(57)【要約】【課題】  オーバーハングがなく、下地へのダメージの少ないEUVLマスクの黒欠陥修正方法を提供する。【解決手段】  集束イオンビーム6の物理スパッタエッチングで黒欠陥領域5のうち正常パターン3と接する部分をスロープ加工し、スロープ加工で残った黒欠陥3をフッ化キセノンのガスアシストエッチングで除去する。あるいは集束イオンビームの物理スパッタエッチングで黒欠陥領域のうち正常パターンと接する部分に対して溝堀加工を行い、溝堀加工で残った黒欠陥をガスアシストエッチングで除去する。【選択図】  図１
2009188047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集束イオンビームの物理スパッタエッチングで、黒欠陥領域のうち正常パターンと接する部分を、正常パターンと接する部分を垂直断面になるようにしてスロープ加工で除去する第一の工程と、
該スロープ加工で残った黒欠陥をガスアシストエッチングで除去する第二の工程と、
を有することを特徴とするEUVLマスクの黒欠陥修正方法。
【請求項２】
集束イオンビームの物理スパッタエッチングで、黒欠陥領域のうち正常パターンと接する部分を、側面からみて矩形状に溝堀加工する第一の工程と、
該溝堀加工で残った黒欠陥をガスアシストエッチングで除去する第二の工程と、
を有することを特徴とするEUVLマスクの黒欠陥修正方法。
【請求項３】
前記第一の工程の後に、前記第一の加工で現れた前記正常パターン断面に炭素系の保護膜を形成する工程を有する請求項１または２記載のEUVLマスクの黒欠陥修正方法。
【請求項４】
前記第二の工程の後に前記正常パターン断面に形成された炭素系の保護膜を除去する工程を有することを特徴とする請求項３記載のEUVLマスクの黒欠陥修正方法。
【請求項５】
前記炭素系の保護膜の除去を酸素雰囲気下でのRFプラズマ照射またはオゾン存在下でのUV光照射で行うことを特徴とする請求項４記載のEUVLマスクの黒欠陥修正方法。
【請求項６】
前記炭素系の保護膜の除去を水雰囲気下の電子ビーム照射または集束イオンビームで行うことを特徴とする請求項４記載のEUVLマスクの黒欠陥修正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はEUVLマスクの黒欠陥修正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在ArFエキシマレーザを用いた光学式の投影露光装置がウェーハへのパターン転写に用いられている。ハーフピッチ65nmまでは従来のArFエキシマレーザを用いた縮小投影露光装置で対応可能だが、ハーフピッチ45nmに対しては更に開口数を大きくできる(開口数を1以上にできる)液浸タイプのArFエキシマレーザを用いた縮小投影露光装置が用いられようとしている。ハーフピッチ32nmに対しては液浸の溶媒を水からフッ素系の溶媒に変えて更に開口数を大きくしたArFエキシマレーザを用いた縮小投影露光装置もしくは水の液浸ArFエキシマレーザを用いた縮小投影露光装置と二重露光技術とを組合せることで対応しようとする試みが盛んである。しかしArFエキシマレーザ液浸縮小投影露光装置の延命ではハーフピッチ22nm以降は原理的に困難なため、軟X線縮小露光(Extreme Ultra Violet Lithography、EUVL)やナノインプリントリソグラフィが有望視されている。EUVLは波長約13.5nmの軟X線を反射光学系で縮小して露光する技術で、紫外線露光の短波長化の極限と見なされ、二世代以上に渡って利用できるリソグラフィー技術として精力的に開発が進められている。
【０００３】
EUVLではMo/Si多層膜からなるEUV光を反射する反射層上にEUV光を吸収するTaNやTaGeNの吸収体パターンとMo/Si多層膜と吸収体パターンの間にCrやSiO2のバッファーレイヤーを形成したものが用いられている。EUVLマスクにおいてもフォトマスク同様、マスクに欠陥が存在すると、欠陥がウェーハに転写されて転写したウェハー全てにデバイス不良を作りこんでしまう原因となるので、欠陥が存在する場合にはウェーハへ転写する前に欠陥修正装置により欠陥修正処理を行わなければならない。
【０００４】
下地バッファーレイヤーへのダメージを減らすために電子ビームや集束イオンビームでフッ化キセノンを用いたガスアシストエッチングで黒欠陥修正が試みられているが(例えば非特許文献１または２)、修正個所に接する部分の正常パターンにオーバーハングが見られ反射率に影響を及ぼすためオーバーハングのない加工が求められている。
【非特許文献１】T. Abe, M. Nishiguchi, T. Amano, T. Motonaga, S. Sasaki, H. Mohri, and N. Hayashi,Proc. of SPIE 5446 832-840(2004)
【非特許文献２】T. Liang, E. Frendberg, D. Bald, M. Penn, and A. Stiver, Proc. of SPIE 5567 456-466(2004)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は吸収体のオーバーハングがなく、下地へのダメージの少ないEUVLマスクの黒欠陥修正方法を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
加工中の断面から発生する二次電子がアシストエッチングガス(フッ化キセノン)にエネルギーを与え化学的な反応を促進するため黒欠陥に接する正常パターンにオーバーハング（エッチングが深くなるにつれて等方的にエッチングされるように断面の抉れが大きくなる形状のことをいう）が生じるので、正常パターンに接する部分はアシストエッチングガスを用いなくても加工できる集束イオンビームの物理スパッタエッチングを用いる。まず正常パターンに接する部分は正常パターンに接する部分が垂直断面になるように集束イオンビームの物理スパッタエッチングによるスロープ加工を行う。スロープ加工を行うことにより物理スパッタエッチングで除去したものが再付着で埋まるのを防ぐようにする。引き続きスロープ加工で出した正常パターンの断面に集束イオンビームが当たらないように(二次電子が断面から発生しないように)スロープ加工で残った黒欠陥部のみ集束イオンビームを選択照射し、フッ化キセノンのガスアシストエッチングでスロープ加工で残った黒欠陥部を除去する。
【０００７】
あるいは正常パターンに接する部分は集束イオンビームの物理スパッタエッチングで黒欠陥エッジ部を溝堀加工して側面が矩形状の溝を形成し、正常パターンの断面に集束イオンビームが当たらないように溝堀加工で残った黒欠陥のみ集束イオンビームを選択照射しガスアシストエッチング(フッ化キセノン)で除去する。溝堀加工の溝の幅は物理スパッタエッチングで除去したものが再付着で埋まらない幅にする。
【０００８】
MEMS作製で用いられているボッシュ法のようにスロープ加工または溝堀加工で現れた正常断面に炭素系の保護膜を形成して、スロープ加工で残った黒欠陥をガスアシストエッチングで除去している間加工断面を保護する。
【０００９】
黒欠陥除去後に不要となった加工断面の炭素系の保護膜を酸素雰囲気下でRFプラズマまたはオゾン雰囲気下でのUV光照射で除去する。あるいは不要となった加工断面の炭素系の保護膜を水蒸気雰囲気で電子ビームまたは集束イオンビームで除去する。
【発明の効果】
【００１０】
黒欠陥領域のうち正常パターンに接する部分の加工は物理スパッタエッチングで行うので、フッ化キセノンを用いたガスアシストエッチングのように加工中の断面から発生する二次電子がフッ化キセノンと反応してオーバーハングを生じる、ということはない。電子ビームでは化学的な反応でエッチングが進むためオーバーハングを避けることは困難だが、集束イオンビームではその物理的な除去能力のためオーバーハングのない加工を行うことができる。
【００１１】
残った黒欠陥は下地との選択比の高いフッ化キセノンを用いたガスアシストエッチングで除去するので下地バッファーレイヤーやMo/Si多層膜へのダメージの少ない修正を行うことができる。
【００１２】
フッ化キセノンで黒欠陥をガスアシストエッチングで除去している間正常パターン断面をフッ化キセノンでエッチングされない炭素系の膜で覆うことでオーバーハングを防止することができる。
【００１３】
酸素雰囲気下でのRFプラズマ照射や、オゾン雰囲気下でのUV光照射は吸収体パターンは損なわず炭素系の保護膜のみを除去できる。水蒸気雰囲気で電子ビームまたは集束イオンビームエッチングも、吸収体パターンは損なわず炭素系の保護膜のみを除去できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。
【００１５】
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の特徴を最も良く表す集束イオンビームの物理スパッタエッチングで黒欠陥の正常パターンと接する部分のスロープ加工を行い、スロープ加工で残った黒欠陥をガスアシストエッチングで除去する場合を説明する概略断面図である。
【００１６】
黒欠陥を有するEUVLマスクを集束イオンビーム装置に導入し、欠陥検査装置で黒欠陥5が見つかった位置にXYステージを移動し、欠陥を含む領域を観察して、黒欠陥5を認識する。EUVLマスクは、ガラス基板４の上に、順にMo/Si多層膜３、バッファーレイヤー２、黒欠陥５を有する正常パターン(吸収体)１を有している。
【００１７】
集束イオンビーム装置には真空排気された作業室と準備室があり、作業室には位置出しのためのXYステージ、イオン源とイオン光学系と走査系とからなる集束イオンビーム鏡筒、二次電子検出系、黒欠陥除去のためのアシストエッチングガス供給系７、白欠陥修正のためのデポジョン膜原料供給系を備えており、準備室には試料(マスク)交換のための搬送系や大気開放システムを備えている。集束イオンビーム装置は、イオン源(例えばガリウム液体金属イオン源)から引き出されたイオンをイオン光学系の静電レンズと絞りで所望の電流で集束し、走査系で、該集束したイオンビームを試料上を走査しながら、試料から発生する二次電子を検出して、照射位置に応じた二次電子強度を表示することで微小な領域を観察できる装置である。集束イオンビーム装置は又、観察したイメージから加工する領域(マスク修正の場合は黒欠陥や白欠陥)を定義すれば、定義された領域への走査系による選択的な照射により物理スパッタエッチングやアシストガス存在下でのガスアシストエッチングによる除去加工(黒欠陥修正)やデポジションガス存在下でのイオンビーム誘起化学気相成長によるデポジション膜形成(白欠陥修正)を行うことが可能な装置である。
【００１８】
認識した黒欠陥5において正常パターン1に接する部分は、アシストエッチングガスを用いなくても加工できる集束イオンビームを用いて、物理スパッタエッチングをする。まず正常パターン1に接する部分は正常パターンに接する部分が垂直断面になるように、集束イオンビーム鏡筒１１からの集束イオンビーム6の物理スパッタエッチングによるスロープ加工を行う(図1(a))。ここでスロープ加工というのは、斜面加工という意味で、図１の(b)のスパッタエッチング断面の欠陥領域5が斜めになっている領域がスロープ加工された領域１６である。ここでのスロープ加工は、表面が広く深さ方向にだんだん狭くなっていくように、片側（正常パターン側）が垂直、片側（黒欠陥部）が斜めになるようになされる。スロープ加工を行うことにより物理スパッタエッチングで除去したものが再付着で埋まるのを防ぐようにする。引き続きスロープ加工で出した正常パターン１の断面に集束イオンビーム6が当たらないように(二次電子が断面から発生しないように)、スロープ加工で残った黒欠陥部のみアシストエッチングガス供給系7からビーム照射点にアシストエッチングガス(例えばフッ化キセノン)を供給しながら集束イオンビーム6を選択照射し(図1(b))、ガスアシストエッチングで、スロープ加工で残った黒欠陥部5を除去する(図1(c))。
【００１９】
図２（ａ）〜（ｃ）は、他の実施例を表す、集束イオンビームの物理スパッタエッチングで黒欠陥の正常パターンと接する部分の短冊状の加工を行い、短冊状の加工で残った黒欠陥をガスアシストエッチングで除去する場合を説明する概略断面図である。
【００２０】
本実施例においては、認識した黒欠陥5の正常パターン1に接する部分は集束イオンビーム6の物理スパッタエッチングで黒欠陥領域5のうち正常パターン１に接する部分を溝堀加工し溝１７を設ける(図2(a))。引き続き正常パターンの断面に集束イオンビーム6が当たらないように溝堀加工で残った黒欠陥部5のみアシストエッチングガス供給系7からビーム照射点にアシストエッチングガス(例えばフッ化キセノン)を供給しながら集束イオンビームを選択照射し(図2(b))、ガスアシストエッチングで除去する(図2(c))。溝の幅は物理スパッタエッチングで除去したものが再付着で埋まらない幅にする。
【００２１】
黒欠陥領域のうち正常パターンに接する部分の加工は物理スパッタエッチングで行うので、加工中の断面から発生する二次電子がフッ化キセノンと反応してオーバーハングを生じることはない。また残った黒欠陥はフッ化キセノンを用いたガスアシストエッチングで除去するので下地バッファーレイヤー2やMo/Si多層膜3へのダメージの少ない修正を行うことができる。
【００２２】
二次電子が発生しなくても、フッ化キセノンに曝しただけでも加工断面が少し削れるので、更に以下に示す保護膜形成と除去工程を導入すれば、加工断面の追加的な削れをなくすことができる。図３（ａ）〜（ｃ）、図４（ａ）、（ｂ）そして図５（ａ）、（ｂ）にその実施例を示す。
【００２３】
スロープ加工や短冊状加工で現れた正常パターン断面に炭素系原料ガス供給系8から保護膜原料ガス供給系8からCF4やナフタレンやフェナントレンといった保護膜原料ガスを導入し、保護膜を形成したい領域のみイオンビーム6を照射して炭素系の保護膜9を形成する(図3(a))。スロープ加工や溝堀加工で残った黒欠陥5をガスアシストエッチングで除去している間、正常パターン加工断面を保護する(図3(b)と図3(c))。
【００２４】
黒欠陥除去後に不要になった加工断面の炭素系の保護膜9を図４（ａ）、（ｂ）に示すように酸素供給系10から酸素を供給し、XEI社のEvactron anticontamination systemのような、酸素雰囲気下で、RFプラズマ11で除去する装置で炭素系保護膜9を除去する。もしくはオゾン供給系10からオゾンを供給し、オゾン雰囲気下でUV光11を照射して不要になった炭素系保護膜9を除去する。炭素は軽元素なので波長13.5nmのEUV光をあまり吸収しないので炭素保護膜9を除去しない状態でもEUVマスクとして使用可能だが、除去した方が望ましい。
【００２５】
あるいは黒欠陥除去後に不要になった加工断面の炭素系の保護膜9を図５（ａ），（ｂ）に示すように水供給系12から水蒸気を供給し、集束イオンビーム6または電子ビーム13を炭素系の保護膜9のみに照射して不要になった炭素系保護膜9を除去する。
【００２６】
図６（ａ）〜（ｄ）は、電子ビームと集束イオンビームを複合した装置で修正する場合を説明する概略断面図である。
【００２７】
集束イオンビームと電子ビームを複合している装置なら欠陥の位置出しと欠陥認識を電子ビーム鏡筒１５からの電子ビーム13で行い(図6(a))、黒欠陥領域のうち正常パターンに接する部分のスロープ加工もしくは溝堀加工はイオンビーム6の物理スパッタエッチングで行って(図6(b))、次工程の残った黒欠陥領域の除去はフッ化キセノンの存在下で電子ビーム13を黒欠陥領域5のみ選択照射することによりガスアシストエッチングで除去することができる(図6(c)と図6(d))。この方法だと欠陥の位置出しと欠陥認識のときにイオンビームのガリウムの注入が起こらないし、残った黒欠陥領域の除去時にもイオンビームのガリウムの注入が起こらないためイオンビームのガリウム注入の影響を抑えた修正が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の特徴を最も良く表す集束イオンビームの物理スパッタエッチングで黒欠陥の正常パターンと接する部分のスロープ加工を行い、スロープ加工で残った黒欠陥をガスアシストエッチングで除去する場合を説明する概略断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、集束イオンビームの物理スパッタエッチングで黒欠陥の正常パターンと接する部分の短冊状の加工を行い、短冊状の加工で残った黒欠陥をガスアシストエッチングで除去する場合を説明する概略断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、加工断面に炭素系の保護膜を形成して黒欠陥をガスアシストエッチングで除去している間加工断面を保護する工程を付加する場合を説明する概略断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、更に黒欠陥除去後に炭素系の保護膜を除去する工程を付加した場合を説明する概略断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、黒欠陥除去後に電子ビームまたは集束イオンビームで炭素系の保護膜を除去する工程を付加した場合を説明する概略断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、電子ビームと集束イオンビームを複合した装置で修正する場合を説明する概略断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  正常パターン(吸収体)
２  バッファーレイヤー
３  Mo/Si多層膜
４  ガラス基板
５  黒欠陥
６  集束イオンビーム
７  アシストエッチングガス供給系
８  炭素系原料ガス供給系
９  炭素系保護膜
１０  酸素導入系もしくはオゾン導入系
１１  RFプラズマもしくはUV光
１２  水供給系
１３  電子ビーム
１４  集束イオンビーム鏡筒
１５  電子ビーム鏡筒
１６  スロープ加工された領域
１７  溝
【図１】
2009188047.tif 000003
【図２】
2009188047.tif 000004
【図３】
2009188047.tif 000005
【図４】
2009188047.tif 000006
【図５】
2009188047.tif 000007
【図６】
2009188047.tif 000008