JP2009210805A - Ｅｕｖｌマスクの加工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】吸収層５６のパターンを精度よく加工することが可能な、ＥＵＶＬマスク５０の加工方法を提供する。
【解決手段】ＥＵＶＬマスク５０における吸収層５６に、フッ化キセノンガス７１を供給しつつイオンビーム２０Ａを照射して、吸収層５６の黒欠陥６０をエッチングするエッチング工程を有するＥＵＶＬマスクの加工方法であって、エッチング工程の後に、吸収層５６に酸化剤ガス７２を供給する酸化剤供給工程を有し、エッチング工程と酸化剤供給工程とを交互に複数回実施することを特徴とする。
【選択図】図４
【解決手段】ＥＵＶＬマスク５０における吸収層５６に、フッ化キセノンガス７１を供給しつつイオンビーム２０Ａを照射して、吸収層５６の黒欠陥６０をエッチングするエッチング工程を有するＥＵＶＬマスクの加工方法であって、エッチング工程の後に、吸収層５６に酸化剤ガス７２を供給する酸化剤供給工程を有し、エッチング工程と酸化剤供給工程とを交互に複数回実施することを特徴とする。
【選択図】図４
Description
本発明は、ＥＵＶＬマスクの加工方法に関するものである。
半導体デバイスの高密度化には、露光光源の短波長化が不可欠である。そのため、波長１３．５ｎｍの極端紫外線光を用いたリソグラフィ技術（Extreme Ultra Violet Lithography；ＥＵＶＬ）が開発されている。なお現状では、ＥＵＶ光を透過するレンズが存在しない。そのためＥＵＶＬマスクは、ＥＵＶ光を反射してレジストを露光する。すなわち、従来のフォトマスクが透過型マスクであるのに対し、図７（ｂ）に示すＥＵＶＬマスク５０は反射型マスクである。フォトマスクのガラス基板がＥＵＶＬマスク５０の反射層５２に相当し、フォトマスクの遮光層がＥＵＶＬマスク５０の吸収層５６およびその酸化層５８に相当する。ＥＵＶＬマスク５０では、反射層５２としてＭｏ／Ｓｉ多層膜が用いられ、吸収層５６としてＴａＢＮ等のＴａ化合物が用いられている。なお反射層５２と吸収層５６との間には、Ｓｉキャップ層５４ａと、ＣｒＮからなるバッファ層５４ｂとが形成されている。
図７は従来技術による黒欠陥修正技術の説明図であり、図７（ａ）は部分平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＢ−Ｂ線における側面断面図である。図７（ａ）に示すように、ＥＵＶＬマスク５０では、吸収層５６および酸化層５８が所定パターンからはみ出して、黒欠陥６０が形成される場合がある。このようなＥＵＶＬマスクを用いてリソグラフィを行うと、黒欠陥６０ではＥＵＶ光が反射されないため、露光されたウェーハ上のパターンが設計値からずれることになり、デバイス性能の低下または不良や、ずれが大きいときには配線のショートもしくは断線が起こることになる。そのような事態を避けるために、ＥＵＶＬマスクの黒欠陥の修正技術が特許文献１に開示されている。この技術は、ガス銃から弗化キセノンのようなエッチングガスを供給しながら、イオンビームを選択的に照射して、黒欠陥の除去加工を行うものである。この技術では、ハロゲン系のアシストガスの増速効果により、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜へのオーバーエッチを最小限に留めることができる。
特開２００５−２６００５７号公報
しかしながら、ハロゲン化キセノンにより黒欠陥６０を除去する過程で、図７に示すように吸収層５６が等方的にエッチングされる。これにより、吸収層５６の側面がサイドエッチングされて、吸収層５６のパターン精度が低下するという問題がある。吸収層５６におけるサイドエッチングの形成部分５７では、ＥＵＶ光の吸収性能が低下する。このＥＵＶＬマスクを用いてリソグラフィを行うと、露光されたウェーハ上のパターンが設計値からずれることになり、デバイス性能の低下または不良を招くことになる。
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、ＥＵＶＬマスクの吸収層のパターンを精度よく加工することが可能な、ＥＵＶＬマスクの加工方法を提供することを目的とする。
上記の問題を解決するために、本発明のＥＵＶＬマスクの加工方法は、ＥＵＶＬマスクにおける吸収層に、ハロゲン化キセノンガスを供給しつつ荷電粒子ビームを照射して、前記吸収層の少なくとも一部をエッチングするエッチング工程を有するＥＵＶＬマスクの加工方法であって、前記エッチング工程の後に、前記吸収層に酸化剤を供給する酸化剤供給工程を有し、前記エッチング工程と前記酸化剤供給工程とを交互に複数回実施することを特徴とする。
この発明によれば、エッチング工程において新たに露出した吸収層の側面に、酸化剤供給工程において側面酸化層を形成することができる。なおハロゲン化キセノンガスは、ＥＵＶＬマスクの吸収層およびその酸化層に対してエッチング選択性を有する。またハロゲン化キセノンガスによる化学的エッチングが等方性エッチングであるのに対し、荷電粒子ビームによる物理的エッチングは異方性エッチングであり、全体として異方性エッチングが支配的となる。そのため次のエッチング工程では、吸収層の側面酸化層を残しつつ、吸収層の上面をエッチングすることができる。また、エッチング工程と酸化剤供給工程とを交互に複数回実施することにより、１回のエッチング工程が短時間になる。これにより、各エッチング工程において新たに露出する吸収層の側面がエッチングされるのを最小限に留めることができる。以上により、吸収層のサイドエッチングを抑制することが可能になり、吸収層のパターンを精度よく加工することができる。
この発明によれば、エッチング工程において新たに露出した吸収層の側面に、酸化剤供給工程において側面酸化層を形成することができる。なおハロゲン化キセノンガスは、ＥＵＶＬマスクの吸収層およびその酸化層に対してエッチング選択性を有する。またハロゲン化キセノンガスによる化学的エッチングが等方性エッチングであるのに対し、荷電粒子ビームによる物理的エッチングは異方性エッチングであり、全体として異方性エッチングが支配的となる。そのため次のエッチング工程では、吸収層の側面酸化層を残しつつ、吸収層の上面をエッチングすることができる。また、エッチング工程と酸化剤供給工程とを交互に複数回実施することにより、１回のエッチング工程が短時間になる。これにより、各エッチング工程において新たに露出する吸収層の側面がエッチングされるのを最小限に留めることができる。以上により、吸収層のサイドエッチングを抑制することが可能になり、吸収層のパターンを精度よく加工することができる。
また前記酸化剤は、水であることが好ましい。
この発明によれば、吸収層に対して確実に側面酸化層を形成することができる。なおエッチング工程においてハロゲン化キセノンガスを、酸化剤供給工程において水を、それぞれ別々に供給するので、ハロゲン化キセノンガスが水によって分解されるのを防止することができる。
この発明によれば、吸収層に対して確実に側面酸化層を形成することができる。なおエッチング工程においてハロゲン化キセノンガスを、酸化剤供給工程において水を、それぞれ別々に供給するので、ハロゲン化キセノンガスが水によって分解されるのを防止することができる。
また、本発明の他のＥＵＶＬマスクの加工方法は、ＥＵＶＬマスクにおける吸収層に、ハロゲン化キセノンガスを供給しつつ荷電粒子ビームを照射して、前記吸収層の少なくとも一部をエッチングするエッチング工程を有するＥＵＶＬマスクの加工方法であって、前記エッチング工程では、前記ハロゲン化キセノンガスとともに酸化剤を供給することを特徴とする。
この発明によれば、新たに露出する吸収層の側面に側面酸化層を形成しつつ、吸収層の上面のエッチングを進行させることが可能になる。すなわち、吸収層の側面を常に酸化層で保護することが可能になり、吸収層のサイドエッチングを確実に防止することができる。これにより、吸収層のパターンを極めて精度よく加工することができる。
この発明によれば、新たに露出する吸収層の側面に側面酸化層を形成しつつ、吸収層の上面のエッチングを進行させることが可能になる。すなわち、吸収層の側面を常に酸化層で保護することが可能になり、吸収層のサイドエッチングを確実に防止することができる。これにより、吸収層のパターンを極めて精度よく加工することができる。
また前記酸化剤は、オゾンガスであることが好ましい。
この発明によれば、吸収層に対して確実に側面酸化層を形成することができる。またハロゲン化キセノンガスおよび酸化剤を交互に供給する場合と比べて、製造工程を簡略化することができる。
この発明によれば、吸収層に対して確実に側面酸化層を形成することができる。またハロゲン化キセノンガスおよび酸化剤を交互に供給する場合と比べて、製造工程を簡略化することができる。
本発明のＥＵＶＬマスクの加工方法によれば、吸収層に側面酸化層を形成しつつ吸収層の上面をエッチングすることで、吸収層のサイドエッチングを抑制することが可能になり、吸収層のパターンを精度よく加工することができる。
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
（マスク加工装置）
図１はマスク加工装置の概略構成を示す模式的な斜視図であり、図２は断面図である。図１および図２に示すように、本実施形態のマスク加工装置１００は、集束イオンビーム（Focused Ion Beam;ＦＩＢ）を照射してマスクの欠陥修正を行うものであり、イオンビーム照射系２０と、試料ステージ１６と、真空室１３と、二次荷電粒子検出器１８と、ガス銃１１とを備えている。真空室１３は、内部を所定の真空度まで減圧可能になっており、上記の各構成品はそれらの一部または全部が真空室１３内に配置されている。試料ステージ１６は、試料Ｗａが載置される試料台１４をＸＹ２軸で移動可能に支持している。
（マスク加工装置）
図１はマスク加工装置の概略構成を示す模式的な斜視図であり、図２は断面図である。図１および図２に示すように、本実施形態のマスク加工装置１００は、集束イオンビーム（Focused Ion Beam;ＦＩＢ）を照射してマスクの欠陥修正を行うものであり、イオンビーム照射系２０と、試料ステージ１６と、真空室１３と、二次荷電粒子検出器１８と、ガス銃１１とを備えている。真空室１３は、内部を所定の真空度まで減圧可能になっており、上記の各構成品はそれらの一部または全部が真空室１３内に配置されている。試料ステージ１６は、試料Ｗａが載置される試料台１４をＸＹ２軸で移動可能に支持している。
図１に示すように、イオンビーム照射系２０は、集束イオンビーム鏡筒を備えており、真空室１３内に配置された試料ステージ１６上に載置された試料Ｗａに対してイオンビーム２０Ａを照射するものである。試料Ｗａは、修正対象であるＥＵＶＬマスクからなる。
図２に示すように、イオンビーム照射系２０の概略構成は、イオンを発生させるとともに流出させるイオン源２１と、イオン源２１から引き出されたイオンを集束イオンビームであるイオンビーム２０Ａに成形するイオン光学系２５とを備えている。
図２に示すように、イオンビーム照射系２０の概略構成は、イオンを発生させるとともに流出させるイオン源２１と、イオン源２１から引き出されたイオンを集束イオンビームであるイオンビーム２０Ａに成形するイオン光学系２５とを備えている。
イオン源２１は、例えば、液体ガリウムであり、図示しないフィラメントが設けられていて、フィラメント電源と接続されている。このため、イオン源２１は、フィラメントによって熱せられて常に液体状態に保たれ、周辺に生じる電位差によってガリウムイオン（Ｇａ＋）を放出可能な状態になっている。
イオン光学系２５は、例えば、イオン源２１側から真空室１３側に向けて順に、イオンビームを集束するコンデンサーレンズと、イオンビームを絞り込む絞りと、イオンビームの光軸を調整するアライナと、イオンビームを試料に対して集束する対物レンズと、試料上でイオンビームを走査する偏向器とを備えて構成される。
また真空室１３内には、二次荷電粒子検出器１８と、ガス銃１１とが設けられている。
二次荷電粒子検出器１８は、イオンビーム照射系２０から試料Ｗａへイオンビーム２０Ａが照射された際に、試料Ｗａから発せられる二次電子や二次イオンを検出するものである。
二次荷電粒子検出器１８は、イオンビーム照射系２０から試料Ｗａへイオンビーム２０Ａが照射された際に、試料Ｗａから発せられる二次電子や二次イオンを検出するものである。
ガス銃１１は、イオンビーム２０Ａによるエッチングのエッチングレートを高めるためのエッチングアシストガスや、白欠陥を修正するための吸収層原料用のデポジション用ガス、後述する酸化剤ガス等を、同時または順次に試料Ｗａに供給するものである。このガスの種類は、修正すべき欠陥の種類に応じて、工程ごとに適宜選定することができる。
例えば、ガス銃１１からエッチングアシストガスを供給しながら、試料Ｗａにイオンビーム２０Ａを照射することで、ガスアシストエッチングを行うことができる。これにより、イオンビーム２０Ａの物理的なスパッタのみによる場合に比べて、試料Ｗａのエッチング速度（エッチングレート）を高めることができる。
また、ガス銃１１からデポジション用ガスを供給しながら、試料Ｗａにイオンビーム２０Ａを照射すれば、ガスアシストデポジションを行うことができる。これにより、試料Ｗａ上に金属や絶縁体の堆積物あるいは成膜物を形成することができる。
例えば、ガス銃１１からエッチングアシストガスを供給しながら、試料Ｗａにイオンビーム２０Ａを照射することで、ガスアシストエッチングを行うことができる。これにより、イオンビーム２０Ａの物理的なスパッタのみによる場合に比べて、試料Ｗａのエッチング速度（エッチングレート）を高めることができる。
また、ガス銃１１からデポジション用ガスを供給しながら、試料Ｗａにイオンビーム２０Ａを照射すれば、ガスアシストデポジションを行うことができる。これにより、試料Ｗａ上に金属や絶縁体の堆積物あるいは成膜物を形成することができる。
また、マスク加工装置１００は、当該装置を構成する各部を制御する制御装置３０を備えている。制御装置３０は、イオンビーム照射系２０、二次荷電粒子検出器１８、および試料ステージ１６と電気的に接続されている。また、二次荷電粒子検出器１８からの出力に基づき試料Ｗａの映像を表示する表示装置３８を備えている。
制御装置３０は、マスク加工装置１００の制御全般を行うものであり、少なくとも、二次荷電粒子検出器１８でそれぞれ検出された二次電子もしくは二次イオンである二次荷電粒子４０の出力を輝度信号に変換して画像データを生成する画像取得部と、この画像データを表示装置３８に出力する表示制御部とを含んでいる。これにより表示装置３８は、上述した試料Ｗａの映像を表示できるようになっている。
また、制御装置３０は画像処理部を備えている。画像処理部は、生成された画像データに画像処理を施して試料Ｗａの形状情報を取得し、例えば試料Ｗａの正常な形状情報と比較するなどして欠陥を抽出し、欠陥の種類、位置、大きさなどの欠陥情報を取得する。このため制御装置３０では、試料Ｗａにイオンビーム２０Ａを照射した際に発生する二次荷電粒子４０の出力を利用して、試料Ｗａの欠陥修正前後の形状を解析することができるようになっている。
また、制御装置３０は、ソフトウェアの指令やオペレータの入力に基づいて試料ステージ１６を駆動し、試料Ｗａの位置や姿勢を調整する。これにより、試料表面におけるイオンビーム２０Ａの照射位置を調整できるようになっている。
また、制御装置３０は画像処理部を備えている。画像処理部は、生成された画像データに画像処理を施して試料Ｗａの形状情報を取得し、例えば試料Ｗａの正常な形状情報と比較するなどして欠陥を抽出し、欠陥の種類、位置、大きさなどの欠陥情報を取得する。このため制御装置３０では、試料Ｗａにイオンビーム２０Ａを照射した際に発生する二次荷電粒子４０の出力を利用して、試料Ｗａの欠陥修正前後の形状を解析することができるようになっている。
また、制御装置３０は、ソフトウェアの指令やオペレータの入力に基づいて試料ステージ１６を駆動し、試料Ｗａの位置や姿勢を調整する。これにより、試料表面におけるイオンビーム２０Ａの照射位置を調整できるようになっている。
（第１実施形態）
次に、前記マスク加工装置を用いたＥＵＶＬマスクの加工方法について説明する。
図３はＥＵＶＬマスクの説明図であり、図３（ａ）は部分平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線における側面断面図である。図３（ｂ）に示すように、ＥＵＶＬマスク５０は、石英等の基板（不図示）の表面全体に形成されたＥＵＶ光を反射する反射層５２と、反射層５２の表面に所定パターンに形成されたＳｉキャップ層５４ａ、バッファ層５４ｂおよび吸収層５６を備えている。反射層５２は、約４ｎｍのＭｏ層および約３ｎｍのＳｉ層を交互に４０層程度に積層したものである。
次に、前記マスク加工装置を用いたＥＵＶＬマスクの加工方法について説明する。
図３はＥＵＶＬマスクの説明図であり、図３（ａ）は部分平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線における側面断面図である。図３（ｂ）に示すように、ＥＵＶＬマスク５０は、石英等の基板（不図示）の表面全体に形成されたＥＵＶ光を反射する反射層５２と、反射層５２の表面に所定パターンに形成されたＳｉキャップ層５４ａ、バッファ層５４ｂおよび吸収層５６を備えている。反射層５２は、約４ｎｍのＭｏ層および約３ｎｍのＳｉ層を交互に４０層程度に積層したものである。
反射層５２の表面には、Ｓｉキャップ層５４ａと、ＣｒＮからなるバッファ層５４ｂとが形成されている。バッファ層５４ｂの表面には、吸収層５６が形成されている。吸収層５６は、ＥＵＶ光を吸収するＴａＢＮやＴａＧｅＮ等のＴａ化合物で構成されている。なお吸収層５６の表面（および側面）を安定化させるため、吸収層５６の表面（および側面）に酸化層５８が形成されている。なおＳｉキャップ層は１０ｎｍ程度、ＣｒＮバッファ層５４ｂは１０〜２０ｎｍ程度、吸収層５６は４０〜５０ｎｍ程度、酸化層は２０〜３０ｎｍ程度の厚さに形成されている。
このＥＵＶＬマスク５０に対して、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を照射すると、吸収層５６および酸化層５８の形成領域ではＥＵＶ光が吸収され、反射層５２の露出領域ではＥＵＶ光が反射される。反射されたＥＵＶ光をレジストに照射することにより、レジストを所定パターンに露光することができる。
（ＥＵＶＬマスクの加工方法）
ところで図３（ａ）に示すように、吸収層５６および酸化層５８が所定パターンからはみ出して黒欠陥６０が形成される場合がある。このようなＥＵＶＬマスクを用いてリソグラフィを行うと、黒欠陥６０ではＥＵＶ光が反射されないため、露光されたウェーハ上のパターンが設計値からずれることになり、デバイス性能の低下または不良や、ずれが大きいときには配線のショートもしくは断線が起こることになる。そこで、上述したマスク加工装置を用いて黒欠陥を除去する加工を行う。
ところで図３（ａ）に示すように、吸収層５６および酸化層５８が所定パターンからはみ出して黒欠陥６０が形成される場合がある。このようなＥＵＶＬマスクを用いてリソグラフィを行うと、黒欠陥６０ではＥＵＶ光が反射されないため、露光されたウェーハ上のパターンが設計値からずれることになり、デバイス性能の低下または不良や、ずれが大きいときには配線のショートもしくは断線が起こることになる。そこで、上述したマスク加工装置を用いて黒欠陥を除去する加工を行う。
まず、図１に示すマスク加工装置における真空室１３の試料台１４上に、試料ＷａとしてＥＵＶＬマスクを載置する。次に真空室１３の内部を減圧する。
次に、ＥＵＶＬマスクの欠陥情報を取得する観察工程を行う。観察工程では、ガス銃１１からのガス供給を停止した状態で、イオンビーム照射系２０からＥＵＶＬマスクに対して、エッチングが起こらない程度の出力のイオンビーム２０Ａを照射する。これにより、図２に示すようにＥＵＶＬマスクの吸収層から二次荷電粒子４０が放射され、放出された二次荷電粒子４０が二次荷電粒子検出器１８によって検出される。
次に、ＥＵＶＬマスクの欠陥情報を取得する観察工程を行う。観察工程では、ガス銃１１からのガス供給を停止した状態で、イオンビーム照射系２０からＥＵＶＬマスクに対して、エッチングが起こらない程度の出力のイオンビーム２０Ａを照射する。これにより、図２に示すようにＥＵＶＬマスクの吸収層から二次荷電粒子４０が放射され、放出された二次荷電粒子４０が二次荷電粒子検出器１８によって検出される。
制御装置３０は、二次荷電粒子検出器１８による二次荷電粒子の検出状態に基づいてＥＵＶＬマスクの画像データを取得する。制御装置３０では、この画像データと、正常なＥＵＶＬマスク上に形成される吸収層パターンの画像データとを比較することによって、黒欠陥の位置や大きさなどの欠陥情報を取得することができる。
また、この画像データは表示装置３８に拡大表示される。そのため、マスク加工装置１００のオペレータは、表示装置３８を通して黒欠陥およびその近傍の様子を観察することができる。
また、この画像データは表示装置３８に拡大表示される。そのため、マスク加工装置１００のオペレータは、表示装置３８を通して黒欠陥およびその近傍の様子を観察することができる。
次に、ＥＵＶＬマスクの黒欠陥を除去する欠陥修正工程を行う。
図４および図５は、本実施形態に係るＥＵＶＬマスクの加工方法における黒欠陥修正工程の工程図である。なお図４および図５では、図面を見やすくするため、ＥＵＶＬマスクのＳｉキャップ層およびバッファ層の記載を省略している。まず図４（ａ）に示すように、ガス銃１１からエッチングアシストガス７１を供給するとともに、イオンビーム照射系２０からイオンビーム２０Ａを照射して、黒欠陥６０をエッチングする（第１エッチング工程）。
図４および図５は、本実施形態に係るＥＵＶＬマスクの加工方法における黒欠陥修正工程の工程図である。なお図４および図５では、図面を見やすくするため、ＥＵＶＬマスクのＳｉキャップ層およびバッファ層の記載を省略している。まず図４（ａ）に示すように、ガス銃１１からエッチングアシストガス７１を供給するとともに、イオンビーム照射系２０からイオンビーム２０Ａを照射して、黒欠陥６０をエッチングする（第１エッチング工程）。
エッチングアシストガス（以下、単に「アシストガス」という。）７１は、吸収層５６を構成するＴａ化合物をエッチングしうるガスであり、フッ化キセノン（ＸｅＦ２）や塩素（Ｃｌ2）等のハロゲン系のガスを採用することが可能である。本実施形態では、アシストガスとしてフッ化キセノンガスを採用する。アシストガスを供給することによりエッチングレートを向上させることが可能になるため、ＥＵＶＬマスクの反射層がイオンビーム２０Ａによりオーバーエッチングされるのを防止することができる。
またイオンビーム２０Ａは、１０〜３０ｋＶの加速電圧を印加して、黒欠陥６０の範囲のみに照射する。必要に応じて、イオンビーム２０Ａの照射位置を移動させながら、黒欠陥６０の全体にイオンビーム２０Ａを照射する。
第１エッチング工程では、イオンビーム２０Ａによる物理的エッチングと、アシストガス７１による化学的エッチングとの相互作用により、酸化層５８および吸収層５６をエッチングする。ここでは、まず上面の酸化層５８が除去されて吸収層５６が露出する。なお、アシストガスによる化学的エッチングが等方性エッチングであるのに対し、イオンビーム２０Ａによる物理的エッチングは異方性エッチングであり、全体として異方性エッチングが支配的となる。そのため、吸収層５６の上面の酸化層５８のみが除去され、側面の酸化層は残留する。
さらに第１エッチング工程では、吸収層５６がエッチングされてその側面が露出する。上述したように、アシストガス７１による化学的エッチングは等方性エッチングであるため、第１エッチング工程を長時間継続すると、露出した吸収層５６の側面がサイドエッチングされる。その結果、図７（ｂ）に示すようなアンダーカット５７が発生することになる。そこで本実施形態では、吸収層５６の一部がエッチングされた段階で第１エッチング工程を終了する。このように、第１エッチング工程を短時間とすることで、新たに露出する吸収層５６の側面がサイドエッチングされるのを最小限に留めることができる。
次に図４（ｂ）に示すように、ガス銃１１から酸化剤ガス７２を供給する（第１酸化剤供給工程）。酸化剤ガスは、酸素原子を含むガスであり、好ましくは水酸基を含むガスである。このような酸化剤ガスとして、本実施形態では水（Ｈ２Ｏ）を採用する。また水酸基を含む材料としてアルコールを採用することも可能である。なお真空室の内部は減圧されているので、液体の水を供給しても直ちに蒸発して水蒸気になる。なお、第１酸化剤供給工程ではイオンビームを照射しない。
第１酸化剤供給工程では、酸化剤ガス７２により、新たに露出した吸収層５６のうち、少なくとも吸収層５６の側面を酸化する。具体的には、吸収層５６の側面を酸化して側面酸化層５６ｂを形成するとともに、吸収層５６の上面を酸化して上面酸化層５６ａを形成する。
第１酸化剤供給工程では、酸化剤ガス７２により、新たに露出した吸収層５６のうち、少なくとも吸収層５６の側面を酸化する。具体的には、吸収層５６の側面を酸化して側面酸化層５６ｂを形成するとともに、吸収層５６の上面を酸化して上面酸化層５６ａを形成する。
次に図５（ｃ）に示すように、ガス銃１１からアシストガス７１を供給するとともに、イオンビーム照射系２０からイオンビーム２０Ａを照射して、黒欠陥６０をエッチングする（第２エッチング工程）。その具体的な内容は第１エッチング工程と同様である。第２エッチング工程でも異方性エッチングが支配的となるため、側面酸化層５６ｂが残留しつつ、上面酸化層５６ａが除去されて吸収層５６の上面が露出する。
さらに第２エッチング工程では、吸収層５６がエッチングされる。ここでアシストガス７１は、酸化層および吸収層に対してエッチング選択性を有し、酸化層のエッチングレートより吸収層のエッチングレートが大きくなる。吸収層５６の上半部には側面酸化層５６ｂが形成されているので、上半部の側面をサイドエッチングすることなく、下半部の上面のみをエッチングすることができる。また第１エッチング工程と同様に第２エッチング工程を短時間とすることで、新たに露出する吸収層５６の下半部の側面がサイドエッチングされるのを最小限に留めることができる。
次に図５（ｄ）に示すように、ガス銃１１から酸化剤ガス７２を照射する（第２酸化剤供給工程）。その具体的な内容は、第１酸化剤供給工程と同様である。第２酸化剤供給工程では、酸化剤ガス７２により、新たに露出した吸収層５６の表面のうち少なくとも吸収層５６の側面を酸化して、側面酸化層５６ｃを形成する。
このように、エッチング工程および酸化剤供給工程を交互に複数回実施する。例えば、エッチング工程および酸化剤供給工程を１分間ずつ交互に実施する。
このように、エッチング工程および酸化剤供給工程を交互に複数回実施する。例えば、エッチング工程および酸化剤供給工程を１分間ずつ交互に実施する。
本実施形態では、第１および第２エッチング工程により黒欠陥を全て除去したが、より多くのエッチング工程を経て黒欠陥を除去することが望ましい。この場合でも、エッチング工程と酸化剤供給工程とを交互に実施することは言うまでもない。これにより、１回のエッチング工程を極めて短時間とすることが可能になり、新たに露出する吸収層５６の側面がサイドエッチングされるのを防止することができる。
また、最後のエッチング工程の後にも酸化剤供給工程を実施することが望ましい。これにより、図５（ｄ）に示すように、黒欠陥が除去された吸収層５６の側面全体に側面酸化層５６ｂ，５６ｃを形成することが可能になり、吸収層５６をフッ化キセノンに耐性のある酸化層で保護して、フッ化キセノンによるサイドエッチングを抑えることができる。
また、最後のエッチング工程の後にも酸化剤供給工程を実施することが望ましい。これにより、図５（ｄ）に示すように、黒欠陥が除去された吸収層５６の側面全体に側面酸化層５６ｂ，５６ｃを形成することが可能になり、吸収層５６をフッ化キセノンに耐性のある酸化層で保護して、フッ化キセノンによるサイドエッチングを抑えることができる。
以上に詳述したように、図４に示す本実施形態に係るＥＵＶＬマスクの加工方法では、フッ化キセノンガスを供給しつつイオンビームを照射して、吸収層５６の黒欠陥６０をエッチングするエッチング工程の後に、吸収層５６に酸化剤ガス７２を供給する酸化剤供給工程を有し、エッチング工程と酸化剤供給工程とを交互に複数回実施する構成とした。
この構成によれば、エッチング工程において新たに露出した吸収層５６の側面に、酸化剤供給工程において側面酸化層５６ｂを形成することができる。なおフッ化キセノンガスは、ＥＵＶＬマスクの吸収層およびその酸化層に対してエッチング選択性を有する。またフッ化キセノンガスによる化学的エッチングが等方性エッチングであるのに対し、イオンビームによる物理的エッチングは異方性エッチングであり、全体として異方性エッチングが支配的となる。そのため次のエッチング工程では、吸収層５６の側面酸化層５６ｂを残しつつ、吸収層５６の上面をエッチングすることができる。また、エッチング工程と酸化剤供給工程とを交互に複数回実施することにより、１回のエッチング工程が短時間になる。これにより、各エッチング工程において新たに露出する吸収層５６の側面がサイドエッチングされるのを最小限に留めることができる。以上により、吸収層５６のサイドエッチングを抑制することが可能になり、吸収層５６のパターンを精度よく加工することができる。
この構成によれば、エッチング工程において新たに露出した吸収層５６の側面に、酸化剤供給工程において側面酸化層５６ｂを形成することができる。なおフッ化キセノンガスは、ＥＵＶＬマスクの吸収層およびその酸化層に対してエッチング選択性を有する。またフッ化キセノンガスによる化学的エッチングが等方性エッチングであるのに対し、イオンビームによる物理的エッチングは異方性エッチングであり、全体として異方性エッチングが支配的となる。そのため次のエッチング工程では、吸収層５６の側面酸化層５６ｂを残しつつ、吸収層５６の上面をエッチングすることができる。また、エッチング工程と酸化剤供給工程とを交互に複数回実施することにより、１回のエッチング工程が短時間になる。これにより、各エッチング工程において新たに露出する吸収層５６の側面がサイドエッチングされるのを最小限に留めることができる。以上により、吸収層５６のサイドエッチングを抑制することが可能になり、吸収層５６のパターンを精度よく加工することができる。
特に本実施形態では、エッチング工程においてフッ化キセノンガス７１を、酸化剤供給工程において酸化剤ガス７２を、それぞれ別々に供給する構成とした。この構成によれば、同時供給した場合にフッ化キセノンガス７１を分解する酸化剤ガス７２を採用することも可能になる。例えば、水酸基を有する水やアルコール等の物質は、フッ化キセノンガス７１と同時供給した場合にフッ化キセノンガス７１を分解する。しかしながら、水酸基を有する物質は、吸収層５６に局所的に付着して酸化作用を発揮するため、少量で有効な酸化剤として機能する。本実施形態では、このような酸化剤ガス７２を採用することで、吸収層５６の側面に確実に側面酸化層５６ｂを形成することができる。したがって、吸収層５６のサイドエッチングを抑制することが可能になり、吸収層５６のパターンを極めて精度よく加工することができる。
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係るＥＵＶＬマスクの加工方法について説明する。第２実施形態では、エッチング工程においてフッ化キセノンガスとともに酸化剤を同時供給する点で、第１実施形態と相違している。なお第１実施形態と同様の構成となる部分については、その詳細な説明を省略する。
次に、第２実施形態に係るＥＵＶＬマスクの加工方法について説明する。第２実施形態では、エッチング工程においてフッ化キセノンガスとともに酸化剤を同時供給する点で、第１実施形態と相違している。なお第１実施形態と同様の構成となる部分については、その詳細な説明を省略する。
図６は、本実施形態に係るＥＵＶＬマスクの加工方法における黒欠陥修正工程の工程図である。なお図６では、図面を見やすくするため、ＥＵＶＬマスクのＳｉキャップ層およびバッファ層の記載を省略している。図６（ａ）に示すように、黒欠陥修正工程では、フッ化キセノンガス７１を供給しつつイオンビーム２０Ａを照射して、吸収層５６および酸化層５８の黒欠陥６０をエッチングするエッチング工程を行う。ここでは、酸化層５８に続けて吸収層５６がエッチングされる。
このエッチング工程では、ガス銃１１から、フッ化キセノンガス７１とともに酸化剤ガス７２を供給する。酸化剤ガス７２は酸素原子を含むガスであって、イオンビーム２０Ａの照射により活性酸素を発生させるガスである。また酸化剤ガス７２は、フッ化キセノンとともに供給されるので、フッ化キセノンを分解しないことが必要である。このような酸化剤ガスとして、本実施形態ではオゾンガス（Ｏ３）を採用する。なおリモートプラズマにより活性化した酸素ガスを供給してもよい。これにより、新たに露出する吸収層５６の側面に側面酸化層５６ｂを形成しつつ、吸収層５６の上面のエッチングを進行させることが可能になる。すなわち、吸収層５６の側面を常に側面酸化層５６ｂで保護することが可能になり、吸収層５６の側面がサイドエッチングされるのを確実に防止することができる。
このエッチング工程を継続して実施し、図６（ｂ）に示すように、黒欠陥６０の全体を除去する。なお吸収層５６の側面全体に側面酸化層５６ｂが形成された状態で、エッチング工程を終了することができる。
このエッチング工程を継続して実施し、図６（ｂ）に示すように、黒欠陥６０の全体を除去する。なお吸収層５６の側面全体に側面酸化層５６ｂが形成された状態で、エッチング工程を終了することができる。
以上に詳述したように、図６に示す本実施形態に係るＥＵＶＬマスクの加工方法では、フッ化キセノンガス７１を供給しつつイオンビーム２０Ａを照射して吸収層５６の黒欠陥６０をエッチングするエッチング工程において、フッ化キセノンガス７１とともに酸化剤ガス７２を供給する構成とした。
この構成によれば、吸収層５６の上面をエッチングする際に、その側面を常に側面酸化層５６ｂで保護することが可能になり、吸収層５６の側面がサイドエッチングされるのを確実に防止することができる。これにより、吸収層５６のパターンを極めて精度よく加工することができる。またフッ化キセノンガス７１および酸化剤ガス７２を交互に供給する場合と比べて、製造工程を簡略化することができる。
この構成によれば、吸収層５６の上面をエッチングする際に、その側面を常に側面酸化層５６ｂで保護することが可能になり、吸収層５６の側面がサイドエッチングされるのを確実に防止することができる。これにより、吸収層５６のパターンを極めて精度よく加工することができる。またフッ化キセノンガス７１および酸化剤ガス７２を交互に供給する場合と比べて、製造工程を簡略化することができる。
なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な材料や層構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
例えば、前記実施形態ではＥＵＶＬマスクに照射する荷電粒子ビームとしてイオンビームを採用したが、電子ビームを採用することも可能である。
例えば、前記実施形態ではＥＵＶＬマスクに照射する荷電粒子ビームとしてイオンビームを採用したが、電子ビームを採用することも可能である。
２０Ａ…イオンビーム（荷電粒子ビーム） ５０…ＥＵＶＬマスク ５６…吸収層 ６０…黒欠陥 ７１…フッ化キセノンガス ７２…酸化剤ガス
Claims (4)
- ＥＵＶＬマスクにおける吸収層に、ハロゲン化キセノンガスを供給しつつ荷電粒子ビームを照射して、前記吸収層の少なくとも一部をエッチングするエッチング工程を有するＥＵＶＬマスクの加工方法であって、
前記エッチング工程の後に、前記吸収層に酸化剤を供給する酸化剤供給工程を有し、
前記エッチング工程と前記酸化剤供給工程とを交互に複数回実施することを特徴とするＥＵＶＬマスクの加工方法。 - 前記酸化剤は、水であることを特徴とする請求項１に記載のＥＵＶＬマスクの加工方法。
- ＥＵＶＬマスクにおける吸収層に、ハロゲン化キセノンガスを供給しつつ荷電粒子ビームを照射して、前記吸収層の少なくとも一部をエッチングするエッチング工程を有するＥＵＶＬマスクの加工方法であって、
前記エッチング工程では、前記ハロゲン化キセノンガスとともに酸化剤を供給することを特徴とするＥＵＶＬマスクの加工方法。 - 前記酸化剤は、オゾンガスであることを特徴とする請求項３に記載のＥＵＶＬマスクの加工方法。
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