(57)【要約】      （修正有）【課題】  転写されるパターンの寸法精度を高めるためのマスク欠陥パターン修正方法を提供する。【解決手段】  収束イオンビームとエッチングガスとを用いて、マスクの除去したい領域の輪郭に位置するマスク材料を貫通するようにエッチングする輪郭エッチング工程（Ｓ１０４）と、前記マスクの除去したい領域の輪郭の内側に位置するマスク材料を除去する除去工程（Ｓ１０６）と、を備える。【選択図】        図１
2006128358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクの除去したい領域の輪郭に位置するマスク材料を貫通するようにエッチングする輪郭エッチング工程と、
前記マスクの除去したい領域の輪郭の内側に位置するマスク材料を除去する除去工程と、
を備えたことを特徴とするマスクの欠陥パターン修正方法。
【請求項２】
前記除去工程において、前記輪郭エッチング工程においてエッチングされた前記マスクの除去したい領域の輪郭に所定の液体を噴射することを特徴とする請求項１記載のマスクの欠陥パターン修正方法。
【請求項３】
マスクの除去したい領域の輪郭に位置するマスク材料を貫通させずにエッチングする輪郭エッチング工程と、
前記マスクの除去したい領域の輪郭の内側に位置するマスク材料をエッチングする内側エッチング工程と、
前記輪郭エッチング工程において、エッチングされずに残ったマスクの除去したい領域の輪郭に位置するマスク材料をエッチングして除去する除去エッチング工程と、
を備えたことを特徴とするマスクの欠陥パターン修正方法。
【請求項４】
前記内側エッチング工程において、
前記マスクの除去したい領域の輪郭の内側に位置するマスク材料のうち、さらに、周囲を残して中央部のマスク材料をエッチングする中央部エッチング工程と、
前記中央部のマスク材料がエッチングされた後、残った周囲のマスク材料をエッチングする周囲エッチング工程と、
を有することを特徴とする請求項３記載のマスクの欠陥パターン修正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクの欠陥パターン修正方法に係り、特に、半導体装置の製造工程における微細なパターンをマスクから転写形成するリソグラフィ技術において、転写されたパターンの寸法精度を高めるための電子線投影露光に用いるマスクの欠陥修正に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。従来、半導体デバイスの生産では光露光技術が用いられてきたが、近年、ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の高密度集積化する先端デバイスのパターン寸法が限界解像度に近づきつつあり、高解像露光技術の開発が急務となっている。
電子線（電子ビーム）露光技術は本質的に優れた解像性を有しており、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）を代表とする最先端デバイスの開発や一部ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）の生産に用いられている。しかし、従来の可変成形型電子線露光法ではパターンを一筆描きの要領で描画するため単位時間当たりのウェハ処理能力すなわちスループットが低く、デバイスの量産には不向きであった。
現在、次世代の露光技術として分割縮小転写する電子ビームプロジェクション（電子線投影露光：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ：ＥＰＬ）技術が提案されており、昨今、その研究開発が行われている。
【０００３】
図１５は、ＥＰＬ露光装置の動作を説明するための概念図である。
まず、ＥＰＬ露光装置におけるレチクルステージには、１つの半導体チップについての露光単位領域となるサブフィールド３２０を投影転写するためのサブフィールドパターンが形成されたサブフィールドマスク３５０が格子状に整列形成されたマスク３４０が配置される。サブフィールド３２０が電子線３３０（荷電粒子線）を照射する際の１ショットに対応する領域である。サブフィールドマスク３５０には、それぞれ、電子線３３０が透過する種々のサブフィールドパターンが形成されている。そして、荷電粒子ソースから照射された電子線３３０は、偏向器により偏向され、所定のサブフィールドマスク３５０のパターンを照射し、透過した電子線３３０は、電子レンズにより１／４に縮小されウェハ３００上に区分けされた複数の半導体チップ領域３１０のうち、１つの半導体チップ領域の中の露光単位領域となるサブフィールド３２０を照射することによりサブフィールドマスク３５０に形成されたサブフィールドパターンを投影転写する。次に、その列の隣に位置するサブフィールドマスク３５０のサブフィールドパターンを電子線３３０が照射するように、偏向器により偏向され、同様に、前記１つの半導体チップについての隣のサブフィールド３２０を照射することによりサブフィールドマスク３５０に形成されたサブフィールドパターンを隣のサブフィールド３２０に投影転写する。これを順次繰り返し、その列のサブフィールドマスク３５０のサブフィールドパターンを照射し終わったら、２列目のサブフィールドマスク３５０の先頭がウェハ３００に投影転写できる位置に、レチクルステージとウェハステージとを移動させ、順次、２列目のサブフィールドマスク３５０の種々のサブフィールドパターンを照射する。このようにして、全列のサブフィールドマスク３５０のサブフィールドパターンを照射することにより、１つの半導体チップ領域３１０についての露光が終了する。かかる動作をウェハ３００上に区分けされた全ての半導体チップ領域３１０に対して行っていく。その他、ＥＰＬ露光装置については、以下の文献に記載されている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。
【０００４】
ここで、ＥＰＬ露光装置に用いる電子線露光用マスクに対しマスク基板上にパターンを形成する場合には、可変成形型電子線露光装置が用いられる。
図１６は、可変成形型電子線露光装置の動作を説明するための概念図である。
可変成形型電子線露光装置（電子線直描型露光装置：ＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｂｅａｍ）直描装置）における第１のアパーチャ４１０には、電子線３３０を成型するための長方形の開口４１１が形成されている。また、第２のアパーチャ４２０には、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０を所望の矩形形状に整形するための可変成形用開口４２１と、可変成形用開口４２１の周りに繰り返し使用する頻度の高い種々の基本パターンが形成された部分一括マスク４２２とが形成されている。荷電粒子ソース４３０から照射され、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向され、第２のアパーチャ４２０の可変成形用開口４２１の一部を通過してマスク３４０上に照射される。すなわち、第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形用開口４２１との両方を通過できる矩形形状がマスク３４０上の所定のサブフィールドマスク３５０となる領域に直描される。第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形用開口４２１との両方を通過させ、任意の矩形形状を作成する方式を可変成形方式という。また、繰り返し使用する頻度の高い基本パターン全体に電子線３３０を照射させ、基本パターンを作成する方式を部分一括方式という（例えば、特許文献２〜５参照）。
【０００５】
図１７は、ＥＰＬ露光装置に用いる電子線露光用マスクの一部分を示す図である。
図１７に示すように、マスクの一例として、２μｍのＳｉ（シリコン）薄膜にパターン部分を貫通させたステンシルマスクが用いられる。電子線投影露光では、貫通しているところを電子線が透過してウェハ上に到達する。一方、Ｓｉがあるところでは、透過する電子線がＳｉにより散乱させてウェハ上に到達する電子線量が少なくなる。ウェハ上には、照射された電子線量により溶解度が変化するレジストが塗布されていて、上記電子線の露光量に差により溶解度が変化し、レジストの現像を行なうことでウェハ上にマスクパターンの像を形成する。上述したように、このマスクを用いた電子線投影露光では、半導体素子を形成するウェハにマスクパターンを縮小して投影し、電子線投影露光装置のステージを移動させて繰り返して転写を行い、多数の同一のパターンをウェハ上に配置する。
【０００６】
ここで、このマスクを作成する工程で、形成されたパターンの中には、所望するパターン形状どおりにならなかった欠陥が発生するが、マスクの欠陥は、それを用いたパターン転写で繰り返し転写されるため、ウェハ上に配置される際に繰り返し行われるすべての転写で欠陥も転写されてしまう。したがって、所望の半導体装置を作成することができなくなる。このためマスクパターン欠陥が残らないようにマスクパターンの形状は全面で検査が行われ、検知した欠陥箇所について修正を行うようにしている。
【０００７】
図１８は、マスクの欠陥修正の様子を説明するための図である。
図１８に示すように、Ｓｉが残されているべきところに貫通パターンが形成されている場合は、中空に薄膜を形成する。そして電子線投影露光の際に、Ｓｉと同様に、この薄膜により電子線が散乱されるようにする。また、貫通したパターンが形成されているべきところにＳｉが残っている欠陥に対しては、この残っているＳｉを除去するエッチングを行う。この２種類の加工は、マスクパターンよりも微細で、任意の形状の領域で行うために、ガリウム（Ｇａ）イオンを微小な領域のみ照射を行えるようにしたフォーカストイオンビーム（ＦＩＢ：集束イオンビーム）を用い、Ｇａイオン照射を利用したエッチングや薄膜のデポジションを行うようにしている。そして、かかる修正は、欠陥部位毎に局所的に行なわれる（例えば、特許文献６参照）。
【０００８】
その他、ＦＩＢを利用したマスク修正に関する技術が文献に開示されている（例えば、非特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００１−３１９８７２号公報
【特許文献２】特開２００１−１３５５５８号公報
【特許文献３】特開２０００−５８４２４号公報
【特許文献４】特開２０００−２６９１２６号公報
【特許文献５】特開２０００−５８４１３号公報
【特許文献６】特開２０００−１２２２６７号公報
【非特許文献１】“Ｎｉｋｏｎ  ニコンテクノロジー：ＥＰＬ”  ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｉｋｏｎ．ｃｏ．ｊｐ／ｍａｉｎ／ｊｐｎ／ｐｒｏｆｉｌｅ／ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ／ｅｐｌ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍ
【非特許文献２】”ＦＩＢ  Ｍａｓｋ  Ｒｅｐａｉｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｆｏｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ”  Ｙ．Ｙａｍａｍｏｔｏ，２００４  Ｐｈｏｔｏｍａｓｋ  Ｊａｐａｎ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図１９は、欠陥パターンのあるマスクの一部を示す図である。
図１９では、マスク材料となるＳｉ基板１０に開口されたパターン開口部２０が形成されている。しかし、実際には、実線と点線とによって囲まれた領域が所望するパターンである。よって、図１９では、全く開口されていない欠陥パターン２０３とパターン開口部２０に接している欠陥パターン２０１とが示されている。ここで、広い面積をもつ領域、例えば、欠陥パターン２０１や欠陥パターン２０３のＳｉを除去したい場合、不要なＳｉを全てＦＩＢまたはＦＩＢを用いたガスアシストエッチングで除去して修正を行うようにする手法が挙げられる。
【００１０】
図２０は、不要なＳｉを全てＦＩＢまたはＦＩＢを用いたガスアシストエッチングで除去して修正を行う様子を説明するための図である。
図２０では、図１９における欠陥パターン２０１の不要なＳｉを、ＦＩＢを用いたガスアシストエッチングで除去する場合を示している。余分なＳｉをエッチングする際には、図２０（ａ）に示すように、Ｇａイオンビーム１１２を、例えば、ＦＩＢの１ショット領域１１４に照射した後、偏向器で偏向させて照射する領域を図２０（ｂ）に示すように順にショット領域を移しながら全ての面を加工する。
【００１１】
ここで、ウェハ上に形成されるパターンの寸法をいっそう高精度に管理することができるようにするために考慮しなければならない課題に対応して欠陥を修正する場合、この寸法精度の管理は、修正したパターンのエッジの位置を高精度に管理する必要がある。しかし、エッジの位置を高精度に管理することは、エッジ部のＦＩＢの強度や、ガスの供給、生成物の飛散などの観点から難しい。したがって、加工プロセスが不安定となる。
特に、図１９における欠陥パターン２０１や欠陥パターン２０３のようなラインパターンのように加工面積が広い場合、全加工を終了するまでにエッジ部の加工部に余剰の加工が進み、垂直性やエッジ位置を高精度に保つことが難しくなる。
【００１２】
図２１は、不要なＳｉを全てＦＩＢまたはＦＩＢを用いたガスアシストエッチングで除去して修正を行うマスクの一部を示す断面図である。
図２１に示すように、加工部位の加工中に飛散する反応生成物や、スパッタリング生成物が加工部位以外に再付着したり、あるいは２次電子が飛散して周辺パターンで副次的な反応をおこし、加工しない適正なパターンの精度を悪化させるという問題がある。また、加工中に加工部位で発生する熱が周辺に伝播して、加工しない適正なパターンにおいてやはり精度を悪化させるという問題がある。
【００１３】
本発明は、上述した問題点を克服し、大面積パターンの加工においても精度管理を容易化して、ウェハ上に転写されたパターンの寸法精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のマスクの欠陥パターン修正方法は、
マスクの欠陥パターンを修正するマスクの欠陥パターン修正方法において、
前記マスク上の除去したい領域の輪郭に位置するマスク材料をエッチングして貫通させることにより、除去したい領域の内側に位置するマスク材料を除去することを特徴とする。
【００１５】
除去したい領域の輪郭となる欠陥パターンの輪郭に位置するマスク材料をエッチングして貫通させることにより、除去したい領域の内側に位置するマスク材料を除去することにより、エッチングする領域を減らすことができる。
【００１６】
特に、本発明における前記マスクの欠陥パターン修正方法において、集束イオンビームとエッチングガスとを用いてマスク材料をエッチングすることを特徴とする。
【００１７】
特に、集束イオンビームとエッチングガスとを用いてマスク材料をエッチングする場合に、上述したようにエッチングする領域を減らすことができるので、発生熱量を軽減することができる。
【００１８】
そして、前記マスクとして、シリコン（Ｓｉ）をマスク材料とした電子線露光用マスクを用い、
前記エッチングガスとしてハロゲンガスを用いると特に有効である。
【００１９】
また、本発明のマスクの欠陥パターン修正方法は、
マスクの除去したい領域の輪郭に位置するマスク材料を貫通するようにエッチングする輪郭エッチング工程と、
前記マスクの除去したい領域の輪郭の内側に位置するマスク材料を除去する除去工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００２０】
前記輪郭エッチング工程において、除去したい領域となる欠陥パターン輪郭を取り除いても欠陥パターン輪郭の内側に位置するマスク材料が付着したまま脱落しない場合がある。前記除去工程を備えることで、かかる脱落しない付着したままのマスク材料を除去することができる。
【００２１】
さらに、本発明における前記除去工程において、前記輪郭エッチング工程においてエッチングされた前記マスクの除去したい領域の輪郭に所定の液体を噴射することを特徴とする。
【００２２】
前記所定の液体を噴射することで、脱落しないで付着したままの除去したい領域である欠陥パターンの輪郭の内側に位置するマスク材料と除去したい領域の輪郭の外側に位置するマスク材料との隙間に前記所定の液体が入り込ませることができる。隙間に入り込んだ所定の液体が気化することにより隙間内の圧力が高まり付着したままの除去したい領域となる欠陥パターン輪郭の内側に位置するマスク材料を外部に押し出すことができる。
【００２３】
さらに、前記除去工程において、所定の気体と共に超臨界状態で前記所定の液体を噴射すると特に有効である。
【００２４】
そして、前記所定の液体として、窒素（Ｎ２）を用いると特に有効である。
【００２５】
気化しやすい超臨界状態の液体窒素が、前記隙間に入り込むことにより、より確実に隙間内の圧力が高まり付着したままの欠陥パターン輪郭の内側に位置するマスク材料を外部に押し出すことができる。
【００２６】
また、本発明のマスクの欠陥パターン修正方法は、
マスクの除去したい領域の輪郭に位置するマスク材料を貫通させずにエッチングする輪郭エッチング工程と、
前記マスクの除去したい領域の輪郭の内側に位置するマスク材料をエッチングする内側エッチング工程と、
前記輪郭エッチング工程において、エッチングされずに残ったマスクの除去したい領域の輪郭に位置するマスク材料をエッチングして除去する除去エッチング工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００２７】
上述したように、除去したい領域の輪郭となる欠陥パターン輪郭を貫通させなくても、所定量エッチングしておくことで、前記内側エッチング工程により欠陥パターン輪郭の内側に位置するマスク材料をエッチングした場合に発生する熱を欠陥パターン輪郭の外部に位置するマスク材料に伝達させないようにすることができる。また、欠陥パターン輪郭を貫通させずに残し、前記内側エッチング工程により欠陥パターン輪郭の内側に位置するマスク材料をエッチングすることにより、大きな塊となる欠陥パターン輪郭の内側に位置するマスク材料を外部に放出しないで済ますことができる。外部に出さないことにより脱落したマスク材料の新たな再付着を防止することができる。
【００２８】
そして、本発明における前記輪郭エッチング工程と内側エッチング工程と除去エッチング工程との各エッチングには、上述したのと同様に、集束イオンビームとエッチングガスとを用いると特に有効である。
【００２９】
特に、集束イオンビームとエッチングガスとを用いてマスク材料をエッチングする場合に、精度のよい加工をすることができる。
【００３０】
さらに、本発明における前記内側エッチング工程において、
前記マスクの除去したい領域の輪郭の内側に位置するマスク材料のうち、さらに、周囲を残して中央部のマスク材料をエッチングする中央部エッチング工程と、
前記中央部のマスク材料がエッチングされた後、残った周囲のマスク材料をエッチングする周囲エッチング工程と、
を有することを特徴とする。
【００３１】
除去したい領域の輪郭の内側に位置するマスク材料のうち、さらに、周囲を残して中央部のマスク材料をエッチングすることにより、中央部のマスク材料をエッチングする際、エッチングされていない周囲のマスク材料が壁となって、中央部のマスク材料をエッチングする場合に生じる飛散物を外部に飛ばさないようにすることで、先に加工した輪郭に発生する誤差を小さくすることができる。
【発明の効果】
【００３２】
以上説明したように、本発明によれば、加工中に加工部位で発生する熱量を低減することができるので、加工しない適正なパターンの精度を向上させることができる。さらには、発生した熱の周辺への伝播や飛散物の再付着を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
実施の形態１．
実施の形態１では、マスクの欠陥パターンを修正するマスクの欠陥パターン修正方法において、マスク上の除去したい領域の輪郭に位置するマスク材料をエッチングして貫通させることにより、除去したい領域の内側に位置するマスク材料を除去する場合を説明する。
図１は、実施の形態１におけるマスクの欠陥パターン修正方法の要部を表すフローチャートである。
図１において、本実施の形態では、パターン検査工程（Ｓ１０２）、輪郭エッチング工程（Ｓ１０４）、必要に応じて除去工程（Ｓ１０６）という一連の工程を実施する。マスク上の欠陥を特定する検査においては、まず、レイアウトデータから作成された参照パターンとマスク上のパターンとの比較により、マスク全面を適当な分解能で行なう欠陥検査工程があり、次に、ここで検出された欠陥候補を、より高分解能な画像で観察して、欠陥か否かを判定するパターン検査工程がある。
【００３４】
まず、Ｓ（ステップ）１０２において、ホールパターン検査工程として、マスクに形成されたパターンを検査する。
図２は、パターン検査装置の概要を説明するための図である。
ＥＰＬマスク修正装置をパターン検査装置として用いて、マスクのパターンの形状を検出する。ここでは、ＥＰＬ用の貫通する開口部を有するステンシルマスクを用いて説明する。図２では、説明に必要な程度の構成を記載しているにすぎず、その他の構成を省略している。
チルトステージに配置されたＥＰＬマスクにＦＩＢを照射し、マスク表面で生じた二次電子を二次荷電粒子検出器（ＳＥＤ）で検出し、表面像を得る。一方、マスクの開口部を通って貫通してきたＦＩＢを二次荷電粒子（ＳＥ）変換器に衝突させ、二次荷電粒子を発生させ、ＥＰＬマスク下部においてＳＥＤで検出し、透過像を得る。かかる表面像と透過像とを照合させ、モニタに表示させることにより欠陥パターンを検出することができる。
【００３５】
図３は、欠陥パターンの一例を示す図である。
図３では、マスクの欠陥パターン付近の一部を示している。マスク材料となるＳｉ基板１０に開口されたパターン開口部２０が形成されている。しかし、実際には、実線と点線とによって囲まれた領域が所望するパターンである。よって、図３では、全く開口されていない追加パターンとなる欠陥パターン２０３とパターン開口部２０に接している欠陥パターン２０１とが示されている。ここで、広い面積をもつ領域、例えば、欠陥パターン２０１や欠陥パターン２０３のＳｉを除去したい場合、以下のように修正していく。
【００３６】
Ｓ１０４において、輪郭エッチング工程として、マスクの除去したい領域の輪郭に位置するマスク材料を貫通するようにエッチングする。
図４は、マスクの除去したい領域の輪郭を説明するための図である。
全く開口されていない追加パターンとなる欠陥パターン２０３の場合には、その周囲全てが除去したい領域の輪郭である欠陥パターン輪郭１０３となる。一方、パターン開口部２０に接している欠陥パターン２０１の場合には、除去したい領域の周囲のうちパターン開口部２０に接していない部分が、除去したい領域の輪郭である欠陥パターン輪郭１０１となる。かかる欠陥パターン輪郭を貫通させることによりその内側に位置する不要なＳｉを外部に脱落させることができる。
【００３７】
図５は、ＥＰＬマスク修正装置の概要を説明するための図である。
ＥＰＬマスク修正装置１００では、液体ガリウム等のイオン源１１０からイオンを引き出し、電子レンズ等のイオン光学系１２０を通って、イオンをビーム状に集束加速させる。そして、集束加速させられたイオンビーム１１２は、偏向器により偏向され、集束イオンビームとして、マスクステージ１５０上に配置されたマスク３４０の所定の領域を照射する。その際、ガス銃１４０からエッチングガス１４４を噴射させてガスアシストエッチング法により、余分なＳｉをエッチングする。次に、隣に位置する領域をイオンビーム１１２が照射するように、偏向器により偏向し、同様に、エッチングする。照射するマスク上の位置は、イオンビーム１１２の照射により生じる二次電子を二次荷電粒子検出器１３０で検出することで把握することができる。
【００３８】
図６は、エッチングする手法を説明するための図である。
エッチング領域にエッチングガス１４４を噴射させて余分なＳｉ表面にエッチングガス分子１４６を吸着させ、ＦＩＢを照射することで、ガスアシストエッチング法により、余分なＳｉをエッチングする。また、エッチング領域外側に位置する必要なＳｉ表面には、自然酸化膜（ＳｉＯ２）が、形成されているので、ＦＩＢが照射されない部分にエッチングガス１４４が吹き付けられても、その部分がエッチングされることはない。
図６では、ＦＩＢとして、Ｇａイオンビーム１１２を用いている。ＦＩＢとして、Ｇａイオン以外に電子線（ＥＢ）やアルゴン（Ａｒ）イオンを用いてもエッチングを行うことができる。エッチングガス１４４としては、ハロゲン含有物質ガスが望ましい。例えば、Ｘｅ２Ｆ、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃｌ２、ＣＨＣｌ３、Ｉ２等を用いるとよい。
【００３９】
図７は、エッチングする手法を説明するための図である。
図７では、欠陥パターン２０３を修正する場合を示している。余分なＳｉをエッチングする際には、図７（ａ）に示すように、Ｇａイオンビーム１１２を、７ｎｍ程度の１ショット領域１１４に２μｓ照射した後、偏向器で偏向させて照射する領域を図７（ｂ）に示すように順にショット領域を移しながら加工する。欠陥パターン２０３の輪郭以外の領域上に走査された場合は、装置のブランキングマスク（図示せず）でブランキングしてＧａイオンビーム１１２がマスク上に照射されないようにすればよい。このようなシーケンスを繰り返して行ない輪郭全域が貫通または所望の深さになるまで行なう。除去したい領域の周囲である輪郭だけを順にショットすることで、加工時の発生熱量を低減することができる。
【００４０】
図８は、エッチングする手法を説明するための図である。
図８では、欠陥パターン２０１を修正する場合を示している。図７での説明と同様、余分なＳｉをエッチングする際には、図８（ａ）に示すように、Ｇａイオンビーム１１２を、７ｎｍ程度の１ショット領域１１４に２μｓ照射した後、偏向器で偏向させて照射する領域を図８（ｂ）に示すように順にショット領域を移しながら加工する。欠陥パターン２０１の周囲以外およびパターン開口部２０との接続部の領域上に走査された場合は、装置のブランキングマスク（図示せず）でブランキングしてＧａイオンビーム１１２がマスク上に照射されないようにすればよい。この方法を繰り返し行なって所望のエッチングを行なうのは図７と同様である。図７，８の説明では便宜上、輪郭を７ｎｍ程度の１ショット列で記述したが、熱発生による副作用が抑えられ、加工速度が許容できる範囲で輪郭を複数列の幅とすることができ、輪郭幅が太ければ内側領域の除去が容易となる。
【００４１】
以上のように、広い面積を有するパターンでＳｉが残存している欠陥や新規にラインパターンを追加する必要のあるマスクに対し、ＦＩＢ、またはＦＩＢとハロゲンガスを用いたエッチングにより不要なＳｉの除去を行い、パターンを貫通させる修正加工行う場合において、所望のパターンの輪郭を貫通させる。そして、このように形成した輪郭の内側の不要なＳｉは後で脱落させることによりマスクを修正する。輪郭パターンは、ＣＡＤデータを用いて所望のパターンをＦＩＢ画面上に設定を行なったり、欠陥パターン２０１のように部分的にＳｉが残存している場合は周辺のパターンのエッジを参照して設定すればよい。かかる手法により、輪郭部のみ加工する場合は、ＦＩＢの照射量が少なく、熱の発生や副生成物の発生が抑えられて周辺パターンへの影響を小さくするとともに、面積加工と異なり線加工は、どのようなパターン形状に対しても加工プロセス、つまりＦＩＢの照射条件、ガスの供給条件、再付着や反応副生成物、２次電子などの発生などは一定となり最適化した条件で高精度な加工を行うことができる。
【００４２】
次に、上述した手法により所望のパターンの輪郭を貫通させてもＳｉが表面に付着したり、輪郭加工を行ったハイアスペクトパターン内に付着するような場合、以下のように処理を行うことが有効となる。
Ｓ１０６において、除去工程として、除去したい領域の輪郭を貫通させた前記マスクの除去したい領域の輪郭の内側に位置するマスク材料を除去する。
図９は、Ｎ２エアロゾル洗浄装置の構成を示す概念図である。
図９において、マスクステージに配置されたマスクに対し、ノズルから固体のＮ２と液体のＮ２と気体のＮ２が混ざったＮ２エアロゾルを超臨界状態でマスク面に噴射させて洗浄を行う。装置内は、真空ポンプにより真空引きされている。Ｎ２エアロゾルによりＳｉ上に付着したパーティクルや輪郭を貫通させたが脱落しない不要なＳｉを除去することができる。
【００４３】
図１０は、Ｎ２エアロゾル洗浄装置を用いた洗浄の様子を説明するための図である。
図１０に示すように、噴射された液体と気体とが混ざったＮ２が矢印に示すように貫通させた非常に細い隙間に入り込み、気化する際に圧力を発生してハイアスペクトパターン内でもパーティクルとなった不要なＳｉを除去することができる。そして、Ｓｉ片をマスクから取り去るとともに高速の排気により再付着を防止することができる。
【００４４】
実施の形態２．
実施の形態２では、マスクの欠陥パターンを修正するマスクの欠陥パターン修正方法において、マスク上の除去したい領域の輪郭に位置するマスク材料を貫通させない程度にエッチングした後、除去したい領域の内側に位置するマスク材料をエッチングする場合を説明する。
図１１は、実施の形態２におけるマスクの欠陥パターン修正方法の要部を表すフローチャートである。
図１１において、本実施の形態では、パターン検査工程（Ｓ１０２）、輪郭エッチング工程（Ｓ１１０４）、内側エッチング工程（Ｓ１１０６）、除去エッチング工程（Ｓ１１０８）という一連の工程を実施する。パターン検査工程（Ｓ１０２）は実施の形態１と同様で構わないので説明を省略する。
【００４５】
図１２は、図１１に対応する工程断面図である。
図１２（ａ）において、輪郭エッチング工程として、マスクの除去したい領域の輪郭に位置するマスク材料を貫通させずにエッチングする。エッチング領域となる除去したい領域の輪郭にエッチングガス１４４を噴射させて余分なＳｉ表面にエッチングガス分子１４６を吸着させ、ＦＩＢを照射することで、ガスアシストエッチング法により、余分なＳｉをエッチングする。また、エッチング領域外側に位置する必要なＳｉ表面には、自然酸化膜（ＳｉＯ２）が、形成されているので、ＦＩＢが照射されない部分にエッチングガス１４４が吹き付けられても、その部分がエッチングされることはないのは上述したとおりである。
また、実施の形態１と同様、ＦＩＢとして、Ｇａイオンビーム１１２を用いている。ＦＩＢとして、Ｇａイオン以外に電子線（ＥＢ）やアルゴン（Ａｒ）イオンを用いてもエッチングを行うことができる。エッチングガス１４４としては、ハロゲン含有物質ガスが望ましい。例えば、Ｘｅ２Ｆ、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃｌ２、ＣＨＣｌ３、Ｉ２等を用いるとよい。
【００４６】
貫通させないようにするには、Ｇａイオンビーム１１２を、先に説明したシーケンスで繰り返し輪郭領域を照射する際に、繰り返し回数を減らして照射時間を短くすればよい。また、偏向器で偏向させて照射する領域を順にショット領域を移しながら加工する点も同様である。ここでは、欠陥パターン２０３の場合を想定しているが、欠陥パターン２０３の輪郭以外の領域上に走査された場合は、装置のブランキングマスク（図示せず）でブランキングしてＧａイオンビーム１１２がマスク上に照射されないようにすればよい。除去したい領域の周囲である輪郭だけを順にショットすることで、加工時の発生熱量を低減することができる。
【００４７】
図１２（ｂ）において、内側エッチング工程として、前記マスクの除去したい領域の輪郭の内側に位置するマスク材料をエッチングする。輪郭エッチング工程に比べ、エッジの垂直性やコーナの形状精度が不要なため加工速度の大きい条件で加工できる。電流を大きくし、ビーム系を広くすると横方法にラフなエッチングにはなるが、反応速度が高まり広範囲をエッチングすることができる。ここでは、輪郭だけではなく、マスクの除去したい領域の輪郭の内側に位置するマスク材料を全てエッチングする。マスク材料を全てエッチングすることで、エッチングされた箇所はガス化され飛んでいるので、脱落し飛散するＳｉのようなパーティクルの発生を防止することができる。パーティクルの発生を防止することができるので、Ｓｉの再付着を防止することができる。また、脱落し飛散するＳｉのようなパーティクルを発生させないので、図９に示すようなＮ２エアロゾル洗浄を不要とすることができる。除去したい領域の輪郭となる欠陥パターン輪郭を貫通させなくても、所定量エッチングしておくことで、前記内側エッチング工程により欠陥パターン輪郭の内側に位置するマスク材料をエッチングした場合に発生する熱を欠陥パターン輪郭の外部に位置するマスク材料に伝達させないようにすることができる。
【００４８】
図１２（ｃ）において、除去エッチング工程として、エッチングされずに残ったマスクの除去したい領域の輪郭に位置するマスク材料をエッチングして除去する。
【００４９】
図１２（ｄ）において、エッジ部の位置精度の仕上げ加工を行うことで、修正されたパターン２１３が完成する。
【００５０】
以上のように、本実施の形態２の方法は、輪郭加工で輪郭の形成時に薄いＳｉ膜を残存させて輪郭加工を終了させて、その後に内側の領域の中にある不要なＳｉの除去を、ＦＩＢ、またはＦＩＢとハロゲンガスを用いたエッチングにより不要なＳｉの除去を行い、パターンを貫通させて、加工後の洗浄を不要とすることができる方法である。ここで、内側の領域の加工プロセスは、輪郭加工とはプロセスの条件を変えて、垂直性を高める条件ではなく、反応生成物の再付着を発生しにくい条件を選ぶようにして行うとよい。最後に内側の貫通後に輪郭に残存する薄いＳｉ膜の除去とエッジ部の位置精度の仕上げ加工を行うことで、精度の良い修正パターンを得ることができる。
【００５１】
この方法では、あらかじめ輪郭の加工を行っているので、図１２（ｂ）に示すように、ＦＩＢ加工時に発生する熱の周辺への伝達をさえぎることができる。また、通常は大面積の加工の効率と、垂直面となるエッジ部加工の垂直性を両立させることは難しいが。これを分けて加工しているので、それぞれ最適な条件を設定することができる。また、最後に、エッジ部も寸法を補正するプロセスを加えることができるので、高精度な加工品質を得ることができる。
【００５２】
実施の形態３．
実施の形態３では、マスクの欠陥パターンを修正するマスクの欠陥パターン修正方法において、マスク上の除去したい領域の輪郭に位置するマスク材料を貫通させない程度にエッチングした後、除去したい領域の内側に位置するマスク材料をエッチングする場合において、実施の形態２とは別の手法を説明する。実施の形態３では、輪郭加工を行った後に、その内側の所望のパターンの領域に加工領域を設定して、この領域の中にある不要なＳｉの除去を行う。
図１３は、実施の形態３におけるマスクの欠陥パターン修正方法の要部を表すフローチャートである。
図１３において、本実施の形態では、パターン検査工程（Ｓ１０２）、輪郭エッチング工程（Ｓ１１０４）、中央部エッチング工程（Ｓ１３０６）、周囲エッチング工程（Ｓ１３０８）、除去エッチング工程（Ｓ１３１０）という一連の工程を実施する。パターン検査工程（Ｓ１０２）は実施の形態１と同様で構わないので説明を省略する。
【００５３】
図１４は、図１３に対応する工程断面図である。
図１４（ａ）において、輪郭エッチング工程（Ｓ１１０４）は実施の形態２と同様で構わないので説明を省略する。
【００５４】
図１４（ｂ）において、中央部エッチング工程として、マスクの除去したい領域の輪郭の内側に位置するマスク材料のうち、さらに、周囲を残して中央部のマスク材料をエッチングする。除去したい領域の輪郭の内側に位置するマスク材料のうち、さらに、周囲を残して中央部のマスク材料をエッチングすることにより、中央部のマスク材料をエッチングする際、エッチングされていない周囲のマスク材料が壁となって、中央部のマスク材料をエッチングする場合に生じる飛散物を輪郭部或いは外部に飛ばさないようにすることができる。エッチング手法は、上述したその他のエッチング手法と同様で構わないので説明を省略する。
【００５５】
図１４（ｃ）において、周囲エッチング工程として、前記中央部のマスク材料がエッチングされた後、残った周囲のマスク材料をエッチングする。少ない領域のエッチングであるため、短時間で加工が済み、発生熱量を抑えることができる。また、反応生成物を生じさせにくい。その結果、本来、必要としているパターンエッジに再付着させにくくすることができる。また、ここでは、まだ、輪郭エッチング工程により貫通されずに残った領域が外側に存在するので、加工精度を高くせずに済ますことができる。
【００５６】
図１４（ｄ）において、除去エッチング工程は、実施の形態２と同様で構わないので説明を省略する。
【００５７】
図１４（ｅ）において、エッジ部の位置精度の仕上げ加工を行うことで、修正されたパターン２１３が完成する。
【００５８】
以上のように、本実施の形態３の方法は、輪郭加工で輪郭の形成時に薄いＳｉ膜を残存させて輪郭加工を終了させて、その後に内側の領域の中にある不要なＳｉの除去を、ＦＩＢ、またはＦＩＢとハロゲンガスを用いたエッチングにより不要なＳｉの除去を行う際に、この領域の外周部にＳｉの稜線を残すようにして内側のＳｉの除去を行い、次に稜線のＳｉを除去し、最後に輪郭に残存する薄いＳｉ膜の除去とエッジ部の位置精度を仕上げ加工を行なう。この方法では、あらかじめ輪郭の加工を行い、熱の伝達をさえぎることができ、次のＳｉの稜線を残すことで、その内側の広い面積のエッチングの際に、輪郭部のエッジへの反応生成物の再付着を、このＳｉの稜線により防ぐことができる。よって、エッジ加工精度を高めることができる。
【００５９】
電子線投影露光マスクのラインパターン修正では、大面積を精度よく加工する必要があるが、加工に用いるＦＩＢは大面積加工での反応は副作用が大きく十分な精度で加工することが難しい。以上のように、上述した各実施の形態によれば、大面積パターンの加工においても精度管理を容易化して、ウェハ上に転写されたパターンの寸法精度を良くすることができ、特に形成するパターンの領域が広い配線パターンにおいて高精度な転写寸法精度を得るために好適である。
【００６０】
以上、具体例を参照しつつ各実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。
【００６１】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全てのマスク修正方法は、本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】実施の形態１におけるマスクの欠陥パターン修正方法の要部を表すフローチャートである。
【図２】パターン検査装置の概要を説明するための図である。
【図３】欠陥パターンの一例を示す図である。
【図４】マスクの除去したい領域の輪郭を説明するための図である。
【図５】ＥＰＬマスク修正装置の概要を説明するための図である。
【図６】エッチングする手法を説明するための図である。
【図７】エッチングする手法を説明するための図である。
【図８】エッチングする手法を説明するための図である。
【図９】Ｎ２エアロゾル洗浄装置の構成を示す概念図である。
【図１０】Ｎ２エアロゾル洗浄装置を用いた洗浄の様子を説明するための図である。
【図１１】実施の形態２におけるマスクの欠陥パターン修正方法の要部を表すフローチャートである。
【図１２】図１１に対応する工程断面図である。
【図１３】実施の形態３におけるマスクの欠陥パターン修正方法の要部を表すフローチャートである。
【図１４】図１３に対応する工程断面図である。
【図１５】ＥＰＬ露光装置の動作を説明するための概念図である。
【図１６】可変成形型電子線露光装置の動作を説明するための概念図である。
【図１７】ＥＰＬ露光装置に用いる電子線露光用マスクの一部分を示す図である。
【図１８】マスクの欠陥修正の様子を説明するための図である。
【図１９】欠陥パターンのあるマスクの一部を示す図である。
【図２０】不要なＳｉを全てＦＩＢまたはＦＩＢを用いたガスアシストエッチングで除去して修正を行う様子を説明するための図である。
【図２１】不要なＳｉを全てＦＩＢまたはＦＩＢを用いたガスアシストエッチングで除去して修正を行うマスクの一部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０  Ｓｉ基板
２０  パターン開口部
１００  ＥＰＬマスク修正装置
１０１，１０３  欠陥パターン輪郭
１１０  イオン源
１１２  イオンビーム
１１４  １ショット領域
１２０  イオン光学系
１３０  二次荷電粒子検出器
１４０  ガス銃
１５０  マスクステージ
１４２  成膜ガス
１４４  エッチングガス
１４６  エッチングガス分子
２０１，２０３  欠陥パターン
３００  ウェハ
３１０  半導体チップ領域
３２０  サブフィールド
３３０  電子線
３４０  マスク
３５０  サブフィールドマスク
４１０  アパーチャ
４１１  開口
４２０  アパーチャ
４２１  可変成形用開口
４２２  部分一括マスク
４３０  荷電粒子ソース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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