(57)【要約】【課題】  EUVLマスクのMo/Si多層膜またはMo2C/Si多層膜中の振幅欠陥を修正する。【解決手段】  Siを含む液体合金イオン源1から質量分離器3で質量分離され、イオン光学系6で集束された500V以下の低加速Siイオンビーム、または注入深さが浅くなるように斜めから500V〜2000Vの低加速Siイオンビームを入射させてMo/Si多層膜またはMo2C/Si多層膜表面近傍の振幅欠陥を下層のMo/Si多層膜またはMo2C/Si多層膜界面を壊されないように物理スパッタまたはガスアシストエッチングで除去する。【選択図】    図１
2006059835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Siを含む液体合金イオン源から質量分離された500V以下の低加速Si集束イオンビームで、EVULマスク表面に形成されたMo/Si多層膜またはMo2C/Si多層膜表面下の該表面近傍にある振幅欠陥の原因となる異物を、前記異物上の多層膜と共に物理スパッタまたはガスアシストエッチングで除去することで修正することを特徴とするEUVLマスクの多層膜中の振幅欠陥修正方法。
【請求項２】
Siを含む液体合金イオン源から質量分離された500V〜2000Vの低加速Si集束イオンビームを斜めから入射させて、EVULマスク表面に形成されたMo/Si多層膜またはMo2C/Si多層膜表面下の該表面近傍にある振幅欠陥の原因となる異物を、前記異物上の多層膜と共に物理スパッタまたはガスアシストエッチングで除去することを特徴とするEUVLマスクの多層膜中の振幅欠陥修正方法。
【請求項３】
Siを含む液体合金イオン源から質量分離された500V以下の低加速Siイオンビームをデフォーカスさせて前記異物除去個所が照射中心になるように照射し、前記異物除去個所のまわりの多層膜をガウシアン形状になるように、物理スパッタまたはガスアシストエッチングで削ることを特徴とする請求項１又は２記載のEUVLマスクの多層膜中の振幅欠陥修正方法。
【請求項４】
前記ガウシアン形状になるように削られた部分に、Mo膜酸化防止レイヤーとして、Siを含む液体合金イオン源から質量分離された数V〜数10Vの低加速Si集束イオンビームで、前記ガウシアン形状に削る工程と同一真空内で一貫してSiを直接堆積してキャッピングレイヤーを形成することを特徴とする請求項３記載のEUVLマスクの多層膜中の振幅欠陥修正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は集束イオンビームによるEUVLマスクのMo/Si多層膜またはMo2C/Si多層膜の振幅欠陥修正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在波長248nmのKrFや波長193nmの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。最近投影露光装置の対物レンズとウェーハの間を高屈折率の媒体で満たして分解能を向上させる液浸技術と変形照明やレベンソン型位相シフトマスクといった超解像技術を併用することで、ハーフピッチ65nmルールまたは45nmルールまではArFエキシマレーザを用いた光学式の投影露光装置で対応できる可能性が報告されている。しかし、32nmルール以降では解像限界に達するため、露光波長をいっきに短くした軟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13.5nmの軟X線を反射光学系で1/4に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、45nmルールまたは32nmルール以降の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マスクは、低膨張ガラス(石英)基板上に入射したEUV光を反射するためにMoとSiを交互に積層した約7nm周期の40〜60層のバイレイヤーからなるMo/Si多層膜と、EUV光を吸収してパターン形状を転写する役目を担うTaNやTaBNやTaGeNのような重金属を含む二元系または三元系の膜でできた70nmくらいの吸収体と、吸収体とMo/Si多層膜の間にある、吸収体パターンのドライエッチング時にMo/Si多層膜を保護するための30nmくらいのSiO2やCrやCrNでできたバッファーレイヤーとで構成されている(非特許文献1)。最近ではMo/Si多層膜は熱に弱くかなり温度の低い製造プロセスが必要であり、経時変化もあるため、耐熱性に優れ経時変化のないMo2C/Si多層膜も提案されている(非特許文献2)。
【０００４】
EUVLマスクでは吸収体パターンのパターン異常欠陥以外にMo/Si多層膜(またはMo2C/Si多層膜)の欠陥が報告されている。Mo/Si多層膜(またはMo2C/Si多層膜)の欠陥には、多層膜表面に近いところに異物等が混入してできる振幅欠陥（これはEUV反射光の強度を低下させる）と、ガラス基板上もしくは多層膜の堆積の初期に異物等が混入してできる位相欠陥があることが知られている(非特許文献3)。これらの振幅欠陥や位相欠陥は吸収体やバッファーレイヤーを成膜する前に除去される必要がある。光のスルーフォーカス特性の違いを利用して振幅欠陥や位相欠陥を区別して検出する方法も提案されている(非特許文献3)。
【０００５】
EUVLマスクの吸収体パターンの欠陥についてはフォトマスク同様集束イオンビームで修正する方法が報告されている。Mo/Si多層膜(またはMo2C/Si多層膜)の振幅欠陥の修正方法として低加速Arビームによる多層膜中の異物のエッチングと、ArビームSiスパッタ膜によるMo膜酸化防止用キャッピングレイヤー形成による修正方法が提案されている(非特許文献3)。Mo/Si多層膜(またはMo2C/Si多層膜)の位相欠陥の修正方法として電子ビームによる加熱でMo/Si界面にシリサイドを形成しMo/Si多層膜に生じた段差を緩和することで修正する方法が提案されている(非特許文献3)。
【０００６】
提案されている上記のMo/Si多層膜(またはMo2C/Si多層膜)の振幅欠陥の修正方法では、500VのArイオンビームを使用しているが、ガスイオン源は光源サイズが大きい上に低加速で使用しているためイオンビームを絞ることができないので、異物周辺を広く削ってしまうという問題があった。またキャッピングレイヤーを成膜するためにはスパッタ用のSiターゲットをマスクの近傍の適当な位置に配置する必要がある上に、スパッタされたSiが所望の位置に堆積されるように調整する必要もあり、又、スパッタ膜であるため必要以上に広い領域にSi膜をつけてしまうという問題があった。
【非特許文献１】T. Shoki, T. Kinoshita, N. Sakaya, M. Hosoya, R. Ohkubo, Y. Usui, H. Kobayashi, and O. Nagarekawa, J. Vac. Sci. Technol. B21 3021-3026(2003)
【非特許文献２】S. Yulin, T. Kuhlmann, T. Feigal, and N. Kaiser, Proceedings of SPIE 4343 607-613(2001)
【非特許文献３】A. Barty, P. B. Mirkarimi, D. G. Stearns, D. Sweeney. H. N. Chapman, M. Clift, S. Hector, and M. Yi, Proceedings of SPIE 4688 385-394(2002)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はEUVLマスクのMo/Si多層膜またはMo2C/Si多層膜中の振幅欠陥を修正することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
Au-Si液体合金イオン源と質量分離器と集束イオン光学系を持つ装置を用いて、Au-Si液体合金イオン源から引き出したイオンビームを質量分離器でSiのみ分離し、イオン光学系で集束した後に多層膜の厚み以下の注入深さになるように500V以下の低加速電圧まで減速したSiイオンビームを振幅欠陥のあるMo/Si多層膜またはMo2C/Si多層膜に照射し、振幅欠陥をなす異物の上層の多層膜と異物を下層のMo/Si多層膜またはMo2C/Si多層膜界面を壊されないように物理スパッタまたはガスアシストエッチングで取り除く。
【０００９】
照射するSiイオンビームのエネルギーを下げるかわりに加速電圧500V〜2000VのSiイオンビームを注入深さが浅くなるように斜めから入射して多層膜の厚み以下の注入深さになるようにSiイオンビームを振幅欠陥のあるMo/Si多層膜またはMo2C/Si多層膜に照射し、振幅欠陥をなす異物の上層の多層膜と異物を下層のMo/Si多層膜またはMo2C/Si多層膜界面を壊されないように物理スパッタまたはガスアシストエッチングで取り除く。
【００１０】
異物を除去して段差が大きいところに対しては、異物除去個所のまわりの多層膜を除去し、全体としてガウシアン形状になるようにエッチングする。こうすることで、EUV光反射時に散乱で反射率がロスするのを低減できる。ガウシアン形状にするために、500V以下の低加速電圧まで減速し、かつ、デフォーカスさせたガウシアンビーム形状のイオンビームを使用する。このイオンビームを使用して一括で物理スパッタまたはガスアシストエッチングで削る。あるいは、500V以下の低加速電圧まで減速し、かつ、絞ったイオンビームを走査照射し、ガウシアン形状になるように場所に応じてイオン照射量をコントロールして物理スパッタまたはガスアシストエッチングで削る。
【００１１】
上記において、EUV光反射時に散乱で反射率がロスするのを低減するために、できるだけなだらかなガウシアン形状にするのが望ましい。
【００１２】
Mo/Si多層膜またはMo2C/Si多層膜表面近傍の振幅欠陥をなだらかなガウシアン形状になるようにエッチングで除去したところに、Mo膜の酸化防止として数V〜数10Vまで加速電圧を下げたSiイオンビームで真空内で一貫してSiを直接堆積してキャッピングレイヤーを形成する。
【発明の効果】
【００１３】
多層膜の厚み以下の注入深さになるように、500V以下の低加速電圧まで減速したSiイオンビームを用いるので、または斜め入射で加速電圧500V〜2000Vのイオンビームを照射して振幅欠陥を除去するので、Siイオンの注入により多層膜界面が乱されて反射率が低下することはない。また、照射したイオンビームが多層膜に注入されても軽元素であるSiなのでEUV光が吸収されることはない。
【００１４】
振幅欠陥を物理スパッタで除去したところに、大気に曝すことなく真空内でそのまま数V〜数10Vまで加速電圧を下げたSiイオンビームでSiを直接堆積してキャッピングレイヤーを形成するので、Mo膜の酸化防止を確実に行える。別にSiのスパッタターゲットを用いてSiキャッピングレイヤーを形成する場合のようにSiターゲットをマスクの近傍の適当な位置に配置する必要も、又スパッタされたSiが所望の位置になるように調整する必要もない。またスパッタに比べてビームが絞れるため位置制御性も良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
図1は、本発明に用いる集束イオンビーム装置の概略断面図である。
【００１７】
Mo/Si多層膜(またはMo2C/Si多層膜)成膜後検査装置で多層膜表面近くに異物が混入することでできたEUV反射光の強度を低下させる振幅欠陥が見つかったEUVLマスク10を、Au-Si液体合金イオン源1と質量分離器3と集束イオン光学系6と高精度XYステージ9を持つ真空装置に導入し、振幅欠陥が見つかった位置が視野中心に来るようにXYステージ9を移動する。リターディング（リターディングとは、サンプルに電圧をかけることでサンプル上のイオンビーム実効的な加速電圧を下げることをいう）による低加速電圧化が図れるようにMo/Si多層膜(またはMo2C/Si多層膜)の端部に電極を形成し、マスク全体を絶縁材8で電気的に浮かせリターディング電圧(プラス電圧)がかけられるようにする。Au-Si液体合金イオン源は光源サイズが小さく、エネルギー広がりも小さい上に、リターディング光学系（従来のイオン光学系にリターディングを加えた、途中まで高加速、サンプル直前で減速するイオン光学系のこと）では試料直前まで高加速電圧でイオンビームを集束し、試料直前で減速するため低加速電圧でもビームを絞ることができる。
【００１８】
振幅欠陥が見つかった位置でAu-Si液体合金イオン源1から引き出し電極2の電圧により引き出したイオンビームをE×Bのような質量分離器3でSiビーム4のみを分離し、分離したSiイオンビームを数kVから30kVまで加速しイオン光学系6で集束する。質量分離器はイオン源と光学系の間でなくても、イオン光学系のコンデンサレンズと対物レンズの中間のイオンビームのクロスオーバー点に配置してもよい。
【００１９】
図2は本発明による振幅欠陥の異物除去方法を説明する図である。
【００２０】
集束したSiイオンビーム4を多層膜の厚み以下の注入深さになるような500V以下の低加速電圧まで試料バイアス7をかけて減速して振幅欠陥のあるMo/Si多層膜またはMo2C/Si多層膜11(図2(a))に照射し、上層に振幅欠陥の原因となる多層膜を有する異物13を、下層のMo/Si多層膜またはMo2C/Si多層膜11の界面が壊されないようにイオンビーム17による物理スパッタまたはハロゲン系のガスを用いたガスアシストエッチングで取り除く(図2(b))。あるいは、500V以下までエネルギーを下げたSiイオンビーム17のかわりに、注入深さが浅くなるように500V〜2000Vの加速電圧でSiイオンビームを斜めから入射して多層膜11の厚み以下の注入深さになるようなSiイオンビーム18を振幅欠陥のあるMo/Si多層膜またはMo2C/Si多層膜に照射し、振幅欠陥の原因となる異物13の上層の多層膜と異物13を、下層のMo/Si多層膜またはMo2C/Si多層膜界面が壊されないように物理スパッタまたはハロゲン系のガスを用いたガスアシストエッチングで取り除いても良い(図2(c))。照射したSiイオンビームがMo/Si多層膜またはMo2C/Si多層膜に注入されても軽元素であるSiなので、露光時にEUV光が吸収されることはない。
【００２１】
図３は、異物除去個所のまわりの多層膜を、EUV光反射時に散乱で反射率がロスしないようにするために、なだらかに削る方法を説明する図である。
【００２２】
図２の工程により異物13を除去してできた段差が大きい異物除去箇所14に、異物除去個所14のまわりの多層膜を上記段差がなくなるように削り、全体としてその断面がガウシアン形状になるように窪み１５を形成する。この時、できるだけなだらかなガウシアン形状にすることが望ましい。なだらかなガウシアン形状の窪み１５になるように、質量分離された数100Vの低加速Siイオンビームをデフォーカスさせてなだらかなガウシアンビーム形状にしたイオンビーム20で物理スパッタまたはハロゲン系のガスを用いたガスアシストエッチングで削るか(図3(a))、又は、絞ったビーム17を走査してなだらかなガウシアン形状になるようにSiイオン照射量を場所に応じてコントロールして、物理スパッタまたはハロゲン系のガスを用いたガスアシストエッチングで削る(図3(b))。照射したSiイオンビームがMo/Si多層膜またはMo2C/Si多層膜に注入されても軽元素であるSiなのでEUV光が吸収されることはない。
【００２３】
ここでなだらかなガウシアン形状とは、EUV光反射時に散乱で反射率がロスしないようななだらかなガウシアン形状のことであり、くぼみ１５の深さに対し、くぼみ１５の径が大きいほどなだらかであるということになる。
【００２４】
図4は、図3で形成したガウシアン形状部分に、多層膜中のMo膜の酸化防止用のキャッピングレイヤーを形成する方法を説明する図である。
【００２５】
上記図3(a)あるいは図3(b)の工程により、なだらかなガウシアン形状になるように多層膜を除去したところ15に、多層膜中のMo膜の酸化防止のために、数V〜数10Vまで加速電圧を下げたSiイオンビーム19で真空内で一貫してSiを直接堆積してキャッピングレイヤー16を形成する(図4)。この方法によれば、非特許文献3におけるような、Arイオンビームをスパッタ用のSiターゲットにあてて出てきたSiでキャッピングレイヤーを形成する場合にSiターゲットをマスクの近傍の適当な位置に配置する必要がある、という問題が生じない。またスパッタされたSiが、ガウシアン形状に削られた箇所15上に堆積されるようにSiターゲット位置や入射ビーム位置などを調整する必要もない。又、非特許文献3におけるようなスパッタ方式に比べて、低加速Siイオンビーム19が絞れているため位置制御性も良い。キャッピングレイヤー16形成後、Mo/Si多層膜またはMo2C/Si多層膜表面近傍の振幅欠陥を修正したEUVLマスクをAu-Si液体合金イオン源と質量分離計と集束イオン光学系を持つ真空装置から取り出す。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の特徴を最も良く表すシステム概略図である。
【図２】振幅欠陥の異物除去方法を説明する図である。
【図３】異物除去個所のまわりの多層膜をEUV光反射時に散乱で反射率がロスしないようになだらかに削る方法を説明する図である。
【図４】多層膜中のMo膜の酸化防止用のキャッピングレイヤーを形成する方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００２７】
1  Au-Si液体金属イオン源
2  引き出し電極
3  E×B質量分離器
4  Siイオンビーム
5  Si以外のイオン
6  イオン光学系
7  試料バイアス
8  絶縁材
9  高精度XYステージ
10  EUVLマスク
11  Mo/Si多層膜またはMo2C/Si多層膜
12  ガラス基板
13  振幅欠陥の原因となる異物
14  異物除去箇所
15  EUV光反射時に散乱で反射率がロスしないようになだらかに削ったくぼみ
16  Siキャッピングレイヤー
17  500V以下まで減速したSiイオンビーム
18  斜め入射した500V〜2000Vに減速したSiイオンビーム
19  数V〜数10Vまで減速したSiイオンビーム
20  デフォーカスさせた500V以下まで減速したSiイオンビーム
【図１】
2006059835.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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