(57)【要約】【課題】アンダーカット構造を持つレベンソン型位相シフトマスクの欠陥に対して、光量の低下が起こらないような高精度な欠陥修正を行う。【解決手段】黒欠陥修正、白欠陥修正とも、集束イオンビーム４による欠陥の上にあるＣｒパターン１の除去とガス銃５から透過率を低下させないようなアシストガスを流しながらアンダーカット幅も含めた石英またはガラス基板３の削りこみを行い、次にガス銃７から遮蔽膜原料ガスを流しながら電子ビームまたはイオンビーム５のＣＶＤで形成した遮蔽膜８でアンダーカット構造もしくは同等な構造を精度良く再現することにより、欠陥修正領域も光量の大きさを維持した高精度な欠陥修正を行う。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンダーカット幅分後退したＣｒパターンに対して電子ビームＣＶＤで遮蔽膜をアンダーカット構造を再現するように成長させて黒欠陥を修正することを特徴とするレベンソン型位相シフトマスクの欠陥修正方法。
【請求項２】
アンダーカット構造を持つレベンソンマスクの白欠陥領域に対して、まず白欠陥領域を更に１８０度の位相に相当する深さまでアンダーカット幅も含めて集束イオンビームで除去し、アンダーカット幅分後退したＣｒパターンに対して電子ビームＣＶＤで遮蔽膜をアンダーカット構造を再現するように成長させて白欠陥を修正することを特徴とするレベンソン型位相シフトマスクの欠陥修正方法。
【請求項３】
アンダーカット構造を持つレベンソンマスクの黒欠陥領域に対して、まず黒欠陥領域をアンダーカット幅も含めて集束イオンビームで除去した後、ＦＩＢ−ＣＶＤによりアンダーカット幅分後退したＣｒパターン上に遮蔽膜で庇を形成し、アンダーカットと同等な構造を再現することにより黒欠陥を修正することを特徴とするレベンソン型位相シフトマスクの欠陥修正方法。
【請求項４】
アンダーカット構造を持つレベンソンマスクの白欠陥領域に対して、まず白欠陥領域を更に１８０度の位相に相当する深さまでアンダーカット幅も含めて集束イオンビームで除去した後、ＦＩＢ−ＣＶＤによりアンダーカット幅分後退したＣｒパターン上に遮蔽膜で庇を形成し、アンダーカットと同等な構造を再現することにより白欠陥を修正することを特徴とするレベンソン型位相シフトマスクの欠陥修正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はバイナリマスクの一部分のガラスを掘り込んだレベンソンマスク型位相シフトマスクの欠陥修正方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年のＳｉ半導体集積回路の一層の微細化に伴い、レチクル上のパターンも微細化に対応することが求められている。縮小投影露光装置はこの要請に対して高ＮＡ化と短波長化で対応してきた。微細化の前倒しが求められる現在では、縮小投影露光装置はそのままで、解像力と焦点深度を向上させるために、超解像技術の一種である位相シフトマスクが用いられるようになってきている。位相シフトマスクにはレベンソン型とハーフトーン型があり、レベンソン型の方が解像力の向上効果が大きいことが知られている。しかし、レベンソン型は位相シフターの配置の最適化が難しいため、解像力向上効果は少ないが、遮蔽膜をハーフトーン膜に置き換えるハーフトーン型の方がバイナリマスク技術からの変更点も少なく導入しやすいため、広く用いられるようになってきている。しかし、更なる解像度の向上のために、上記設計技術の課題を克服してでも、解像力向上効果が大きいレベンソン型を用いたマスク作製の事例が増えてきている。レベンソン型位相シフトマスクには透明な位相シフター膜を配置するものと、位相が反転する深さまでガラスまたは石英の基板を掘り込むタイプのものが存在する。現在主に実用化されているのは、ガラスまたは石英の基板を掘り込むタイプのもので、バイナリマスクで微細なパターンが要求される部分のみガラスまたは石英基板を位相が反転する深さまで掘り込んでレベンソン型位相マスクとしたものである。
【０００３】
最近のガラス掘り込みレベンソンマスクでは、光量の低下を補うために図５（ａ）に示すような位相シフター側のＣｒパターン１の下にアンダーカットを加えた構造（片掘り込み型）が取り入れられるようになってきている。ガラスまたは石英基板３の掘り込みも片掘り込み型だけではなく、図５（ｂ）に示すような最適化の自由度の大きい、位相シフターでない側もアンダーカット構造にした両掘り込み型も用いられるようになってきている。
【０００４】
バイナリマスクの欠陥修正に標準的に用いられている液体金属Ｇａイオン源を用いた集束イオンビーム装置でガラスを削る方法として、弗化キセノン（ＸｅＦ２）（ＳＰＩＥ　３８７３，　ｐ１２７（１９９９））や沃素ガス（ＳＰＩＥ　４４０９，　ｐ５６３（２００１））雰囲気下でイオンビームの照射してＧａの注入を抑えガラスまたは石英基板を高い透過率を維持したままエッチングする方法が知られている。片掘り込み型もしくは両掘り込み型のアンダーカットを加えた構造をもつレベンソンマスクに対して、従来のガラス掘り込みレベンソンマスクの修正方法をそのまま適応すると、欠陥修正部分の光量の低下してしまう。片掘り込み型もしくは両掘り込み型のアンダーカットを加えた構造をもつレベンソンマスクに対しても、光量の低下を伴うことなく高精度かつ高品位な欠陥修正が行えることが求められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
アンダーカット構造を持つレベンソン型位相シフトマスクの欠陥に対して、光量の低下が起こらないような欠陥修正を行う。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
黒欠陥領域に対しては、黒欠陥領域を認識後、欠陥の上にあるＣｒパターンを除去し、引き続き黒欠陥領域をアンダーカット幅も含めてＧａの注入による透過率の低下が起こらないように沃素または弗化キセノンを流しながら集束イオンビームで除去する。アンダーカット幅分後退したＣｒ膜に対して電子ビームＣＶＤで遮蔽膜をアンダーカット構造を再現するように成長させて黒欠陥を修正する。
【０００７】
白欠陥領域に対して、白欠陥領域を認識後、欠陥の上にあるＣｒパターンを除去し、引き続き白欠陥領域を更に１８０度の位相に相当する深さまでＧａの注入による透過率の低下が起こらないように沃素または弗化キセノンを流しながら、アンダーカット幅も含めて集束イオンビームで除去する。アンダーカット幅分後退したＣｒパターンに対して電子ビームＣＶＤで遮蔽膜をアンダーカット構造を再現するように成長させて白欠陥を修正する。
【０００８】
また、アンダーカット幅分後退したＣｒパターンに対して電子ビームＣＶＤで遮蔽膜をアンダーカット構造を再現するように成長させる代わりに、ＦＩＢ−ＣＶＤでアンダーカット幅分後退したＣｒ膜上に遮蔽膜で庇を形成し、アンダーカットと同等な構造を再現することでも欠陥を修正できる。
【０００９】
【作用】
黒欠陥、白欠陥修正とも、集束イオンビームでアンダーカット幅も含めたガラス基板の削りこみを行っており、電子ビームＣＶＤまたはＦＩＢ−ＣＶＤにより形成した遮蔽膜で正常部分と同じアンダーカット構造もしくは同等な構造を再現できるので、欠陥修正領域も光量の大きさを維持した高精度な欠陥修正が可能である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態について説明する。
図４に示すようなマスク平面に対して垂直にイオン光学系１１を持ち、斜め方向に電子光学系１２を有する集束イオンビーム−電子ビーム複合装置に欠陥を有するアンダーカット構造のガラス掘り込みレベンソン型位相シフトマスク１３を導入し、欠陥検査装置で欠陥が検出された位置まで回転機構を有するＸ−Ｙステージ１４で移動する。欠陥領域を認識するためにイオン光学系１１で欠陥を含む領域を、２０　￣３０ｋＶまで加速され、０．１μｍ程度に集束されたイオンビーム４を走査し、二次イオン検出器もしくは二次電子検出器１５でイオンビーム４の照射によって発生した二次イオンもしくは二次電子を取りこむ。二次イオン検出器もしくは二次電子検出器１５の信号強度をＣＲＴ上の１ピクセルの色合いもしくは階調に対応させ、イオン光学系１１の偏向電極の走査と同期させて表示することにより二次イオン像または二次電子像を形成する。この二次イオン像または二次電子像から欠陥領域を決定する。イオンビーム４の照射と同時に、絶縁物であるガラス掘り込みレベンソン型位相シフトマスク１３のチャージアップを防止するために電子光学系１２で適当なビーム径に調整された数１００Ｖの電子ビーム６を照射し電荷の中和を行う。
【００１１】
図１に示すように、黒欠陥に対しては、黒欠陥領域２を認識（図１（ａ））後、欠陥の上にあるＣｒパターン１を集束イオンビーム４で除去し（図１（ｂ））、引き続き黒欠陥領域をアンダーカット幅も含めてＧａの注入による石英もしくはガラス基板３の透過率の低下が起こらないように、ガス銃５から沃素または弗化キセノン５を流しながら集束イオンビーム４で石英もしくはガラス基板３を削り欠陥を除去する（図１（ｃ））。Ｃｒパターンや石英もしくはガラス基板除去加工中はチャージアップを防止するために電子光学系１２で適当なビーム径に調整された数１００Ｖの電子ビーム６を照射し電荷の中和を行う。マスクに対して斜めに取りつけられた電子光学系にアンダーカット幅分後退したＣｒパターン１が向くように回転機構を有するＸ−Ｙステージ１４を回転させる。集束した電子ビーム６を走査してアンダーカット幅分後退したＣｒパターン１を含む領域の二次電子像を取得し、電子ビームＣＶＤが必要な領域を決定する。電子ビームＣＶＤが必要な領域に対してガス銃７から遮蔽膜原料ガスを流しながら高プローブ電流の集束した斜め入射電子ビーム６で遮蔽膜８をアンダーカット構造を精度良く再現するように水平方向に成長させて黒欠陥を修正する（図１（ｄ））。二次電子像取得および電子ビームＣＶＤ時にはチャージアップを防止するために、電子ビーム６は６００Ｖ￣１０００Ｖ程度の低加速電圧で使用する。
【００１２】
図２に示すように、白欠陥に対しては、白欠陥領域９を認識（図２（ａ））後、欠陥の上にあるＣｒパターン１を集束イオンビーム４で除去し（図２（　ｂ））、引き続き白欠陥領域を更に１８０度の位相に相当する深さまで黒欠陥修正同様Ｇａの注入による透過率の低下が起こらないようにガス銃５から沃素または弗化キセノンを流しながら、アンダーカット幅も含めて集束イオンビーム４で石英もしくはガラス基板３を削り欠陥を除去する（図２（ｃ））。このときもＣｒ膜や石英もしくはガラス基板除去加工中はチャージアップを防止するために電子光学系１２で適当なビーム径に調整された数１００Ｖの電子ビーム６を照射し電荷の中和を行う。黒欠陥修正時と同様にマスクに対して斜めに取りつけられた電子光学系にアンダーカット幅分後退したＣｒパターン１が向くように回転機構を有するＸ−Ｙステージ１４を回転させる。集束した電子ビーム６を走査してアンダーカット幅分後退したＣｒパターン１を含む領域の二次電子像を取得し、電子ビームＣＶＤが必要な領域を決定する。電子ビームＣＶＤが必要な領域に対してガス銃７から遮蔽膜原料ガスを流しながら高プローブ電流の集束した斜め入射電子ビーム６を選択走査し遮蔽膜８をアンダーカット構造を精度良く再現できるように水平方向に成長させて白欠陥を修正する（図２（ｄ））。二次電子像取得および電子ビームＣＶＤ時にはチャージアップを防止するために電子ビーム６は６００Ｖ￣１０００Ｖ程度の低加速電圧で使用する。
【００１３】
黒欠陥修正、白欠陥修正とも、アンダーカット幅分後退したＣｒパターン１に対して電子ビーム６で遮蔽膜８をアンダーカット構造を再現するように水平方向に成長させる代わりに、ガス銃７から遮蔽膜原料ガスを流しながら、石英もしくはガラス基板３に垂直に配置されたイオン光学系１２で集束したイオンビーム４でアンダーカット幅分後退したＣｒパターン１上に集束イオンビーム装置で、図３に示すようなステンシルマスクの白欠陥を修正するときのような遮蔽膜８の庇（例えば、Ｊ．　Ｖａｃ．　Ｓｃｉ．　Ｔｅｃｈｎｏｌ．　Ｂ１８，　ｐ３２５４（２０００））を形成し、アンダーカット構造と同等な構造を精度良く再現することで欠陥を修正することも可能である。もちろんイオンビーム４で遮蔽膜８形成中はチャージアップを防止するために電子光学系１２で適当なビーム径に調整された数１００Ｖの電子ビーム６を照射して電荷の中和を行う。
【００１４】
アンダーカット構造を持つレベンソン型位相シフトマスクの黒欠陥修正、白欠陥修正とも、集束イオンビーム４で高い透過率を維持したままアンダーカット幅も含めた石英またはガラス基板１３の削りこみを行っており、電子ビームＣＶＤまたはＦＩＢ−ＣＶＤにより形成した遮蔽膜８で正常部分と同じアンダーカット構造もしくは同等な構造を精度良く再現できるので、欠陥修正領域も光量の大きさを維持した高精度な欠陥修正が可能である。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、バイナリマスクのガラスを掘り込んだアンダーカット構造を持つレベンソン型位相シフトマスクの黒欠陥、白欠陥とも、集束イオンビームによるアンダーカット幅も含めたガラス基板の削りこみと電子ビームＣＶＤまたはＦＩＢ−ＣＶＤにより形成した遮蔽膜でアンダーカット構造もしくは同等な構造を精度良く再現することにより、欠陥修正領域も光量の大きさを維持した高精度な欠陥修正が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の特徴を最も良く表す欠陥修正過程（黒欠陥修正）の概略断面図である。
【図２】本発明で白欠陥を修正する場合を説明する概略断面図である。
【図３】電子ビームＣＶＤでアンダーカット構造を形成するかわりにＦＩＢ−ＣＶＤで庇を形成する場合を説明する概略断面図である。
【図４】本発明を用いてアンダーカット構造を持つレベンソンマスクの欠陥を修正するときに用いる集束イオンビーム−電子ビーム複合加工装置の概略図である。
【図５】片掘り込み型レベンソンマスクと両掘り込み型レベンソンマスクを説明する図である。
【符号の説明】
１　Ｃｒパターン
２　黒欠陥領域
３　石英またはガラス基板
４　イオンビーム
５　透過率を維持するためのアシストガス用ガス銃
６　電子ビーム
７　遮蔽膜原料ガス用ガス銃
８　遮蔽膜
９　白欠陥領域
１０　位相を１８０°反転させるためにガラス基板を掘り込んだ領域
１１　イオン光学系
１２　電子光学系
１３　アンダーカット構造をもつレベンソン型位相シフトマスク
１４　回転機構付Ｘ−Ｙステージ
１５　二次イオン検出器もしくは二次電子検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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