JP2018132669A - Hazeの除去方法、及びフォトマスクの製造方法 - Google Patents

Hazeの除去方法、及びフォトマスクの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 本発明は、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用いる方法や、ArF光を特定条件で照射する方法では除去できない、新種のHAZEを除去することが可能な、HAZEの除去方法、及びフォトマスクの製造方法を提供することを、主たる目的とする。【解決手段】 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、従来の方法では除去できない新種のHAZEを除去する。【選択図】 図1

Description

本発明は、フォトマスクを用いたリソグラフィ技術における露光工程において、該フォトマスクに生じるHAZE(曇り)を除去する方法に関し、特に、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用いる方法や、ArF光を特定条件で照射する方法では除去できない、新種のHAZEの除去方法、及び、この除去方法を備えるフォトマスクの製造方法に関するものである。
半導体デバイスの製造には、光学式の投影露光装置により、フォトマスクに形成されたマスクパターンをウェハ上にパターン転写するフォトリソグラフィ技術が使用されている。
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。
このような半導体デバイスの製造に用いられるフォトマスクは、異物付着によるパターン転写不良を防止するために、露光光を透過する透明膜から構成されるペリクルと呼ばれる部材が装着されている。
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。
しかしながら、ペリクルを装着したフォトマスクであっても、フォトマスクの表面に、露光時間に伴って成長する異物が発生し、パターン転写不良を生じるという現象が起きている。
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。
このようなHAZEの発生要因の一つとして、フォトマスクの洗浄などに用いた酸性物質である硫酸イオンがフォトマスク表面に残存し、この硫酸イオンと、フォトマスク使用環境などに存在するアンモニアなどの塩基性物質とが、露光光により反応を起こし、硫酸アンモニウム等を生じることにより成長性異物になると考えられている(例えば、特許文献1)。
なお、このHAZEは異物として認識されるほどに成長したもの(例えば、サイズ55nm以上のもの)は、フォトマスク用の異物検査装置等で検出可能であるが、成長する前のHAZEの核となる硫酸イオンなどの物質は、SEM(走査型電子顕微鏡)を用いた検査でも検出することができない。
このため、従来、フォトマスクの洗浄に用いていた硫酸過水(硫酸と過酸化水素水の混合液)、あるいはアンモニア過水(アンモニア水と過酸化水素水の混合液)などの溶液の使用を低減あるいは中止し、これに代わって、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が開発されている(例えば、特許文献2、3)。
また、近年においては、ペリクル膜とフォトマスクの間の閉空間中で露光により発生するオゾンによる有機物の酸化によって、有機系のHAZEが発生することも懸念されており、その対策として、ArF光を特定条件で照射してC=C結合を分解する方法が提案されている(例えば、特許文献4)。
特開2008−51880号公報 特開平10−62965号公報 特開2000−330262号公報 特開2009−294432号公報
しかしながら、近年は、フォトマスクの使用期間が延長される傾向にあり、このフォトマスクの使用期間の延長、言い換えれば、フォトマスクの露光時間の増大化に伴って、上記の方法、すなわち、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用いる方法や、ArF光を特定条件で照射する方法では除去できない、新種のHAZEの発生が確認されている。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、この新種のHAZEを除去することが可能な、HAZEの除去方法、及びフォトマスクの製造方法を提供することを、主たる目的とする。
本発明の請求項1に係る発明は、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の除去方法である。
また、本発明の請求項2に係る発明は、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の除去方法である。
また、本発明の請求項3に係る発明は、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の除去方法である。
また、本発明の請求項4に係る発明は、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の除去方法である。
また、本発明の請求項5に係る発明は、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の除去方法である。
また、本発明の請求項6に係る発明は、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、ペリクルを貼り付ける工程と、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。
本発明のHAZEの除去方法によれば、従来の方法では除去できない新種のHAZEを除去することができる。
また、本発明のフォトマスクの製造方法によれば、従来の方法では除去できない新種のHAZEが除去されたフォトマスクを製造することができる。
本発明に係るフォトマスクの製造方法の第1の実施形態の一例を示すフローチャート 本発明に係るフォトマスクの製造方法の第1の実施形態の一例を示す概略工程図 本発明に係るフォトマスクの製造方法の第2の実施形態の一例を示すフローチャート 本発明に係るフォトマスクの製造方法の第2の実施形態の一例を示す概略工程図 図4に続く、本発明に係るフォトマスクの製造方法の第2の実施形態の一例を示す概略工程図 本発明に係るフォトマスクの製造方法の第3の実施形態の一例を示すフローチャート 本発明に係るフォトマスクの製造方法の第3の実施形態の一例を示す概略工程図 図7に続く、本発明に係るフォトマスクの製造方法の第3の実施形態の一例を示す概略工程図 実施例1について示す図 実施例2について示す図
(第1の実施形態)
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。
図1は、本発明に係るフォトマスクの製造方法の第1の実施形態の一例を示すフローチャートである。また、図2は、本発明に係るフォトマスクの製造方法の第1の実施形態の一例を示す概略工程図である。
本実施形態により、HAZEが除去されたペリクル付きフォトマスク1を得るには、まず、図2(a)、(b)に示すように、上記のような新種のHAZE50が発生したペリクル付きフォトマスク1Aからペリクル40を剥離する(図1のS1)。
ここで、図2(a)に示すように、ペリクル付きフォトマスク1Aは、ペリクル40が粘着材31を介してフォトマスク10に装着された構成を有しており、フォトマスク10の表面にはHAZE50が複数発生している。
ペリクル40は、主たる構成として、ペリクル膜42と、ペリクル膜42を支持するペリクルフレーム41を有している。
フォトマスク10は、主たる構成として、透明基板11とマスクパターン12を有している。透明基板11は、露光光を透過する材料から構成され、典型的には合成石英基板である。マスクパターン12は、露光光を遮光するものであり、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)、またはタンタル(Ta)のいずれか1種を含む物を挙げることができる。
HAZE50は、フォトマスク10のマスクパターン12の上のみならず、マスクパターン12のエッジや、マスクパターン12から露出する透明基板11の上にも発生しており、その数は、例えば数100個〜数1000個である。
図2(b)に示すように、ペリクル40を剥離したフォトマスク10の表面には粘着材31が残存する。それゆえ、この残存する粘着材31を洗浄により除去する(図1のS2)。
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。
次に、図2(c)に示す形態のように、粘着材31を除去する工程(図1のS2)の後に残ったHAZE50を有するフォトマスク10の表面に、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を施して、図2(d)に示す形態となるように、HAZE50を除去する(図1のS3)。
例えば、マスクパターン12を構成する材料がモリブデンシリサイド(MoSi)の場合は、このHAZE50の除去に、酸素ガス、塩素ガスのいずれも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。
上記のプラズマ処理には、例えば、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ることができる。
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。
また、酸素ガスのみを使用する場合には、例えば、フォトマスク製造に用いるアッシング装置を用いることができる。
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。
次に、検査を行い、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(図1のS4)。この検査には、フォトマスクの異物検査に用いられる検査装置を用いることができる。例えば、波長193nmの光を用いた透過反射同時検査により、55nmサイズの異物を検出可能である。
一方、上記の検査(図1のS4)で、パターン転写に影響するHAZE50が残存していることが確認された場合は、再び上記のHAZE除去(図1のS3)を施し、再び上記の検査(図1のS4)を行う。
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。
パターン転写に影響するHAZE50が除去されたことを確認した後は、出荷洗浄を施し(図1のS5)、新たにペリクル40を装着して(図1のS6)、図2(e)に示すように、HAZE50が除去されたペリクル付きフォトマスク1を得ることができる。ペリクル付きフォトマスク1は、最終的な検査(図1のS7)の後に出荷される。
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。
(第2の実施形態)
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。
図3は、本発明に係るフォトマスクの製造方法の第2の実施形態の一例を示すフローチャートである。また、図4、5は、本発明に係るフォトマスクの製造方法の第2の実施形態の一例を示す概略工程図である。
本実施形態により、HAZEが除去されたペリクル付きフォトマスク2を得るには、まず、図4(a)、(b)に示すように、上記のような新種のHAZE50が発生したペリクル付きフォトマスク2Aからペリクル40を剥離する(図3のS1)。
ここで、図4(a)に示すように、ペリクル付きフォトマスク2Aは、ペリクル40が粘着材31を介してフォトマスク20に装着された構成を有しており、フォトマスク20の表面にはHAZE50が複数発生している。
ペリクル40は、主たる構成として、ペリクル膜42とペリクル膜42を支持するペリクルフレーム41を有している。
フォトマスク20は、主たる構成として、透明基板21とマスクパターン22を有し、さらに遮光膜パターン23を有している。より詳しくは、フォトマスク20は、ハーフトーン型位相シフトフォトマスクであって、ハーフトーンのマスクパターン22の他に、露光領域を規定する遮光枠パターンとして、マスクパターン22の上に遮光膜パターン23を積層した構成の遮光枠パターンを有している。
透明基板21は、露光光を透過する材料から構成され、典型的には合成石英基板である。
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。
遮光膜パターン23は、下層のマスクパターン22との積層構造で、露光光を遮光する遮光枠パターンを構成するものであり、その材料としては、例えば、クロム(Cr)、モリブデンシリサイド(MoSi)、シリコン(Si)、タンタル(Ta)等を含む物を挙げることができる。
例えば、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。
HAZE50は、フォトマスク20のマスクパターン22の上のみならず、マスクパターン22のエッジや、マスクパターン22から露出する透明基板21の上にも発生しており、その数は、例えば数100個〜数1000個である。
図4(b)に示すように、ペリクル40を剥離したフォトマスク20の表面には粘着材31が残存する。それゆえ、この残存する粘着材31を洗浄により除去する(図3のS2)。
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。
ここで、図4(c)に示すように、粘着材31を除去したフォトマスク20の表面には、遮光膜パターン23も存在する。
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。
しかしながら、クロム(Cr)は、酸素ガス及び塩素ガスを用いたプラズマ処理を施すと、エッチングされてしまって遮光膜としての作用を損なうおそれがある。同様に、塩素ガスのみを用いたプラズマ処理でも、エッチングされてしまうおそれがある。
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。
このような不具合は、クロム(Cr)以外にも、酸素ガスや塩素ガスを用いたプラズマ処理で損傷を受ける材料を、遮光膜パターン23に用いた場合に生じる課題である。
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。
このレジストパターン61により、例えば、遮光枠パターンの表面層が、酸素ガスや塩素ガスを用いたプラズマ処理で損傷を受ける材料から構成されている場合であっても、この表面層を保護することができる。
次に、図4(d)に示す形態のように、遮光膜パターン23の上にレジストパターン61を形成したフォトマスク20の表面に、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を施して、図4(e)に示す形態となるように、HAZE50を除去する(図3のS4)。
このプラズマ処理には、例えば、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ることができ、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秒から1500秒の各範囲とすることができる。
また、酸素ガスのみを使用する場合には、例えば、フォトマスク製造に用いるアッシング装置を用いることができ、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。
例えば、マスクパターン22を構成する材料がモリブデンシリサイド(MoSi)の場合は、このHAZE50の除去に、酸素ガス、塩素ガスのいずれも用いることができる。
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。
次に、図5(f)に示す形態のように、レジストパターン61を除去する(図3のS5)。
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。
さらに、続いて洗浄も施すことが好ましい(図3のS6)。残存するレジストや、新たに付着した異物等を、より効果的に除去できるからである。この洗浄には、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、検査を行い、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(図3のS7)。この検査には、フォトマスクの異物検査に用いられる検査装置を用いることができる。例えば、波長193nmの光を用いた透過反射同時検査により、55nmサイズの異物を検出可能である。
一方、上記の検査(図3のS7)で、パターン転写に影響するHAZE50が残存していることが確認された場合は、再び上記のレジストパターン61を形成し(図3のS3)、その後、HAZE50の除去(図3のS4)、レジストパターン61の除去(図3のS5)、洗浄(図3のS6)、の一連の工程を施し、再び上記の検査(図3のS7)を行う。
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。
パターン転写に影響するHAZE50が除去されたことを確認した後は、出荷洗浄を施し(図3のS8)、新たにペリクル40を装着して(図3のS9)、図5(g)に示すように、HAZE50が除去されたペリクル付きフォトマスク2を得ることができる。ペリクル付きフォトマスク2は、最終的な検査(図3のS10)の後に出荷される。
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。
(第3の実施形態)
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。
図6は、本発明に係るフォトマスクの製造方法の第3の実施形態の一例を示すフローチャートである。また、図7、8は、本発明に係るフォトマスクの製造方法の第3の実施形態の一例を示す概略工程図である。
なお、図7、8に示す例におけるフォトマスクは、上記の図4、5に示すフォトマスク20と同様に、遮光膜パターン23を有するハーフトーン型位相シフトフォトマスクを例示するものであるが、本実施形態はこれに限定されず、例えば、上記の図2に示すフォトマスク10と同様のバイナリー型フォトマスクであってもよい。
本実施形態により、HAZEが除去されたペリクル付きフォトマスク2を得るには、まず、図7(a)、(b)に示すように、上記のような新種のHAZE50が発生したペリクル付きフォトマスク2Aからペリクル40を剥離し(図6のS1)、続いて、残存する粘着材31を洗浄により除去する(図6のS2)。
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。
次に、検査を行い、パターン転写に影響するHAZE50を検出する(図6のS3)。この検査には、フォトマスクの異物検査に用いられる検査装置を用いることができる。例えば、波長193nmの光を用いた透過反射同時検査により、55nmサイズの異物を検出可能である。
なお、図6に示す例においては、この検査を粘着材の除去(図6のS2)の後に行っているが、ペリクルの剥離(図6のS1)の前に行うことも可能である。例えば、上記のフォトマスクの異物検査に用いられる検査装置であれば、ペリクルを装着した状態のフォトマスクの表面に存在する異物も検出可能である。
次に、図7(d)に示すように、上記の検査(図6のS3)で検出されたHAZE50が存在する位置に開口部を有するレジストパターン62を形成する。
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。
なお、通常、HAZE50は極めて微細なサイズであって、そのサイズはレーザ描画できる最小寸法よりも小さいが、上記開口部の平面サイズは、検出されたHAZE50が露出する大きさを有していればよく、例えば、図7(d)に示すように、複数のHAZE50が存在する領域を一括して露出する大きさであってもよい。
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、このレジストパターン62により、HAZE50が存在しない領域のマスクパターン22や透明基板21等を、HAZEを除去するプラズマ処理から保護することができる。また、遮光枠パターンが存在する場合、その表面層(例えば、図7、8における遮光膜パターン23)も保護できる。
次に、レジストパターン62を形成したフォトマスク20の表面に、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を施して、図8(e)に示す形態となるように、HAZE50を除去する(図6のS5)。
このプラズマ処理には、例えば、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ることができ、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秒から1500秒の各範囲とすることができる。
また、酸素ガスのみを使用する場合には、例えば、フォトマスク製造に用いるアッシング装置を用いることができ、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。
例えば、マスクパターン22を構成する材料がモリブデンシリサイド(MoSi)の場合は、このHAZE50の除去に、酸素ガス、塩素ガスのいずれも用いることができる。
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。
次に、図8(f)に示す形態のように、レジストパターン62を除去する(図6のS6)。
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。
さらに、続いて洗浄も施すことが好ましい(図6のS7)。残存するレジストや、新たに付着した異物等を、より除去できるからである。この洗浄には、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、検査を行い、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(図6のS8)。この検査も、上記のように、フォトマスクの異物検査に用いられる検査装置を用いることができる。
上記の検査(図6のS8)で、パターン転写に影響するHAZE50が残存していることが確認された場合は、再び上記のレジストパターン62を形成し(図6のS4)、その後、HAZE50の除去(図6のS5)、レジストパターン62の除去(図6のS6)、洗浄(図6のS7)、の一連の工程を施し、再び上記の検査(図6のS8)を行う。
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。
パターン転写に影響するHAZE50が除去されたことを確認した後は、出荷洗浄を施し(図6のS9)、新たにペリクル40を装着して(図6のS10)、図8(g)に示すように、HAZE50が除去されたペリクル付きフォトマスク2を得ることができる。ペリクル付きフォトマスク2は、最終的な検査(図6のS11)の後に出荷される。
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。
以上、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。
以下、実施例を用いて、本発明をさらに具体的に説明する。
(実施例1)
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。
まず、HAZEが発生したペリクル付きフォトマスクからペリクルを剥離し、オゾン水及び水素水による洗浄を施して、粘着材を除去した。
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。
なお、このフォトマスクは、透明基板として、平面サイズ152mm角、厚さ6.35mmの合成石英ガラス基板が用いられ、その上にマスクパターンとして、モリブデンシリサイド(MoSi)から構成される遮光パターンが形成されたバイナリー型フォトマスクである。
次に、このフォトマスクの表面に、酸素ガスを用いたプラズマ処理を施して、HAZEを除去した。
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。
HAZE除去後のフォトマスク表面のSEM写真を図9(c)に示す。
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。
(実施例2)
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。
まず、HAZEが発生したペリクル付きフォトマスクからペリクルを剥離し、オゾン水及び水素水による洗浄を施して、粘着材を除去した。
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。
なお、このフォトマスクは、ハーフトーン型位相シフトフォトマスクであって、まず、透明基板として、平面サイズ152mm角、厚さ6.35mmの合成石英ガラス基板が用いられ、その上にマスクパターンとして、モリブデンシリサイド(MoSi)から構成されるハーフトーンのマスクパターンが形成されている。
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。
次に、このフォトマスクの表面に、レーザ描画用のレジストをスピン塗布し、レーザ描画、現像等の工程を施して、積層構造の遮光枠パターンの上に、膜厚350nmのレジストパターンを形成した。
次に、このレジストパターンを形成したフォトマスクの表面に、塩素ガスと酸素ガスの混合ガスを用いたプラズマ処理を施した。
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。
このHAZE除去後のフォトマスク表面のSEM写真を図10(c)に示す。
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。
1、2 ペリクル付きフォトマスク
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)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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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