JP2011187804A - 極端紫外線露光用マスクの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】酸窒化タンタル(TaON)からなる低反射膜16および窒化タンタル(TaN)からなる極端紫外線吸収膜15にパターンを形成するためのプラズマエッチング工程で、プラズマエッチング中に発生する光を分光し、エッチング反応生成物であるシアン(CN)に起因する388nmを含む範囲の波長の発光強度を測定し、その強度変化からプラズマエッチングの終点を検出してプラズマエッチングを終了する。
【選択図】図1
Description
ArFエキシマレーザの波長である193nmより長波長の光源を用いた露光は、大気中で行うことができる。また、用いられる露光用マスクは、一般的には露光光を透過する石英ガラス基板上にクロム(Cr)などからなる遮光膜を成膜し、その遮光膜を加工してパターンを形成することにより得られる透過型マスクである。
極端紫外線露光用マスクは、例えば図1に示す構造のマスクブランクに、パターンを形成する工程を経て得られる。図1のマスクブランクは、低熱膨張材からなり、静電チャック用の導電膜11が裏面に形成された基板10と、その表面に、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)を交互に積層することで形成された極端紫外線反射膜12と、その上に順次形成された保護膜13、緩衝膜14、極端紫外線吸収膜15、および低反射膜16とからなる。
極端紫外線吸収膜15および低反射膜16に使用される材料としては、タンタル(Ta)を主成分とする材料が一般的であり、極端紫外線吸収膜15には、タンタル(Ta)を主成分として窒素(N)を含む材料(Taの窒化物)が用いられている。低反射膜16には、タンタル(Ta)を主成分として酸素(O)または酸素(O)と窒素(N)を含む材料(Taの酸化物またはTaの酸化窒化物)が用いられている。
プラズマエッチングの終点検出法としては、例えば、被エッチング材表面にレーザを照射し、その散乱光強度の変化からエッチングの終点を検出する方法が提案されている(特許文献1参照)。
この発明の極端紫外線露光用マスクの製造方法では、使用する分光器の分解能λ(nm)に応じ、波長388nmの発光強度isと、388nmからλnm以上離れた波長での発光強度ibを測定し、これらの発光強度の差i(=is−ib)の変化量からプラズマエッチングの終点を検出するようにしてもよい。
プラズマエッチングに使用するガスとしては、フッ化炭素ガス(フッ素と炭素の化合物からなるガス)または有機塩素化合物ガスが挙げられる。
[第1実施形態]
この実施形態では、図1に示す構造のマスクブランクを用い、以下の方法で極端紫外線露光用マスクを製造する。
この実施形態で使用したマスクブランクは、基板10はSiO2−TiO2系ガラスからなり、導電膜11はクロム(Cr)からなり、極端紫外線反射膜12はモリブデン(Mo)とシリコン(Si)が交互に積層された多層構造であり、保護膜13はシリコン(Si)からなり、緩衝膜14は窒化クロム(CrN)からなり、極端紫外線吸収膜15は窒化タンタル(TaN)からなり、低反射膜16は酸窒化タンタル(TaON)からなる。
したがって、発光強度の差iの変化量から、低反射膜16および極端紫外線吸収膜15のそれぞれのエッチング終点を検出することができる。また、発光強度iの変化量の微分値を算出してモニタすれば、発光強度に大きな変化が生じた時にだけピークが現れることになるため、終点検出を容易に行うことができる。
次に、CrNからなる緩衝膜14に対して、塩素と酸素を含むガスを用いてプラズマエッチングする。緩衝膜14のエッチング終了後に、精密洗浄工程を行って異物を除去した後、欠陥検査を行う。欠陥が発見された場合はこれを修正する工程を行った後、再度、精密洗浄工程を行うことで、極端紫外線露光用マスクが完成する。
この実施形態では、図2に示す構造のマスクブランクを用い、以下の方法で極端紫外線露光用マスクを製造する。
この実施形態で使用したマスクブランクは、基板10はSiO2−TiO2系ガラスからなり、導電膜11はクロム(Cr)からなり、極端紫外線反射膜12はモリブデン(Mo)とシリコン(Si)が交互に積層された多層構造であり、保護膜13はルテニウム(Ru)からなり、極端紫外線吸収膜15は窒化タンタル(TaN)からなり、低反射膜16は酸窒化タンタル(TaON)からなる。
その際に、プラズマエッチング中に発生する光を分光し、エッチング反応生成物であるシアン(CN)に起因する光の波長388nmを基準とした、386nmから390nmの波長領域における発光強度Isと、382nmから386nmの波長領域(中心波長が384nmで幅が4nmである波長領域)における発光強度Ibを測定し、これらの発光強度の差I(=Is−Ib)を算出してモニタする。
低反射膜16および極端紫外線吸収膜15のエッチングを終えた後、レジストを剥離して洗浄した後、形成されたパターンの欠陥検査を行い、欠陥が発見された場合はこれを修正する工程を行った後に、精密洗浄工程を行うことで、極端紫外線露光用マスクが完成する。
図1に示す構造のマスクブランクとして、基板10はSiO2−TiO2系ガラスからなり、導電膜11はクロム(Cr)からなり、極端紫外線反射膜12はモリブデン(Mo)とシリコン(Si)が交互に積層された多層構造であり、保護膜13はシリコン(Si)からなり、緩衝膜14は窒化クロム(CrN)からなり、極端紫外線吸収膜15は窒素化ホウ化タンタル(TaBN)からなり、低反射膜16は酸素化ホウ化タンタル(TaBO)からなるものを用意した。
また、プラズマエッチング中にチャンバ内に発生する光を、分解能が4nmである分光器を用いて分光し、シアン(CN)に起因する波長388nmの発光強度isと、波長384nmでの発光強度ibを測定し、これらの発光強度の差i(=is−ib)を算出してモニタした。
次に、このマスクブランクをプラズマエッチング装置のチャンバ内に配置し、チャンバ内に塩素ガスと酸素ガスを導入してプラズマ放電を開始することで、プラズマエッチングを行った。これにより、CrNからなる緩衝膜14に対し、低反射膜16および極端紫外線吸収膜15に形成されたパターンをマスクとしたパターニングを行った。
次に、精密洗浄工程を行って異物を除去した後、CrNの残存に伴う欠陥の検査を行った。次に、検出された欠陥を修正した後、再度、精密洗浄を行うことで、極端紫外線露光用マスクを完成させた。
図2に示す構造のマスクブランクとして、基板10はSiO2−TiO2系ガラスからなり、導電膜11はクロム(Cr)からなり、極端紫外線反射膜12はモリブデン(Mo)とシリコン(Si)が交互に積層された多層構造であり、保護膜13はルテニウム(Ru)からなり、極端紫外線吸収膜15は窒素化ホウ化タンタル(TaBN)からなり、低反射膜16は酸素化ホウ化タンタル(TaBO)からなるものを用意した。
先ず、このマスクブランクの低反射膜16の上に、電子線描画法によりレジストパターンを形成した。次に、このマスクブランクを、プラズマエッチング装置のチャンバ内に配置し、チャンバ内に四フッ化炭素(CF4)を導入してプラズマ放電を開始することで、低反射膜16に対するプラズマエッチングを行った。
また、プラズマエッチング中にチャンバ内に発生する光を、分解能が2nmである分光器を用いて分光し、シアン(CN)に起因する波長388nmを基準とした386nmから390nmの波長領域における発光強度Isと、波長382nmから386nmでの発光強度Ibを測定し、これらの発光強度の差I(=Is−Ib)を時間で微分した微分値(dI/dt)を算出してモニタした。
次に、レジストを剥離して洗浄した後、低反射膜16および極端紫外線吸収膜15に形成されたパターンの欠陥検査を行い、検出された欠陥を修正した後に、精密洗浄を行って異物を除去した。これにより、極端紫外線露光用マスクを完成させた。
11 導電膜
12 極端紫外線反射膜
13 保護膜
14 緩衝膜
15 極端紫外線吸収膜
16 低反射膜
Claims (5)
- タンタル(Ta)と窒素(N)を含有する材料からなる極端紫外線吸収膜を有する基板を用い、前記極端紫外線吸収膜に対して炭素(C)を含むガスを用いたプラズマエッチングを行うことにより、前記極端紫外線吸収膜にパターンを形成する工程を有する極端紫外線露光用マスクの製造方法において、
前記工程で、プラズマエッチング中に発生する光を分光し、エッチング反応生成物であるシアン(CN)に起因する388nmを含む範囲の波長の発光強度を測定し、その強度変化からプラズマエッチングの終点を検出してプラズマエッチングを終了することを特徴とする極端紫外線露光用マスクの製造方法。 - 前記基板は、前記極端紫外線吸収膜の上に、タンタル(Ta)を含有し窒素(N)の含有率が前記極端紫外線吸収膜とは異なる材料からなる、欠陥検査用の低反射膜を有するものである請求項1記載の極端紫外線露光用マスクの製造方法。
- 使用する分光器の分解能λ(nm)に応じ、波長388nmの発光強度isと、388nmからλnm以上離れた波長での発光強度ibを測定し、これらの発光強度の差i(=is−ib)の変化量からプラズマエッチングの終点を検出する請求項1記載の極端紫外線露光用マスクの製造方法。
- Jを1以上の数、Kを、0を超えるJ以下の数としたとき、使用する分光器の分解能λ(nm)に応じ、388−J×λnmから388+J×λnmの波長領域における発光強度Isと、中心波長が388−J×λnm以下で幅が2×K×λnmである波長領域の発光強度Ibを測定し、これらの発光強度の差I(=Is−Ib)の変化量からプラズマエッチングの終点を検出する請求項1記載の極端紫外線露光用マスクの製造方法。
- プラズマエッチングに使用するガスがフッ化炭素ガス、または有機塩素化合物ガスである請求項1記載の極端紫外線露光用マスクの製造方法。
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