JP2018132669A - Hazeの除去方法、及びフォトマスクの製造方法 - Google Patents
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Description
半導体デバイスの高集積化や微細化に伴い、投影露光装置に用いられる露光光も短波長化が進み、現在主流の露光光としては、波長193nmのArF光が使用されている。
このペリクルを装着することによって、フォトマスクの表面に外部からの異物が付着することを防止できる。また、たとえペリクルの透明膜(ペリクル膜と呼ばれる)上に微細な異物が付着しても、ペリクルの表面とフォトマスクの表面とは投影露光装置の光学系の焦点面が異なるため、原則、この異物がウェハ上に結像されることはない。
この成長性異物はHAZE(ヘイズ)と呼ばれ(他に、曇り、とも呼ばれる)、露光光が短波長であるほど顕著となることが指摘されている。
まず、本発明に係るHAZEの除去方法及びフォトマスクの製造方法の第1の実施形態について、説明する。本実施形態は、例えば、マスクパターンがモリブデンシリサイド(MoSi)から構成されているバイナリー型フォトマスク(いわゆる、MoSi系のバイナリー型フォトマスク)において、好適なものである。
この粘着材31を除去する工程には、オゾン水や水素水などによる硫酸を使用しない洗浄技術を好適に用いることができる。
一方、マスクパターン12を構成する材料が塩素ガスでエッチングされる物である場合は、酸素ガスのみを用いることが好ましい。
なお、新種のHAZE50の構造は明らかではないが、酸素ガスや塩素ガスを用いたプラズマ処理を施すことで消失することから、有機系の結合構造を有するものであると推認される。
その処理条件としては、例えば、バイアスパワーを1W〜30W、ICPパワーを10W〜1000W、ガス流量50ml/min〜200ml/min、処理時間を30秒〜1500秒の各範囲とすることができる。
その処理条件としては、例えば、RFパワーを50W〜500W、ガス流量を50ml/min〜200ml/min、処理時間を30描〜600秒、圧力を10Pa〜90Paの各範囲とすることができる。
パターン転写に影響するHAZE50が除去されたことを確認するまで、このHAZE除去(図1のS3)と検査(図1のS4)の工程を繰り返す。
上記の出荷洗浄(図1のS5)には、オゾン水や水素水などによる硫酸を使用しない洗浄技術を好適に用いることができる。
次に、本発明に係るHAZEの除去方法及びフォトマスクの製造方法の第2の実施形態について、説明する。本実施形態は、例えば、ハーフトーン型位相シフトフォトマスクにおいて、好適なものである。
ハーフトーンのマスクパターン22は、露光光を所定の透過率で透過するものであり、その材料としては、例えば、モリブデンシリサイド(MoSi)、窒化シリコン(SiN)等を含む物を挙げることができる。
この粘着材31を除去する工程には、オゾン水や水素水などによる硫酸を使用しない洗浄技術を好適に用いることができる。
上記のように、マスクパターン22の材料にモリブデンシリサイド(MoSi)を含む物が用いられる場合、遮光膜パターン23の材料には、クロム(Cr)を含む物が、一般的に用いられる。
また、酸素ガスのみを用いたプラズマ処理を施す場合でも、オゾンが発生し、このオゾンによって膜減りが生じてしまうおそれがある。
そこで、本実施形態においては、粘着材31を除去する工程(図3のS2)の後であって、上記のように酸素ガスや塩素ガスを用いたプラズマ処理でHAZE50を除去する工程(図3のS4)の前に、図4(d)に示すように、遮光膜パターン23の上に遮光膜パターン23を保護するレジストパターン61を形成する(図3のS3)。
レジストパターン61を形成する方法としては、例えば、レーザ描画用のレジストをスピン塗布し、所望のパターンとなるようにレーザ描画し、現像等の工程を施す方法を挙げることができる。
一方、マスクパターン22を構成する材料が塩素ガスでエッチングされる物である場合は、酸素ガスのみを用いることが好ましい。
このレジストパターン61の除去には、フォトマスク製造で用いられる、酸素ガスを用いたアッシングの技術を用いることができる。また、溶剤等を用いて除去しても良い。
パターン転写に影響するHAZE50が除去されたことを確認するまで、このレジストパターン形成(図3のS3)から検査(図3のS7)までの工程を繰り返す。
上記の出荷洗浄(図3のS8)には、オゾン水や水素水などによる硫酸を使用しない洗浄技術を好適に用いることができる。
次に、本発明に係るHAZEの除去方法及びフォトマスクの製造方法の第3の実施形態について、説明する。
本実施形態においては、HAZEを除去するプラズマ処理工程の前に、HAZEを検出する検査工程と、レジストパターンを形成する工程と、を順に備えている。そして、このレジストパターンを形成する工程は、検査工程で検出されたHAZEが存在する位置に開口部を有するレジストパターンを形成する工程である。
この粘着材31を除去する工程には、オゾン水や水素水などによる硫酸を使用しない洗浄技術を好適に用いることができる。
レジストパターン62を形成する方法としては、例えば、レーザ描画用のレジストをスピン塗布し、所望のパターンとなるようにレーザ描画し、現像等の工程を施す方法を挙げることができる。
それゆえ、レジストパターン62は、レーザ描画により形成したレジストパターンであっても十分利用可能である。
一方、マスクパターン22を構成する材料が塩素ガスでエッチングされる物である場合は、酸素ガスのみを用いることが好ましい。
このレジストパターン61の除去には、酸素ガスを用いたアッシングを用いることができる。また、溶剤等を用いて除去しても良い。
パターン転写に影響するHAZE50が除去されたことを確認するまで、このレジストパターン形成(図6のS4)から、検査(図6のS8)までの工程を繰り返す。
上記の出荷洗浄(図6のS9)には、オゾン水や水素水などによる硫酸を使用しない洗浄技術を好適に用いることができる。
この実施例1では、上記の第1の実施形態に基づいて、バイナリー型フォトマスクに発生したHAZEを、酸素ガスを用いたプラズマ処理により除去した例について、説明する。
ペリクル剥離後のフォトマスク表面のSEM写真を図9(a)に、粘着材除去洗浄後のフォトマスク表面のSEM写真を図9(b)に、それぞれ示す。
図9(b)に示すように、オゾン水及び水素水による洗浄では除去できなかったHAZEが、フォトマスク表面に残存している。
ここで、HAZEの残存は、熟練者であればSEMで映し出される画像から判別可能であるが、このHAZEは「曇り」とも呼ばれるように、SEM写真から素人が判別することは困難な場合が多い。図9においても同様である。それゆえ、補助的に、図9(a)においては、HAZEが残存する箇所を白い破線の円で示している。
このプラズマ処理にはフォトマスク製造に用いるアッシング装置を用い、処理条件は、RFパワー300W、酸素ガス流量100ml/min、処理時間200秒、圧力40Paとした。
図9(c)に示すように、オゾン水及び水素水による洗浄では除去できなかったHAZEが除去されていることが確認された。
この実施例2では、上記の第2の実施形態に基づいて、ハーフトーン型位相シフトフォトマスクに発生したHAZEを、酸素ガス及び塩素ガスを用いたプラズマ処理により除去した例について、説明する。
ペリクル剥離後のフォトマスク表面のSEM写真を図10(a)に、粘着材除去洗浄後のフォトマスク表面のSEM写真を図10(b)に、それぞれ示す。
図10(b)に示すように、オゾン水及び水素水による洗浄では除去できなかったHAZEが、残存している。
ここで、上記のように、HAZEの残存は、SEM写真から素人が判別することは困難な場合が多い。それゆえ、図9(a)と同様に、この図10(a)においても補助的に、HAZEの残存箇所を白い破線の円で示している。
さらに、露光領域を規定する遮光枠パターンとして、上記のモリブデンシリサイド(MoSi)から構成されるマスクパターンの上に、クロム(Cr)から構成される遮光膜パターンを積層した構成の遮光枠パターンが形成されている。
このプラズマ処理には、フォトマスク製造に用いるICP(Inductively Coupled Plasma)型のドライエッチング装置を用い、処理条件は、バイアスパワー6W、ICPパワー250W、塩素ガスと酸素ガスの混合比は2:1、ガス流量100ml/min、処理時間700秒とした。
図10(c)に示すように、オゾン水及び水素水による洗浄では除去できなかったHAZEが除去されていることが確認された。
1A、2A HAZEが発生したペリクル付きフォトマスク
10、20 フォトマスク
11、21 透明基板
12、22 マスクパターン
23 遮光膜パターン
31 粘着材
40 ペリクル
41 ペリクルフレーム
42 ペリクル膜
50 HAZE
61、62 レジストパターン
Claims (6)
- 露光によりフォトマスクの表面に生じるHAZEの除去方法であって、
酸素ガスまたは塩素ガス、若しくは、酸素ガス及び塩素ガスを用いたプラズマ処理工程により、前記HAZEを除去する工程を含むことを特徴とする、HAZEの除去方法。 - 前記フォトマスクが、モリブデンシリサイド(MoSi)、窒化シリコン(SiN)、またはタンタル(Ta)のいずれか1種を含む材料から構成されるマスクパターンを有することを特徴とする、請求項1に記載のHAZEの除去方法。
- 前記フォトマスクが、露光領域を規定する遮光枠パターンを有しており、
前記プラズマ処理工程の前に、前記遮光枠パターンの上に前記遮光枠パターンを保護するレジストパターンを形成する工程を備えることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のHAZEの除去方法。 - 前記遮光枠パターンの表面がクロム(Cr)を含む層から構成されていることを特徴とする、請求項3に記載のHAZEの除去方法。
- 前記プラズマ処理工程の前に、前記HAZEを検出する検査工程と、レジストパターンを形成する工程と、を順に備え、
該レジストパターンを形成する工程が、該検査工程で検出されたHAZEが存在する位置に開口部を有するレジストパターンを形成する工程であることを特徴とする、請求項1に記載のHAZEの除去方法。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のHAZEの除去方法を用いた、HAZEの除去工程と、
ペリクルを装着する工程と、
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。
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