KR100841036B1

KR100841036B1 - 리소그래피 마스크로부터 결함 물질을 제거하는 방법

Info

Publication number: KR100841036B1
Application number: KR1020067026053A
Authority: KR
Inventors: 크리스티안 크렐; 크리스토프 노엘쉬어; 마르틴 베어베크
Original assignee: 키몬다 아게
Priority date: 2005-01-28
Filing date: 2006-01-26
Publication date: 2008-06-24
Also published as: TW200627076A; EP1842098A1; JP2007534993A; KR20070042921A; DE102005004070B3; US20070037071A1; WO2006079529A1

Abstract

본 발명은 투과성 캐리어 물질 및 흡수재 물질을 갖는 리소그래피 마스크의 투과성 영역 내의 결함 물질을 제거하는 방법에 관한 것이다. 제 1 방법 단계에서는 처리 영역 내의 흡수재 물질 및 결함 물질이 제거된다. 제 2 방법 단계에서는 이전에 흡수재 물질로 덮인 처리 영역의 부분 영역에 의존하는 외부 영역 내에 흡수성 물질이 도포된다.

Description

리소그래피 마스크로부터 결함 물질을 제거하는 방법{METHOD FOR REMOVING DEFECTIVE MATERIAL FROM A LITHOGRAPHY MASK}

본 발명은 투과성 캐리어 물질(transmissive carrier material) 및 흡수재 물질(absorber material)을 갖는 리소그래피 마스크의 투과성 영역 내의 결함 물질을 제거하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 투과성 영역을 갖는 리소그래피 마스크에 관한 것이다.

포토리소그래피 패터닝 방법은 일반적으로 반도체 기판 웨이퍼 상에 작은 구조체 치수를 갖는 대규모의(large-scale) 집적 전자 회로를 제조하는데 사용된다. 이 경우에, 방사선-감응성 포토레지스트 층이 패터닝될 기판 웨이퍼 표면에 도포(apply)되며, 전자기 방사선을 이용하여 리소그래피 마스크를 통해 노광된다. 노광 작업 시, 리소그래피 마스크의 상호 인접한 투과성 및 흡수성 영역들에 의해 사전정의된 마스크 구조체들이 렌즈 시스템을 이용하여 포토레지스트 층 상으로 이미징되며, 후속 현상 공정에 의해 포토레지스트 층 안으로 전달된다. 이러한 방식으로 패터닝된 포토레지스트 층은 기판 웨이퍼의 표면 내에 전자 회로 구조체들을 제조하기 위해 주입 도핑(implantation doping) 또는 에칭 공정 시에 직접 마스크로서 사용될 수 있다.

반도체 산업의 주요 목적은 훨씬 더 빠른 회로에 의해 성능을 계속 향상시키는 것으로, 이는 전자 구조체의 소형화와 연관된다. 더 작은 구조체들을 제조하는데 있어서 먼저 고려되는 것, 사용되는 노광 방사선의 더 짧은 파장으로의 변화 가능성이다. 하지만, 경제적인 이유로, 차후의 더 짧은 노광 파장으로 변화되기 전까지는 더 작은 구조체 소형화를 달성하도록, 가능한 한 오랫동안 저마다 사용된 리소그래피 기술을 이용하도록 노력하여야 한다. 그러므로, 동일한 노광 파장에 있으면서 더 작은 구조체를 제조하도록 분해능 한계를 증가시키기 위해, 포토리소그래피 또는 마이크로리소그래피에서는 소위 분해능 향상 기술(resolution enhancement technique: RET)의 사용이 늘고 있다. 특히, 이들은 위상 마스크라고도 칭해지는 소위 위상 시프트 마스크(phase shifting mask: PSM)의 사용도 포함한다.

이미징될 구조체들이 투과성 캐리어 상에 배치된 패터닝된 흡수성 크롬 층에 의해 재현(reproduce)되는 표준 크롬 마스크 또는 바이너리 마스크(binary mask)에 비해, 위상 마스크는 180°의 위상 차가 존재하는 두 가지 타입의 투과성 영역들을 갖는다는 점에서 다르다. 이는 마스크 구조체의 에지에서 위상 마스크를 통해 전달되는 노광 방사선의 급격한 명-암 전이(sharp light-dark transition)를 유도함에 따라, 개선된 분해능 능력을 유도한다.

위상 마스크들 중 중요한 한 가지 타입은 각각의 경우에서 0°의 위상과 180°의 위상 또는 위상 시프트를 갖는 교번 투과성 영역들을 가지며 그 사이에는 흡수재 물질이 제공되는 소위 교번 위상 시프팅 마스크(alternating phase shifting mask: AltPSM)이다. 이 경우에, 이후 위상 시프트 영역이라고도 칭해지는 180°의 위상 시프트를 갖는 투과성 영역은 일반적으로 위상 마스크의 투과성 캐리어 물질 안으로 에칭되며, 사용되는 노광 방사선의 전파 시간차 및 이에 따른 원하는 180°위상 시프트가 얻어진다.

교번 위상 시프팅 마스크의 경우 가장 큰 문제는 180°의 위상 시프트를 얻기 위해 실제적으로 완전히 에칭되어야 하는 위상 시프트 영역 내에 투과성 캐리어 물질의 잔여 부분들이 존재한다는 것이다. 이후 결함 물질이라고 칭해지는 이러한 잔여 부분들은 투과성 캐리어 물질의 에칭 이전에 제조될 각각의 위상 시프트 영역 위에 놓인 흡수재 물질의 과도한 잔여 부분 또는 입자들에 의해 주로 유발된다.

위상 시프트 영역 내에 또는 상기 영역에 놓인 이러한 결함들은 흔히 0°노광 방사선의 위상을 초래한다. 결과적으로 노광 방사선은 심한 간섭(destructive interference)으로 인해 결함들의 에지에서 소멸되며, 그 결과 결함들이 음의 효과(dark effect)를 갖게 됨에 따라, 작은 가로방향 치수를 갖는 것조차 더 유해하다. 특히, 이러한 결함들은, 예를 들어 라인 또는 트렌치 또는 콘택 홀(contact hole)로서 형성된 좁게 한정된(narrowly delimited) 또는 좁은 위상 시프트 영역들 및 소위 "180°위상 어시스트"에서 특히 치명적(critical)이다. 이와 마찬가지로, 마스크의 트렌치 내에 곡선화된 표면을 갖는 투명하거나 부분적으로 투명하거나 투명하지 않은 결함들도 치명적이다.

이러한 결함들을 회피하기 위해서, 일반적으로는 위상 마스크의 흡수성 영역들이 투과성 캐리어 물질의 에칭 이전에 과도한 흡수재 잔여 부분들에 대해 검사되며, 이들은 적절하다면 포커스된 이온 빔(focused ion beam)에 의해 교정(repair) 된다. 하지만, 흡수재 물질의 잔여 부분이 간과(overlook)될 수 있으며, 더욱이 캐리어 물질의 에칭과 검사 중에, 제조되어야 하는 위상 마스크의 위상 시프트 영역들 상으로 입자들이 유입되어 결함이 형성될 수 있다는 것이 단점이다.

더욱이, 원자력 현미경(atomic force microscope: AFM)에 의해 교번 위상 시프팅 마스크의 제조된 위상 시프트 영역들을 측정하고, 원자력 현미경의 측정 정보에 의해 한층씩 깎아(plane away), 즉 제거하여 결함 물질을 차단하는 방법이 공지되어 있다. 깎여진 결함 물질은 이후 세정 공정에서 제거된다. 하지만, "나노머시닝(nanomachining)"이라고도 칭해지며, M. Verbeek 외의 "High precision mask repair using nanomachining(1 내지 8 페이지, EMC 2002년)" 및 Morikawa 외의 "Alternating-PSM repair by nanomachining(18 내지 20 페이지, Microlithography World, 2003년 11월)"에 개시된 이 절차는 평면 방향의 양쪽 상에 충분한 이동 거리(travel distance)가 존재할 때에만 유효하게 적용될 수 있다. 그러므로, 상기 방법은, 예를 들어 콘택 홀과 트렌치 단부에서와 같이 제한된 가로방향 공간 조건 하에서는 위상 시프트 영역 내의 결함들을 제거하는데 사용될 수 없다.

대안예로서, 포커스된 이온 빔에 의해 석영 트렌치 내의 결함 물질을 제거할 수도 있다. 하지만, 이 방법은 특히 작은 홀의 경우에 나타나는 부적절한 공간 분해능을 갖는 것이 단점이다. 또한, 이러한 방식으로 교정된 위상 시프트 영역의 투과율은 사용되는 이온 빔의 주입된 이온에 의해 감소된다. 더욱이, 포커스된 이온 빔의 사용은 처리된 위상 시프트 영역의 에지 및 저부의 표면 거칠기를 거칠게 하는 결과를 초래할 수 있다.

본 발명의 목적은 리소그래피 마스크의 투과성 영역 내의 결함 물질을 제거하는 개선된 방법 및 결함-없는(defect-free) 리소그래피 마스크를 제공하는 것이다.

상기 목적은 청구항 제 1 항에 따른 방법 및 청구항 제 10 항 및 제 12 항에 따른 리소그래피 마스크에 의해 달성된다. 또 다른 유익한 실시예들은 종속항에 제공된다.

본 발명은 투과성 캐리어 물질 및 흡수재 물질을 갖는 리소그래피 마스크의 투과성 영역 내의 결함 물질을 제거하는 방법을 제시한다. 이 경우, 제 1 방법 단계는 처리 영역 내의 본질적으로 고유한(inherently intact) 흡수재 물질 및 결함 물질을 제거하는 단계를 수반하며, 제 2 방법 단계는 이전에 흡수재 물질로 덮인 처리 영역의 부분 영역에 의존하는 외부 영역 내에 흡수성 물질을 도포하는 단계를 수반한다. 그 결과, 결함이 제거되며 원하는 흡수 지오메트리(absorption geometry)가 재-확립된다.

본 발명에 따른 방법은 - 처리 영역 내의 - 결함 물질 및 흡수재 물질, 또한 적절하다면 흡수재 물질 아래 배치된 투과성 캐리어 물질을 먼저 제거하고, 이후 리소그래피 마스크 상에서 원하는 위상 시프트를 갖는 사전설정된 투과성 영역을 형성하기 위해 외부 영역 내에 흡수재 물질을 다시 도포한다. 이러한 방식으로, 본 발명에 따른 방법은, 예를 들어 홀 또는 트렌치 단부 내에서와 같이 제한된 공간 조건들이 존재하는 경우에도 투과성 영역 내의 결함을 신뢰성 있게 제거할 수 있는 가능성을 제공한다. 특히, 상기 방법은 교번 위상 시프팅 마스크의 위상 시프트 영역 내의 결함을 제거하는데 사용될 수 있으나, 예를 들어 바이너리 마스크와 같은 다른 리소그래피 마스크에도 결함을 제거할 목적으로 적용될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 결함 물질 및 흡수재 물질, 또한 적절하다면 투과성 캐리어 물질을 제거하는 제 1 방법 단계에서 포커스된 이온 빔이 사용된다. 이 실시예는 리소그래피 마스크의 투과성 영역 내의 결함의 간단하고 신속한 제거를 가능하게 한다. 이 경우, 관련 물질들은 투과성 영역의 저부에 의해 사전정의된 평면까지 또는 그 이하까지 바람직하게 제거된다.

바람직한 실시예에서, 제 1 방법 단계에서, 먼저 - 바람직하게는 포커스된 이온 빔에 의해 - 투과성 영역에 인접하게 또는 그 부근에 보조 홀이 형성되거나, 이후 결함 물질, 또는 결함 물질 및 흡수 물질, 또한 적절하다면 투과성 캐리어 물질이 마이크로평면(microplane)에 의해 제거된다. 보조 홀의 형성은, 예를 들어 원자력 현미경의 측정 정보인 사용된 마이크로평면에 대해 충분한 이동 거리를 생성한다. 결과적으로, 상기 방법의 이 실시예는, 예를 들어 트렌치로서 존재하는 투과성 영역의 트렌치 단부에서의 한정된 공간 조건들 하에서 리소그래피 마스크의 투과성 영역 내의 결함 물질을 제거하는데 특히 적합하다. 마이크로평면의 이용으로 인해, 이러한 방식으로 교정된 투과성 영역은 직선 에지 및 평탄하고 평활한(smooth) 표면을 갖는 측면 영역 및 저부를 갖는다. 보조 홀의 형성 시, 상술된 실시예에 따른 관련 마스크 물질들은 투과성 영역의 저부에 의해 사전정의된 평면까지 또는 그 아래까지 바람직하게 제거된다.

대안적인 바람직한 실시예에 따르면, 제 1 방법 단계에서, 먼저 - 바람직하게는 포커스된 이온 빔에 의해 - 투과성 영역의 대향 측면들에 인접하게 및/또는 그 부근에 2 개의 보조 홀이 형성된다. 이후, 결함 물질, 또는 결함 물질 및 흡수 물질, 또한 적절하다면 투과성 캐리어 물질이 마이크로평면에 의해 제거된다. 또한, 이 실시예는 마이크로평면에 대한 충분한 이동 거리가 2 개의 보조 홀에 의해 생성되기 때문에, 예를 들어 좁은 홀에 존재하는 것과 같이 제한된 공간 조건들 하에서 투과성 영역 내의 결함을 제거하는데 사용될 수 있어 유익하다.

결함 물질, 또는 마이크로평면에 의한 결함 물질 및 흡수재 물질, 또한 적절하다면 투과성 캐리어 물질의 제거 이후, 리소그래피 마스크는 추가적인 세정 공정을 거치는 것이 더 바람직하다. 이러한 방식으로, 물질 또는 마이크로평면에 의해 제거된 물질이 리소그래피 마스크로부터 완전히 제거된다.

포커스된 이온 빔이 물질 제거를 위해 사용되는 경우, 이온 빔으로부터의 이온들은 리소그래피 마스크의 투과성 영역 내에 주입될 수 있으며, 이는 교정된 투과성 영역의 투과율의 저하를 가져온다. 이 효과를 보상하기 위해, 제 2 방법 단계에서는 원래의 투과성 영역에 비해 확대된 리소그래피 마스크의 투과성 영역을 형성하도록 하는 방식으로 흡수성 물질이 외부 영역 또는 보조 홀/홀들에 도포된다. 투과의 감소를 보상할 수 있게 하기 위해서, 에칭될 영역은 적절하게는 초기보다는 존재하는 결함의 제거만을 위해 필요한 것보다 다소 더 크게 선택된다. 상술된 흡수재 물질의 도포 이후, 결함 물질은 제거되었으며, 또한 이미징 시 선택적으로 효과적인 국부적인 투과는 이상적인 상태에 가깝다.

한편, 결함-없는 이상적인 투과성 영역에 비해 노광 방사선의 증가된 투과를 나타내도록 에지에서 교정된 리소그래피 마스크의 투과성 영역에 대한 가능성이 존재한다. 이 효과는 결함 제거 이후에 존재하며 이상적인 에지 구조체에서 벗어난 에지 구조체로 인한 에지에서의 노광 방사선의 감소된 산란(scattering)에 의해 발생된다. 이러한 경우, 제 2 방법 단계에서는 이 효과를 보상하기 위해 원래의 투과성 영역에 비해 크기가 감소된 리소그래피 마스크의 투과성 영역을 형성하도록 하는 방식으로 외부 영역 내에 흡수재 물질을 도포하는 것이 바람직하다.

나중에 언급된 본 발명의 2 개의 다른 실시예에 대해서는, 적절하다면 제 2 방법 단계를 수행하기 이전에 리소그래피 마스크의 광학 이미징 거동(optical imaging behaviour)을 시뮬레이션하는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 원하는 최적의 이미징 거동에 따라 흡수성 물질이 도포될 수 있다. 시뮬레이션의 파라미터를 결정하기 위해서, 종래 기술에 따른 방법에 의해, 부연하면, 예를 들어 광학 현미경(AIMS), 전자 현미경, 이온 현미경 또는 원자력 현미경에 의해 교정 이전에 또한 적절하다면 교정 중에 마스크 지오메트리가 측정된다.

또한, 본 발명은 바람직한 실시예들 중 하나 또는 본 발명에 따른 방법에 의해 결함 물질이 제거되는 투과성 영역을 갖는 리소그래피 마스크를 제시한다. 본 발명 또는 바람직한 실시예들에 의해, 한정된 공간 조건들 하에서, 특히 투과성 영역 내의 결함이 신뢰성 있게 또한 효율적으로 제거될 수 있기 때문에, 이러한 결함-없는 리소그래피 마스크는 양호한 광학 이미징 거동에 의해 특성화된다.

일반적으로, 이러한 리소그래피 마스크는 1 이상의 흡수재 물질로 리소그래피 마스크의 표면에 대해 경계 지어지는(bordered) 투과성 영역을 가지며, 흡수재 물질 또는 흡수재 물질들은 리소그래피 마스크 상에서 상이한 수평 평면 내에 배치된다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명을 더 상세히 설명한다:

도 1 내지 도 4는 각각의 경우에서 결함을 가지며 본 발명에 따른 방법의 제 1 실시예에 따라 그 결함을 제거한 위상 마스크의 투과성 위상 시프트 영역을 평면도 및 횡단면도로 상세히 도시한 도면;

도 5 내지 도 8은 각각의 경우에서 결함을 가지며 본 발명에 따른 방법의 제 2 실시예에 따라 그 결함을 제거한 위상 마스크의 또 다른 투과성 위상 시프트 영역을 평면도 및 횡단면도로 상세히 도시한 도면;

도 9 내지 도 11은 각각의 경우에서 본 발명에 따른 방법의 제 3 실시예에 따라 도 5의 위상 시프트 영역의 결함의 제거를 평면도 및 횡단면도로 도시한 도면이다.

도 1은 이후 투과성 영역(1)이라고도 칭해지는 교번 위상 시프팅 마스크의 투과성 위상 시프트 영역을 개략적인 평면도 및 개략적인 단면도로 상세히 도시한다. 이 경우에 또한 이후의 도면들에서도, 단면도의 단면 라인은 대응하는 평면도의 단면 라인(AA)을 따라 이어진다. 투과성 영역(1)은 위상 마스크의 표면 내에서 트렌치로서 존재하며, 도 1의 평면도로부터 알 수 있는 바와 같이, 예를 들어 크롬 과 같은 흡수재 물질(3)로 표면에 대해 경계 지어진다. 투과성 영역(1)은 예컨대 400 nm의 폭을 갖는다.

위상 마스크의 또 다른 구조는 도 1의 횡단면도로부터 알 수 있다. 위상 마스크는 투과성 캐리어 물질(5)의 층 및 투과성 캐리어 물질(4)의 또 다른 층을 가지며, 상기 또 다른 층은 흡수재(3)와 캐리어 물질(5) 사이에 배치된다. 통상적으로 캐리어 물질(4, 5)은, 예를 들어 석영과 같이 동일한 투과성 물질이다.

위상 마스크의 제조와 관련하여, 흡수재 물질(3)로 덮이지 않은 캐리어 물질(4)은 리소그래피 노광 중에 사용되는 상술된 전자기 방사선의 180°위상 시프트를 유도하기 위해 캐리어 물질(5)의 표면까지 에칭된다. 흡수재(3)는 예컨대 80 nm의 두께를 갖는다. 투과성 캐리어 물질(4)의 층은 193 nm의 노광 파장에서 180°의 위상 시프트를 유도하기 위해 예컨대 170 nm의 두께를 갖는다.

또한, 도 1은 에칭되지 않은 캐리어 물질(4)의 잔여부에서 결함이 나타나는 투과성 영역(1)의 트렌치 단부에서의 결함(40)을 도시한다. 이러한 결함(40)은, 예를 들어 흡수재 물질(3)의 과도한 잔여부, 또는 에칭 이전에 캐리어 물질(4) 상에 배치된 입자에 의해 유도된다. 상기 결함(40)은, 예를 들어 오직 0°의 노광 방사선의 위상을 유도하며, 노광 방사선은 심한 간섭으로 인해 결함(40)의 에지에서 소멸된다. 결과적으로, 결함(40)은 리소그래피 노광 시에 에지 또는 트렌치 단부의 방해적인 음영화(disturbing darkening)를 초래한다. 또한, 대응하는 음영화 효과는 결함으로 인한 0°과 다른 위상 시프트의 경우에 또는 결함에서 산란되는 경우에 발생할 수 있다.

도 2에 예시된 바와 같이 본 발명에 따른 방법의 제 1 실시예에 따라 결함 또는 결함 물질(40)을 제거하기 위해서, 먼저 - 포커스된 빔에 의해 - 투과성 영역(1)에 인접한 결함(40) 부근의 외부 영역 내에 보조 홀(6)이 에칭된다. 이 경우, 흡수재 물질(3) 및 캐리어 물질(4), 또한 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이 적절하다면 캐리어 물질(5)의 일부분이 제거된다.

그 후, 도 3에 예시된 바와 같이, 결함 물질(40)은 마이크로평면에 의해 제거된다. 이 경우, 결함 물질(40)은 보조 홀(6) 안으로 또는 그 방향으로 바람직하게 밀려 들어간다. 예컨대, 원자력 현미경의 측정 정보는 마이크로평면으로서 기능한다. 이와 동시에, 상기 원자력 현미경은 투과성 영역(1) 및 결함(40)을 측정하기 위해 미리 사용될 수도 있다.

그 후, 도 4에 예시된 바와 같이, 예컨대 40 nm의 두께를 갖는 흡수성 물질(7)의 층이 덮이지 않은 외부 영역 또는 보조 홀(6)에 도포된다. 크롬과 같은 금속 또는 탄소가 흡수성 물질(7)로서 바람직하게 사용되며, 예컨대 표준 공정에 의해 외부 영역 내에 증착된다. 이러한 방식으로 위상 마스크의 새로운 투과성 영역(10)이 형성된다.

도 1 내지 도 4의 점선으로부터 알 수 있는 바와 같이, 흡수성 물질(7)은 원래의 투과성 영역(1) 안으로 돌출되며, 그 결과 원래의 투과성 영역(1)보다는 가로방향으로 다소 더 작게 투과성 영역(10)이 형성된다. 이는 노광 시 노광 방사선의 증가된 투과를 보상한다. 상기 증가된 투과는 결함 제거의 결과로서 변화되고 이상적인 에지 구조체로부터 벗어난 에지 구조체로 인해 투과성 영역(10)의 교정된 결 함-없는 트렌치 단부에서 노광 방사선의 감소된 산란에 의해 유도된다.

적절하다면, 흡수성 물질(7)의 도포 이전에 위상 마스크가 추가 세정 공정을 거치는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 방식으로, 마이크로평면에 의해 제거된 결함 물질(40)은 위상 마스크로부터 완벽하게 제거되므로, 흡수성 물질(7)은 캐리어 물질(5)에만 도포될 뿐, 보조 홀(6) 내에 또는 보조 홀(6)의 에지에 위치된 결함 물질에는 도포되지 않는다. 또한, 적절하다면, 교정된 구조체가 이후의 세정을 견딜 만큼 충분히 안정하거나, 이러한 클리닝이 요구되지 않는 경우, 변위된(displaced) 결함 물질은 흡수재로 덮일 수 있다.

또한, 도 2에 예시된 바와 같이 투과성 영역에 인접하게 보조 홀(6)을 형성하는 대신에, 소정 거리만큼 떨어져 투과성 영역의 부근에 보조 홀을 형성할 수도 있다. 결과적으로, 마이크로평면에 의해, 결함(40)과 보조 홀 사이에 존재하는 흡수재 물질(3) 및 상기 흡수재 물질(3) 아래에 위치된 캐리어 물질(4)이 결함 물질(40)이 이외에 추가로 제거된다.

더욱이, 오직 1 개의 보조 홀(6) 대신에, 투과성 영역(1)의 대향 측면들 부근에 및/또는 그에 인접하게 2 개의 보조 홀을 형성할 수 있는 가능성이 존재한다. 이러한 보조 홀들은, 예를 들어 결함(40)의 부근에서 투과성 영역(1)의 2 개의 길이방향 측면 상에 형성된다. 2 개의 보조 홀의 형성은 비교적 작은 가로방향 치수를 갖는 홀로서 존재하는 위상 마스크의 투과성 영역의 경우에 결함 제거를 위해 특히 바람직할 수 있다. 이는 이후 도 5 내지 도 8을 참조하여 더 상세히 설명한다.

도 5는 이후 투과성 영역(2)이라고도 칭해지는 위상 마스크의 또 다른 투과성 위상 시프트 영역을 도시하며, 여기서도 투과성 영역(2)의 일 단부에서의 에칭되지 않은 캐리어 물질(4)의 잔여부에서 결함(40)이 나타난다. 홀로서 형성되는 투과성 영역(2)은 예컨대 크롬과 같은 흡수재 물질(3)에 의해 위상 마스크의 표면에 대해 대응적으로 경계 지어지며, 예를 들어 400 nm의 폭과 800 nm의 길이를 갖는다.

또한, 통상적으로 석영으로 구성된 투과성 캐리어 물질(4, 5)로 만들어진 2 개의 층은 흡수재(3) 아래에 배치된다. 흡수재(3)는 이전과 마찬가지로 예컨대 80 nm의 두께를 갖는다. 투과성 캐리어 물질(4)의 층 두께는 193 nm의 노광 파장에서 180°의 노광 방사선의 위상 시프트를 유도하기 위해 이전과 마찬가지로 예컨대 170 nm이다.

도 6에 예시된 바와 같이 결함(40)을 제거하기 위해서, 포커스된 이온 빔에 의해 투과성 영역(2)의 대향 측면 상의 외부 영역 내에 2 개의 보조 홀(6)이 형성된다. 흡수재 물질(3) 및 캐리어 물질(4), 또한 적절하다면 캐리어 물질(5)의 일부분이 보조 홀(6)의 생성 중에 제거된다.

또한, 도 6으로부터, 좌측의 보조 홀(6)은, 예를 들어 투과성 영역(2)에 인접하게 형성되고, 우측의 보조 홀(6)은, 예를 들어 소정 거리만큼 떨어져 투과성 영역(2)의 부근에 형성된다는 것을 알 수 있다. 투과성 영역(2)의 부근에 또는 그에 인접하게 두 보조 홀들(6)을 함께 형성할 수 있음은 물론이다.

그 후, 도 7에 예시된 바와 같이, 결함 물질(40), 우측 보조 홀(6)의 에지에 위치된 흡수재 물질(3) 및 그 밑에 배치된 캐리어 물질(4)은 이전처럼 원자력 현미경의 측정 정보일 수 있는 마이크로평면(예시되지 않음)에 의해 제거된다. 이 경우, 관련 물질들은 보조 홀(6) 안으로 또는 그 방향으로 바람직하게 밀려 들어간다.

마이크로평면에 의해 제거된 물질들이 완벽하게 제거되는 위상 마스크를 세정하는 선택적인 단계 이후에, 도 8에 예시된 바와 같이 보조 홀(6) 또는 외부 영역은 예컨대 금속 또는 탄소와 같은 흡수성 물질(7) 층으로 덮이므로, 투과성 영역(20)이 제공된다. 이전과 마찬가지로 흡수성 물질(7) 층은 예컨대 40 nm의 두께를 갖는다.

도 5 내지 도 8에 예시된 점선으로부터, 투과성 영역(20)은 원래의 투과성 영역(2)보다 더 작게 형성된다는 것을 알 수 있다. 투과성 영역(20)의 에지에서의 노광 방사선의 감소된 스캐터링에 의해 유도된 증가된 투과는 이전과 마찬가지로 이러한 방식으로 보상된다.

도 4 및 도 8로부터 알 수 있는 바와 같이, 각각의 경우에서 교정된 위상 마스크들은 흡수재 물질에 의해 또는 도포된 흡수성 물질(7)이 흡수재 물질(3)과 상이한 경우에는 복수의 흡수재 물질들에 의해 위상 마스크의 표면에 대해 경계 지어진 각각의 투과성 영역(10 및 20)을 갖는다. 이 경우, 흡수재 물질 또는 흡수재 물질들은 위상 마스크 상에서 상이한 수평 평면 내에 배치된다.

도 9 내지 도 11은 마이크로평면이 사용되지 않는 본 발명에 따른 방법의 제 3 실시예에 따라 위상 마스크의 - 홀로서 형성된 - 투과성 영역(2) 내의 결함(40) 의 제거를 도시한다. 이 경우, 도 10에 예시된 바와 같이 결함 물질(40), 흡수재 물질(3) 및 그 아래 놓인 캐리어 물질(4), 또한 적절하다면 캐리어 물질(5)의 일부분을 제거하는데 포커스된 이온 빔만이 사용된다. 이러한 방식으로 투과성 영역(2)의 비교적 큰 부분 영역을 차지(take up)하는 보조 홀(6)이 형성된다. 도 11에 도시된 바와 같이 위상 마스크를 세정하는 선택적인 공정 이후에, 위상 마스크의 투과성 영역(21)을 형성하기 위해 이전과 마찬가지로 외부 영역 내에 흡수성 물질(7)이 도포된다.

또한, 본 발명에 따른 방법의 상기 제 3 실시예는 상이한 지오메트리를 갖는 투과성 영역 상의 결함 제거를 위해 사용될 수 있다. 또한, 도 1에 예시된 바와 같이 트렌치로서 존재하는 투과성 영역(1) 내의 결함(40)은 예컨대 이러한 방식으로 제거될 수 있다.

도 9 내지 도 11로부터, 투과성 영역(21)은 원래의 투과성 영역(2)에 비해 가로방향으로 다소 더 크게 형성된다는 것을 알 수 있다. 투과 영역(21) 내의 노광 방사선의 감소된 투과는 이러한 방식으로 보상된다. 감소된 투과는 투과성 영역(21) 내에 주입된 이온 빔으로부터의 이온들에 의해 유도되며, 상기 이온 빔은 상술된 바와 같이 원래의 투과성 영역(2)의 비교적 큰 부분 영역 내의 물질 제거를 위해 사용된다.

원칙적으로는, 흡수성 물질(7)을 도포하기 이전에 시뮬레이션을 이용하여 위상 마스크의 광학 이미징 거동을 미리 계산하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 시뮬레이션에 기초하여, 흡수성 물질(7)은 이후 위상 마스크의 원하는 최적의 이미징 거동에 따라 도포될 수 있으며, 그 결과로 원래의 투과성 영역에 비해 크기가 확대되거나 감소된 투과성 영역이 형성된다. 또한, 원래의 투과성 영역의 치수와 동일한 투과성 영역을 형성할 수도 있다.

또한, 적절하다면, 리소그래피 사용 이전에 서술된 실시예들 또는 본 발명에 따른 방법에 의해 교정된 위상 마스크 상에서, 위상 마스크 및 렌즈 시스템을 통해 방사된 이후의 노광 방사선의 - "에어리얼 이미지(aerial image)"라고도 칭해지는 - 세기 분포를 측정함에 따라, 위상 마스크의 이미징 거동을 체크하는 것이 바람직할 수 있다. 이 목적을 위해 통상의 "에어리얼 이미지 측정 시스템(AIMS)"이 사용될 수 있다.

도면들을 참조하여 설명된 방법의 실시예 이외에 또 다른 실시예들이 고려될 수 있다. 예컨대, 제 1 방법 단계에서는 결함 및 흡수재 물질만을 제거하고 처리 영역 내의 흡수재 아래에 위치된 투과성 캐리어 물질은 제거하지 않는 것이 고려될 수 있다.

더욱이, 서술된 실시예 또는 본 발명에 따른 방법은 교번 위상 시프팅 마스크의 투과성 위상 시프트 영역 내의 결함 물질의 제거를 위해서도 사용될 수 있다. 상술된 실시예들 또는 방법은 0°의 위상을 갖는 투과성 영역 내의 결함 또는 물질 제거를 위해서도 사용될 수 있으며, 원칙적으로는 물질의 제거를 위해, 또는 예를 들어 바이너리 리소그래피 마스크 또는 반사성 EUV 마스크와 같이 다른 리소그래피 마스크의 투과성 영역들 내의 입자들의 제거를 위해서도 사용될 수 있다.

Claims

흡수재 물질(3) 및 투과성 캐리어 물질(4; 5)을 갖는 리소그래피 마스크의 투과성 영역(1; 2) 내의 결함 물질(40)을 제거하는 방법에 있어서,

a) 처리 영역 내의 흡수재 물질(3) 및 결함 물질(40)을 제거하는 단계; 및

b) 이전에 흡수재 물질(3)로 덮인 상기 처리 영역의 부분 영역에 의존하는 외부 영역 내에 흡수성 물질(7)을 도포하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 결함 물질(40)을 제거하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 흡수재 물질(3) 및 상기 결함 물질(40)을 제거하는 방법 단계 a)에서, 포커스된 이온 빔(focused ion beam)이 사용되는 것을 특징으로 하는 결함 물질(40)을 제거하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 방법 단계 a)에서, 먼저 상기 투과성 영역(1)에 인접하게 또는 그 부근에 보조 홀(6)이 형성되며, 이후 결함 물질(40), 또는 결함 물질(40) 및 흡수 물질(3)이 마이크로평면(microplane)에 의해 제거되는 것을 특징으로 하는 결함 물질(40)을 제거하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 방법 단계 a)에서, 먼저 상기 투과성 영역(2)의 대향 측면들에 인접하게 및/또는 그 부근에 2 개의 보조 홀(6)이 형성되며, 이후 결함 물질(40), 또는 결함 물질(40) 및 흡수 물질(3)이 마이크로평면에 의해 제거되는 것을 특징으로 하는 결함 물질(40)을 제거하는 방법.
제 3 항에 있어서,

보조 홀 형성을 위해 포커스된 이온 빔이 사용되는 것을 특징으로 하는 결함 물질(40)을 제거하는 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 리소그래피 마스크는 상기 마이크로평면에 의한 상기 결함 물질(40), 또는 상기 결함 물질(40) 및 상기 흡수재 물질(3)의 제거 이후에 추가 세정 공정을 거치는 것을 특징으로 하는 결함 물질(40)을 제거하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 방법 단계 b)에서, 상기 흡수성 물질(7)은 원래의 투과성 영역(2)에 비해 확대된 리소그래피 마스크의 투과성 영역(21)을 형성하도록 하는 방식으로 상기 외부 영역 내에 도포되는 것을 특징으로 하는 결함 물질(40)을 제거하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 방법 단계 b)에서, 상기 흡수성 물질(7)은 원래의 투과성 영역(1; 2)에 비해 크기가 감소된 리소그래피 마스크의 투과성 영역(10; 20)을 형성하도록 하는 방식으로 상기 외부 영역 내에 도포되는 것을 특징으로 하는 결함 물질(40)을 제거하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 방법 단계 b)에서, 흡수성 물질(7)로는 탄소 또는 금속이 사용되는 것을 특징으로 하는 결함 물질(40)을 제거하는 방법.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 결함 물질(40)이 제거된 투과성 영역(10; 20; 21)을 갖는 리소그래피 마스크.
제 10 항에 있어서,

상기 투과성 영역(10; 20; 21)에 인접하게 또는 그 부근에 1 이상의 보조 홀(6)을 갖는 것을 특징으로 하는 리소그래피 마스크.
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