(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過型フォトマスク上の異物による欠陥を修正するマスク欠陥修正方法において、
光透過型フォトマスクの光透過部上の異物をマニピュレーターにより移動し、
前記異物を前記光透過型フォトマスクの遮光部上に載置することを特徴とするマスク欠陥修正方法。
【請求項２】
光反射型フォトマスク上の異物による欠陥を修正するマスク欠陥修正方法において、
光反射型フォトマスクの光反射部上の異物をマニピュレーターにより移動し、
前記異物を前記光反射型フォトマスクの遮光部上に載置することを特徴とするマスク欠陥修正方法。
【請求項３】
前記異物の移動は、前記異物を掴むまたは押すことにより行うことを特徴とする請求項１または２に記載のマスク欠陥修正方法。
【請求項４】
前記異物を前記遮光部上に載置した後、前記遮光部に固着させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のマスク欠陥修正方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のマスク欠陥修正方法により欠陥修正されたフォトマスクを用いて半導体装置を製造することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトマスク上の欠陥、特にパターン形成後に付着した異物などによる欠陥を修正するマスク欠陥修正方法及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体製造プロセスに用いられているフォトリソグラフィ工程での課題が顕著になりつつある。半導体デバイスの微細化が進むにつれて、フォトリソグラフィ工程での微細化に対する要求が高まっており、既に、デバイスの設計ルールは４５ｎｍにまで微細化し、制御しなければならないパターン寸法は４ｎｍ以下と極めて厳しい精度が要求されている。
【０００３】
このような中、フォトマスクの欠陥も例外ではなく、非常に厳しい精度が求められている。具体的には、フォトマスク上で４０ｎｍ程度の大きさの欠陥まで検出しなければならない状況になっている。
【０００４】
従来、フォトマスク上の欠陥に対しては、いわゆる欠陥修正装置により修正を行ってきた。具体的には、特許文献１に記載されているレーザービームによる欠陥の蒸発や、特許文献２に記載されている収束イオンビーム（ＦＩＢ）による欠陥箇所のエッチングあるいは堆積による修正、さらに原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）の技術を応用した極微細探針による欠陥箇所のエッチングによる修正などがある。
【０００５】
このような中、上述した半導体の微細化に伴い生じているマスク上の欠陥の微細化、およびマスク上のパターンの微細化により、修正が困難な欠陥が多発していた。これまで、いわゆる付着欠陥と呼ばれていたものが、修正困難な欠陥となってきているのである。付着欠陥に対しては、洗浄により取り除くか、上述の修正を行ってきた。
【０００６】
しかし、特にＳＲＡＦ（Ｓｕｂ−Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ａｓｓｉｓｔ  Ｆｅａｔｕｒｅ）と呼ばれるパターンは、ウェハ上では解像しない微細なパターンであり、ウェハ上で形成したいパターンのすぐ横に形成され、そのサイズはマスク上で８０ｎｍ以下である。このような微細なパターンの間に付着した欠陥は、レーザービームによる修正が困難である。これは、レーザービーム径が大きく、欠陥以外の周辺パターンにもダメージを与えるためである。
【０００７】
また、ＦＩＢによる修正も、ＦＩＢ特有のリバーベッドと呼ばれる修正痕やイオンが石英基板上に残るダメージが生じるため困難である。ＡＦＭの場合は修正可能であるが、修正に時間がかかり、スループット上の問題を抱えていた。また、ＥＵＶＬ用マスクの場合、欠陥を削りすぎて下地基板にダメージを与えることなく修正をするのが困難であった。
【０００８】
このような状況にもかかわらず、修正しなければならない付着欠陥の数はパターンサイズの微細化に伴い指数関数的に増加しているため、欠陥修正に要する時間が莫大になり、マスクのコストを上昇させる大きな要因になっていた。
【特許文献１】特開２００２−６２６３７号公報
【特許文献２】特開平４−２３７０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、マスクの欠陥修正に要する時間を大きく短縮し、マスクの製造コストと製造期間を削減するマスク欠陥修正方法及び半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一形態のマスク欠陥修正方法は、光透過型フォトマスク上の異物による欠陥を修正するマスク欠陥修正方法において、光透過型フォトマスクの光透過部上の異物をマニピュレーターにより移動し、前記異物を前記光透過型フォトマスクの遮光部上に載置する。
【００１１】
本発明の他の形態のマスク欠陥修正方法は、光反射型フォトマスク上の異物による欠陥を修正するマスク欠陥修正方法において、光反射型フォトマスクの光反射部上の異物をマニピュレーターにより移動し、前記異物を前記光反射型フォトマスクの遮光部上に載置する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、マスクの欠陥修正に要する時間を大きく短縮し、マスクの製造コストと製造期間を削減するマスク欠陥修正方法及び半導体装置の製造方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１４】
（第１の実施の形態）
まず、電子ビームレジストを塗布したＡｒＦハーフトーン（ＨＴ）ブランクスを準備し、電子ビームマスク描画装置（ニューフレアテクノロジー製ＥＢＭ５０００）により、このブランクスに５５ｎｍテクノロジーノードのデバイスパターンを描画した。
【００１５】
次に、通常のフォトマスク製造プロセスと同様にベーク処理（ＰＥＢ）を行い、アルカリ現像によりレジストパターンを現像した。続いて、レジストパターンをエッチングマスクにしてＣｒ膜およびＨＴ膜をドライエッチングした。その後、酸素プラズマ処理によりレジストを剥離した後、ウェット洗浄機により洗浄を行った。
【００１６】
この洗浄後のマスクに対して、欠陥検査装置（東芝機械社製ＭＣ３５００）により欠陥検査を行った。その結果、１３個のパターン形状異常の欠陥と５３個の光透過部の付着異物による欠陥が見つかった。１３個のパターン形状異常による欠陥は、ＦＩＢやＡＦＭを用いた欠陥修正装置により修正を行った。そして、５３個の付着異物による欠陥は、後述するようなマニピュレーターによる修正を行った。
【００１７】
図１は、本第１の実施の形態のマスク欠陥修正方法で用いるマニピュレーターの概念図である。このマニピュレーターは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）内に取り付けられた４つの極微細アームにより構成されている。ＳＥＭのステージ上に、欠陥検査対象であるフォトマスク１０（光透過型フォトマスク）が載置される。
【００１８】
２つのアーム１１，１２はマスク１０上の付着異物を掴むためのものであり、残る２つのアーム１３，１４は、付着異物を横方向に押してマスク１０上で移動させるためのものである。各アームは図示しない３つのピエゾ素子により駆動され、縦、横、上下方向にそれぞれ１００μｍ単位の移動が可能になっている。
【００１９】
図２の（ａ）〜（ｄ）は、付着異物をマニピュレーターにより掴んで遮光体上に置く工程を示す断面図である。マスク基板（石英基板）１上の光透過部にある５３個の付着異物のうち、掴みやすい形状をなす３８個の異物（異物３）に対して欠陥修正をした。以下の一連の作業は、操作者がＳＥＭによる観察を行いながらマニピュレーターを操作して実施する。
【００２０】
まず図２の（ａ）に示すように、対象となる異物３の上方にアーム１１とアーム１２を配置する。図２の（ｂ）に示すように、アーム１１とアーム１２をマスク基板１上に下降させ、アーム１１とアーム１２で異物３を挟む。
【００２１】
次に、アーム１１とアーム１２を操作して異物３を掴み上げ、図３の（ｃ）に示すように、近傍の遮光体２の上に載せる（載置する）。その後図３の（ｄ）に示すように、アーム１１とアーム１２を異物３から放す。
【００２２】
図３の（ａ）（ｂ）は、堆積物により異物を固着させる工程を示す断面図である。図３の（ａ）に示すように、上述した遮光体２上に置かれた異物３に対して、ＳＥＭにて観察のために使われる電子ビーム（荷電ビーム）を上方から集中的に照射しつつ、アームの横に設置されたマイクロノズル１５から、炭素を含有した堆積ガスを異物３に向けて斜め上方から吐出する。
【００２３】
この結果、図３の（ｂ）に示すように、異物３を覆うように有機物からなる堆積物４が堆積した。これにより、遮光体２上に移動された異物３は遮光体２上に固着し、再び移動してマスク基板１上に付着することが無くなる。
【００２４】
（第２の実施の形態）
図４の（ａ）〜（ｅ）は、本第２の実施の形態のマスク欠陥修正方法により付着異物を横方向に押してマスク基板上で移動させる工程を示す断面図である。図４の（ａ）〜（ｅ）において図２の（ａ）〜（ｄ）と同一な部分には同符号を付してある。マスク基板（石英基板）１上の光透過部分にある５３個の付着異物のうち、掴みにくい形状をなす１５個の異物（異物３１）に対して欠陥修正をした。以下の一連の作業は、操作者がＳＥＭによる観察を行いながらマニピュレーターを操作して実施する。
【００２５】
まず図４の（ａ）に示すように、対象となる異物３１の斜め上方にアーム１３を配置する。図４の（ｂ）に示すように、アーム１３をマスク基板１上の異物３１の側方に下降させる。
【００２６】
次に、図４の（ｃ）に示すように、アーム１３により異物３１を側方から押して、マスク基板１に接触した状態で近傍の遮光体２まで移動させる。その後図４の（ｄ）に示すように、異物３１を遮光体２の側面に押し付けながらアーム１３を上昇させることにより、図４の（ｅ）に示すように、異物３１を遮光体２上に押し上げて載せる（載置する）。その後、第１の実施の形態と同様に異物３１を有機物で覆い遮光体２上に固着させる。
【００２７】
上記第１及び第２の実施の形態では、１個の付着異物による欠陥の修正にかかる時間は４０秒程度であり、ＳＥＭにて欠陥位置座標情報を基にマスク上の欠陥を観察光軸上に位置させるステージ移動の時間などを含めても、５３個の欠陥を修正するのに要した時間は４５分程度であった。
【００２８】
なお、従来のようにＡＦＭにて付着異物をエッチングにより修正した場合は、１個の欠陥を修正するのに要する時間は約７分必要であり、さらに、２０個程度の修正を行うと探針を交換しなければならない。このため、５３個の欠陥を修正するには探針の交換・調整時間も含めて約７時間必要であった。しかし本実施の形態によれば、上述したように付着異物を短時間に確実に修正することが可能であり、マスク製造にかかるコストと時間を大きく削減できる。
【００２９】
以上のように欠陥修正が行われたフォトマスクは、洗浄され再び欠陥検査装置による欠陥検査が行われ、欠陥が無いことが確認されるとペリクルが貼り付けられる。続いて、このフォトマスクを用いてウェハ露光装置にて半導体ウェハに対して露光を行い、その半導体ウェハから最終的に半導体装置が製造される。
【００３０】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。異物を遮光体に固着するのに用いた堆積物は有機物（炭素含有物）に限らず、珪素含有物や金属含有物などでもよい。また、マイクロノズル（極微小ノズル）から接着剤を吐出し固着してもよい。さらに、欠陥修正するフォトマスクはＡｒＦ用のＨＴマスクに限らない。本実施の形態によるマスク欠陥修正方法は、例えば、図５に示すようにマスク基板１上に多層膜５（光反射部）を設けたＥＵＶＬ用の光反射型フォトマスクに適用することも可能である。
【００３１】
上記実施の形態では、フォトマスク上のパターン形成後に付着した異物による欠陥の修正を行った。光透過型フォトマスクの場合、遮光体パターンと遮光体パターンの間の光透過部上に付着した異物による欠陥を、マニピュレーターにより近傍の遮光体パターンの上に移動させることで、実質的にウェハ露光時の異物の影響を無くすことができる。
【００３２】
また、ＥＵＶＬ用の光反射型フォトマスクの場合も同様に、遮光体パターンと遮光体パターンの間の多層膜上に付着した異物による欠陥を、マニピュレーターにより近傍の遮光体パターンの上に移動させることで、実質的にウェハ露光時の異物の影響を無くすことができる。
【００３３】
さらに、遮光体パターン上に載置された異物がマスク洗浄時等に移動して再び欠陥になることを防ぐために、遮光体パターン上で固着処理を行った。
【００３４】
これにより、フォトマスク上の付着異物の欠陥修正を簡便に行うことが可能になり、欠陥修正に要する時間を大きく低減し、マスクのコストの削減と納期（ＴＡＴ）の短縮を図ることが可能になる。その結果、欠陥修正されたフォトマスクを用いて製造される半導体装置にかかるコストの削減と納期の短縮も可能になる。
【００３５】
その他本発明は、上記各実施の形態のみに限定されず、要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１の実施の形態のマスク欠陥修正方法で用いるマニピュレーターの概念図。
【図２】第１の実施の形態に係る付着異物をマニピュレーターにより掴んで遮光体上に置く工程を示す断面図。
【図３】第１の実施の形態に係る堆積物により異物を固着させる工程を示す断面図。
【図４】第２の実施の形態のマスク欠陥修正方法により付着異物を横方向に押してマスク基板上で移動させる工程を示す断面図。
【図５】実施の形態の変形例に係るＥＵＶＬ用の反射型マスクの構成を示す断面図。
【符号の説明】
【００３７】
１…マスク基板  ２…遮光体  ３，３１…異物  １１，１２，１３，１４…アーム  ４…堆積物  ５…多層膜
【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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