JP6295574B2 - Ｅｕｖマスクの欠陥評価方法及びｅｕｖマスクの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＥＵＶ（Extreme Ultra Violet）マスクの欠陥評価方法及びＥＵＶマスクの製造方法において、位相欠陥のパターン転写への影響を高精度に検証することで、より効率的にＥＵＶマスクの欠陥評価やＥＵＶマスクの製造が可能となる方法に関する。

半導体デバイスのパターン微細化に対応するため、露光波長の短波長化が進んでおり、現在は１９３ｎｍのＡｒＦ（フッ化アルゴン）レーザーの露光装置が量産で利用されている。また、さらなる短波長化に向け１３．５ｎｍのＥＵＶ光を使った露光装置の開発が精力的に進められている。

１３．５ｎｍのＥＵＶ光はあらゆる物質に吸収されてしまう。そのため、デバイスパターンをウェハに転写するフォトマスクは、従来の透過型ではなく反射型である。光反射型のＥＵＶマスクは、ＬＴＥＭという低熱膨張ガラスを基板とし、その上に４０ペアのモリブデン（Ｍｏ）（層厚３ｎｍ）とシリコン（Ｓｉ）（層厚４ｎｍ）の多層膜が形成されている。そして、スパッタリングにより、最上層にＥＵＶ光を反射しない吸収層が形成されている。ＥＢ描画（電子ビーム描画）によるパターニングプロセスにて、この吸収層にデバイスパターンが形成される。ＥＵＶリソグラフィでは、ＥＵＶマスクの多層膜と吸収層との反射率のコントラストにより、所望のパターンがウェハ上に転写される。

ＥＵＶマスクは、従来のフォトマスクと同様に無欠陥であることが望ましい。しかし、ＥＵＶマスクでは、従来のフォトマスクにおける異物やパターン欠陥（突起、欠け、断線、ショート、位置ズレ）の他に、ＥＵＶマスクに特有の位相欠陥が問題となる。位相欠陥というのは、多層膜の一部に段差が生じているものである。位相欠陥は、ＬＴＥＭ基板上の異物や凹凸、多層膜の形成途中に混入する異物、ボイドなどが原因で発生する。

このような位相欠陥のウェハ転写時への影響は、シミュレーションなどで検証されており、現在では、幅が２０ｎｍで高さが数ｎｍレベルの欠陥であっても、転写パターン寸法に大きく影響することが分かっている。そのため、事前にＥＵＶブランクの検査が必要となる。ＥＵＶブランクとは、多層膜は形成されているが吸収層を成膜する前の状態のマスクのことである。

ＥＵＶブランクの検査は、様々な手法が開発されている。最も有力視されているのはＥＵＶ光を用いた暗視野型の欠陥検査方法である。この検査方法は、ＬＰＰ光源（Laser-Produced Plasma光源）を用いて、露光用実験装置の縮小光学系を逆に拡大光学系として利用することで、位相欠陥からの散乱光をＣＣＤカメラで撮影するというものである。本検査手法は、位相欠陥の原因となるＥＵＶブランク表面の微小な凹凸を検査するのに最も高感度な方式とされている。

従来のフォトマスクでは、検出された欠陥は修正工程で修正される。しかし、ＥＵＶブランクの位相欠陥は、欠陥そのものを修正することが困難である。そのため、ＥＵＶブランクの修正は行わず、予め基板上に作成されたアライメント用マークを基準にして、位相欠陥の位置と個数を記録しておく。そして、その後、ＥＵＶブランク上に吸収層を形成し、回路パターンのパターニング工程に移行する。

ここで、ＥＵＶブランクの位相欠陥が吸収層の下にある場合には、その位相欠陥は、ウェハ上への露光転写時に影響を及ぼさないため、その位相欠陥を修正するなどの対応は不要となる。そのため、回路パターンをＥＵＶマスク上に配置する際、位相欠陥の位置と個数の情報を活用して、位相欠陥の位置が、回路パターンのない領域（以下、「遮光領域」と呼ぶ）又は吸収層パターンの下に隠れるように、パターンレイアウトを変更する手法が提案されている。

しかしながら、パターンレイアウトを変更して位相欠陥を遮光領域又は吸収層パターンの下に隠す上述の手法を用いた場合でも、全ての位相欠陥を回避させることは困難であり、どうしても幾つかの位相欠陥は、反射層パターンにかかってしまう。この場合の改善方法として、特許文献１には、ＥＵＶマスクのパターニング及びプロセス工程が一通り終了した後、位相欠陥がある場所に移動し、位相欠陥に隣接する吸収層パターンを変成または変更することにより、ウェハ上に転写された回路パターンを改善する方法が記載されている。修正は、ＦＩＢ（Focused Ion Beam）や電子ビームによる修正装置を利用して実施する。

また、特許文献２には、位相欠陥に隣接する吸収層パターンを修正する具体的な方法が開示されている。この方法では、吸収層パターンの修正状況によって吸収層パターンの内部に隠れている位相欠陥の露出状態が変わり、ウェハ転写に与える影響が変化してしまうため、ＥＵＶ光による露光転写システムであるＡＩＭＳ（Aerial Image Measurement System）を利用し、何度も修正とＡＩＭＳによる確認のトライアンドエラーを実施している。

特表２００２−５３２７３８号公報 特開２０１２−８９５８００号公報

前述したパターンレイアウト（回路パターンの位置）を変更し、位相欠陥を遮光領域又は吸収層パターンの下になるように調整する従来の方法では、単純に二次元的な位置関係を見ているだけである。しかし、ＥＵＶリソグラフィでは、マスク面に対して６度の傾斜を持ったＥＵＶ光を入射させ、その反射光がウェハ上に露光される。そのため、位相欠陥が露光に影響しない位置にあるかどうかは、露光シミュレーションを行って確認する必要がある。さらに位相欠陥の影響範囲は、吸収層表面の凹凸だけでなく積層膜内部の状態も考慮する必要がある。

一方、位相欠陥が反射層パターンにかかる場合に吸収層パターンを修正する方法は、前述したように修正装置による修正作業と、ＡＩＭＳによる確認作業を何度も繰り返し行う必要がありＥＵＶマスク作成のＴＡＴ（Turn Around Time）が非常に長くなってしまうという問題点がある。

この問題を解決する一つの方法として、ＥＵＶマスクのパターン修正前に、位相欠陥の正確な情報とパターンデータをシミュレータに入力し露光シミュレーションすることで、事前に、吸収層パターンをどのくらい変形させれば所望の転写パターンが得られるのかを求めておく方法がある。位相欠陥の幅や高さ又は深さといった情報は、前述の暗視野型の欠陥検査方法では取得できないため、ＡＦＭ（Atomic Force Microscope）などの別の手法を使って測定する。

しかしながら、ＡＦＭでは、ＥＵＶブランクの最表面の状態しか把握することができず、多層膜のどこが位相欠陥の起点になっているのか、位相欠陥の欠陥源の形状が多層膜をどのように伝播しているのか、といったことは不明である。当然ながら、その仮定が実際と違っている場合には、転写した場合の影響度合いが大きく異なることになるため、修正後も位相欠陥の影響が残存する可能性が高い。

そのため、位相欠陥箇所の吸収層パターンを正しく修正するには、多層膜の内部における位相欠陥の状態を含めた正確な情報を用いて露光シミュレーションを行って、正しい修正量を把握することが必要である。

本発明は、これらの課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、ＥＵＶマスクのパターニング前に最適なパターンレイアウトを取得することにより、位相欠陥がある部分の修正作業を少なくすることでＥＵＶマスク製造を効率化することである。

また第２の目的は、多層膜の内部における位相欠陥の状態を正しく把握して吸収層パターンの修正量を露光シミュレーションにより正確に算出することで、効率的なＥＵＶマスクの欠陥評価方法及びＥＵＶマスクの製造方法を確立することである。

第１の態様は、ＥＵＶマスクの欠陥評価方法において、多層膜が形成されたＥＵＶブランクから、位相欠陥の位置情報及び位相欠陥の輝度プロファイル情報を取得するステップと、位相欠陥の位置情報を元に、位相欠陥の最表面の三次元形状を計測するステップと、シミュレーションを行うことにより、最表面の三次元形状と位相欠陥の輝度プロファイル情報から位相欠陥の内部状態を推測し、多層膜における位相欠陥の欠陥源の形状の最表面側への伝播状態を示す伝播パラメータを抽出するステップと、吸収層パターンのレイアウトとして、吸収層パターンの下に位相欠陥が位置するパターンレイアウトを仮決めするステップと、仮決めしたパターンレイアウトについて、位相欠陥の三次元形状及び伝播パラメータを用いた露光シミュレーション（例えば、露光シミュレーションの入力条件として伝播パラメータにより、多層膜内部の位相欠陥の状態を設定している）を行うことにより、吸収層パターンをウェハへ転写した転写パターンを算出するステップと、露光シミュレーションで算出した転写パターンの位相欠陥部分の評価を行うことによりパターンレイアウトを確定するステップと、確定したパターンレイアウトを用いてＥＵＶマスクの作成を行うステップと、を有することを特徴とする。なお、パターンレイアウトを確定するステップでは、パターンレイアウトの仮決めと露光シミュレーションを繰り返し行い、露光シミュレーションで算出した転写パターンの位相欠陥部分の評価を行うことによりパターンレイアウトを確定してもよい。

また、第２の態様は、第１の態様において、ＥＵＶマスクの作成を行うステップ後、作成したＥＵＶマスクの外観検査を行うステップと、外観検査によって検出されたパターン欠陥を修正するステップと、転写に影響する位相欠陥を計測対象として、位相欠陥の最表面の三次元計測を実施することで、ＥＵＶマスクの反射層にかかる位相欠陥が存在するか否かを調査するステップと、反射層にかかる位相欠陥について、露光シミュレーションを行うことにより修正形状を算出するステップと、修正形状の通りにＥＵＶマスクの吸収層パターンを修正するステップと、を有することを特徴とする。

また、第３の態様は、ＥＵＶマスクの製造方法において、多層膜が形成されたＥＵＶブランクから、位相欠陥の位置情報及び位相欠陥の輝度プロファイル情報を取得するステップと、位相欠陥の位置情報を元に、位相欠陥の最表面の三次元形状を計測するステップと、シミュレーションを行うことにより、最表面の三次元形状と位相欠陥の輝度プロファイル情報から位相欠陥の内部状態を推測し、多層膜における位相欠陥の欠陥源の形状の最表面側への伝播状態を示す伝播パラメータを抽出するステップと、吸収層パターンのレイアウトとして、吸収層パターンの下に位相欠陥が位置するパターンレイアウトを仮決めするステップと、仮決めしたパターンレイアウトについて、位相欠陥の三次元形状及び伝播パラメータを用いた露光シミュレーション（例えば、露光シミュレーションの入力条件として伝播パラメータにより、多層膜内部の位相欠陥の状態を設定している）を行うことにより、吸収層パターンをウェハへ転写した転写パターンを算出するステップと、露光シミュレーションで算出した転写パターンの位相欠陥部分の評価を行うことによりパターンレイアウトを確定するステップと、確定したパターンレイアウトを用いてＥＵＶマスクの作成を行うステップと、を有することを特徴とする。なお、パターンレイアウトを確定するステップでは、パターンレイアウトの仮決めと露光シミュレーションを繰り返し行い、露光シミュレーションで算出した転写パターンの位相欠陥部分の評価を行うことによりパターンレイアウトを確定してもよい。

また、第４の態様は、第４の態様において、ＥＵＶマスクの作成を行うステップ後、作成したＥＵＶマスクの外観検査を行うステップと、外観検査によって検出されたパターン欠陥を修正するステップと、転写に影響する位相欠陥を計測対象として、位相欠陥の最表面の三次元計測を実施することで、ＥＵＶマスクの反射層にかかる位相欠陥が存在するか否かを調査するステップと、反射層にかかる位相欠陥について、露光シミュレーションを行うことにより修正形状を算出するステップと、修正形状の通りにＥＵＶマスクの吸収層パターンを修正するステップと、を有することを特徴とする。

本発明により、ＥＵＶマスクのパターニングをする前に転写パターンへの影響を考慮した最適なパターンレイアウトを設定することができる。また、ＥＵＶマスクの吸収層パターンで修正が必要な箇所においては、位相欠陥の多層膜内部の状態を反映した露光シミュレーションを行うことで、最適な修正形状を取得することが可能となるため、効率的に高品質なＥＵＶマスク製造することができる。

本発明の実施形態におけるＥＵＶマスク作成前までの工程フロー図 本発明の実施形態におけるＥＵＶマスク作成後の工程フロー図 ＥＵＶブランクの多層膜における位相欠陥の状態を表す断面図 マスクパターンと位相欠陥の位置関係を表す図 マスクパターンと図４とは別の位相欠陥の位置関係を表す図 最適な修正パターンの例

本発明の実施形態について、図１及び図２を使って説明する。まず、低熱膨張ガラス（ＬＴＥＭ）上にアライメントマークをエッチング等により形成する。このアライメントマークは、位相欠陥の位置座標の基準となり、吸収層に形成する回路パターン（デバイスパターン）のレイアウト調整に利用される。次に、ＬＴＥＭ基板上にモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）を交互に４０ペア積層し、ＬＴＥＭ基板上に多層膜が形成されたＥＵＶブランク１を作成する。このＥＵＶブランク１に位相欠陥がないか確認するため、ＥＵＶ光を用いたアクティニック検査（Actinic検査）を実施する（ステップＳ１）。この検査は、ＬＰＰ光源（Laser-Produced Plasma光源）を用いた露光用実験装置の縮小光学系を、逆に拡大光学系として利用し、位相欠陥からの散乱光をＣＣＤカメラで撮影する検査手法にて行う。この検査により、位相欠陥情報３として、位相欠陥の位置を表す座標データ（欠陥位置の情報）と、位相欠陥の輝度プロファイル（画像上の輝度分布）とが取得される。なお、位相欠陥の輝度プロファイルの取得方法として、米国のSEMATECHというコンソーシアムで開発されているSHARP（SEMATECH High-NA Actinic Reticle review Project）という、よりＥＵＶ露光装置での転写像に近い画像が取得できるActinic検査装置を利用しても良い。

次に、ステップＳ１で検出された位相欠陥の最表面の状態を調べるため、位相欠陥の三次元計測を実施する（ステップＳ２）。この三次元計測は、ＥＵＶブランク１上の位相欠陥の種類（Ｐｉｔ又はＢｕｍｐ欠陥）と、位相欠陥の幅及び高さ（深さ）を調べるために行われる。一般的には、位相欠陥の幅は、数十ｎｍ〜数百ｎｍで、位相欠陥の高さ（深さ）は、数ｎｍレベルであるため、三次元計測では、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を利用して位相欠陥の寸法を計測する。なお、三次元計測に、本願の出願人らが提案した特願２０１３−０８６４２２号に記載の、複数検出器を持つ三次元計測が可能なＣＤ−ＳＥＭを用いても良い。

ステップＳ２で三次元計測手段を用いて取得した位相欠陥の情報は、ＥＵＶブランク１の最表面だけである。ここで、実際にＥＵＶ光でウェハ上に回路パターンを転写する場合には、その位相欠陥が積層膜（多層膜などを含む積層膜）の内部でどのようになっているかが重要になる。位相欠陥の多くは、ＬＴＥＭ基板上の微小な凹凸が主な原因とされているが、モリブデン（Ｍｏ）又はシリコン（Ｓｉ）の薄膜を積層している途中で、欠陥となる異物が付着する場合もある。最表面の位相欠陥の寸法（幅、高さ又は深さ）は、位相欠陥の原因となる凹凸（以下、「欠陥源」という。）の寸法を反映している場合もあるが、反映していない場合もある。膜が積層されるにつれて欠陥の幅や高さ（深さ）がどのように伝播しているか（つまり、欠陥源の形状が最表面にどのように伝播しているか）により、転写に与える影響は変わってくる。つまり、多層膜における位相欠陥の断面形状（欠陥源の形状の最表面側への伝播状態）により、転写への影響は変わってくる。

そこで、本発明では、シミュレーションにより位相欠陥の内部状態を推測する工程（ステップＳ３）において、ステップＳ２の結果と、位相欠陥が積層膜のどこからはじまっているか、位相欠陥の幅及び高さ（深さ）は、膜が積層されるにつれて除々に小さくなっているのか、変化しないのか、逆に除々に大きくなっているのか、といった積層膜内部の位相欠陥の状態をシミュレータに設定して、シミュレーションを行い、位相欠陥情報３の輝度プロファイルとシミュレーション結果（シミュレーションで得た輝度プロファイル）を比較することで、位相欠陥の伝播パラメータ６を抽出する。つまり、位相欠陥の三次元計測結果と、積層膜における欠陥源の深さ位置と積層膜内部において欠陥源の形状の最表面側への伝播状態を仮定した仮定パラメータ（断面プロファイル）とが、シミュレータに入力される。仮定プロファイルとして、複数種類のデータが準備される。そして、各仮定パラメータについてシミュレーションを行い、各仮定パラメータのシミュレーション結果と位相欠陥情報３の輝度プロファイルを比較して、両者の一致度が最も高いシミュレーション結果で用いた仮定パラメータを、位相欠陥の伝播パラメータ６として抽出する。

次に、ＥＵＶブランク１上に吸収層の形成を行う（ステップＳ４）。吸収層には、例えばタンタル（Ｔａ）を主成分とした金属膜が用いられる。

次に、マスクパターンのレイアウトツールを使って、なるべく多くの位相欠陥が遮光領域又は吸収層パターンに重なるように、パターンレイアウト（吸収層のおける回路パターンのレイアウト）の配置処理を実施して、パターンレイアウトを仮決めする（ステップＳ５）。このとき、位相欠陥が吸収層パターンの下に隠れる領域については、ウェハ上に回路パターンを露光転写した場合に位相欠陥の影響が転写パターンに出ないかを確認するため、位相欠陥の露光シミュレーション（転写シミュレーション）を実施する（ステップＳ６）。露光シミュレーションのソフトウェアでは、吸収層パターンの設計データからシミュレーション対象となる領域の数μｍ角の二次元パターンデータを入力し、シミュレーション計算を行うことにより、ウェハ上に回路パターンを露光転写した転写パターンを算出する。このとき、位相欠陥の伝播パラメータ６をシミュレータに入力することで、より精度の高いシミュレーション評価が可能となる。もし、想定される位相欠陥の状況によって転写パターンに影響がある場合には、パターンレイアウトの位置を再度調整する。

ステップＳ５及びステップＳ６の作業を位相欠陥の数だけ実施する。そして、転写パターンに影響を及ぼす位相欠陥の数が最小であるか否かを判定し（ステップＳ７）、転写パターンに影響を及ぼす位相欠陥の数が最小になるまで、ステップＳ５及びステップＳ６の作業を繰り返し行う。そして、転写パターンに影響を及ぼす位相欠陥の数が最小になるパターンレイアウトを、ＥＵＶマスク５の作成に使用するパターンレイアウトに確定する。ステップＳ５からステップＳ７の作業は、全てコンピュータ上で実施するため、効率的に位相欠陥の影響が最小となるパターンレイアウトを取得することができる。そして、得られたパターンレイアウトを利用してＥＵＶマスク５の作成を行う（ステップＳ８）。

ステップＳ８では、一般的な工程に従い、レジスト塗布、描画、現像、エッチング、洗浄を経て、ＥＵＶマスク５が作成される。

続いて、ＥＵＶマスク５の検査・修正工程について、図２を用いて説明する。まず、ステップＳ８で作成されたＥＵＶマスク５に外観不良がないかを確認するため、ＥＵＶマスク５の外観検査を実施する（ステップＳ９）。ＥＵＶマスク５の外観検査は、既存の検査装置を使って行う。ＤＵＶ光（deep Ultra-Violet光）を使った光学的な検査装置の他に、電子ビームを用いたＥＢ検査装置などを利用しても良い。

次に、ステップＳ９で検出されたパターン欠陥（外観欠陥）を、修正装置を用いて欠陥修正する（ステップＳ１０）。外観欠陥には、黒欠陥（吸収層のパターン残り）と白欠陥（吸収層パターンの欠損）がある。黒欠陥の修正は、ＦＩＢ（Focused Ion Beam）や電子ビームを照射することで除去する方法や、細い針によって機械的に削り取る方法によって行われる。一方、白欠陥の修正は、カーボンなどのＥＵＶ光を吸収する物質を欠陥部分に堆積させる方法で行われる。

次に、位相欠陥情報３を元に全ての位相欠陥の三次元計測を実施する（ステップＳ１１）。この三次元計測は、ＥＵＶブランク１に吸収層パターン（回路パターン）を描画した際に、実際のパターン位置が調整後のレイアウト位置（ステップＳ７で確定したパターンレイアウト）とずれている可能性があるため、本来は吸収層パターンの下にあるはずの位相欠陥が反射層パターン（反射層の露出部のパターン）にかかっていないかを確認するために行われる。位相欠陥が吸収層パターンの下にある場合は、Multi Layer上の位相欠陥の凹凸が吸収層にも表れるため、位相欠陥の座標の位置に移動しＡＦＭなどで三次元計測することで、位相欠陥が吸収層パターンに完全に隠れているか、一部又は全部が反射層パターンにかかっていないかを確認する。このとき、本件出願人らが提案した特願２０１３−０８６４２２号に記載の、複数検出器を持つ三次元計測が可能なＣＤ−ＳＥＭを用いると、より効率的に確認することが可能である。

ステップＳ１１で実施した位相欠陥の三次元計測の結果、反射層パターンにかかる位相欠陥があるか否かを判定し（ステップＳ１２）、反射層パターンにかかる位相欠陥がなければ、ＥＵＶマスクの製造作業は終了となる。逆に、一つでも反射層パターンにかかる位相欠陥がある場合には、修正が必要となる。修正対象となる位相欠陥の領域での三次元計測の結果を利用して、シミュレーションにその領域の吸収体パターン（吸収層パターン）の三次元情報（吸収層パターンの二次元形状及び吸収層パターンの側壁角度）と位相欠陥の幅及び高さ（深さ）の情報をシミュレータに入力し、シミュレーション計算を行うことにより、最適な修正形状を取得する（ステップＳ１３）。このとき、吸収体パターンをどのように修正すれば良いかは、位相欠陥の積層膜内部の状況によって大きく変わってくるため、位相欠陥の伝播パラメータ６をシミュレータに入力することで、より最適な修正形状を算出することが可能となる。

そして、ステップＳ１３で得られた最適な修正形状の通りに修正装置を用いて吸収層パターンの修正を実施する（ステップＳ１４）。修正を転写に影響する位相欠陥の数だけ実施することで、最適なＥＵＶマスク５を作成できる。

以下、本発明のＥＵＶマスクの修正方法について具体的な実施例を示す。
（ＥＵＶブランクの作成と位相欠陥の分析）
まず、ＥＵＶブランクの作成と位相欠陥を分析する工程について説明する。
最初に低熱膨張ガラス（ＬＴＥＭ）基板を用意し、ＬＴＥＭ基板にアライメントマークを付加する。アライメントマークの仕様は、ＩＴＲＳ標準委員会にて標準化されている。実施例では、標準化された仕様に準拠したマークを使用した。具体的に、ＬＴＥＭ基板にレジストを塗布し、描画装置にてアライメントマークを描画し、現像、エッチング工程を経て、アライメントマークを作成した。アライメントマークが付加されたＬＴＥＭ基板を洗浄した後、スパッタリングによりモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）を交互に４０ペア分積層した多層膜を形成することで、ＥＵＶブランクを作成した。

次に、ＥＵＶブランクの全面に対してActinic検査用の検査装置を用いて位相欠陥の検査を実施した。その結果、転写に影響すると思われる位相欠陥が５つ検出された。そして、各位相欠陥の位置情報（アライメントマークに対する相対的なＸＹ座標）と位相欠陥の輝度プロファイルを取得しデータとして保存した。

次に、各位相欠陥の位置座標をＡＦＭに入力し、５つの位相欠陥の観察と三次元計測を実施した。その結果、５つの位相欠陥は全てＢｕｍｐ欠陥であり、大きさは５０ｎｍ〜１００ｎｍ、高さは２ｎｍ〜５ｎｍであることが分かった。

ここで、ＥＵＶ光の露光シミュレーション（転写シミュレーション）のソフトウェアを使って、位相欠陥の積層膜内部の状態を推測した。具体的には、露光シミュレーションのソフトに、ＡＦＭで測定した表面の形状のデータ（位相欠陥の三次元計測結果）を入力すると伴に、積層膜の断面プロファイル（積層膜内部における欠陥源の深さ位置と、積層膜内部において欠陥源の形状の最表面側への伝播状態とを仮定した仮定パラメータ）を設定してシミュレーション計算を行い、Actinic検査用の検査装置で得た欠陥プロファイル（位相欠陥の輝度プロファイル）と比較した。ここでは例として、最表面における位相欠陥（幅＝１００ｎｍ、高さ＝５ｎｍ）について推測した結果を示す。積層膜内部について位相欠陥の断面形状が分からないので、シミュレーションのソフト内において、欠陥源の形状の伝播の仕方を変えたデータ（断面プロファイル）を何種類か作成する。位相欠陥の欠陥源が積層膜内のどこにあって、膜が積層されるに従い位相欠陥の幅及び高さがどのように伝播（変化）していくのかによって転写結果が異なるため、パターンの修正形状を正しく算出するためには、積層膜内部の情報が重要である。今回は、欠陥源がＬＴＥＭ基板上に存在するものとして、その欠陥源の幅と高さを変更した３つのケース（表１）を作成した。
なお、図３はケース１の伝播様子を表した図である。

積層膜内部の状態について上記の３つのケースをシミュレータにそれぞれ入力し、各ケースについてシミュレーション計算を行い、実際の欠陥プロファイルと比較したところ、ケース２が最も一致度が高いことが分かった。これにより、この位相欠陥は、ＬＴＥＭ基板上にある幅＝１００ｎｍ、高さ＝５ｎｍのＢｕｍｐ欠陥が積層膜をそのまま伝播して最表面まで突出している欠陥であると推測されるため、この位相欠陥の断面形状を推測結果（位相欠陥の伝播パラメータ）とした。他の４つのＢｕｍｐ欠陥についても同様にして、積層膜内部の欠陥源の形状の伝播状態（位相欠陥の断面形状）の推測結果（位相欠陥の伝播パラメータ）を得た。

その後、ＥＵＶブランクの最表面にＴａＢＮの吸収層を成膜した。

（パターンレイアウトの調整）
次に、ＥＵＶマスクの作成工程に入る前までのパターンレイアウトの調整方法について具体的に述べる。
ＥＵＶマスクのパターンデータと位相欠陥の位置座標データを元に、パターンレイアウトの配置処理を行った。その結果、５つの位相欠陥のうち３つはＥＵＶブランクの右上隅に位置していたため、パターンを全体的に２ｍｍ程度左下にずらすことで、メインパターンの領域外である吸収層の下に位相欠陥を隠すことができた。これにより、転写パターンに影響を及ぼす位相欠陥を２つに減らすことができた。

次に、パターンレイアウト調節をしてもメインパターンと重なってしまう２つの位相欠陥について、位相欠陥の座標値とパターンレイアウト変更後のパターンデータを調べたところ、それぞれの位相欠陥とパターンの位置関係は、図４、図５のようになっていることが分かった。図４の位相欠陥は、幅が３０ｎｍで高さが３ｎｍである。図５の位相欠陥は、幅が１００ｎｍで高さが５ｎｍである。図４においては、位相欠陥からｘ方向に１μｍ離れたところに、幅が３００ｎｍの吸収層パターンがあるある。そのため、パターンレイアウトを更に変更し、図４の位相欠陥が幅３００ｎｍの吸収層パターンの下に隠れるようにすれば、転写への影響を低減させることができる。

そこで、位相欠陥の転写への影響を調べるため、図４の位相欠陥を幅３００ｎｍの吸収層パターンの中心に配置した場合の露光シミュレーション計算を実施した。この露光シミュレーション計算では、位相欠陥の内部状態は、ステップＳ３で予め算出した伝播パラメータを適用した。また、比較のため、同じパターン領域において位相欠陥がない場合の露光シミュレーション計算も実施した。その結果、図４の位相欠陥を吸収パターンの中心に配置した場合は、位相欠陥がない場合と同じ転写結果が得られることが分かった。これにより、パターンレイアウトをｘ方向に−１μｍだけ移動することにより、図４の位相欠陥の影響が解消されることが判明した。

一方、図５の位相欠陥については幅が１００ｎｍと大きいこともあり、周辺に欠陥を隠すための吸収層パターンは存在しなかった。

以上のパターンレイアウトの調整作業（当初のパターンレイアウトから、ＥＵＶマスクに対してｘ方向に−２ｍｍ、ｙ方向に−２ｍｍ移動し、さらにｘ方向に−１μｍ移動させた位置にパターンレイアウトを調整する作業）を経てパターンレイアウトを確定させる。このパターンレイアウトの調整作業により、転写に影響する位相欠陥を５つから１つに減らすことができた。

続いて、調整後のパターンレイアウトを使ってＥＵＶマスクを作成した。ＥＵＶマスクの作成は通常の工程に従って、レジストコート、パターン描画、現像、吸収層のエッチング、洗浄を順次実施した。

（ＥＵＶマスクの位相欠陥の確認と修正）
次に、ＥＵＶマスク作成後の欠陥修正方法について具体的に説明する。まず、作成したＥＵＶマスクに対して、パターンの形状欠陥の有無を調べるため検査装置による外観検査を実施した。その結果、数個の欠陥が検出されたため、修正装置による欠陥修正を実施した。

次に、５つの位相欠陥について、調整後のパターンレイアウトに対して想定した位置に位相欠陥が存在しているかを確認するため、座標情報をＡＦＭに入力し、それぞれの位相欠陥と周辺の領域について三次元計測を実施した。その結果、パターンレイアウト調整によって吸収層の下に配置されるように設定した４つの位相欠陥については、吸収層がそれぞれの位相欠陥の幅及び高さに応じて盛り上がっている様子が確認でき、パターンが想定したレイアウト通りにできたＥＵＶマスクが作成されていることが確認された。

転写に影響する位相欠陥がない場合はこれで終了となるが、今回は反射層パターンにかかっている位相欠陥が一つ残っている。そのため、続いて位相欠陥領域のパターン修正を実施するための修正パターンの計算を行う。

まず、対象の位相欠陥及び周辺パターンを計測した情報を露光シミュレーションのソフトに入力する。このとき、位相欠陥の伝播パラメータ６、及び、周辺の吸収層パターンの側壁角度などの三次元データも入力することで、より高精度なシミュレーションが可能となる。次に、対象領域の吸収層パターンデータを変更して吸収層パターンを変形させながら、シミュレーション計算を行う処理を所望の転写パターンが得られるまで繰り返し行った。これにより、位相欠陥の内部状態を考慮した最適な修正パターンが得られた。修正パターンを追加したパターンデータを図６に示す。最後に、ＦＩＢを使った修正装置にて図６の通りにパターン修正を実施した。

以上の手順によって位相欠陥の影響がない最適なＥＵＶマスクを作製することができたため、実際にウェハへの露光転写評価を実施し問題ないことを確認した。

本発明は、ＥＵＶマスクの欠陥評価方法及びＥＵＶマスクの製造方法等に有用である。

１ ＥＵＶブランク
３ 位相欠陥情報
５ ＥＵＶマスク
６ 位相欠陥の伝播パラメータ
Ｓ１ ＥＵＶブランクのActinic検査
Ｓ２ 位相欠陥の三次元計測
Ｓ３ シミュレーションにより位相欠陥の内部を調査
Ｓ４ 吸収層の形成
Ｓ５ パターンレイアウトの配置処理
Ｓ６ 位相欠陥の露光シミュレーション
Ｓ７ 転写に影響する位相欠陥数が最小
Ｓ８ ＥＵＶマスクの作成
Ｓ９ ＥＵＶマスクの外観検査
Ｓ１０ 欠陥修正
Ｓ１１ 全ての位相欠陥を三次元計測
Ｓ１２ 反射層にかかる位相欠陥があるか
Ｓ１３ シミュレーションで最適な修正形状を計算
Ｓ１４ パターン修正

Claims (4)

1. ＥＵＶマスクの欠陥評価方法において、
   多層膜が形成されたＥＵＶブランクから、位相欠陥の位置情報及び位相欠陥の輝度プロファイル情報を取得するステップと、
   前記位相欠陥の位置情報を元に、前記位相欠陥の最表面の三次元形状を計測するステップと、
   シミュレーションを行うことにより、前記最表面の三次元形状と前記位相欠陥の輝度プロファイル情報から前記位相欠陥の内部状態を推測し、前記多層膜における前記位相欠陥の欠陥源の形状の前記最表面側への伝播状態を示す伝播パラメータを抽出するステップと、
   前記吸収層パターンのレイアウトとして、前記吸収層パターンの下に前記位相欠陥が位置するパターンレイアウトを仮決めするステップと、
   前記仮決めしたパターンレイアウトについて、前記位相欠陥の三次元形状及び前記伝播パラメータを用いた露光シミュレーションを行うことにより、前記吸収層パターンをウェハへ転写した転写パターンを算出するステップと、
   前記露光シミュレーションで算出した前記転写パターンの前記位相欠陥部分の評価を行うことにより前記パターンレイアウトを確定するステップと、
   前記確定したパターンレイアウトを用いてＥＵＶマスクの作成を行うステップと、を有することを特徴とするＥＵＶマスクの欠陥評価方法。
2. 請求項１に記載のＥＵＶマスクの欠陥評価方法において、
   前記ＥＵＶマスクの作成を行うステップ後、作成したＥＵＶマスクの外観検査を行うステップと、
   前記外観検査によって検出されたパターン欠陥を修正するステップと、
   転写に影響する位相欠陥を計測対象として、前記位相欠陥の最表面の三次元計測を実施することで、前記ＥＵＶマスクの反射層にかかる位相欠陥が存在するか否かを調査するステップと、
   前記反射層にかかる位相欠陥について、露光シミュレーションを行うことにより修正形状を算出するステップと、
   前記修正形状の通りに前記ＥＵＶマスクの吸収層パターンを修正するステップと、を有することを特徴とするＥＵＶマスクの欠陥評価方法。
3. 多層膜が形成されたＥＵＶブランクから、位相欠陥の位置情報及び位相欠陥の輝度プロファイル情報を取得するステップと、
   前記位相欠陥の位置情報を元に、前記位相欠陥の最表面の三次元形状を計測するステップと、
   シミュレーションを行うことにより、前記最表面の三次元形状と前記位相欠陥の輝度プロファイル情報から前記位相欠陥の内部状態を推測し、前記多層膜における前記位相欠陥の欠陥源の形状の前記最表面側への伝播状態を示す伝播パラメータを抽出するステップと、
   前記吸収層パターンのレイアウトとして、前記吸収層パターンの下に前記位相欠陥が位置するパターンレイアウトを仮決めするステップと、
   前記仮決めしたパターンレイアウトについて、前記位相欠陥の三次元形状及び前記伝播パラメータを用いた露光シミュレーションを行うことにより、前記吸収層パターンをウェハへ転写した転写パターンを算出するステップと、
   前記露光シミュレーションで算出した前記転写パターンの前記位相欠陥部分の評価を行うことにより前記パターンレイアウトを確定するステップと、
   前記確定したパターンレイアウトを用いてＥＵＶマスクの作成を行うステップと、を有することを特徴とするＥＵＶマスクの製造方法。
4. 請求項３に記載のＥＵＶマスクの製造方法において、
   前記ＥＵＶマスクの作成を行うステップ後、作成したＥＵＶマスクの外観検査を行うステップと、
   前記外観検査によって検出されたパターン欠陥を修正するステップと、
   転写に影響する位相欠陥を計測対象として、前記位相欠陥の最表面の三次元計測を実施することで、前記ＥＵＶマスクの反射層にかかる位相欠陥が存在するか否かを調査するステップと、
   前記反射層にかかる位相欠陥について、露光シミュレーションを行うことにより修正形状を算出するステップと、
   前記修正形状の通りに前記ＥＵＶマスクの吸収層パターンを修正するステップと、を有することを特徴とするＥＵＶマスクの製造方法。