(57)【要約】【課題】洗浄以外の方法でクリーンかつ確実にフォトマスク上に存在する数個以下のパーティクルを除去する。【解決手段】高い位置決め精度を有する走査プローブ顕微鏡の探針2とフォトマスク上のパーティクル1間の力学的・電磁気学的な相互作用または化学反応を利用して転写に影響を与えるパーティクルをフォトマスク上からクリーンかつ確実に除去する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査プローブ顕微鏡探針をパーティクルの側面に当てて押しつけてフォトマスク上に付着したパーティクルを移動させることで除去することを特徴とするフォトマスクのパーティクル除去方法。
【請求項２】
導電性の走査プローブ顕微鏡探針に正または負の電圧を印加し電荷を帯びたパーティクルとの間の静電引力または静電斥力を利用してフォトマスク上のパーティクルを移動させて除去することを特徴とするフォトマスクのパーティクル除去方法。
【請求項３】
フォトマスク上に固着したパーティクルをパーティクルよりも固い走査プローブ顕微鏡探針で削り取ることでフォトマスク上に固着したパーティクルを除去することを特徴とするフォトマスクのパーティクル除去方法。
【請求項４】
ピンセット機能を持つ走査プローブ顕微鏡探針でフォトマスク上に付着したパーティクルをピックアップして除去することを特徴とするフォトマスクのパーティクル除去方法。
【請求項５】
走査プローブ顕微鏡探針をフォトマスク上に付着したパーティクルに接触させた状態で電子ビームまたはイオンビームのデポジション機能で接着し、パーティクルが探針に接着した状態で移動させてパーティクルを除去することを特徴とするフォトマスクのパーティクル除去方法。
【請求項６】
パーティクル周辺を適当なpHの酸性またはアルカリ性溶液で満たし、導電性の走査プローブ顕微鏡探針でゼータ電位をコントロールしてフォトマスク上に付着したパーティクルを遊離させて除去することを特徴とするフォトマスクのパーティクル除去方法。
【請求項７】
強磁性を備えた走査プローブ顕微鏡探針の磁気的な相互作用を利用してフォトマスク上に付着したパーティクルを除去することを特徴とするフォトマスクのパーティクル除去方法。
【請求項８】
オゾンガス雰囲気中で走査近接場顕微鏡探針先端からVUVエバネッセント光を直下のパーティクルに供給してフォトマスク上に付着した有機系のパーティクルを昇華物に変換除去することを特徴とするフォトマスクのパーティクル除去方法。
【請求項９】
導電性の走査プローブ顕微鏡探針に強いパルス状の電界を印加し電界蒸発でフォトマスク上に付着したパーティクルを除去することを特徴とするフォトマスクのパーティクル除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリソグラフィ工程で使用されるフォトマスクのパーティクル除去方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Si半導体集積回路の微細化はめざましく、それに伴って転写に用いるフォトマスクまたはレチクル上のパターン寸法も微細になってきている。フォトマスクはリソグラフィ工程の原版であり、フォトマスクにパーティクル等のソフトディフェクトが存在するとそれがそのままウェーハに転写されてしまいデバイスの不良を生じることになりかねないので取り除かれなければならない。寸法の微細化に伴い、許容できないパーティクルサイズも小さくなってきている。
【０００３】
従来、パーティクル除去のために洗浄液を使った洗浄がなされていた。（例えば、非特許文献１参照）
【非特許文献１】田辺功、竹花洋一、法元盛久「フォトマスク技術のはなし」pp216-220(1996)、工業調査会。
【非特許文献２】Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 41 (2002) pp.4242-4245
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術において、パーティクル除去のための洗浄が工夫されているが、パーティクルの種類により洗浄も異なり、洗浄回数を増やすと遮光膜の膜減り（膜べり）が生じたり、位相が変化するなどの副次的な問題も抱えている。ここで、膜減りとは遮光膜(ハーフトーンのものも含む)が洗浄(酸やアルカリ)により薄くなっていくことをいう。洗浄回数を重ねるとどんどん膜が薄くなっていき、最後には遮光膜としても機能を果たさなくなってしまう。Crマスクはかなり余裕度もあり、膜を厚くするということができる。しかし、MoSiONのようなハーフトーンマスクにおいては解像力を上げるために位相が180°になるような膜厚に調整されているため、余裕度をもって膜を厚くするというようなことはできないので、この膜減りが大きくなると、期待される機能そのものを果たさなくなってしまい問題となる。
【０００５】
マスクの検査工程や欠陥修正工程でパーティクルが見つかることがあると、たとえ1個であってもいままで洗浄以外の方法で積極的にパーティクルを除去しようということはなされなかった。マスクの検査工程や欠陥修正工程で見つかったパーティクルはそのマスク上の位置もわかっており、数個のパーティクルならば、洗浄回数を増やすと遮光膜の膜減りが生じたり、位相が変化するなどの副次的な問題も抱えている洗浄よりも、座標をリンケージさせて他の装置で他のアプローチでクリーンかつ確実に取り除けるのならば、多少工程が増えてもフォトスク製造工程全体でみると高品質を達成する上で魅力的かつ必要な方法である。
【０００６】
本発明は、洗浄以外の方法で安全かつ確実にフォトマスク上に存在する数個以下のパーティクルの除去を行おうとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
走査プローブ顕微鏡の探針とフォトマスク上のパーティクル間の力学的・電磁気学的な相互作用または化学反応を利用してパーティクルをフォトマスク上から除去する。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように、この発明では洗浄による遮光膜の膜減りが生じたり、位相が変化するなどの副次的な問題も起こすことなく、欠陥検査工程や欠陥修正工程で見つかったパーティクルをクリーンかつ確実にフォトマスク上から除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
走査プローブ顕微鏡は先鋭な探針に起因する強い局所性と高分解能顕微鏡特有の高い位置決め能力を持っており、欠陥検査装置や欠陥修正装置の位置情報を用いて正常なパターンに悪影響を与えずに狙ったパーティクルのみフォトマスク上から除去することができる。洗浄以外の方法でパーティクルを除去するので、洗浄による遮光膜の膜減りが生じたり、位相が変化するなどの副次的な問題も起こることはない。
以下に、本発明を用いた実施例について説明する。
【００１０】
パーティクルを見つけた欠陥検査装置や欠陥修正装置の位置情報に従い、原子間力顕微鏡のステージをパーティクルのある位置に移動する。原子間力顕微鏡の観察モードでパーティクル1を含む領域を観察し、ガラス基板4上のパーティクルの位置を認識する。図1に示すように原子間力顕微鏡探針2をパーティクル1の側面に当てて、そのまま付着したパーティクルを押して移動させることで除去する。押し当てたときの力の勾配をモニターし、力の勾配が最大になる方向に常に探針2を制御してパーティクル1を移動除去する。
【００１１】
パーティクルがプラスまたはマイナスに帯電している場合には、その静電的な特性を利用してパーティクルの除去を行う。パーティクルを見つけた欠陥検査装置や欠陥修正装置の位置情報に従い、導電性探針を備えた原子間力顕微鏡のステージをパーティクルのある位置に移動する。原子間力顕微鏡の観察モードでパーティクルを含む領域を観察し、パーティクル1の位置を認識する。図2に示すように導電性の探針5に正または負の電圧を印加し、電荷を帯びたパーティクル1との間の静電斥力(図2(a))または静電引力(図2(b))を利用してフォトマスク上のパーティクル1を移動させて除去する。
【００１２】
フォトマスク上に強固に付着した（固着した）パーティクルに対しては原子間力顕微鏡探針でスクラッチングにより剥ぎ取りを行う。パーティクルを見つけた欠陥検査装置や欠陥修正装置の位置情報に従い、パーティクルよりも硬い材質でできた探針を有する原子間力顕微鏡のステージをパーティクルのある位置に移動する。原子間力顕微鏡の観察モードでパーティクル1を含む領域を観察し、パーティクルの位置を認識する。図3に示すようにフォトマスク上に強固に付着したパーティクル1をパーチティクルよりも固い探針2で削り取ることでフォトマスク上に付着したパーティクル1を除去する。
【００１３】
パーティクルが小さく基板への付着力がそんなに強くない場合には、ナノピンセット技術を利用することによりパーティクルを除去することができる。パーティクルを見つけた欠陥検査装置や欠陥修正装置の位置情報に従い、ピンセット機能を持つ探針と普通の探針を併せ持つ原子間力顕微鏡のステージをパーティクルのある位置に移動する。普通の探針の原子間力顕微鏡の観察モードでパーティクルを含む領域を観察し、パーティクルの位置を認識する。図4に示すようにナノピンセットとして例えば非特許文献２に示されているようなカーボンナノチューブでできた微細なピンセット6をパーティクルの位置に移動し、付着したパーティクル1を挟み込みピックアップして除去する。
【００１４】
集束イオンビーム装置で行われている透過電子顕微鏡用サンプル作製技術を応用した手法もパーティクル除去に利用することができる。パーティクルを見つけた欠陥検査装置や欠陥修正装置の位置情報に従い、デポジション機能やエッチング機能を有する電子ビーム装置またはイオンビーム装置と真空内で複合した原子間力顕微鏡のステージをパーティクルのある位置に移動する。原子間力顕微鏡の観察モードでパーティクルを含む領域を観察し、パーティクルの位置を認識する。図5(a)に示すようにまず走査プローブ顕微鏡探針2をフォトマスク上に付着したパーティクルに接触させた状態でデポジション用ガス供給系8からデポジション原料ガスを流しながら電子ビームまたはイオンビーム7でデポジション膜9を形成し接着する。パーティクルが探針に接着した状態で強い力でパーティクル1をガラス基板から引き離し、パーティクル1を移動させる。図5(b)に示すようにパーティクル移動先でエッチング用ガス供給系10からエッチングガスを流しながら電子ビームまたはイオンビーム7のエッチングで接着部分のデポジション膜9をエッチングし、パーティクル1を引き離す。
【００１５】
溶液とガラス基板の界面のゼータ電位を制御してパーティクルを遊離除去することもできる。パーティクルを見つけた欠陥検査装置や欠陥修正装置の位置情報に従い、適当なpHを持つ酸性またはアルカリ性溶液11で満たした電気化学走査トンネル顕微鏡のステージをパーティクルのある位置に移動する。電気化学走査トンネル顕微鏡の観察モードでパーティクル1を含む領域を観察し、パーティクル1の位置を認識する。図6に示すように参照電極12で電圧をモニターながらパーティクル1の近くに電気化学走査トンネル顕微鏡の探針5を配置し、導電性の探針5で溶液とガラス基板の界面のゼータ電位をコントロールしてフォトマスク上に付着したパーティクル1を遊離させ除去する。
【００１６】
磁性金属でできたパーティクルに対しては、その磁気的な性質をパーティクル除去に利用する。パーティクルを見つけた欠陥検査装置や欠陥修正装置の位置情報に従い、非磁性の原子間力顕微鏡探針と走査磁気力顕微鏡探針を備えた装置のステージをパーティクルのある位置に移動する。非磁性の原子間力顕微鏡探針でパーティクルを含む領域を観察し、パーティクルの位置を認識する。次に図7(a)に示すように強磁性探針13を磁性体でできたパーティクル1に近づけ磁気的な引力を利用してフォトマスク上に付着したパーティクル1を移動除去する。図7(b)に示すように強磁性探針13と磁性体でできたパーティクル1の磁気的な斥力を利用しても同様にパーティクルを除去できる。
【００１７】
パーティクルが有機物の場合には、オゾンガス雰囲気下でのVUV光洗浄の原理を利用する。パーティクルを見つけた欠陥検査装置や欠陥修正装置の位置情報に従い、走査近接場顕微鏡のステージをパーティクルのある位置に移動する。走査近接場顕微鏡観察のシアフォースモードでパーティクルを含む領域を観察し、パーティクルの位置を認識する。図8に示すようにオゾンガス供給系16からオゾンガスを流しながら走査近接場顕微鏡探針先端14からVUV光源15のエバネッセント光を直下のパーティクル1に供給してフォトマスク上に付着した有機系のパーティクル1を昇華物に変え除去する。
【００１８】
パーティクルに導電性があり、パーティクルのサイズが非常に小さい場合には導電性探針による電界蒸発現象を利用する。パーティクルを見つけた欠陥検査装置や欠陥修正装置の位置情報に従い、導電性の探針を備えた原子間力顕微鏡のステージをパーティクルのある位置に移動する。原子間力顕微鏡の観察モードでパーティクル1を含む領域を観察し、パーティクル1の位置を認識する。図9に示すように導電性の探針5にパルス電源17で強いパルス状の電界を印加し電界蒸発でフォトマスク上に付着したパーティクル1を除去する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】探針をパーティクルの側面に当てて押しつけて付着したパーティクルを移動させて除去する場合の説明図である。
【図２】探針に電圧を印加し、パーティクルとの間の静電的な相互作用を利用して除去する場合の説明図である。
【図３】探針のスクラッチングによりパーティクル除去する場合の説明図である。
【図４】ピンセット機能を有する探針でパーティクルを摘み上げて除去する場合の説明図である。
【図５】探針をパーティクルに接触させた状態で電子ビームまたはイオンビームのデポジション機能で接着し、強い力で引き離し除去する場合の説明図である。
【図６】電解質溶液中で導電性の探針でゼータ電位をコントロールして付着したパーティクルを遊離させて除去する場合の説明図である。
【図７】強磁性を備えた走査プローブ顕微鏡探針の磁気的な相互作用を利用して付着したパーティクルを除去する場合の説明図である。
【図８】オゾンガス雰囲気中で走査近接場顕微鏡のVUVエバネッセント光で付着した有機系のパーティクルを昇華物に変換除去する場合の説明図である。
【図９】導電性の走査プローブ顕微鏡探針に強いパルス状の電界を印加し電界蒸発で付着したパーティクルを除去する場合の説明図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  パーティクル
２  原子間力顕微鏡探針
３  ガラス基板
４  正常パターン
５  導電性を有する原子間力顕微鏡探針
６  ピンセット機能を有する探針
７  電子ビームまたはイオンビーム
８  デポジション用ガス供給系
９  デポジション膜
１０  エッチング用ガス供給系
１１  電解質溶液
１２  参照電極
１３  強磁性を備えた走査プローブ顕微鏡探針
１４  走査近接場顕微鏡探針
１５  ＶＵＶ光源
１６  オゾンガス供給系
１７  パルス電源
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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