(57)【要約】【課題】  電子ビームまたはガスフィールドイオン源から発生するヘリウムイオンビームで孤立パターンの欠陥を修正するときのチャージアップに起因する問題点を解決する。【解決手段】  電子ビームまたはガスフィールドイオン源から発生するヘリウムイオンビームを用いた金属デポジション膜7で孤立したパターンに導通を作ってから欠陥3を修正し、修正後金属デポジション膜7をAFMスクラッチ加工探針9で物理的に除去する。AFMスクラッチ加工で発生した加工屑は洗浄により除去する。【選択図】    図１
2008134603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
黒または白欠陥を有する孤立したパターンと、孤立していないパターンとの間を電気的に接続する金属デポジション膜を電子ビームまたはガスフィールドイオン源から発生するヘリウムイオンビームによるCVDにより設けてから、電子ビームまたはガスフィールドイオン源から発生するヘリウムイオンビームを用いて黒または白欠陥を修正し、修正後金属デポジション膜をAFMスクラッチ加工で除去することを特徴とするフォトマスク欠陥修正方法。
【請求項２】
前記金属デポジション膜をドリフト補正のマーカーとして使用することを特徴とする請求項１記載のフォトマスク欠陥修正方法。
【請求項３】
前記金属デポジション膜はＸ方向に延在する帯状部及びＹ方向に延在する帯状部を有するものである請求項２記載のフォトマスク欠陥修正方法。
【請求項４】
前記金属デポジション膜がタングステン含有物であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のフォトマスク欠陥修正方法。
【請求項５】
前記金属デポジション膜が白金含有物であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のフォトマスク欠陥修正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子ビームまたはガスフィールドイオン源からのヘリウムイオンビームを用いたフォトマスクの孤立パターンの欠陥の修正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の微細化要求に対して、リソグラフィは縮小投影露光装置の光源の波長の短波長化と高NA化で対応してきた。縮小投影露光装置の転写の原版で無欠陥であることが要求されるフォトマスクの欠陥修正は、従来レーザーや集束イオンビームを用いて行われてきた。しかし、レーザーでは分解能が不十分で最先端の微細なパターンの欠陥は修正できず、集束イオンビームではプライマリービームとして使用するガリウムの注入によるガラス部のイメージングダメージ(透過率の低下)が、縮小投影露光装置の光源の波長の短波長化に伴って問題となってきている。そこで、微細なパターンの欠陥が修正できて、かつ、イメージングダメージのない欠陥修正技術が求められている。このような背景から最近では電子ビームによるガスアシストエッチングで黒欠陥を修正し、電子ビームCVDで遮光膜を堆積して白欠陥を修正する電子ビームフォトマスク欠陥修正装置が開発されている(非特許文献1)。また、電子ビームの他に、希ガスイオンビームを用いてもイメージングダメージを与えないことが知られている。電子ビームでイメージング及び加工を行うため、高分解能でかつガリウム注入で透過率が低下することは起こらない。電子ビームフォトマスク欠陥修正装置に加えて原子間力顕微鏡(AFM)技術を応用して機械的な加工により欠陥を除去する装置も開発されている(非特許文献2)。
【０００３】
しかしフォトマスクはガラス上に光を遮るために金属膜を堆積したものなので、金属膜パターンの面積が小さい場合は電子ビーム照射で過剰な電荷によりチャージアップが発生する。チャージアップが起こると二次電子像の像質の低下や、電子ビームのドリフトが発生して加工精度を低下させてしまうという問題があった。また従来微細な穴や突起を電子ビームで作成して、それをドリフトマーカーとして利用してきたが、パターンの微細化と露光波長の短波長化のためにこのような穴や突起を設けることは難しくなりつつある。加工ウィンドウ内に縦と横のパターンがあれば、パターンのエッジをドリフトマーカーとして使用してドリフト補正が行えるが、加工ウィンドウ内に適当な縦と横のパターンがない場合も多く、汎用的に使えるドリフトマーカーが求められている。
【０００４】
一方電子ビームCVDにおいては、白欠陥修正用の遮光膜以外にもデポジション原料ガスとしてヘキサカルボニルタングステン(W(CO)6)などを用いると所望の位置に導電性の膜を堆積できることが知られている(非特許文献3)。
【非特許文献１】K. Edinger, H. Becht, J. Bihr, V. Boegli, M. Budach, T. Hofmann, H. P. Coops, P. Kuschnerus, J. Oster, P. Spies, and B. Weyrauch, J. Vac. Sci. Technol. B22 2902-2906(2004)
【非特許文献２】Y. Morikawa, H. Kokubo, M. Nishiguchi, N. Hayashi, R. White,R. Bozak, and L. Terrill,Proc. of SPIE 5130 520-527(2003)
【非特許文献３】K. T. Kohlmann-von Platen, J. Chlebek, M. Weiss, H. Oertel, and W. H. Brunger, J. Vac. Sci. Technol. B11 2219-2223(1993)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は記電子ビームまたはガスフィールドイオン源から得られるヘリウムイオンビームを用いて孤立パターンの欠陥を修正するときのチャージアップに起因する問題点を克服することを目的とする。
【０００６】
ここで孤立パターンとは、上記した面積が小さい金属膜パターンであり、電荷のアンバランスでチャージアップし二次電子等が出てこなくなり像質の明らかな低下が見られる大きさのパターンのことであり、逆に孤立していないパターンは面積の大きい金属膜パターンであり、修正中に荷電粒子のアンバランスがあってもチャージアップによる像質(S/N)の明らかな低下が起こらない大きさのパターンのことをいう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
電子ビームまたはガスフィールドイオン源から発生するヘリウムイオンビームのCVDにより堆積した金属デポジション膜で、黒または白欠陥を有する孤立したパターンと、孤立していないパターンを電気的に接続する導線を作成してから、電子ビームまたはガスフィールドイオン源から発生するヘリウムイオンビームにより黒または白欠陥を認識し、電子ビームまたはガスフィールドイオン源から発生するヘリウムイオンビームにより欠陥を除去(黒欠陥の場合)または遮光膜を堆積(白欠陥の場合)して修正する。修正後金属デポジション膜をAFMスクラッチ加工で除去する。AFMスクラッチ加工で発生した加工屑は洗浄により除去する。
【０００８】
孤立したパターンにX方向及びY方向に電子ビームまたはガスフィールドイオン源から発生するヘリウムイオンビームを用いたCVDで金属デポジション膜を導線として堆積し、X方向及びY方向の金属デポジション膜でできた導線を、欠陥修正のドリフト補正のマーカーとして使用し、修正後金属デポジション膜をAFMスクラッチ加工で除去する。
【発明の効果】
【０００９】
孤立したパターンも導線で他のパターンとつなげれば過剰な電荷蓄積によるチャージアップを避けることができるので、像質の良いイメージで、かつ、チャージによる電子ビームまたはガスフィールドイオン源から発生するヘリウムイオンビームのドリフトのない精度の高い加工を行うことができる。また電子ビームまたはガスフィールドイオン源から発生するヘリウムイオンビームのガスアシストエッチングは材料依存性があり、削れない材料も存在するが、AFMスクラッチ加工を用いればどんな材料でも削り取ることができる。
【００１０】
加工ウィンドウ内にドリフト補正用の適当な縦と横のパターンがない場合でも、電子ビームまたはガスフィールドイオン源から発生するヘリウムイオンビームを用いたＣＶＤで設けられた金属デポジション膜をドリフトマーカーとして使用できる。金属デポジション膜が導線となることによりチャージアップを避けることができるので、チャージによるドリフトもなく像質の良いドリフトマーカーのイメージを取ることができる。像質の良いイメージを用いたドリフト補正で、電子ビームまたはガスフィールドイオン源から発生するヘリウムイオンビームの加工位置でのドリフトを高精度に補正できるので、高精度な加工を行うことができる。
【００１１】
電子ビームまたはガスフィールドイオン源から発生するヘリウムイオンビームのデポジション膜は、ＡＦＭにより除去した時に、液体金属イオン源から得られる集束イオンビームを用いたデポジション膜と違って下地ガラス基板へのダメージが殆どなく、フォトマスクの光学特性を悪くすることもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明で孤立パターンの黒欠陥を修正する場合を説明するためのフォトマスクの概略断面図であり、図２は、本発明で孤立パターンの白欠陥を修正する場合を説明するためのフォトマスクの概略断面図である。
【００１３】
欠陥を有するフォトマスクを遮光膜原料ガス導入系10と金属デポジション膜原料ガス導入系2とガスアシストエッチング用のガス導入系8を有する電子ビーム微細加工装置に導入し、あらかじめ欠陥検査装置で見つかった欠陥位置が、視野内に入るようにXYステージを移動する。
【００１４】
欠陥を含む領域を観察し、孤立欠陥もしくは欠陥のある孤立したパターン4がチャージアップの影響を受けている場合には、ガス導入系2からヘキサカルボニルタングステンなどの金属デポジション膜原料ガスを流しながら、導線になる部分のみ電子ビーム1を選択照射して電子ビームCVDによる金属デポジション膜で正常パターンと孤立したパターンを結ぶ導線7を作り込む(図1(a)と図2(a))。
【００１５】
金属デポジション膜原料ガスを適当に選択することにより、タングステン系のみならず、白金系でも導線を作ることができる。導線作成後チャージアップのない状態で再度イメージを取り直し、欠陥のない正常なパターンとパターンマッチング等で比較して修正すべき欠陥領域を認識する(図1(b)と図2(b))。
【００１６】
黒欠陥の場合はガス導入系8からフッ化キセノンなどのガスアシストエッチング用のガスを流しながら電子ビーム1を黒欠陥領域3のみ選択照射して余剰部分を除去して黒欠陥を修正する(図1(c))。
【００１７】
白欠陥の場合はガス導入系10からナフタレンやフェナントレンなどの遮光膜原料ガスを流しながら電子ビーム1を白欠陥領域11のみ選択照射して遮光膜12を形成し白欠陥を修正する(図2(c))。
【００１８】
欠陥修正後導通のために作った金属デポジション膜でできた導線7をAFM微細加工装置の加工探針9で物理的に除去する(図1(d)と図2(d))。
【００１９】
AFMスクラッチ加工で発生した加工屑はウェット洗浄またはドライアイスクリーナーによる洗浄により除去する。
【００２０】
図３は、本発明における、金属デポジション膜をドリフトマーカーとして使用する場合を説明するためのフォトマスクの上面図である。
【００２１】
孤立したパターン4は黒欠陥3を有している（図3(a)）。加工ウィンドウ内にドリフト補正用の適当な縦と横のパターンがない場合には、電子CVDを用いて導通用に堆積した金属デポジション膜7をドリフト補正のマーカーとして使用する。
【００２２】
孤立欠陥もしくは欠陥を含む孤立したパターンに接続されるＹ方向に直線的に延在する帯状部、及びそれと連続的につながりＸ方向に直線的に延在する帯状部により孤立していない正常パターンにつながる金属デポジション膜7を電子ビームCVDで堆積して、孤立パターンと孤立していない正常パターンとの導線とする(図3(b))。
【００２３】
金属デポジション膜7は、連続的につながったX方向を向く直線とY方向を向く直線で構成する。X方向及びY方向の金属デポ膜導線7を、パターンマッチング等を利用して抽出し、加工時のドリフト補正のマーカーとして使用して、白欠陥もしくは黒欠陥3を上記と同じ方法で修正する(図3(c)、白欠陥修正の場合は表示していない)。
【００２４】
修正後上記同様ドリフト補正のマーカーに使った金属デポジション膜7をAFM微細加工装置の加工探針9で物理的に除去する(図3(d))。AFMスクラッチ加工で発生した加工屑はウェット洗浄またはドライアイスクリーナーによる洗浄により除去する。
【００２５】
ここまで電子ビーム微細加工装置を用いたフォトマスク欠陥修正方法について説明したが、電子ビームの代わりにガスフィールドイオン源を備えた微細加工装置を用いても孤立パターンの欠陥を修正するときのチャージアップに起因する問題点を克服することができる。
【００２６】
ガスフィールドイオン源を備えた微細加工装置について説明する。ガスフィールドイオン源は、ソースサイズ１ｎｍ以下、イオンビームのエネルギー広がりも１ｅＶ以下にできるため、ビーム径を１ｎｍ以下に絞ることができる。このようにビーム径を小さくすることができるため、試料に対して微細な加工（エッチング、デポジション）を施すことが可能である。
【００２７】
ガスフィールドイオン源の動作原理は、液体窒素等の冷媒によって冷却され原子レベルで尖鋭化されたエミッタに、ガス供給源より微量のガス（例えばヘリウムガス）を供給する。エミッタと引出電極との間に電圧が印加すると、鋭く尖ったエミッタ先端には非常に大きな電界が形成され、エミッタに引き寄せられたヘリウム原子はイオン化され、イオンビームとして放出される。エミッタの先端は極めて尖鋭な形状であり、ヘリウムイオンはこの先端から飛び出すため、ガスフィールドイオン源から放出されるイオンビームのエネルギー分布幅は極めて狭く、従来のプラズマ型ガスイオン源や液体金属イオン源と比較して、ビーム径が小さくかつ高輝度のイオンビームを得ることができる。
【００２８】
電子ビームの代わりに上述したガスフィールドイオン源を備えた微細加工装置を用いても、ヘリウムガスイオンはスパッタリング効果がガリウムイオンに比べて小さいのでエッチングガスを用いたガスアシストエッチングは材料依存性があり、AFMスクラッチ加工を用いればどんな材料でも削り取ることができる。また、ガスフィールドイオン源から発生するイオンビームを用いて作製した金属デポジション膜もドリフトマーカーとして使用できるので、ドリフトを高精度に補正でき、高精度な加工を行うことができる。また、ガスフィールドイオン源から発生するヘリウムイオンビームで作製したデポジション膜は、ＡＦＭにより除去した時に、液体金属イオン源から得られる集束イオンビームを用いたデポジション膜と違って下地ガラス基板へのダメージが殆どなく、フォトマスクの光学特性を悪くすることもない。
【００２９】
上記のとおり、電子ビームの代わりにガスフィールドイオン源を備えた微細加工装置を用いても孤立したパターンも導線で他のパターンとつなげれば過剰な電荷蓄積によるチャージアップを避けることができるので、像質の良いイメージで、かつ、チャージによる電子ビームまたはガスフィールドイオン源から発生するイオンビームのドリフトのない精度の高い加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明で孤立パターンの黒欠陥を修正する場合を説明するためのフォトマスクの概略断面図である。
【図２】本発明で孤立パターンの白欠陥を修正する場合を説明するためのフォトマスクの概略断面図である。
【図３】金属デポジション膜をドリフトマーカーとして使用する場合を説明するためのフォトマスクの上面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  電子ビーム
２  金属膜原料ガス導入系
３  黒欠陥
４  孤立欠陥または孤立パターン
５  正常パターン
６  ガラス基板
７  金属デポジション膜
８  アシストエッチングガス導入系
９  AFM加工探針
１０  遮光膜原料ガス導入系
１１  白欠陥
１２  遮光膜
【図１】
2008134603.tif 000003
【図２】
2008134603.tif 000004
【図３】
2008134603.tif 000005