(57)【要約】【解決手段】多層コーティングにおける振幅欠陥の修復のための方法および装置が提供される。振幅欠陥の下方にある有意な数の層は非損傷のものである。この修復技術は、欠陥を物理的に除去し、そして下方にある非損傷の層を露出させる広くかつ浅いクレーターを残すことによって、該コーティングの局所的反射率を修復するものである。粒子、ピットあるいはスクラッチが最初に除去され、そして、残存する損傷領域が、下方にある完全な層を擾乱することなく、エッチング除去される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層コーティング中の振幅欠陥の修復方法であって、
前記多層コーティングから振幅欠陥を引起すものを除去し（なお、該欠陥の除去後に前記多層コーティングの損傷領域は残存させる。）、そして、
前記損傷領域をエッチングにて除去することを特徴とする多層コーティング中の振幅欠陥の修復方法。
【請求項２】
前記振幅欠陥を引起すものが、粒子、浅いピット、スクラッチからなる群から選ばれたものである請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記損傷領域をエッチング除去する工程が、前記多層コーティングの非損傷の下方層を擾乱することなく行われるものである請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
粒子を除去する段階が、多層コーティングの外部への粒子のミリングを含み、このミリングが集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いて行われるものである請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
前記ＦＩＢが垂直入射角近くで操作されるものである請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ＦＩＢが１００ｎｍ未満の直径を有するものである請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記ＦＩＢがガス源を有するものである請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記ガス源が、Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｘｅ，Ｆ，Ｃｌ，ＩおよびＢｒからなる群から選ばれたガスである請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ＦＩＢが液状金属源を有するものである請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
前記液状金属源が、Ｇａ，Ｓｉ，Ｉｎ，ＰｂおよびＨｇからなる群から選ばれた液状金属である請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ＦＩＢを用いて前記欠陥を画像化することを、さらに有するものである請求項４に記載の方法。
【請求項１２】
前記除去工程および前記エッチング工程の間に前記欠陥を画像化することを、さらに有するものである請求項１または２に記載の方法。
【請求項１３】
前記画像化工程が集束イオンビームを用いて行われるものである請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記損傷領域をエッチング除去する工程が、５０００Ｖ未満の電圧を有するイオンビームを用いて行われるものである請求項１または２に記載の方法。
【請求項１５】
前記イオンビームが約１０ｎｍ〜約１ｍｍの範囲内の直径を有するものである請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記イオンビームが、エッチングプロセスの均一性を改良するために、多層コーティングに対して回転させられるものである請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記損傷領域をエッチング除去する工程が、２００℃未満の温度で行われるものである請求項１または２に記載の方法。
【請求項１８】
前記損傷領域をエッチング除去する工程が、１０μｍより大きな直径で、１５０ｎｍ未満の深さを有するクレーターを、前記多層コーティング表面に形成するものである請求項１または２に記載の方法。
【請求項１９】
前記損傷領域をエッチング除去する工程が、前記多層コーティングの表面から２０°未満である入射角を有するイオンビームを用いて行われるものである請求項１または２に記載の方法。
【請求項２０】
前記イオンビームが、エッチングプロセスの均一性を改良するために、多層コーティングに対して回転させられるものである請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
欠陥を除去するための前記ミリング工程によって注入された原子を除去することをさらに有するものである請求項４に記載の方法。
【請求項２２】
前記粒子が、損傷した多層コーティングの局在化領域によって囲繞された、前記多層コーティングの表面上のもの、あるいは表面近傍に埋めこまれたものである請求項１または２に記載の方法。
【請求項２３】
欠陥を除去する工程がクレーターを形成できる能力を有する原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）によって行われるものである請求項１または２に記載の方法。
【請求項２４】
前記修復領域における多層コーティングの表面の傾斜を最小化することをさらに有するものである請求項１または２に記載の方法。
【請求項２５】
欠陥の除去工程後に、露出多層コーティングの酸化を制限する、約１〜４ｎｍ厚のＳｉ層を堆積することをさらに有するものである請求項１または２に記載の方法。
【請求項２６】
多層コーティング中の振幅欠陥の修復方法であって、
前記欠陥を物理的に除去し、そして、前記コーティングの局部反射率を回復するために非損傷の下方層を露出させる、広くかつ浅いクレーターを残すことを特徴とする多層コーティング中の振幅欠陥の修復方法。
【請求項２７】
多層コーティング中の振幅欠陥を修復する装置であって、
イオンビームを発するイオンビーム源、および
多層コーティングを有する基板を保持しそして位置決めするためのマウントを有することを特徴とする多層コーティング中の振幅欠陥を修復する装置。
【請求項２８】
前記欠陥を除去するため、および前記欠陥の除去において残存する任意の損傷領域をエッチング除去するために、前記多層コーティング上に前記イオンビームを集束するイオンビーム光学系をさらに有してなる請求項２７記載の装置。
【請求項２９】
前記イオンビーム光学系が、前記イオンビームを前記多層コーティング上に、１００ｎｍ未満の直径にて集束することができるものである請求項２８記載の装置。
【請求項３０】
前記イオンビーム源が、ガス源を有するものである請求項２７または２８記載の装置。
【請求項３１】
前記ガス源が、、Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｘｅ，Ｆ，Ｃｌ，ＩおよびＢｒからなる群から選ばれたガスである請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記イオンビーム源が液状金属源を有するものである請求項２８に記載の装置。
【請求項３３】
前記液状金属源が、Ｇａ，Ｓｉ，Ｉｎ，ＰｂおよびＨｇからなる群から選ばれた液状金属である請求項３１に記載の装置。
【請求項３４】
前記イオン源を用いて前記欠陥を画像化する手段を、さらに有するものである請求項２７または２８に記載の装置。
【請求項３５】
エッチングプロセスの均一性を改良するために、前記多層コーティングに対して前記イオンビームを回転させる手段をさらに有するものである請求項２７または２８に記載の装置。
【請求項３６】
前記多層コーティングの温度を監視するための手段をさらに有するものである請求項２７または２８に記載の装置。
【請求項３７】
前記イオンビーム源が、クレーターを形成できる能力を有する原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）であり、前記基板を保持しかつ位置決めするマウントが前記ＡＦＭの近傍で操作可能なものである請求項２７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
アメリカ合衆国政府は、ローレンス  リバーモア  ナショナル  ラボラトリー（Ｌａｗｒｅｎｃｅ Ｌｉｖｅｒｍｏｒｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）の運用に関するアメリカ合衆国エネルギー局とカリフォルニアユニヴァーシティとの間の契約番号Ｗ−７４０５−ＥＮＧ−４８に従い、本発明における権利を有する。
【０００２】
【背景】
分野
本開示は、極端紫外線リソグラフィー（ＥＵＶＬ）システムによって製造される部品における欠陥を最小化することに関するものであり、特に、ＥＵＶＬマスクブランクにおける振幅欠陥を修復する方法に関するものである。それは、ＥＵＶリソブラフィーマスクブランクにおける局在的振幅欠陥を修復する方法にも関するものである。
【０００３】
関連技術の説明
極端紫外線リソグラフィーは、約１３ｎｍの光の波長でシリコンウェハ上に集積回路パターンを印刷するために投射光学系を使用する技術である。全ての材料においてこの波長での吸収は高いので、マスクを含むＥＵＶＬ光学系は反射性でなければならない。ＥＵＶＬ反射性マスクブランクは、反射性の多層フィルムで最初にコーティングされ、次に、吸収層（これはその後パターニングされる。）でコーティングされた、厚肉のガラス基板からなる。Ｃ． Ｗ． Ｇｗｙｎ ｅｔ ａｌ．， Ｊ． Ｖａｃ． Ｓｃｉ． Ｔｅｃｈｎｏｌ． Ｂ １６， ３１４２ （１９９８）， Ｓ． Ｂｕｒｋｈａｒｔ ｅｔ ａｌ．， Ｐｒｏｃ． ＳＰＩＥ， ｖｏｌ． ３６７６、ｐ． ５７０， １９９９、およびＴ． Ｉｋｅｄａ ｅｔ ａｌ．， 「反射型マスク（”Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ Ｔｙｐｅ Ｍａｓｋ”）」， １９９１年９月２４日交付の米国特許第５，０５２，０３３号を参照のこと。
【０００４】
反射コーティングないしは吸収層におけるどのような欠陥も、ウェハー上の集積回路パターンの中で印刷エラーを生み出すので、問題である。基本的な戦略は、欠陥密度を最小化する、およびさらに消滅させる、ＥＵＶＬマスク製造するための極端に清浄化されたプロセスを開発することである。しかしながら、リソグラフィーマスクの現在の製造における傾向は、ＥＵＶＬマスクの上にある少数の欠陥を修理する実行可能な能力を発展させることに、費用的利点が存在するであろうことを示唆している。ＥＵＶＬマスク中に発生し得る欠陥の分類（１０）は、図１に概説される。修復方法は、すべてのタイプの欠陥のために開発されなければならない。
【０００５】
図１を参照すると、パターニングされた吸収層における欠陥（１２）は、金属が故意でなく残存しているないしは欠損している領域からなるものである。これらは、反射された場（ｆｉｅｌｄ）の局部的振幅において誤差を起こすものであり、それゆえ、「振幅欠陥」である。現在、伝送（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）において働く、リソグラフィーマスクの吸収層の中の欠陥を修理するための、円熟した技術が存在する。集束イオンビームを用いたミリングおよび堆積に基づくこの技術が、ＥＵＶＬマスクの吸収層における欠陥を修理するために拡張され得ることを期待することは、妥当である。 Ｔ． Ｌｉａｎｇ ｅｔ ａｌ．， Ｊ． Ｖａｃ． Ｓｃｉ． Ｔｅｃｈｎｏｌ． Ｂ １８， ３２１６ （２０００）を参照のこと。
【０００６】
図１を再度参照すると、ＥＵＶＬマスクに独特な問題は、反射性多層コーティングにおける欠陥（１４）の存在である。プロトタイプ的な多層コーティングは、モリブデンとアモルファスシリコンとの二重層の６０個から成る。個々の層の厚さは、モリブデンとシリコンに関し、それぞれ約３ｎｍと約４ｎｍである。反射率はコーティングの共鳴特性であり、これによって、層のすべての対によって反射された場は、構造的に干渉する。従って、反射率は、フィルムの深さを通じて起こり、そして反射コーティング内での層構造のどのような変形または分裂でも、欠陥となり得る。
【０００７】
反射多層コーティングにおける欠陥の分類は、図１において示されるように、自然に２つのカテゴリーに別けられる。第一のカテゴリーは、内因性タイプの欠陥（１６）である。該内因性欠陥は、多層フィルムを堆積するために用いられる蒸着プロセスに特有な統計的変動によって核形成される。特に、ランダムな粗さの蓄積を引き起こしている１原子ごとの堆積プロセスにおいて、散弾雑音（ｓｈｏｔ ｎｏｉｓｅ）がある。粗さの分散（ｖａｒｉａｎｃｅ）は、コーティングの全体の厚さによってかなり直線的に変動する。粗さのより低い頻度の要素は、上に重ねられた層によって効率的に複製され、そして、それによって、コーティングの頂部に向かって増大する。これらのランダムな厚さ変動の１つが、高さ約０．５ｍと幅約１００ｎｍである限界サイズを越えている場合は、これは内因性欠陥となる。層構造の結果的変形が、反射された場の位相における、容認できない摂動（ｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎ）を引起す。それゆえ、内因性欠陥は「位相欠陥」である。
【０００８】
反射多層コーティングにおける欠陥の第二のカテゴリーは、図１に示すように、外因性タイプの欠陥（１８）である。外因性欠陥は、外部の摂動によって核形成された多層構造の変形または分裂である。これはマスク基板の上の粒子、ピット、若しくはスクラッチで有り得、または、堆積プロセスの間に多層フィルム中に埋込まれた粒子で有り得、または、堆積プロセスの後に、コーティングの頂部上に埋込まれた粒子、ピット、またはスクラッチで有り得る。図１に示されるように、反射された場における欠陥の効果は、欠陥がどこで核形成されたかに依存するであろう。そして、核形成が基板（２０）で、または多層コーティング（２２）の底部で起きた場合、頂部層が変形されるけれども破壊されないように、膜成長力学は構造的摂動を抑えるような傾向があるだろう。この場合、欠陥は、反射された場の位相の変調を引き起こし、そして「位相欠陥」である。他の可能性は、欠陥が多層コーティング（２４）の頂部の近くまたは頂部において、核形成されるものである。これは、頂部層の堆積の間に導入された粒子で有り得、または、堆積の後に、頂部表面に埋込まれた粒子、ピット、またはスクラッチで有り得る。多層コーティングの粒子および損傷部分は、下に積層されている層を陰で覆い、従って反射された場を減衰させるであろう。これゆえ、これらは、「振幅欠陥」である。
【０００９】
「反射マスク（”Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ Ｍａｓｋ”）」と題され、１９９３年１２月２１日にイトウら（Ｉｔｏｕ ｅｔ． ａｌ．）に交付された米国特許第５，２７２，７４４号は、多層欠陥の修復を容易とするための、エックス線および極端紫外線リソグラフィー用の特別なレチクルを開示している。このレチクルは、Ａｕ層によって分離された２つの多層フィルムの積重ねから構成されており、そしてこれは、「反射型マスク（”Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ Ｔｙｐｅ Ｍａｓｋ”）」と題され、１９９１年の９月２４日にティー  イケダら（Ｔ． ｉｋｅｄａ ｅｔ ａｌ．）に交付された米国特許第５，０５２，０３３号において述べられるような、多層フィルム上のパターニングされた吸収層または吸収体上のパターニングされた多層フィルムの別のデザインを包含する、周知のレチクルデザインとは異なるものである。イトウらのアプローチは、（ｉ）彼らレチクルは他のデザインよりも製造がより困難でかつ高価である、（ｉｉ）Ａｕ層の導入は、反射性の上方層において追加的な粗さをもたらす傾向があり、反射率およびリソグラフィーシステムのスループットを減じている、（ｉｉｉ）彼らの修復プロセスは局在的なものではなく、そして新たな粒子／欠陥を導き得る、レジスト等での全レチクルブランクの被覆を含むものである、および（ｉｖ）彼らの方法は、多層欠陥修復プロセスから位相欠陥が生じないように、Ａｕ堆積および種々のエッチングプロセスの究極的な制御を必要するゆえ、彼らの方法が実用的にうまくいくかどうかに不明確であるといった点を包含して、いくつかの不利なところを有している。「極端紫外線リソグラフィー用多層被覆レチクルブランクにおける局在欠陥の修復（”Ｒｅｐａｉｒ ｏｆ Ｌｏｃａｉｚｅｄ Ｄｅｆｅｃｔｓ ｉｎ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ−Ｃｏａｔｅｄ Ｒｅｔｉｃｌｅ Ｂｌａｎｋｓ ｆｏｒ Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ”）」と題され、２０００年の９月２６日に本発明者らによって出願され、また関連により本明細書中に取り込まれる、米国特許出願一連番号第０９／６６９，３９０号は、ＥＵＶＬレチクルにおける多層位相欠陥を修復する技術を開示している。この技術は、多層の局部領域における収縮を引き起こすために、集束した高エネルギービームを利用するものである。多層構造が顕著に擾乱される際、欠陥を有する多層は、振幅並びに反射したＥＵＶ光の位相を変化させ、そしてこの欠陥は「振幅欠陥」と称される。上記の技術は、ＥＵＶＬレチクルにおける振幅欠陥を修復するのには有効ではないであろう、そして、ＥＵＶＬレチクルにおける振幅欠陥の修復は本発明の課題である。
【００１０】
多層反射コーティングにおいて発生することが予測される欠陥の全てのタイプを修復する方法を開発することは重要である。欠陥の最も大きな源は、基板の不完全性によって核形成された外因性欠陥であるようである。滑らかにする緩衝層が、これらの欠陥の多くを緩和させるために基板と反射コーティングの間に堆積させることができる。Ｐ． Ｂ． Ｍｉｒｋａｒｉｍｉ ａｎｄ Ｄ． Ｇ．Ｓｔｅａｒｎｓ， Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． ７７， ２２４３ （２０００）、およびＰ． Ｂ． Ｍｉｒｋａｒｉｍｉらにより１９９９年１２月６日に出願された「多層緩衝層を用いてのレチクル中の基板欠陥の緩和（”Ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｄｅｆｅｃｔｓ ｉｎ Ｒｅｔｉｃｌｅｓ Ｕｓｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｂｕｆｆｅｒ Ｌａｙｅｒｓ”）」と題された米国特許出願第０９／４５４７１５号を参照のこと。全ての内因性欠陥と同様に、反射多層コーティングの底部近くで核形成された外因性欠陥は、位相欠陥であろう。多層コーティングを局所的に加熱するあるいは吸収体パターンを変更することに基づき、多層コーティングにおける位相欠陥を修復する方法が、現在開発下にある。本発明者らにより出願された「極端紫外線リソグラフィー用多層被覆レチクルブランクにおける局在欠陥の修復（”Ｒｅｐａｉｒ ｏｆ Ｌｏｃａｉｚｅｄ Ｄｅｆｅｃｔｓ ｉｎ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ−Ｃｏａｔｅｄ Ｒｅｔｉｃｌｅ Ｂｌａｎｋｓ ｆｏｒ Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ”）」と題された米国特許出願一連番号第０９／６６９，３９０号を参照のこと。取り扱わなければならない欠陥の最後のカテゴリーは、反射コーティングの近くでまたはその頂部で核形成され、そして反射された場の振幅を変調する、外因性欠陥である。以下に述べる本発明はこの種の振幅欠陥を修復するための方法である。
【００１１】
【発明の概要】
本発明の目的は、多層コーティングにおける振幅欠陥を修復する方法を提供することである。
【００１２】
本発明の別の目的は、物理的に欠陥を削除し、非損傷の下方層を露出させる、広くかつ浅いクレーターを残すことによって多層コーティングの局所的な反射率を回復するための方法を提供することである。
【００１３】
これらおよびその他の目的は、本明細書における開示に基づき、当業者に明白であろう。
【００１４】
ＥＵＶリソグラフィーマスクブランクは、反射性多層フィルムで被覆された厚い基板からなる。このコーティングの頂部近くに埋込まれた粒子、あるいは頂部表面近くの該コーティングを損傷するピットまたはスクラッチは、ＥＵＶ光を減衰させ、そしてマスクの局所的反射率を顕著に低減し得るものである。このような特性が、リソグラフィーの像において受入れ難い強度変化をもたらした場合、これは振幅欠陥であると考えられる。本発明は多層コーティングにおける振幅欠陥を修復するための方法である。本発明は、振幅欠陥より下にある、かなりの数の層が非損傷であるという事実を利用するものである。修復方法は、欠陥を物理的に除去し、そして、非損傷の下方層を露出させる、広くかつ浅いクレーターを残すことによって該コーティングの局所的な反射率を回復するものである。
【００１５】
修復方法は、粒子（粒子が存在する場合）を最初に除去し、そして、第二に、下方の非損傷の層を擾乱することなく多層コーティングの損傷領域をエッチング除去することでなるものである。粒子は、直角に近い入射角で操作され、１００ｎｍ未満の直径を有する高解像度集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いたミリングによって除去される。ＦＩＢは、ガス源（例えば、Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｘｅ，Ｆ，Ｃｌ，Ｉ，Ｂｒからなる。）、あるいは、液状金属源（例えば、Ｇａからなる。）を有している。ＦＩＢはまた修復プロセスの間の欠陥の画像化のためにも用いられる。該粒子の除去は、多層コーティングの表面において穴を残し、この穴は注入および再堆積に起因する穴の近傍における付帯的な損傷を伴う。修復の第二の段階においては、該コーティングの損傷部位が、低電圧（５０００Ｖ未満）イオンビームを低角度の入射角（コーティング表面から２０°未満の角度）で用いるエッチングによって除去される。これは、粒子を除去するために用いたものと同じＦＩＢ、または第二のイオンビームであることができる。この段階においては、イオンビームは、比較的大きい（直径１ｍｍまで）ものであり得、また、エッチングプロセスの均一性を改善するためにマスクに対して回転させることが可能である。低電圧、低角度のビーム構成は、修復プロセスの間コーティングを顕著に加熱せず（温度は２００℃未満に保たれている。）、また表面に最小限の損傷をもたらすのみであるため、重要である。修復方法の結果は、非損傷の下方層を露出させ、それによって局所的な反射率を回復する、反射性多層コーティング表面の広く（直径１０μｍ〜１ｍｍ）、浅い（代表的には、深さ１５０ｎｍ未満）クレーターと、振幅欠陥とを置き換えるものである。
【００１６】
ＦＩＢ以外に、粒子を除去しそして多層コーティングにおいてに適当なクレータを形成するために、その他の装置を用いることが可能である。例えば、レイブ  エルエルシー（Ｒａｖｅ ＬＬＣ）によって製造され、パターニングされたマスクにおける吸収層の修復用に商業的に入手可能な比較的新しい装置がある；この装置は、原子間力顕微鏡と同様のものであるが、本発明によって要求されるものと同様のサイズおよび形状のクレーター（多層コーティング中）を形成できる能力を有するものである。この装置は欠陥領域の画像化およびクレーター形成の双方に使用することが可能である。
【００１７】
本発明は、ローエンス  リバーモア  ナショナル  ラボラトリー（Ｌａｗｒｅｎｃｅ Ｌｉｖｅｒｍｏｒｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ（ＬＬＮＬ））、サンディア  ナショナル  ラボラトリー（Ｓａｎｄｉａ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）、ローエンス  バークレイ  ラボラトリー（Ｌａｗｒａｎｃｅ Ｂｅｒｋｅｌｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）、および私工業における企業の事業共同体であるイーユーブイ  リミテッド  ライアビリティ  カンパニー（ＥＵＶ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｌｉａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｍｐａｎｙ）の間で、現在共同開発中である極端紫外線リソグラフィーシステムに大きな影響を与える可能性を有している。大きな商業的適用以外に、ＥＵＶＬはＡＳＣＩＩのような政府プログラムに大きな影響を与える可能性を有している。
【００１８】
電子デバイスにおける軽薄短小化のための大きな商業的推進力が存在し、そしてそれゆえ、極端紫外線リソグラフィー（ＥＵＶＬ）装置は顕著な商業的可能性を有する。経済的に実行可能とするために、本発明は、ほぼ欠陥のない反射性レチクルを要求するものである。商業的な集積回路製造業者は、現在、十分に低い欠陥密度を有す伝送レチクルを得るために、欠陥修復技術に頼っている；しかしながら、これらの修復技術は、反射性ＥＵＶＬレチクルに対して適用することができない。本明細書中において述べられる本発明は、反射性ＥＵＶＬレチクルにおける欠陥を修復するための技術である。
【００１９】
【発明の詳細な記載】
反射性多層コーティングにおける振幅欠陥は、該コーティングの頂部近くあるいは頂部での粒子の埋込みによって引起され得る。この粒子は、該コーティングの局所的反射率を２つの方法において低減する：
粒子は、下方層を直接的に陰で覆い、そしてそれゆえに、該粒子による光の吸収に起因して、反射された場を低減する。
【００２０】
粒子は、実際の埋込みプロセスにおいて、あるいは粒子周りにおける多層の形成の間に、多層構造を粒子近傍において損傷する。反射された場に対し、多層の損傷領域からの寄与は何らなく、そしてそれゆえに、局所的反射率は、損傷領域における吸収に起因して低減される。
【００２１】
該コーティング中に埋込まれた粒子が残存しない場合であっても、多層の残留損傷領域が、振幅欠陥として作用する。この場合、欠陥は、多層コーティングの頂部において、ピットあるいはスクラッチとして物理的に現れる。多層コーティングにおける振幅欠陥の修復は、吸収層の堆積の前に、マスクブランク上において実施されることを強調することが重要である。
【００２２】
修復方法の基本的原理は、粒子（粒子が存在する場合）およびコーティングの損傷部位を除去し、一方、多層コーティングの非損傷の下方層を露出させることで、局所的反射率を回復することである。このプロセスは、２つの制約を満たさなければならない。第一番目は、非損傷の下方層は、修復プロセスにおいて損傷を受けてはならないということである。また第二番目は、修復領域は、リソグラフィー画像の明視野においてコントラストの顕著な変動をもたらしてはならないということである。
【００２３】
図２Ａ〜２Ｃに概略示されるように、修復方法は、一般的に２つの工程に別けられる。図２Ａは、多層反射性コーティング３２に埋込まれた粒子３０を示すものである。図２Ｂに示す第１の工程において、埋込まれた粒子は集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いたミリングによって物理的に除去される。関連により本明細書中に取り込まれる、”Ｍｉｃｒｏ−ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ａ ｆｏｃｕｓｅｄ ｉｏｎ ｂｅａｍ”， Ｒ． Ｊ． Ｙｏｕｎｇ， Ｖａｃｕｕｍ ４４， ３５３（１９９３）を参照のこと。この工程は、欠陥がピットまたはスクラッチである場合には必要ではない。ＦＩＢは、ガス源（例えば、Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｘｅ，Ｆ，Ｃｌ，Ｉ，Ｂｒからなる。）、あるいは、液状金属源（例えば、Ｇａからなる。）を有している。直角に近い入射角で操作されるＦＩＢを用い、深さ分解能１０ｎｍおよび水平方向分解能１００ｎｍにて、物質は除去可能である。Ｇａイオン源に関する代表的な操作パラメーターは、ビーム電圧２５ｋｅＶ、ビーム電流４０ｐＡ、ビーム直径５０ｎｍ、およびミリング速度１０μｍ３／ｎＡ・分である。このアプローチの利点の１つは、修復プロセスの位置合わせおよび監視のために有用である、欠陥の高解像度画像を、ＦＩＢが同時に提供できることである。ＦＩＢを用いた潜在的問題は、Ｇａ原子が、コーティング中へ、表面下約１０ｎｍの深さに、打込まれるということである。このことは、振幅欠陥の直下のＭｏおよびＳｉ層の光学コントラストを減じ、そして、これらの層が引き続いて除去されることを要求する。この打込み問題を緩和するための可能な方法は、より大きなビーム直径を犠牲としてより低いビーム電圧を用いることである。
【００２４】
この段階では、図２Ｂに示されるように、多層コーティングにおいて小さな穴３４が、埋め込まれた粒子を除去するのに十分な深さを有して、存在している。残存する構造体は、ＦＩＢミリングプロセスが打込みおよび再堆積によって前記穴近傍に副次的な損傷をもたらすゆえに、未だ欠陥を有するものである。欠陥の修復を完了するために、前記穴の近傍における多層コーティングの残存する損傷部分を除去し、そして該コーティングの表面の輪郭を平滑なものとする必要がある。特に、修復プロセスの第２の工程は、前記穴および前記コーティングの周辺損傷部を、図２Ｃに示されるような、大きな直径（直径１０μｍ〜１ｍｍ）で、浅い（代表的に、深さ１５０ｎｍ未満）クレーター３６と置き換えるものである。
【００２５】
該クレーターは低電圧（５０００Ｖ未満）イオンビームを低角度（コーティング表面から２０°未満）の入射角で用いて、多層コーティング中にエッチングされる。このビーム配置は、透過型電子顕微鏡用の薄肉断面試料の調製に、一般に用いられている。関連のために本明細書中に取り込まれる、”Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｉｏｎ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ − Ａ Ｎｅｗ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｆｏｒ ＴＥＭ Ｓｐｅｃｉｍｅｎ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ” Ｒ． Ａｌａｎｉ ａｎｄ Ｐ． Ｒ． Ｓｗａｎｎ， Ｍａｔ． Ｒｅｓ． Ｓｙｍｐ． Ｐｒｏｃ． ２５４， ４３（１９９２）を参照のこと。この技術は、非常に平滑でかつ段階的な表面傾斜を有する、制御された深さの浅いクレーターを形成し得るものであることが、よく知られている。イオンビームは、粒子を除去するために用いられたもの（例えば、Ｇａ源ＦＩＢ）と同一のものであり得、あるいはガス源（例えば、Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｘｅ，Ｆ，Ｃｌ，Ｉ，Ｂｒからなる。）を有する第二のイオンビームであり得る。このビームは、比較的大き的大きい（直径１ｍｍまで）ものであり得、また、エッチングプロセスの均一性を改善するためにマスクに対して回転させることが可能である。
【００２６】
イオンビームに関して、低電圧で、入射角が低角度の条件は、多層コーティングにおける下方層への損傷をなくす上で重要である。ひとつの重要な要求は、該コーティングの温度は、修復プロセス全体を通じて約２００℃未満に保たれているということであり、これは、それ以上の温度は、Ｍｏ−Ｓｉ界面で構造的緩和を活性なものとするためである。”Ｓｔｒｅｓｓ， Ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ， Ａｎｄ Ｔｅｍｐｏｒａｌ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｏｆ Ｓｐｕｔｔｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ Ｍｏ／Ｓｉ Ａｎｄ Ｍｏ／Ｂｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｆｉｌｍｓ Ｆｏｒ Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ”， Ｐ． Ｂ． Ｍｉｒｋａｒｉｍｉ， Ｏｐｔ． Ｅｎｇ． ３８， １２４６（１９９９）を参照のこと。４ｋＶで１ｍＡのＡｒイオンビームを２０°のかすめ角で用いたＳｉのエッチングは、試料の温度を約８５℃まで増加させることが示されている。Ｄ． Ｂａｈｎｃｋ ａｎｄ Ｒ． Ｈｕｌｌ， Ｍａｔ． Ｒｅｓ． Ｓｏｃ． Ｓｙｍｐ． Ｐｒｏｃ． １９９， ２５３（１９９０）（題名：”Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ ｓｐｅｃｉｍｅｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｕｒｉｎｇ ｉｏｎ ｍｉｌｌｉｎｇ”）を参照のこと。温度増加は、Ｍｏ−Ｓｉ多層コーティングに関しても同様のものであることが期待され、そしてより低いビーム電圧およびより低い入射角ではより小さいものですらあると期待される。
【００２７】
低電圧および入射角の低角度を用いることの別の重要な利点は、クレーターの表面で露出する層に対する損傷を最小限化するということである。該表面ではイオンビームにより誘発されるある程度の混合が常にある。しかしながら、ＳｉのＡｒイオンエッチングの研究は、この損傷表面領域の深さは、２ｋＶのビーム電圧および１４°のかすめ角に関して、１〜２ｎｍの範囲内であるということを示している。Ｔ． Ｓｃｈｕｈｒｋｅ ｅｔ ａｌ．， Ｕｌｔｒａｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ ４１， ４２９（１９９２）（題名：”Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ａｍｏｒｐｈｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｌｉｃｏｎ ｗａｆｅｒｓ ｄｕｒｉｎｇ ｉｏｎ−ｍｉｌｉｎｇ”）を参照のこと。Ｍｏ−Ｓｉ多層コーティングの場合、イオンビームによって誘発される混合は、ＭｏＳｉ２の薄肉表面層における結果に似ているものである。このことは、純粋なＭｏおよびＳｉの層を酸化から守るという恩恵を実際に与えるものである。あるいはまた、イオンミリング工程の後、表面での酸化を抑制するために、Ｓｉの薄肉（１〜２ｎｍ）の層を、修復領域における露出多層コーティングの頂部上に堆積することができる。
【００２８】
マスクブランク修復の効率
修復の効率を評価するために、リソグラフィー画像上の残存クレーターの影響を考慮しなけらばならない。クレーターの領域において反射された場は、位相および振幅における小さな変調を有しているであろう、そして、これは、ウェハでの明視野強度における小さなコントラストをもたらすものである。位相変調は、クレーター内側の表面の傾斜に起因するものである。振幅変調は、３つの影響から生じるものである。第一に、反射率が、頂部層の組成で変化し、そしてそれゆえ、ＭｏおよびＳｉ層が交互に露出する領域に対応して、クレーターの表面内で環に沿って変調される。第二に、クレーターにおける反射率は、イオンビーム混合によって形成された、ＭｏＳｉ２であると推定される、表面層の吸収に起因して低減される。第三に、反射率は、クレーターの底部において最小となる、多層コーティング中に残存する二重層の数によって低減される。クレーターの大きさ（半径１０μｍ超）は、マスクでの解像度要素δ（δ  約２００ｎｍ）よりもかなり大きいため、画像化における修復の残存効果は、限界寸法（ＣＤ）における局所的変動を引起すことである。このことは、非損傷コーティングにおける限界寸法特性の空中画像（線４０）が、修復領域に位置する同じ特性（線４２）と比較されている、図３において見ることができる。レジストに関する単純な閾値モデルを用いた場合、ＣＤは、閾値強度での空中画像の幅によって求められる。修復領域に関する明視野コントラストにおける変化は、ＣＤにおいて増加をもたらすことが明白である。明視野コントラスト変動ΔＣによってもたらされるＣＤにおける増加の概算は、
【００２９】
【数１】
2004531905.tif 000003
である。
【００３０】
ＥＵＶＬにおける許容ＣＤ変動に関する総合収支は、５％であると期待される。これは、フレア、パターン誤差、光学ひずみ、およびレジスト不均一性のような多くの原因に振り分けられなければならない。これゆえ、マスク欠陥に利用可能なＣＤ誤差収支は、せいぜい約２％までの範囲であろう。式（１）を用いると、このことは、多層コーティングの修復領域によってもたらされる明視野強度におけるコントラスト変動は、約４％未満とすべきであることを暗示している。明視野コントラスト変動に対する別の寄与を考慮する必要がある。ＭｏとＳｉとの間での頂部層の組成の変動によるコントラスト変動が、ＭｏＳｉ２表面層の厚さの関数として図４にプロットされている。非損傷多層コーティングは、Ｓｉの頂部層（大気に曝された場合の酸化の後には実際上にはＳｉＯ２である。）を有している。修復領域における頂部層は、クレーターの深さの増加と共に、ＭｏとＳｉの間で交互となる（図２Ｃ参照）。図４は、コントラスト変動が、Ｍｏ（５０）およびＳｉ（５２）頂部層で異なるが、概して、ＭｏＳｉ２の厚さの増加と共に増加していることを示している。修復領域の表面上に堆積されたＳｉの酸化保護層が存在する場合にも、同様の挙動が生じるであろう。
【００３１】
修復領域内でのコントラスト変動の他の原因は、多層コーティングにおける層対の減少した数である。図５は、非損傷コーティングが６０層対であると仮定して、コントラスト変動を、除去された層の対の数の関数として示すものである。これは、かなり小さな影響でしかないことが判る；２０個の二重層の除去は、１％未満のコントラスト変動という結果となる。
【００３２】
最後に、修復コーティングの表面における浅いクレーターは、反射された場の位相を摂動させ、リソグラフィー画像におけるコントラストの付加的な変動という結果をまねく。修復プロセスによって形成されたクレーターの深さプロファイルが、Ｎ個の２重層分の最大深さと半径ｗとで、ガウス形であると仮定する。次いで、反射された場における、得られた位相摂動φ（ｒ）が、
【００３３】
【数２】
2004531905.tif 000004
【００３４】
で与えられる（ここで、λはＥＵＶ光の真空波長であり、ｎは多層コーティングの反射の平均指数（Ｍｏ／Ｓｉに関してｎ＝０．９７）である。）。Δｚの集束ずれ値での画像強度は、
【００３５】
【数３】
2004531905.tif 000005
【００３６】
［Ｊ． Ｍ． Ｃｏｗｌｅｙ， ”Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｐｈｙｓｉｃｓ， ２ｎｄ ｅｄ．” （Ｎｏｒｔｈ−Ｈｏｌｌａｎｄ， Ａｍｓｔｅｒｄａｍ， １９８４） Ｐ． ６１］
に従う位相の二次導関数に関連するものである。
【００３７】
ここで、我々は、集束ずれ位置に関して、焦点の周知の深さの２倍であるΔｚ＝λ／（ＮＡ）２という値（これは非常に控えめな場合である。）を用い、そしてマスクでの分解能要素が、δ＝λ／（ＮＡ）であると規定した。式（１）から式（２）に代入して、
【００３８】
【数４】
2004531905.tif 000006
【００３９】
を得た。
【００４０】
画像強度におけるコントラスト変動は、式（３）より、
【００４１】
【数５】
2004531905.tif 000007
【００４２】
であると求められる。
【００４３】
さて、現実的なリソグラフィーのパラメーターに関して、修復領域のプロファイルによって生じた位相誤差による画像コントラストを見積もることができる。１３ｎｍの操作波長および０．２５の画像側上の開口数を考慮した場合、これは、約２００ｎｍのマスク上の分解能要素に相応する。クレーターの最大深さでのコントラストの変動が、図６に、半径ｗのいくつかの異なる値に関して示されている。コントラストは深さの増加と共に急速に増加することが明らかである。しかしながら、半径が５μｍである場合、３０個の二重層ほどの深さに関しても、コントラストは１％未満に留まっている。図６Ｂは、コントラストの定められた値を達成するために必要とされるクレーターの半径を、最大深さの関数として、示すものである。５μｍよりも大きな半径を有する、ないしは１０μｍよりも大きな直径を有するクレーターは、１％未満の画像強度におけるコントラスト変動をもたらすのみであろうことが明らかである。
【００４４】
修復欠陥によってもたらされる明視野コントラスト変動の許容総和は４％であるので、上記したようなそれぞれの原因からの寄与は、ほぼ１％に限定されなければならない。このことは、修復された多層の構造に関してかなり厳密な仕様である。頂部層（図４）による反射率の変化の考察は、ＭｏＳｉ２表面層の厚さが約２ｎｍないしそれ以下であることを要求する。酸化を抑制するために表面に堆積される保護Ｓｉ層は、ほぼ２倍の厚さ、ないしは４ｎｍまでのものであり得る。修復プロセスにおいて除去された二重層の数への、コントラストの依存性は、クレーターを二重層約２０個分である最大深さ（図５）を有するものへと限定する。二重層２０個の深さであるクレーターは、位相コントラストを１％未満の値（図６Ｂ）に維持するために、１０μｍよりも大きな直径を有しなければならない。従って、振幅欠陥を除去し、そしてこれを浅いクレーターと置き換える修復方法は、リソグラフィー画像においてその効果の観点から、実行可能なものであるという結論となる。しかしながら、残存する浅いクレーターは、２０個の二重層分の最大深さおよび約１０μｍの最小直径を有することを要求される。このことは、ＣＤにおける局所的変動を２％未満に維持し、充分にＥＵＶＬ誤差収支以内に収めるであろう。クレーターの許容直径については上限がないということ、そして実際上において、１０μｍよりもかなり大きなもの、例えば、１ｍｍ程の大きさですらの、クレーターの直径を有することは、より便宜の良いものとなり得るということを、特記すべきである。このことは、クレーターのエッチングのためにより大きな直径のイオンビームの使用を許容するものである、すなわち、イオンビーム直径は１ｍｍのクレーター直径と同じぐらいのものであり得る。
【００４５】
概要として、本開示は、多層コーティングにおける振幅欠陥の修復のために方法と装置が提供されることを教示した。振幅欠陥の下にある有意な数の層は非損傷のものである。修復技術は、欠陥を物理的に除去し、そして下方にある非損傷の層を露出させる広くかつ浅いクレーターを残すことによって、該コーティングの局所的反射率を修復するものである。粒子、ピットあるいはスクラッチが最初に除去され、そして、残存する損傷領域が、下方にある完全な層を擾乱することなく、エッチング除去される。
【００４６】
本発明の上述した説明は、例示と説明の目的のためのものであり、そして、この説明が徹底的なものであることも、記載された実施形態に本発明を限定することも意図するものではない。上記の教示の観点から、多くの変更が可能である。実施形態は、本発明の原理およびその実際的適用を最も良く説明し、そしてそれによって当業者が本発明を種々の実施形態において、意図された特定の使用に適した種々の変更をもって、最適に使用することが可能となるように、選択されそして開示されたものである。本発明の範囲は、以下の請求の範囲によって限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、ＥＵＶＬマスクにおいて発生し得る欠陥の分類を示すものである。
【図２Ａ】は、多層反射性コーティングに埋込まれた粒子を示すものである。
【図２Ｂ】は、埋込まれた粒子の除去を説明するものである。
【図２Ｃ】は、該コーティングの穴および周縁損傷部を、大きな直径の浅いクレーターによって置き換えるプロセスの結果を示すものである。
【図３】は、非損傷コーティング上の限界寸法特性の空中画像を、修復領域における同じ特徴と比較するものである。
【図４】は、ＭｏとＳｉの間で頂部層の組成の変化によるコントラスト変動を、ＭｏＳｉ２表面層の厚さの関数として、プロットするものである。
【図５】は、コントラスト変動を、非損傷コーティングが６０層対であると仮定して、除去された層の対の数の関数として示すものである。
【図６Ａ】は、いくつかの異なる半径値に関して、クレーターの最大深さでのコントラストの変動を示すものである。
【図６Ｂ】は、コントラストの定められた値を達成するために必要とされるクレーターの半径を、最大深さの関数として、示すものである。
【図１】
2004531905.tif 000008
【図３】
2004531905.tif 000009
【図４】
2004531905.tif 000010
【図５】
2004531905.tif 000011
【図６Ａ】
2004531905.tif 000012
【図６Ｂ】
2004531905.tif 000013
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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