(57)【要約】【課題】フォトマスクがダメージを受けることなく、精度よく、白欠陥の修正を可能とする、近接場光を用いたマスクパターンの白欠陥修正方法およびマスクパターンを提供する。【解決手段】マスクパターンに発生した白欠陥３を修正する方法であって、処理室内に導入した原料ガスを、該白欠陥部３近傍に存在する近接場光５によって分解し、該白欠陥部に薄膜を形成することによって修正を行うことを特徴とするマスクパターンの白欠陥修正方法および該方法により得られるマスクパターン。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクパターンに発生した白欠陥を修正する方法であって、
処理室内に導入した原料ガスを、該白欠陥部近傍に存在する近接場光によって分解し、
該白欠陥部に薄膜を形成することによって修正を行うことを特徴とするマスクパターンの白欠陥修正方法。
【請求項２】
前記原料ガスは、炭素を含有することを特徴とする請求項１に記載のマスクパターンの白欠陥修正方法。
【請求項３】
前記原料ガスは、金属元素または半導体元素を含有することを特徴とする請求項１に記載のマスクパターンの白欠陥修正方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載する方法により白欠陥を修正したことを特徴とするマスクパターン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路等の作製に際して使用されるレチクルあるいはフォトマスク等のマスクパターンの白欠陥修正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの微細化は年々進んでおり、それに伴いフォトリソグラフィ技術に使用される光も短波長化が進行している。すなわち、従来光源として使用されてきたＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）からＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）に移行するとともに、近年は、ＡｒＦエキシマレーザを使用する液浸露光法や２重露光法の研究が活発に行われている。一方で、エキシマレーザよりも波長が一桁以上短い（１０ｎｍ〜１５ｎｍ）ＥＵＶ光を用いた反射型光学系によるＥＵＶリソグラフィの研究開発が進められている。
【０００３】
光源の短波長化とともに、半導体ウェハに微細パターンを転写する際に使用されるレチクルあるいはフォトマスクにも微細化、高精度化の要求がますます強くなってきている。レチクルあるいはフォトマスクは、従来からＡｒＦ露光までは光透過型が用いられるが、ＥＵＶ光に対しては材料の屈折率差が小さく屈折型光学系が使えず、反射型光学系となるため、レチクルあるいはフォトマスクも反射型が用いられる。
【０００４】
レチクルあるいはフォトマスク（以下、これらマスクパターンを総称してフォトマスクという）は、半導体ウェハ上に回路パターンを焼付け転写する前に検査されるが、該回路パターン間に微小異物、欠陥が存在する場合、該異物、欠陥により前記回路パターンが正常に転写されず、半導体デバイスの全数が不良になる。この問題は、最近の半導体デバイスの高集積化に伴い一層顕在化し、より微小な異物や欠陥の存在も許容されなくなってきている。
【０００５】
特にフォトマスクではパターン欠陥がまったくないことが要求され、この段階でのマスク検査、修正技術が重要になっている。一般に、フォトマスクの欠陥には遮光膜（ＥＵＶマスクでは吸収膜）があるべきところに遮光膜（ＥＵＶマスクでは吸収膜）がない白欠陥と、透過領域（ＥＵＶマスクでは高反射領域）に余分な遮光膜（吸収膜）が残存してしまう黒欠陥がある。
【０００６】
上記のようなフォトマスクの欠陥を検査し、修正するために、集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いる方法が開発されている。ＦＩＢは、０．１μｍ以下に細く絞ったイオンビームを用いて、（１）観察、（２）微小領域のエッチング、（３）微細な皮膜形成という３つの機能を有していることから、観察と微細加工を同一装置内でできるという利点を有し、欠陥検査および欠陥修正に有効な技術である。
【０００７】
すなわち、サブミクロンオーダーに絞ったＦＩＢでパターン表面を走査し、表面から放出される２次電子を検出してディスプレイ上に走査イオン像としてとらえることができる。またＦＩＢをパターン表面に照射すると、表面上の原子や分子が真空中にはじき出され（スパッタリング現象）、黒欠陥を除去することができる。白欠陥については、炭素系ガスの存在下でＦＩＢを照射することにより欠陥部をカーボン膜で埋めて修正する。
【０００８】
ＦＩＢを用いたフォトマスクの検査及び修正のプロセスを図２に示す。図２において、欠陥を有するフォトマスクは、処理室内に配置された後、まずラフスキャン工程に供される（Ｓ１）。ラフスキャン工程では、フォトマスク全体の表面にＦＩＢを短時間照射し、走査（スキャン）して、修正領域が仮指定される。
【０００９】
次に、詳細スキャン工程が行われる。詳細スキャンではＦＩＢが照射、スキャンされて、欠陥を含む領域全体の詳細な画像が得られ、修正領域が指定される（Ｓ２）。しかしながら、詳細スキャンが実施されると、ＦＩＢが長時間パターンに照射されるために、パターン表層に打ち込まれる荷電粒子の量が増大し、透過型マスクの透過率の低下（反射型のＥＵＶマスクにおいては、多層膜からなる反射率の低下）や、遮光膜（ＥＵＶマスクでは吸収膜）の検査光波長に対する反射率の上昇という問題が生じる。
【００１０】
その後、処理室内に原料ガスが導入され（Ｓ３）、修正領域に対しＦＩＢを照射することにより、欠陥の修正を行う（Ｓ４）。しかし、詳細スキャン後に原料ガスが導入されると、処理室内の電場が変化し、修正前のスキャン時と、ガス導入後の修正開始時とでビーム照射位置が変動してしまう、という問題もある。
下記特許文献１は、ＦＩＢ照射によりマスクパターンを修正する方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平７−１９１４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、以上のような事情の下になされ、フォトマスクがダメージを受けることなく、精度よく、白欠陥の修正を可能とする、近接場光を用いたマスクパターンの白欠陥修正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に記載の発明は、マスクパターンに発生した白欠陥を修正する方法であって、
処理室内に導入した原料ガスを、該白欠陥部近傍に存在する近接場光によって分解し、
該白欠陥部に薄膜を形成することによって修正を行うことを特徴とするマスクパターンの白欠陥修正方法である。
請求項２に記載の発明は、前記原料ガスは、炭素を含有することを特徴とする請求項１に記載のマスクパターンの白欠陥修正方法である。
請求項３に記載の発明は、前記原料ガスは、金属元素または半導体元素を含有することを特徴とする請求項１に記載のマスクパターンの白欠陥修正方法である。
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載する方法により白欠陥を修正したことを特徴とするマスクパターンである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のマスクパターンの白欠陥修正方法によると、欠陥部に薄膜を形成するエネルギー源として光を用いるので、荷電ビームを用いるときのように、パターンが長時間ビームに晒されることによる透過型マスクの透過率低下や、反射型マスクの反射率低下、および遮光膜（吸収膜）の検査光波長に対する反射率の上昇という問題が生じない。また、荷電ビームを用いるときのように、修正前のスキャン時と、原料ガス導入後の修正開始時とでビーム照射位置が変動してしまう、という問題も発生しない。さらに、例えば原料ガスとして金属元素や半導体元素を含むガスを用いることにより、通常白欠陥の修正に用いられるカーボン膜よりもより薄い膜で、透過型マスクに必要な遮光性や反射型マスクの吸収性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に関わる近接場光を用いたフォトマスクの白欠陥修正方法を示す断面模式図である。
【図２】ＦＩＢを用いたフォトマスクの検査及び修正のプロセスを示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。実施の形態において、同一構成要素には同一符号を付け、実施の形態において重複する説明は省略する。
【００１７】
近接場光は、プリズムの全反射面の外側や、微小な開口または回折格子で光が回折されたときに生じる光で、エバネッセント波とも呼ばれる。近接場光は伝搬せず、全反射面や開口からの距離に対しては指数関数的に強度が減少するが、ファイバープローブ（探針）を用いることにより高分解能顕微鏡として利用できることが知られている。例えば十分先鋭化した探針に光を通し、先端部を試料に近づけて、波長以下の微小な開口を通して試料を走査照明すれば、波長以下の分解能で試料を観測できる。その他にもいくつかのタイプの近接場顕微鏡が提案されている。
【００１８】
近接場光を発生させるには、上記のようにレーザ光などの光を微小な開口で回折させればよいが、このときの近接場光の特徴として、近接場光は、近接場光が発生する開口部を構成する物質の電子のエネルギーと結合して、もともとの入射光の光子エネルギーよりも大きいエネルギー状態となっている。
【００１９】
本発明のマスクパターンの白欠陥修正方法は、フォトマスクの白欠陥を修正する方法であって、探針を用いる近接場光の微細性と、近接場光の高エネルギー性に着目し、フォトマスクパターンの白欠陥の修正を、探針を用いる近接場光技術により行うものである。
【００２０】
本発明では、欠陥を有するフォトマスク１２は、処理室内に配置された後、最初にラフスキャン工程に供される。ラフスキャン工程は、例えば、フォトマスク表面の全体に電子線やＦＩＢを短い照射時間で照射し、スキャンして、パターンのラフ画像を得る。このラフ画像を観察することにより、修正すべき領域が仮指定される。
【００２１】
フォトマスク１２はＡｒＦ用などの透過型の場合は、基板１は合成石英ガラスなどであり、遮光膜２はクロム（Ｃｒ）系膜やモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）系膜などであり、遮光膜２は単層でなく、２〜３層程度の積層膜の場合もある。また、１２が反射型のＥＵＶマスクの場合は、基板１は低熱膨張の合成石英ガラスなどであり、吸収膜２はクロム（Ｃｒ）系やタンタル（Ｔａ）系の膜であり、基板１と吸収膜２の間には、通常高反射部を形成するための多層膜、および保護用のキャッピング膜や緩衝膜が形成されている。
【００２２】
次に、修正すべき白欠陥３の位置を正確に特定する必要があるが、これは前述の走査型近接場顕微鏡に依ってもよいし、走査型原子間力顕微鏡や走査型トンネル顕微鏡と組み合わせてもよい。このようにして、修正すべき箇所の位置情報を正確に取得する。
【００２３】
次に、近接場光を利用して白欠陥修正を行うために、近接場顕微鏡の探針と同様に微小な開口を有する探針４を修正すべき白欠陥３の位置に移動させ、探針の先を数十〜数百nm程度の距離まで接近させる。このときの探針は修正のために形成する材料や、使用する光の波長に依って、前述の欠陥位置特定用の探針と同じものであってもよいし、別の専用の探針であってもよい。
【００２４】
このようにして、白欠陥修正の準備を行った後、処理室内に修正のために形成する材料を含む原料ガスを導入する。原料ガスとしては、カーボン膜（Ｃ）を形成するためのスチレンやピレン等の炭素を含有するガスであったり、タングステン膜（Ｗ）を形成するためのＷＦ６、あるいはＴｉ系膜のためのＴｉ[Ｎ(ＣＨ３)２]4、Ｈｆ系膜のためのＨｆ[Ｎ(ＣＨ３)２]4、Ｓｉ系膜のためのＳｉＨ(ＣＨ３)３のような金属または半導体元素を含む有機系のガスであってもよい。
【００２５】
その後、修正すべき白欠陥部３に近接した探針を通してレーザ光等の光を照射しつつ局部スキャンを行なうと、針先に生じたエネルギーの高い近接場光５により原料ガスが分解され、白欠陥領域にカーボン膜や金属膜や半導体膜が形成される。このとき用いる光の波長は、近接場光が生じたとき、原料ガスを分解できる程度以上のエネルギーを有する波長の光を選ぶ必要がある。
【００２６】
一般に白欠陥の修正においては、本来修正すべき欠陥のサイズと、成膜された修正領域のサイズは必ずしも一致せず、所望のサイズよりも大きくなる場合がある。このような場合は、上記修正プロセスの後に、大きくなりすぎた部分を削り取ればよい。削り取る方法としては、修正用に形成された膜よりも硬い探針を有する原子力間顕微鏡の探針で削り取る方法や、探針を利用した近接場光の微細性と高エネルギーを利用して、塩素（Ｃｌ２）ガスなどのエッチングガスを分解させて除去する方法などがある。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、半導体集積回路、液晶等の製造に際して使用されるレチクルあるいはフォトマスク等のマスクパターンの白欠陥修正に広範に適用することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１……フォトマスク基板
２……遮光膜または吸収膜
３……白欠陥領域
４……欠陥修正のための近接場光探針
５……近接場光
【図１】
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【図２】
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