(57)【要約】【課題】  原子間力顕微鏡技術を用いたフォトマスク上の微細パーティクル除去において石英またはガラス基板へのダメージを低減する。【解決手段】  除去すべきパーティクル3上で300N/m以上のバネ定数を持った硬い原子間力顕微鏡探針4を押し込み、押し込み力に対するたわみを検知することでパーティクルの種類を判別し、パーティクルの種類に応じて除去に使用する探針の種類を変える。パーティクルが石英またはガラス基板よりも柔らかい場合にはパーティクルよりも硬く石英またはガラス基板よりも柔らかい原子間力顕微鏡探針5で物理的に除去する。除去すべきパーティクル3が石英またはガラス基板1より硬い場合には、そのまま押しこみに使用した高バネ定数のダイヤモンドのような硬い原子間力顕微鏡探針4を高加重で走査して物理的に除去する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パーティクルに300N/m以上のバネ定数を持った硬い原子間力顕微鏡探針を押し込み、押し込み力に対するカンチレバーのたわみを検知し、該たわみ量からパーティクルの種類を判別し、パーティクルの種類に応じて除去方法を変えることを特徴とする原子間力顕微鏡を用いたフォトマスクのパーティクル除去方法。
【請求項２】
パーティクルに300N/m以上のバネ定数を持った硬い原子間力顕微鏡探針を一定の加重で押し込み、押し込みでできた圧痕を細くてアスペクト比の高い探針で深さを測定し、該測定した深さの違いでパーティクルの種類を判別し、パーティクルの種類に応じて除去方法を変えることを特徴とする原子間力顕微鏡を用いたフォトマスクのパーティクル除去方法。
【請求項３】
請求項1または2記載の方法で分類したパーティクルが、石英またはガラス基板よりも柔らかい場合には、パーティクルよりも硬く石英またはガラス基板よりも柔らかい原子間力顕微鏡探針を用い、該探針の側面をパーティクルに押し当てて物理的に除去することを特徴とする原子間力顕微鏡を用いたフォトマスクのパーティクル除去方法。
【請求項４】
請求項1または2記載の方法で分類したパーティクルが、石英またはガラス基板と同等かそれ以上に硬い場合のみ、そのまま押しこみに使用した高バネ定数の硬い原子間力顕微鏡探針を用い、該探針の側面をパーティクルに押し当てて物理的に除去することを特徴とする原子間力顕微鏡を用いたフォトマスクのパーティクル除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は原子間力顕微鏡技術を応用したフォトマスクのパーティクル除去方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
機能の高度化・高集積化のためにナノメートルオーダーの微細加工技術が求められており、走査プローブ顕微鏡(SPM)を用いた局所陽極酸化や微細スクラッチ加工などの加工技術の研究開発が盛んに行われている。微細な加工の可能性の追求だけでなく、精確な形状や高精度な加工も求められるようになりつつある。
【０００３】
例えば最近原子間力顕微鏡(AFM)をベースにした装置で、被加工材質よりも硬い探針に高い押しつけ力(高加重)をかけた走査による物理的な除去で加工する微細スクラッチ加工でフォトマスクの微細なパターン余剰欠陥の高精度な修正も行われている(非特許文献1)。
【０００４】
リソグラフィの微細化の進展に伴いシリコンウェーハ上のパーティクルも除去しなければならないサイズが小さくなってきていていて、光学顕微鏡では分解能が不十分になり走査電子顕微鏡や原子間力顕微鏡で観察されるようになってきている。パーティクルは今まで洗浄による除去に頼っていたが、少数のパーティクルの場合に洗浄工程で逆に汚染してしまうこともあり、少数のパーティクルを効果的に除去する方法が求められていた。最近シリコンウェーハ上の少数の微細なパーティクルを除去する方法として観察に使用する原子間力顕微鏡技術を応用した方法も報告されている(非特許文献2)。
【０００５】
シリコンウェーハ同様フォトマスクでもリソグラフィの微細化の進展に伴いパーティクルも除去しなければならないサイズが小さくなり、洗浄で除去できないパーティクルを除去する方法が求められている。ぺリクルを貼る前のフォトマスクにパーティクルが存在する場合、パーティクルが少数であっても転写するパターン全てに欠陥を作りこんでしまうので完全に除去しなければならない。フォトマスク上のパーティクルは金属、ガラスバンプ、レジスト残りなど多種多様で光学的な特性を確保するため下地の石英またはガラス基板にできるだけダメージを与えないような除去方法が求められている。
【０００６】
パーティクルを除去するためには、パーティクルの種類で除去方法が異なるので、パーティクルの種類を知る必要がある。先鋭なダイヤモンド探針をパーティクルに押し込み、そのときのカンチレバーのたわみまたは押し込みでできた圧痕の深さからパーティクルのヤング率を推定し、ヤング率の値からパーティクルの材質を推定する方法がインデンテーション法として以前より知られている。最近原子間力顕微鏡の新しいアプリケーションとして原子間力顕微鏡に100nm以下の先端径を持つダイヤモンド探針を取りつけて高い荷重をかけインデンテーション法を行うナノインデンテーション法が微細な領域の硬さを求めて材質を推定する方法として行われるようになってきている。この手法はパーティクルのような微細なものでも材質を推定できる能力を有している。
【非特許文献１】T. Amano, M. Nishiguchi, H. Hashimoto, Y. Morikawa, N. Hayashi, R. White, R. Bozak, and L. Terrill, Proc. of SPIE 5256 538-545(2003)
【非特許文献２】村本准一、国安仁、服部毅  第51回応用物理学会関係連合講演会予稿集No.2, 31p-B-2, p856(2004)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は原子間力顕微鏡技術を用いたフォトマスク上の微細パーティクル除去において石英またはガラス基板へのダメージを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
フォトマスク上の洗浄で落ちないパーティクル上で300N/m以上のバネ定数のバネ定数を持った硬い原子間力顕微鏡探針をパーティクルに押し込み、押し込み力に対するたわみを検知すること、または一定の加重で押し込んだ圧痕を細くてアスペクト比の高い探針で深さを正確に測定することでパーティクルの種類を判別し、パーティクルの種類に応じて除去に使用する探針の種類を変える。
【０００９】
パーティクルが石英またはガラス基板よりも柔らかい場合にはパーティクルよりも硬く、かつ、石英またはガラス基板よりも柔らかい原子間力顕微鏡探針で移動または物理的に除去する。パーティクルが石英またはガラス基板と同等かそれ以上に硬い場合には、押し込みに使用した300N/m以上のバネ定数を持った硬い探針を高加重で走査して物理的に除去する。
【発明の効果】
【００１０】
押し込み力に対するたわみを検知すること、または、一定の加重で押し込んだ圧痕を細くてアスペクト比の高い探針で深さを正確に測定することで、除去しようとしているパーティクルの硬さが分かるので、硬さから除去すべきパーティクルの種類を判別することができる。
【００１１】
柔らかいパーティクルに対しては、石英またはガラス基板よりも柔らかい原子間力顕微鏡探針で移動または物理的に除去するので、石英またはガラス基板にダメージ与えない。石英またはガラス基板と同等かそれより硬いパーティクルの場合のみ、ダイヤモンドのような硬い探針でパーティクルを物理的に除去するので、基板にダメージを与える可能性のあるケースは少なくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に図面に基づき本発明の実施例について説明する。
【００１３】
図１は、パーティクルの種類を判別してパーティクル除去する方法を示す概略断面図である。
【００１４】
欠陥検査装置でパーティクルの見つかったフォトマスクを原子間力顕微鏡装置に導入し、欠陥検査装置で見つかったパーティクル３の位置が原子間力顕微鏡装置の視野内に入るようにXYステージを移動する。パーティクル3を含む領域をダメージを与えないように低加重または間欠的接触モードで観察し、パーティクル3の位置を確認する。図1(a)に示すようにパーティクル3の直上に300N/m以上のバネ定数を持ったダイヤモンドのような硬い原子間力顕微鏡針4を持って行き、パーティクル上で硬い探針4を押し込む。この押し込み力に対するたわみを検知することで硬さの情報を取得し、硬さ情報からパーティクルの種類を判別する。300N/mのバネ定数であれば、石英またはガラス基板のような比較的硬いものに対しても押しこみが可能である。
【００１５】
パーティクルには、金属、レジスト残り、MoSi残り、ガラスの突起といった材質の違うものがある。材質が違うので当然硬さも違う。金属、レジスト残り、MoSi残り、ガラスの突起等の種類があり、硬さからパーティクルの種類を判別できる。
【００１６】
上記工程でのパーティクルの種類の判別において、除去すべきパーティクル3が石英またはガラス基板1よりも柔らかい金属粒やレジストの残りのような場合には、硬い探針を図1(b)で示すようにシリコンのようなパーティクルよりも硬く石英またはガラス基板よりも柔らかい材質からなる原子間力顕微鏡探針5に交換し、探針5の側面にパーティクルを押し当てながら探針5を走査してパーティクルを移動または物理的に除去する。パーティクル3よりも硬く石英またはガラス基板よりも柔らかい原子間力顕微鏡探針5を用いているので、石英またはガラス基板1にダメージ与えないでパーティクル3の除去を行うことができる。
【００１７】
除去すべきパーティクル3が石英またはガラス基板1と同等の硬さのガラスバンプのような場合には、図1(a)において、パーティクルに押し込んだ探針4を一度引き上げ、図1(c)で示すように原子間力顕微鏡探針の交換は行わずそのまま硬い原子間力顕微鏡探針4を観察時に使用する加重よりも高加重でパーティクル3の領域のみ走査してパーティクル3を物理的に除去する。
【００１８】
図２は、パーティクルの種類を判別する他の方法を示す概略断面図である。
【００１９】
まず図2(a)に示すように硬い原子間力顕微鏡探針4を一定の加重で押し込む。次に図2(b)に示すようにカーボンナノチューブのような細くてアスペクト比の高い探針6に交換し、上記押しこんでできた圧痕7を走査しその深さを測定する。圧痕7の深さを正確に測定することで、パーティクル3の硬さを推定し、その推定した硬さ情報からパーティクル3の種類を判別する。
【００２０】
パーティクル3の種類を判別したら図１の実施例と同様にしてパーティクルを除去する。すなわち、石英またはガラス基板よりも柔らかいパーティクル3に対しては石英またはガラス基板1を傷つけないようにパーティクルよりも硬く石英またはガラス基板よりも柔らかい探針5に交換し、この探針を走査してパーティクル3を移動または除去する。硬いパーティクルに対しては硬い探針4に交換し、高加重で走査してパーティクル3を物理的に除去する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】押し込み力に対するたわみを検知することでパーティクルの種類を判別してパーティクル除去する場合を説明する概略断面図である。
【図２】押しこんでできた圧痕を細くてアスペクト比の高い探針で深さを正確に測定することでパーティクルの種類を判別してパーティクル除去する場合を説明する概略断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
1  石英またはガラス基板
2  遮光膜パターン
3  パーティクル
4  押し込みまたは除去に使用する硬い探針
5  石英よりも柔らかい除去用探針
6  細くてアスペクト比の高い観察用探針
7  硬い探針を押しこんでできた圧痕
【図１】
2006039260.tif 000003
【図２】
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