(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、前記透明基板の上に形成された第１の薄膜と、前記第１の薄膜の上に形成された第２の薄膜と、を有するマスクブランクスを準備する工程と、
前記第２の薄膜をエッチング加工して第２の薄膜パターンを形成する工程と、
前記第２の薄膜パターンの残渣欠陥部を検出する欠陥検査工程と、
前記検査工程で検出された前記第２の薄膜パターンの残渣欠陥部に、第１のアシストガスを供給しながら第１の電子線を照射することにより、前記第２の薄膜パターンの残渣欠陥部をエッチング除去する第２の薄膜パターン欠陥修正工程と、
前記残渣欠陥部をエッチング除去した第２の薄膜パターンから露出する前記第１の薄膜をエッチング加工して第１の薄膜パターンを形成する工程と、
を順に備えるフォトマスクの製造方法であって、
前記第１の薄膜をエッチング加工する工程は、前記欠陥検査工程後のみに行われ、
前記第１の薄膜が、珪素（Ｓｉ）のみを含む（但し、製造上不可避の不純物は含み得る）遮光膜であることを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項２】
前記第２の薄膜パターン欠陥修正工程において、
第２のアシストガスを供給しながら第２の電子線を照射することにより、前記残渣欠陥部とは異なる位置の前記第２の薄膜パターンの上に、堆積物構造体を形成し、
前記堆積物構造体を位置決め用のマークに用いて前記第１の電子線を照射する位置を補正して、前記第２の薄膜パターンの残渣欠陥部をエッチング除去することを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子の製造に用いられるフォトマスクの製造方法に関し、特に、ＡｒＦエキシマレーザを用いた縮小露光に用いられるフォトマスクの残渣欠陥修正技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体素子の高集積化および微細化は、デザインルール４５ｎｍノードから３２ｎｍノードへと進展し、さらに２２ｎｍノード以下の半導体素子の開発が進められている。半導体素子の高集積化および微細化を実現するために、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザを用いた光学式の投影露光装置により、フォトマスクのマスクパターンを縮小露光してウェハ上にレジストパターンを形成するフォトリソグラフィ技術が使われている。
【０００３】
フォトリソグラフィ技術に用いられるフォトマスク（レチクルとも称する）には、透明基板上にクロム（Ｃｒ）等から構成される遮光膜を形成し、光を透過させる部分と遮光する部分でパターンを構成したバイナリ型のフォトマスク（以後、バイナリマスクとも言う）の他に、光の干渉を利用した位相シフト効果により解像度向上を図る位相シフトマスクがある。
この位相シフトマスクには、マスクパターンを挟んで交互に光の位相が反転する構成のレベンソン型位相シフトマスク、光を透過させる部分と半透過させる部分で位相が反転する構成のハーフトーン型位相シフトマスク、クロムなどの遮光層を設けないクロムレス型位相シフトマスクなどがある。中でも、ハーフトーン型マスクは、特殊なパターンのシフタが不要であることや、従来のマスクデータを利用してマスク製作ができることから、多用されている。
【０００４】
上記のハーフトーン型位相シフトマスクは、通常の構成として、透明基板上に半透明膜からなるマスクパターン（以後、半透明マスクパターンとも言う）を有するものであり、この半透明マスクパターンが設けられた部分を透過する光と、透明基板が露出する部分を透過する光の位相が反転するように設計されている。
このようなハーフトーン型位相シフトマスクにおいては、半透明マスクパターンが設けられた部分と透明基板が露出する部分との境界部で位相反転による光強度低下が生じ、光強度分布の裾の拡がりを抑えることができる。半透明マスクパターンの材料には、主にモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）を含む化合物、例えば、酸化窒化モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉＯＮ）等が広く用いられている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
ここで、位相シフトマスクを含むフォトマスクの製造においては、マスクパターンに黒欠陥と呼ばれる不要な余剰部分である残渣欠陥部を生じることがあり、この残渣欠陥部を除去する工程を黒欠陥修正工程と呼んでいる。
位相シフトマスクを含むフォトマスクの製造工程には、多くの複雑な工程が含まれており、そのマスクパターンは極めて微細なものであることから、上記のような残渣欠陥を全く発生させないことは、技術的にも製造コスト的にも困難である。それゆえ、位相シフトマスクを含むフォトマスクの製造において残渣欠陥の修正は必須の工程になっている（例えば、特許文献２）。
この残渣欠陥の修正方法としては、例えば、アシストガスと電子線を用いた部分エッチングの方法や、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を利用した部分研削の方法、集束イオンビームを用いた部分エッチングの方法などがある。中でも、修正にかかる時間が短い点や、マスクパターンが受けるダメージが小さい点などから、アシストガスと電子線を用いた部分エッチングの方法が、主に用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１１９００号公報
【特許文献２】特開２００４−２９４６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、従来のモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）系材料から構成される半透明マスクパターンは、ＡｒＦエキシマレーザ露光における耐光性が十分でなく、露光時間に伴ってマスク寸法が変化してしまうという問題があったが、半透明層を構成する材料の組成を改良することにより、従来に比べて耐光性が高く、寸法安定性の高い半透明マスクパターンを得るに至った。
また、この耐光性を向上させた半透明マスクパターンは、上記の材料組成を改良した半透明層に、従来と同様のドライエッチング加工を施すことにより形成することができた。
【０００８】
しかしながら、この耐光性を向上させた半透明マスクパターンにおいては、従来のアシストガスと電子線を用いた部分エッチングの修正方法では、残渣欠陥部のエッチングが進まず、従来と同程度の時間で残渣欠陥の修正工程を完了することができないという問題が判明した。
さらに、この耐光性を向上させた半透明マスクパターンにおいては、従来のアシストガスと電子線を用いた部分エッチングの修正方法では、残渣欠陥部のエッチング速度が、下地の透明基板のエッチング速度よりも小さくなってしまい、透明基板にダメージを与えずに残渣欠陥を除去することが困難であるという問題も判明した。
【０００９】
また、珪素（Ｓｉ）からなる遮光膜から形成された遮光膜パターンにおいても、同様に、従来のアシストガスと電子線を用いた部分エッチングの修正方法では、残渣欠陥部のエッチング速度が、下地の透明基板のエッチング速度よりも小さくなってしまい、透明基板にダメージを与えずに残渣欠陥を除去することが困難であるという問題も判明した。
【００１０】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ＡｒＦエキシマレーザ露光における耐光性が高い薄膜から構成されるパターンを有するフォトマスクであっても、残渣欠陥の修正を可能とし、残渣欠陥の無いフォトマスクを製造することが可能な、フォトマスクの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、種々研究した結果、耐光性を有する第１の薄膜の上に、上記第１の薄膜よりも欠陥修正容易な第２の薄膜を形成し、この第２の薄膜を加工して第２の薄膜パターンを形成した段階で欠陥検査を行い、検出した第２の薄膜パターンの残渣欠陥部を修正し、この欠陥修正した第２の薄膜パターンから露出する第１の薄膜をエッチング加工して第１の薄膜パターンを形成することで、上記課題を解決できることを見出して本発明を完成したものである。
【００１２】
すなわち、本発明は、ＡｒＦエキシマレーザ露光に用いられるフォトマスクの製造方法であって、透明基板と、上記透明基板の上に形成された第１の薄膜と、上記第１の薄膜の上に形成された第２の薄膜と、を有するマスクブランクスを準備する工程と、上記第２の薄膜をエッチング加工して第２の薄膜パターンを形成する工程と、上記第２の薄膜パターンの残渣欠陥部を検出する欠陥検査工程と、上記検査工程で検出された上記第２の薄膜パターンの残渣欠陥部に、第１のアシストガスを供給しながら第１の電子線を照射することにより、上記第２の薄膜パターンの残渣欠陥部をエッチング除去する第２の薄膜パターン欠陥修正工程と、上記残渣欠陥部をエッチング除去した第２の薄膜パターンから露出する上記第１の薄膜をエッチング加工して第１の薄膜パターンを形成する工程と、を順に備えることを特徴とするフォトマスクの製造方法である。
【００１３】
また、本発明は、上記第２の薄膜パターン欠陥修正工程において、第２のアシストガスを供給しながら第２の電子線を照射することにより、上記残渣欠陥部とは異なる位置の上記第２の薄膜パターンの上に、堆積物構造体を形成し、上記堆積物構造体を位置決め用のマークに用いて上記第１の電子線を照射する位置を補正して、上記第２の薄膜パターンの残渣欠陥部をエッチング除去することを特徴とするフォトマスクの製造方法である。
【００１４】
また、本発明は、上記第１の薄膜におけるモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）の原子比（ＡＭｏ／ＡＳｉ）が、
ＡＭｏ／ＡＳｉ≦１／１０
の関係を満たすことを特徴とするフォトマスの製造方法である。
【００１５】
また、本発明は、上記第２の薄膜がクロム（Ｃｒ）を含む材料から構成されており、上記第１のアシストガスがフッ素（Ｆ）を含むガス、または、塩素（Ｃｌ）を含むガスであることを特徴とするフォトマスクの製造方法である。
【００１６】
また、本発明は、上記フッ素（Ｆ）を含むガスが２フッ化キセノン（ＸｅＦ２）を含むガスであり、上記塩素（Ｃｌ）を含むガスが塩化ニトロシル（ＮＯＣｌ）を含むガスであることを特徴とするフォトマスクの製造方法である。
【００１７】
また、本発明は、上記第１のアシストガスが、酸素（Ｏ２）、水蒸気（Ｈ２Ｏ）、二酸化窒素（ＮＯ２）、炭酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＣＯ３）のいずれか１種または２種以上のガスが添加された混合ガスであることを特徴とするフォトマスクの製造方法である。
【００１８】
また、本発明は、上記第２のアシストガスが、クロム（Ｃｒ）を含むガス、または、シリコン（Ｓｉ）を含むガスであることを特徴とするフォトマスクの製造方法である。
【００１９】
また、本発明は、上記クロム（Ｃｒ）を含むガスがクロムヘキサカルボニル（Ｃｒ(ＣＯ)６）を含むガスであり、上記シリコン（Ｓｉ）を含むガスがオルトケイ酸テトラエチル（Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）を含むガスであることを特徴とするフォトマスクの製造方法である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ＡｒＦエキシマレーザ露光における耐光性が高い薄膜から構成されるパターンを有するフォトマスクであっても、残渣欠陥の修正を可能とし、残渣欠陥の無いフォトマスクを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係るフォトマスクの製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図２】本発明に係るフォトマスクの製造方法の一例を示す概略工程図である。
【図３】図２に続く本発明に係るフォトマスクの製造方法の一例を示す概略工程図である。
【図４】第１の薄膜が珪素（Ｓｉ）からなる遮光膜である実施態様のフォトマスクの製造方法の第１の例を示す概略工程断面図である。
【図５】第１の薄膜が珪素（Ｓｉ）からなる遮光膜である実施態様のフォトマスクの製造方法の第１の例を示す概略工程断面図である。
【図６】第１の薄膜が珪素（Ｓｉ）からなる遮光膜である実施態様のフォトマスクの製造方法の第２の例を示す概略工程断面図である。
【図７】第１の薄膜が珪素（Ｓｉ）からなる遮光膜である実施態様のフォトマスクの製造方法の第２の例を示す概略工程断面図である。
【図８】本発明に係るフォトマスクの製造方法の他の例を示す概略工程図である。
【図９】本発明に係る位相シフトマスクの構成例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る位相シフトマスクの製造方法について説明する。
【００２３】
（フォトマスクの製造方法）
図１は、本発明に係るフォトマスクの製造方法の一例を示すフローチャートである。
図１に示すように、本発明に係るフォトマスクの製造方法は、透明基板の上に第１の薄膜が形成され、その上に第２の薄膜が形成されたマスクブランクスを準備する工程（Ｓ１）、工程Ｓ１で準備したマスクブランクスの第２の薄膜を、エッチング加工して第２の薄膜パターンを形成する工程（Ｓ２）、工程Ｓ２で形成した第２の薄膜パターンの残渣欠陥部を検出する欠陥検査工程（Ｓ３）、工程Ｓ３で検出した第２の薄膜パターンの残渣欠陥部を除去する修正工程（Ｓ４）、工程Ｓ４で修正した第２の薄膜パターンから露出する第１の薄膜をエッチング加工して、第１の薄膜パターンを形成する工程（Ｓ５）、の各工程を順に備えている。
ここで、上記のフォトマスクがハーフトーン型の位相シフトマスクの場合には、半透明層が上記の第１の薄膜に相当し、上記のフォトマスクがバイナリマスクの場合には、遮光膜が上記の第１の薄膜に相当する。
また、第２の薄膜は、第１の薄膜をエッチング加工して第１の薄膜パターンを形成する際に、エッチングマスクとして作用するものである。
なお、通常、第２の薄膜パターンは、第１の薄膜パターンを形成する工程（Ｓ５）の後に除去される。
【００２４】
ここで、従来の位相シフトマスクの製造方法においては、半透明マスクパターンを形成した後に、半透明マスクパターンを検査して半透明マスクパターンの残渣欠陥部を検出し、検出した半透明マスクパターンの残渣欠陥部を修正工程で除去していた。
【００２５】
一方、本発明においては、上記のように、半透明層の上に形成した第２の薄膜パターンを検査して第２の薄膜パターンの残渣欠陥部を検出し（Ｓ３）、検出した第２の薄膜パターンの残渣欠陥部を修正し（Ｓ４）、その後、上記の残渣欠陥部を修正した第２の薄膜パターンから露出する第１の薄膜をエッチング加工することで、残渣欠陥のない第１の薄膜パターンを形成する（Ｓ５）。
【００２６】
それゆえ、本発明においては、ＡｒＦエキシマレーザ露光における耐光性を向上させたことによって、第１の薄膜パターンが、従来の修正工程におけるアシストガスと電子線を用いた部分エッチングに対しても耐性を有し、部分エッチングが進行し難い性質のものになっていたとしても、残渣欠陥の無いフォトマスクを製造することが可能となる。例えば、本発明においては、ＡｒＦエキシマレーザ露光における耐光性を向上させたことによって、半透明マスクパターン（第１の薄膜パターンに相当）が、従来の修正工程におけるアシストガスと電子線を用いた部分エッチングに対しても耐性を有し、部分エッチングが進行し難い性質のものになっていたとしても、残渣欠陥の無いハーフトーン型の位相シフトマスクを製造することが可能となる。本発明においては、上記の部分エッチングが進行し難い性質の半透明マスクパターンを直接修正するのではなく、半透明マスクパターンを形成する工程の前の段階で、エッチングマスクパターンの残渣欠陥部を修正するからである。
以下、本発明の実施形態について、工程図を用いてより詳しく説明する。
【００２７】
Ａ．第１の実施形態
まず、本発明に係るフォトマスクの製造方法の第１の実施形態の一例について、図２および図３を用いて説明する。
【００２８】
＜マスクブランクス準備工程＞
図２（ａ）に示すように、本実施形態においては、まず、透明基板１１と、透明基板１１の上に形成された第１の薄膜１２Ａと、第１の薄膜１２Ａの上に形成された第２の薄膜１３Ａと、を有するマスクブランクスを準備する。
【００２９】
透明基板１１としては、ＡｒＦエキシマレーザを高い透過率で透過する材料であれば用いることができ、例えば、合成石英ガラス、蛍石、フッ化カルシウムなどを挙げることができるが、中でも、従来の位相シフトマスクにおける実績から、合成石英ガラスを好適に用いることができる。
【００３０】
第１の薄膜１２Ａは、上記のフォトマスクがハーフトーン型の位相シフトマスクの場合には、ＡｒＦエキシマレーザの位相及び透過率を制御するハーフトーン層として作用する半透明層に相当する。
第１の薄膜１２Ａが上記の半透明層に相当する場合、位相に関しては、この第１の薄膜１２Ａから形成される第１の薄膜パターン１２の部分を透過する波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザと、透明基板が露出する部分を透過する波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザの位相が反転するように設計されている。
また、透過率に関しては、通常、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザの透過率が６％となるように設計されている。
【００３１】
一方、上記のフォトマスクがバイナリマスクの場合には、第１の薄膜１２Ａは、遮光膜に相当する。この場合、第１の薄膜１２Ａは、通常、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザに対する光学濃度の値が概ね３となるように設計されている。
【００３２】
第１の薄膜１２Ａの材料としては、従来のＡｒＦエキシマレーザ用ハーフトーン型位相シフトマスクの半透明層やバイナリマスクの遮光膜に用いられてきたものを適用することができる。
例えば、第１の薄膜１２Ａとして、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）系材料であるモリブデンシリサイド酸化膜（ＭｏＳｉＯ）、モリブデンシリサイド窒化膜（ＭｏＳｉＮ）、モリブデンシリサイド酸化窒化膜（ＭｏＳｉＯＮ）などを用いることができる。
【００３３】
中でも、本発明においては、第１の薄膜１２Ａにおけるモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）の原子比（ＡＭｏ／ＡＳｉ）が、
ＡＭｏ／ＡＳｉ≦１／１０
の関係を満たすものが好ましい。
上記の関係を満たすものであれば、この第１の薄膜１２Ａをエッチング加工することで、ＡｒＦエキシマレーザ露光における耐光性が高く、寸法安定性の高い第１の薄膜パターンを形成することができるからである。
【００３４】
また、例えば、第１の薄膜１２Ａとして、珪素（Ｓｉ）からなるバイナリマスクの遮光膜を用いることもできる。
【００３５】
第１の薄膜１２Ａの形成方法としては、スパッタリング法等の従来公知の成膜方法を用いることができる。例えば、モリブデンとシリコンとの混合ターゲットを用い、アルゴンと窒素と酸素の混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング法により形成することができる。
【００３６】
第２の薄膜１３Ａは、第１の薄膜１２Ａをエッチング加工して第１の薄膜パターン１２を形成する際の、エッチングマスクとして作用する第２の薄膜パターン１３を形成するためのものである。
上記のように、第１の薄膜１２Ａには、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）系の化合物を用いることが好ましく、このモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）系の化合物は、主に、フッ素系ガスを用いたドライエッチングで加工されることから、エッチングマスク層１３Ａは、フッ素系ガスを用いたドライエッチングに対して耐性を有する材料から構成されていることが好ましい。
このエッチングマスク層１３Ａを構成する材料の具体例としては、Ｃｒ、ＣｒＯ、ＣｒＮ、ＣｒＮＯ等のクロム系の材料や、Ｔａ、ＴａＯ、ＴａＮ、ＴａＮＯ等のタンタル系の材料を挙げることができる。
なお、第２の薄膜１３Ａは同一材料から構成される単層構造であってもよく、２種以上の異なる材料から構成される多層構造であってもよい。
【００３７】
第２の薄膜１３Ａの膜厚は、第１の薄膜パターン１２を形成する際のエッチングマスクとしての作用に足りる厚さを有していれば良いが、過度に厚い場合は、第２の薄膜パターン１３を微細なパターンとすることが困難になる。
それゆえ、第２の薄膜１３Ａの膜厚は、第１の薄膜パターン１２のサイズにもよるが、３ｎｍ〜５０ｎｍ程度の範囲であることが好ましい。
【００３８】
第２の薄膜１３Ａの形成は、従前公知の真空成膜の方法が適用でき、例えば第２の薄膜１３Ａがクロム膜（Ｃｒ）の場合は、クロムのターゲットを用い、アルゴンガス雰囲気で、反応性スパッタリング法により形成することができる。
【００３９】
＜第２の薄膜パターン形成工程＞
次に、図２（ｂ）に示すように、第２の薄膜１３Ａの上にレジスト層１４Ａを形成する。ここで、本実施形態においては、第２の薄膜１３Ａとレジスト層１４の間に異物２１が混入したことによって、残渣欠陥が生じる例を示している。
なお、残渣欠陥発生の形態は、上記の異物２１の混入の他に、レジスト層１４Ａの表面に異物が付着し、電子線パターン描画に際してその部位の電子線照射量が不足し、不要な余剰部分を残したレジストパターンが形成されてしまうことによる場合や、レジストパターンの形状不良により不要な余剰部分が形成されてしまうことによる場合などもある。
また、図２および図３においては、煩雑になるのを避けるため、残渣欠陥となる箇所が１箇所の例を示しているが、通常、残渣欠陥は複数箇所に生じることが多い。
【００４０】
次に、図２（ｃ）に示すように、電子線パターン描画等のパターン形成方法を用いてレジストパターン１４を形成し、次いで、図２（ｄ）に示すように、第２の薄膜１３Ａをエッチング加工して第２の薄膜パターン１３を形成する。
【００４１】
第２の薄膜１３Ａをエッチング加工する方法としては、例えば、第２の薄膜１３Ａがクロム系材料から構成されている場合は、塩素系ガスと酸素ガスの混合ガスを用いたドライエッチングの方法を用いることができ、エッチングマスク層１３Ａがタンタル系材料から構成されている場合は、塩素系ガスを用いたドライエッチングの方法を用いることができる。
【００４２】
第２の薄膜１３Ａのエッチング加工が完了した後は、図２（ｅ）に示すように、レジストパターン１４を除去する。
通常、このレジストパターン１４を除去する工程（図２（ｅ））、若しくは、その後の洗浄工程（図示せず）で、異物２１も除去される。しかしながら、第２の薄膜１３Ａをエッチング加工する際に、異物２１のレジストパターン１４から露出する部分によって覆われていた第２の薄膜１３Ａの部分には、不要な余剰部分である残渣欠陥部２２が形成される。
【００４３】
なお、残渣欠陥部２２は第２の薄膜１３Ａから形成されたものであり、残渣欠陥部２２を構成する材料は、第２の薄膜パターン１３を構成する材料と同じである。ただし、図２（ｅ）および図３（ｆ）においては、説明容易とするために、残渣欠陥部２２の断面を第２の薄膜パターン１３の断面とは異なる斜線で表示している。
＜第２の薄膜パターン欠陥検査工程＞
【００４４】
図示は省略するが、本発明においては、図２（ｅ）に示す第２の薄膜パターン１３の形成工程の後であって、図３（ｆ）に示す残渣欠陥部２２の修正工程の前に、残渣欠陥部２２を検出する欠陥検査を行う。
【００４５】
ここで、従来のハーフトーン型位相シフトマスクの残渣欠陥検査は、透明基板上の半透明マスクパターンを透過光や反射光により検査していた。
一方、本発明においては、第１の薄膜１２Ａ上の第２の薄膜パターン１３を検査することになるが、例えば、第１の薄膜１２Ａが半透明膜の場合は、第１の薄膜１２Ａも従来の欠陥検査に用いられてきた検査光を一部透過するため、第１の薄膜１２Ａと第２の薄膜パターン１３の透過率の差を利用して、既存のフォトマスク用欠陥検査装置を用いて、第２の薄膜パターン１３の残渣欠陥部２２を検出することができる。
また、第１の薄膜１２Ａが遮光膜の場合は、反射光を用いて、第１の薄膜１２Ａと第２の薄膜パターン１３の反射率の差を利用して、既存のフォトマスク用欠陥検査装置を用いて、第２の薄膜パターン１３の残渣欠陥部２２を検出することができる。
＜第２の薄膜パターン欠陥修正工程＞
【００４６】
次に、図２（ｅ）までの工程で得られた中間製造物２を欠陥修正装置に配置し、図３（ｆ）に示すように、第１のアシストガス４１を供給しながら、上記の欠陥検査工程で検出された第２の薄膜パターン１３の残渣欠陥部２２に第１の電子線３１を照射して、図３（ｇ）に示すように、残渣欠陥部２２をエッチング除去する。
【００４７】
本発明において、第２の薄膜パターン１３がクロム（Ｃｒ）を含む材料から構成されている場合、第１のアシストガス４１には、フッ素（Ｆ）を含むガス、または、塩素（Ｃｌ）を含むガスを用いることができる。
ここで、フッ素（Ｆ）を含むガスとしては、フッ化キセノン（ＸｅＦ2）を含むガスを、塩素（Ｃｌ）を含むガスとしては、塩化ニトロシル（ＮＯＣｌ）を含むガスを、それぞれ挙げることができる。
【００４８】
また、第１のアシストガス４１は、上記のフッ素（Ｆ）を含む化合物のガス単体、もしくは、塩素（Ｃｌ）を含む化合物のガス単体に、酸素（Ｏ２）、水蒸気（Ｈ２Ｏ）、二酸化窒素（ＮＯ２）、炭酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＣＯ３）のいずれか１種または２種以上のガスが添加された混合ガスであることが、エッチング促進効果を奏するために好ましい。
【００４９】
なお、本発明において欠陥修正装置は、従来のフォトマスクの残渣欠陥を、アシストガスと電子線を用いた部分エッチングの方法で修正していた既存の装置を用いることができる。
【００５０】
ここで、この残渣欠陥部２２のエッチング除去においては、オーバーエッチングが許容される。
従来のハーフトーン型位相シフトマスクの黒欠陥修正工程においては、透明基板上の半透明マスクパターンを部分的にエッチング除去していた。
それゆえ、オーバーエッチングにより透明基板がエッチングされてしまうと、その部分における位相シフト効果が、他の部分と不均一になってしまうというおそれもあった。
【００５１】
一方、本発明においては、残渣欠陥部２２で覆われている第１の薄膜１２Ａの部分は、たとえ、図３（ｆ）に示す欠陥修正においてオーバーエッチングされて膜厚が減少しても、その後の第１の薄膜パターン１２の形成工程においてエッチング除去される部分であるため、上記オーバーエッチングが第１の薄膜１２Ａを貫通して透明基板１１に達することが無い限り、位相シフト効果が不均一になるような問題は生じない。
すなわち、本発明に係るフォトマスクの製造方法は、黒欠陥修正工程におけるプロセスマージンが大きいという効果も奏するものである。
【００５２】
また、第１の薄膜１２Ａとして、珪素（Ｓｉ）からなるバイナリマスクの遮光膜を用いた場合には、上述したモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）系材料の膜と比較して、第１の薄膜が、珪素（Ｓｉ）からなるバイナリマスクの遮光膜である後述する実施態様と同様の利点が得られる。
【００５３】
＜第１の薄膜パターン形成工程＞
上記のようにして、検出された全ての残渣欠陥部を修正した後は、図３（ｈ）に示すように、第２の薄膜パターン１３から露出する第１の薄膜１２Ａをエッチング加工して、第１の薄膜パターン１２を形成し、その後、図３（ｉ）に示すように、第２の薄膜パターン１３を除去してフォトマスク１を得る。
【００５４】
第１の薄膜１２Ａが、モリブデンシリサイド系材料から構成される場合には、フッ素系ガス、例えば、ＳＦ６、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ２Ｆ６や、これらの混合ガス、あるいはこれらのガスに酸素を混合したガスをエッチングガスとして用いることによりドライエッチングを行い、パターン形成することができる。
【００５５】
なお、第１の薄膜１２ＡがＡｒＦエキシマレーザ露光における耐光性を有する構成のものであっても、上記の第１の薄膜パターン１２の形成には、従来と同様の条件でドライエッチング加工することができた。
これは、プラズマにより励起された反応性イオンによるドライエッチングは、残渣欠陥の修正工程におけるアシストガスと電子線による部分エッチングよりも、第１の薄膜１２Ａを構成する材料をエッチングする力が強いためと思われる。
【００５６】
上述のように、本発明に係るフォトマスクの製造方法においては、従来のような半透明マスクパターンを直接修正する方法を用いずに、第１の薄膜パターン１２を形成する工程の前の、第２の薄膜パターン１３を形成した段階で欠陥検査を行い、検出した残渣欠陥部２２を修正し、欠陥修正した第２の薄膜パターン１３を用いて第１の薄膜１２Ａをエッチング加工して第１の薄膜パターン１２を形成するため、たとえ、第１の薄膜１２Ａが、従来の黒欠陥修正工程におけるアシストガスと電子線による部分エッチングに対して耐性を有するものであっても、残渣欠陥の無いフォトマスクを製造することが可能となる。
【００５７】
また、第１の薄膜１２Ａとして、珪素（Ｓｉ）からなるバイナリマスクの遮光膜を用いた場合には、上述したモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）系材料の膜と比較して、第１の薄膜が、珪素（Ｓｉ）からなるバイナリマスクの遮光膜である後述する実施態様と同様の利点が得られる。
【００５８】
なお、残渣欠陥の修正方法としては、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を利用した部分研削の方法や、集束イオンビームを用いた部分エッチングの方法もあるが、前者は、ＡＦＭの探針による機械的な研削で残渣欠陥を除去するため、修正には長時間を要し、残渣欠陥の数が多い場合には、修正方法として現実的ではない。また、後者は修正に用いるイオンがフォトマスクを構成する材料に残るため、例えば、位相シフト効果に影響を及ぼすおそれがある等の点で好ましくない。
【００５９】
以下、本発明のフォトマスクの製造方法において、上記第１の薄膜が、珪素（Ｓｉ）からなるバイナリマスクの遮光膜である実施態様について、詳細に説明する。
【００６０】
本発明において、上記第１の薄膜が上記珪素（Ｓｉ）からなるバイナリマスクの遮光膜である実施態様のフォトマスクの製造方法とは、透明基板と、上記透明基板の上に形成された第１の薄膜と、上記第１の薄膜の上に形成された第２の薄膜と、を有するマスクブランクスを準備する工程と、上記第２の薄膜をエッチング加工して第２の薄膜パターンを形成する工程と、上記第２の薄膜パターンの残渣欠陥部を検出する欠陥検査工程と、上記検査工程で検出された上記第２の薄膜パターンの残渣欠陥部に、第１のアシストガスを供給しながら第１の電子線を照射することにより、上記第２の薄膜パターンの残渣欠陥部をエッチング除去する第２の薄膜パターン欠陥修正工程と、上記残渣欠陥部をエッチング除去した第２の薄膜パターンから露出する上記第１の薄膜をエッチング加工して第１の薄膜パターンを形成する工程と、を順に備えるフォトマスクの製造方法であって、上記第１の薄膜が、珪素（Ｓｉ）からなる遮光膜であることを特徴とするものである。
【００６１】
本発明において、このように上記第１の薄膜が、上記珪素（Ｓｉ）からなる遮光膜である場合には、上記第２の薄膜パターン欠陥修正工程が、第１のアシストガスを供給しながら第１の電子線を照射することにより、上記第２の薄膜パターンの残渣欠陥部をエッチング除去する工程であり、上記第１の薄膜が、上記珪素（Ｓｉ）からなる遮光膜である。このため、第２の薄膜パターンの残渣欠陥部をエッチング除去する時に、上記第１の薄膜に対する上記第２の薄膜のエッチング選択比が大きくなる。よって、本実施態様によれば、上記第２の薄膜パターン欠陥修正工程において、上記第２の薄膜パターンの残渣欠陥部をエッチング除去する時に、エッチングが上記第２の薄膜と上記第１の薄膜との界面で良好に停止するので、上記第１の薄膜は殆どエッチングされない。
【００６２】
この結果、上記第２の薄膜パターン欠陥修正工程において、集束イオンビームを照射することにより、上記第２の薄膜パターンの残渣欠陥部をエッチング除去する場合とは異なり、上記珪素（Ｓｉ）からなる遮光膜がエッチングされ、上記珪素（Ｓｉ）からなる遮光膜をエッチング加工する時におけるトータルのエッチング量が増加してしまうことにより、上記透明基板が過剰にエッチングされてしまう問題を回避することができる。
【００６３】
また、本発明において、上述した通り、上記第１の薄膜が、上記珪素（Ｓｉ）からなる遮光膜である場合には、上記第２の薄膜パターン欠陥修正工程において、ガリウムイオン源の集束イオンビームを照射するのではなく、第１のアシストガスを供給しながら第１の電子線を照射することにより、上記第２の薄膜パターンの残渣欠陥部をエッチング除去するので、上記透明基板における上記残渣欠陥周辺や上記珪素（Ｓｉ）からなる遮光膜における上記残渣欠陥周辺に、ガリウムイオンが打ち込まれ、ガリウムステインと呼ばれる汚れが生じる問題を回避することができる。
【００６４】
また、本発明において、上述した通り、上記第１の薄膜が、上記珪素（Ｓｉ）からなる遮光膜である場合には、電子線の方が集束イオンビームよりも画像の分解能が高いため、集束イオンビームを用いる場合と比較して、欠陥修正対象となるフォトマスクの中間製造物の視認性が良好となる。このため、欠陥修正対象となるフォトマスクの中間製造物において、より微細なパターンを視認することが可能となる。
【００６５】
さらに、本発明において、上述した通り、上記第１の薄膜が、上記珪素（Ｓｉ）からなる遮光膜である場合には、電子線の方が集束イオンビームよりもビームのスポット径を小さくすることができるので、集束イオンビームを用いる場合と比較して、上記第２の薄膜パターンの残渣欠陥部をエッチング除去する時の解像力が高くなる。このため、欠陥修正対象となるフォトマスクの中間製造物において、より微細なパターンを正確に修正することが可能となる。
【００６６】
ここで、上記珪素（Ｓｉ）からなる遮光膜は、バイナリマスクにおける遮光膜として作用するものである。上記珪素（Ｓｉ）からなる遮光膜は、特に限定されるものではないが、不純物を含むものでもよい。上記珪素（Ｓｉ）からなる遮光膜の純度としては、珪素（Ｓｉ）の割合が、７０％〜１００％の範囲内、中でも、８０％〜１００％の範囲内、特に、９０％〜１００％の範囲内の純度が好ましい。また、上記珪素（Ｓｉ）からなる遮光膜に含まれる不純物としては、例えば、窒素（Ｎ）等が挙げられる。
【００６７】
さらに、上記珪素（Ｓｉ）からなる遮光膜の形成方法は、特に限定されるものではない。上記珪素（Ｓｉ）からなる遮光膜の形成方法としては、例えば、上記透明基板上に、平行平板型ＤＣマグネトロンスパッタリング装置を用いて、反応性スパッタリング法により成膜する方法を挙げることができる。この方法では、不純物イオンを含まないシリコン結晶をターゲットとし、アルゴン（Ａｒ）ガス雰囲気で成膜することができる。
【００６８】
また、ここで、上記透明基板としては、ＡｒＦエキシマレーザを高い透過率で透過する材料であれば用いることができ、例えば、合成石英ガラス、蛍石、フッ化カルシウムなどを挙げることができるが、中でも、従来の位相シフトマスクにおける実績から、合成石英ガラスを好適に用いることができる。
【００６９】
さらに、このような、上記第１の薄膜が、上記珪素（Ｓｉ）からなるバイナリマスクの遮光膜であるような本実施態様のフォトマスクの製造方法において、上記第２の薄膜は、上記第１の薄膜上に形成されたハードマスク層である。
【００７０】
上記ハードマスク層は、上記第１の薄膜パターン形成工程において、上記遮光膜をエッチング加工する時に、エッチングマスクとして用いられるハードマスク層パターンが形成されるものである。このため、エッチング加工する時に使用される反応性エッチングガスの種類が、上記遮光膜をエッチング加工する時に使用される反応性エッチングガスの種類と異なるものである。そして、上記ハードマスク層は、上記第２の薄膜パターン欠陥修正工程において、第１のアシストガスを供給しながら第１の電子線を照射することにより、上記第２の薄膜パターンの残渣欠陥部をエッチング除去する時に、上記第１の薄膜に対するエッチング選択比が大きくなるものである。
【００７１】
また、上記ハードマスク層の材料は、特に限定されるものではないが、例えば、Ｃｒ、ＣｒＯ、ＣｒＮ、ＣｒＯＮ等のクロム系の材料、Ｔａ、ＴａＯ、ＴａＮ、ＴａＯＮ等のタンタル系の材料、Ｗ、Ｍｏ等を挙げることができる。中でもＣｒ、ＣｒＯ、ＣｒＮ、ＣｒＯＮ等のクロム系の材料が好ましい。加工性に優れているからである。
【００７２】
また、上記ハードマスク層の厚さは、その材料の種類により異なるものであり、特に限定されるものではないが、４ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内、中でも４ｎｍ〜７ｎｍの範囲内、特に４ｎｍ〜６ｎｍの範囲内であることが好ましい。膜厚が薄いほうが精度良く加工することができるからである。
【００７３】
さらに、上記ハードマスク層の形成方法は、特に限定されるものではない。上記ハードマスク層の形成方法としては、例えば、上記第１の薄膜上に、平行平板型ＤＣマグネトロンスパッタリング装置を用いて、反応性スパッタリング法により成膜する方法を挙げることができる。次に、このようなハードマスク層を第２の薄膜とした本実施態様のフォトマスクの製造方法について、具体例を示して説明する。
【００７４】
ａ．第１の例
まず、第１の例について、図４および図５を参照しながら説明する。図４および図５は、第１の薄膜が珪素（Ｓｉ）からなるバイナリマスクの遮光膜である実施態様のフォトマスクの製造方法の第１の例を示す概略工程断面図である。
【００７５】
本例においては、まず、図４（ａ）に示すように、透明基板１１と、透明基板１１上に形成された珪素（Ｓｉ）からなる遮光膜１２Ａと、遮光膜１２Ａ上に形成されたハードマスク層１３Ａと、を有するマスクブランクス１０Ａを準備する。また、マスクブランクス１０Ａは、ＡｒＦエキシマレーザ露光光が適用されるバイナリマスクを製造するために用いられるマスクブランクスである。
【００７６】
次に、図４（ｂ）に示すように、ハードマスク層１３Ａ上に電子線レジストを塗布し、レジスト層１４Ａを形成する。本例においては、ハードマスク層１３Ａ上にレジスト層１４Ａを形成する時に、ハードマスク層１３Ａとレジスト層１４Ａとの間に異物２１が混入する。
【００７７】
次に、図４（ｃ）に示すように、電子線描画装置によってレジスト層１４Ａをパターン露光し、レジスト専用の現像液により現像し、所望形状のレジストパターン１４を形成する。本例においては、レジストパターン１４を形成する時に、上述した異物２１が、レジストパターン１４から露出されるべきハードマスク層１３Ａ表面部分の一部に残存する。
【００７８】
次に、図４（ｄ）に示すように、所望形状のレジストパターン１４をエッチングマスクとして、ドライエッチング装置によって、反応性エッチングガスを用い、ハードマスク層１３Ａをドライエッチングして、ハードマスク層１３Ａを後述する遮光膜パターン１２の形状にエッチング加工する。これにより、ハードマスク層パターン１３を形成して、第２の薄膜パターンを形成する。
【００７９】
本例においては、ハードマスク層１３Ａをエッチング加工する時に使用される反応性エッチングガスの種類は、上述した通り、遮光膜１２Ａをエッチング加工する時に使用される反応性エッチングガスの種類と異なるものである。ハードマスク層１３Ａをエッチング加工する時に使用される反応性エッチングガスの種類は、特に限定されるものではないが、ハードマスク層１３Ａの材料が、例えば、Ｃｒ、ＣｒＯ、ＣｒＮ、ＣｒＯＮ等のクロム系の材料である場合には、例えば、塩素系ガスと酸素ガスの混合ガス等の一般的に使用可能なガスを挙げることができる。また、ハードマスク層１３Ａの材料が、例えば、Ｔａ、ＴａＯ、ＴａＮ、ＴａＯＮ等のタンタル系の材料である場合には、例えば、塩素系ガス等の一般的に使用可能なガスを挙げることができる。
【００８０】
また、本例においては、ハードマスク層パターン１３を形成する時に、上述した異物２１が残存するハードマスク層１３Ａ表面部分の一部において、エッチング加工が適切にされず、ハードマスク層１３Ａの不要な余剰部分である残渣欠陥部２２が形成される。次に、図４（ｅ）に示すように、レジストパターン１４を除去する。
【００８１】
次に、図４（ｅ）に示すように、遮光膜１２Ａとハードマスク層パターン１３との反射率の差を利用して、既存のフォトマスク用欠陥検査装置を用いて、ハードマスク層パターン１３の残渣欠陥部２２を検出する。これにより、第２の薄膜パターンの残渣欠陥部を検出する。
【００８２】
次に、図４（ｅ）までの工程で得られた中間製造物１０Ｂを欠陥修正装置に配置して、図５（ｆ）に示すように、ハードマスク層パターン１３の残渣欠陥部２２に、第１のアシストガス４１を供給しながら第１の電子線３１を照射することにより、図５（ｇ）に示すように、ハードマスク層パターン１３の残渣欠陥部２２を電子線によりエッチング除去する。これにより、第２の薄膜パターンの残渣欠陥部を電子線によりエッチング除去する。
【００８３】
本例においては、ハードマスク層パターン１３の残渣欠陥部２２を電子線によりエッチング除去する時に供給する第１のアシストガス４１は、ハードマスク層パターン１３がクロム（Ｃｒ）を含むクロム系の材料から構成されている場合、２フッ化キセノン（ＸｅＦ２）などのフッ素（Ｆ）を含む化合物のガス単体、塩化ニトロシル（ＮＯＣｌ）等の塩素（Ｃｌ）を含む化合物のガス単体、もしくは上述したフッ素（Ｆ）を含む化合物のガス、及び塩素（Ｃｌ）を含む化合物のガスに、酸素（Ｏ２）、水蒸気（Ｈ２Ｏ）、二酸化窒素（ＮＯ２）、炭酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＣＯ３）のいずれか１種または２種以上のガスが添加された混合ガスであることが、好ましい。エッチング促進効果を奏する場合があるからである。
【００８４】
また、ハードマスク層パターン１３の残渣欠陥部２２を電子線によりエッチング除去する時に供給する第１のアシストガス４１は、ハードマスク層パターン１３が例えばタンタル（Ｔａ）を含むタンタル系の材料などから構成されている場合、２フッ化キセノン（ＸｅＦ２）などのフッ素（Ｆ）を含む化合物のガス単体、もしくは上述したフッ素（Ｆ）を含む化合物のガスに、酸素（Ｏ２）、水蒸気（Ｈ２Ｏ）、二酸化窒素（ＮＯ２）、炭酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＣＯ３）のいずれか１種または２種以上のガスが添加された混合ガスであることが、好ましい。また、場合により水蒸気（Ｈ２Ｏ）、二酸化窒素（ＮＯ２）、等を用いエッチングガスを失活化させる必要がある。２フッ化キセノン（ＸｅＦ２）などのフッ素（Ｆ）を含む化合物のガスはタンタル（Ｔａ）等を含む材料に対して強い反応性を示すため、残留ガスの反応量を抑制する必要がある為である。
【００８５】
また、図５（ｆ）に示した上記第２の薄膜パターン欠陥修正工程のように、アシストガスを供給しながら電子線を照射することにより、薄膜パターンの残渣欠陥部を電子線によりエッチング除去する工程は、供給したアシストガスを電子線により反応性の高い状態へ遷移させ、局所的な化学反応を起こし残渣欠陥部をエッチングする。
【００８６】
一方、図４（ｄ）に示した上記第２の薄膜パターン形成工程のように、反応性エッチングガスを用い、薄膜をドライエッチングして加工する工程は、レジスト、ハードマスク層等をマスクとして、ドライエッチング装置中の反応性プラズマ雰囲気中へマスクブランクスを置き、引き込み電極により反応性イオン、電子、及び反応性ラジカルをマスクブランクスへ照射することによりレジスト、ハードマスク層にマスクされていない部分全体をエッチングする工程である。このため、ドライエッチング工程は残渣欠陥部のみを選択的にエッチング除去することはできない。
【００８７】
電子線により残渣欠陥をエッチング除去する工程はアシストガスを電子線により反応性の高い状態へ強制的に遷移させるため、使用できるガスの種類が多様である。一方、ドライエッチングはプラズマを安定して生成させるため使用するガスの種類などに制限がある。このため、両工程の反応機構は異なっており、エッチング対象となる薄膜を構成する材料が同一であったとしても、薄膜をドライエッチングして加工する工程において用いられる反応性エッチングガスを、薄膜パターンの残渣欠陥部をエッチング除去する工程において用いられるアシストガスに用いることはできない。
【００８８】
さらに、図５（ｆ）に示した上記第２の薄膜パターン欠陥修正工程においては、欠陥修正装置として、従来技術において、フォトマスクの中間製造物の残渣欠陥部を、アシストガスを供給しながら電子線を照射することによりエッチング除去する場合に使用していた既存の欠陥修正装置を用いることができる。
【００８９】
次に、図５（ｈ）に示すように、残渣欠陥部２２を電子線によりエッチング除去したハードマスク層パターン１３をエッチングマスクとして、ドライエッチング装置によって、反応性エッチングガスを用い、遮光膜１２Ａをドライエッチングして、遮光膜１２Ａを所望の形状にエッチング加工する。これにより、ハードマスク層パターン１３から露出する遮光膜１２Ａをエッチング加工して遮光膜パターン１２を形成する。これにより、第１の薄膜パターンを形成する。
【００９０】
本例においては、珪素（Ｓｉ）からなる遮光膜１２Ａをドライエッチングする時に用いる反応性エッチングガスは、特に限定されるものではないが、例えば、フッ素（Ｆ）系ガス等を挙げることができる。中でも、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＳＦ６が好ましい。
【００９１】
次に、図５（ｉ）に示すように、ドライエッチング装置によって、反応性エッチングガスを用い、ハードマスク層パターン１３をドライエッチングして除去する。これにより、上述したＡｒＦエキシマレーザ露光光が適用されるバイナリマスク１０が製造される。
【００９２】
ｂ．第２の例
第２の例について、図６および図７を参照しながら説明する。図６および図７は、第１の薄膜が珪素（Ｓｉ）からなるバイナリマスクの遮光膜である実施態様のフォトマスクの製造方法の第２の例を示す概略工程断面図である。以下に、本実施態様のフォトマスクの製造方法の第１の例とは異なる点を中心に本例を説明する。
【００９３】
本例においては、まず、図６（ａ）に示すように、第１の例と同様に、マスクブランクス１０Ａを準備する。次に、図６（ｂ）に示すように、第１の例と同様に、ハードマスク層１３Ａ上に、レジスト層１４Ａを形成する。
【００９４】
次に、図６（ｃ）に示すように、第１の例と同様に、所望形状のレジストパターン１４を形成する。本例においては、レジストパターン１４を形成する時に、異物２１が、レジストパターン１４から露出されるべきハードマスク層１３Ａ表面部分の一部に混入する。
【００９５】
次に、図６（ｄ）に示すように、第１の例と同様に、ハードマスク層パターン１３を形成して、第２の薄膜パターンを形成する。本例においては、ハードマスク層１３Ａをエッチング加工する時に使用される反応性エッチングガスの種類は、第１の例と同様である。
【００９６】
また、本例においては、ハードマスク層パターン１３を形成する時に、上述した異物２１が混入したハードマスク層１３Ａ表面部分の一部において、エッチング加工が適切にされず、ハードマスク層１３Ａの不要な余剰部分である残渣欠陥部２２が形成される。次に、図６（ｅ）に示すように、レジストパターン１４を除去する。
【００９７】
次に、図６（ｅ）に示すように、第１の例と同様に、ハードマスク層パターン１３の残渣欠陥部２２を検出する。これにより、第２の薄膜パターンの残渣欠陥部を検出する。
【００９８】
次に、図６（ｅ）までの工程で得られた中間製造物１０Ｂを欠陥修正装置に配置し、図７（ｆ）および図７（ｇ）に示すように、第１の例と同様に、ハードマスク層パターン１３の残渣欠陥部２２を電子線３１によりエッチング除去する。これにより、第２の薄膜パターンの残渣欠陥部を電子線によりエッチング除去する。
【００９９】
本例においては、ハードマスク層パターン１３の残渣欠陥部２２を電子線３１によりエッチング除去する時に供給する第１のアシストガス４１は、第１の例と同様である。
【０１００】
次に、図７（ｈ）に示すように、第１の例と同様に、遮光膜パターン１２を形成する。これにより、第１の薄膜パターンを形成する。
【０１０１】
本例においては、遮光膜１２Ａをドライエッチングする時に用いる反応性エッチングガスは、第１の例と同様である。
【０１０２】
次に、図７（ｉ）に示すように、第１の例と同様に、ハードマスク層パターン１３をドライエッチングして除去する。これにより、ＡｒＦエキシマレーザ露光光が適用されるバイナリマスク１０が製造される。
【０１０３】
Ｂ．第２の実施形態
本発明においては、残渣欠陥修正時の第１の電子線のドリフトを補正して、高い位置精度で残渣欠陥部をエッチング除去することもできる。
【０１０４】
上述のように、従来のハーフトーン型位相シフトマスクの黒欠陥修正工程においては、透明基板上の半透明マスクパターンの残渣欠陥部を、主に、アシストガスと電子線を用いた部分エッチングの方法で修正していた。
ここで、透明基板には絶縁性の合成石英ガラスが主に用いられており、半透明マスクパターンには導電性を有するモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）を含む化合物が主に用いられていたことから、残渣欠陥部に電子線を照射し続けていると、残渣欠陥部が帯電し、電子線がドリフトしてしまうという問題があった。
それゆえ、半透明マスクパターンの残渣欠陥部を、高い位置精度で修正するためには、電子線がドリフトしてしまうことを補正しながら修正する必要があった。
【０１０５】
一方、本発明においては、図３（ｆ）に示すように、第１の薄膜１２Ａ上の第２の薄膜パターン１３の残渣欠陥部２２を第１の電子線３１の照射によりエッチング除去するため、電子線照射される残渣欠陥部２２は、導電性を有する第１の薄膜１２Ａと電気的に接触していることから、従来に比べて帯電が生じにくい。
しかしながら、第１の薄膜１２Ａを構成する材料と、残渣欠陥部２２を構成する材料（すなわち、第２の薄膜パターン１３を構成する材料）の間の導電率に差がある場合は、その差に応じて残渣欠陥部２２に帯電が生じる。
それゆえ、本発明においても、欠陥修正時の第１の電子線３１のドリフトを補正して、残渣欠陥部２２をエッチング除去することは、より高い位置精度で修正を行える点で有益である。
【０１０６】
本発明において、上記電子線のドリフトを補正して、高い位置精度で残渣欠陥部をエッチング除去するには、例えば、上記の図３に示す工程に変えて、図８に示す工程に従って位相シフトマスクを製造する方法を適用することができる。
この場合も、まず、上記の図２に示す各工程を経て第２の薄膜パターン１３を形成し、残渣欠陥部２２を検出する欠陥検査を行う。
【０１０７】
次に、図２（ｅ）までの工程で得られた中間製造物２を欠陥修正装置に配置し、図８（ａ）に示すように、第２のアシストガス４２を供給しながら第２の電子線３２を照射することにより、図８（ｂ）に示すように、残渣欠陥部２２とは異なる位置の第２の薄膜パターン１３の上に、堆積物構造体５１を形成する。
【０１０８】
本実施形態において、第２のアシストガス４２には、クロム（Ｃｒ）を含むガス、または、シリコン（Ｓｉ）を含むガスを用いることができる。
ここで、クロム（Ｃｒ）を含むガスとしては、クロムヘキサカルボニル（Ｃｒ(ＣＯ)６）を含むガスを、シリコン（Ｓｉ）を含むガスとしては、オルトケイ酸テトラエチル（Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）を含むガスを、それぞれ挙げることができる。
【０１０９】
次に、図８（ｃ）に示すように、第１のアシストガス４１を供給しながら、残渣欠陥部２２に第１の電子線３１を照射することにより、図８（ｄ）に示すように、残渣欠陥部２２をエッチング除去する。
【０１１０】
ここで、第１の電子線３１の照射を連続的に続けることにより残渣欠陥部２２が帯電し、第１の電子線３１がドリフトして欠陥修正の位置精度が劣化することを防ぐために、予め形成しておいた堆積物構造体５１を位置決め用のマークに用いて、定期的に位置補正する。
【０１１１】
上記のようにして、検出された全ての残渣欠陥部を修正した後は、図８（ｅ）に示すように、第２の薄膜パターン１３から露出する第１の薄膜１２Ａをエッチング加工して、第１の薄膜パターン１２を形成し、その後、図８（ｆ）に示すように、第２の薄膜パターン１３を除去して、本発明に係るフォトマスク１を得る。
【０１１２】
ここで、従来のハーフトーン型位相シフトマスクの黒欠陥修正工程においては、上記の堆積物構造体５１に相当する堆積物は、残渣欠陥部とは異なる位置の半透明マスクパターンの上に形成され、通常、その後除去されないことから、異物発生の原因となるおそれがある。また、上記の堆積物構造体５１に相当する堆積物を除去するには、その除去のための工程を経る必要があり、工程が増加して製造に時間がかかり、製造コストも増大化するという不具合がある。
【０１１３】
一方、本発明においては、堆積物構造体５１は第２の薄膜パターン１３の上に形成され、この第２の薄膜パターン１３は最終的に除去されることから、特に工程を増やすことなく、第２の薄膜パターン１３を除去する工程で堆積物構造体５１も除去することができる。
そして、堆積物構造体５１が除去されることにより、本発明に係るフォトマスクにおいては、従来よりも異物発生のおそれが低減したものとすることができる。
【０１１４】
（位相シフトマスク）
次に、本発明に係るフォトマスクの製造方法により得られる位相シフトマスクの形態について説明する。
図９は、本発明に係る位相シフトマスクの構成例を示す概略断面図である。
ここで、図９（ａ）は、第２の薄膜１３Ａが遮光層７２を兼ねる形態を、図９（ｂ）は、第２の薄膜１３Ａと遮光材７１の２層で遮光層７２を構成する形態を、それぞれ示している。
【０１１５】
一般に、ハーフトーン型の位相シフトマスクは、マスクパターン領域の外側の領域に、遮光層を有している。
マスクパターン領域の外側の領域もＡｒＦエキシマレーザに対して半透明（主に透過率６％）の半透明層のみで構成されている場合、マスクパターン領域の外側の領域を透過するＡｒＦエキシマレーザのエネルギーが重なって、ウェハ上のレジストを感光させてしまうという不具合を生じる場合があるため、これを防止するために上記の遮光層を設けている。
本発明においては、第２の薄膜１３ＡがＡｒＦエキシマレーザに対して十分な遮光性を有する場合には、第２の薄膜１３Ａが遮光層７２を兼ねる形態とすることができる。
【０１１６】
例えば、図９（ａ）に示す位相シフトマスク１ａにおいては、マスクパターン領域６１の外側の遮光領域６２に遮光層７２を有しているが、この遮光層７２は、本発明において、第２の薄膜１３Ａとして第１の薄膜１２Ａの上に形成したものと同じものとすることができる。言い換えれば、位相シフトマスク１ａの遮光層７２を、本発明の第２の薄膜１３Ａとして用いることもできる。
【０１１７】
より詳しく述べると、マスクパターン領域６１に形成された第２の薄膜１３Ａは、第２の薄膜パターン１３に加工され、最終的には除去されるが、遮光領域６２に形成された第２の薄膜１３Ａは、そのまま残され、位相シフトマスク１ａにおいて遮光層７２として作用する。
【０１１８】
本発明においては、上記のように、第２の薄膜１３Ａが、遮光層７２を兼ねる形態とすることで、別途、遮光層７２を形成する必要が無くなり、工程数を減らすことができ、製造コストを低減することができる。
【０１１９】
また、本発明においては、図９（ｂ）に示す位相シフトマスク１ｂのように、第２の薄膜１３Ａと遮光材７１の２層で遮光層７２を構成する形態としても良い。
この場合には、遮光層７２としての遮光性は、主に、遮光材７１が担うため、第２の薄膜１３Ａは、材料選択や膜厚に関して自由度が広がることになる。
特に、半透明マスクパターンの微細化を達成するためには、第２の薄膜１３Ａの薄膜化が必要であり、より微細な半透明マスクパターンを形成する目的において、位相シフトマスク１ｂのように、第２の薄膜１３Ａと遮光材７１の２層で遮光層７２を構成する形態は有益である。
【０１２０】
なお、図９（ａ）および図９（ｂ）のいずれの形態においても、第２の薄膜１３Ａは同一材料から構成される単層構造であってもよく、２種以上の異なる材料から構成される多層構造であってもよい。
また、図９（ｂ）に示す形態において、遮光材７１は、同一材料から構成される単層構造であってもよく、２種以上の異なる材料から構成される多層構造であってもよい。
【０１２１】
以上、本発明に係るフォトマスクの製造方法についてそれぞれの実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と、実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる場合であっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【０１２２】
以下、実施例を用いて、本発明をさらに具体的に説明する。
【０１２３】
（実施例１−１）
透明基板１１として光学研磨した６インチ角、０．２５インチ厚の合成石英ガラス基板を用い、第１の薄膜１２Ａとして、Ｍｏ：Ｓｉ：Ｏ：Ｎの原子比が、３：４４：１：５４となる膜厚６０ｎｍのモリブデンシリサイド酸化窒化膜（ＭｏＳｉＯＮ）を形成し、第２の薄膜１３Ａとして、膜厚４８ｎｍのクロム膜（Ｃｒ）を形成したマスクブランクスを準備した。
【０１２４】
次に、上記のクロム膜（Ｃｒ）の上に電子線レジストを塗布し、電子線描画装置にてパターン描画、および現像し、レジストパターンを形成した。
【０１２５】
次に、塩素と酸素の混合ガスでレジストパターンから露出するクロム膜をドライエッチングして、第２の薄膜パターン１３としてクロム膜パターンを形成し、その後、レジストパターンを、酸素プラズマでアッシング除去し、洗浄後、得られた中間製造物２のクロム膜パターンを欠陥検査装置（レーザーテック社製ＭＡＴＲＩＣＳ  Ｘ７００）を用いて検査した。
【０１２６】
次に、中間製造物２を欠陥修正装置（カールツアイス社製ＭｅＲｉＴ）に配置し、第２のアシストガス４２として、クロムヘキサカルボニル（Ｃｒ(ＣＯ)６）ガスを供給しながら第２の電子線３２を照射することにより、上記の検査で検出した残渣欠陥部とは異なる位置のクロム膜パターンの上に、直径が概ね３０ｎｍの堆積物構造体を形成した。
【０１２７】
次に、第１のアシストガス４１として、フッ化キセノン（ＸｅＦ２）と水蒸気（Ｈ２Ｏ）の混合ガスを供給しながら、上記の検査で検出した残渣欠陥部に第１の電子線３１を照射して、残渣欠陥部をエッチング除去した。この欠陥修正においては、予め形成しておいた堆積物構造体を位置決め用のマークに用いて定期的に位置補正して、第１の電子線３１がドリフトすることを防止した。
【０１２８】
上記のようにして、検出された全ての残渣欠陥部を修正した後は、クロム膜パターンから露出するモリブデンシリサイド酸化窒化膜をＳＦ６ガスでドライエッチング加工して、半透明マスクパターンを形成し、その後、塩素と酸素の混合ガスでクロム膜パターンを除去して、実施例１−１のフォトマスクを得た。結果を表１に示す。
【０１２９】
（実施例１−２）
第１の薄膜１２Ａとして、Ｍｏ：Ｓｉ：Ｏ：Ｎの原子比が、４：４２：６：４６となる膜厚６３ｎｍのモリブデンシリサイド酸化窒化膜（ＭｏＳｉＯＮ）を用いた以外は、実施例１−１と同様にして、実施例１−２のフォトマスクを得た。結果を表１に示す。
【０１３０】
（実施例１−３）
第１の薄膜１２Ａとして、Ｍｏ：Ｓｉ：Ｏ：Ｎの原子比が、０：８１：１８：０となる膜厚４５ｎｍのシリコン酸化膜（ＳｉＯ）を用いた以外は、実施例１−１と同様にして、実施例１−３のフォトマスクを得た。結果を表１に示す。
【０１３１】
（比較例１−１）
第１の薄膜１２Ａとして、Ｍｏ：Ｓｉ：Ｏ：Ｎの原子比が、６：３７：３：５４となる膜厚６８ｎｍのモリブデンシリサイド酸化窒化膜（ＭｏＳｉＯＮ）を用いた以外は、実施例１−１と同じ構成のマスクブランクスを準備した。
【０１３２】
このマスクブランクスを用い、実施例１−１と同様にしてクロム膜パターンを形成した。なお、この比較例１−１では実施例１−１〜１−３とは異なり、レジストパターンは除去せず、クロム膜パターンを形成した後は、続いて、レジストパターンおよびクロム膜パターンから露出するモリブデンシリサイド酸化窒化膜（Ｍｏ：Ｓｉ：Ｏ：Ｎ＝６：３７：３：５４）をＳＦ6ガスでドライエッチング加工して、第１の薄膜パターンを形成した。
その後、レジストパターンを、酸素プラズマでアッシング除去し、次いで、塩素と酸素の混合ガスでクロム膜パターンを除去して、比較例１−１のフォトマスを得た。
【０１３３】
上記のようにして得られた比較例１−１のフォトマスクの第１の薄膜パターンを欠陥検査装置（レーザーテック社製ＭＡＴＲＩＣＳ  Ｘ７００）を用いて検査した。
【０１３４】
次に、比較例１−１のフォトマスクを欠陥修正装置（カールツアイス社製ＭｅＲｉＴ）に配置し、アシストガスとして、フッ化キセノン（ＸｅＦ２）と水蒸気（Ｈ２Ｏ）の混合ガスを供給しながら、上記の検査で検出した残渣欠陥部に電子線を照射して、残渣欠陥部のエッチング除去を試みた。
比較例１−１の第１の薄膜パターンの残渣欠陥部は、上記条件でエッチング除去が可能であり、検出された全ての残渣欠陥部を修正することができた。結果を表１に示す。
【０１３５】
（比較例１−２）
第１の薄膜１２Ａとして、Ｍｏ：Ｓｉ：Ｏ：Ｎの原子比が、７：３７：６：４５となるモリブデンシリサイド酸化窒化膜（ＭｏＳｉＯＮ）を用いた以外は、比較例１−１と同様にして、比較例１−２のフォトマスクを得た。
比較例１−１と同様に、比較例１−２の第１の薄膜パターンの残渣欠陥部は、エッチング除去が可能であり、検出された全ての残渣欠陥部を修正することができた。結果を表１に示す。
【０１３６】
（評価）
上記の実施例１−１〜１−３、および比較例１−１〜１−２の第１の薄膜を構成する各原子の原子百分率、第１の薄膜におけるモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）の原子比（ＡＭｏ／ＡＳｉ）、第１の薄膜の修正容易性、修正工程における透明基板とのエッチング選択比、ＡｒＦエキシマレーザ露光における耐光性について、表１に示す。
なお、第１の薄膜を構成する各原子の原子百分率はＸＰＳ分析により求めた。
また、修正工程における透明基板とのエッチング選択比は、透明基板のエッチング速度を１とした場合の、第１の薄膜のエッチング速度を表している。
【０１３７】
【表１】
0006361328.tif 000002
【０１３８】
表１に示すように、比較例１−１および比較例１−２においては、アシストガスと電子線を用いた部分エッチングの修正方法により、下地の透明基板（合成石英ガラス）との選択比を２以上の値で、直接この第１の薄膜の残渣欠陥部の修正を容易に行うことができたが、得られたフォトマスクの第１の薄膜パターンのＡｒＦエキシマレーザ露光における耐光性は、不十分であった。
【０１３９】
一方、表１に示すように、第１の薄膜におけるモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）の原子比（ＡＭｏ／ＡＳｉ）が、ＡＭｏ／ＡＳｉ≦１／１０の関係を満たす実施例１−１〜１−３の第１の薄膜においては、アシストガスと電子線を用いた部分エッチングの修正方法では、残渣欠陥部のエッチングが進まず、また、下地の透明基板（合成石英ガラス）との選択比は０．２５以下の値であり、直接この第１の薄膜の残渣欠陥部の修正を行うことは困難であった。
【０１４０】
しかしながら、上述の本発明に係るフォトマスクの製造方法を用いることで得られた実施例１−１〜１−３のフォトマスクの第１の薄膜パターンのＡｒＦエキシマレーザ露光における耐光性は十分なものであった。
【０１４１】
すなわち、本発明によれば、ＡｒＦエキシマレーザ露光における耐光性が高い薄膜から構成されるパターンを有するフォトマスクであっても、残渣欠陥の修正を可能とし、残渣欠陥の無いフォトマスクを製造することができる。
【０１４２】
（実施例２−１）
透明基板１１として光学研磨した６インチ角、０．２５インチ厚の合成石英ガラス基板を用い、遮光膜（第１の薄膜）１２Ａとして、珪素膜（Ｓｉ）を形成し、ハードマスク層（第２の薄膜）１３Ａとして、クロム膜（Ｃｒ）を形成したマスクブランクスを準備した。
【０１４３】
次に、上記クロム膜（Ｃｒ）の上に電子線レジストを塗布し、電子線描画装置にてパターン描画、および現像し、レジストパターンを形成した。
【０１４４】
次に、塩素と酸素の混合ガスでレジストパターンから露出する上記クロム膜（Ｃｒ）をドライエッチングして、ハードマスク層パターン１３としてクロム膜（Ｃｒ）パターンを形成し、その後、レジストパターンを、酸素プラズマでアッシング除去した。これにより得られた中間製造物１０Ｂのクロム膜（Ｃｒ）パターンを欠陥検査装置（レーザーテック社製ＭＡＴＲＩＣＳ  Ｘ７００）を用いて検査した。
【０１４５】
次に、第１のアシストガス４１として、２フッ化キセノン（ＸｅＦ２）を供給しながら、上記の検査で検出した残渣欠陥部に第１の電子線３１を照射して、残渣欠陥部をエッチング除去した。
【０１４６】
上記のようにして、検出された全ての残渣欠陥部を修正した後は、クロム膜（Ｃｒ）パターンから露出する珪素膜（Ｓｉ）をＳＦ６ガスでドライエッチング加工して、遮光膜パターン１２として、珪素膜（Ｓｉ）パターンを形成する。その後、塩素と酸素の混合ガスでクロム膜（Ｃｒ）パターンを除去して、実施例１−１のＡｒＦエキシマレーザ露光光が適用されるバイナリマスクを得た。結果を表２に示す。
【０１４７】
（比較例２−１）
実施例２−１と同様にして、マスクブランクスを準備した。
【０１４８】
次に、実施例２−１と同様にして、レジストパターンを形成した。
【０１４９】
次に、実施例２−１と同様にして、ハードマスク層パターン１４としてクロム膜（Ｃｒ）パターンを形成し、その後、レジストパターンを、酸素プラズマでアッシング除去した。
【０１５０】
次に、実施例２−１と同様にして、クロム膜（Ｃｒ）パターンから露出する珪素膜（Ｓｉ）をＳＦ６ガスでドライエッチング加工して、遮光膜パターン１２として、珪素膜（Ｓｉ）パターンを形成した。
【０１５１】
次に、これにより得られた中間製造物１０Ｂのクロム膜（Ｃｒ）パターンおよび珪素膜（Ｓｉ）パターンを欠陥検査装置（レーザーテック社製ＭＡＴＲＩＣＳ  Ｘ７００）を用いて検査した。
【０１５２】
次に、第１のアシストガス４１として、２フッ化キセノン（ＸｅＦ２）を供給しながら、上記の検査で検出した残渣欠陥部に第１の電子線３１を照射して、残渣欠陥部をエッチング除去した。
【０１５３】
上記のようにして、検出された全ての残渣欠陥部を修正した後は、塩素と酸素の混合ガスでクロム膜（Ｃｒ）パターンを除去して、比較例２−１のＡｒＦエキシマレーザ露光光が適用されるバイナリマスクを得た。結果を表３に示す。
【０１５４】
（評価）
上記の実施例２−１の遮光膜（第１の薄膜）１２Ａを構成する各原子の原子百分率、修正工程におけるハードマスク層（ＨＭ層）（第２の薄膜）１３Ａの遮光膜１２Ａとのエッチング選択比、修正方法、ハードマスク層（ＨＭ層）１３Ａの修正容易性、ＡｒＦエキシマレーザ露光における露光光照射耐性、露光裕度、および総合評価について、表２に示す。
なお、遮光膜１２Ａを構成する各原子の原子百分率はＸＰＳ分析により求めた。
また、修正工程におけるハードマスク層（ＨＭ層）１３Ａの遮光膜１２Ａとのエッチング選択比は、遮光膜１２Ａのエッチング速度を１とした場合の、ハードマスク層（ＨＭ層）１３Ａのエッチング速度を表している。さらに、本発明の修正方法とは、第２の薄膜パターンを形成した後、第１の薄膜パターンを形成する前に、第２の薄膜パターンの残渣欠陥部を検出し、第２の薄膜パターンの残渣欠陥部を電子線によりエッチング除去する方法である。
【０１５５】
【表２】
0006361328.tif 000003
【０１５６】
また、上記の比較例２−１の遮光膜（第１の薄膜）１２Ａを構成する各原子の原子百分率、修正工程における遮光膜１２Ａの透明基板とのエッチング選択比、修正方法、遮光膜１２Ａの修正容易性、ＡｒＦエキシマレーザ露光における露光光照射耐性、露光裕度、および総合評価について、表３に示す。
なお、遮光膜１２Ａを構成する各原子の原子百分率はＸＰＳ分析により求めた。
また、修正工程における遮光膜１２Ａの透明基板とのエッチング選択比は、透明基板のエッチング速度を１とした場合の、遮光膜１２Ａのエッチング速度を表している。さらに、従来の修正方法とは、第２の薄膜パターンおよび第１の薄膜パターンを形成した後に、第１の薄膜パターンの残渣欠陥部を検出し、第１の薄膜パターンの残渣欠陥部を電子線によりエッチング除去する方法である。
【０１５７】
【表３】
0006361328.tif 000004
【０１５８】
表２に示すように、本発明の修正方法を用いた実施例２−１における修正工程におけるエッチング選択比は１０より大きくなった。これに対して、表３に示すように、従来の修正方法を用いた比較例２−１における修正工程におけるエッチング選択比は０に近い値となった。このため、実施例２−１における修正工程においては、比較例２−１における修正工程よりも、ずっと容易に残渣欠陥部の修正を行うことができた。
【０１５９】
さらに、表２および表３に示すように、実施例２−１のバイナリマスクは、比較例２−１のバイナリマスクと比較して、ＡｒＦエキシマレーザ露光における露光光照射耐性および露光裕度については、大きな差がなかった。以上の結果、総合評価としては、実施例２−１のバイナリマスクが、最も優れたものとなった。
【符号の説明】
【０１６０】
１・・・フォトマスク
１ａ、１ｂ・・・位相シフトマスク
２・・・中間製造物
１１・・・透明基板
１２・・・第１の薄膜パターン
１２Ａ・・・第１の薄膜
１３・・・第２の薄膜パターン
１３Ａ・・・第２の薄膜
１４・・・レジストパターン
１４Ａ・・・レジスト層
２１・・・異物
２２・・・残渣欠陥部
３１・・・第１の電子線
３２・・・第２の電子線
４１・・・第１のアシストガス
４２・・・第２のアシストガス
５１・・・堆積物構造体
６１・・・マスクパターン領域
６２・・・遮光領域
７１・・・遮光材
７２・・・遮光層
【図１】
0006361328.tif 000005
【図２】
0006361328.tif 000006
【図３】
0006361328.tif 000007
【図４】
0006361328.tif 000008
【図５】
0006361328.tif 000009
【図６】
0006361328.tif 000010
【図７】
0006361328.tif 000011
【図８】
0006361328.tif 000012
【図９】
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