムが注入されたガラス部分も削れてしまっていた。ガリウムが注入されたガラス部分の削れは位相シフトマスクの位相を変化させたり、バイナリマスクのデフォーカス特性を低下させ、問題となっていた。

又、ガリウムと特異的に結合するキレート剤を結合した水溶性ポリマーを用いることによりフォトマスクのガラスを削ることなく表面のガリウムが除去できることが知られている(非特許文献２)。しかしながら、集束イオンビームによるフォトマスクの欠陥修正は20〜30kVの加速電圧がで使用され、ガリウムは20〜30nmの深さまでガラス基板に注入されているためそのままではキレート剤を用いても注入されたガリウムは十分に除去できなかった。

一方液体金属ガリウムイオン源を用いた集束イオンビームで加工したところに電界または熱を加えることでシリコン基板に注入されたガリウムを表面に偏析させることができることが知られている(非特許文献３)。しかし、表面に偏析させたガリウムをどう取り除くかについては記載がない。
法元盛久 精密工学会誌 67, 1403-1406(2001) S. T. Chen, T. Y. Lin, and C. S. Yoo, Proc. of SPIE 5130 391-399(2003) 濱田充弘、寺地徳之、伊藤利通 J. Vac. Soc. Jpn. 46, 225-228(2003)

本発明は集束イオンビームによるフォトマスク欠陥修正でガラス基板に注入されたガリウムを除去して、ガリウム注入によるフォトマスクの透過率低下を改善することを目的とする。

液中走査プローブ顕微鏡の導電性探針に電圧印加しながら、集束イオンビームで黒欠陥を修正した領域のみ走査して注入されたガリウムを表面に誘起する。しかる後、電界により表面に析出したガリウムをガリウムと特異的に結合するキレート剤で除去する。

液中近接場光学顕微鏡のファイバー型探針から、集束イオンビームによる欠陥修正個所のみ近接場光を照射して局所加熱を行い、注入されたガリウムを表面に誘起する。しかる後、局所加熱により表面に析出したガリウムをガリウムと特異的に結合するキレート剤で除去する。

液中走査プローブ顕微鏡の加熱プローブを用いて、欠陥修正個所のみ走査して局所的に加熱して注入されたガリウムを表面に誘起する。しかる後、局所加熱により表面に析出したガリウムをガリウムと特異的に結合するキレート剤で除去する。

液中走査プローブ顕微鏡の導電性探針に側面からレーザを照射し、欠陥修正個所のみ走査して局所的に針先で増強された高電界にさらして、高電界により注入されたガリウムを表面に誘起する。しかる後、電界により表面に析出したガリウムをガリウムと特異的に結合するキレート剤で除去する。

導電性探針への電圧印加やレーザー照射で探針直下に局所的な高電界を生じるので、集束イオンビームによるフォトマスク欠陥修正領域のみ走査することで電界による表面誘起効果によりガラス基板に注入されたガリウムも表面に析出し、液中のガリウムと特異的に結合するキレート剤で表面に析出したガリウムが除去されるので透過率を改善することができる。穏やかな条件でガリウムと特異的に結合するキレート剤でガリウムを除去するので、アルカリの洗浄液を使用したときのようにガラス基板を削ってしまうこともない。また、走査型プローブ顕微鏡の探針を用いていることで局所的に位置精度よくガリウムを析出させることができる。

液中近接場光学顕微鏡の探針からの近接場光照射や加熱したプローブを近づけることにより局所的に加熱され、温度上昇に伴う表面誘起効果によりガラス基板に注入されたガリウムが表面に析出するので、液中のガリウムと特異的に結合するキレート剤で表面に析出したガリウムを除去することができ透過率を改善することができる。穏やかな条件でガリウムと特異的に結合するキレート剤でガリウムを除去するので、アルカリの洗浄液を使用したときのようにガラス基板を削ってしまうこともない。また、近接場光学顕微鏡の探針を用いていることで局所的に位置精度よくガリウムを析出させることができる。

以下に本発明の実施例について説明する。

集束イオンビーム欠陥修正装置で欠陥を修正したフォトマスクを液中走査プローブ顕微鏡装置に導入し、集束イオンビームで欠陥修正した個所にXYステージを移動する。

図１に導電性探針の電界でガリウムを表面に誘起除去する場合の概略断面図を示す。

図１において、液中走査プローブ顕微鏡装置に、集束イオンビームにて欠陥修正されたフォトマスクが導入されている。このフォトマスクは、ガラス基板1上にパターン2が形成されており、また、集束イオンビームによる欠陥修正によりガラス基板1にガリウムイオンが注入された箇所3を含む。液中走査プローブ顕微鏡には、ガリウムと特異的に結合するキレート剤を添加した溶液4が満たされている。液中走査プローブ顕微鏡の導電性探針5に電圧印加し欠陥修正箇所3上を走査することにより、導電性探針5と欠陥修正個所3の間に高電界をかけて、集束イオンビームによるフォトマスク欠陥修正でガラス基板に注入されたガリウムを表面に析出させる。析出したガリウムは、ガリウムと特異的に結合するキレート剤と結合することにより除去される。

図２は他の実施例で、ファイバー型近接場光学顕微鏡探針による局所加熱でガリウムを表面に誘起除去する場合の概略断面図である。

図２においても図１と同様のフォトマスクが導入され、また、液中近接場光学顕微鏡には、ガリウムと特異的に結合するキレート剤を添加した溶液4が満たされている。液中近接場光学顕微鏡の探針7から欠陥修正個所3に近接場光を照射しながら探針7を走査する。欠陥修正箇所3は局所的に高温化されるので、集束イオンビームによるフォトマスク欠陥修正でガラス基板に注入されたガリウムが表面に析出する。析出したガリウムは、ガリウムと特異的に結合するキレート剤と結合することにより除去される。

図３は他の実施例で、加熱プローブよる局所加熱でガリウムを表面に誘起除去する場合の概略断面図である。

図３においても図１と同様のフォトマスクが導入され、液中走査プローブ顕微鏡には、ガリウムと特異的に結合するキレート剤を添加した溶液4が満たされている。液中走査プローブ顕微鏡の加熱したプローブ探針10で欠陥修正個所3上を走査し、欠陥修正箇所3を局所的に加熱することにより、集束イオンビームによるフォトマスク欠陥修正でガラス基板に注入されたガリウムを表面に析出させる。析出したガリウムは、ガリウムと特異的に結合するキレート剤と結合することにより除去される。

図４は、他の実施例で、導電性探針にレーザーを照射し増強した電界でガリウムを表面に誘起除去する場合の概略断面図である。

図４においても図１と同様のフォトマスクが導入され、液中走査プローブ顕微鏡には、ガリウムと特異的に結合するキレート剤を添加した溶液4が満たされている。液中走査プローブ顕微鏡の導電性探針5にレーザ11を照射し欠陥修正個所3上を走査する。レーザ11の照射により探針5の針先で増強された高電界が欠陥修正箇所3にかけられることにより、集束イオンビームによるフォトマスク欠陥修正でガラス基板に注入されたガリウムが表面に析出する。析出したガリウムは、ガリウムと特異的に結合するキレート剤と結合することにより除去される。

上記のいずれの方法も穏やかな条件でガリウムと特異的に結合するキレート剤で表面に析出したガリウムを除去するので、アルカリの洗浄液を使用したときのようにガラス基板を削ってしまい、位相シフトマスクの位相を変化させたり、バイナリマスクのデフォーカス特性を低下させることもなく透過率を改善できる。

本発明の特徴を最も良く表す導電性探針の電界でガリウムを表面に誘起除去する場合の概略断面図である。 ファイバー型近接場光学顕微鏡探針による局所加熱でガリウムを表面に誘起除去する場合の概略断面図である。 加熱プローブよる局所加熱でガリウムを表面に誘起除去する場合の概略断面図である。 導電性探針にレーザーを照射し増強した電界でガリウムを表面に誘起除去する場合の概略断面図である。

符号の説明

1 ガラス基板
2 正常パターン
3 FIB欠陥修正個所(ガリウム注入部分)
4 ガリウムと特異的に結合するキレート剤を添加した溶液
5 導電性探針
6 直流電源
7 ファイバー型近接場光学顕微鏡探針
8 光源
9 加熱用の光
10 加熱プローブ
11 レーザー光

Claims (4)

1. 集束イオンビーム欠陥修正装置で欠陥を修正したフォトマスクを、ガリウムと特異的に結合するキレート剤を添加した液中走査プローブ顕微鏡装置に導入し、前記液中走査プローブ顕微鏡の導電性探針に電圧を印加しながら前記欠陥修正部分上を走査し、前記導電性探針と前記欠陥修正部分間の高電界により、前記集束イオンビームによるフォトマスク欠陥修正でガラス基板に注入されたガリウムを表面に析出させて前記キレート剤と結合させることにより除去することを特徴とするフォトマスク欠陥修正個所の二次処理方法。
2. 集束イオンビーム欠陥修正装置で欠陥を修正したフォトマスクを、ガリウムと特異的に結合するキレート剤を添加した液中近接場光学顕微鏡に導入し、前記液中近接場光学顕微鏡の探針から前記欠陥修正個所に近接場光を照射しながら前記欠陥修正部分を走査し、局所的な高温化により、前記集束イオンビームによるフォトマスク欠陥修正でガラス基板に注入されたガリウムを表面に析出させて前記キレート剤と結合させることにより除去することを特徴とするフォトマスク欠陥修正個所の二次処理方法。
3. 集束イオンビーム欠陥修正装置で欠陥を修正したフォトマスクを、ガリウムと特異的に結合するキレート剤を添加した液中走査プローブ顕微鏡装置に導入し、前記液中走査プローブ顕微鏡の探針を加熱しながら前記欠陥修正個所を走査し、前記集束イオンビームによるフォトマスク欠陥修正でガラス基板に注入されたガリウムを表面に析出させて前記キレート剤と結合させることにより除去することを特徴とするフォトマスク欠陥修正個所の二次処理方法。
4. 集束イオンビーム欠陥修正装置で欠陥を修正したフォトマスクを、ガリウムと特異的に結合するキレート剤を添加した液中走査プローブ顕微鏡装置に導入し、前記液中走査プローブ顕微鏡の導電性探針を該探針にレーザを照射しながら前記欠陥箇所上を走査し、針先で増強された高電界により、前記集束イオンビームによるフォトマスク欠陥修正でガラス基板に注入されたガリウムを表面に析出させて前記キレート剤と結合させることにより除去することを特徴とするフォトマスク欠陥修正個所の二次処理方法。

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