(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理すべきマスクを支持するための構造体と、
マスク修復を実行するためのレーザ放射装置と、
前記支持構造体に隣接した、前記マスクの選択的照射のための光源と、
前記レーザ放射装置から出射するレーザビームの連続的角度操作を実行するためのレーザプロセッサであって、オフアクシス（off-axis）レーザ照射を実行するための調節可能なビームスプリッタと、漸増的マスク修復を容易にするための電動アパーチャと、像縮小のための光学系と、修復中に前記マスクを観察するための装置とを含むレーザプロセッサと、
前記ビームのほぼ完全な波形を獲得できるように、前記連続的角度操作を制御するためのコンピュータ装置と、
前記マスクに対する前記ビームの誘導中における前記マスクの多視点観察のためのマイクロスコープとを備えたことを特徴とするフォトリソグラフマスク修復システム。
【請求項２】
前記マスク支持構造体は、格納式プラットフォームであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記レーザ放射装置は、増幅されたＴｉ：Ｓレーザ光を出射することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記レーザ放射装置は、Ｈｅ：Ｃｄ光を出射することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記レーザ放射装置は、Ｎｄ：Ｙａｇ光を出射することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記コンピュータ装置は、前記レーザの操作と同時に、前記ビームの動きの精密制御を実行することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記コンピュータ装置は、前記ビームの動きの精密制御と同時に、前記連続的角度操作を実行するための前記電動アパーチャの制御された動きを実行することを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記コンピュータ装置は、前記電動アパーチャの動きを制御すると同時に、前記支持構造体の制御された動きを実行することを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記コンピュータ装置は、前記プラットフォームの動きを制御すると同時に、イメージデータを処理することを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記マイクロスコープは、前記マスクを観察し分析するためのビデオマイクロスコープであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記マイクロスコープは、比較的低倍率のビデオカメラ及び比較的高倍率のビデオカメラを含むことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記マイクロスコープは、ＤＵＶ（Deep UltraViolet）画像化及び透過測定システムを含むことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
処理すべきマスクを支持するための構造体と、
マスク修復を実行するためのレーザ放射装置と、
前記支持構造体に隣接した、前記マスクの選択的照射のための光源と、
前記レーザ放射装置から出射するレーザビームの連続的角度操作を実行するためのレーザプロセッサであって、オフアクシスレーザ照射を実行するための調節可能なビームスプリッタと、漸増的マスク修復を容易にするための電動アパーチャと、像縮小のための光学系と、修復中に前記マスクを観察するための装置とを含むレーザプロセッサと、
前記ビームのほぼ完全な波形を獲得できるように、前記連続的角度操作を制御するためのコンピュータ装置と、
前記マスクに対する前記ビームの誘導中における前記マスクの多視点観察のためのマイクロスコープとを備え、前記コンピュータ装置は、前記ビームの操作と同時に、前記ビームの動きの精密制御と、前記連続的角度操作を実行するための前記電動アパーチャの制御された動きと、前記支持構造体の制御された動きと、イメージデータ処理とを実行することを特徴とするフォトリソグラフマスク修復システム。
【請求項１４】
前記マスク支持構造体は、格納式プラットフォームであることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記レーザ放射装置は、増幅されたＴｉ：Ｓ光を出射することを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記レーザ放射装置は、Ｈｅ：Ｃｄ光を出射することを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１７】
前記レーザ放射装置は、Ｎｄ：Ｙａｇ光を出射することを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１８】
処理すべきマスクを支持するための構造体と、
マスク修復を実行するためのレーザ放射装置と、
前記支持構造体に隣接した、前記マスクの選択的照射のための光源と、
前記レーザ放射装置から出射されるレーザビームの連続的角度操作を実行するためのレーザプロセッサと、
前記ビームのほぼ完全な波形を獲得できるように、前記連続的角度操作を制御するためのコンピュータ装置と、
前記マスクに対する前記ビームの誘導中における前記マスクの多視点観察のためのマイクロスコープであって、比較的低倍率のビデオカメラと、比較的高倍率のビデオカメラと、ＤＵＶ画像化及び透過測定装置とを含むマイクロスコープとを備えたことを特徴とするフォトリソグラフマスク修復システム。
【請求項１９】
処理すべきマスクを支持するための構造体と、
マスク修復を実行するためのレーザ放射装置と、
前記支持構造体に隣接した、前記マスクの選択的照射のための光源と、
前記レーザ放射装置から出射するレーザビームの連続的角度操作を実行するためのレーザプロセッサと、
前記ビームのほぼ完全な波形を獲得できるように、前記連続的角度操作を制御するためのコンピュータ装置と、
前記マスクに対する前記ビームの誘導中における前記マスクの多視点観察のためのマイクロスコープとを備えたことを特徴とするフォトリソグラフマスク修復システム。
【請求項２０】
処理すべきマスクと、
マスク修復を実行するためのレーザ放射装置と、
前記レーザ放射装置から出射するレーザビームの連続的角度操作を実行するためのレーザプロセッサであって、オフアクシスレーザ照射を実行するための調節可能なビームスプリッタと、漸増的マスク修復を容易にするための電動アパーチャと、像縮小のための光学系と、修復中に前記マスクを観察するための装置とを含むレーザプロセッサと、
前記ビームのほぼ完全な波形を獲得できるように、前記連続的角度操作を制御するためのコンピュータ装置と、
前記マスクに対する前記ビームの誘導中における前記マスクの多視点観察のためのマイクロスコープとを備えたことを特徴とするフォトリソグラフマスク修復システム。
【請求項２１】
ｉ．相対的に静止し、隔離された支持構造体上にフォトマスクを載置するステップと、
ｉｉ．マスク修復を実行するためのレーザ放射装置を活性化するステップと、
ｉｉｉ．前記支持構造体に隣接した、前記マスクの選択的照度照射のための光源を駆動するステップと、
ｉｖ．前記レーザ放射装置から出射するレーザビームに、前記レーザビームの連続的角度操作を実行するためのレーザプロセッサであって、前記レーザビームオフアクシス照射を実行するための調節可能なビームスプリッタと、漸増的マスク修復を容易にするための電動アパーチャと、像縮小のための光学系と、修復中に前記マスクを観察するための装置とを含むレーザプロセッサを通過させるステップと、
ｖ．前記ビームのほぼ完全な波形を獲得できるように、前記連続的角度操作を制御するステップと、
ｖｉ．前記連続的角度操作と同時に、前記マスクに対するビームの誘導中における前記マスクの多視点観察を行ない、前記ビームの動きの精密制御と、前記連続的角度操作を実行するための前記電動アパーチャの制御された動きと、前記支持構造体の制御された動きと、イメージデータ処理とを実行するステップとを有することを特徴とするフォトリソグラフマスク修復方法。
【請求項２２】
ｉ．マスク修復を実行するためのレーザ放射装置を活性化するステップと、
ｉｉ．相対的に静止し、隔離された支持構造体上にフォトマスクを載置するステップと、
ｉｉｉ．前記支持構造体に隣接した、前記マスクの選択的照射のための光源を駆動するステップと、
ｉｖ．前記レーザ放射装置から出射されたレーザビームに、前記レーザビームの連続的角度操作を実行するためのレーザプロセッサであって、前記レーザビームのオフアクシス照射を実行するための調節可能なビームスプリッタと、漸増的マスク修復を容易にするための電動アパーチャと、像縮小のための光学系と、修復中に前記マスクを観察するための装置とを含むレーザプロセッサを通過させるステップと、
ｖ．前記ビームのほぼ完全な波形を獲得できるように、前記連続的角度操作を制御するステップと、
ｖｉ．前記連続的角度操作と同時に、前記マスクに対するビームの誘導中における前記マスクの多視点観察を行ない、前記ビームの動きの精密制御と、前記連続的角度操作を実行するための前記電動アパーチャの制御された動きと、前記支持構造体の制御された動きと、イメージデータ処理とを実行するステップとを有することを特徴とするフォトリソグラフマスク修復方法。
【請求項２３】
ｉ．マスク修復を実行するためのレーザ放射装置を活性化させるステップと、
ｉｉ．前記支持構造体に隣接した、前記マスクの選択的照射のための光源を駆動するステップと、
ｉｉｉ．相対的に静止し、隔離された支持構造体上にフォトマスクを載置するステップと、
ｉｖ．前記レーザ放射装置から出射するレーザビームに、前記レーザビームの連続的角度操作を実行するためのレーザプロセッサであって、前記レーザビームのオフアクシス照射を実行するための調節可能なビームスプリッタと、漸増的マスク修復を容易にするための電動アパーチャと、像縮小のための光学系と、修復中に前記マスクを観察するための装置とを含むレーザプロセッサを通過させるステップと、
ｖ．前記ビームのほぼ完全な波形を獲得できるように、前記連続的角度操作を制御するステップと、
ｖｉ．前記連続的角度操作と同時に、前記マスクに対するビームの誘導中における前記マスクの多視点観察を行ない、前記ビームの動きの精密制御と、前記連続的角度操作を実行するための前記電動アパーチャの制御された動きと、前記支持構造体の制御された動きと、イメージデータ処理とを実行するステップとを有することを特徴とするフォトリソグラフマスク修復方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、レーザシステムに関し、特に、表面粒子及び薄膜アブレーションのためのシステム及び方法に関する。
【０００２】
集積回路の製造においては、例えば、まず初めに、フォトマスクの像が、シリコンウエハ等上に塗布されたフォトレジスト材すなわちフォトレジスト層上に投影される。これは、一般に、露光ステップとして知られている。フォトマスクは、回路が動作するのに必要な構造に相当するパターン情報を有している。このステップの結果は、レジスト層が、フォトマスク上のマスターパターンに相当するパターンへ、選択的に変化することである。次いで、引き続き行われるプロセス工程を用いて、ウエハを選択的に変化させ、レジスト上に印されたマスク像に対応する回路層を生成する。一連のマスクを用いてウエハ上でこのプロセスを繰り返すことによって、集積回路が形成される。
【０００３】
集積回路の小型化、特にフォトマスク形状（features）の寸法の縮小化が絶えず進展するのに伴い、フォトリソグラフ処理のさらなる精緻化の要求も止むことはない。この目的のため、従来のマイクロスコープの能力を高めることが、視認を確実にするのみならず、フォトリソグラフマスク上の欠陥の分析および修正のためにも、望ましい。
【０００４】
従来のフォトマスクパターンは、レーザビーム或いは電子ビームの直接描画によって作成される。特に、レジスト材を塗布したブランクマスクは、レーザビーム或いは電子ビームによって走査される。このビームは変調され、オンオフされて、走査ラスタ内の各ポイントにおいてレジスト材を露光しあるいは露光しない。走査または描画が完了すると、レジスト材は現像される。換言すると、ビーム露光されたレジスト材の存在する箇所では、レジスト材は化学的作用によって取り除かれる。このことにより、フォトマスク上に転写したいパターンのイメージがレジスト内に残される。そして、フォトマスクは、湿式プロセスや、酸浴や、ＲＦ励起プラズマによるドライエッチングのいずれかを用いてエッチングされる。エッチングが完了すると、レジスト材が取り除かれた箇所では、クロムも取り除かれる。最後に、余剰レジスト材が剥がされ、それにより、たとえば、「クロム層付ガラス板（chrome on glass）」フォトマスクが製造され、検査に回される。
【０００５】
この工程は有用であるとみられていたが、フォトマスク製造中にイメージ欠陥がしばしば形成される。これらの欠陥は、一般に、（ｉ）誤配置パターン欠陥、（ｉｉ）パターン欠損欠陥、（ｉｉｉ）異物すなわち汚染欠陥として知られている。
【０００６】
一般に、誤配置パターン欠陥は、パターニング工程で基板から除去し損なった物質、例えば、もともと存在する物質のしみである。このような欠陥は、マスクパターン上における作用により分類され名づけられている。すなわち、孤立スポット（isolated spots）、エッジ拡張（edge extension）、ブリッジ（bridge）欠陥である。
【０００７】
ひるがえって、パターン欠損欠陥は、通常、もともと存在する物質が基板から意図せずに除去されてできたスポットとしてあらわれる。これらの欠陥は、その外観によって分類される。すなわち、ピンホール、エッジ後退（edge intrusion）、断線欠陥である。
【０００８】
汚染欠陥すなわちＦＭについては、マスク表面上にみられる汚染物質の種類によって分類される。厳密な洗浄及び処理手順を適用した場合でも、通常、ＦＭ欠陥は残る。さらに、洗浄プロセスは、結局、効果低減（diminishing returns）の犠牲となる。すなわち、１つのＦＭ欠陥を取り除くために用いられるフォトマスクの追加洗浄サイクルは、しばしば、あらたな欠陥を加えることになる。
【０００９】
一般に、欠陥密度と欠陥サイズは相反する関係にある。すなわち、欠陥密度が高くなると、欠陥のサイズは減少する。比較的小さなサイズの欠陥は許容される場合もあるが、小型で高速な装置の要求が益々高まるに伴い、最小欠陥の許容誤差はそれに応じて小さくなっている。
【００１０】
したがって、誤配置パターンや異物欠陥などを含む、ただしそれらに限定されないが、フォトリソグラフマスク上の比較的小さな欠陥を観察し、分析し、除去するための装置および局所レーザ法が求められている。
【００１１】
本発明の一態様によれば、
処理すべきマスクを支持するための構造体と、
マスク修復を実行するためのレーザ放射装置と、
支持構造体に隣接した、マスクの選択的照射のための光源と、
レーザ放射装置から出射するレーザビームの連続的角度操作を実行するためのレーザプロセッサであって、オフアクシスレーザ照射を実行するための調節可能なビームスプリッタと、漸増的マスク修復を容易にするための電動アパーチャと、像縮小のための光学系と、修復中にマスクを観察するための装置とを含むレーザプロセッサと、
ビームのほぼ完全な波形を獲得し、ターゲット領域に均一な表面露光を生じるように、連続的角度操作を制御するためのコンピュータ装置と、
マスクに対するビームの誘導中におけるマスクの多視点観察のためのマイクロスコープとを備えたことを特徴とするフォトリソグラフマスク修復システムが得られる。
【００１２】
本発明の別の態様によれば、
処理すべきマスクを支持するための構造体と、
マスク修復を実行するためのレーザ放射装置と、
支持構造体に隣接した、マスクの選択的照射のための光源と、
レーザ放射装置から出射するレーザビームの連続的角度操作を実行するためのレーザプロセッサであって、オフアクシスレーザ照射を実行するための調節可能なビームスプリッタと、漸増的マスク修復を容易にするための電動アパーチャと、像縮小のための光学系と、修復中にマスクを観察するための装置とを含むレーザプロセッサと、
ビームのほぼ完全な波形を獲得し、ターゲット領域内に均一な表面露光を生じるように、連続的角度操作を制御するためのコンピュータ装置と、
マスクに対するビームの誘導中におけるマスクの多視点観察のためのマイクロスコープとを備え、コンピュータ装置は、ビームの操作と同時に、ビームの動きの精密制御と、連続的角度操作を実行するための電動アパーチャの制御された動きと、支持構造体の制御された動きと、イメージデータ処理とを実行することを特徴とするフォトリソグラフマスク修復システムが得られる。
【００１３】
本発明のさらなる態様によれば、処理すべきマスクを支持するための構造体と、
マスク修復を実行するためのレーザ放射装置と、
支持構造体に隣接した、マスクの選択的照射のための光源と、
レーザ放射装置から出射されるレーザビームの連続的角度操作を実行するためのレーザプロセッサと、
ビームのほぼ完全な波形を獲得し、ターゲット領域内に均一な表面露光を生じるように、連続的角度操作を制御するためのコンピュータ装置と、
マスクに対するビームの誘導中におけるマスクの多視点観察のためのマイクロスコープであって、比較的低倍率のビデオカメラと、比較的高倍率のビデオカメラと、ＤＵＶ画像化及び透過測定装置とを含むマイクロスコープとを備えたことを特徴とするフォトリソグラフマスク修復システムが得られる。
【００１４】
本発明のさらに別の態様によれば、処理すべきマスクを支持するための構造体と、
マスク修復を実行するためのレーザ放射装置と、
支持構造体に隣接した、マスクの選択的照射のための光源と、
レーザ放射装置から出射するレーザビームの連続的角度操作を実行するためのレーザプロセッサと、
ビームのほぼ完全な波形を獲得し、ターゲット領域内に均一な表面露光を生じるように、連続的角度操作を制御するためのコンピュータ装置と、
マスクに対するビームの誘導中におけるマスクの多視点観察のためのマイクロスコープとを備えたことを特徴とするフォトリソグラフマスク修復システムが得られる。
【００１５】
本発明のさらに別の態様によれば、
処理すべきマスクと、
レーザ放射装置と、
レーザ放射装置から出射するレーザビームの連続的角度操作を実行するためのレーザプロセッサであって、オフアクシスレーザ照射を実行するための調節可能なビームスプリッタと、漸増的マスク修復を容易にするための電動アパーチャと、像縮小のための光学系と、修復中にマスクを観察するための装置とを含むレーザプロセッサと、
ビームのほぼ完全な波形を獲得し、ターゲット領域内に均一な表面露光を生じるように、連続的角度操作を制御するためのコンピュータ装置と、
マスクに対するビームの誘導中におけるマスクの多視点観察のためのマイクロスコープとを備えたことを特徴とするフォトリソグラフマスク修復システムが得られる。
【００１７】
本発明の別の実施態様は、
ｉ．相対的に静止し、隔離された支持構造体上にフォトマスクを載置するステップと、
ｉｉ．マスク修復を実行するためのレーザ放射装置を活性化するステップと、
ｉｉｉ．支持構造体に隣接した、マスクの選択的照射のための光源を駆動するステップと、
ｉｖ．レーザ放射装置から出射するレーザビームに、レーザビームの連続的角度操作を実行するためのレーザプロセッサであって、レーザビームオフアクシス照射を実行するための調節可能なビームスプリッタと、漸増的マスク修復を容易にするための電動アパーチャと、像縮小のための光学系と、修復中にマスクを観察するための装置とを含むレーザプロセッサを通過させるステップと、
ｖ．ビームのほぼ完全な波形を獲得し、ターゲット領域内に均一な表面露光を生じるように、連続的角度操作を制御するステップと、
ｖｉ．連続的角度操作と同時に、マスクに対するビームの誘導中におけるマスクの多視点観察を行ない、ビームの動きの精密制御と、連続的角度操作を実行するための電動アパーチャの制御された動きと、支持構造体の制御された動きと、イメージデータ処理とを実行するステップとを有することを特徴とするフォトリソグラフマスク修復方法に関する。
【００１８】
本発明のさらなる実施態様は、
ｉ．マスク修復を実行するためのレーザ放射装置を活性化するステップと、
ｉｉ．相対的に静止し、隔離された支持構造体上にフォトマスクを載置するステップと、
ｉｉｉ．支持構造体に隣接した、マスクの選択的照射のための光源を駆動するステップと、
ｉｖ．レーザ放射装置から出射されたレーザビームに、レーザビームの連続的角度操作を実行するためのレーザプロセッサであって、レーザビームのオフアクシス照射を実行するための調節可能なビームスプリッタと、漸増的マスク修復を容易にするための電動アパーチャと、像縮小のための光学系と、修復中にマスクを観察するための装置とを含むレーザプロセッサを通過させるステップと、
ｖ．ビームのほぼ完全な波形を獲得し、ターゲット領域内に均一な表面露光を生じるように、連続的角度操作を制御するステップと、
ｖｉ．連続的角度操作と同時に、マスクに対するビームの誘導中におけるマスクの多視点観察を行ない、ビームの動きの精密制御と、連続的角度操作を実行するための電動アパーチャの制御された動きと、支持構造体の制御された動きと、イメージデータ処理とを実行するステップとを有することを特徴とするフォトリソグラフマスク修復方法である。
【００１９】
本発明の別の実施態様は、
ｉ．マスク修復を実行するためのレーザ放射装置を活性化させるステップと、
ｉｉ．支持構造体に隣接した、マスクの選択的照射のための光源を駆動するステップと、
ｉｉｉ．相対的に静止し、隔離された支持構造体上にフォトマスクを載置するステップと、
ｉｖ．レーザ放射装置から出射するレーザビームに、レーザビームの連続的角度操作を実行するためのレーザプロセッサであって、レーザビームのオフアクシス照射を実行するための調節可能なビームスプリッタと、漸増的マスク修復を容易にするための電動アパーチャと、像縮小のための光学系と、修復中にマスクを観察するための装置とを含むレーザプロセッサを通過させるステップと、
ｖ．ビームのほぼ完全な波形を獲得し、ターゲット領域内に均一な表面露光を生じるように、連続的角度操作を制御するステップと、
ｖｉ．連続的角度操作と同時に、マスクに対するビームの誘導中におけるマスクの多視点観察を行ない、ビームの動きの精密制御と、連続的角度操作を実行するための電動アパーチャの制御された動きと、支持構造体の制御された動きと、イメージデータ処理とを実行するステップとを有することを特徴とするフォトリソグラフマスク修復方法である。
【００２０】
したがって、本発明の目的は、フォトリソグラフマスク修復のための改良されたシステムおよび方法を提供することである。
【００２１】
本発明の別の目的は、フォトリソグラフマスク修復における精度を向上させることである。
【００２２】
本発明のさらなる目的は、フォトリソグラフマスク修復に用いられるレーザビームの解像度を高めることである。
【００２３】
本発明のさらに別の目的は、フォトリソグラフマスクの表面欠陥を観察し、分析し、除去するためのシステムを提供するとである。
【００２４】
本発明のさらに別の目的は、マスク修復中にフォトリソグラフマスクをリアルタイムで観察するためのシステムを提供することである。
【００２５】
本発明のさらに別の目的は、フォトリソグラフマスクの多視点観察とそれに対する誘導のためのシステムを提供することである。
【００２６】
本発明のさらなる目的は、上面基準（top reference）を保ちながら、種々の厚さのフォトマスクを装填するための方法を提供することである。
【００２７】
本発明のさらに別の目的は、フォトリソグラフマスク上のパターンの観察と同時にレーザ修復を行なうに適した照射を提供することである。
【００２８】
本発明の別の目的は、像倍率と、照射波長と、照射角度及び/または偏光（polarization）を変更することにより、ユーザに提示されるフォトリソグラフマスクの像を改善し制御するためのシステムを提供することである。
【００２９】
本発明のさらに別の目的は、オフアクシスレーザ照射を用いてフォトリソグラフマスクの欠陥観察を向上させることである。
【００３０】
本発明のさらに別の目的は、機械視覚（machine vision）を用いた欠陥修復プロセスにおいて、フォトリソグラフマスクの繰り返し制御を提供することである。
【００３１】
本発明のさらなる目的は、バックラッシュのないフォーカスメカニズムを駆動とオートフォーカスを備えた、フォトリソグラフマスクを修復するためのシステムを提供することである。
【００３２】
本発明の別の目的は、ガラス基板から不透明な膜を、フォトマスクから異物を、優先的に除去するためのレーザ加工プロセスの選択性を向上させることである。
【００３３】
本発明のさらに別の目的は、ペリクル化したフォトマスク上の不透明欠陥及び異物を排除するとともに、フォトマスク修復の近傍における除去物質の堆積を排除することである。
【００３４】
以下、本発明を、図面を参照して説明するが、これは、添付の請求項を限定することを意図したものではない。
【００３５】
図面全体において、同一の番号は、同様の要素を示すために用いられる。本発明のその他の目的及び利点は、以下の好ましい実施の形態の説明から明らかになろう。
【００３６】
【好ましい実施の形態】
さて、図面、特に図１〜図１９を参照すると、本発明の種々の態様による、レーザ照射システム１０及びフォトリソグラフマスク修復方法の例が概略的に示されている。図１に示されているように、このシステムは、処理すべきフォトマスク１１を支持するためのステージシステム２０と、マスク修復を実行するためのレーザ放射装置３０と、支持構造に隣接した、マスクの選択的照射のための光源５０とを含んでいる。レーザビームプロセッサ６０は、レーザ放射装置から出射されるレーザビーム３１の連続的角度操作を実行する。プロセッサは、オフアクシスレーザ照射を実行するための調節可能なビームスプリッタ７０と、漸増的マスク修復を容易にするための電動アパーチャアセンブリ８０と、像拡大のための光学系９０と、修復中のマスクを観察するための装置１００とを含んでいる。
【００３７】
コンピュータ装置１１０は、ビームのほぼ完全な波形を獲得し、ターゲット領域内により均一な表面露光を生じるように、連続的角度操作を制御する。コンピュータ装置１１０は、ビームの操作と同時に、ビームの動きの精密制御と、連続的角度操作を実行するための電動アパーチャの制御された動きと、支持構造体の制御された動きと、イメージデータ処理とを実行する。マイクロスコープ１２０は、マスクに対するビームの誘導中におけるマスクの多視点観測を行う。
【００３８】
一般に、アパーチャの通過時の回折パターンを生成するために、単色コヒーレント光源が必要とされる。しかしながら、光学イメージシステムに用いられる従来のマイクロスコープは、光の一部分のみを集めるにすぎない。最適な視認を達成するためには、回折パターンが生成されるか、アパーチャの像に完全に変換されなくてはならない。この点において、回折の次数が高くなるほど、含まれる空間周波数成分の数が多くなる。したがって、イメージ品質は、主に、回折パターンの部分、すなわちフリンジ数を、どのくらい多く集めるかによって支配される。
【００３９】
図２及び図３に示されているように、本発明は、ビームプロセッサ６０が、レーザビーム３１の一連の連続的角度ショット（及び各ビームの対応する波形）を、フォトマスクにおける単一の合成像に統合するという革新的な照射手法を提供する。これにより、アパーチャ像の均一性が大きく向上し、フォトマスク修復のスケール(scale)に対する精度を増すだけでなく、フォトマスク上に投影される像の精度をも増加させる。
【００４０】
図４及び図５に概略的に示される、本発明の動作要素について、マスク装填部２０Ａは、３次元の、前端開放箱型構造体２１を含んでいる。構造体内部には、対向する側壁上に水平に配置されたレール２３及び２４が形成され、使用中でないフォトマスクホルダすなわちカセット２６を、スライド可能に収容し、保持し、保管する。構造体の上面２５に載っているのは、カセット２６であり、これは、システム上にフォトマスク１１を繰り返し、上面基準を保ちながら、装填するために用いられるマスク受入ステーション２２を備えている。
【００４１】
取り外し可能な「ピック」２８を用いて、各フォトマスクは、カセットに載置され、修復のためにそこに固定される。すなわち、図４Ａに最も良く示されているように，フォトマスクの端部がマスク受入ステーションのコーナーにあるタブ／リフトばね装置（lift spring）２７ａ、２７ｂに係合し、フォトマスクの反対側の端部で中央に位置するラッチアセンブリ２７ｃと係合しているとき、フォトリソグラフ修復が実行可能である。構造体上面は、作業中の振動や他の機械的干渉を最小限に抑えるために、例えば花崗岩などの、硬質で、重く、稠密で、並外れた制動品質をもつ物質から構成されることが望ましい。
【００４２】
図５Ａに最もよく示されているように、空気制動装置、すなわちステージブレーキ装置２９が、構造体とカセットの係合或いは離脱のために、構造体上面とカセットの間に設けられている。係合時には、レーザ発生源と、レーザ処理光学系と、マイクロスコープと、サブステージ照射器と、フォトマスクとを搭載するために、硬い静止したプラットフォームが形成される。このプラットフォームは、フォトマスク観察及び修復中の振動による干渉を最小限にする。
【００４３】
図５Ｂに示されているように、収納(stowed)状態では、カセットはステージ構造体から離されている。ステージブレーキ２９ａ、２９ｂ及びサーボは「オフ」状態にあり、構造体は、例えば摩擦力などの、機械的干渉によりその位置を維持することが好ましい。一方、カセットが動作位置にある場合、ブレーキは「オン」で、カセットは構造体に係合している。この状態は図５Ｃに示されている。望ましくは、ステージ構造体は、サーボ動作によって適正な位置にカセットを保持する。図５Ｂ及び図５Ｃに示されているように、最適な画像のために、本発明によれば、レーザ及び画像化システムが、フォトマスク表面及びカセット上方に選択された距離をおいて配置されることが好ましい。
【００４４】
図６を参照して、レーザ放射装置３０は、好ましくは、増幅されたチタンサファイアすなわちＴｉ：Ｓレーザ３２を備えた従来の工業用レーザシステム３１を含んでいる。本発明の一態様によれば、システム３１は、約８２ＭＨｚ、約１００フェムト秒パルスで作動する発振器３３を有している。発振器は信号３４を発生し、これは、一対の第１の回転ミラー３５ａ、３５ｂによって、適正なパルスレートを選択するためのパルス選択器３６に導かれる。そして、信号は、各パルスの持続期間を効果的に延伸する光学パルスストレッチャ３７を通過する。その後、信号は第２の回転ミラー３８ａ、３８ｂに導かれてＴｉ：Ｓレーザ３２を通過し、次に、第３の回転ミラー３９により導かれてマルチパス増幅器４０に向かい、第２の回転ミラー３８ｂに戻り、Ｔｉ：Ｓレーザ源などを通過する。十分に増幅されると、第４の回転ミラー４１はレーザビームをレーザビームパルス圧縮器４２に導く。
【００４５】
図６Ａに示されているように、ビームパルス圧縮器を通過後、ビームは回転ミラーによって曲げられ、モータ駆動される（即ち電動の）半波長板４３と、例えばλ１８００ｎｍ〜λ２４００ｎｍの第２高調波発生用のＬＢＯ４４を連続して通過する。次に、このビームはビームスプリッタ/高調波セパレータ４５を通過する。このビームスプリッタによって導かれるビーム成分は、その後、ビーム強度を約５０％削減するビームスプリッタ４６に結合する。最後に、ビームスプリッタ４６により導かれる成分は、その目的地であるＳＨＧ出力エネルギーメータ４７Ｃに到達する。ビームスプリッタ４５を通過したビームの分離された成分の方は、増幅器エネルギーメータ４７ｂに到達する。ビームスプリッタ４６を通過したビームの分離された成分は、適宜散逸される。
【００４６】
上記と代替的にあるいは同時に、レーザ放出装置は、ヘリウムカドミウムすなわちＨｅ：Ｃｄレーザビーム４８を含んでいる。ビーム４８は、レーザ放射装置の外部に設けた装置により出射されることが好ましい。回転ミラー３８ａから３８ｂへ、そしてＴｉ：Ｓレーザ３２へビームを導くと、第１のビーム成分は、上述したようにレーザ３２を通過する。レーザ入口に隣接したビームスプリッタにより、第２のビーム成分が分離される。すなわち、レーザへの導入前に分離される。第２の成分は、外部装置とレーザとの間に位置するポンプエネルギーメータ４７ａに導かれる。他の代替的実施例においては、当業者であれば理解されるように、ネオジム、イットリウムアルミニウムガーネット、すなわちＮｄ：Ｙａｇレーザビームが同様に用いられる。
【００４７】
本発明を、増幅されたＴｉ：Ｓレーザや、Ｈｅ：Ｃｄレーザや、Ｎｄ：Ｙａｇレーザに関して説明したが、本発明の目的を考慮して、他の高強度単色光源を用いてもよいことは言うまでもない。さらに、これらの基本レーザの高調波も、本発明の趣旨及び範囲内にあるものと考えられる。
【００４８】
さて、光源５０について、好ましくは、サブステージ照射器５１が、フォトマスク１１の選択的照射のために、ステージシステム２０に隣接してその下側に設けられている。この概略説明の装置が、図１、図７及び図８に概略的に示されている。図７及び図８に最もよく示されているように、支持構造体５３の上に搭載されたランプハウス５２は、光源として機能する。やはり構造体５３に搭載された回転ミラー５４ａ、５４ｂは、ランプハウス５２から出射された光を減衰器５５と波長選択器５６を介して、回転ミラー５７に導き、この回転ミラー５７は、フォトマスクの所望の照射のために光を導き位置づける。回路基板５８は照度(degree of illumination)や、減衰の程度(extent of attenuation)や、選択される波長や、回転ミラー５７の位置づけの制御を可能にする。上述したサブステージ照射器はケーラー照明器として知られており従来のものと考えられる。
【００４９】
図１に示されているように、サブステージ照明器は、光、例えば水銀キセノンすなわちＨｇＸｅアークランプによって得られる光のスペクトルから照射波長を選択するための電動選択器６２内に設けた一連の、例えば４つの、細線幅光学フィルタ（narrow line width optical filter）６１を備えていることが好ましい。サブステージコンデンサ６３は、透過照射（transmitted illumination）を提供する。コンデンサ６３は、一般には垂直方向、すなわち光学軸に沿って並進移動する可動ステージに搭載される。これにより、マイクロスコープシステムによって集められる照射の強度ならびに照射の円錐角度を変化させることができる。
【００５０】
本発明をケーラー照明器を用いて説明したが、本発明の目的を考慮して、他の照明装置を用いることもできることは言うまでもない。
【００５１】
図９に示されているように、レーザビームプロセッサ６０は、レーザ放射装置３０から射出されたレーザビームの連続的角度操作を実行する。ビームプロセッサ６０は、オフアクシスレーザ照射を実行するための調節可能なビームスプリッタ７０と、漸増的マスク修復を容易にするための電動アパーチャ８０と、像拡大のための光学系９０と、修復中にマスクを観察するための装置１００とを含んでいる。
【００５２】
本発明の中核にあるのは、レーザ放射装置からのレーザビーム３１を受けるビームスプリッタ７０である。ビームスプリッタ７０は、例えば３次元の調節可能な傾斜した部分反射鏡或いは研磨ガラス片である「リーキー（漏れ）(leaky)」ミラーなどの第１のプロセッサ回転ミラー７１を有している。望ましくは、このミラーは９９．９９９９％の光の透過を許容する。目的とするところは、レーザビーム中に「揺動（wiggle）」を与え、これにより、連続的角度操作に必要なオフセットを生成することである。
【００５３】
ミラー７１を通過した光は、第２のビームスプリッタすなわち調節可能なプロセッサ回転ミラー７２に導かれる。このミラーもまた「リーキー」ミラーであることが好ましい。好ましくは、ミラー７２は、動作中には選択された固定位置にあり、レーザビームの第１のスプリット３２を電動アパーチャアセンブリ８０を通過するように導く。主要なビーム処理機能、特に、漸増的マスク修復は、アパーチャアセンブリによって実行される。図１及び図１１〜図１３に示されているように、ビーム３２は、最初にアセンブリのアパーチャ８１を通過し、次に像縮小用のレンズ８２を通過する。図１３に示されているように、アパーチャは動作状態すなわち全開状態にある。レンズ８２は、対応する、例えば約２００ｍｍの、焦点距離を有している。その後、ビームは、ビームスプリッタ８３に結合し、ビームスプリッタ８３はこのビームを一般には下向き方向に導く。
【００５４】
上述した構成は、所望のターゲット領域、すなわちフォトマスクへのレーザビームの正確な動きを実行するために特に好適である。レーザ照射されたアパーチャの投影像を、中継レンズをビーム伝播と略直交する方向に並進移動すること（以下「ビーム精密移動」）により、マイクロスコープの対物レンズ視野内に移動させる。並進移動レンズは拡大の前とブレーキの係止中に作動するので、ビーム精密移動により正確度、精密度及び解像度が増す。ビーム位置の微少な変化をなすためには、レンズシステムの比較的大きな移動が必要である。
【００５５】
次に、ビームは、選択されたレンズすなわち対物レンズ８４、換言すると、対物レンズ８５、８６、８７、８８、８９のいずれかを通過する。本発明の一態様によれば、対物レンズ８５〜８９は、それぞれ、５Ｘ、１０Ｘ、４０Ｘ、５０Ｘ、１００Ｘの倍率を有している。図１５及び図１６に示されるように、これらの対物レンズは、好ましくは、選択的電動操作、特に、フォトマスクに対する誘導のための電動レボルバーアセンブリ、すなわちマイクロスコープタレット５９に搭載されている。実施に際して、ビーム３２は、フォトリソグラフマスク修復のために、フォトマスク（すなわち修復部位）上に導かれる。
【００５６】
本発明は、さらに修復領域のレーザ露光の均一化を容易にする。レーザビームは高コヒーレント光源であるので、アパーチャの照射に用いる場合、このコヒーレンスにより、投影像中に顕著なフリンジすなわち強度変動が生じる。その結果、レーザ線量が、露光領域を横切って変化される。修復効果を増加させるためには、修復領域を均一に露光することが望ましい。
【００５７】
修復領域の均一な露光は、２つの方法で達成される。その１つは、一連の修復パルス列が出射するごとに、アパーチャに入射するレーザビームの角度あるいは位置を変化させる。これにより、各パルスによって変化したフリンジパターンが生成され、その時間平均した結果として、より均一な露光領域が得られる。この領域を均一に露光する２つめの方法は、修復パルス列の出射につれてアパーチャの大きさを変えることである。この方法もまた、各パルスに対して変化したフリンジパターンを生成する。欠陥を完全に除去するために、アパーチャを通過する最後のパルスについてアパーチャの大きさを増加させる。
【００５８】
ビームスプリッタ７２によって発生させた他のすなわち第２のビーム３３は、像拡大のための光学系９０を通過して戻る。図１、図９及び図１０に示されているように、光学系９０は一連のレンズ９１、９２、９３を有し、各レンズは約３０ｍｍの焦点距離をもつ。この構成は、比較的短い距離９４で、急速な像拡大を提供する。その後、スポットマーカー（spot marker）照射カメラ１０１等の装置１００が、修復中のフォトマスクを観察するために適宜使用される。カメラ１０１の光学画像化機能及び画像処理機能は、以下に詳しく述べるようにコンピュータ装置１１０によって行われる。
【００５９】
さて、フォトマスク操作について、ビデオマイクロスコープなどのマイクロスコープ１２０は、観察機能だけでなく、分析機能も備えている。本発明の一態様によれば、図１に最も良く示されているように、マイクロスコープは、誘導中にフォトマスクを観察し、撮像し、分析するための、少なくとも２つの、好ましくは３つの装置を有している。第１の装置すなわちカメラ１２１は、標準的な、低倍率の、たとえば、６４０ｘ４８０本の、低解像度のビデオカメラであることが望ましい。この目的のため、サブステージ照射器５１からマスクを通過して進む光は、対物レンズ８５〜８９のうちの１つを通過して、最小限の損失で集光される。つぎに、この光は、ビームスプリッタ８３を通過する。ビームスプリッタによって方向転換された第１の光ビーム１２２は、反射光照射器中継レンズアセンブリ１２３の通過中に集束される。一方、第２のビーム１２４はレンズ８１と、アパーチャ８１と、ビームスプリッタ７２とを通過して戻り、レンズ９１〜９３を通過し、主として、修復中のマスクを観察するための装置１０１に導かれる。
【００６０】
第１のカメラ１２１の動作時には、第１のビームは、ビームスプリッタ１２５によって第３のビーム１２６と第４のビーム１２７に分離される。第３のビームは視野絞り１２８を介して案内され、つぎに回転ミラー１２９によって方向転換されてレンズ１３０を通過する。レンズ１３０は、徐々に像拡大を実行するために、選択された、例えば約１００ｍｍの、焦点距離を有している。レンズ１３０を通過後、第３のビーム１２６は、回転ミラー１３１を介して導かれ別のレンズ１３２を通過する。このレンズ１３２は、さらなる像拡大を容易にするために、レンズ１３０よりも短い焦点距離、例えば約５０ｍｍの焦点距離をもつ。得られる像は、カメラ１２１によって観察することができる。レンズ１３０、１３２は、対物レンズの視野全体を画像化するために適宜選択され、調節される。
【００６１】
比較的高倍率、高解像度の観察が必要な場合には、マイクロスコープの第２の装置すなわちカメラ１３２が結合される。その動作時には、ビームスプリッタ１２５により生成された第４のビームは、第３のビームに代わって観察される。詳細には、第４のビームは（スプリッタ１２５を通過した後）、視野絞り１３３及びレンズ１３４をそれぞれ通過する。レンズ１３４は、像サイズを縮小するために、例えば約１００ｍｍの焦点距離を有している。次に、第４のビームは、このビームを最終的にカメラ１３２のアパーチャに導くための一連の回転ミラー１３５、１３６、１３７を通過する。カメラ１３２は、標準的な、高倍率の、例えば、１０２４ｘ１０２４のような高解像度のビデオカメラであることが好ましい。
【００６２】
上記と代替的にあるいは同時に、第３の装置すなわちＤＵＶ画像化及び透過測定装置１３８が、誘導中にマスクを観察し分析するために備えられる。この装置は、カメラ１２１及び１３２と比較して、拡張された分光感度、すなわち、人間の眼で見えるよりも、より短い波長における拡張された性能を提供する。これにより、優れた解像度が得られる。第３の装置は、任意に、カメラ１２１及び１３２とともにマイクロスコープ１２０内に組み込むことができる。この組込みは、ビームスプリッタ１３９を回転ミラー１３６と１３７との間に配置することにより達成され、ビームスプリッタは第４のビームを第５および第６のビーム１４０及び１４１に分離する。すなわち、第５のビームは、観察のための第３の装置１３８に導かれ、第６のビームは、高倍率高解像度の観察が求められる場合にカメラ１３２に導かれる。
【００６３】
さらに、図１０には、本発明の１実施例において、マイクロスコープアームアセンブリが示されている。このアセンブリは、たとえば、誘導中にフォトマスクを観察するための第５の装置すなわちカメラ１２１を搭載するカメラスタンド１４９を含んでいる。また、レンズ９１、９２、９３をそれぞれ搭載する一連のレンズホルダー１３０、１３１、１５０及び回転ミラー１２９がさらに設けられている。電動アパーチャアセンブリ８０が、サブステージ照射器からの光を受光するために配置されている。バックラッシュ防止ｚコラム焦点（anti-backlash z-column focusing）システム１５２が、アームアセンブリの選択的調節のために適宜配置される。さらに、電動波長板が、欠陥を透過した光が受ける位相シフトの結果として、部分的に透過性の欠陥をより見やすくするために備えられている。
【００６４】
本発明によれば、バックラッシュ防止ｚコラム焦点システム１５２は、図１４及び１５に最も良く示されている。このシステムは、例えば±０．５０インチの範囲の調整誤差をもつ粗動並進ステージ１４２と、例えば±５０μｍの範囲の調整誤差を有する微調整動作の微動並進ステージ１４３とを備えている。粗動ステージは、マイクロスコープタレット５９と対物レンズ８４をフォトマスクの近傍で移動させるため、ステッパモータ１４４及び４０ＴＰＩなどの複巻きステッピングモータリードスクリュー（compound stepping motor lead screw）１４５を用いている。
【００６５】
つぎに、微動調整が、微動並進ステージを用いることによって行われる。このステージは、一般には上下方向、すなわちマスクに近づいたりマスクから遠ざかったりする方向における、マイクロスコープの対物レンズに非常に精密動きを行なわせるために、圧電（ＰＺＴ）並進器１４６及びＰＺＴ予荷重スプリング１４７を組み合わせて有している。この構成は、リードスクリュー１４５の方向の変化の際のバックラッシュやデッドスペースの除去に好適である。この構成は、また、例えば約１０ｎｍという選択された許容範囲内に、マイクロスコープの対物レンズを正確に且つ双方向的に位置づけ維持する。
【００６６】
マイクロスコープ１２０ならびに本発明の他の動作要素の動作は、コンピュータ装置１１０、特に図１、図１７、図１８に概略的に示されているコンピュータ制御装置１１１によって監視され制御される。例えば工業的レベルの、ペンティアム（登録商標）２プロセッサ搭載のコンピュータで、例えば２１″モニタなどのディスプレイ１１７やマウス、ジョイスティック、キーボード等の入力装置１１８を備えたメインコンピュータ１１２によって、適切なデータ処理機能が得られる。このコンピュータには、画像処理機能１１３と、モータ制御機能１１４と、ステージシステム制御機能１１５と、レーザ操作機能１１６のために、たとえば、従来のソフトウェアなどをプログラミングするアプリケーションを内蔵している。
【００６７】
画像処理機能は、スポットマーカー照射カメラ１０１及びビデオマイクロスコープのカメラシステム、すなわち低倍率カメラ１２１と高倍率カメラ１３２と光学ＤＵＶ画像化化及び透過測定装置１３８に対して備えられている。モータ制御機能１１４は、漸増的マスク修復のための電動アパーチャ８０の制御された操作と、回転レーザミラー７１の漸増的移動と、ビデオカメラ焦点機能と、同様の移動制御を行う。Ｘ−Ｙステージシステムの移動及び制御を供与する機能１１５は、操作上、他の機能からは分離区別されることが好ましく、その実用性は、当業者であれば容易に理解されよう。レーザ機能１１６については、同期したレーザビーム活性化及び制御を行う。
【００６８】
一般に、機能１１３〜１１６は、ディスプレイスクリーンすなわちオペレータ用モニタ１１７と、ジョイスティックやマウスやキーボード等の入力装置１１８とを用いてユーザにより相互作用的な働きをさせることができる。例えば、倍率の変更は、例えばジョイスティックを用いてコンピュータディスプレイメニュ１１９上で適切なコマンドを選択することにより行われる。同様に、電動アパーチャに対して漸増的移動の大きさの変更が求められる場合には、この変更を実行するための情報がメニュ１１９を用いて入力される。同様に、レーザビームの連続的角度操作を実行するための増分を、たとえば漸増移動４から１０へ、変更するためには、例えばジョイスティックを用いて適切な情報をメニュ上の制御機能へ入力し、これにより対応する変更が行われる。ユーザによって制御可能な別の機能は、フォトマスクに対する誘導中に倍率を変更するためにマイクロスコープタレットを駆動することである。この機能もまたメニュ駆動である。
【００６９】
メインコンピュータ１１２とオペレータ用モニタ１１７と入力装置１１８に加えて、コンピュータ制御システム１１１がエネルギーメータ４７ａ〜ｃ、すなわちポンプエネルギーメータ４７ａと、増幅器エネルギーメータ４７ｂと、ＳＨＧ出力エネルギーメータ４７ｃに近接して収容されていることが好ましい。この構成は、図１７に示されている。さらに、緊急停止パドル装置１５３が、レーザ射出装置１０の自動シャットダウンのために設けられている。この点において、ユーザの観察及びシステム制御は、サービスモニタ１５４によって容易に行なわれる。
【００７０】
さて、図１８を参照して、オペレータによるアクセスを容易にするために、望ましくはシステム後部に圧電並進器（ＰＺＴ（Piezoelectric Translator）ドライブ）１４６を配置し、その下方に、修復部増幅器ボックス１５５（ＲＵＡＢ（Repair Unit Amplifier Box））を設けている。さらに、電源入力をもつ比較的低電圧の電源１５６が、好ましくは上述したアセンブリに隣接して設けられ、その下に、システム電力分配制御装置１５７及び電子装置相互接続パネル１５８が配置される。最後に、レーザ射出装置の性能の最適化を容易にするために、この構成の底部にレーザクーラを配置する。
【００７１】
図１９に概略的に示されているように、上述した本発明の構成要素すなわち特徴は、選択されたひとつの特徴あるいは特徴の組合せとして、ハウジング１６０内に任意に設けられる。これは、システム要素を保護し、システムオペレーションのための隔離され制御された環境を提供するだけでなく、システムの実用性及び美観を高めるためになされる。種々のシステム要素の中で、ステージシステム２０とオペレータ用モニタ１１７と入力装置１１８は、当業者であればわかるように、ユーザが容易にアクセス可能でなければならない。
【００７２】
動作においては、本発明のレーザ投射システムは、種々の厚さのフォトマスクを装填し、その上面基準を保つための新規な方法を提供する。この方法は、観察及び修復中にフォトマスク１１を保持し操作するステージシステム２０によって遂行される。特に、マスクホルダすなわち構造体２１の特殊なサブシステム設計により、種々の厚さのマスクを用いることだけでなく、比較的高ＮＡのマイクロスコープ対物レンズ８５〜８９の、例えば０．０００１インチ程度の非常に小さい作業距離内でその作業面の位置決めを繰り返すことが可能となる。
【００７３】
本発明の別の実施の形態は、フォトリソグラフマスク修復の方法に関する。最初に、フォトマスクは、相対的に静止しかつ分離された支持構造体上に載置される。つぎに、レーザ放射装置を活性化して、マスク修復を行なう。支持構造体に隣接した光源もまた活性化されて、マスクの選択的照射を行なう。あるいは、光源を最初に活性化し、レーザ放射装置を駆動し、ついでフォトマスクを支持構造体に搭載してもよい。
【００７４】
次に、レーザ放射装置から出射されるレーザビームに、レーザビームの連続的角度操作を実行するためにレーザプロセッサを通過させる。このレーザプロセッサは、レーザビームのオフアクシス照射を実行するための調節可能なビームスプリッタと、漸増的マスク修復を容易にするための電動アパーチャと、像縮小のための光学系と、修復中にマスクを観察するための装置とを含んでいる。その後、連続的角度操作は、ビームのほぼ完全な波形を獲得できるように制御される。連続的角度操作と同時に、マスクに対するビームの誘導中にマスクの多視点観察が行われ、ビームの動きの精密制御が行われ、連続的角度操作を実行するために電動アパーチャの制御された動きが行われ、支持構造体の動きが制御され、イメージデータが処理される。
【００７５】
本発明による別の方法は、空気ベアリングステージシステムのロックに関する。一般に、最適な性能を達成するために、レーザ射出システムはステージブレーキシステム２９を備えている。例えば、図５Ａに示されているように、ステージシステムをロックするために、ステージブレーキ２９ａ、２９ｂの空気圧が解除され、これらのブレーキはステージ構造体の上面と接触する。特に、活性時に、これらのブレーキは、浮上しているステージ要素を構造体上面２５（花崗岩ベースとして知られる）にロックする。この構成は、じゅうぶんな摩擦を提供してステージ及びフォトマスクを静止状態に保持する。つぎに、サーボゲインをゼロに設定し、干渉計及びモータを位置決め作業から効果的に切り離す。ステージシステムのロック解除をするためには、上述したステップを逆に行えばよい。すなわち、サーボゲインを最初にゼロに設定し、そして構造体の上面から離れるように、ステージブレーキに圧力を加える。上述した構成は、ステージ位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を乱すことなくフォトマスクを係合したり離したりできるため特に有益である。
【００７６】
本発明の別の方法は、像倍率や、照射波長や、照射角度及び/または偏光を変更することにより、フォトマスクパターン中の欠陥をもつ像を改善することに関する。このことは、いくつかの装置を統合することにより達成できる。まず、図１６に示されているように、５個の対物レンズ８５〜８９を備えた電動タレット５９を用いることにより、欠陥の大きさに対応する倍率を選択し、所望の観察精度を可能となる。この特徴を、フォトマスクの欠陥を検知可能にするために、４つの狭線幅光学フィルタ、可動サブステージコンデンサ、および電動波長板と組合せる。
【００７７】
総体的に言えば、本発明によって、フォトマスクの照射と、観察と、フォトマスク上のパターン修復を同時に行うことができる。そのバックラッシュ防止及び無限遠補正の光学マイクロスコープにより、画像化のために通常用いられるシステム内にレーザエネルギを結合するためのビームスプリットミラーを包含することが可能となる。オフアクシスレーザ照射を用いることにより、欠陥観察もまた、かなり向上した。微小欠陥によって拡散した光の一部は、マイクロスコープシステムにより集光されて、オペレータにより小さな重要部分に注意を払わせる。このようにして、フォトマスクパターン内の非常に小さな欠陥が容易に検出可能となる。
【００７８】
本発明はさらに、修復結果のプレビューを可能とする。特に、修復領域をプレビューするためのリアルタイムシステムが、レーザアパーチャの後ろにカメラを配置することにより形成される。カメラは、サブステージ照射器により背後から照らされたアパーチャの像を受け取る。アパーチャは、マイクロスコープ画像と結合した視野平面（field plane）内にあるように定められるため、レーザパルスに露光すべき領域におけるマスクの像も観察可能である。このプレビュー機能は、ビームの動きの精密調整及びステージブレーキシステムの組合せにより、５０ｎｍ弱（sub 50nm）よりも良好な精度での端部欠陥の修復を可能とする。
【００７９】
本発明の別の利点は、修復箇所近傍における被除去物質の付着を除去あるいは分散することである。アブレーションによって取り除かれた少量の物質は、通常、直径約３０ミクロンの円形領域内で均一な薄膜としてマスク上に堆積する。堆積した膜は、それに被覆されたマスクパターンのクリア領域における光透過をかなり減少させる。移動気体雰囲気を形成することにより、堆積される膜は、大幅に希釈され、その結果膜はより大きな領域に広がり、修復部位に隣接するクリア領域における光透過を増加させる。
【００８０】
あるいは、修復結果は、欠陥物質を集めることにより改善される。例えば、電極が修復箇所の近傍に配置される。イオン化粒子が放出され、表面に堆積する前に集められ、修復部位に隣接するクリア領域における光透過を増加させる。
【００８１】
本発明のさらなる利点は、まわりに形成された酸化雰囲気により機械加工効率が高まることである。このことは、５００ｎｍを下回る波長のレーザ放射を吸収するハロカーボン（ＣＢｒ２Ｆ２あるいはＣＦ４）ガスによって達成される。ハロカーボン分子は、レーザ放射によって光分解され、レーザ除去速度を向上させる活性化された酸化性フッ素ラジカルを生成する。
【００８２】
要するに、本発明のレーザ射出システムは、以下の特徴を提供する。種々の厚さのフォトマスクを装填し上面基準を保持する。フォトマスクの照射と同時にフォトマスク上のパターンを観察しフォトマスクの修復を可能とする。像倍率や、照射波長や、照射角度及び/または偏光を変更することにより画像を向上させる。オフアクシスレーザ照射を用いて欠陥観察を向上させる。機械視覚を用いて欠陥修復工程を繰り返し制御する。バックラッシュなしに焦点メカニズムを駆動する。マイクロスコープシステムを自動焦点合わせする。空気ベアリングステージシステムをロックする。レーザターゲット相互作用領域を定める。ビームをターゲット領域に正確に移動させる。修復結果のプレビューを行なう。ペリクル化したフォトマスク上の不透明欠陥を修復する。ペリクル化したフォトマスク上の異物欠陥を修復する。あるいは、ペリクル化したフォトマスク上の不透明欠陥を修復する。あるいは、フォトマスク上の異物欠陥を修復する。修復領域におけるレーザ露光を均一化する。不透明欠陥を除去する。異物欠陥を除去する。修復箇所近傍の除去された材料の堆積を排除する。あるいは、除去された材料を収集する。酸化性雰囲気を形成することにより機械加工効率を向上させる。ガラス基板から不透明な膜を優先的に取り除くレーザ加工プロセスの選択性を向上させる。フォトマスクからこのような物質を優先的に取り除くレーザ加工工程の選択性を向上させる。
【００８３】
本発明の種々の修正や変更は、この開示を読むことに基づいて可能であろう。このような変更や追加は、添付の請求項により規定される本発明の範囲及び趣旨に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施の形態によるフォトリソグラフマスク修復のためのシステム及び方法の概念図である。
【図２】図１に記載のシステムに従って製造されたアパーチャを通過したビームの回折の結果である選択されたビーム強度の側面を表す概念図。
【図３】図１に記載のシステムに従って製造されたアパーチャを通過したビームの回折の結果である多数のビーム強度の側面を表す概念図。
【図４】本発明の１実施の態様による装填ステーション及びカセットをとともにフォトマスクを保持するステージシステムの斜視図。
【図４Ａ】カセットを装填している際の、タブ、リフトスプリング、及びラッチ組立体を示す、図４のラインＡ−Ａに沿って得られる断面図。
【図５】本発明の別の実施の態様による装填ステーション及びカセットをとともにフォトマスクを保持するステージシステムの斜視図。
【図５Ａ】図５に表されたステージシステムのためのステージブレーキの概念平面図。
【図５Ｂ】収納状態における、図５Ａのステージブレーキの概念側面図。
【図５Ｃ】稼動状態における、図５Ａのステージブレーキの概念側面図。
【図６】本発明の１実施の形態によるレーザ放射装置の部分概念図。
【図６Ａ】図６に記載の装置の別の部分概念図。
【図７】本発明によるサブステージ照射器の側面図。
【図８】図７に示されているサブステージ照射器の平面図。
【図９】本発明によるレーザビームプロセッサの概念図。
【図１０】本発明によるマイクロスコープアーム組立体の側面図。
【図１１】図１０に記載の電動アパーチャ組立体の断面図。
【図１２及び図１３】図１２はフロントプレート及び移動されたＰＣＢ組立体を伴う、図１１に示された組立体の平面図、図１３はクリア領域または完全開口状態における図１２に示されたアパーチャの断面図。
【図１４】ステップモータ、圧電精密フォーカス、バックラッシ防止ｚ−コラムを表している本発明のステップモータ組立体の斜視図。
【図１５】マイクロスコープレボルバー組立体を表している図１４のバックラッシ防止ｚ−コラムの概念、断面図。
【図１６】マイクロスコープタレット及びレボルバー組立体を表している図１５に記載の組立体の底面図。
【図１７】本発明のコンピュータ制御システムの正面図。
【図１８】図１７の制御システムの背面斜視図。
【図１９】本発明の別の実施の形態によるレーザ射出システムの斜視図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図６Ａ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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