JP4472882B2 - マスクの欠陥修正方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフォトマスクまたはレチクルの欠陥修正方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来用いられてきたフォトマスクは石英ガラス等のガラス上にCrなどの金属膜やMoSiONのようなハーフトーン材料をスパッタにより堆積して遮光膜とし、マスクパターンを光の透過率の違いに変換したものなので、荷電粒子であるイオンビームを用いた欠陥修正装置で観察・修正するときには、チャージアップにより一次イオンが曲げられたり、二次イオン像や二次電子像が見えなくなるのを防ぐために、電子を照射し電荷中和を行っている。デザインルールが厳しくないときには、電荷中和条件の最適化により欠陥領域の認識に十分実用的なイメージが得られていた。しかし最近のデザインルールの微細化により孤立したパターンや、露光装置の光近接効果を補正するために導入されたパターン(OPCパターン)では、電子で電荷中和していてもパターンの端部の正しい形状を観察しにくかったり、パターン毎に電荷中和条件が異なっていたり、小さなものでは見えなかったりするようになってきている。上記のように微細な孤立したパターンやOPCパターンは、欠陥の正しい認識ができないため、欠陥修正に求められる仕様を満足できるような修正ができなくなりつつある。
【０００３】
また最近では、修正すべき欠陥サイズの低減に伴い、光学顕微鏡や触針式の膜厚計に代わって空間分解能の高い原子間力顕微鏡(AFM)で、イオンビームによる欠陥修正装置による白欠陥や黒欠陥の修正個所の加工品質を評価するようになってきている。AFMは、構造上チャージアップしやすいフォトマスクまたはレチクルに対しても高い空間分解能観察が可能であり、走査型電子顕微鏡やイオンビームを用いた欠陥修正装置の二次電子像観察や二次イオン像観察では、チャージアップでのため見えなかった微細化な孤立したパターンやOPCパターンの細かい形状も観察することができている。
【０００４】
近年のシステムLSIへの需要の高まりは、微細な孤立したパターンやOPCパターンの多用を推し進めており、これらの欠陥に対しても高精度かつ高品位な修正がイオンビームを用いた欠陥修正装置にも求められている。そのためには、欠陥形状や位置の正確な認識が必須である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のようなチャージアップのためにイオンビーム欠陥修正装置で観察しにくい微細化な孤立したパターンやOPCパターンの高精度かつ高品位な欠陥修正を可能にしようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
原子間力顕微鏡は高い空間分解能に加え、絶縁物でも高分解能な観察を行うことができることを利用する。まず、原子間力顕微鏡(AFM)で欠陥を含む領域の観察を行い、AFM像から欠陥の形状と位置あわせのためのパターンを抽出する。抽出されたパターンはイオンビームを用いた修正装置の図形フォーマットに変換され保存される。このとき、位置あわせのパターンはイオンビームを用いた修正装置でも観察可能なものを選んでおく。AFMで欠陥を認識したマスクをイオンビームを用いた装置に移し、上記のAFM像から抽出・変換した欠陥を含むパターンを読み込んで、抽出したパターンの位置合わせのパターンを欠陥を含む領域の二次電子像または二次イオン像の該当するパターンに合わせ込む。イオンビームを用いた修正装置の通常の二次イオン像もしくは二次電子像からのパターンマッチング加工に対する照射領域の調整と同様な調整を行い、AFMで抽出し、位置合わせ用のパターンの合わせ込みで微調整された欠陥領域をイオンビームで修正する。
【０００７】
【作用】
欠陥の認識に絶縁性の物質でも高分解能観察ができるAFMを用い、位置合わせセにチャージアップの影響を受けないパターンに合わせ込むので、いままでイオンビームを用いた欠陥修正装置では難しかったチャージアップの影響を受けた欠陥の高精度の修正ができる。また、AFM観察時に得られる高さ情報を活用してイオンビーム照射量を制御すれば、チャージアップで像が見えないためにうまくいかなったイオン信号による終点検出の問題が解決され、黒欠陥修正に対しても高品位な欠陥修正が行える。
【０００８】
【実施例】
以下に、本発明をチャージアップにより黒欠陥の形状を正しく認識できない場合に適応した例について説明する。
【０００９】
欠陥検査装置で欠陥が見つかった場所にステージを移動し、原子間力顕微鏡(AFM)で欠陥を含む領域の観察を行う。図1に示すようなAFM像から欠陥の領域1と位置あわせのためのパターン2を図2のように抽出する。抽出されたパターンはイオンビームを用いた修正装置特有の図形フォーマットに変換され保存される。このとき、位置あわせのパターン2はイオンビームを用いた修正装置でもチャージアップの影響を受けにくいものを選んでおく。AFM像から抽出・変換した欠陥領域3aと位置あわせのためのパターン4のデータをイオンビームを用いた修正装置に転送する。
【００１０】
AFMで欠陥領域を認識したマスクをイオンビームを用いた装置に移し、欠陥検査装置で欠陥が見つかった場所にステージを移動する。イオンビームを用いた修正装置で欠陥を含む領域の二次電子像もしくは二次イオン像観察を行う。AFM像から抽出した位置合わせ用のパターン4を、図3に示すような欠陥を含む領域の二次電子像または二次イオン像6の該当するパターンに図4に示すように合わせ込む。図5に示すようなパターン合わせ込みが終わった後に、更にイオンビームを用いた修正装置の通常の二次イオン像もしくは二次電子像からのパターンマッチング加工に対するイオンビームの形状を考慮した照射領域の補正と同様な補正を行う。二次イオン像もしくは二次電子像で見えている欠陥領域5ではなく、AFMで抽出した欠陥領域3aを上記の合わせ込みと補正を施した欠陥領域3bを図6に示すようにイオンビームを用いて除去修正する。
【００１１】
チャージアップで像が見えないためにイオン信号や二次電子の物質によるコントラスト差を利用した終点検出がうまく行かないので、図6に示すようにAFMによる欠陥認識時に欠陥領域の高さ情報も収集し、その情報をもとにイオンビームによる欠陥修正装置での黒欠陥修正時のイオンビーム照射量を決定し、削り残しや下地ガラス面7へのダメージが少なくなるようにする。
【００１２】
次に、本発明をチャージアップにより黒欠陥がイオンビーム欠陥修正装置で見えなくなった場合に適応した例について説明する。
【００１３】
チャージアップにより欠陥形状を正しく認識できない場合と同様の方法でAFM像から欠陥領域と位置合わせパターンを抽出し、イオンビームを用いた修正装置に変換したデータを転送する。イオンビームを用いた修正装置で欠陥を含む領域の二次電子像もしくは二次イオン像観察を行い、図7に示すようにAFMで抽出した位置合わせ用のパターン4を二次イオン像もしくは二次電子像で得られた位置合わせ用のパターン6へ合わせ込む。二次イオン像もしくは二次電子像では欠陥は見えていないが、AFMで抽出し、位置合わせと照射位置補正を行った領域3bに図8に示すようにイオンビームを照射し、黒欠陥を修正する。
【００１４】
上記の説明は黒欠陥について行ってきたが、図9に示すようにマスク近傍に配置されたガス銃9から白欠陥修正膜用原料ガス10を供給しながら、AFMで抽出し位置合わせと照射位置補正を行った領域3aにイオンビームを照射すれば、白欠陥修正膜11が堆積され、黒欠陥と同様の手順で白欠陥も修正することができる。
【００１５】
図10に本発明の欠陥修正の流れを示す。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、チャージアップしやすい欠陥の認識にマスクのような絶縁性の物質でも高分解な能観察ができるAFMを用いるので、欠陥の正確な形状・位置が把握でき、イオンビームを用いた欠陥修正時には位置合わせにチャージアップの影響を受けないパターンに合わせ込んで加工するので、いままでイオンビームを用いた欠陥修正装置では難しかったチャージアップの影響を受けた欠陥の高精度かつ高品位な修正ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 AFMで観察したときの欠陥領域と位置合わせパターンを示す図である。
【図２】イオンビーム欠陥修正装置用の図形フォーマットに変換したAFMで抽出した欠陥領域と位置合わせパターンを示す図である。
【図３】イオンビーム欠陥修正装置で観察したときの欠陥領域と位置合わせパターンを示す図である。
【図４】 AFMで抽出した位置合わせパターンのイオンビーム欠陥修正装置で観察した位置合わせパターンへの合わせ込みの説明する図である。
【図５】パターン合わせ込み後の実際にイオンビームで加工する領域を示す図である。
【図６】本発明の特徴を最も良く示すAFMで認識した欠陥領域を合わせ込んでイオンビームで加工することを示す概略断面図である。
【図７】イオンビーム欠陥修正装置で欠陥が見えない場合のパターン合わせ込み後の実際にイオンビームで加工する領域を示す図である。
【図８】イオンビーム欠陥修正装置で黒欠陥が見えない場合のイオンビームで加工する領域の概略断面図である。
【図９】本発明を用いて白欠陥を修正する場合を説明する概略断面図である。
【図１０】本発明の欠陥修正の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 AFM観察で認識した欠陥の領域
2 AFM観察で認識した位置あわせのためのパターン
3a イオンビーム欠陥修正装置の図形フォーマットに変換した欠陥の領域
3b パターン重ね合わせと照射領域補正した欠陥の領域
4 イオンビーム欠陥修正装置の図形フォーマットに変換した位置あわせのためのパターン
5 イオンビーム欠陥修正装置で観察した欠陥の領域
6 イオンビーム欠陥修正装置で観察した位置あわせのためのパターン
7 下地ガラス面
8 イオンビーム
9 ガス銃
10 白欠陥修正膜の原料ガス
11 白欠陥修正膜

Claims (3)

1. チャージアップのためイオンビームを用いたマスク欠陥修正装置では形状認識が困難な欠陥と位置合わせのパターンを含む領域の顕微鏡像を原子間力顕微鏡で抽出する工程と、
   前記顕微鏡像を、イオンビームを用いたマスク欠陥修正装置の図形フォーマットのデータに変換する工程と、
   前記マスク欠陥修正装置で前記欠陥と前記位置合わせパターンを含む領域の二次電子像もしくは二次イオン像を取得する工程と、
   前記データの前記位置合わせパターンと、前記二次電子像もしくは二次イオン像の前記位置合わせパターンとを位置合わせする工程と、
   前記二次電子像もしくは二次イオン像の欠陥領域を補正する工程と、
   補正した欠陥領域を前記イオンビームで修正するマスクの欠陥修正方法。
2. 前記位置合わせパターンは前記マスク欠陥修正装置で観察可能なものである請求項１に記載のマスクの欠陥修正方法。
3. 前記欠陥は孤立したパターンまたはＯＰＣパターンの欠陥である請求項１または２に記載のマスクの欠陥修正方法。

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