KR101511790B1 - Ｅｕｖｌ 마스크의 가공 방법 - Google Patents

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Abstract

흡수층의 패턴을 정밀도 좋게 가공하는 것이 가능한, EUVL 마스크의 가공 방법을 제공한다. EUVL 마스크의 흡수층(56)에, 불화 크세논 가스를 공급하면서 이온 빔을 조사하여, 흡수층의 흑결함을 에칭하는 에칭 공정을 갖는 EUVL 마스크의 가공 방법으로서, 에칭 공정의 후에, 흡수층에 산화제 가스를 공급하는 산화제 공급 공정을 가지며, 에칭 공정과 산화제 공급 공정을 교대로 복수회 실시하는 것을 특징으로 한다.

Description

ＥＵＶＬ 마스크의 가공 방법{METHOD FOR FABRICATING EUVL MASK}
본 발명은, EUVL 마스크의 가공 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 고밀도화에는, 노광 광원의 단파장화가 불가결하다. 그 때문에, 파장 13.5㎚의 극단 자외선광을 이용하는 리소그래피 기술(Extreme Ultra Violet Lithography ; EUVL)이 개발되어 있다. 또한 현재 상태에서는, EUV빔을 투과하는 렌즈가 존재하지 않는다. 그 때문에 EUVL 마스크는, EUV빔을 반사하여 레지스트를 노광한다. 즉, 종래의 포토 마스크가 투과형 마스크인데 대해, 도 7의 (B)에 도시하는 EUVL 마스크(50)는 반사형 마스크이다. 포토 마스크의 유리 기판이 EUVL 마스크(50)의 반사층(52)에 상당하고, 포토 마스크의 차광층이 EUVL 마스크(50)의 흡수층(56) 및 그 산화층(58)에 상당한다. EUVL 마스크(50)에서는, 반사층(52)으로서 Mo/Si 다층막이 사용되고, 흡수층(56)으로서 TaBN 등의 Ta 화합물이 사용되고 있다. 또한 반사층(52)과 흡수층(56) 사이에는, Si 캡층(54a)과, CrN으로 이루어지는 버퍼층(54b)이 형성되어 있다.
도 7은 종래 기술에 의한 흑결함 수정 기술의 설명도로서, 도 7의 (A)는 부 분 평면도이고, 도 7의 (B)는 도 7의 (A)의 B-B선에서의 측면 단면도이다. 도 7의 (A)에 도시하는 바와 같이, EUVL 마스크(50)에서는, 흡수층(56) 및 산화층(58)이 소정 패턴으로부터 삐져 나와, 흑결함(60)이 형성되는 경우가 있다. 이와 같은 EUVL 마스크를 이용하여 리소그래피를 행하면, 흑결함(60)에서는 EUV빔이 반사되지 않기 때문에, 노광된 웨이퍼상의 패턴이 설계치로부터 어긋나게 되어, 디바이스 성능의 저하 또는 불량이나, 어긋남이 큰 때에는 배선의 쇼트 또는 단선이 일어나게 된다. 그와 같은 사태를 피하기 위해, EUVL 마스크의 흑결함의 수정 기술이 일본 특개 2005-260057호 공보(특허문헌1)에 개시되어 있다. 이 기술은, 가스총으로부터 불화 크세논과 같은 에칭 가스를 공급하면서, 이온 빔을 선택적으로 조사하여, 흑결함의 제거 가공을 행하는 것이다. 이 기술에서는, 할로겐계의 어시스트 가스의 증속(增速) 효과에 의해, Mo/Si 다층막에의 오버 에칭을 최소한으로 멈출 수 있다.
그러나, 할로겐화 크세논에 의해 흑결함(60)을 제거하는 과정에서, 도 7의 (A) 및 (B)에 도시하는 바와 같이 흡수층(56)이 등방적(等方的)으로 에칭된다. 이로 인해, 흡수층(56)의 측면이 사이드 에칭되어, 흡수층(56)의 패턴 정밀도가 저하된다는 문제가 있다. 흡수층(56)에서의 사이드 에칭의 형성 부분(57)에서는, EUV빔의 흡수성능이 저하된다. 이 EUVL 마스크를 이용하여 리소그래피를 행하면, 노광된 웨이퍼상의 패턴이 설계치로부터 어긋나게 되고, 디바이스 성능의 저하 또는 불량을 초래하게 된다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 문제를 감안하여 이루어진 것으로, EUVL 마스크의 흡수층의 패턴을 정밀도 좋게 가공하는 것이 가능한, EUVL 마스크의 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 EUVL 마스크의 가공 방법은, EUVL 마스크에 있어서의 흡수층에, 할로겐화 크세논 가스를 공급하면서 하전 입자 빔을 조사하여, 상기 흡수층의 적어도 일부를 에칭하는 에칭 공정을 갖는 EUVL 마스크의 가공 방법으로서, 상기 에칭 공정의 후에, 상기 흡수층에 산화제를 공급하는 산화제 공급 공정을 가지며, 상기 에칭 공정과 상기 산화제 공급 공정을 교대로 복수회 실시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 에칭 공정에서 새롭게 노출하는 흡수층의 측면에, 산화제 공급 공정에서 측면 산화층을 형성할 수 있다. 또한 할로겐화 크세논 가스는, EUVL 마스크의 흡수층 및 그 산화층에 대해 에칭 선택성을 갖는다. 또한 할로겐화 크세논 가스에 의한 화학적 에칭이 등방성 에칭인데 대해, 하전 입자 빔에 의한 물리적 에칭은 이방성 에칭이고, 전체로서 이방성 에칭이 지배적이 된다. 그 때문에 다음의 에칭 공정에서는, 흡수층의 측면 산화층을 남겨 두면서, 흡수층의 윗면을 에칭할 수 있다. 또한, 에칭 공정과 산화제 공급 공정을 교대로 복수회 실시함에 의해, 1회의 에칭 공정이 단시간이 된다. 이로써, 각 에칭 공정에서 새롭게 노출하는 흡수층의 측면이 에칭되는 것을 최소한으로 멈출 수 있다. 이상에 의해, 흡수층의 사이드 에칭을 억제하는 것이 가능해지고, 흡수층의 패턴을 정밀도 좋게 가공할 수 있다.
또한 상기 산화제는, 물인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 흡수층에 대해 확실하게 측면 산화층을 형성할 수 있다. 또한 에칭 공정에서 할로겐화 크세논 가스를, 산화제 공급 공정에서 물을, 각각 제각기 공급하기 때문에, 할로겐화 크세논 가스가 물에 의해 분해되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 EUVL 마스크의 가공 방법은, EUVL 마스크에 있어서의 흡수층에, 할로겐화 크세논 가스를 공급하면서 하전 입자 빔을 조사하여, 상기 흡수층의 적어도 일부를 에칭하는 에칭 공정을 갖는 EUVL 마스크의 가공 방법으로서, 상기 에칭 공정에서는, 상기 할로겐화 크세논 가스와 함께 산화제를 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 새롭게 노출하는 흡수층의 측면에 측면 산화층을 형성하면서, 흡수층의 윗면의 에칭을 진행시키는 것이 가능해진다. 즉, 흡수층의 측면을 항상 산화층으로 보호하는 것이 가능하게 되어, 흡수층의 사이드 에칭을 확실하게 방지할 수 있다. 이로써, 흡수층의 패턴을 극히 정밀도 좋게 가공할 수 있다.
또한 상기 산화제는, 오존 가스인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 흡수층에 대해 확실하게 측면 산화층을 형성할 수 있다. 또한 할로겐화 크세논 가스 및 산화제를 교대로 공급하는 경우에 비하여, 제조 공정을 간략화할 수 있다.
본 발명의 EUVL 마스크의 가공 방법에 의하면, 흡수층에 측면 산화층을 형성하면서 흡수층의 윗면을 에칭함으로써, 흡수층의 사이드 에칭을 억제하는 것이 가능해지고, 흡수층의 패턴을 정밀도 좋게 가공할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시 형태에 관해 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
(마스크 가공 장치)
도 1은 마스크 가공 장치의 개략 구성을 도시하는 모식적인 사시도이고, 도 2는 단면도이다. 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 마스크 가공 장치(100)는, 집속 이온 빔(Focused Ion Beam ; FIB)을 조사하여 마스크의 결함 수정을 행하는 것으로서, 이온 빔 조사 시스템(20)과, 시료 스테이지(16)와, 진공실(13)과, 2차 전하 입자 검출기(18)와, 가스총(11)을 구비하고 있다. 진공실(13) 은, 내부를 소정의 진공도까지 감압 가능하게 되어 있고, 상기한 각 구성품은 그들의 일부 또는 전부가 진공실(13) 내에 배치되어 있다. 시료 스테이지(16)는, 시료(Wa)가 재치되는 시료대(14)를 XY의 2축으로 이동 가능하게 지지하고 있다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 이온 빔 조사 시스템(20)은, 집속 이온 빔 렌즈 튜브를 구비하고 있고, 진공실(13) 내에 배치된 시료 스테이지(16)상에 재치된 시료(Wa)에 대해 이온 빔(20A)을 조사하는 것이다. 시료(Wa)는, 수정 대상인 EUVL 마스크로 이루어진다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 이온 빔 조사 시스템(20)의 개략 구성은, 이온을 발생시킴과 함께 유출시키는 이온원(源)(21)과, 이온원(21)으로부터 인출된 이온을 집속 이온 빔인 이온 빔(20A)으로 성형하는 이온 광학 시스템(25)을 구비하고 있다.
이온원(21)은, 예를 들면, 액체 갈륨이고, 도시하지 않은 필라멘트가 마련되어 있고, 필라멘트 전원과 접속되어 있다. 이 때문에, 이온원(21)은, 필라멘트에 의해 가열되어 항상 액체상태로 유지되고, 주변에 생기는 전위차에 의해 갈륨 이온(Ga+)을 방출 가능한 상태로 되어 있다.
이온 광학 시스템(25)은, 예를 들면, 이온원(21)측으로부터 진공실(13)측을 향하여 차례로, 이온 빔을 집속하는 콘덴서 렌즈와, 이온 빔을 조이는 조리개와, 이온 빔의 광축을 조정하는 얼라이너와, 이온 빔을 시료에 대해 집속하는 대물 렌즈와, 시료상에서 이온 빔을 주사하는 편향기(偏向器)를 구비하여 구성된다.
또한 진공실(13) 내에는, 2차 전하 입자 검출기(18)와, 가스총(11)이 마련되 어 있다.
2차 전하 입자 검출기(18)는, 이온 빔 조사 시스템(20)으로부터 시료(Wa)에 이온 빔(20A)이 조사된 때에, 시료(Wa)로부터 발하여지는 2차 전자나 2차 이온을 검출하는 것이다.
가스총(11)은, 이온 빔(20A)에 의한 에칭의 에칭 레이트를 높이기 위한 에칭 어시스트 가스나, 백(白)결함을 수정하기 위한 흡수층 원료용의 디포지션용 가스, 후술하는 산화제 가스 등을, 동시 또는 순차로 시료(Wa)에 공급하는 것이다. 이 가스의 종류는, 수정하여야 할 결함의 종류에 응하여, 공정마다 적절히 선정할 수 있다.
예를 들면, 가스총(11)으로부터 에칭 어시스트 가스를 공급하면서, 시료(Wa)에 이온 빔(20A)을 조사함으로써, 가스 어시스트 에칭을 행할 수 있다. 이로써, 이온 빔(20A)의 물리적인 스퍼터에만 의한 경우에 비하여, 시료(Wa)의 에칭 속도(에칭 레이트)를 높일 수 있다.
또한, 가스총(11)으로부터 디포지션용 가스를 공급하면서, 시료(Wa)에 이온 빔(20A)을 조사하면, 가스 어시스트 디포지션을 행할 수 있다. 이로써, 시료(Wa)상에 금속이나 절연체의 퇴적물 또는 성막물을 형성할 수 있다.
또한, 마스크 가공 장치(100)는, 해당 장치를 구성하는 각 부분을 제어하는 제어 유닛(30)을 구비하고 있다. 제어 유닛(30)은, 이온 빔 조사 시스템(20), 2차 전하 입자 검출기(18), 및 시료 스테이지(16)와 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 제어 유닛(30)은 2차 전하 입자 검출기(18)로부터의 출력에 의거하여 시료(Wa)의 영상을 표시하는 표시 유닛(38)을 구비하고 있다.
제어 유닛(30)은, 마스크 가공 장치(100)의 제어 전반을 행하는 것으로서, 적어도, 2차 전하 입자 검출기(18)에서 각각 검출된 2차 전자 또는 2차 이온인 2차 전하 입자(40)의 출력을 휘도 신호로 변환하여 화상 데이터를 생성하는 화상 취득부와, 이 화상 데이터를 표시 유닛(38)에 출력하는 표시 제어부를 포함하고 있다. 이로서 표시 유닛(38)은, 상술한 시료(Wa)의 영상을 표시할 수 있게 되어 있다.
또한, 제어 유닛(30)은 화상 처리부를 구비하고 있다. 화상 처리부는, 생성된 화상 데이터에 화상 처리를 시행하여 시료(Wa)의 형상 정보를 취득하고, 예를 들면 시료(Wa)의 정상적인 형상 정보와 비교하는 등으로 결함을 추출하고, 결함의 종류, 위치, 크기 등의 결함 정보를 취득한다. 이 때문에 제어 유닛(30)에서는, 시료(Wa)에 이온 빔(20A)을 조사한 때에 발생하는 2차 전하 입자(40)의 출력을 이용하여, 시료(Wa)의 결함 수정 전후의 형상을 해석할 수 있도록 되어 있다.
또한, 제어 유닛(30)은, 소프트웨어의 지령이나 오퍼레이터의 입력에 의거하여 시료 스테이지(16)를 구동하고, 시료(Wa)의 위치나 자세를 조정한다. 이로써, 시료 표면에 있어서의 이온 빔(20A)의 조사 위치를 조정할 수 있도록 되어 있다.
(제 1 실시 형태)
다음에, 상기 마스크 가공 장치를 이용한 EUVL 마스크의 가공 방법에 관해 설명한다.
도 3은 EUVL 마스크의 설명도로서, 도 3의 (A)는 부분 평면도이고, 도 3의 (B)는 도 3의 (A)의 A-A선에서의 측면 단면도이다. 도 3의 (B)에 도시하는 바와 같 이, EUVL 마스크(50)는, 석영 등의 기판(도시 생략)의 표면 전체에 형성된 EUV빔을 반사하는 반사층(52)과, 반사층(52)의 표면에 소정 패턴으로 형성된 Si 캡층(54a), 버퍼층(54b) 및 흡수층(56)을 구비하고 있다. 반사층(52)은, 약 4㎚의 M0층 및 약 3㎚의 Si층을 교대로 40층 정도로 적층한 것이다.
반사층(52)의 표면에는, Si 캡층(54a)과, CrN으로 이루어지는 버퍼층(54b)이 형성되어 있다. 버퍼층(54b)의 표면에는, 흡수층(56)이 형성되어 있다. 흡수층(56)은, EUV빔을 흡수하는 TaBN이나 TaGeN 등의 Ta 화합물로 구성되어 있다. 또한 흡수층(56)의 표면(및 측면)을 안정화시키기 위해, 흡수층(56)의 표면(및 측면)에 산화층(58)이 형성되어 있다. 또한 Si 캡층은 10㎚ 정도, CrN 버퍼층(54b)은 10 내지 20㎚ 정도, 흡수층(56)은 40 내지 50㎚ 정도, 산화층은 20 내지 30㎚ 정도의 두께로 형성되어 있다.
이 EUVL 마스크(50)에 대해, 파장 13.5㎚ EUV빔을 조사하면, 흡수층(56) 및 산화층(58)의 형성 영역에서는 EUV빔이 흡수되고, 반사층(52)의 노출 영역에서는 EUV빔이 반사된다. 반사된 EUV빔을 레지스트에 조사함에 의해, 레지스트를 소정 패턴으로 노광할 수 있다.
(EUVL 마스크의 가공 방법)
그런데 도 3의 (A)에 도시하는 바와 같이, 흡수층(56) 및 산화층(58)이 소정 패턴으로부터 삐져 나와 흑결함(60)이 형성되는 경우가 있다. 이와 같은 EUVL 마스크를 이용하여 리소그래피를 행하면, 흑결함(60)에서는 EUV빔이 반사되지 않기 때문에, 노광된 웨이퍼상의 패턴이 설계치로부터 어긋나게 되고, 디바이스 성능의 저 하 또는 불량이나, 어긋남이 큰 때에는 배선의 쇼트 또는 단선이 일어나게 된다. 그래서, 상술한 마스크 가공 장치를 이용하여 흑결함을 제거하는 가공을 행한다.
우선, 도 1에 도시하는 마스크 가공 장치에 있어서의 진공실(13)의 시료대(14)상에, 시료(Wa)로서 EUVL 마스크를 재치한다. 다음에 진공실(13)의 내부를 감압한다.
다음에, EUVL 마스크의 결함 정보를 취득하는 관찰 공정을 행한다. 관찰 공정에서는, 가스총(11)으로부터의 가스 공급을 정지한 상태에서, 이온 빔 조사 시스템(20)으로부터 EUVL 마스크에 대해, 에칭이 일어나지 않는 정도의 출력의 이온 빔(20A)을 조사한다. 이로써, 도 2에 도시하는 바와 같이 EUVL 마스크의 흡수층으로부터 2차 전하 입자(40)가 방사되고, 방출된 2차 전하 입자(40)가 2차 전하 입자 검출기(18)에 의해 검출된다.
제어 유닛(30)은, 2차 전하 입자 검출기(18)에 의한 2차 전하 입자의 검출 상태에 의거하여 EUVL 마스크의 화상 데이터를 취득한다. 제어 유닛(30)에서는, 이 화상 데이터와, 정상적인 EUVL 마스크상에 형성되는 흡수층 패턴의 화상 데이터를 비교함에 의해, 흑결함의 위치나 크기 등의 결함 정보를 취득할 수 있다.
또한, 이 화상 데이터는 표시 유닛(38)에 확대 표시된다. 그 때문에, 마스크 가공 장치(100)의 오퍼레이터는, 표시 유닛(38)을 통하여 흑결함 및 그 부근의 양상을 관찰할 수 있다.
다음에, EUVL 마스크의 흑결함을 제거하는 결함 수정 공정을 행한다.
도 4의 (A) 및 (B)와 도 5의 (A) 및 (B)는, 본 실시 형태에 관한 EUVL 마스 크의 가공 방법에 있어서의 흑결함 수정 공정의 공정도이다. 또한 도 4 및 도 5에서는, 도면을 보기 쉽게 하기 위해, EUVL 마스크의 Si 캡층 및 버퍼층의 기재를 생략하고 있다. 우선 도 4의 (A)에 도시하는 바와 같이, 가스총(11)으로부터 에칭 어시스트 가스(71)를 공급함과 함께, 이온 빔 조사 시스템(20)으로부터 이온 빔(20A)을 조사하여, 흑결함(60)을 에칭한다(제 1 에칭 공정).
에칭 어시스트 가스(이하, 단지 「어시스트 가스」라고 한다)(71)는, 흡수층(56)을 구성하는 Ta 화합물을 에칭할 수 있는 가스이고, 불화 크세논(XeF2)이나 염소(Cl2) 등의 할로겐계의 가스를 채용하는 것이 가능하다. 본 실시 형태에서는, 어시스트 가스로서 불화 크세논 가스를 채용한다. 어시스트 가스를 공급함에 의해 에칭 레이트를 향상시키는 것이 가능해지기 때문에, EUVL 마스크의 반사층이 이온 빔(20A)에 의해 오버 에칭되는 것을 방지할 수 있다.
또한 이온 빔(20A)은, 10 내지 30㎸의 가속 전압을 인가하여, 흑결함(60)의 범위에만 조사한다. 필요에 응하여, 이온 빔(20A)의 조사 위치를 이동시키면서, 흑결함(60)의 전체에 이온 빔(20A)을 조사한다.
제 1 에칭 공정에서는, 이온 빔(20A)에 의한 물리적 에칭과, 어시스트 가스(71)에 의한 화학적 에칭의 상호 작용에 의해, 산화층(58) 및 흡수층(56)을 에칭한다. 여기서는, 우선 윗면의 산화층(58)이 제거되어 흡수층(56)이 노출하다. 또한, 어시스트 가스에 의한 화학적 에칭이 등방성 에칭인데 대해, 이온 빔(20A)에 의한 물리적 에칭은 이방성 에칭이고, 전체로서 이방성 에칭이 지배적이 된다. 그 때문에, 흡수층(56)의 윗면의 산화층(58)만이 제거되고, 측면의 산화층은 잔류한다.
또한 제 1 에칭 공정에서는, 흡수층(56)이 에칭되고 그 측면이 노출한다. 상술한 바와 같이, 어시스트 가스(71)에 의한 화학적 에칭은 등방성 에칭이기 때문에, 제 1 에칭 공정을 장시간 계속하면, 노출하는 흡수층(56)의 측면이 사이드 에칭된다. 그 결과, 도 7의 (B)에 도시하는 바와 같은 언더 컷트(57)이 발생하게 된다. 그래서 본 실시 형태에서는, 흡수층(56)의 일부가 에칭된 단계에서 제 1 에칭 공정을 종료한다. 이와 같이, 제 1 에칭 공정을 단시간으로 함으로써, 새롭게 노출하는 흡수층(56)의 측면이 사이드 에칭되는 것을 최소한으로 멈출 수 있다.
다음에 도 4의 (B)에 도시하는 바와 같이, 가스총(11)으로부터 산화제 가스(72)를 공급한다(제 1 산화제 공급 공정). 산화제 가스는, 산소 원자를 포함하는 가스이고, 바람직하게는 수산기를 포함하는 가스이다. 이와 같은 산화제 가스로서, 본 실시 형태에서는 물(H2O)을 채용한다. 또한 수산기를 포함하는 재료로서 알코올을 채용하는 것도 가능하다. 또한 진공실의 내부는 감압되어 있기 때문에, 액체의 물을 공급하여도 곧바로 증발하여 수증기가 되다. 또한, 제 1 산화제 공급 공정에서는 이온 빔을 조사하지 않는다.
제 1 산화제 공급 공정에서는, 산화제 가스(72)에 의해, 새롭게 노출한 흡수층(56) 중, 적어도 흡수층(56)의 측면을 산화한다. 구체적으로는, 흡수층(56)의 측면을 산화하여 측면 산화층(56b)을 형성함과 함께, 흡수층(56)의 윗면을 산화하여 윗면 산화층(56a)을 형성한다.
다음에 도 5의 (A)에 도시하는 바와 같이, 가스총(11)으로부터 어시스트 가스(71)를 공급함과 함께, 이온 빔 조사 시스템(20)으로부터 이온 빔(20A)을 조사하여, 흑결함(60)을 에칭한다(제 2 에칭 공정). 그 구체적인 내용은 제 1 에칭 공정과 마찬가지이다. 제 2 에칭 공정에서도 이방성 에칭이 지배적이 되기 때문에, 측면 산화층(56b)이 잔류하면서, 윗면 산화층(56a)이 제거되고 흡수층(56)의 윗면이 노출한다.
또한 제 2 에칭 공정에서는, 흡수층(56)이 에칭된다. 여기서 어시스트 가스(71)는, 산화층 및 흡수층에 대해 에칭 선택성을 가지며, 산화층의 에칭 레이트보다 흡수층의 에칭 레이트가 커진다. 흡수층(56)의 상반부에는 측면 산화층(56b)이 형성되어 있기 때문에, 상반부의 측면을 사이드 에칭하는 일 없이, 하반부의 윗면만을 에칭할 수 있다. 또 제 1 에칭 공정과 마찬가지로 제 2 에칭 공정을 단시간으로 함으로써, 새롭게 노출하는 흡수층(56)의 하반부의 측면이 사이드 에칭되는 것을 최소한으로 멈출 수 있다.
다음에 도 5의 (B)에 도시하는 바와 같이, 가스총(11)으로부터 산화제 가스(72)를 조사한다(제 2 산화제 공급 공정). 그 구체적인 내용은, 제 1 산화제 공급 공정과 마찬가지이다. 제 2 산화제 공급 공정에서는, 산화제 가스(72)에 의해, 새롭게 노출하는 흡수층(56)의 표면중 적어도 흡수층(56)의 측면을 산화하여, 측면 산화층(56c)을 형성한다.
이와 같이, 에칭 공정 및 산화제 공급 공정을 교대로 복수회 실시한다. 예를 들면, 에칭 공정 및 산화제 공급 공정을 1분간씩 교대로 실시한다.
본 실시 형태에서는, 제 1 및 제 2 에칭 공정에 의해 흑결함을 전부 제거하였지만, 보다 많은 에칭 공정을 경유하여 흑결함을 제거하는 것이 바람직하다. 이 경우에도, 에칭 공정과 산화제 공급 공정을 교대로 실시하는 것은 말할 필요도 없다. 이로써, 1회의 에칭 공정을 극히 단시간으로 하는 것이 가능해지고, 새롭게 노출하는 흡수층(56)의 측면이 사이드 에칭되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 최후의 에칭 공정의 후에도 산화제 공급 공정을 실시하는 것이 바람직하다. 이로써, 도 5의 (B)에 도시하는 바와 같이, 흑결함이 제거된 흡수층(56)의 측면 전체에 측면 산화층(56b, 56c)을 형성하는 것이 가능해지고, 흡수층(56)을 불화 크세논에 내성이 있는 산화층으로 보호하여, 불화 크세논에 의한 사이드 에칭을 억제할 수 있다.
이상에 상세히 기술한 바와 같이, 도 4의 (A) 및 (B)에 도시하는 본 실시 형태에 관한 EUVL 마스크의 가공 방법에서는, 불화 크세논 가스를 공급하면서 이온 빔을 조사하여, 흡수층(56)의 흑결함(60)을 에칭하는 에칭 공정의 후에, 흡수층(56)에 산화제 가스(72)를 공급하는 산화제 공급 공정을 가지며, 에칭 공정과 산화제 공급 공정을 교대로 복수회 실시하는 구성으로 하였다.
이 구성에 의하면, 에칭 공정에서 새롭게 노출한 흡수층(56)의 측면에, 산화제 공급 공정에서 측면 산화층(56b)을 형성할 수 있다. 또한 불화 크세논 가스는, EUVL 마스크의 흡수층 및 그 산화층에 대해 에칭 선택성을 갖는다. 또한 불화 크세논 가스에 의한 화학적 에칭이 등방성 에칭인데 대해, 이온 빔에 의한 물리적 에칭 은 이방성 에칭이고, 전체로서 이방성 에칭이 지배적이 된다. 그 때문에 다음의 에칭 공정에서는, 흡수층(56)의 측면 산화층(56b)을 남겨 두면서, 흡수층(56)의 윗면을 에칭할 수 있다. 또한, 에칭 공정과 산화제 공급 공정을 교대로 복수회 실시함에 의해, 1회의 에칭 공정이 단시간이 된다. 이로써, 각 에칭 공정에서 새롭게 노출하는 흡수층(56)의 측면이 사이드 에칭되는 것을 최소한으로 멈출 수 있다. 이상에 의해, 흡수층(56)의 사이드 에칭을 억제하는 것이 가능해지고, 흡수층(56)의 패턴을 정밀도 좋게 가공할 수 있다.
특히 본 실시 형태에서는, 에칭 공정에서 불화 크세논 가스(71)를, 산화제 공급 공정에서 산화제 가스(72)를, 각각 제각기 공급하는 구성으로 하였다. 이 구성에 의하면, 동시 공급한 경우에 불화 크세논 가스(71)를 분해한 산화제 가스(72)를 채용하는 것도 가능해진다. 예를 들면, 수산기를 갖는 물이나 알코올 등의 물질은, 불화 크세논 가스(71)와 동시 공급한 경우에 불화 크세논 가스(71)를 분해한다. 그러나, 수산기를 갖는 물질은, 흡수층(56)에 국소적으로 부착하여 산화 작용을 발휘하기 때문에, 소량으로 유효한 산화제로서 기능한다. 본 실시 형태에서는, 이와 같은 산화제 가스(72)를 채용함으로써, 흡수층(56)의 측면에 확실하게 측면 산화층(56b)을 형성할 수 있다. 따라서 흡수층(56)의 사이드 에칭을 억제하는 것이 가능해지고, 흡수층(56)의 패턴을 극히 정밀도 좋게 가공할 수 있다.
(제 2 실시 형태)
다음에, 제 2 실시 형태에 관한 EUVL 마스크의 가공 방법에 관해 설명한다. 제 2 실시 형태에서는, 에칭 공정에서 불화 크세논 가스와 함께 산화제를 동시 공 급하는 점에서, 제 1 실시 형태와 상위하고 있다. 또한 제 1 실시 형태와 같은 구성이 되는 부분에 관해서는, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 6의 (A) 및 (B)는, 본 실시 형태에 관한 EUVL 마스크의 가공 방법에 있어서의 흑결함 수정 공정의 공정도이다. 또한 도 6에서는, 도면을 보기 쉽게 하기 위해), EUVL 마스크의 Si 캡층 및 버퍼층의 기재를 생략하고 있다. 도 6의 (A)에 도시하는 바와 같이, 흑결함 수정 공정에서는, 불화 크세논 가스(71)를 공급하면서 이온 빔(20A)을 조사하여, 흡수층(56) 및 산화층(58)의 흑결함(60)을 에칭하는 에칭 공정을 행한다. 여기서는, 산화층(58)에 뒤이어서 흡수층(56)이 에칭된다.
이 에칭 공정에서는, 가스총(11)으로부터, 불화 크세논 가스(71)와 함께 산화제 가스(72)를 공급한다. 산화제 가스(72)는 산소 원자를 포함하는 가스로서, 이온 빔(20A)의 조사에 의해 활성 산소를 발생시키는 가스이다. 또한 산화제 가스(72)는, 불화 크세논과 함께 공급되기 때문에, 불화 크세논을 분해하지 않을 것이 필요하다. 이와 같은 산화제 가스로서, 본 실시 형태에서는 오존 가스(03)를 채용한다. 또한 리모트 플라즈마에 의해 활성화한 산소 가스를 공급하여도 좋다. 이로써, 새롭게 노출하는 흡수층(56)의 측면에 측면 산화층(56b)을 형성하면서, 흡수층(56)의 윗면의 에칭을 진행시키는 것이 가능해진다. 즉, 흡수층(56)의 측면을 항상 측면 산화층(56b)으로 보호하는 것이 가능해저서, 흡수층(56)의 측면이 사이드 에칭되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
이 에칭 공정을 계속해서 실시하여, 도 6의 (B)에 도시하는 바와 같이, 흑결함(60)의 전체를 제거한다. 또한 흡수층(56)의 측면 전체에 측면 산화층(56b)이 형 성된 상태에서, 에칭 공정을 종료할 수 있다.
이상에 상세히 기술한 바와 같이, 도 6의 (A) 및 (B)에 도시하는 본 실시 형태에 관한 EUVL 마스크의 가공 방법에서는, 불화 크세논 가스(71)를 공급하면서 이온 빔(20A)을 조사하여 흡수층(56)의 흑결함(60)을 에칭하는 에칭 공정에 있어서, 불화 크세논 가스(71)와 함께 산화제 가스(72)를 공급하는 구성으로 하였다.
이 구성에 의하면, 흡수층(56)의 윗면을 에칭할 때에, 그 측면을 항상 측면 산화층(56b)으로 보호하는 것이 가능해지고, 흡수층(56)의 측면이 사이드 에칭되는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 이로써, 흡수층(56)의 패턴을 극히 정밀도 좋게 가공할 수 있다. 또한 불화 크세논 가스(71) 및 산화제 가스(72)를 교대로 공급하는 경우에 비하여, 제조 공정을 간략화할 수 있다.
또한, 본 발명의 기술 범위는, 상술한 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 상술한 실시 형태에 여러가지의 변경을 가한 것을 포함한다. 즉, 실시 형태에서 들었던 구체적인 재료나 층 구성 등은 그저 한 예에 지나지 않고, 적절히 변경이 가능하다.
예를 들면, 상기 실시 형태에서는 EUVL 마스크에 조사하는 하전 입자 빔으로서 이온 빔을 채용하였지만, 전자 빔을 채용하는 것도 가능하다.
도 1은 마스크 가공 장치의 개략 구성을 도시하는 모식적인 사시도.
도 2는 마스크 가공 장치의 개략 구성을 도시하는 모식적인 단면도.
도 3의 (A)는 EUVL 마스크의 부분 평면도, (B)는 (A)의 A-A선에서의 측면 단면도.
도 4의 (A) 및 (B)는 제 1 실시 형태에 관한 EUVL 마스크의 가공 방법에 있어서의 흑결함 수정 공정의 공정도.
도 5의 (A) 및 (B)는 제 1 실시 형태에 관한 EUVL 마스크의 가공 방법에 있어서의 흑결함 수정 공정의 공정도.
도 6의 (A) 및 (B)는 제 2 실시 형태에 관한 EUVL 마스크의 가공 방법에 있어서의 흑결함 수정 공정의 공정도.
도 7의 (A) 및 (B)는 종래 기술에 관한 EUVL 마스크의 가공 방법에 있어서의 흑결함 수정 공정의 공정도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
20A : 이온 빔(하전 입자 빔)
50 : EUVL 마스크
56 : 흡수층
60 : 흑결함
71 : 불화 크세논 가스
72 : 산화제 가스

Claims (4)

  1. EUVL 마스크의 흡수층에, 할로겐화 크세논 가스를 공급하면서 하전 입자 빔을 조사하여, 상기 흡수층의 적어도 일부를 에칭하는 에칭 공정을 갖는 EUVL 마스크의 가공 방법으로서,
    상기 에칭 공정의 후에, 상기 흡수층에 산화제를 공급하는 산화제 공급 공정을 가지며,
    상기 에칭 공정과 상기 산화제 공급 공정을 교대로 복수회 실시하는 것을 특징으로 하는 EUVL 마스크의 가공 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 산화제는 물인 것을 특징으로 하는 EUVL 마스크의 가공 방법.
  3. EUVL 마스크의 흡수층에, 할로겐화 크세논 가스를 공급하면서 하전 입자 빔을 조사하여, 상기 흡수층의 적어도 일부를 에칭하는 에칭 공정을 갖는 EUVL 마스크의 가공 방법으로서,
    상기 에칭 공정에서는, 상기 할로겐화 크세논 가스와 함께 산화제를 공급하는 것을 특징으로 하는 EUVL 마스크의 가공 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 산화제는 오존 가스인 것을 특징으로 하는 EUVL 마스크의 가공 방법.
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