(57)【要約】【課題】  荷電粒子ビームフォトマスク欠陥修正装置のクロムマスクの黒欠陥修正時に発生するガラスのオーバーエッチの問題点を克服する。【解決手段】  ガラスのオーバーエッチ部3をTEOSやシロキ酸系分子を原料とする電子ビームデポジションの透明な膜6で埋める。原子間力顕微鏡でガラスのオーバーエッチ部の深さ分布を求め、その深さ分布に従って埋める膜厚を制御し埋めた透明膜表面が平坦になるようにする。透明膜が正常なガラス面よりも高くなるように埋め、ガラス面よりも高い部分を高さを固定した原子間力顕微鏡による機械的な加工で削り取り埋めた透明膜表面が平坦になるようにする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビームを用いてクロムマスクの黒欠陥をエッチングして修正し、該修正した時に形成される、クロムマスクのガラス基板のオーバーエッチ部を、電子ビームデポジションの透明な膜で埋めることを特徴とするクロムマスク黒欠陥修正方法。
【請求項２】
前記荷電粒子ビームが集束イオンビームである時には、前記オーバーエッチ部を原子間力顕微鏡の探針で更に削り、しかる後に電子ビームデポジションの透明な膜で埋めることを特徴とする請求項１記載のクロムマスク黒欠陥修正方法。
【請求項３】
前記オーバーエッチ部を原子間力顕微鏡の探針で削るとき、該削ってできた穴の底面が前記ガラス基板の表面と平行になるようにすることを特徴とする請求項２記載のクロムマスク黒欠陥修正方法。
【請求項４】
前記ガラスのオーバーエッチ部の深さ分布を原子間力顕微鏡で求める工程と、その深さ分布に従って埋める透明膜の厚みを制御することにより、埋めた透明膜表面が平坦になるようにする工程を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のクロムマスク黒欠陥修正方法。
【請求項５】
前記ガラスのオーバーエッチ部を埋める透明膜が前記ガラス基板表面よりも高くなるように埋める工程と、該ガラス面よりも高い部分を、原子間力顕微鏡の探針を用いて削り取り、埋めた透明膜表面がガラス基板表面と同じ高さに平坦になるようにする工程を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のクロムマスク黒欠陥修正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は荷電粒子ビームフォトマスク欠陥修正装置のクロムマスクの黒欠陥修正方法に関し、特に、クロムマスクの黒欠陥をエッチングして修正する時に発生するガラス基板のオーバーエッチの修復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が、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、縮小投影露光装置の光源の波長の短波長化により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)が問題となってきており、微細なパターンの欠陥が修正できて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。
【０００３】
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)。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による透過率の低下が起こらない。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)。
【０００４】
電子ビームフォトマスク欠陥修正装置でクロムマスクの黒欠陥をガスアシストエッチングで修正する場合において、ガラス基板部へのオーバーエッチが起こらないように修正すると修正部のクロム膜のエッジがだれ、必要とされる高精度な加工が行えず、修正部のクロム膜のエッジが立つように加工すると、クロム膜とガラスのエッチングの選択性が低いため、クロム膜の下のガラス部も削ってしまいオーバーエッチを生じていた。このガラス部のオーバーエッチが転写時に修正部の局所的な透過率の低下によるスペース線幅減少やデフォーカス時の線幅を変動させるという問題があった。
【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)
【特許文献１】特表2006-504136
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、荷電粒子ビームフォトマスク欠陥修正装置を用いたクロムマスクの黒欠陥修正時に発生するガラスのオーバーエッチに起因する欠陥修正箇所の透過率低下やデフォーカス特性の低下などの転写特性の問題点を克服する手段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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本願発明における黒欠陥修正方法においては、以下のようにした。
【０００７】
荷電粒子ビームを用いてクロムマスクの黒欠陥をエッチングして修正し、該修正した時に形成される、クロムマスクのガラス基板のオーバーエッチ部を、電子ビームデポジションの透明な膜で埋める。
【０００８】
前記荷電粒子ビームが集束イオンビームである時には、前記オーバーエッチ部をAFM探針で更に削り、しかる後に電子ビームデポジションの透明な膜で埋める。
【０００９】
前記オーバーエッチ部をAFM探針で削るとき、該削ってできた穴の底面が前記ガラス基板の表面と平行なるようにする。
【００１０】
また、上記おいてガラスのオーバーエッチ部の深さ分布を原子間力顕微鏡で求め、その深さ分布に従って埋める透明膜の厚みを制御することにより、埋めた透明膜表面が平坦になるようにする。
【００１１】
あるいは、上記において、ガラスのオーバーエッチ部を埋める透明膜が前記ガラス基板表面よりも高くなるように埋め、しかる後該ガラス面よりも高い部分を、原子間力顕微鏡を用いて削り取り、埋めた透明膜表面がガラス基板表面と同じ高さに平坦になるようにする。
【００１２】
テトラエトキシシラン(TEOS)やシロキ酸系を原料ガスとした電子ビームCVDで透明な膜がデポジションできることが知られている。本願発明においては、この透明な電子ビームCVD膜を電子ビームガスアシストエッチングでクロムマスクの黒欠陥を修正したときにできるガラスのオーバーエッチ部を埋めるのに利用する。
【００１３】
凹凸に起因する光学特性の低下を回避するために埋めた膜がガラス面と同じ高さになるようにする。このために、AFMでガラスのオーバーエッチ部の深さ分布を求め、その深さ分布に従って埋める透明膜厚分布を制御し埋めた透明膜表面がガラス基板表面と同じ高さで平坦になるようにする。
【００１４】
あるいは、まず透明膜を正常なガラス面よりも高くなるようにして埋め、次にガラス面（ガラス基板表面）よりも高い部分をAFMフォトマスク欠陥修正装置により、ガラス面の高さまで平坦になるように削る。
【発明の効果】
【００１５】
オーバーエッチ部を、材質がガラス基板に近い透明膜で埋めるため、露光波長で露光した時に透過率の低下(転写時の線幅減少)が起こらない。材質がガラス基板に近い透明膜なので位相の効果もガラス基板と近くデフォーカス特性の低下(フォーカス変動時の線幅変動)を緩和することができる。
【００１６】
埋めた透明膜表面を平坦にすることで埋めた膜の凹凸に起因する反射率の増大や位相効果のような光学特性(転写特性)の低下を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。
【００１８】
本発明は、集束イオンビームを含む荷電粒子ビームによるエッチングで黒欠陥を修正した場合に適用できる。
【００１９】
図１は、電子ビームの透明膜デポで、電子ビームによるオーバーエッチ部を埋める場合を説明するための概略断面図である。
【００２０】
黒欠陥のあるマスクパターン１とガラス基板２を有するクロムマスクを、電子ビームフォトマスク欠陥修正装置に導入し、欠陥検査装置で見つかった黒欠陥位置が電子ビーム照射位置に来るように移動し、電子ビーム4によるエッチングにより黒欠陥を修正する。クロムマスクの黒欠陥を修正するときに電子ビームガスアシストエッチング加工を行った領域と、電子ビームのドリフトを補正するためのドリフトマーカーからの相対的な位置を予め記録しておく。
【００２１】
電子ビームを用いて黒欠陥を修正するとオーバーエッチ部3が発生する。このオーバーエッチ部3を含む領域を観察し、保存した加工領域の２次元形状情報と、該加工領域のドリフトマーカーからの相対的な位置情報から透明膜で埋める領域を決定する(図1(a))。TEOSやシロキ酸系分子を供給系5から透明膜原料ガスとしてビーム照射位置に供給しながら決定した領域にのみ数pAから数10pAの電子ビーム4を走査し、電子ビームCVDで透明膜6を堆積してクロムマスクの黒欠陥修正個所のガラスのオーバーエッチ部3を埋める(図1(b))。
【００２２】
次に埋めた透明膜の凹凸に起因する光学特性(転写特性)の低下を回避する方法を説明する。電子ビームを用いたエッチングにより黒欠陥修正したクロムマスクを電子ビームフォトマスク欠陥修正装置から取り出し、6インチマスクを全面観察可能なAFM装置に導入する。AFMの探針9を相対的に欠陥検査装置で見つかった黒欠陥位置に移動し、カーボンナノチューブのような先端径が小さくアスペクトの高い探針9を用いて、ガラスのオーバーエッチ部3を含む領域を観察し、高忠実な深さ分布を求める(図2(a))。該深さ分布を求めたクロムマスクを電子ビームフォトマスク欠陥修正装置に戻す。欠陥検査装置で見つかった黒欠陥位置に電子ビームを移動し、オーバーエッチ部3を含む領域を観察する。保存した加工領域の２次元形状情報と、該加工領域のドリフトマーカーからの相対的な位置情報から透明膜で埋める領域を決定し、又、得られたオーバーエッチ部の深さ分布に従って電子ビームCVDで埋める膜厚を制御する(深いところは透明膜を厚くし、浅いところは透明膜を薄くする)ことにより埋めた透明膜6表面が平坦になるようにする(図2(b))。
【００２３】
あるいは電子ビームCVDで透明膜6が正常なガラス面2よりも高くなるように埋め(図3(a))、該埋められた部分のガラス面より高い部分をAFM探針により削りとる。
【００２４】
具体的には、以下のようにする。
【００２５】
電子ビームCVDで透明膜6が正常なガラス面2よりも高くなるように埋め(図3(a))た後、クロムマスクを電子ビームフォトマスク欠陥修正装置から取り出す。次にクロムマスクをAFMフォトマスク欠陥修正装置に導入し、AFM探針を欠陥検査装置で見つかった黒欠陥位置に相対的に移動する。透明膜6をつけたところを含む領域を観察し、ガラス面2よりも高い部分を、探針先端の高さをガラス面の高さに設定し、その高さのまま余剰部がある領域を走査してガラス面よりも高い部分を加工探針8の機械的な加工で削り取り、埋めた透明膜6表面が平坦になるようにする(図3(b))。
【００２６】
上記オーバーエッチ部3を埋める透明膜はTEOSやシロキ酸系分子を原料とする電子ビームCVDだけでなく、透明膜材料をインクとしたディップペンナノリソグラフィーの透明膜(特許文献１参照)でも作製可能である。このディップペンナノリソグラフィーの透明膜でガラスのオーバーエッチ部を埋めた場合にも、埋めた透明膜の凹凸に起因する光学特性の低下を回避するために、上記の２種類の埋める透明膜の表面平坦化法を適用することできる。
【００２７】
本発明を、集束イオンビームを用いて黒欠陥修正した時にできるオーバーエッチ部に適用することも可能である。図４に、本発明を集束イオンビームを用いた黒欠陥修正時にできるオーバーエッチ部に適用する場合の概略断面図を示す。
【００２８】
集束イオンビームのイオン源がガリウムであった場合には、オーバーエッチ部にはガリウムが注入されている。このオーバーエッチ部に注入されたガリウムをAFM探針にて除去する。このために集束イオンビームによる修正でオーバーエッチが生じたマスクをAFMフォトマスク欠陥修正装置に導入し、AFM探針を欠陥検査装置で見つかった黒欠陥位置に相対的に移動する。AFMでオーバーエッチ部3を含む領域を３次元形状観察し、加工探針8の機械的な加工によりオーバーエッチ部3を更に深く掘る(図4(b))。この時、さらに掘り下げた穴9の底面がガラス基板2の表面と平行になるようにすると共に、穴９の深さを測定する。次に、AFMフォトマスク欠陥修正装置からマスクを取り出し、電子ビームフォトマスク欠陥修正装置に導入する。上記掘り下げた穴9を電子ビーム照射位置に移動し、掘り下げた穴9を含む領域を観察し二次元形状情報を保存する。該保存した加工領域の２次元形状情報と、該加工領域のドリフトマーカーからの相対的な位置情報から透明膜で埋める領域を決定し、オーバーエッチング部のガラスを深く掘り込んだ穴9を、上記測定した穴9の深さ分電子ビームCVDの透明膜6で埋める(図4(c))。埋めた透明膜の凹凸が問題になる場合には前記の２種類の表面平坦化法のいずれかを適用する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の特徴を最も良く表す電子ビームの透明膜デポでオーバーエッチ部を埋める場合の概略断面図である。
【図２】AFMでオーバーエッチ形状を測長しておいて平坦になるように電子ビーム透明膜をつける場合の概略断面図である。
【図３】盛り上がった透明デポ膜のはみ出た部分をAFMスクラッチで削り取って平坦にする場合の概略断面図である。
【図４】本発明を集束イオンビーム黒欠陥修正のオーバーエッチ部に適用する場合の概略断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  パターン
２  ガラス基板
３  オーバーエッチ部
４  電子ビーム
５  TEOSまたはシロキ酸系分子供給系
６  透明デポ膜
７  観察用探針
８  加工用探針
９  AFMで更に削り込んだ穴
【図１】
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【図２】
2008281721.tif 000004
【図３】
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【図４】
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