JPH08124839A - Ｘ線マスクパタン修正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ｘ線露光におけるパタンの転写に影響する欠
陥のみを検出し、加えて、この欠陥がマスク裏面にある
ものでも表面より修正できるようにすることを目的とす
る。 【構成】 形成されているマスクパタンは同一であるマ
スクＡ２２とマスクＢ２３を用い、これらを同一のウエ
ハ２９上にＸ線露光によるリソグラフィーにより転写す
る。そして、マスクＡ２２で転写された転写パタン群２
５とマスクＢ２３で転写された転写パタン群２６とを比
較する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高密度集積回路の製
造に使用するＸ線リソグラフィにおけるＸ線マスクのパ
タン修正に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】微細なパタンの転写において、急峻なパ
タン転写が期待できるＸ線露光が試みられ、微細パタン
転写に有効であることが報告されている。Ｘ線露光で
は、露光装置，Ｘ線マスク，レジスト感度などから総合
的に判断して、使用Ｘ線波長は７〜１４Åの軟Ｘ線が用
いられている。Ｘ線マスクは、これらの波長の透過率が
高い薄膜、例えば、ＳｉＣ，ＳｉＮ，Ｓｉ，ダイヤモン
ド膜などでできているメンブレン膜と、Ｘ線の吸収度の
高い、例えばＷ，Ｔａ，Ａｕなどの重金属のパタンとで
構成されている。

【０００３】図７は、このようなＸ線マスクの構成およ
び製造工程の概略を示す断面図である。同図において、
１はシリコンからなる厚さ１〜２ｍｍのＸ線マスクのフ
レーム、２はＸ線を有効に透過する厚さ２μｍ程度のＳ
ｉＮからなるメンブレン、３はＸ線を有効に吸収する厚
さ０．３〜０．８μｍ程度のＴａからなる吸収体パタン
である。このＸ線マスクの作製は、まず、図７（ａ）に
示すように、シリコン基板１ａ全面にＳｉＮを成膜して
表面にメンブレン２，裏面にＳｉＮ膜２ａを形成した
後、主表面にＴａ膜３ａを膜厚約０．７μｍ成膜し、そ
の上に酸化シリコン膜４を形成する。

【０００４】次いで、図７（ｂ）に示すように、酸化シ
リコン膜４上に電子線レジスト膜を形成した後、これを
電子線により描画することで電子線レジストパタン５を
形成する。次に、図７（ｃ）に示すように、この電子線
レジストパタン５をマスクとして酸化シリコン膜４をエ
ッチングしてエッチングマスクパタン４ａを形成し、次
いで、図７（ｄ）に示すように、エッチングマスクパタ
ン４ａをマスクとしてＴａ膜３ａをエッチングして吸収
体パタン３を形成する。

【０００５】次いで、吸収体パタン３を形成してある面
とは反対の面のＳｉＮ膜２ａの所定領域を除去して窓を
開け、この窓を開けたＳｉＮ膜２ａをマスクとしてシリ
コン基板１ａをバックエッチングして除去し、パタン形
成された吸収体パタン３とメンブレン２とが形成された
Ｘ線マスク本体のフレーム１を形成する。以上示したよ
うに、Ｘ線マスクは、紫外線を光源として用いるフォト
リソグラフィにおけるフォトマスクに比較して、製造工
程数が多くなっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来は以上のように構
成されており、Ｘ線マスクでは吸収体パタンを保持する
メンブレンが厚さ２μｍ程度の薄膜であるため、フォト
マスクなどでは行われているブラシなどを用いた表面を
こすったりする洗浄が行えず、洗浄が完全でないのが現
状である。また、上述したように、Ｘ線マスクではフォ
トマスクに比較して製造工程が複雑なため、異物の付着
が起きやすく、欠陥（異物付着）が多いのが現状であ
る。このため、Ｘ線マスクでは、異物除去など効率的な
欠陥の修正が必要である。

【０００７】ここで、Ｘ線によるリソグラフィーでは、
Ｘ線マスク上の０．１μｍ程度の非常に微細なマスクパ
タンをウエハ上に転写可能であるため、メンブレン上の
０．１μｍ程度の欠陥でもこれがウエハ上に転写されて
しまう。このため、Ｘ線マスクにおいては、光学的な欠
陥検査では精度よく欠陥や異物の検出ができず、電子線
を用いて表面を走査することによる検査が行われる。図
８は、このような、従来行われているＸ線マスクの欠陥
検査方法の１例を示す断面図である。

【０００８】図８において、８１はＸ線マスクのフレー
ム、８２はメンブレン、８３は吸収体パタンである。ま
た、８４はメンブレン８２上に付着している異物、８５
は吸収体パタン８３上に付着している異物、８６はその
表面には吸収体パタン８３がない領域のメンブレン裏面
の異物、８７はその表面では吸収体パタン８３が複数存
在し、Ｘ線マスクとしてはＸ線を透過する部分と遮断す
る部分とにまたがって存在するメンブレン８２裏面の異
物、８８は吸収体パタン８３のＸ線を透過してしまうホ
ール欠陥である。そして、８９は観察系である。

【０００９】現在行われている欠陥検査では、電子線を
用いる特性上、マスク表面から欠陥を検査する方法とな
る。このため、メンブレン８２上の異物８４，ホール欠
陥８８などだけでなく、転写に関与しない吸収体パタン
８３上の異物８５や、メンブレン８２上に存在はしてい
るが有機物などによる異物のためＸ線透過率が高く実際
には転写されないものまで、欠陥として検出していた。
透過による欠陥検査なら吸収体パタン８３上の異物８５
や、Ｘ線透過率が高く実際には転写されないものは検出
されない。そのため、欠陥修正をする場合には、欠陥検
査により一度検出した欠陥をレビューして、修正の必要
な欠陥と必要でない欠陥とを分ける必要があった。

【００１０】特に、メンブレン部分上の有機物などによ
る異物の付着は、これが転写されるかされないかが表面
からの観察では判断できず、余分な修正をする場合もあ
り、非能率的な修正が行われてきた。更に、上述したよ
うに表面からの電子線走査による表面の観察で欠陥検査
を行う方法では、裏面に存在する欠陥や異物の検査をす
ることができないので、これらの欠陥を見落とすという
こともあった。

【００１１】一方、前述したように、欠陥検査をした
後、検出された欠陥は可能なら修正を行うが、Ｘ線マス
クのパタン修正は現在表面の欠陥のみ修正可能と考えら
れ、特に、欠陥検査などＸ線マスクを観察しながら、吸
収体パタンが形成されていないマスク裏面に付着してい
る異物の除去などはできないという問題があった。

【００１２】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたものであり、Ｘ線露光におけるパタン
の転写に影響する欠陥のみを検出し、加えて、この欠陥
がマスク裏面にあるものでも表面より修正できるように
することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明のＸ線マスクパ
タン修正方法は、Ｘ線マスク上に形成されたマスクパタ
ンをウエハ上に転写して転写パタンを形成してその転写
パタンを欠陥検査し、その検査データをもとにＸ線マス
クの欠陥を修正することを特徴とする。また、この発明
のＸ線マスクパタン修正方法は、転写パタンの検査によ
る検査データをもとに、マスクパタンが形成されている
Ｘ線を透過するメンブレンを通してイオンビームを照射
することで、照射した位置のメンブレンと共にＸ線マス
クの欠陥を除去することを特徴とする。

【００１４】

【作用】転写パタンからＸ線マスクの欠陥を検査し、検
出した欠陥の座標をもとにＸ線マスク上のパタンを修正
する。また、メンブレンを通してその裏面の異物を除去
するなどのことでパタン修正を行う。

【００１５】

【実施例】以下この発明の１実施例を図を参照して説明
する。 実施例１．図１は、この発明の１実施例におけるＸ線マ
スクの検査方法を説明する断面図であり、図１（ａ）は
Ｘ線露光の状態を示し、図１（ｂ）は転写されたパタン
を示すものである。同図において、１はシリコンからな
るＸ線マスクのフレーム、２はＳｉＮからなるメンブレ
ン、３はＴａからなる吸収体パタン、４はメンブレン２
表面上の異物、５は吸収体パタン３上の異物、６はＸ線
透過部にあたるメンブレン２裏面に付着している異物、
７は吸収体パタン３があるメンブレン２裏面に付着して
いる異物、８は吸収体パタン３に発生しているＸ線が透
過してしまうホール欠陥である。

【００１６】また、９はパタンを転写するウエハ、１０
はウエハ９上に塗布することなどにより形成されたＸ線
に感光するレジスト膜、１１は露光に用いるＸ線、１２
はウエハ９上にＸ線のリソグラフにより形成されたパタ
ン、１３は異物４が転写された欠陥パタン、１４は異物
６が転写された欠陥パタン、１５はホール欠陥８の存在
により発生したパタン欠落である。そして、１９はメン
ブレン２裏面のＸ線透過部とその表面には吸収体パタン
３があるＸ線遮断部とにあたる部分にわたって付着して
いる異物、２０は異物１９の存在により形成された欠陥
パタンである。

【００１７】以下、この実施例における転写されたパタ
ンを用いた欠陥検査の方法を、図２の斜視図を用いて説
明する。図２において、２２はマスクＡ、２３はマスク
Ｂ、２４はマスクＡに存在する欠陥、２５はマスクＡに
より転写された転写パタン群、２６はマスクＢにより転
写された転写パタン群、２７はマスクＡ２２上の欠陥２
４が転写された転写欠陥、２９は転写ウエハである。

【００１８】以下、検査の方法について説明する。ま
ず、形成されているマスクパタンは同一であるマスクＡ
２２とマスクＢ２３を用い、これらを同一のウエハ２９
上に転写する。そして、マスクＡ２２で転写された転写
パタン群２５とマスクＢ２３で転写された転写パタン群
２６とを比較する。このとき、転写パタン群２５の中に
は、転写欠陥２７が存在しており、この部分が転写パタ
ン群２６と相違する。このため、転写パタン群２５と転
写パタン群２６との観察により得られるそれぞれの画像
の比較により、この相違する部分が検出され、欠陥を検
査することができる。

【００１９】図３（ａ）はマスクの各種欠陥を示す平面
図、図３（ｂ）はマスクを転写したときに転写される欠
陥の様子を示す平面図である。図３（ａ）において、
７，１９はマスク裏面の異物、５，６はマスク表面の異
物である。特に、異物１９はマスク裏面で一部マスクパ
タン存在部にかかっているものである。なお、図２と同
一の符号は同様のものを示す。転写による欠陥検査の特
徴としては以下のことが挙げられる。まず、マスク裏面
の異物７，１９はマスク表面からの欠陥検査では検出で
きないが、転写して検査することにより、欠陥１３，２
０のように検出できる。

【００２０】また、吸収体パタン上の異物５は、修正
（除去）しなくても良いものとして認識できる。従来で
は、吸収体パタン上の異物５は従来のマスクの欠陥検査
では欠陥として検出される。しかし、例えばＴａからな
る吸収体パタンはＸ線を９０％以上吸収し、Ｘ線はほと
んど透過しないので、吸収体パタン上の異物５は欠陥と
して転写されない。このため、転写によるによる欠陥検
査では、マスクの転写される欠陥のみを検査できるの
で、この吸収体パタン上の異物５は修正しないものとな
る。

【００２１】また、裏面欠陥においてマスクパタンがあ
る位置にかかっている異物１９はその全域を修正する必
要はなく、欠陥として転写される部分のみを修正すれば
よく、転写による欠陥検査ではその分離が可能である。
そして、非常に大きい異物がマスク裏面に付着していた
場合、マスク表面からの検査では検出されないため、無
欠陥マスクとして用いられる可能性がある。しかし、上
述したように転写による欠陥検査では、その異物による
欠陥が明確に発見できるため、洗浄してから用いるなど
マスクの取り扱いが正確に行える。

【００２２】以上示したように、転写により欠陥検査を
行い、この結果をもってパタン修正を行う方法によれ
ば、不必要な欠陥の修正を行うことなく、必要な欠陥の
修正を行えるので、効率的なパタン修正が可能となる。

【００２３】ところで、転写による欠陥検査では、転写
したパタンがＸ線マスク上のパタンとは、鏡で映したよ
うに左右反転して転写されるため、マスクパタン修正で
は座標を変換して行う必要がある。図４（ａ）は転写パ
タンが形成されるウエハ表面から見た転写パタンの構成
を示す平面図、図４（ｂ）はマスクパタンが形成される
マスク表面から見たマスクパタンの構成を示す平面図で
ある。同図において、１６は転写パタン上の基準点、１
７はＸ線マスク上の基準点である。

【００２４】転写パタンの欠陥検査では、基準点１６か
らの座標（ｘ，ｙ）で表される。例えば、欠陥パタン１
３と欠陥パタン１４の座標をそれぞれ（ｘ１，ｙ１），
（ｘ２，ｙ２）とすると、Ｘ線マスク上では転写により
パタン反転するため、メンブレン上の異物６とメンブレ
ン裏面の異物７の座標は、Ｘ線マスク上の基準点１７か
らそれぞれ、（−ｘ１，ｙ１），（−ｘ２，ｙ２）とし
て表される。また、吸収体パタンのホール欠陥８につい
ても同様に表される。

【００２５】そして、これらの欠陥座標に基づいて、例
えば、フォーカスイオンビーム（ＦＩＢ）によるパタン
修正装置を用いて、その異物を除去したり、ホール欠陥
の部分にＸ線吸収体を付着させるなどの修正を行う。こ
のように転写による欠陥検査では、実際に欠陥として転
写される欠陥のみを分離して検査するため、効率的なパ
タンの修正が可能となる。

【００２６】実施例２．以下、この発明の他の実施例に
ついて説明する。図５（ａ）はパタン修正を示す断面
図、図５（ｂ）はパタン修正をした後の状態を示す断面
図である。同図において、１８はＦＩＢのイオンビー
ム、１９はメンブレン２裏面に吸収体パタン３が存在す
る領域と存在しない領域とにまたがって存在する裏面異
物であり、他は図１と同様である。

【００２７】このような裏面の異物も、前述したように
パタン転写をしてから検査することで、もしそれが転写
に影響するものならば、欠陥として検出される。そし
て、パタンを転写したウエハ上のこの検出した欠陥の座
標をもとに、Ｘ線マスク表面からメンブレン２を通して
裏面異物１９をミーリングする。この修正により、図５
（ｂ）に示すように、裏面異物１９の吸収体パタン３が
存在する領域の下の部分の異物２０はミーリングされず
に残るが、Ｘ線マスクにおいてＸ線が透過する領域の部
分は除去される。

【００２８】従って、この修正の結果、異物２０は残る
が、これがウエハ上に転写されることはない。このよう
な異物の大きさとしては、大きくても数μｍ程度なの
で、メンブレン２にこれらの大きさの孔が開いても、吸
収体パタン３の支持体としての機能が損なわれることは
ない。

【００２９】実施例３．以下、この発明の第３の実施例
について説明する。図６（ａ）はＸ線マスク上の欠陥の
状態を示す平面図、図６（ｂ）はパタンを転写したウエ
ハ上における欠陥の状態を示す平面図、図６（ｃ）は図
６（ａ）と図６（ｂ）の状態を画像として合成した状態
を示す平面図である。図６（ｂ）に示す画像は、図６
（ａ）に示すＸ線マスクを転写しているので、左右反転
した画像となっている。このため、これを画像反転して
合成することで、図６（ｃ）に示した合成画像は得られ
る。

【００３０】同図において、２はＸ線マスクのメンブレ
ン、３は吸収体パタン、９はパタンが転写されたウエ
ハ、６４はメンブレン２上にのっている異物、６５は吸
収体パタン３上にのっている異物、６６は吸収体パタン
３に開いたホール欠陥、６７は吸収体パタン３のある領
域とない領域とにわたってメンブレン２裏面に付着して
いる異物である。また、６４ａはウエハ９上で異物６４
に対応してＸ線露光部に転写された欠陥、６６ａはウエ
ハ９上でホール欠陥６６に対応してＸ線非露光部に転写
された欠陥、６７ａはウエハ９上で異物６７に対応して
Ｘ線露光部に転写された欠陥である。

【００３１】上述した画面の合成においては、まず、Ｘ
線マスク上には異物６４，ホール欠陥６６として存在
し、かつパタンを転写したウエハ上にも欠陥６４ａ，６
６ａとしてある欠陥６４ｂ，欠陥６６ｂは、修正すべき
欠陥として判定される。ここでは、この修正すべき欠陥
６４ｂ（異物６４）はメンブレン２上にあるので残り欠
陥として判定され、欠陥６６ｂ（ホール欠陥６６）は吸
収体パタン３上にあるので吸収体の部分欠落であるホー
ル欠陥として判定される。また、Ｘ線マスク上に存在す
るが、パタンを転写したウエハ上にはないもの（異物６
５）は、吸収体パタン３上にある異物、もしくはＸ線が
十分透過してパタン修正する必要がない欠陥として判定
される。

【００３２】そして、Ｘ線マスク上では確認できず、パ
タンを転写したウエハ上では欠陥６７ａとして確認され
る欠陥６７ｂは、Ｘ線マスクの裏面に存在する異物とし
て判定され、修正すべき欠陥として判定される。以上示
したように、Ｘ線マスクの表面状態の画像とパタンを転
写したウエハ表面の状態の画像とを精度よく合成すれ
ば、Ｘ線マスク表面では見えない欠陥でも、位置精度よ
く修正することができる。

【００３３】例えば、所定の基準点を基にして修正装置
のｘｙステージ精度によって位置検出する方法に比較し
て、より精度の高い位置検出が可能である。また、欠陥
形状についても、正確に認識できるため、欠陥部分のみ
を修正することが可能である。

【００３４】なお、上記実施例では、Ｘ線マスク表面の
画像とそのパタンを転写したウエハ表面の画像とを合成
することで、欠陥形状やその位置を正確に検出するよう
にしたが、これに限るものではない。Ｘ線マスク上に形
成してあるパタンの標準パタンデータを基に、これとパ
タンを転写したウエハ表面の画像とを相互比較すること
で、標準パタンデータ上にないものを欠陥として抽出す
ることもできる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、Ｘ線マスクのパタンをウエハ上に転写して欠陥検査
し、その欠陥の位置をもとにＸ線マスク上の欠陥を修正
するようにしたので、吸収体パタン上の異物，Ｘ線マス
ク裏面の吸収体パタン裏に位置する異物など、転写に関
係しない欠陥を分離し、選択的にパタン修正をすること
ができる。このため、パタン修正の効率化が図れるとい
う効果がある。また、Ｘ線マスク表面からそのメンブレ
ンを通して裏面の欠陥を修正するようにしたので、マス
ク裏面の転写に関係する欠陥修正ができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の１実施例におけるＸ線マスクの検
査方法を説明する断面図である。

【図２】 実施例１における転写されたパタンを用いた
欠陥検査の方法を説明するための斜視図である。

【図３】 （ａ）はマスクの各種欠陥を示す平面図、
（ｂ）はマスクを転写したときに転写される欠陥の様子
を示す平面図である。

【図４】 （ａ）は転写パタンが形成されるウエハ表面
から見た転写パタンの構成を示す平面図、（ｂ）はマス
クパタンが形成されるマスク表面から見たマスクパタン
の構成を示す平面図である。

【図５】 （ａ）はパタン修正を示す断面図、（ｂ）は
パタン修正をした後の状態を示す断面図である。

【図６】 （ａ）はＸ線マスク上の欠陥の状態を示す平
面図、（ｂ）はパタンを転写したウエハ上における欠陥
の状態を示す平面図、（ｃ）は（ａ）と（ｂ）の状態を
画像として合成した状態を示す平面図である。

【図７】 このようなＸ線マスクの構成および製造工程
の概略を示す断面図である。

【図８】 従来行われているＸ線マスクの欠陥検査方法
の１例を示す断面図である。

【符号の説明】

１…フレーム、２…メンブレン、３…吸収体パタン、
４，５，６，７，１９…異物、８…ホール欠陥、９…ウ
エハ、１０…レジスト膜、１１…Ｘ線、１２…パタン、
１３，１４，２０…欠陥パタン、１５…パタン欠落。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｆ 1/16 Ａ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線マスク上に形成されたマスクパタン
   をウエハ上に転写して転写パタンを形成し、 前記転写パタンを欠陥検査し、その検査データをもとに
   前記Ｘ線マスクの欠陥を修正することを特徴とするＸ線
   マスクパタン修正方法。
2. 【請求項２】 Ｘ線マスク上に形成されたマスクパタン
   をウエハ上に転写して転写パタンを形成し、 前記転写パタンを欠陥検査し、その検査データをもと
   に、前記マスクパタンが形成されているＸ線を透過する
   メンブレンを通してイオンビームを照射することで、照
   射した位置のメンブレンと共に前記Ｘ線マスクのマスク
   パタンが形成されていない面の欠陥を除去することを特
   徴とするＸ線マスクパタン修正方法。