(57)【要約】      （修正有）【課題】遮光帯内に存在する欠陥を、露光光のみならずアウトオブバンド光に対しても十分に低反射となるよう修正し、過剰露光によるウェハ転写への影響を抑えられる反射型フォトマスクを提供する。【解決手段】欠陥を、レーザー光もしくは走査型プローブによる除去工程により除去し、除去後の基板平坦部を走査型プローブによる加工工程により断面形状が楔形形状、またはモスアイ形状などの微細構造体に加工する反射型フォトマスクの欠陥修正方法とし、除去工程を行う機構と加工工程を行う機構を一体化した反射型フォトマスクの欠陥修正装置とする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射型フォトマスクの欠陥修正方法であって、少なくとも、反射型フォトマスクの欠陥部分を除去する欠陥除去工程と、前記欠陥部分を除去した後の平坦部分に加工を行う加工工程を有する事を特徴とする反射型フォトマスクの欠陥修正方法。
【請求項２】
前記欠陥除去工程は、少なくとも1本以上のレーザー光をフォトマスクの上部より入射させて欠陥部分に照射し、欠陥を蒸散させる事により除去する事を特徴とする請求項１に記載の反射型フォトマスクの欠陥修正方法。
【請求項３】
前記欠陥除去工程は、走査型プローブにより欠陥部分を削る事により除去する事を特徴とする請求項１または２に記載の反射型フォトマスクの欠陥修正方法。
【請求項４】
前記加工工程は、前記欠陥除去工程の後、欠陥除去後の平坦部分を、走査型プローブにより楔形状またはモスアイ形状の微細構造体を形成する加工を行う事を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の反射型フォトマスクの欠陥修正方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の反射型フォトマスクの欠陥修正方法を実施する欠陥修正装置であって、欠陥除去機構と、欠陥除去後の基板平坦部を加工するための走査型プローブを有する加工機構を具備している事を特徴とする反射型マスクの欠陥修正装置。
【請求項６】
請求項５に記載の反射型マスクの欠陥修正装置であって、前記欠陥除去機構と加工機構が一体化したステージで接続されている事を特徴とする反射型マスクの欠陥修正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型露光用マスクの欠陥修正方法及び欠陥修正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体デバイスの微細化に伴い、フォトリソグラフィ技術の微細化に対する要求が高まっている。既に、露光技術も従来の波長が１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー光を用いた露光から、波長が５ｎｍから１３．５ｎｍのＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ：極端紫外線）領域の光を用いた露光に置き換わりつつある。
【０００３】
ＥＵＶ領域の光に対しては、ほとんどの物質が高い光吸収性をもつため、フォトマスクは従来の透過型とは異なり、反射型となる。ＥＵＶ露光用の反射型フォトマスク（ＥＵＶマスク）としては、低熱膨張ガラス基板上にモリブデン（Ｍｏ）層及びシリコン（Ｓｉ）層を交互に積層して多層膜からなる光反射膜を形成し、その上にタンタル（Ｔａ）を主成分とする光吸収膜（以下、吸収膜）によるパターンを形成した構造が公知となっている。
【０００４】
またＥＵＶ光は、前記のように、光の透過を利用する屈折光学系が使用できないことから、露光機の光学系も反射型となる。このため、透過型のビームスプリッターを利用した偏向が不可能であり、反射型マスクでは、マスクへの入射光と反射光を同軸上に設計することができない。このため、ＥＵＶマスクは、６度程度光軸を傾けてマスクへ入射した光の反射光をウェハ上に導く手法が採用されている。この手法では、光軸を傾斜することから、マスクパターンに対する光の入射方向に依存してウェハ上で配線パターンがマスクパターンとは異なる線幅となる、射影効果と呼ばれる問題が指摘されている。
【０００５】
そこで、射影効果を抑制ないし軽減するために、マスクパターンを形成している吸収膜の膜厚を薄膜化する提案がなされているが、吸収膜の膜厚を小さくすると、吸収膜からマスクの外部に放射される露光光が増加してしまい、ウェハ上のパターン転写されるチップに隣接する境界領域に露光光が漏れ、レジスト膜を感光させてしまい、歩留まり低下の原因となる。
【０００６】
また、ウェハ上では、チップを多面付で露光するために、隣接するチップにおいてはその境界領域は多重露光を受けることになる。このため、境界領域においては、特に十分な光吸収性（＝遮光性）が必要である。
【０００７】
上記のような過剰露光の問題に対処する為に、ウェハ上ではチップの境界領域となる、マスクの回路パターンを囲む領域に、回路パターン内よりも厚い吸収膜を使用する構造や、図１に示すように、吸収膜から多層反射膜までを掘り込んだ遮光帯を形成し、反射率を低下させる構造の反射型マスクが提案されている。（特許文献１）
【０００８】
ところで、ＥＵＶ光源は通常１３．５ｎｍにその放射スペクトルのピークを有するが、アウトオブバンド(Ｏｕｔ  ｏｆ  Ｂａｎｄ)と呼ばれる１３．５ｎｍ帯以外の真空紫外線から近赤外線領域の光も放射することが知られている。このアウトオブバンドは本来不必要な光である。
【０００９】
また、吸収膜は真空紫外線からＤＵＶ（Ｄｅｅｐ  Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ：遠紫外線）領域の光を反射する。波長を短い順に並べると、ＥＵＶ＜真空紫外線＜ＤＵＶ＜近赤外線であるので、アウトオブバンド光が、上記の厚い吸収膜で反射されると、隣接するチ
ップの境界領域近傍の半導体配線部分では無視できない光量が積算され、配線パターンの寸法に影響を与える問題が発生する。
【００１０】
他方、吸収膜から多層反射膜までを掘り込んだ遮光帯を形成した構造では、入射するアウトオブバンド光が多層反射膜の形成された面とは異なるもう一方の基板面に形成された、マスクチャッキングのための裏面導電膜で反射し、ウェハ上のレジストを感光させてしまうという問題が生じる場合がある。
【００１１】
光がある物質から他の物質に入射した場合、物質間に屈折率の差があると入射光の一部が反射する。この時、反射は物質間の屈折率の差が大きいほど大きくなる。反射を抑制する為の一方法としては、屈折率が連続的に徐々に変化するようにすれば良く、そのための表面加工法として、入射光の波長よりも短い微細構造体（例えばモスアイ構造体）を材料表面に形成する手法が知られている。（非特許文献１）
【００１２】
前記微細構造体を、図２に符号１６で示すように、遮光帯の底面部に採用する事によりＥＵＶ光のみならずアウトオブバンド光の反射も抑制する構造が提案されている。（特許文献２）
【００１３】
しかしながら、前記の微細構造体を作成する工程で何らかの要因により、微細構造体が形成されず、吸収膜と多層反射膜が残ってしまうような欠陥が発生する場合がある。このような欠陥は、結果的にウェハ露光時には、ＥＵＶ露光光及びアウトオブバンド光の一部を反射してしまう為、ウェハ上の隣接する境界領域のパターンに影響を及ぼす可能性がある。従って、このような遮光帯領域に存在する欠陥を除去する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００９−２１２２２０号公報
【特許文献２】特開２０１３−１８７４１２号公報
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】“Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｌｅｎｓ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  ｂｙ  ｔｈｅ  ”Ｍｏｔｈ  Ｅｙｅ“  Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ”、  Ｐ．Ｂ．ＣＬＡＰＨＡＭ  ＆  Ｍ．Ｃ．ＨＵＴＬＥＹ，  Ｎａｔｕｒｅ，  ｖｏｌ．２４４，  ｐｐ．２８１−２８２（１９７３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は上記課題を解決する為になされたもので、その目的とするところは、底面に断面が楔形構造、またはモスアイ構造などの微細構造体を有する掘り込み型遮光帯（以下、遮光帯）に存在する欠陥の修正方法を提供する事にある。
【００１７】
本発明では、遮光帯にある欠陥を修正する際、欠陥として残った吸収膜及び多層反射膜を除去し、欠陥を除去した後の遮光帯が、ＥＵＶ光及びアウトオブバンド光に対して十分な低反射となるような欠陥修正方法及び欠陥修正装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上述の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、反射型フォトマスクの欠陥修正方法であって、少なくとも、反射型フォトマスクの欠陥部分を除去する欠陥除去工程と、前記欠陥部分を除去した後の平坦部分に加工を行う加工工程を有する事を特徴とする反射型フォトマスクの欠陥修正方法としたものである。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、前記欠陥除去工程は、少なくとも1本以上のレーザー光をフォトマスクの上部より入射させて欠陥部分に照射し、欠陥を蒸散させる事により除去する事を特徴とする請求項１に記載の反射型フォトマスクの欠陥修正方法としたものである。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、前記欠陥除去工程は、走査型プローブにより欠陥部分を削る事により除去する事を特徴とする請求項１または２に記載の反射型フォトマスクの欠陥修正方法としたものである。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、前記加工工程は、前記欠陥除去工程の後、欠陥除去後の平坦部分を、走査型プローブにより楔形状またはモスアイ形状の微細構造体を形成する加工を行う事を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の反射型フォトマスクの欠陥修正方法としたものである。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の反射型フォトマスクの欠陥修正方法を実施する欠陥修正装置であって、欠陥除去機構と、欠陥除去後の基板平坦部を加工するための走査型プローブを有する加工機構を具備している事を特徴とする反射型マスクの欠陥修正装置としたものである。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の反射型マスクの欠陥修正装置であって、前記欠陥除去機構と加工機構が一体化したステージで接続されている事を特徴とする反射型マスクの欠陥修正装置としたものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明で提供される反射型マスクの欠陥修正方法及び欠陥修正装置によれば、底面に断面が楔形構造、またはモスアイ構造などの微細構造体を有する遮光帯に存在する欠陥を修正する際、欠陥として残った吸収膜及び多層反射膜を除去し、欠陥を除去した後の遮光帯が、ＥＵＶ光及びアウトオブバンド光に対して十分な低反射となるように加工を行うので、過剰露光によるウェハ転写への影響を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】遮光帯付き反射型マスクを説明する平面図と断面図。
【図２】低反射型遮光帯付き反射型マスクを説明する平面図と断面図。
【図３】吸収膜が最表面となる遮光帯欠陥を説明する平面図と断面図。
【図４】保護膜が最表面となる遮光帯欠陥を説明する平面図と断面図。
【図５】本発明の実施形態に係る反射型マスクの欠陥修正工程のフロー図。
【図６】本発明の実施形態に係る反射型マスクの欠陥修正方法を示す工程断面図。
【図７】本発明の実施形態により遮光帯欠陥を修正した例を示すＡＦＭ写真。
【図８】本発明の実施形態に係るマスク欠陥修正装置の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
【００２７】
図１は、通常の遮光帯付き反射型マスクの平面図と断面図を示している。前述のように、回路パターンＡの周辺の吸収膜１４、保護膜１３、及び多層反射膜１２を掘り込んで除去する事により遮光帯領域Ｂ１を形成している。多層反射膜１２が存在しないため、ＥＵＶ光は反射されず、基板１１に吸収される。また、アウトオブバンド光に対しては吸収膜１４、保護膜１３、多層反射膜１２がない為、それらの面からの反射はないが、依然として遮光帯底面（基板１１表面）、及び基板１１を透過して裏面導電膜１５で反射して戻ってくる光が存在する。
【００２８】
そこで、図２のように遮光帯Ｂ２の底面にモスアイ等の微細構造体を形成する事により、遮光帯において問題となる遮光帯底面での反射、及び裏面導電膜１５からの反射光を抑制する事が可能となる。
【００２９】
しかしながら、吸収膜１４、保護膜１３、及び多層反射膜１２を掘り込む際に、掘り込み領域に異物などの何らかの掘り込みを阻害するような要因があると、図３、図４に示すような遮光帯欠陥Ｃ１またはＣ２が作られてしまう可能性がある。
【００３０】
遮光帯欠陥Ｃ１の場合には、吸収膜が欠陥の最上面になっているため、マスク上方から入射したＥＵＶ光の多くは吸収膜１４に吸収されるものの、アウトオブバンド光に対しては反射光を発生する。一方遮光帯欠陥Ｃ２の場合には、欠陥の最上面が保護膜１３となっている事から、ＥＵＶ光反射率が高く、アウトオブバンド光に対しても高い反射率を示す。従って、遮光帯欠陥Ｃ２のような構造をしている場合は、遮光帯欠陥Ｃ１よりもよりウェハ転写への影響が大きくなると考えられる。尚、欠陥の高さは図３、図４に示したものに限らず、例えば図４において保護膜１３までではなく、多層反射膜１２の途中となる可能性もある。
【００３１】
本発明の欠陥修正方法を図５乃至図６に示す。ここで、図５は工程のフローを示し、図６は各工程中での加工状態の断面図を示す。
【００３２】
欠陥検査方法は特に限定されないが、欠陥の位置座標と、形状情報である高さ寸法と幅寸法が得られる方法であれば良い。位置座標のみ得られる検査方法を用いる場合は原子力間顕微鏡（ＡＦＭ）や触針式操作型プロファイラーなどを併用する。以上のように欠陥位置座標と形状情報を得る（Ｓ１）。
【００３３】
次に、欠陥除去を行う方法は欠陥の寸法、形状により、最適な手法を用いる事ができる。例えば、波長３５５ｎｍのレーザー光をマスク上部より欠陥箇所に照射し、欠陥を蒸散する手法を用いても良いし、走査型プローブにより、物理的に欠陥を削り取る事により除去しても良い。これにより、欠陥箇所の吸収膜、保護膜、及び多層反射膜の除去が完了する（Ｓ２）。
【００３４】
吸収膜、保護膜、及び多層反射膜の除去が完了すると、欠陥が存在していた場所の遮光帯底面は平坦な形状になる。この確認に前記の原子力間顕微鏡（ＡＦＭ）や触針式走査型プロファイラーを用いる（Ｓ３）。欠陥除去部はこのまま露光に使用すると、アウトオブバンド光が平坦部表面、もしくは基板を透過した光は、裏面導電膜１５で反射して露光領域に戻ってくる。従ってこれらの反射光がウェハ転写に影響を及ぼす可能性があるため、このままでは修正は不十分である。
【００３５】
そこで、次に走査型プローブを用いて、欠陥のあった箇所の基板平坦部を機械的に加工し、表面に楔形状、またはモスアイ形状などの微細構造体を形成する。以上の工程により遮光帯欠陥の修正が完了し（Ｓ４）、ＥＵＶ光の反射のみならず、アウトオブバンド光の反射も抑制する事が可能となる。
【００３６】
欠陥修正後に原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）にて修正箇所を観察した例を図７に示す。図７は遮光帯領域における基板表面の一部であり、前記の工程により、吸収膜、保護膜、及び多層反射膜が除去され、欠陥が存在した５００ｎｍｘ５００ｎｍの領域に、ピッチ１００ｎｍ、深さ２０ｎｍの楔形状の構造体が形成されている事が確認される。
【００３７】
加工箇所は、元々の遮光帯領域に形成されている楔形状、またはモスアイ形状などの微細構造体と必ずしも同じ形状を有している必要はなく、アウトオブバンド光、及び（多層
反射膜が無ければ小さいが）ＥＵＶ光の反射を抑制する効果があれば、格子状に凹凸を有している形状であってもよい。また、凹凸パターンの頂部の間隔が３０００ｎｍ以下になっている事が望ましい。
【００３８】
図８は本発明の実施形態に係るマスク欠陥修正装置の構成を示す概略図である。
【００３９】
本実施形態のマスク欠陥修正装置は、レーザー式の欠陥除去部１００と、走査型プローブを有する加工部２００を備える。加工部２００は欠陥除去後の基板平坦部を加工する他に、欠陥除去のために使用する事もできる。欠陥除去部１００にはＹＡＧレーザーなどのレーザー２０、対物光学系２１を備え、対物光学系２１を介して欠陥部にレーザーを照射する事により欠陥を蒸散して除去する。加工部２００は、走査型プローブを備えており、欠陥の除去や基板平坦部に楔形状やモスアイ形状などの微細構造体の加工を行う。
【００４０】
また、ステージ２２は欠陥除去部１００と加工部２００で共通となっており、反射型マスク２４はステージ２２の移動により欠陥除去部１００と加工部２００との間で移動が可能となっている。
【００４１】
上記の工程は制御器３０からの信号に基づき実行される。キーボード３１から欠陥形状情報を入力し、表示部３２に入力情報が表示される。ＣＰＵ３３では欠陥除去部１００と加工部２００での処理条件を計算して、レーザー制御部３５、及び走査型プローブ制御部３６を経由してレーザー２０、及び走査型プローブ２３に信号を出力する。また、ステージ制御部３４は、欠陥位置座標に応じて、モーター（不図示）などの駆動手段により、反射型マスク２４を載置したステージ２２を所定の位置に移動する。
【００４２】
このように本実施形態によれば、欠陥除去部１００と加工部２００がステージを共有している事により、欠陥除去部１００と加工部２００との間での位置座標の精度を同一とすることができる利点を有する。また、２工程からなる欠陥修正を、同一の装置内で完結する事ができるため、欠陥修正に要する時間の短縮を図る事が可能となる。
【００４３】
また、本修正手法を用いれば、底面の断面が楔形形状、またはモスアイ形状などの微細構造体の遮光帯を有する反射型マスクの修正のみならず、底面が平坦な遮光帯を有する反射型マスクにおける欠陥修正も可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１０−１）    遮光帯付き反射型マスク
１０−２）    低反射型遮光帯付き反射型マスク
１１    基板
１２    多層反射膜
１３    保護膜
１４    吸収膜
１５    裏面導電膜
１６    微細構造体
２０    レーザー
２１    対物光学系
２２    ステージ
２３    走査型プローブ
２４    反射型マスク
３０    制御器
３１    キーボード
３２    表示部
３３    ＣＰＵ
３４    ステージ制御部
３５    レーザー制御部
３６    走査型プローブ制御部
１００  欠陥除去部
２００  加工部
【図５】
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【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６】
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【図７】
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【図８】
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