JP2012129505A - 反射型マスクの製造方法、および反射型マスクの製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】実施形態によれば、基板の主面に反射層を形成する工程と、前記反射層の上に吸収層を形成する工程と、前記吸収層にパターン領域を形成する工程と、前記吸収層と前記反射層とに前記パターン領域を囲む遮光領域を形成する工程と、を備え、前記遮光領域を形成する工程において、前記反射層を塩素と酸素とを含むガスを用いてエッチング処理する反射型マスクの製造方法が提供される。
【選択図】図2
Description
このEUVリソグラフィ法に用いられる反射型マスクの製造においては、基板の主面に、反射層、キャッピング層、(ストッパ層などとも称される)、吸収層を順次形成し、吸収層をエッチング処理することで、所望のパターンを有するパターン領域を形成している。そして、吸収層とキャッピング層と反射層とをエッチング処理することで、パターン領域を囲む遮光領域(遮光枠などとも称される)を形成している。
しかしながら、反射層、キャッピング層、吸収層をエッチング処理する際の寸法制御性が低かったり、レジストパターンの再形成が必要になったりして生産性が低いという問題がある。
(マスクブランクの製造)
図1は、マスクブランクを例示するための模式断面図である。
まず、反射型マスク210の製造に用いるマスクブランク200を製造する。
図1に示すように、マスクブランク200に設けられた基板201の一方の主面には、反射層202、キャッピング層203、吸収層204がこの順で積層されるようにして形成されている。また、基板201の他方の主面には、導電層205が形成されている。
反射層202は、露光光である極端紫外線を反射させるために形成される。反射層202は、モリブデン(Mo)層とシリコン(Si)層とが交互に積層されるようにして形成されている。反射層202は、モリブデン(Mo)層とシリコン(Si)層との対が、40対〜50対程度積層されたものとすることができる。
吸収体層204aは、露光光である極端紫外線を吸収する。吸収体層204aは、例えば、タンタルの窒化物(例えば、タンタルホウ素窒化物(TaBN)、窒化タンタル(TaN)など)やクロムの窒化物(例えば、窒化クロム(CrN)など)などを含むものとすることができる。
反射防止層204bは、波長250nm近傍の検査光に対する反射防止層(AR層)として機能する。反射防止層204bは、例えば、タンタルの酸化物(例えば、タンタルホウ素酸化物(TaBO)、酸化タンタル(TaO)など)やクロムの酸化物(例えば、酸化クロム(CrOx)など)などを含むものとすることができる。
例えば、マスクブランク200の製造においては、基板201の主面に反射層202を形成する工程、反射層202の上に吸収層204を形成する工程、反射層202と吸収層204との間にキャッピング層203を形成する工程などを設けるようにすることができる。
例えば、スパッタリング法などを用いて、280nm程度の総厚みを有する反射層202を形成し、10nm程度の厚みを有するキャッピング層203を形成し、70nm程度の総厚みを有する吸収層204を形成し、10nm程度の厚みを有する導電層205を形成するようにすることができる。ただし、各層の厚みは例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。なお、スパッタリング法を用いる場合の成膜条件などには既知の技術を適用させることができるので、成膜条件などの詳細は省略する。
次に、この様にして製造されたマスクブランク200から反射型マスク210を製造する。
なお、ここでは、一例として、基板201が低熱膨張材料(LTEM)から形成され、反射層202がモリブデン(Mo)層とシリコン(Si)層とを有し、キャッピング層203がシリコン(Si)から形成され、吸収体層204aがタンタルホウ素窒化物(TaBN)から形成され、反射防止層204bがタンタルホウ素酸化物(TaBO)から形成されている場合を例示する。
まず、パターン領域216の形成を例示する。
図2(a)に示すように、吸収体層204aの表面にEBレジスト(電子線直接描画用のレジスト)211を塗布する。そして、電子線描画装置を用いて所望のパターン(例えば、回路パターンなど)を描画し、ポスト・エクスポージャー・ベーク(PEB;Post Exposure Bake)、現像などを行うことで所望のレジストパターンを形成する。
ここで、吸収体層204a、反射防止層204bを同一の処理環境内(例えば、同一の処理容器内)において順次エッチング処理することができる。
そして、エッチング処理における寸法制御性やエッチング処理の安定性が低下すると反射型マスクに欠陥部が生じる場合がある。この場合、欠陥部はパターンを形成する基体(例えば、ウェーハやガラス基板など)にそのまま転写されてしまうので、不良品が大量に発生する要因となる。
なお、図3中のCは、同一の処理環境内において上層より順次エッチング処理を行なう場合である。この場合、C1はタンタルホウ素酸化物(TaBO)から形成された反射防止層204bをエッチング処理する場合、C2はタンタルホウ素窒化物(TaBN)から形成された吸収体層204aをエッチング処理する場合である。
また、図3中のDは、吸収体層204aと反射防止層204bとを異なる処理環境内(例えば、異なる処理容器内)においてエッチング処理する場合である。この場合、D1はタンタルホウ素酸化物(TaBO)から形成された反射防止層204bをエッチング処理する場合、D2はタンタルホウ素窒化物(TaBN)から形成された吸収体層204aをエッチング処理する場合である。
そのため、C2におけるエッチングレートの変動幅に比べて、C1におけるエッチングレートの変動幅は小さなものとなる。
しかしながら、C2におけるエッチングレートの変動幅が大きければ、エッチング処理を行う際の寸法制御性やエッチング処理の安定性が低くなることに変わりはない。
すなわち、吸収体層204aと反射防止層204bとを異なる処理環境内においてエッチング処理を行なうようにすれば、パターンを形成する際の寸法制御性やエッチング処理の安定性を向上させることができる。
まず、第1のエッチング処理(反射防止層204bのエッチング処理)を行う。
この場合、フッ素を含むガスを用いたエッチング処理を行うようにすることができる。フッ素を含むガスとしては、例えば、CF4、CHF3、NF3などやこれらの混合ガスを例示することができる。
この場合、第1のエッチング処理において生成された副生成物が第2のエッチング処理を行う環境に侵入しないように、第1のエッチング処理を行う環境と第2のエッチング処理を行う環境とが離隔されている。
この場合、塩素を含むガスを用いたエッチング処理を行うようにすることができる。塩素を含むガスとしては、例えば、Cl2、CCl4、HClなどやこれらの混合ガスなどを例示することができる。
すなわち、反射防止層204bの下方に形成された吸収体層204aが所定の形状となるようにエッチング処理される。
この場合、酸素を含むガスを用いたドライアッシング処理とすることもできるし、薬液を用いたウェットアッシング処理とすることもできる。
なお、EBレジスト211を除去した後、必要に応じて、欠陥検査や欠陥部の修正などを行うようにすることもできる。
以上のようにして、パターン領域216が形成される。
次に、遮光領域217の形成を例示する。
遮光領域217は、パターン領域216を囲むように形成される枠状の領域であり、パターンを転写する際に露光光が隣接する領域に漏れないようにするために形成される。
この場合、レジスト212の塗布、パターンの描画、ポスト・エクスポージャー・ベーク、現像などを繰り返し行うようにすれば生産性が著しく低下することになる。
また、反射層202をエッチング処理する際には、モリブデン(Mo)層に対するエッチングレートとシリコン(Si)層に対するエッチングレートとの差が少なくなる様にすることが好ましい。モリブデン(Mo)層に対するエッチングレートとシリコン(Si)層に対するエッチングレートとの差が大きくなれば、エッチングレートが大きい方の層のエッチング量が多くなるので、エッチング処理された面が櫛歯状となるおそれがある。そして、エッチング処理された面が櫛歯状となれば、反射型マスクの品質が低下したり、折損などが生じてパーティクルが発生したりするおそれがある。
なお、図4は、フッ素系のガスとしてCF4を用い、酸素(O2)の添加量を変化させた場合のモリブデン(Mo)、シリコン(Si)、レジストに対するエッチングレートの変化を例示するためのグラフ図である。
この場合、酸素の添加量を増加させれば、モリブデン(Mo)に対するエッチングレートとシリコン(Si)に対するエッチングレートとの差を小さくすることができる。例えば、酸素の添加量を50vol%とすれば、モリブデン(Mo)に対するエッチングレートとシリコン(Si)に対するエッチングレートとを同程度とすることができる。
しかしながら、酸素の添加量を増加させれば、レジストに対するエッチングレートが大きくなり、前述したレジストパターンの再形成が必要となる。
図5は、塩素と酸素とを含むガスを用いた場合のエッチングレートを例示するためのグラフ図である。
なお、図5は、一例として、塩素系のガスとしてCl2を用い、酸素(O2)の添加量を変化させた場合のモリブデン(Mo)、シリコン(Si)、レジストに対するエッチングレートの変化を例示するためのグラフ図である。
この場合、モリブデン(Mo)、シリコン(Si)、レジストに対するそれぞれのエッチングレートを考慮してレジストの厚みを設定すれば、レジストパターンの再形成を行うことなく遮光領域217を形成することができる。
図2(e)に示すように、反射防止層204b、吸収体層204aを順次エッチング処理する。エッチング処理は、キャッピング層203の表面が露出するまで行われる。
反射防止層204b、吸収体層204aのエッチング処理は、図2(b)において例示をしたものと同様とすることができる。
なお、パターン領域216の形成の際に遮光領域217の吸収体層204a、反射防止層204bを同時にエッチング処理することも可能である。
ここで、キャッピング層203がシリコン(Si)から形成されている場合には、塩素を含むガスを用いたエッチング処理を行うようにすることができる。キャッピング層203の表面に酸化シリコンの膜が形成されている場合には、酸素を含むガスを用いたのでは酸化シリコンの膜を除去することが困難である。そのため、この様な場合には、塩素を含むガスを用いたエッチング処理を行うようにすることができる。塩素を含むガスとしては、例えば、Cl2、CCl4、HClなどを例示することができる。
あるいは、フッ素を含むガスを用いたエッチング処理を行うことで、キャッピング層203の表面に形成された酸化シリコンの膜を除去することもできる。
この場合、塩素と酸素とを含むガスを用い、酸素の添加量を5vol%以上、30vol%以下とする。このような酸素の添加量とすれば、エッチング処理された面が櫛歯状となることを抑制することができる。
塩素を含むガスとしては、例えば、Cl2、CCl4、HClなどを例示することができる。
また、例えば、吸収層204の総厚みが70nm程度、キャッピング層203の厚みが10nm程度、反射層202の総厚みが280nm程度であれば、レジストの厚みを420nm以上とし、酸素の添加量を5vol%以上、30vol%以下とすることで、少なくともレジストパターンの再形成の回数を大幅に低減させることができる。
ここで、反射層202におけるシリコン(Si)層が成膜時に酸化していたり、エッチングガス中の酸素により酸化したりして、酸化シリコン(SiO2)層に変質している場合がある。
塩素と酸素とを含むガスを用いることは、酸化シリコン(SiO2)層に対する選択比が大きくなるガス条件である。そのため、酸化シリコン(SiO2)層のエッチングレートが非常に低くなり、酸化シリコン(SiO2)層が残渣となって残る可能性がある。
この様な場合には、塩素と酸素とを含むガスに、フッ素を含むガス(例えば、CF4、CHF3、NF3などやこれらの混合ガス)をさらに添加することによって、酸化シリコン(SiO2)層のエッチングレートを上げるようにすることができる。
そして、フッ素を含むガスを添加する場合において、塩素を含むガスに対する添加量を調整することで、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)をほぼ同じエッチングレートで除去することができるようになる。
図6は、塩素と酸素とを含むガスにフッ素を含むガスを添加した場合のエッチングレートを例示するためのグラフ図である。
図7は、塩素と酸素とを含むガスの場合のエッチングレートを例示するためのグラフ図である。
図6から分かるように、塩素に対するフッ素を含むガスであるCF4の添加量を、5vol%以上、40vol%以下にすると、レジストに対する選択比を維持したまま、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)をほぼ同じエッチングレートで除去することができる。
なお、図6における、全ガス(塩素と酸素とフッ素を含むガス)に対する酸素を含むガスの割合は20vol%程度としている。
さらに、図7に示す塩素と酸素とを含むガスを用いてエッチング処理した場合と比べて、酸化シリコン(SiO2)層のエッチングレートを10倍近く高くすることができる。そのため、酸化シリコン(SiO2)層が残渣とならないようなエッチング処理を行うことができる。
この場合、パターン領域216の吸収体層204aをエッチング処理した処理環境内において遮光領域217の吸収体層204aをエッチング処理することができる。また、パターン領域216の反射防止層204bをエッチング処理した処理環境内において遮光領域217の反射防止層204bあるいはキャッピング層203をエッチング処理することができる。
また、キャッピング層203がシリコン(Si)から形成されている場合には、反射層202をエッチング処理する環境においてキャッピング層203をエッチング処理するようにすることができる。
この様にすれば、遮光領域217を形成する際の寸法制御性や処理の安定性を向上させることができる。
この場合、酸素を含むガスを用いたドライアッシング処理とすることもできるし、薬液を用いたウェットアッシング処理とすることもできる。
この場合、キャッピング層203がルテニウム(Ru)から形成されている場合には、酸素を含むガスを用いたドライアッシング処理を行うことでキャッピング層203にダメージが発生するおそれがある。そのため、キャッピング層203がルテニウム(Ru)から形成されている場合には、酸素を含まないガスを用いたドライアッシング処理を行うようにすることが好ましい。
以上のようにして、遮光領域217を形成することで、反射型マスク210が製造される。
図8は、第2の実施形態に係る反射型マスクの製造装置を例示するための模式断面図である。
図8に例示をする反射型マスクの製造装置は、二周波プラズマエッチング装置である。 図8に示すように、製造装置160には、処理容器161(第4の処理容器の一例に相当する)、処理容器161に設けられた搬入搬出口179を閉鎖するゲートバルブ177、処理容器161の内部に複数の処理ガスGを選択的に供給するガス供給部168(第4の供給部の一例に相当する)、処理容器161の内部を排気する排気部169(第4の排気部の一例に相当する)などが設けられている。
処理ガスGは、ガス供給部168から処理ガス導入口162を介して処理容器161の内部に供給される。処理容器161の内部に供給される際、処理ガスGは、図示しない処理ガス調整部により流量や圧力などが調整される。
また、ガス供給部168には図示しない切換部が設けられ、処理容器161の内部に供給される処理ガスGの種類が切り替えられるようになっている。例えば、前述した反射層202、キャッピング層203、吸収体層204a、反射防止層204bをエッチング処理する際に、それぞれのエッチング処理に適した処理ガスGが供給できるようになっている。
処理空間163の下方には電極部4が設けられている。電極部4には高周波電源6bが整合器16を介して接続されている。また、処理容器161は接地されている。
製造装置160は、上部に誘導結合型電極を有し、下部に容量結合型電極を有する二周波プラズマエッチング装置である。すなわち、電極部4と処理容器161とが容量結合型電極を構成し、また、コイル20が誘導結合型電極を構成する。
高周波電源6cは、100KHz〜100MHz程度の周波数を有し、3KW程度の高周波電力をコイル20に印加するものとすることができる。
整合器16、16aには図示しないチューニング回路が内蔵されており、図示しないチューニング回路で反射波を制御することによりプラズマPを制御することができるようになっている。
製造装置160においては、電極部4、処理容器161、高周波電源6b、高周波電源6c、コイル20などが、処理容器161の内部にプラズマPを発生させるプラズマ発生部(第4のプラズマ発生部の一例に相当する)となる。
なお、後述する区画部12、昇降部11をさらに設けるようにすることもできる。
次に、製造装置160の作用について例示をする。
この場合、一例として、被処理物Wをマスクブランク200とし、マスクブランク200にエッチング処理を施して反射型マスク210を製造する場合を例に挙げて説明する。 また、一例として、基板201が低熱膨張材料(LTEM)から形成され、反射層202がモリブデン(Mo)層とシリコン(Si)層とを有し、キャッピング層203がシリコン(Si)から形成され、吸収体層204aがタンタルホウ素窒化物(TaBN)から形成され、反射防止層204bがタンタルホウ素酸化物(TaBO)から形成されている場合を例示する。
ゲートバルブ177の扉173を、図示しないゲート開閉機構により開く。
図示しない搬送部により、搬入搬出口179からマスクブランク200を処理容器内に搬入する。マスクブランク200は電極部4上に載置され、電極部4に内蔵された図示しない保持機構により保持される。
図示しないゲート開閉機構によりゲートバルブ177の扉173を閉じる。
排気部169により処理容器161内を排気する。
この場合、フッ素を含むガスを用いたエッチング処理を行うようにすることができる。 すなわち、まず、ガス供給部168から処理ガス導入口162を介して処理空間163内にフッ素を含むガスが供給される。フッ素を含むガスは、例えば、CF4、CHF3、NF3などやこれらの混合ガスとすることができる。また、フッ素を含むガスの流量は60sccm程度とすることができる。
次に、高周波電源6cより100KHz〜100MHz程度の周波数を有する高周波電力がコイル20に印加される。また、高周波電源6bより100KHz〜100MHz程度の周波数を有する高周波電力が電極部4に印加される。なお、高周波電源6cと高周波電源6bとから印加される高周波電力の周波数が同じとなるようにすることが好ましい。例えば、高周波電源6cと高周波電源6bとから印加される高周波電力の周波数を13.56MHzとすることができる。
また、高周波電源6cは3KW程度の高周波電力を印加し、高周波電源6bは1KW程度の高周波電力を印加するものとすることができる。
この場合、ガス供給部168に設けられた図示しない切換部により、供給される処理ガスGの種類が切り替えられる。すなわち、ガス供給部168から塩素を含むガスが供給され、塩素を含むガスを用いたエッチング処理が施される。塩素を含むガスとしては、例えば、Cl2、CCl4、HClなどやこれらの混合ガスとすることができる。塩素を含むガスの流量は180sccm程度とすることができる。
以上のようにして、パターン領域216の形成が行われる。
そして、ゲートバルブ177の扉173を図示しないゲート開閉機構により開く。
図示しない搬送部により、パターン領域216が形成されたマスクブランク200を搬出する。
まず、処理容器161の外において、反射防止層204b、吸収体層204a及び露出したキャッピング層203の表面にレジスト212を塗布し、パターンの描画、ポスト・エクスポージャー・ベーク、現像などを行うことで所望のレジストパターンを形成する。
そして、前述したものと同様にして、反射防止層204b、吸収体層204a、キャッピング層203、反射層202を順次エッチング処理する。
また、例えば、吸収層204の総厚みが70nm程度、キャッピング層203の厚みが10nm程度、反射層202の総厚みが280nm程度、レジストの厚みが420nm以上であれば、酸素の添加量を5vol%以上、30vol%以下とすることができる。このような酸素の添加量とすれば、少なくともレジストパターンの再形成の回数を大幅に低減させることができる。
また、前述したように、反射層202において、シリコン(Si)層が酸化され酸化シリコン(SiO2)層が形成されている場合には、塩素と酸素とを含むガスにフッ素を含むガス(例えば、CF4、CHF3、NF3などやこれらの混合ガス)をさらに添加することができる。
この場合、塩素に対するフッ素を含むガスであるCF4の添加量を、5vol%以上、40vol%以下にすることができる。
そのようにすれば、レジストに対する選択比を維持したまま、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)をほぼ同じエッチングレートで除去することができる。
さらに、塩素と酸素とを含むガスを用いてエッチング処理した場合と比べて、酸化シリコン(SiO2)層のエッチングレートを10倍近く高くすることができる。そのため、酸化シリコン(SiO2)層が残渣とならないようなエッチング処理を行うことができる。
図9は、第3の実施形態に係る反射型マスクの製造装置を例示するための模式レイアウト図である。
図9に示すように、反射型マスクの製造装置100には、ロードロック部110、トランスファー部120、搬送部130、第1の処理部140、第2の処理部150、第3の処理部180が設けられている。
ロードロック部110とトランスファー部120、トランスファー部120と第1の処理部140、トランスファー部120と第2の処理部150、トランスファー部120と第3の処理部180との間の壁面には搬入搬出口が形成されている。そして、各搬入搬出口を介してロードロック部110とトランスファー部120、トランスファー部120と第1の処理部140、トランスファー部120と第2の処理部150、トランスファー部120と第3の処理部180とがその内部空間を連通させるようにして接続されている。なお、ロードロック部110、トランスファー部120、第1の処理部140、第2の処理部150、第3の処理部180は、減圧雰囲気を維持することができるように気密構造となっている。
そして、トランスファー部120には、圧力コントローラ8を介して真空ポンプなどのようなトランスファー排気部129が接続されている。
トランスファー排気部129は、トランスファー部120の内部が所定の圧力となるように排気する。
そして、トランスファー部120の内部に被処理物W(例えば、マスクブランク200)がある場合には、トランスファー排気部129は、トランスファー部120の内部を排気して、トランスファー部120の内部の酸素濃度を大気の酸素濃度よりも低くする。
また、不活性ガスを供給する不活性ガス供給部128を設け、不活性ガス供給部128からトランスファー部120の内部に不活性ガスを供給するようにすることもできる。トランスファー部120の内部を不活性ガスなどでパージするようにすれば、トランスファー部120の内部の酸素濃度を大気の酸素濃度よりも低くすることができる。
そして、トランスファー部120の内部に被処理物W(例えば、マスクブランク200)がある場合には、不活性ガス供給部128は、トランスファー部120の内部を不活性ガスでパージして、トランスファー部120の内部の酸素濃度を大気の酸素濃度よりも低くする。
トランスファー部120の内部の酸素濃度を大気の酸素濃度よりも低くすれば、被処理物Wの表面が酸化されることを抑制することができる。そのため、エッチング処理の安定性を向上させることができる。
また、ロードロック部110には、図示しない圧力コントローラを介して真空ポンプなどのような図示しない排気部が接続されている。
なお、ロードロック部110は必ずしも必要ではなく、必要に応じて適宜設けるようにすればよい。
また、各搬入搬出口を気密に閉鎖するためのゲートバルブが設けられている(例えば、図10などを参照)。
ここでは、一例として、エッチング処理の対象となる部分がタンタルホウ素酸化物(TaBO)を含む場合に第1の処理部140を用い、エッチング処理の対象となる部分がタンタルホウ素窒化物(TaBN)を含む場合に第2の処理部150を用い、エッチング処理の対象となる部分がモリブデン(Mo)層とシリコン(Si)層とを有する場合に第3の処理部180を用いるものとする。
第1の処理部140は、アルミニウムなどの導電性材料で形成され減圧雰囲気を維持可能な処理容器1(第1の処理容器の一例に相当する)を備えている。処理容器1の天井中央部分には、処理ガスG1(第1のガスの一例に相当する)を導入するための処理ガス導入口2が設けられている。処理ガスG1は、ガス供給部18(第1の供給部の一例に相当する)から処理ガス導入口2を介して処理容器1の内部に供給される。処理容器1の内部に供給される際、処理ガスG1は、図示しない処理ガス調整部により流量や圧力などが調整される。
高周波電源6bは、100KHz〜100MHz程度の周波数を有し、1KW程度の高周波電力を電極部4に印加するものとすることができる。
整合器16、16aには図示しないチューニング回路が内蔵されており、図示しないチューニング回路で反射波を制御することによりプラズマPを制御することができるようになっている。
第1の処理部140においては、電極部4、処理容器1、高周波電源6a、高周波電源6b、コイル20などが、処理容器1の内部にプラズマPを発生させるプラズマ発生部(第1のプラズマ発生部の一例に相当する)となる。
図12は、第2の処理部を例示するための模式断面図である。なお、図12は、図9におけるB−B矢視断面を表した模式断面図である。
図12に例示をする第2の処理部150も二周波プラズマエッチング装置である。
図12に示すように、第2の処理部150にも処理容器1a(第2の処理容器の一例に相当する)、処理容器1aに設けられた搬入搬出口9a(第2の搬入搬出口の一例に相当する)を閉鎖するゲートバルブ17a(第2のゲートバルブの一例に相当する)、処理容器1aの内部に塩素を含むガスを供給するガス供給部18a(第2の供給部の一例に相当する)、処理容器1aの内部を排気する排気部19a(第2の排気部の一例に相当する)などが設けられている。
また、第2の処理部150においては、電極部4、処理容器1a、高周波電源6b、高周波電源6c、コイル20などが、処理容器1aの内部にプラズマPを発生させるプラズマ発生部(第2のプラズマ発生部の一例に相当する)となる。
また、第1の処理部140、第2の処理部150、後述する第3の処理部180に対して、1つの排気部を設けるようにすることができる。なお、排気部を兼用化した場合であっても、第1の処理部140、第2の処理部150、第3の処理部180にそれぞれ設けられた圧力コントローラ8により排気量や排気速度などを個別的に制御することができる。
第2の処理部150の主な構成は、第1の処理部140のものと同様とすることができるので詳細な説明は省略する。
区画部12と昇降部11とを設けないようにすれば、処理ガスG2の排気がより円滑となる。そのため、処理ガスG2の流量、排気量を多くすることができるので、エッチング除去されたものを速やかに排出させることができる。すなわち、処理ガスG2の流量、排気量を多くすることで、一度エッチング除去されたものが、エッチング処理された部分などに再付着することを抑制することができる。その結果、エッチング処理における寸法制御性を向上させることができる。
この場合、処理ガスG2の流量は180sccm程度とすることができる。
なお、区画部12と昇降部11とを設けるようにすれば、外部から処理空間3にパーティクルなどが侵入することを抑制することができる。そのため、前述したものと同様に、区画部12と昇降部11とを設けるようにしてもよい。
なお、前述した高周波電源6aをコイル20に接続し、印加する高周波電力を制御するようにしてもよい。
第3の処理部180の構成は、第2の処理部150の構成と同様とすることができる。すなわち、図示および構成の説明は省略するが、第3の処理部180にも、処理容器1a(第3の処理容器の一例に相当する)、処理容器1aに設けられた搬入搬出口9a(第3の搬入搬出口の一例に相当する)を閉鎖するゲートバルブ17a(第3のゲートバルブの一例に相当する)、処理容器1aの内部に塩素と酸素とを含むガス(第3のガスの一例に相当する)または塩素を含むガス(第4のガスの一例に相当する)を供給するガス供給部18a(第3の供給部の一例に相当する)、処理容器1aの内部を排気する排気部19a(第3の排気部の一例に相当する)などが設けられている。
この場合、第3の処理部180においても、図示を省略した電極部4、処理容器1、高周波電源6a、高周波電源6b、コイル20などが、処理容器1の内部にプラズマPを発生させるプラズマ発生部(第3のプラズマ発生部の一例に相当する)となる。
なお、第3の処理部180にも、区画部12と昇降部11とを設けるようにしてもよい。
ただし、第3の処理部180においては、モリブデン(Mo)層とシリコン(Si)層とが交互に積層された層(例えば、反射層202)をエッチング処理するため、供給される処理ガスの種類が異なる。
また、例えば、前述した吸収層204の総厚みが70nm程度、キャッピング層203の厚みが10nm程度、反射層202の総厚みが280nm程度、レジストの厚みが420nm以上であれば、酸素の添加量を5vol%以上、30vol%以下とすることで、少なくともレジストパターンの再形成の回数を大幅に低減させることができる。
また、前述したように、反射層202において、シリコン(Si)層が酸化され酸化シリコン(SiO2)層が形成されている場合には、塩素と酸素とを含むガスにフッ素を含むガス(例えば、CF4、CHF3、NF3などやこれらの混合ガス)をさらに添加することができる。
この場合、塩素に対するフッ素を含むガスであるCF4の添加量を、5vol%以上、40vol%以下にすることができる。
そのようにすれば、レジストに対する選択比を維持したまま、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)をほぼ同じエッチングレートで除去することができる。
さらに、塩素と酸素とを含むガスを用いてエッチング処理した場合と比べて、酸化シリコン(SiO2)層のエッチングレートを10倍近く高くすることができる。そのため、酸化シリコン(SiO2)層が残渣とならないようなエッチング処理を行うことができる。
なお、キャッピング層203の表面に酸化シリコンの膜が形成されている場合には、酸素を含むガスを用いたのでは酸化シリコンの膜を除去することが困難となる。そのため、この様な場合にも、処理ガスとして塩素を含むガスを用いることができる。
あるいは、フッ素を含むガスを用いたエッチング処理を行うことで、キャッピング層203の表面に形成された酸化シリコンの膜を除去することもできる。
次に、反射型マスクの製造装置100の作用について例示をする。
この場合、一例として、被処理物Wをマスクブランク200とし、マスクブランク200にエッチング処理を施して反射型マスク210を製造する場合を例に挙げて説明する。 また、一例として、基板201が低熱膨張材料(LTEM)から形成され、反射層202がモリブデン(Mo)層とシリコン(Si)層とを有し、キャッピング層203がシリコン(Si)から形成され、吸収体層204aがタンタルホウ素窒化物(TaBN)から形成され、反射防止層204bがタンタルホウ素酸化物(TaBO)から形成されている場合を例示する。
第1の処理部140において、反射防止層204b(タンタルホウ素酸化物(TaBO)を含む層)に対するエッチング処理が施される。
第1の処理部140において、昇降部11により区画部12を上昇端位置まで上昇させる(図10参照)。
ゲートバルブ17の扉13を、図示しないゲート開閉機構により開く。この時、扉13やシール部材14に付着したパーティクルや汚染物などが飛散することがあるが、区画部12により処理空間3を区画することができるので、パーティクルや汚染物などが処理空間3内に拡散することを抑制することができる。
搬送部130を処理容器1の外に退避させる。
昇降部11により区画部12を上昇端位置まで上昇させる(図10参照)。
処理容器1内を排気する。この時、区画部12の外側においても排気流の流れが形成される。そのため、扉13が開くことにより発生したパーティクルなどの汚染物は、区画部12の外側に形成された排気流に乗り、排気口7から処理容器1外に排出される。
また、区画部12の内側の処理空間3は、底部12bの内周側の端面と絶縁リング5との間に形成される隙間を介して排気される。この際、区画部12によりプラズマ処理部3が区画されているので、区画部12の外側に存在するパーティクルなどの汚染物が処理空間3内に侵入することが抑制される。
すなわち、まず、ガス供給部18から処理ガス導入口2を介して処理空間3内に処理ガスG1が供給される。処理ガスG1はフッ素を含むガスとすることができる。例えば、処理ガスG1は、CF4、CHF3、NF3などやこれらの混合ガスとすることができる。また、処理ガスG1の流量は60sccm程度とすることができる。
次に、高周波電源6aより100KHz〜100MHz程度の周波数を有する高周波電力がコイル20に印加される。また、高周波電源6bより100KHz〜100MHz程度の周波数を有する高周波電力が電極部4に印加される。なお、高周波電源6aと高周波電源6bとから印加される高周波電力の周波数が同じとなるようにすることが好ましい。例えば、高周波電源6aと高周波電源6bとから印加される高周波電力の周波数を13.56MHzとすることができる。
また、高周波電源6aは3KW程度の高周波電力を印加し、高周波電源6bは1KW程度の高周波電力を印加するものとすることができる。
また、残余の処理ガスG1や反応生成物、副生成物の多くは、底部12bの内周側の端面と絶縁リング5との間に形成される隙間を介して排気口7から処理容器1外に排出される。
次に、区画部12を下降させる(図11参照)。
そして、搬送部13により、反射防止層204bにエッチング処理が施されたマスクブランク200を搬出する。
すなわち、まず、昇降部11により区画部12を上昇端位置まで上昇させる(図10参照)。
次に、ゲートバルブ17の扉13をゲート開閉機構により閉じる。扉13が閉じたときにパーティクルなどの汚染物が発生することがあるが、区画部12により処理空間3を区画することができるので、パーティクルや汚染物が処理空間3内に拡散することを抑制することができる。
第2の処理部150には、第1の処理部140においてエッチング処理が施されたマスクブランク200が搬入される。
すなわち、搬送部130は、反射防止層204bが所定の形状となるように除去されたマスクブランク200を第1の処理部140から搬出し、第1の処理部140から搬出したマスクブランク200を第2の処理部150に搬入する。
この場合、ガス供給部18aから処理ガスG2として塩素を含むガスが供給され、吸収体層204aに対するエッチング処理が施される。塩素を含むガスとしては、例えば、Cl2、CCl4、HClなどやこれらの混合ガスとすることができる。塩素を含むガスの流量は180sccm程度とすることができる。
以上のようにして、パターン領域216の形成が行われる。
なお、第2の処理部150の基本的な作用は、第1の処理部140の作用とほぼ同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
その後、遮光領域217を形成するために所定のパターンを有するレジスト212がマスクブランク200の表面に形成される。
まず、前述したパターン領域216を形成する場合と同様にして、反射防止層204b、吸収体層204aに対するエッチング処理を施す。すなわち、第1の処理部140において反射防止層204bに対するエッチング処理を施し、第2の処理部150において吸収体層204aに対するエッチング処理を施す。
なお、これらのエッチング処理を施す際の第1の処理部140の作用と、第2の処理部150の作用とは前述したものと同様とすることができるので詳細な説明は省略する。
まず、前述したレジスト212のパターン形状に基づいて、キャッピング層203の一部が除去される。すなわち、キャッピング層203のうち、上方にレジスト212が無い部分がエッチング処理される。
この場合、処理ガスとして塩素と酸素とを含むガスを用いることができる。塩素を含むガスとしては、例えば、Cl2、CCl4、HClなどを例示することができる。
また、酸素の添加量を5vol%以上、30vol%以下とすることで、エッチング処理された面が櫛歯状となることを抑制することができる。
また、例えば、吸収層204の総厚みが70nm程度、キャッピング層203の厚みが10nm程度、反射層202の総厚みが280nm程度、レジストの厚みが420nm以上であれば、酸素の添加量を5vol%以上、30vol%以下とすることで、少なくともレジストパターンの再形成の回数を大幅に低減させることができる。
また、前述したように、反射層202において、シリコン(Si)層が酸化され酸化シリコン(SiO2)層が形成されている場合には、塩素と酸素とを含むガスにフッ素を含むガス(例えば、CF4、CHF3、NF3などやこれらの混合ガス)をさらに添加することができる。
この場合、塩素に対するフッ素を含むガスであるCF4の添加量を、5vol%以上、40vol%以下にすることができる。
そのようにすれば、レジストに対する選択比を維持したまま、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)をほぼ同じエッチングレートで除去することができる。
さらに、塩素と酸素とを含むガスを用いてエッチング処理した場合と比べて、酸化シリコン(SiO2)層のエッチングレートを10倍近く高くすることができる。そのため、酸化シリコン(SiO2)層が残渣とならないようなエッチング処理を行うことができる。
また、キャッピング層203にエッチング処理を施す処理部と、反射層202にエッチング処理を施す処理部とを設け、それぞれの処理部においてエッチング処理を施すようにすることもできる。
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明及びそれと等価とみなされるものの範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
Claims (26)
- 基板の主面に反射層を形成する工程と、
前記反射層の上に吸収層を形成する工程と、
前記吸収層にパターン領域を形成する工程と、
前記吸収層と前記反射層とに前記パターン領域を囲む遮光領域を形成する工程と、
を備え、
前記遮光領域を形成する工程において、前記反射層を塩素と酸素とを含むガスを用いてエッチング処理する反射型マスクの製造方法。 - 前記反射層は、モリブデンを含む層と、シリコンを含む層と、を有する請求項1記載の反射型マスクの製造方法。
- 前記遮光領域を形成する工程において、前記酸素の添加量を5vol%以上、30vol%以下とする請求項2記載の反射型マスクの製造方法。
- 前記遮光領域を形成する工程において、フッ素を含むガスをさらに添加する請求項1〜3のいずれか1つに記載の反射型マスクの製造方法。
- 前記遮光領域を形成する工程において、塩素に対するフッ素を含むガスの添加量を、5vol%以上、40vol%以下とする請求項4記載の反射型マスクの製造方法。
- 前記吸収層は、タンタルの窒化物を含む吸収体層と、タンタルの酸化物を含む反射防止層と、を有し、
前記パターン領域を形成する工程において、前記吸収体層と、前記反射防止層と、を相互に離隔された環境でそれぞれエッチング処理する請求項1〜5のいずれか1つに記載の反射型マスクの製造方法。 - 前記反射層は、モリブデンとシリコンとを含み、
前記遮光領域を形成する工程において、
前記吸収体層と、前記反射防止層と、前記反射層と、を相互に離隔された環境でそれぞれエッチング処理する請求項1〜6のいずれか1つに記載の反射型マスクの製造方法。 - 前記遮光領域を形成する工程において前記吸収体層をエッチング処理する環境は、前記パターン領域を形成する工程において前記吸収体層をエッチング処理する環境と同じ環境とされる請求項7記載の反射型マスクの製造方法。
- 前記遮光領域を形成する工程において前記反射防止層をエッチング処理する環境は、前記パターン領域を形成する工程において前記反射防止層をエッチング処理する環境と同じ環境とされる請求項7記載の反射型マスクの製造方法。
- 前記吸収体層をエッチング処理する環境と、前記反射防止層をエッチング処理する環境と、の間の環境の酸素濃度は、大気の酸素濃度よりも低い請求項6または7に記載の反射型マスクの製造方法。
- 前記反射層と、前記吸収層と、の間にキャッピング層をさらに有し、
前記遮光領域を形成する工程において、前記キャッピング層に形成された酸化膜を塩素を含むガス、またはフッ素を含むガスを用いてエッチング処理する請求項1〜10のいずれか1つに記載の反射型マスクの製造方法。 - 前記キャッピング層は、シリコンを含み、
前記キャッピング層をエッチング処理する環境は、前記遮光領域を形成する工程において前記反射層をエッチング処理する環境と同じ環境とされる請求項11記載の反射型マスクの製造方法。 - 一のエッチング処理において生成された副生成物が、他のエッチング処理を行う環境に侵入しないように、前記環境が相互に離隔された請求項6〜12のいずれか1つに記載の反射型マスクの製造方法。
- 前記パターン領域を形成する工程、および、前記遮光領域を形成する工程において、前記反射防止層をエッチングする際には、フッ素を含むガスを用いたプラズマエッチング処理が行われ、
前記パターン領域を形成する工程、および、前記遮光領域を形成する工程において、前記吸収体層をエッチングする際には、塩素を含むガスを用いたプラズマエッチング処理が行われる請求項6〜10のいずれか1つに記載の反射型マスクの製造方法。 - タンタルの酸化物を含む反射防止層と、タンタルの窒化物を含む吸収体層と、モリブデンを含む層とシリコンを含む層とを有する反射層と、を有したマスクブランクにパターン領域と、前記パターン領域を囲む遮光領域と、を形成する反射型マスクの製造装置であって、
第1の処理容器と、
前記第1の処理容器に設けられた第1の搬入搬出口を閉鎖する第1のゲートバルブと、
前記第1の処理容器の内部に第1のガスを供給する第1の供給部と、
前記第1の処理容器の内部を排気する第1の排気部と、
前記第1の処理容器の内部にプラズマを発生させる第1のプラズマ発生部と、
を有した第1の処理部と、
第2の処理容器と、
前記第2の処理容器に設けられた第2の搬入搬出口を閉鎖する第2のゲートバルブと、
前記第2の処理容器の内部に第2のガスを供給する第2の供給部と、
前記第2の処理容器の内部を排気する第2の排気部と、
前記第2の処理容器の内部にプラズマを発生させる第2のプラズマ発生部と、
を有した第2の処理部と、
第3の処理容器と、
前記第3の処理容器に設けられた第3の搬入搬出口を閉鎖する第3のゲートバルブと、
前記第3の処理容器の内部に第3のガスまたは第4のガスを供給する第3の供給部と、
前記第3の処理容器の内部を排気する第3の排気部と、
前記第3の処理容器の内部にプラズマを発生させる第3のプラズマ発生部と、
を有した第3の処理部と、
を備え、
前記第1の処理部は、前記第1の処理容器の内部において、前記反射防止層にエッチング処理を施し、
前記第2の処理部は、前記第2の処理容器の内部において、前記吸収体層にエッチング処理を施し、
前記第3の処理部は、前記第3の処理容器の内部において、前記反射層にエッチング処理を施し、
前記第3の供給部は、前記反射層にエッチング処理を施す際に、塩素と酸素とを含む前記第3のガスを供給する反射型マスクの製造装置。 - 前記第3の供給部は、前記酸素の添加量が5vol%以上、30vol%以下の前記第3のガスを供給する請求項15記載の反射型マスクの製造装置。
- 前記第3のガスは、フッ素を含むガスをさらに含む請求項15または16記載の反射型マスクの製造装置。
- 前記第3のガスにおける塩素に対するフッ素を含むガスの添加量は、5vol%以上、40vol%以下である請求項17記載の反射型マスクの製造装置。
- 前記マスクブランクは、前記吸収体層と、前記反射層と、の間にシリコンを含むキャッピング層をさらに有し、
前記第3の処理部は、前記第3の処理容器の内部において、前記キャッピング層にエッチング処理を施し、
前記第3の供給部は、前記キャッピング層に形成された酸化膜にエッチング処理を施す際に、塩素またはフッ素を含む前記第4のガスを供給する請求項15記載の反射型マスクの製造装置。 - 前記第1の処理容器と、前記第2の処理容器と、前記第3の処理容器と、が接続されたトランスファー部と、
前記トランスファー部の内部に設けられ、前記マスクブランクを搬送する搬送部と、
前記トランスファー部の内部を排気するトランスファー排気部と、
をさらに備え、
前記トランスファー部と前記第1の処理容器とは、前記第1のゲートバルブを介して接続され、
前記トランスファー部と前記第2の処理容器とは、前記第2のゲートバルブを介して接続され、
前記トランスファー部と前記第3の処理容器とは、前記第3のゲートバルブを介して接続され、
前記トランスファー部の内部に前記マスクブランクがある場合には、前記トランスファー排気部は、前記トランスファー部の内部を排気して、前記トランスファー部の内部の酸素濃度を大気の酸素濃度よりも低くする請求項15〜19のいずれか1つに記載の反射型マスクの製造装置。 - 前記第1の処理容器と、前記第2の処理容器と、前記第3の処理容器と、が接続されたトランスファー部と、
前記トランスファー部の内部に設けられ、前記マスクブランクを搬送する搬送部と、
前記トランスファー部の内部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、
をさらに備え、
前記トランスファー部と前記第1の処理容器とは、前記第1のゲートバルブを介して接続され、
前記トランスファー部と前記第2の処理容器とは、前記第2のゲートバルブを介して接続され、
前記トランスファー部と前記第3の処理容器とは、前記第3のゲートバルブを介して接続され、
前記トランスファー部の内部に前記マスクブランクがある場合には、前記不活性ガス供給部は、前記トランスファー部の内部を不活性ガスでパージして、前記トランスファー部の内部の酸素濃度を大気の酸素濃度よりも低くする請求項15〜19のいずれか1つに記載の反射型マスクの製造装置。 - タンタルの酸化物を含む反射防止層と、タンタルの窒化物を含む吸収体層と、モリブデンを含む層とシリコンを含む層とを有する反射層と、を有したマスクブランクにパターン領域と、前記パターン領域を囲む遮光領域と、を形成する反射型マスクの製造装置であって、
第4の処理容器と、
前記第4の処理容器の内部に複数のガスを選択的に供給する第4の供給部と、
前記第4の処理容器の内部を排気する第4の排気部と、
前記第4の処理容器の内部にプラズマを発生させる第4のプラズマ発生部と、
を備え、
前記第4の処理容器の内部において、前記反射防止層と、前記吸収体層と、前記反射層と、に順次エッチング処理を施し、
前記第4の供給部は、前記反射層にエッチング処理を施す際に、塩素と酸素とを含む前記ガスを供給する反射型マスクの製造装置。 - 前記第4の供給部は、前記酸素の添加量が5vol%以上、30vol%以下の前記塩素と酸素とを含むガスを供給する請求項22記載の反射型マスクの製造装置。
- 前記第4の供給部が供給するガスは、フッ素を含むガスをさらに含む請求項22または23に記載の反射型マスクの製造装置。
- 前記第4の供給部が供給するガスにおける塩素に対するフッ素を含むガスの添加量は、5vol%以上、40vol%以下である請求項24記載の反射型マスクの製造装置。
- 前記マスクブランクは、前記吸収体層と、前記反射層と、の間にシリコンを含むキャッピング層をさらに有し、
前記第4の供給部は、前記キャッピング層に形成された酸化膜にエッチング処理を施す際に、塩素を含むガス、またはフッ素を含むガスを供給する請求項22〜24のいずれか1つに記載の反射型マスクの製造装置。
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