(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンビーム欠陥修正装置で欠陥外縁部と下地へダメージが及ばない厚みを残して黒欠陥を除去する工程と、次に残した欠陥の縁部と内部を、高さを固定した走査プローブ顕微鏡を用いて加工する工程とからなることにより下地のMo/Si多層膜へのダメージのない修正を行うことを特徴とするEUVマスクの黒欠陥修正方法。
【請求項２】
請求項１記載のマスクの黒欠陥修正方法において、残した欠陥の縁部と内部を、高さを固定した原子間力顕微鏡の硬い探針で下地のMo/Si多層膜と同じ高さまで物理的に削ることで下地のMo/Si多層膜へのダメージのない修正を行うことを特徴とするEUVマスクの黒欠陥修正方法。
【請求項３】
請求項１記載のマスクの黒欠陥修正方法において、残した欠陥の縁部と内部を、高さを固定したフェムト秒レーザーを有する近接場光学顕微鏡のレーザーアブレーションにより下地のMo/Si多層膜と同じ高さまで削ることで下地へのダメージのない修正を行うことを特徴とするEUVマスクの黒欠陥修正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はEUVリソグラフィー用の反射マスクの黒欠陥修正方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在KrFやArFエキシマレーザを用いた光学式の投影露光装置がウェーハへのパターン転写に用いられている。0.10μmルールまでは光学式の投影露光装置で対応可能であるが、0.07μmルール以降では解像限界に達するため、電子線描画装置(EB)の直描やセルプロジェクション以外に電子線投影リソグラフィ(Electron beam Projection Lithography、EPL)や低エネルギー電子線投影リソグラフィ(Low Energy Electron beam Projection Lithography、LEEPL)やイオンビーム投影リソグラフィ(Ion beam Projection Lithography、IPL)や軟X線縮小露光(Extreme Ultra Violet Lithography、EUVL)のような新しい転写方法が提案されている。EUVLは波長約13nmの軟X線を反射光学系で縮小して露光する技術で、紫外線露光の短波長化の極限と見なされ、二世代以上に渡って利用できるリソグラフィ技術として最近特に注目を集めている。
技術で、紫外線露光の短波長化の極限と見なされ、二世代以上に渡って利用できるリソグラフィ技術として最近特に注目を集めている。
【０００３】
EUVLではMo/Si多層膜からなる反射マスク上にTaNやTiN等の吸収体パターンを形成したものやMo/Si多層膜をパターンに応じてエッチングしたものが用いられている。EUVLマスクにおいてもフォトマスク同様、マスクフォトマスク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、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を行わなければならない。
【０００４】
吸収体を有するタイプのEUVLマスクの欠陥修正に関してはイオンビームによる修正方法が報告されている(J. Vac. Sci. Technol. B18 3216(2000))。この報告ではEUVマスクにイオンビームによるダメージを低減するために、吸収体とMo/Si多層膜の間にRuやSiO2等のバッファーレイヤーが設けられている。黒欠陥はCl2やBr2によるガスアシストエッチングにより除去され、白欠陥はW(CO)6のFIB-CVDにより吸収体膜を形成することで修正されている。
【０００５】
上記の報告では、白欠陥修正・黒欠陥修正ともに高加速電圧のイオンビームを用いており、欠陥認識時や欠陥修正時にはどうしてもイオンビームによりダメージがあるため、EUVLマスクのバッファーレイヤーを薄くすることはできなかった。バッファーレイヤはマスク生成プロセスが増える上に、欠陥修正後選択エッチングにより取り除かねばならなかった。バッファーレイヤの選択エッチングにドライエッチングを用いると、選択エッチング時のMo/Si多層膜へのダメージにも配慮しなければならない。低加速電圧のイオンビームを用いると、Mo/Si多層膜へのダメージを小さくすることができるが、それでも10nm程度のGaの注入によるダメージは避けられない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、バッファーレイヤのないEUVLマスクに対しても適応可能な低ダメージで高スループットの黒欠陥修正を可能にしようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
欠陥認識は非接触モードの原子間力顕微鏡のイメージで行い、イオンビーム欠陥修正装置で欠陥外縁部とその内部は下地へダメージが及ばない厚みを残して黒欠陥を除去し、次に残した欠陥の縁部と内部を高さを固定した原子間力顕微鏡のEUVLマスクの吸収体材料よりも硬い探針で下地のMo/Si多層膜と同じ高さまで物理的に削ることで黒欠陥修正を行う。
【０００８】
近接場光学顕微鏡とフェムト秒レーザーを組み合わせることにより、基板へのダメージが殆どないバイナリマスクの修正が報告されている(J. Microscopy 194 537(1999))。欠陥認識は近接場光学顕微鏡の探針先端を試料と垂直な平面内で横方向に加振し、試料と探針間に働く力学的相互作用(シアフォース)によって探針先端が制振されることを利用して、その振動振幅が一定になるように探針を駆動するピエゾ素子にフィードバックをかけて得られる走査顕微鏡像で行う。認識した黒欠陥に対して、イオンビーム欠陥修正装置で欠陥外縁部とその内部は下地へダメージが及ばない厚みを残して黒欠陥を除去し、次に残した欠陥の縁部と内部を高さを固定したフェムト秒レーザーを有する開口型照の近接場光学顕微鏡のレーザーアブレーションにより下地のMo/Si多層膜と同じ高さまで削ることで黒欠陥修正を行う。
【０００９】
【作用】
第一段階のイオンビームでの修正では、イオンビームの広がりとイオンビームの注入を考慮してイオンビームを照射するため、Mo/Si多層膜にダメージを与えることはない。第二段階の原子間力顕微鏡の硬い探針による物理的除去は探針の高さを制御すれば、削りすぎてMo/Si多層膜にダメージを与えるようなことはない。イオンビームの加工は原子間力顕微鏡の硬い探針による物理的除去よりも高速に加工できるので、原子間力顕微鏡の硬い探針による物理的除去単体よりもスループットを向上することができる。
【００１０】
上記同様、第一段階のイオンビームでの修正では、イオンビームの広がりとイオンビームの注入を考慮してイオンビームを照射するため、Mo/Si多層膜にダメージを与えることはない。第二段階の近接場光学顕微鏡のフェムト秒レーザーの加工では、近接場は距離に対して敏感なので、高さを制御すれば削りすぎてMo/Si多層膜にダメージを与えることはない。イオンビームの加工は近接場光学顕微鏡のフェムト秒レーザーの加工よりも高速な加工ができるので、近接場光学顕微鏡のフェムト秒レーザーの加工のみで修正するときよりもスループットを向上することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、原子間力顕微鏡を用いた場合の本発明の一実施例について説明する。
吸収体に黒欠陥を含むEUVLマスクをイオンビーム欠陥修正装置と原子間力顕微鏡を複合した装置の真空チャンバ内に導入し、まずXYステージ10で搭載されたEUVLマスク6を原子間力顕微鏡11のある位置に移動し、原子間力顕微鏡の非接触モードで黒欠陥を含む領域の画像を取得する。画像取得後、吸収体上に原子間力顕微鏡の硬い探針で転写に影響しないようなマーカを形成する。マーカ形成後、もう一度原子間力顕微鏡11の非接触モードで黒欠陥を含む領域の画像を取得する。取得した原子間力顕微鏡像から黒欠陥の認識を行い、さらにイオンビームのテールを考慮してイオンビームの選択走査を行う領域を決定する。次にXYステージ10をイオンビーム欠陥修正装置22の位置に移動する。イオン源1から放出されコンデンサレンズ3と対物レンズ4により集束されたイオンビーム2を偏向器5で走査しながら二次電子検出器8で二次電子7を同期して取り込み黒欠陥とマーカを含む領域の二次電子像を表示する。まずイオンビーム2の照射量を極力小さくして黒欠陥とマーカを含む領域の二次電子像を取りこみ、次にMo/Si多層膜16にイオンビーム2があたらないように吸収体上のマーカのみ高倍率で観察し、この像から原子間力顕微鏡で得た像との合わせこみを行う。下地のMo/Si多層膜16にダメージを与えないようにイオンビーム2をイオンビームのテールを考慮してイオンビームの選択走査を行う領域のみ選択的に走査してイオンビーム2の注入を考慮して厚さを残して除去する(図1(a))。イオンビームの注入を考慮して除去は物理スパッタもしくは被加工領域13近傍に配置されたガス銃9の先端から供給されたハロゲン系のガスの増速効果を用いて行う。
【００１２】
XYステージ10で搭載されたEUVLマスク6を原子間力顕微鏡11のある位置に移動し、まずイオンビーム2で加工した部分14を含む領域を原子間力顕微鏡11の非接触モードで観察し、残された黒欠陥の外縁部とイオンビーム2の注入を考慮して残した部分を加工領域として認識する。この場合、高さの情報のみで材質に関する情報がないので、下地のバッファーレイヤ17もしくはMo/Si多層膜16の高さを標準とし、これよりも高い部分を正常な吸収体パターン13もしくは原子間力顕微鏡で修正する黒欠陥部分１5と見なす。欠陥部分(加工領域)は他の正常なパターンもしくは設計データと比較することにより抽出される。加工領域と認識した部分だけ、高さを制御した、例えばダイヤモンドをコートした探針のような被加工材質(TiNやTaN等)よりも固い原子間力顕微鏡探針12で走査して物理的に削り取っていき、残された黒欠陥部分15の修正を行う(図1(b))。原子間力顕微鏡探針12の高さの下限を下地のバッファーレイヤ17もしくはMo/Si多層膜16にしておけば、Mo/Si多層膜が彫れることがないので、下地のMo/Si多層膜16へのダメージのないEUVLマスクの黒欠陥修正を実現できる。イオンビームの加工は原子間力顕微鏡の硬い探針による物理的除去よりも高速に加工できるので、原子間力顕微鏡の硬い探針による物理的除去単体よりもスループットを向上することができる。
【００１３】
以下に、フェムト秒レーザーを備えた近接場光学顕微鏡を用いた場合の本発明の一実施例について説明する。
上記実施例同様、吸収体に黒欠陥を含むEUVLマスクをイオンビーム欠陥修正装置とフェムト秒レーザーを備えた近接場光学顕微鏡を複合した装置の真空チャンバ内に導入し、まずXYステージ10で搭載されたEUVLマスク6を近接場光学顕微鏡18のある位置に移動し、近接場光学顕微鏡でシアフォースを検出して黒欠陥を含む領域の画像を取得する。上記実施例同様、吸収体上にマーカを形成し、再び近接場光学顕微鏡でシアフォースを検出して黒欠陥を含む領域の画像を取得する。取得したシアフォースイメージから黒欠陥の認識を行い、さらにイオンビームのテールを考慮してイオンビーム2の選択走査を行う領域を決定する。次にXYステージ10をイオンビーム欠陥修正装置22の位置に移動する。イオンビーム欠陥修正装置での加工は上記実施例と同じ手順で行う(図2(a))。
【００１４】
XYステージ10で搭載されたEUVLマスク6をフェムト秒レーザーを備えた近接場光学顕微鏡18のある位置に移動し、まずイオンビーム2で加工した部分を含む領域を近接場光学顕微鏡でシアフォースを検出して観察し、残された黒欠陥の外縁部19とイオンビーム2の注入を考慮して残した部分を加工領域として認識する。この場合、高さの情報のみで材質に関する情報がないので、下地のバッファーレイヤ17もしくはMo/Si多層膜16の高さを標準とし、これよりも高い部分を正常な吸収体パターン13もしくは欠陥部分19と見なす。欠陥部分(加工領域)は他の正常なパターンもしくは設計データと比較することにより抽出される。加工領域と認識した部分だけ、フェムト秒レーザー20を有する開口型の近接場光学顕微鏡18のレーザーアブレーションで下地のバッファーレイヤ17もしくはMo/Si多層膜16と同じ高さまで削ることで黒欠陥修正を行う(図2(b))。近接場光学顕微鏡探針19の高さの下限を下地のバッファーレイヤ17もしくはMo/Si多層膜16にしておけば、近接場は距離に対して敏感であり、またフェムト秒レーザーのアブレーションでは照射領域のみ加工され熱の拡散により加工されることがないため、下地のMo/Si多層膜16へのダメージのないEUVLマスク6の黒欠陥修正を実現できる。イオンビームの加工は近接場光学顕微鏡のフェムト秒レーザーの加工よりも高速な加工ができるので、近接場光学顕微鏡のフェムト秒レーザーの加工のみで修正するときよりもスループットを向上することができる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、EUVLマスクのMo/Si多層膜へのダメージを少なくできるので、バッファーレイヤのないEUVLマスクに対しても適応可能である。なおかつ近接場光学顕微鏡のフェムト秒レーザーアブレーションや原子間力顕微鏡の硬い探針による物理的除去単体よりも高スループットの黒欠陥修正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の特徴を最も良く示す、走査プローブ顕微鏡として原子間力顕微鏡を用いて加工する場合を説明するための概略断面図である。
【図２】フェムト秒レーザーを備えた近接場光学顕微鏡で加工する場合を説明するための概略断面図である。
【図３】原子間力顕微鏡を用いる場合の加工手順を説明するための図である。
【図４】フェムト秒レーザーを備えた近接場光学顕微鏡を用いる場合の加工手順を説明するための図である。
【符号の説明】
1  イオン源
2  イオンビーム
3  コンデンサレンズ
4  対物レンズ
5  偏向電極
6  EUVLマスク
7  二次電子
8  二次電子検出器
9  ガス銃
10  X-Yステージ
11  原子間力顕微鏡
12  原子間力顕微鏡探針
13  正常な吸収体パターン
14  イオンビームで修正する黒欠陥領域
15  原子間力顕微鏡で修正する黒欠陥領域
16  下地のMo/Si多層膜
17  バッファーレイヤ
18  近接場光学顕微鏡
19  近接場光学顕微鏡探針
20  フェムト秒レーザー
21  近接場光学顕微鏡で修正する黒欠陥領域
22  イオンビーム欠陥修正装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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