JP2002244276A - マスクの白欠陥修正方法 - Google Patents

マスクの白欠陥修正方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 イオンビームを用いた欠陥修正装置では修正
し難いタイプの白欠陥の修正を可能にする。 【解決手段】 イオンビームを用いた欠陥修正装置では
修正し難い白欠陥に対してAFM等で観察する。カーボン
ナノチューブでできたプローブ顕微鏡の探針1を修正し
ようとする欠陥2の直上に持って行き、探針にパルス電
圧をかけて探針直下にカーボン含有膜4を生成する。原
料であるカーボンナノチューブの消費に対しては、複数
のカーボンナノチューブ探針を用意し、切り替えて使用
する。比較的大きな欠陥に対しては一次元や二次元状に
配置されたカーボンナノチューブ探針のパルス電圧を形
状に合わせて選択的にパルス電圧をON/OFFすることで、
スループットを向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はフォトマスクまたは
レチクルの白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。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、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】従来、イオンビーム欠陥修正装置の白欠陥
修正膜の原料ガスとして、ピレンやスチレンなどの炭素
を多く含む物質が用いられてきた。上記ガスを用いて形
成された炭素含有膜は透過率のみならず耐薬品性の点で
も要求を満たすものであり、長い実績がある。この方法
で0.2μm程度の孤立パターンまで修正可能であるが、孤
立パターンの近接効果補正(OPC)のための補助パターン
などはデザインルールよりも細く、これらの欠陥に対し
てはもっと小さな領域の修正が求められている。その上
イオンビーム欠陥修正装置を用いた場合、微細な孤立し
たパターンはチャージアップのため欠陥認識が困難にな
りつつある。バイナリマスクの遮蔽膜の厚みの足らない
ハーフトーン欠陥に対しても、イオンビーム欠陥修正装
置を用いた場合、二次イオン像では欠陥位置が同定でき
ず、二次電子像を用いてもなだらかな場合は欠陥位置が
同定が難しく欠陥修正が容易ではなかった。
【０００４】一方、最近走査プローブ顕微鏡の高い空間
分解能を利用した加工技術の研究が盛んであり、微細な
薄膜堆積が報告されている(例えばJ. Vac. Sci. Techno
l. B18, 1171(2000)、Appl. Phys. Lett. 76, 2173(20
00))。その中でSmalleyらによりマルチウォールのカー
ボンナノチューブでできた原子間力顕微鏡(AFM)の探針
にパルス電界(-5V)をかけると探針直下に微細な炭素含
有膜が生成することが報告されている(Nature 384, 147
(1996))。上記報告では、約40nmの大きさで約30nmの高
さの膜が得られている。シングルウォールのカーボンナ
ノチューブを用いて、走査速度、パルス電圧、探針の高
さ等を最適化すれば、もっと微細な炭素含有膜の形成が
十分に可能である。また、AFMを用いれば、絶縁物の高
分解能観察も可能であり、上記のOPC補助パターンの欠
陥領域やハーフトーン欠陥の領域の認識も容易に行えて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、イオンビー
ムを用いた欠陥修正装置では修正し難いタイプの白欠陥
の修正を可能にしようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】イオンビームを用いた欠
陥修正装置では修正し難い白欠陥に対してAFM等で観察
する。カーボンナノチューブでできたプローブ顕微鏡の
探針を修正しようとする欠陥の直上に持って行き、探針
に負のパルス電界をかけて探針直下にカーボン含有膜を
生成する。原料であるカーボンナノチューブの消費に対
しては、複数のカーボンナノチューブ探針を用意し、切
り替えて使用する。比較的大きな欠陥に対しては一次元
や二次元状に配置されたカーボンナノチューブ探針のパ
ルス電圧を形状に合わせて選択的にON/OFFすることで、
スループットを向上させる。
【０００７】
【作用】走査速度、パルス電圧、探針の高さ等を最適化
することにより、イオンビームを用いた欠陥修正装置よ
りも微細な炭素含有膜の形成が可能である。カーボン含
有膜は光を遮蔽する効果があるので、適切な膜厚を堆積
することができれば白欠陥を修正することができる。ま
た、膜組成を走査速度やパルス電圧・時間や雰囲気で最
適化すれば、耐薬品性に優れた洗浄等でも剥れる心配が
少ない膜を形成できる。
【０００８】
【実施例】以下に、本発明の一実施例について説明す
る。
【０００９】イオンビームを用いた欠陥修正装置では修
正し難い白欠陥を有するマスクをAFMで観察し、欠陥領
域の認識を行う。図1に示すようにカーボンナノチュー
ブでできた探針1を修正しようとする欠陥2の直上に持っ
て行き、探針にパルス電源6で負の数V~数十Vの電圧をか
けて探針直下のガラス基板5上にカーボン含有膜4を生成
する。探針を走査し、認識した白欠陥領域にカーボン含
有膜を堆積する。次に探針を一回の走査で得られるカー
ボン含有膜の高さ分高くして、再び負のパルス電圧をか
けて走査しながら認識した白欠陥領域にカーボン含有膜
を堆積する。遮光に必要な膜厚が得られるまで、この手
順を繰り返す。カーボン含有膜の最小サイズは走査速
度、パルス電圧、探針の高さ等を最適化することにより
行う。耐薬品性についても、膜組成を走査速度やパルス
電圧・時間や雰囲気で最適化すれば洗浄等でも剥れる心
配が少ない遮光膜を形成できる。
【００１０】図2にイオンビームを用いた欠陥修正装置
では修正し難いハーフトーン欠陥の修正の場合を示す。
AFMの高さ情報からハーフトーン欠陥領域を認識し、上
記の手順で探針にパルス電界をかけて探針直下にカーボ
ン含有膜を生成しながら必要な領域を走査して修正す
る。図3にイオンビームを用いた欠陥修正装置ではチャ
ージアップにより正確な形状が見えなかったり、イオン
ビームで修正可能な線幅よりも細いために修正が難しい
OPC補助パターンの白欠陥修正の場合を示す。AFMで観察
すれば、チャージアップの影響を受けないので、OPC補
助パターン7の正確な欠陥領域2の認識が行える。上記の
手順で探針にパルス電界をかけて探針直下にカーボン含
有膜4を生成しながら必要な領域を走査して修正すれ
ば、イオンビームを用いた欠陥修正装置では正確な欠陥
形状の認識できないような場合や0.2μm以下の細いパタ
ーンの欠陥の修正が行える。
【００１１】また、イオンビームを用いた欠陥修正装置
では、微細なピンホール欠陥修正時に、どうしても穴の
縁に厚い膜が形成されたり、クロム膜上に膜が付きにく
いときにはピンホール周りのクロム膜が削れてしまった
りしていた。カーボンナノチューブ特有の細長い形状を
利用して探針を穴の中に入れた状態で膜形成すれば、図
4に示すように微細なピンホール欠陥の穴の周辺に影響
を与えない綺麗なピンポイント修正も可能である。ピン
ホール欠陥以外にもイオンビームを用いた欠陥修正装置
でドリフトを補正するために開けた穴の埋め込みにも使
用できる。
【００１２】パルス電圧をかけてカーボン含有膜を生成
すると当然原料であるカーボンナノチューブが消費され
る。マルチウォールのカーボンナノチューブでウォール
の数の多いものを使用しても、修正すべき欠陥が大きい
場合や欠陥がたくさんある場合には修正の途中でカーボ
ンナノチューブ探針を交換しなければならなくなる。こ
のような場合には、カーボンナノチューブ探針の頻繁な
交換を減らすために、図5に示すように複数のカーボン
ナノチューブ探針8を用意し、原料が消費された場合に
はマルチプレクサ9で新しいカーボンナノチューブ探針
に切り替えて白欠陥修正を続ける。
【００１３】次に本発明を比較的大きな欠陥に対して適
用する場合について説明する。この場合、スループット
が問題になるが、このようなときには図6に示すように
一次元に配置されたカーボンナノチューブ探針10のパル
ス電圧を形状に合わせて選択的にパルス電圧をON/OFFし
て遮光膜を形成し、配列した方向と垂直方向に少し探針
を移動してその位置でも欠陥形状に合わせて選択的にパ
ルス電圧をON/OFFして遮光膜を形成する。配列した方向
と垂直方向に少しずつ探針をスキャン(図6中のA→B→C
→D→E)し、白欠陥領域全体を修正する。この方法を用
いれば、単独の探針で修正する場合より、スループット
を向上させることができる。
【００１４】もちろん、比較的大きな欠陥を修正するの
に、一次元に配置されたカーボンナノチューブ探針10を
配列した方向と垂直方向にスキャンする代わりに、図7
に示すように二次元状に配置されたカーボンナノチュー
ブ探針11のパルス電圧を形状に合わせて選択的にパルス
電圧をON/OFFして遮光膜を形成することでも、スループ
ットを向上させることができる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、AFM等で欠陥領域
を認識し、カーボンナノチューブでできたプローブ顕微
鏡の探針にパルス電界をかけて探針直下に耐薬品性や遮
光性に優れたカーボン含有膜を生成しながら走査して必
要な領域を修正すれば、イオンビームを用いた欠陥修正
装置では修正し難いタイプの白欠陥の修正を行うことが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の特徴を最も良く表す概略断面図であ
る。
【図２】本発明でハーフトーン欠陥を修正する場合の概
略断面図である。
【図３】本発明でOPC補助パターンの白欠陥を修正する
場合の概略図である。
【図４】本発明で微細なピンホール欠陥の修正を行う場
合の概略断面図である。
【図５】複数の探針を切り替えて使用することを説明す
る図である。
【図６】一次元に配置されたカーボンナノチューブ探針
で高スループットの修正を行う場合の説明図である。
【図７】二次元に配置されたカーボンナノチューブ探針
で高スループットの修正を行う場合の説明図である。
【符号の説明】 1 カーボンナノチューブ探針 2 白欠陥領域 3 正常パターン 4 カーボン含有膜 5 ガラス基板 6 パルス電源 7 OPC補助パターン 8 切り替え可能なカーボンナノチューブ探針 9 マルチプレクサ 10 一次元状に配置したカーボンナノチューブ探針 11 二次元状に配置したカーボンナノチューブ探針

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 カーボンナノチューブでできた走査プロ
    ーブ顕微鏡の探針にパルス電界をかけて発生したカーボ
    ン膜によりマスクの白欠陥を修正することを特徴とする
    マスクの白欠陥修正方法。
  2. 【請求項２】 請求項1の白欠陥修正方法において、複
    数のカーボンナノチューブ探針を備え、カーボンナノチ
    ューブ探針が消費したときには切り替えて使用すること
    を特徴とするマスクの白欠陥修正方法。
  3. 【請求項３】 請求項1の白欠陥修正方法において、一
    次元に配列したカーボンナノチューブでできた探針に欠
    陥形状に合わせて選択的にパルス電界をかけて白欠陥を
    修正することを特徴とするマスクの白欠陥修正方法。
  4. 【請求項４】 請求項1の白欠陥修正方法において二次
    元に配列したカーボンナノチューブでできた探針に欠陥
    形状に合わせて選択的にパルス電界をかけて白欠陥を修
    正することを特徴とするマスクの白欠陥修正方法。
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