このコラムの第1部(2007年4月号P16の「ヘイズ欠陥がマスク寿命を制限する」を参照すること)では、レチクル上で発生する主要な種類のヘイズ欠陥を取り上げ、ArF(193nm)とKrF(248nm)の露光を受けたマスクの寿命を調べた。今回はヘイズ問題の規模を調べ、問題を制圧するために必要とされる作業を評価する。

　米Grenon Consulting社のコンサルタント、Brian Grenon氏は「ヘイズ問題は解決可能な問題である」と述べる。レチクルがArFによって露光されると、ヘイズ欠陥が光化学反応を介して成長し、最終的にはマスクは「剥離される」もしくは再びペリクルが必要になる。ヘイズ欠陥は(硫酸アンモニウムまたは炭酸アンモニウムなどの)無機または有機(炭化水素、カルボン酸、シアヌル酸、または他の炭素を含有する分子)のどちらかである。ArFステッパは今では、ヘイズを削減するためにSO₂フィルタを搭載している。米Toppan Photomasks社は新しい材料と製品の放射線耐久性試験のために社内で構築された機械を使用している。「我々は少ない残留物、より清潔なレチクル、低ガス放出材料、清潔なレチクル・ライブラリ環境を必要としている」と同社CTOのFranklin Kalk氏は述べる。

　Grenon氏によると、ヘイズ問題を経験したことのないKrFまたはArFリソグラフィを使用する工場や半導体メーカーはないという。「これはシステム上の問題であり、すべての原因に取り組まない限りなくなることはない。ピラニア洗浄と石英を反応させると、分子汚染の磁石であるシリカゲルに表面が変換する。これらの汚染を取り除くために必要とされるエネルギーは、使用しているレーザーの強度ほどもあるため本質的にはマスクをレーザー清掃していることになる。しかし、レチクルは半透明の膜であるペリクル内に密閉されているので汚染は捕捉される。汚れはレチクルのエッジに付着する傾向があるが、実際にはすべての表面に影響を及ぼす」。

　ヘイズは工場でまだ使用されていないレチクルにも形成されることがある。これは、マスクの品質認定でマスクメーカーの大部分が硫酸と過酸化水素(ピラニア洗浄)を使用するためである。「供給元から直接きたレチクルは、標準的プロセスのピラニア溶液を使用して何度も清掃されるためヘイズを示すことがある。このマスクが露光され、現像され、剥離され、清掃される。この後にCDとオーバレイ測定が行われ、クランプが画像配置エラーを引き起こす可能性があるため、通常は洗浄がオーバレイ測定の前に行われる」とGrenon氏はいう。「その後、レチクルは、ペリクルを載せる前に洗浄される。ペリクルの下に粒子があると、剥がされて再び洗浄される」。したがって清潔なレチクルの場合でさえ6回または7回の洗浄が行われる。「洗浄するたびにシリカゲル単分子層が形成される。問題は清掃する方法を変えることである」(同氏)という。

　レチクルの洗浄プロセスを変更することは些細なことではない。多くのマスクメーカーは、ヘイズ成長の確率を低減する硫酸塩を含まないプロセスに移行した。有機膜は通常熱水で清掃できるためそれほど問題ではない。しかし無機物は深刻な問題を引き起こす。

　マスクの最適な検査頻度を特定することも鍵となる。2つの主要な工場と数百のレチクルの情報に基づき、米KLA-Tencor社のエンジニアはいくつかの解決策にたどり着いた(図を参照)。重要なマスク層は重要ではないマスク層に比べてより頻繁に検査しなければならず、ポジ型マスク(ビアのような)は暗視野マスクより汚染の影響を受けやすく、さらに高い検査頻度を必要とする。KLAのガイドラインでは、重要な層と重要ではない層について8日または15日毎にレチクルを検査するということである。