(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンビーム装置と非接触型の原子間力顕微鏡を複合した装置を用いたマスク欠陥修正方法であって、黒欠陥や白欠陥の修正加工はイオンビーム装置で行うと共に、その加工中のドリフト補正は非接触型の原子間力顕微鏡で、視野を固定して繰り返しマスク上の特徴的なパターンを画像取得しながら前画像との比較を行ってドリフト量を検知し、イオンビームの走査範囲にフィードバックをかけることによってリアルタイムで行うことを特徴とするマスクの欠陥修正方法。
【請求項２】
イオンビームや電化中和の電子ビームの電荷の影響を受けない欠陥修正領域の近くの場所に、イオンビーム装置で縮小投影露光装置では露光されない程度の小さなホールを開けてマーカとし、特徴的なパターンに換えてドリフト検出に用いる請求項１に記載の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】
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。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も用いられるようになってきている。フォトマスクまたはレチクル上に欠陥が存在すると、欠陥がウェーハに転写されて歩留まりを減少する原因となるので、ウェーハにマスクパターンを転写する前に欠陥検査装置によりフォトマスクまたはレチクルの欠陥の有無や存在場所が調べられ、欠陥が存在する場合にはウェーハへ転写する前に欠陥修正装置により欠陥修正処理が行われている。上記のような技術的な趨勢により、フォトマスクまたはレチクルの欠陥修正にも小さな欠陥への対応が求められている。液体金属Gaイオン源を用いた集束イオンビーム装置は、その微細な加工寸法によりレーザーを用いた欠陥修正装置に代わりマスク修正装置の主流となってきている。上記のイオンビームを用いた欠陥修正装置では、白欠陥修正時には表面に吸着した原料ガスを細く絞ったイオンビームが当たった所だけ分解させて薄膜を形成し(FIB-CVD)、また黒欠陥修正時には集束したイオンビームによるスパッタリング効果またはアシストガス存在下で細く絞ったイオンビームが当たった所だけエッチングする効果を利用して、高い加工精度を実現している。
【０００３】
イオンビーム欠陥修正装置で修正精度を向上させるために、イオンビームでマスクの欠陥近傍のパターン上に縮小投影露光装置では露光されない程度の小さなホールを開けてマーカとし、黒欠陥や白欠陥修正加工中に定期的に加工を中断し、マーカ周辺のパターン上のみ二次イオン像もしくは二次電子像を観察して前回取得した像との比較からドリフト量を求め、加工の走査範囲にフィードバックをかけてドリフトによる精度の低下を防ぐことが行われてきた。
【０００４】
また最近のマスク上のパターンの微細化に対応するために、イオンビーム欠陥修正装置も高分解能化や電化中和の更なる向上が求められている。高分解能化と電化中和の両方の要求を満たすため、イオンビームの低プローブ電流化が行われるようになってきている。低プローブ電流化を行うと、加工時間が長くなり、ドリフトによる精度の低下を防ぐためには上記の小さなホールやマッチングを行うパターンの観察とイオンビーム照射範囲へのフィードバックによるドリフト補正の頻度を増やさなければならないが、像観察時のイオンビームによる物理スパッタ効果により観察領域が削れてしまうので位相シフトマスクでは位相が変わってしまうとか、小さなホールを観察する場合にはホールの径が徐々に大きくなりウェーハ上に露光されてしまうという問題があった。
【０００５】
小さなホールまたは特徴的なパターンを観察して前回取得した像との比較からドリフト量を求める方法以外にも、ステージの側面にミラーを設け、レーザーインターフェロメータによる距離測定から、イオンビームの走査範囲にフィードバックをかけてドリフトを補正する方法も広く用いられている。この方法では修正するマスクに加工箇所以外にダメージを与えないという長所もあるが、マスクとステージで温度が異なっている場合やマスクの近傍に熱源があるときのマスクの局所的な熱膨張による場合などの熱ドリフトに対しては補正できないという問題があった。パターンマッチングもドリフト量を求めるのに有用な方法ではあるが、二次イオン像もしくは二次電子像を観察する度にパターン周辺のガラス基板にGaイオンが打ち込まれ、ガラス基板の透過率の低下が起こるためイオンビーム欠陥装置のドリフト補正には用いられていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、イオンビーム欠陥修正装置を用いたマスクの欠陥修正において、ドリフト補正用のパターンやマーカを含む観察領域にダメージを与えないで高精度なドリフト補正を実現することで、高精度かつ転写に悪影響を与えない欠陥修正を可能にしようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のマスクの欠陥修正方法は、イオンビーム装置と非接触型の原子間力顕微鏡を複合した装置を用いたマスク欠陥修正方法であって、黒欠陥や白欠陥の修正加工はイオンビーム装置で行うと共に、その加工中のドリフト補正は非接触型の原子間力顕微鏡で、視野を固定して繰り返しマスク上の特徴的なパターンを画像取得しながら前画像との比較を行ってドリフト量を検知し、イオンビームの走査範囲にフィードバックをかけることによってリアルタイムで行うことを特徴とする。
また、本発明の他のマスクの欠陥修正方法ではイオンビームや電化中和の電子ビームの電荷の影響を受けない欠陥修正領域の近くの場所に、イオンビーム装置で縮小投影露光装置では露光されない程度の小さなホールを開けてマーカとし、特徴的なパターンに換えてドリフト検出に用いるものとした。
【０００８】
【作用】
非接触型の原子間力顕微鏡で観察するため、ドリフト補正の頻度を増やしてもマスクには何らダメージを与えない。イオンビーム欠陥修正装置でマーカを形成し観察する場合にも、ホールの径が徐々に大きくなりウェーハ上に露光されてしまうようなことは起こらない。イオンビームの加工とドリフト補正の像の取得を並行して行うことができ、ドリフト補正の頻度が増えても加工時間が長くなることもない。マスク上のパターンもしくはマーカでなおかつ欠陥修正領域の近くでドリフトを補正するため、レーザーインターフェロメータでの測長で対処できないドリフトも補正できる。以上の理由から、ドリフト補正のための観察領域の膜減りやホール径が大きくなることもなく、高精度なドリフト補正が行えるので、高精度かつ転写に悪影響を与えない欠陥修正が行える。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明をフォトマスクの欠陥修正に適応した例について説明する。
欠陥を含むフォトマスク(バイナリマスクもしくは位相シフトマスク)3を図2に示すようなイオンビーム欠陥修正装置1と非接触型の原子間力顕微鏡2を複合した装置の真空チャンバ内に導入し、欠陥検査装置で検出された欠陥位置にXYステージ4を移動する。フォトマスク3にイオンビーム5を照射して発生した二次電子もしくは二次イオン6を走査に同期して二次電子検出器もしくは二次イオン検出器7で取りこみ、その二次電子像もしくは二次イオン像から欠陥領域を認識する。フォトマスクは絶縁体であるガラス基板13の上に導電性の遮光膜パターン14を堆積したものなので、イオンビーム5のプラスイオンの蓄積によりチャージアップして二次電子像もしくは二次イオン像が見えなくなってしまうので、電荷中和用電子銃8で数100 Vに加速され集束された電子ビーム9を照射し電荷が中和された状態で観察する。上記欠陥認識と並行して原子間力顕微鏡探針10に静電力が悪影響しないようにイオンビーム5や電化中和の電子ビーム9の電荷の影響を受けない場所で、できるだけ加工しようとしている欠陥領域15の近くを非接触型の原子間力顕微鏡2で広い範囲を観察し、ドリフト補正に使用するパターン16を決め、今後このパターンをドリフトの補正に十分な高倍率で観察する。
【００１０】
原子間力顕微鏡2は、欠陥修正加工中に遮蔽膜原料ガスや増速エッチング用のガスを流すので、探針10へのガスの吸着の影響を避けるために、ガス流の上流に位置するパターンをドリフト補正に使用するようにし、なおかつガス分子を遮るために遮蔽板11を設けておく。原子間力顕微鏡探針10も白金のようにガスと反応しにくい材質を選び、物理吸着した場合にも原子間力顕微鏡像に悪影響がないように少々分解能が低下しても探針とフォトマスクの間も広めにとるようにする。
【００１１】
イオンビーム欠陥修正装置で白欠陥もしくは黒欠陥と認識した領域15のみ遮蔽膜原料ガス(白欠陥時)もしくは増速エッチング用のガス(黒欠陥時)をガス銃12から流しながら選択的に走査し、欠陥領域15の加工を行う。加工と並行して非接触型の原子間力顕微鏡2で選んだパターン16を連続的に観察し、前回の原子間力顕微鏡像とパターン16の位置を比較してドリフト量を算出する。イオンビーム欠陥修正装置の加工を中断し、原子間力顕微鏡像から算出したドリフト量をイオンビーム5の走査範囲にフィードバックをかけドリフトを補正し、再び欠陥修正のための加工を再開する。非接触型の原子間力顕微鏡2によるフォトマスク上の特定のパターン観察・ドリフト量算出とイオンビーム欠陥修正装置1のイオンビーム5の走査範囲へのフィードバックを繰り返し、ドリフトを補正しながら欠陥領域15の加工を行う。
【００１２】
ドリフトの補正は、非接触型の原子間力顕微鏡で観察するため、探針がフォトマスクに接触することがないためドリフト補正の頻度を増やしてもマスクのパターン13やガラス基板14には何らダメージを与えない。イオンビームの加工とドリフト補正の像の取得を並行して行うことができ、ドリフト補正の頻度が増えても加工時間が長くなることもない。フォトマスク上のパターンでなおかつ欠陥修正領域の近傍でドリフトを補正するため、レーザーインターフェロメータでの測長で対処できないドリフトも補正できる。以上の理由から、ドリフト補正用のパターンを含む観察領域にダメージを与えないで高精度なドリフト補正が実現でき、高精度かつ転写に悪影響を与えない欠陥修正が行える。
【００１３】
上記修正手順においてパターンを観察するかわりに、イオンビーム5や電化中和の電子ビーム9の電荷の影響を受けない場所にイオンビーム欠陥修正装置でパターン上に縮小投影露光装置では露光されない程度の小さなホールを開けてマーカ17とし、欠陥修正加工と並行してマーカ17を含む領域の連続的な観察を行って、前回の原子間力顕微鏡像との比較からドリフト量を算出し、イオンビームの走査範囲にフィードバックをかける方法でも高精度なドリフト補正が行えるので、高精度な欠陥修正が行える。非接触型の原子間力顕微鏡でドリフトの補正用のマーカ17を含む領域を観察しているため、観察領域の膜減りやホールの径が大きくなり転写に悪影響を与えることはない。
【００１４】
フォトマスク以外のマスクを修正する場合には、導電性の低い材質を含む場合は上記と同様な方法で修正を行う。導電性のあるマスクを修正する場合には、上記の手順のうち電荷中和に関する手順を省いて同様な方法で欠陥修正を行えば良い。
【００１５】
【発明の効果】
本発明のマスクの欠陥修正方法のドリフト補正は、非接触型の原子間力顕微鏡で、視野を固定して繰り返しマスク上の特徴的なパターンを画像取得しながら前画像との比較を行って変位量を検知し、イオンビームの走査範囲にフィードバックをかけることによって行うものであるから、ドリフト補正の頻度を増やしてもマスクには何らダメージを与えることがない。
また、本発明のマスクの欠陥修正方法は、欠陥修正加工中にドリフト補正を同時並行して行えるので、加工時間が長くなることが無く、リアルタイムに近い形態で実行できる。
特徴的なパターンに換えてイオンビーム装置で形成したマーカを採用した本発明は、イオンビームや電化中和の電子ビームの電荷の影響を受けない欠陥修正領域の近くの場所に縮小投影露光装置では露光されない程度の小さなホールを開けてマーカとすることが可能であるから、高精度のドリフト補正や半導体生産時の転写に悪影響を与えない欠陥修正が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の特徴を最もよく表す概略断面図である。
【図２】本発明をフォトマスクの欠陥修正に適応した場合を説明する図である。
【図３】イオンビーム欠陥修正装置で作成したマーカを加工と並行して非接触型の原子間力顕微鏡で観察する場合の概略断面図である。
【符号の説明】
1  イオンビーム欠陥修正装置
2  非接触型の原子間力顕微鏡
3  フォトマスク
4  XYステージ
5  イオンビーム
6  二次電子もしくは二次イオン
7  二次電子検出器もしくは二次イオン検出器
8  電荷中和用電子銃
9  電子ビーム
10  原子間力顕微鏡探針
11  遮蔽板
12  遮蔽膜原料ガスもしくは増速エッチング用のガス銃
13  ガラス基板
14  遮光膜パターン
15  欠陥領域
16  ドリフト補正に使用する遮光膜パターン
17  イオンビーム欠陥修正装置で作成したドリフト補正用のマーカ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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