JP2007503009A - 電子ビームを用いて薄層を高分解能で処理する方法 - Google Patents

電子ビームを用いて薄層を高分解能で処理する方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、真空室内でクロム層をエッチングする方法であって、前記真空室にハロゲン化合物を導入するステップと、電子ビームを前記クロム層のエッチングされるべき領域上に向けるステップと、前記真空室に酸素含有化合物を導入するステップとを備えるような方法に関するものである。他の態様によれば、本発明は、絶縁体又は低い熱伝導性を持つ基板上に配された金属及び／又は金属酸化物からなる層を高い分解能で除去する方法であって、上記層を真空室内に配置するステップと、該層に収束された電子ビームを３〜３０ｋｅＶのエネルギで衝撃させるステップとを有し、上記電子ビームが時間及び面積当たりのエネルギ伝達が上記層の該層の融点及び／又は気化点より高い局部的加熱を生じさせ、上記層の除去が上記真空室への反応ガスの供給無しで実行されるような方法にも関するものである。

Description

本発明は、電子ビームを用いて、特にはフォトリソグラフィ用のマスクにおける又は半導体デバイスにおける層等の薄層を高分解能で処理する方法に関する。
プロセッサ又はメモリチップ等の半導体デバイスは、フォトリソグラフィを用いて作製される。複数の極微細構造を同時に形成するために、半導体材料からなるウェファ上のフォトレジスト層はマスクを介して露光され、これら極微細構造には当該デバイスの電子構成部品（トランジスタ、コンデンサ等）を製造するために更なる工程が施される。半導体デバイス内での絶え間なく増加する集積密度を達成するために、今では、露光のために短波長を持つ紫外光が使用される。このようなリソグラフィ方法のために適したマスクを製造することは、極めて高価である。
マスクがエラーを有することが後で見つかった場合、該マスクは修理することが望ましい。この目的のために、当該マスクの不透明な部分を形成するような例えばクロム層等の金属層を、高空間分解能で選択的に除去又は被着する必要がある。既に仕上がった半導体デバイスを修正しなければならない場合（所謂、“回路編集”）にも同様の問題が生じ、その場合、当該デバイスの細条導体の構造が高分解能で修正される。上記処理されるべき金属層は、典型的には、金属／金属酸化物／絶縁体の複合体内に配される。
従来技術から既知の１つの方法は、収束されたイオンビームを用いる処理である。しかしながら、この処理は不可避的に当該基板（例えば、リソグラフィ用のマスクの石英基板）へのイオン注入を生じ、これが該基板の特性を変化させる。該イオンビーム技術の欠点は、電子ビームが使用されるなら回避される（非特許文献１）。
一般的に、例えば溶接のために、高エネルギの電子ビームを使用して金属を処理することは知られている。しかしながら、電子ビームによりカバーされる面積の直径が２μ未満の場合、加熱された材料の熱除去面は、該熱を供給するビームの面積よりも大幅に大きくなる。結果として、今までのところ、少なくとも金属に関しては、金属の良好な熱伝導性により、金属を単独で電子ビームにより前述した作業に要する分解能で処理することは不可能であると考えられた。
別の方法は、所謂、電子ビーム誘起エッチング（ＥＢＩＥ）である。長い期間、ＸｅＦ２を、金属及び金属酸化物、ここではシリコン、を電子ビーム誘起エッチングするための自発性及び活性化可能なエッチング手段として使用することができることが知られていた（非特許文献２）。電子ビームはエッチングガスの分子を選択的に分解し、これにより、空間的に解像されたエッチングを可能にする。例えば、P.E.ラッセル（Russel）他の“電子ビーム誘起表面反応によるクロム薄膜のエッチング特性”なる文献（半導体科学技術１８（２００３）の第１９９〜２０５頁）は、ＸｅＦ２の存在下でのＥＢＩＥ法によるマスクの薄いクロム層のエッチングを開示している。
上記ラッセル他の文献は、高い除去率を達成するために、ＸｅＦ２及び５〜２０ｋｅＶの高電子エネルギ並びに１.６ｎＡなる比較的大きな電子流を使用することを教示している。しかしながら、斯かる高電子エネルギは、クロム層をエッチングする場合に空間分解能の損失を生じさせることが報告されている。更に、ラッセル他により開示された方法は、如何なるクロム層もエッチングすることを許容していない。例えば、シリコン基板上にスパッタリングされたクロム層はエッチングされ得なかった。この失敗に関する説明は、被着されたクロム層内の金属汚染がエッチング処理を悪化させるというものであった。
測定結果の説明において、ラッセル他は、エッチング速度を決定する表面化学工程はクロム層の表面からのＣｒＯ２Ｆ２の、又は代わりの反応生成物としてのＣｒＯＦ２の脱離（desorption）であることを教示している（２０４頁の左欄中央参照）。対照的に、真空室の残留ガス中に或る程度常に存在する酸素は、ラッセル他によれば、得られるべきエッチング速度に関する関連因子であるとは考えられていない。
最後に、マスクの修理及び前述した回路編集にとり、金属／金属酸化物／絶縁層を除去するのみでは充分ではない。金属層の選択的な被着も、必要である。その場合にのみ、フォトリソグラフィのマスク及び他の金属／金属酸化物／絶縁層の系を、簡単且つ高信頼度で修理及び変更することが可能になる。
Ｔ．リアン（Liang）他による"収束されたイオンビームを用いた極端紫外線マスク修理の進歩"J.真空科学技術Ｂ１８（６）、3216(2000)、及びＴ．リアン他による"マスク修理の間の１５７ｎｍ基板の損傷の評価"１５７ｎｍリソグラフィシンポジウム、ダナポイント、カリフォルニア２００１年５月。 J.W.コバーン（Coburn）及びH.F.ウィンターズ（Winters）による"イオン及び電子支援ガス表面化学、プラズマエッチングにおける重要な効果"Ｊ．応用物理、50(5)巻、3189(1979)。 H.ジャクシュ（Jaksch）による"真の表面画像化及び分析のための電界放出ＳＥＭ"材料世界、１０月（１９９６）、及びP.ノウク（Gnauck）による"可変圧能力を持つ新高分解能電界放出ＳＥＭ"Proc.EUREM 2000 BRNO,CZ。 P.B.ミルカリミ(Mirkarimi)、D.G.スターンズ(Stearns)、S.L.ベイカー(Baker)、J.W.エルマー(Elmer)及びD.W.スウィーニー(Sweeney)による"極端紫外線リソグラフィ用のレチクルにおけるMo/Si多層薄膜位相欠陥を修理する方法"雑誌応用物理、第９１巻、第１号、２００２年１月、第８１〜８９頁、及びS.P.ホーリーゲ(Hau-Riege)、A.バーティー(Barty)、P.B.ミルカリミ(Mirkarimi)、D.G.スターンズ(Stearns)、H.チャップマン(Chapman)、D.スウィーニー(Sweeney)、M.クリフト(Clift)、E.ガリクソン(Gullikson)及びM.S.ウィー(Yi)による"極端紫外線リソグラフィ（ＥＵＶＬ）マスクブランクの欠陥修理"Proc.SPIE、第５０３７巻、３３１〜３３８。 モレキュラーインプリント社の会社案内、７８７５８テキサス州、オースチン、ウェストブレーカーレーン１８０７、ビルディングＣ（www.molecularimprints.com）。 H.W.P.クープス(Koops)、J.クレッツ(Kretz)、M.ルドルフ(Rudolph)、M.ウェーバー(Weber)、G.ダーム(Dahm)及びK.L.リー(Lee)による"電子ビーム誘起被着法により成長された材料の特徴付け及び応用"Jpn.J.応用物理、第３３巻、（１９９４）７０９９〜７１０７、パート１、ナンバー１２Ｂ、１９９４年１２月。
従って、第１の態様によれば、本発明は上記課題に基づき、基板からは独立した例えばＣｒ／ＣｒＯ層等の如何なるタイプの金属層及び／又は金属酸化物層も、高分解能、高い率の量及び輪郭の鋭さでエッチングすることを可能にする方法を提供する。
他の態様によれば、本発明の課題は、金属層を基板上に高分解能で被着させる方法を提供することにある。
本発明の第１態様によれば、真空室内で特にはクロム層等の金属層をエッチングする方法であって、上記真空室内にハロゲン化合物を導入するステップと、電子ビームを上記クロム層のエッチングされるべき領域に向けるステップと、上記真空室内に酸素含有化合物を付加的に導入するステップとを有するような方法が提供される。
特に、上記の酸素含有化合物の付加的供給は、低電子エネルギにおいてさえも当該金属層に対する高エッチング量を保証すると共に、従来技術で述べた分解能の悪化を防止する。更に、本発明により該方法は、スパッタリングされた又は蒸着されたクロム層をエッチングすることも可能にすることがわかった。当該エッチング反応は、もっぱら、収束された電子ビームにより開始される。試料の加熱又はレーザ放射等の他のエネルギ伝達メカニズムは存在しない。
前記ハロゲン化合物及び酸素含有化合物の正確な投与量は、真空室の幾何学的形状、使用される真空ポンプのポンプ能力及びガスノズルの幾何学的配置に大きく依存する。一般的に、上記ハロゲン化合物のガス流は、当該真空室内で測定される分圧が１０−５〜１０−３mbarの範囲内となるように調整されるべきである。ガスノズルの基板に対して接近した配置により、これは、約１０−４〜１０−１mbarなる修理位置での局部的ガス圧に相当する。上記ハロゲン及び酸素含有化合物間の斯かる態様で規定される局部的分圧の比は、１０００：１〜１：２の範囲内、特に好ましくは１００：１と１：１との間、最も好ましくは実質的に１０：１とすべきである。
このような前後状況から、上記酸素含有化合物の投与量が少ない場合でさえも、該化合物の修理位置における局部的分圧は、酸素含有化合物が付加されなかった場合に存在するであろう当該真空室内の対応する典型的な基底圧より依然として高い。投与の順序に関しては、上記ハロゲン化合物及び酸素含有化合物は真空室内に順次に又は実質的に同時に導入することができる。
好ましくは、Ｏ２、Ｈ２Ｏ若しくはＨ２Ｏ２又はこれらの混合物が酸素含有化合物として使用される。上記ハロゲン化合物は、好ましくは、フッ素を有する。
既述したように、本発明により方法は、より低い電子ビームエネルギ及びより小さな電流を使用するのを可能にする。当該電子ビームは、好ましくは４００ｐＡ未満の、特に好ましくは１００ｐＡ未満の電流を有する。該電子ビームは、好ましくは５ｋｅＶ未満の、最も好ましくは実質的に１ｋｅＶのエネルギを有する。該電子ビームは、好ましくは１Ａ／ｃｍ２より大きい、最も好ましくは２００Ａ／ｃｍ２より大きなの電流密度を有する。これは、１ｋｅＶの電子エネルギにおいてさえも、ＬＥＯ電子顕微鏡（LEO Elekronenmikroskopie, GMbH）社のＬＥＯジェミニレンズを使用することにより、及び、冷又は熱電界放出電子源を使用することにより充分に達成することができる（非特許文献３）。
他の態様によれば、本発明は、低い熱伝導性を持つ基板又は絶縁体上に配された金属及び／又は金属酸化物からなる層を高い分解能で除去する他の方法であって、上記層を真空室内に配置するステップと、該層に３〜３０ｋｅＶのエネルギの収束された電子ビームを衝撃させるステップとを有し、上記電子ビームは時間及び面積当たりのエネルギ伝達が上記層の融点及び／又は気化点より高い該層の局部的加熱につながるように案内され、上記層の除去が前記真空室内への反応ガスの追加なしで実施されるような方法に関するものとなる。
驚くべきことに、上述したエネルギ範囲内の収束された電子は、従来技術における見方に反して、良好な熱伝導性を持つクロム等の金属の層を含む上述した層を除去する（即ち、蒸発させる）のを可能にすることが分かった。今まで使用されていた追加の反応ガスは、最早、必要でないので、本発明による該方法は一層容易に且つ一層少ない費用で実行することができる。
好ましくは、上記電子ビームはパルス状とされ、該パルス状電子ビームの線量は、除去される材料の量を修正するために、好ましくは局部的に変化される。結果として、該材料の除去は、例えばフォトリソグラフィマスクの欠陥の如何なる任意の形状にも適合させることができる。
この方法において、上記電子ビームは、好ましくは０.１ｎＡ〜１μＡの電流を有すると共に、好ましくは５ｋｅＶと２５ｋｅＶとの間の、特に好ましくは実質的に１０ｋｅＶのエネルギを有する。
上記電子ビームは、好ましくは０.１μｍ〜０.５μｍの直径を有し、これにより、フォトリソグラフィマスク又は半導体デバイスの一般的構造を処理するのを可能にする。
更に、本発明は、金属層及び／又は金属酸化物層及び／又は絶縁体を高い分解能で製造する方法であって、真空室内に基板を配置するステップと、該真空室内に少なくとも１つの無機、有機又は金属有機前駆物質を導くステップと、該前駆物質を上記基板上に被着させるステップと、該被着された前駆物質から導電金属層を作製するために上記基板を電子ビームにより選択的に照射する、及び／又は上記被着された無機若しくは有機前駆物質から非導電絶縁層を作製するために上記基板を電子ビームにより選択的に照射するステップとを有するような方法にも関する。
第１実施例においては、上記金属有機前駆物質は、好ましくは、本発明による方法により高品質の導電相互接続部を形成するために低電気抵抗の金属の原子を有する。
他の実施例においては、上記無機又は有機前駆物質は、本発明による方法により高品質の絶縁体を形成するために絶縁体の分子の基を有する。
上記基板の選択的照射は、好ましくは５０℃と１００℃との間の、特に好ましくは７０℃と８０℃との間の温度までの局部的加熱を生じ、前記基板からの意図しない反応生成物及び前記前駆物質のデフラクション生成物（defraction products）の有機化合物の脱離につながる。
基板の全体的加熱が抵抗の改善を生じさせ得るという事実は、従来技術である（H.W.P. Koops、C. Schossler、A. Kaya及びM. Weberによる“上昇された温度の試料上に電子ビーム誘起被着法により生成された電界電子エミッタ用の導電ドット、ワイヤ及びスーパーチップ（supertip）”、J.真空科学技術B14(6)(1996)4105）。
ここに示す方法は、高価な加熱テーブルは最早必要とせず、もっと重要なことに、これにより製造工程及び装置の結果としてのドリフト及び不安定性を排除する。
更に、この方法は、局部的温度上昇により高品質の絶縁体の被着又は金属のエッチングの化学反応を制御及び加速（室温から１５０℃までの温度範囲）するために有利に使用することができる。代わりに、３５０℃に近い又はそれより高い温度において前記先駆物質の凝集を大幅に低減することにより遅延も可能である。
最後に、本発明は、他の態様によれば、フォトリソグラフィマスク及び／又は半導体デバイスの導電細条を処理する方法であって、上述した方法の何れかにより金属及び／又は金属酸化物及び／又は絶縁層を高分解能で除去するステップと、上述した方法で新たな金属層を被着させるステップと、オプションとして又は代わりに上述した方法により新たな絶縁層を付加的に設けるステップとを有するような方法にも関する。
本発明による不所望な層を高分解能で除去する方法と、本発明による導電金属層及び／又は絶縁層の高分解能での被着との組み合わせは、フォトリソグラフィマスクの多くの異なる欠陥を除去するのを可能にする。半導体デバイスに関しては、回路編集、即ち顕微鏡的に小さな電気構造の選択的修正が、当該デバイスの導電細条を後に選択的に分離又は相互接続することにより可能である。
他の従属請求項は、本発明の他の有利な変形例に関するものである。
以下の詳細な説明においては、本発明の現在のところ好ましい実施例が、図面を参照して説明される。
以下、本発明による方法の好ましい実施例を説明する。しかしながら、以下において示されるパラメータは好ましい値のみであって、これら値からのずれも本発明による成功につながり得るものであると理解されたい。
最初に、本発明の第１態様による方法を、クロム層をエッチングする場合に基づいて説明する。しかしながら、本方法は、それらの化学特性が金属酸素ハロゲン化合物の形成を可能にするなら、例えば半導体デバイスにおいて細条導体として使用することができる銅又はアルミニウム等の全ての他の金属に対しても有利に使用することができる。
図１に概念的に示すように、エッチングされるべきクロム層２は、例えば電子顕微鏡のような本方法を実行するために適合化された電子ビーム装置等の真空室１内に配置される。該真空は、電子の自由平均経路長が試料に届くほど充分でなければならない。しかしながら、高真空条件（１０−６mbar未満）は必要ではない。クロム層２は、フォトリソグラフィ用のマスクとすることができるが、例えば半導体デバイスの如何なる他のクロム層でもよい。
クロム層２は、典型的には、自然形成された酸化物により、又は、フォトマスクの場合は、約４０ｎｍ厚のＣｒＯ層３（酸素に加えて窒素を含むこともできる）により被覆される。フォトリソグラフィ用のマスクは、典型的には、反射防止コーティングとしてクロム酸窒化物（chromium oxynitride）の層を有している。クロム層２自体は、典型的には、少量の炭素の汚染及び可能性として低濃度の金属を含む。正確な組成は、オージェ電子分光法（ＡＥＳ）又は光電子分光法（ＸＰＳ）等の既知の表面分析方法により決定することができる。
従来技術から既知のＥＢＩＥ法を使用すれば、ＸｅＦ２の存在下で１ｋｅＶの低エネルギ電子ビームにより最上側のＣｒＯ又はＣｒＯｘＮｘ層３をエッチングすることができる。しかしながら、その下に配置されたＣｒ層２は、より高い電子エネルギによってのみエッチングすることができる。従来技術におけるクロムに対する必須的エッチング過程は、高エネルギ電子ビーム６の強力な局部的加熱による熱的蒸発と推定されるべきである。しかしながら、これはラッセル他の従来技術には教示されていない。
従って、本発明の好ましい実施例においては、図１に概念的に示されているように、エッチングガスＸｅＦ２に加えて酸素含有化合物が真空室１内に導入される。ＸｅＦ２以外に、Ｃｌ２、Ｂｒ２及びＩ２等の他のハロゲン化合物も考えられる。上記酸素含有化合物は、好ましくは、分子状酸素（Ｏ２）、水（Ｈ２Ｏ）又は過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）である。他の酸素解放化合物も考えられる。
上記ＸｅＦ２及び酸素含有化合物の両者は、適切な投与弁及び対応するノズル４又は５により、エッチングされるべき上記クロム層の領域上に供給される。特に好ましいのは、上記酸素含有化合物が、酸素及びハロゲンが１：１００から１：１０の比で存在するように投与されるようなエッチング工程である。これは、上記投与弁の使用、及び流れを決定する上記ノズルの前の圧力調整、並びに斯かるノズルの幾何学構造により容易に調整することができ、その場合において残留ガスを分析するためのマスク分光計を付加的に使用することができる。１：１００未満の範囲内の低い供給量の酸素含有化合物でさえも、エッチング速度の更なる改善につながり得る。
上記酸素含有化合物の投与は、実際のエッチング工程と同時的であるか、又はＣｒＯｘＮｘ層が最初にエッチングされ、次いで上記Ｃｒ層が真空室１内で上記酸素含有化合物により該Ｃｒ層の表面で酸化され、これに更なるエッチング処理等が後続するようにすることができる。何れの場合においても、上記酸素含有化合物の追加は、当該表面から脱離する反応生成物ＣｒＯ２Ｆ２及びＣｒＯＦ２の形成のために充分な酸素が供給されることを保証する。この方法は、例えばフォトリソグラフィマスクのクロム層を基板までエッチングするのを可能にする。
当該エッチングを達成するために、両エッチングガスを、典型的には１０−６mbarなる上記真空室の基底圧力より少なくとも１０倍又は１５０倍までも高いような、当該真空室内で測定される分圧で供給する必要がある。特に、当該ガス供給が、当該マスクの処理の箇所において１０−５mbar〜１０−１mbarの範囲の局部ハロゲンガス圧及び１０−７mbar〜１０−１mbarの範囲の局部酸素ガス圧を形成するように注意する必要がある。これは、真空室ガスの特別な絞り又は対象からの上記ノズルの短い距離により達成することができる。
当該反応に参加する化学物質をバランスさせることに加えて、ガス供給ノズルからの媒質の供給も、エッチングされるべき層に電子を幾つかの繰り返しステップで衝撃させることにより考慮される。しかしながら、当該ビームが前に処理されたスポットに戻るまでにリフレッシュ時間が維持されて、当該表面が上記ガス供給からの新たな分子（当該反応のために必要である）で完全にカバーされるのを保証するようにする。ビームは、最初に処理されたスポットへ戻る前にオフされるか、又はその間に他のスポットが処理される。ビームが１つのスポットに留まる時間長（所謂“画素ドゥエル時間”）は、１０−３秒未満、好ましくは１０−５秒未満とすべきである。
今まで知られていた方法とは対照的に、酸素の追加は、クロム層を低電子エネルギでエッチングするのを可能にする。好ましい値は、５ｋｅＶ未満、好ましくは約１ｋｅＶである。電流も低減することができ、典型的な値は４００ｐＡ未満であり、特に好ましい値は１００ｐＡ未満である。これらの値では、エッチングの間におけるクロム層２の局所化された加熱及び対応する空間分解能の損失は心配されるべきものではない。また、当該表面上での反応分子の凝集は高いままであるが、上昇された温度では、そうならない。
エッチングされるべき領域は電子ビームにより決まり、該電子ビームは当該クロム層上を既知の方法（例えば、走査電子顕微鏡のビーム制御）により走査することができる。熱的効果は、もしあっても、二次的影響しか有さない。結果として、本発明による方法はフォトリソグラフィマスクの構造を修正するためにクロム層を高い率で且つ高分解能でエッチングするのを可能にする。
本発明は、例えば走査トンネル顕微鏡又は他の低エネルギ電子源からの非常に低いエネルギの電子でも使用することができる。何故なら、酸化物のフッ素化又は酸化の化学反応の開始には２ｅＶより大きなエネルギしか必要でないからである。
図２は、材料を選択的に除去する他の方法の作用を概念的に示す。この場合、処理されるべき表面は、如何なる反応ガスも追加せずに、好ましくは約１０ｋｅＶのエネルギの収束された電子ビームにより衝撃される。該電子ビームの電流は、好ましくは、０.１ｎＡと１μＡとの間である。これは、クロム酸化物／クロム酸窒化物層及び該層の下に配されたフォトリソグラフィマスクのクロム層に孔を選択的に形成するのを可能にする。これは、高エネルギ電子ビームによる材料の熱的蒸発により説明される。該ビームの直径は、好ましくは、０.１μｍと０.５μｍとの間である。
得られる材料の除去は、上記電流、上記電子ビームのエネルギ及び該ビームのパルス長により、並びに処理されるべき層の熱伝導度により決定される。更に、上記電子ビームにより供給される線量率の適切な分布は、得られる量を、処理されるべき半導体デバイス又はマスクの欠陥の幾何学構造に適合させることができる。
本方法は、回路の修正、即ち回路編集のためにも有効に使用することができ、斯かる回路編集においては金属導電性細条がデバイスの深さ内で分離され又は再接続されねばならない。当該電子ビームは、好ましくは、最初に電子ビームの支援による蒸発又は化学エッチングにより開成されたのと同一の開口を介して、当該デバイスの上記深さに入射する。最後に、本方法は、空間分解能に対して最高の要件を有するような、深紫外線、極端紫外線（ＥＵＶ）等用の次世代リソグラフィＮＧＬのマスクの如き低い熱伝導度を持つ基板上の任意の金属層を修理するために使用することもできる。
図３は、本発明の他の態様を図示している。この方法を用いれば、金属層を高空間分解能で被着させることができる。この目的のために、最初に前駆物質ガス１２がノズル１０を介して真空室に導入される。好適な前駆物質ガスは、特には例えばシクロペンタジエニル・プラチナ・ジメチル（cyclopentadienyl platinum dimethyl）等の金属有機化合物であり、斯かる化合物は当該基板上に気相から被着される。この凝縮物が次いで電子ビームに選択的に暴露されると（非特許文献６）、有機部分は脱離し、残りの金属原子は導電金属層を形成し、該金属層はマスク又は半導体デバイスの欠陥を修理するために使用することができる。
本方法においては好ましくは１ｋｅＶ〜４０ｋｅＶのエネルギ及び１ｐＡ〜１００ｎＡの範囲内の電流を持つ当該電子ビームは、試料を加熱することはない。これは、１ｎＡ未満の電流まで当てはまる。従来技術に対する改善は、前記前駆物質の有機成分の局部的脱離を生じさせる上記電流及び電子エネルギ並びに収束の適切な選択により、局部的に分解される当該基板を５０℃と１００℃との間、好ましくは約８０℃の温度まで加熱することにより達成される。これは、良好な導電材料の製造のみならず例えばＴＥＯＳ（テトラエチル・オルト・シロキサン）から又はＥＢＩＳ（電子ビーム誘起被着法）により他のシランから被着することができる高度に絶縁性の材料にも関係するような、より少ない汚染の一層純粋な物質を生成することを可能にする。基板の局所化された加熱及び反応の熱的制御は、より純粋な酸化物につながる。回路編集には両者が必要である。先に示した範囲外とすることもできる正確な温度は、各々分解されるべき前記前駆物質１２の有機化合物に、及びそれらの上記基板に対する結合の強度に依存する。本方法は、広く分布された電子ビームからの熱供給による反応において生じた基板材料からの反応生成物及び吸収された前駆物質を高電流で表面から除去すると共に、さもなければ該表面に残留する故にこれらを蒸発させる（２５０℃以上での塩化クロミルの蒸発を参照）方法には従わない。
この方法は、基板全体を加熱する加熱されたテーブルのための複雑な機械的に不安定な装置を必要とせず、例えば当該加熱のコンピュータに基づく予測の補助により反応の正確な制御を可能にする（米国、カリフォルニア、カストロバレイのソフト・サービス社のプログラム“テンプテーション”参照）。
上述した各方法を組み合わせると、図４のａに概念的に示すようなマスク又は半導体エレメントの細条導体２０の欠陥２１を、収束された電子ビームにより容易に修理することができる。この目的のため、先ず材料が、ハロゲン化合物及び酸素含有化合物を用いた低電子流での上述した方法を用いた選択的エッチングにより、又は高電流の高エネルギ電子による衝撃（高電流処理）により除去されて、欠陥２１を規定された形状２２にする。更なるステップ（図４のｃ参照）において、前述した方法が次いで使用されて、上記のエッチングされた修理点２２の領域に比較的少ない電子流（好ましい値は１ｐＡ〜５００ｐＡである）で不透明な若しくは透明な又は電気的に導通する材料２３を選択的に被着させ、かくして、上記細条導体の所望の形状が回復される。
欠陥を処理するための逆の順序も考えられ、その場合においては、最初に当該欠陥の領域に上述した高分解能被着技術を用いて材料が被着され、次いで如何なる余分な材料も上述した態様でエッチングされるか又は高エネルギ電子衝撃により蒸発される。何れの場合においても、全体の工程は単一の真空質内においてその場で実行することができる。上述した処理ガスのみが導入されるべきであり、電子ビームのパラメータは上述した態様で調整されねばならない。
図１は、本発明の第１の態様による方法を実行するための概念図を示し、該方法において真空室内に配置された試料は収束された電子ビームにより処理され、該試料上に配置された材料と反応するための異なる試薬が少なくとも２つのガス供給ノズルにより供給される。 図２は、本発明の第２の態様による方法を実行するための概念図を示し、該方法において真空室内に配置された試料は収束された電子ビームによる衝撃により専ら処理される。 図３は、本発明の他の態様による金属層及び／又は絶縁層を高い分解能で被着させる方法を実行するための概念図である。 図４のａ〜ｃは、例えばフォトリソグラフィマスクの金属層を修理する場合のステップの順序を概念的に示し、斯かるステップにおいて層材料が最初に除去され、次いで新たな金属及び／又は絶縁体材料が欠陥領域に選択的に被着される。これは、特に、ＥＵＶマスク（非特許文献４）及び“ステップ及びフラッシュインプリントリソグラフィ（Ｓ−ＧＩＬ）（非特許文献５）”法のナノ・インプリントマスク又はスタンプ用のみならず、他のインプリントマスク用にも使用される。
符号の説明
１ 真空室
２ クロム層
３ ＣｒＯ／ＣｒＯｘＮｘ層
４ ノズル
５ ノズル
６ 電子ビーム
７ 絶縁体
１０ ノズル
１１ 基板
１２ 前駆物質
２０ 細条導体
２１ 欠陥
２２ 修理点
２３ 導電材料

Claims (22)

  1. 真空室（１）内で金属及び／又は金属酸化物層（２，３）をエッチングする方法において、
    ａ．前記真空室（１）にフッ素を含有するハロゲン化合物を導入する（４）ステップと、
    ｂ．電子ビーム（６）を、前記金属層（２）のエッチングされるべき領域上に向けるステップと、
    ｃ．前記真空室（１）に酸素含有化合物を導入する（５）ステップと、
    を有することを特徴とする方法。
  2. 請求項１に記載の方法において、前記ハロゲン化合物及び前記酸素含有化合物が、ハロゲンに対する酸素の化学量論的比が１：１０００と２：１との間になるように投与されることを特徴とする方法。
  3. 請求項２に記載の方法において、前記ハロゲン化合物及び前記酸素含有化合物が、ハロゲンに対する酸素の化学量論的比が１：１００と１：１との間になるように投与されることを特徴とする方法。
  4. 請求項３に記載の方法において、前記ハロゲン化合物及び前記酸素含有化合物が、ハロゲンに対する酸素の化学量論的比が実質的に１：１０になるように投与されることを特徴とする方法。
  5. 請求項１ないし４の何れか一項に記載の方法において、前記ハロゲン化合物及び前記酸素含有化合物が前記真空室（１）に順次導入されることを特徴とする方法。
  6. 請求項１ないし４の何れか一項に記載の方法において、前記ハロゲン化合物及び前記酸素含有化合物が前記真空室（１）に実質的に同時に導入されることを特徴とする方法。
  7. 請求項１ないし６の何れか一項に記載の方法において、前記酸素含有化合物としてＯ２、Ｈ２Ｏ若しくはＨ２Ｏ２又はこれらの混合物が使用されることを特徴とする方法。
  8. 請求項１ないし７の何れか一項に記載の方法において、前記ハロゲン化合物がキセノン又は他の貴ガスを有することを特徴とする方法。
  9. 請求項１ないし８の何れか一項に記載の方法において、前記ハロゲン化合物がＸｅＦ、ＸｅＦ２、ＸｅＦ４を有することを特徴とする方法。
  10. 請求項１ないし９の何れか一項に記載の方法において、前記電子ビーム（６）が４００ｐＡ未満の電流を有することを特徴とする方法。
  11. 請求項１０に記載の方法において、前記電子ビーム（６）が１００ｐＡ未満の電流を有することを特徴とする方法。
  12. 請求項１ないし１１の何れか一項に記載の方法において、前記電子ビーム（６）が５ｋｅＶ未満のエネルギを有することを特徴とする方法。
  13. 請求項１２に記載の方法において、前記電子ビーム（６）が２ｅＶと２ｋｅＶとの間のエネルギを有することを特徴とする方法。
  14. 請求項１３に記載の方法において、前記電子ビームのリフレッシュ時間が１msec以上であることを特徴とする方法。
  15. 請求項１４に記載の方法において、前記電子ビームのドゥエル時間が１０−８秒と１０−３秒との間であることを特徴とする方法。
  16. 請求項１５に記載の方法において、前記電子ビームのドゥエル時間が１０−７秒と１０−５秒との間であることを特徴とする方法。
  17. 請求項１ないし１６の何れか一項に記載の方法により処理された、特にはクロム層であるような金属層。
  18. 請求項１ないし１６の何れか一項に記載の方法により処理された、特にはシリコン酸化物層又はシリコン窒化物層であるような絶縁層。
  19. 請求項１７に記載の金属層を有するフォトリソグラフィマスク。
  20. 請求項１７に記載の金属層を有する半導体デバイス。
  21. 請求項１８に記載の絶縁層を有するインプリントリソグラフィマスク。
  22. 請求項１ないし１６の何れか一項に記載の方法を実行する装置。
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