JP2014042056A - 極紫外線（ｅｕｖ）フォトマスクのエッチング方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＥＵＶフォトマスクのエッチング方法の実施形態を提供する。
【解決手段】一実施形態において、極紫外線フォトマスクのエッチング方法は基板と、多材料層と、キャップ層と、多層型吸収層をこの順序で備えるフォトマスクを提供し、多層型吸収層はバルク吸収層上に配置された自己マスク層を備え、自己マスク層はタンタルと酸素を含み、バルク吸収層はタンタルを含み基本的に酸素を含まない工程と、第１エッチング処理を用いて自己マスク層をエッチングする工程と、第１エッチング処理とは異なる第２エッチング処理を用いてバルク吸収層をエッチングし、バルク吸収層のエッチング速度は第２エッチング処理中の自己マスク層のエッチング速度よりも速い工程を含む。
【選択図】図２
【解決手段】一実施形態において、極紫外線フォトマスクのエッチング方法は基板と、多材料層と、キャップ層と、多層型吸収層をこの順序で備えるフォトマスクを提供し、多層型吸収層はバルク吸収層上に配置された自己マスク層を備え、自己マスク層はタンタルと酸素を含み、バルク吸収層はタンタルを含み基本的に酸素を含まない工程と、第１エッチング処理を用いて自己マスク層をエッチングする工程と、第１エッチング処理とは異なる第２エッチング処理を用いてバルク吸収層をエッチングし、バルク吸収層のエッチング速度は第２エッチング処理中の自己マスク層のエッチング速度よりも速い工程を含む。
【選択図】図２
Description
（発明の分野）
本発明の実施形態は、概して、半導体デバイスの製造で使用するフォトマスク、更に具体的には極紫外線（ＥＵＶ）フォトマスクとそのエッチング方法に関する。
（関連技術の説明）
本発明の実施形態は、概して、半導体デバイスの製造で使用するフォトマスク、更に具体的には極紫外線（ＥＵＶ）フォトマスクとそのエッチング方法に関する。
（関連技術の説明）
集積回路（ＩＣ）又はチップの製造においては、チップの異なる層を表すパターンを一連の再使用可能なフォトマスク（本願ではマスクとも称される）上に形成して、各チップ層のデザインを製造工程中に半導体基板上に転写する。マスクを写真のネガのように用いて各層の回路パターンを半導体基板上に転写する。一連の処理を用いてこれらの層を積み重ねると、完成した各チップを構成する微小なトランジスタや電気回路となる。そのため、マスクに少しでも欠陥があるとチップに転写され、性能に悪影響を及ぼす可能性がある。性能に悪影響がでるほどに欠陥が深刻となると、マスクは完全に使い物にならなくなる。典型的には、１つのチップを構成するのに１セット１５〜３０個のマスクが用いられ、これらは繰り返して使用可能である。
マスクは、通常、不透明な光吸収層をその上に有する透明基板を備える。慣用のマスクは典型的には片側にクロム層を有するガラス又は石英基板を含む。クロム層は反射防止膜と感光性レジストで被覆されている。パターニング処理中、レジストの一部を電子ビーム又は紫外線に曝露して曝露部位を現像液可溶性とすることでマスク上に回路デザインを書き込む。次にレジストの可溶部位を除去すると、露出したその下のクロムと反射防止層のエッチング（つまり除去）が可能となる。
限界寸法（ＣＤ）の縮小化に伴い、現在の光リソグラフィは４５ナノメートル（ｎｍ）技術ノードという技術的限界に近づきつつある。次世代リソグラフィ（ＮＧＬ）が、例えば３２ｎｍ技術ノード以降において、現在の光リソグラフィ方法に取って代わると予測されている。ＮＧＬの候補には極紫外線（ＥＵＶ）リソグラフィ（ＥＵＶＬ）、電子線投影方式リソグラフィ（ＥＰＬ）、イオン投影方式リソグラフィ（ＩＰＬ）、ナノインプリント及びＸ線リソグラフィ等が挙がっている。これらの中でも、光リソグラフィの特徴の大半を有しているという事実からＥＵＶＬが最も有力な後継技術であり、その他のＮＧＬ方法と比較してより成熟した技術である。
しかしながら、ＥＵＶマスク製造には克服しなくてはならない技術的課題がまだある。例えば、ＥＵＶマスクエッチング処理の最適化はまだ開拓段階にある。ＥＵＶマスク製造の重要な課題にはエッチングＣＤバイアス制御、エッチングＣＤ均一性、断面のプロファイル、エッチングＣＤ直線性、エッチング選択性、欠陥性制御が含まれる。ＥＵＶマスクの仕様の厳しさやＣＤ公差の引き下げにより、ＣＤ制御がより重要になってきている。平均対ターゲット（ＭＴＴ）ＣＤ要件と均一性制御を満たすにはゼロに近いエッチングＣＤバイアスを求められることが予測される。
エッチングＣＤバイアス問題は主にソフトマスクであるフォトレジストの侵食から生じる。最終的なマスクＣＤ特性がパターン形成とパターン転写処理（エッチング）に関わってくる。電子ビーム書き込み処理によるフォトレジストのかぶり効果等、エッチング前に既にＣＤが不均一な場合がある。この不均一性を制御するにはレジスト層がより薄いことが役立つが、エッチング選択性の限界から、レジストの薄さは引き続いてエッチングする層の厚みにより制限されてしまう（例えば、パターン転写中、吸収材料のレジストに対するエッチング速度選択性の限界から、レジストは著しく消耗される）。レジストが消耗すればするほど、パターン転写処理の忠実度が低化する。
フォトレジストの限界を超えるために、ハードマスクを使用してのＣＤ制御が提案される。しかしながら、硬度が特に高いハードマスクだとマスク製造がより複雑なものとなってしまう。その機能を果たした後、ハードマスクはその他の層に影響を与えることなく除去されなくてはならないが（例えば、吸収層や緩衝／キャップ層に影響を与えることなく、又、マスクにいかなる欠陥も生じさせることなく）、これは高いマスク選択性要件を課すこととなり、ＥＵＶマスク製造がより一層困難になってしまう。ハードマスクの使用による高コストと低生産収率は更なる懸案事項である。
従って、改善されたＥＵＶマスクと製造方法が求められている。
本願ではＥＵＶフォトマスクのエッチング方法の実施形態を提供する。一実施形態において、極紫外線フォトマスクのエッチング方法は基板と、多材料ＥＵＶ反射層と、キャップ層と、多層型吸収層をこの順序で備えるフォトマスクを提供し、多層型吸収層はバルク吸収層上に配置された自己マスク層を備え、ここで自己マスク層はタンタルと酸素を含み、バルク吸収層はタンタルを含み基本的に酸素を含まない工程と、第１エッチング処理を用いて自己マスク層をエッチングする工程と、第１エッチング処理とは異なる第２エッチング処理を用いてバルク吸収層をエッチングし、ここでバルク吸収層のエッチング速度は第２エッチング処理中の自己マスク層のエッチング速度よりも速い工程を含む。
別の実施形態において、フォトレジスト層と、フォトレジスト層の下の反射防止サブ層とバルクサブ層とを有する不透明層と、キャップ層と、基板層とを備えるブランク極紫外線フォトマスク上への像形成方法は、フォトレジスト層にパターン像を形成する工程と、パターン像に対応しないフォトレジスト層部位を除去することでパターン像に対応しない不透明層の反射防止サブ層の部位を露出させる工程と、第１エッチング処理を用いてパターン像に対応しない反射防止サブ層の露出部位を除去することでパターン像に対応しないバルクサブ層の部位を露出させる工程と、バルクサブ層除去速度が反射防止サブ層除去速度の少なくとも１０倍以上である第２エッチング処理を用いて、パターン像に対応しない、反射防止サブ層の下のバルクサブ層の露出部位を除去することでパターン像に対応しないキャップ層の部位を露出させる工程と、フォトレジスト層を除去する工程を含む。
本発明の上述した構成が詳細に理解できるように、上記で簡単に概要を述べた本発明のより具体的な説明が実施形態を参照して行われ、それらのいくつかは添付図面に示されている。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施形態を図示するに過ぎず、本発明はその他の同等に効果的な実施形態も含み得るため、本発明の範囲を制限すると解釈されないことに留意すべきである。
〜
本発明の方法の一実施形態を用いたＥＵＶマスク製造シーケンスの一実施形態を示す図である。
図１のＥＵＶマスクのエッチング方法の一実施形態のフロー図である。
ＥＵＶマスクのエッチングに適したエッチング反応装置の概略図である。
円滑な理解のために、可能な限り、図に共通する同一要素は同一参照番号を用いて表した。図面の像は例示を目的として簡略化されており、原寸ではない。
本発明はエッチングＣＤバイアスを低化させ、パターン転写忠実度を改善するＥＵＶフォトマスクのエッチング方法を提供する。限界寸法と均一性が改善された完成品マスクをブランクＥＵＶマスクから作成する方法を図１〜２を参照して以下に説明する。図１Ａ−Ｃは本発明の方法の一実施形態を利用したＥＵＶマスクの製造シーケンスの一実施形態を表す。図２は図１Ａ−Ｃを参照して説明されるＥＵＶマスクのエッチング方法２００の一実施形態のフロー図を示す。方法２００は図３を参照して以下で説明するように、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアル社から入手可能なテトラ（商標名）Ｉ（ＴＥＴＲＡ）、テトラ（商標名）ＩＩ、又はＤＰＳ（商標名）ＩＩエッチングチャンバ、或いはその他の適切なエッチングチャンバで行うことができる。方法２００は制御装置のメモリ又はチャンバのその他の記憶媒体にコンピュータ可読形式で記憶させることができる。
方法２００は工程２０２から始まり、ＥＵＶマスク１００上にフォトレジスト層１１４を配置しパターニングすることで（図１Ａに図示されるように）ＥＵＶマスク１００に転写するデザインに対応した開口部１１６を形成する。ＥＵＶマスク１００はブランクＥＵＶマスク１０１として始まり、基板１０２と、ＥＵＶ反射性多材料層１０４と、キャップ層１０６と、多層型吸収層１０８とをこの順番で備える。任意で、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を含む緩衝層（図示せず）を多層型吸収層１０８とキャップ層１０６との間に配置してもよい。ＥＵＶマスク１００は慣用のマスクと同一の基板材料と寸法を用いる。よって、基板１０２は典型的には石英等（つまり、二酸化ケイ素ＳｉＯ２）のケイ素系材料を含む。基板１０２のサイズはフォトマスクとしての使用に適したものであればいずれであってもよい。一実施形態において、基板１０２の形状は長さ約５〜９インチの辺を有する矩形である。基板１０２の厚さは約０．１５〜０．２５インチであってもよい。一実施形態において、基板１０２の厚さは約０．２５インチである。
多材料層１０４はモリブデン・ケイ素（Ｍｏ／Ｓｉ）含有層であってもよい。例えば、一実施形態において、多材料層１０４はＭｏとＳｉ層、例えば４０対のＭｏとＳｉ層を交互に含んでいる。多材料層１０４のＥＵＶ光反射性は波長１３．５ｎｍで最大７０％である。多材料層１０４の厚みは通常７０〜１４０ｎｍである。
キャップ層１０６は多材料層１０４と多層型吸収層１０８との間の複合緩衝層とキャップ層として機能する。キャップ層１１０は、通常、ジルコニウム（Ｚｒ）とケイ素（Ｓｉ）とを含み、厚さ約８〜２０ｎｍに形成してもよい。一実施形態において、キャップ層１０６の厚さは約１０ｎｍである。
多層型吸収層１０８は不透明な遮光層であり、厚さは約４０〜１１０ｎｍであってもよい。多層型吸収層１０８とキャップ層１０６との積層厚さは典型的には約７０〜１３０ｎｍであり、一実施形態においては約１００ｎｍである。これらの層の合計厚さは小さいため、４５ｎｍ以下の技術ノード用途（例えば、３２ｎｍ技術ノード用途及びそれ以降）でのＥＵＶマスクに求められる厳格な総エッチングプロファイル公差を満たし易くなり有利である。
多層型吸収層１０８はバルク吸収層１１０（バルクサブ層とも称する）と自己マスク層１１２（反射防止サブ層とも称する）とを含む。バルク吸収層１１０の厚さは多層型吸収層１０８の約８０〜８５％であってもよい（つまり、厚さ約３０〜９０ｎｍ）。バルク吸収層１１０は基本的に酸素を含まないタンタル系材料、例えばケイ化タンタル系材料（以下、ＴａＳｉとする）、窒素化ホウ化タンタル系材料（以下、ＴａＢＮとする）、窒化タンタル系材料（以下、ＴａＮとする）を含んでいてもよい。
自己マスク層１１２の厚さは多層型吸収層１０８の約１５〜２０パーセントであってもよい（つまり、厚さ約１０〜３０ｎｍ）。自己マスク層１１２の組成は、通常、タンタル及び酸素系材料を含む。自己マスク層１１２の組成はバルク吸収層１１０の組成と対応し、バルク吸収層１１０がＴａＳｉを含む場合は酸化及び窒素化タンタル・ケイ素系材料（以下、ＴａＳｉＯＮとする）を含み、バルク吸収層１１０がＴａＢＮを含む場合はタンタル・ホウ素酸化物系材料（以下、ＴａＢＯとする）を含み、バルク吸収層１１０がＴａＮを含む場合は酸化及び窒素化タンタル系材料（ＴａＯＮ）を含む。
バルク吸収層１１０と自己マスク層１１２との組成の関係により、ＥＵＶマスク１００エッチング中の欠陥の発生が軽減され、有利である。例えば、（以下でより詳細に説明するように）第１エッチング処理を用いて自己マスク層１１２をエッチングし、次に第２エッチング処理を用いて自己マスク層１１２に対するバルク吸収層１１０のエッチング選択性を高く維持しながらバルク吸収層１１０をエッチングすることで自己マスク層１１２をハードマスクつまり自己マスクとして機能させ、より薄いフォトレジスト層１１４を使用し易くする。この材料の組み合わせや多段階エッチング処理により、従来の「軟性」フォトレジスト材料を用いたエッチング処理と比較してエッチングＣＤバイアスが低下し、ＣＤ均一性は向上して有利である。
フォトレジスト層１１４は電子ビームレジスト（例えば、化学増幅レジスト（ＣＡＲ））等のいずれの適切な感光性レジスト材料を含み、いずれの適切なやり方で堆積、パターニングしてもよい。フォトレジスト層１１４は、約１００〜１０００ｎｍの厚さに堆積してもよい。上述したように、フォトレジスト層１１４は自己マスク層１１２上に堆積され、パターニングにより開口部１１６が形成されて自己マスク層１１２の対応部位が露出する。
次に、工程２０４で、フォトレジスト層１１４をマスクとして用い自己マスク層１１２を第１エッチング処理でエッチングすることで（図１Ｂに図示されるように）開口部１１６のパターンを自己マスク層１１２に転写し、バルク吸収層１１０の対応する部位を露出させる。自己マスク層１１２がＴａＳｉＯＮを含む実施形態において、第１エッチング処理中のレジストに対する自己マスク層１１２のエッチング選択性は約０．５であり、バルク吸収層１１０に対する自己マスク層１１２のエッチング選択性は８より大きい。
第１エッチング処理では自己マスク層１１２を（開口部１１６を通して）フッ素含有ガス、四塩化炭素（ＣＣｌ４）、又は塩化水素（ＨＣｌ）の少なくとも１つを含む第１処理ガス（又は混合ガス）の種に曝露することで自己マスク層をエッチングする。適切なフッ素含有ガスの例には四フッ化炭素（ＣＦ４）、六フッ化炭素（Ｃ２Ｆ６）、六フッ化硫黄（ＳＦ６）、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）等が含まれる。一実施形態において、ＣＦ４は速度約１０〜１００標準立方センチメートル毎分（ｓｃｃｍ）で供給する。任意で、ヘリウム（Ｈｅ)又はアルゴン（Ａｒ）等のキャリアガスを流量約５０〜２００ｓｃｃｍで供給してもよい。ある特定の処理処方では、速度約５０ｓｃｃｍでＣＦ４を流量約１００ｓｃｃｍのキャリアガスと共に供給する。処理チャンバ内の圧力は約４０ｍＴｏｒｒ未満に制御され、一実施形態においては約１〜約１０ｍＴｏｒｒ、例えば２ｍＴｏｒｒである。
以下で説明するように、プラズマは例えば約３００〜６００ＷのＲＦ電力をプラズマ電源から処理チャンバのアンテナに印加することで第１処理ガスから形成する。別の方法でプラズマに点火することも考えられる。一実施形態においては、約４２０ＷのＲＦ電力を周波数約１３．５６ＭＨｚで印加する。
任意で、基板バイアス電力を印加してマスク１００をバイアスする。バイアス電力は約６００Ｗ未満であってもよく、第１例においては約１００Ｗ未満、第２例においては２０〜約１５０Wである。ある特定の処理処方では約２５Wのバイアス電力を印加する。更に、バイアス電力は周波数約１〜２０ＭＨｚ、又は一実施形態においては約１３．５６ＭＨｚのＲＦ信号であってもよい。
バイアス電力は任意でパルス伝送してもよい。バイアス電力は負荷サイクル約１０〜９５％でパルス伝送してもよく、一実施形態においては約２０〜９５％である。一実施形態において、バイアス電源１４０はパルス周波数約１〜１０ｋＨｚ、負荷サイクル約１０〜約９５％で約６００ワット未満のＲＦ電力を供給するように構成されている。別の実施形態において、バイアス電源１４０はパルス周波数約２〜約５ｋＨｚ、負荷サイクル約２０〜約９５％で約２０〜約１５０ワットのＲＦ電力を供給するように構成されている。
処理中、カソード温度は約１５〜３０℃に維持してもよく、チャンバ壁部温度は約５０〜８０℃に維持してもよい。一実施形態において、カソード温度は約２０℃に維持してもよく、チャンバ壁部温度は約６５℃に維持してもよい。
次に、工程２０６で、自己マスク層１１２と残留するフォトレジスト層１１４をマスクとして用いてバルク吸収層１１０を第２エッチング処理でエッチングすることで、（図１Ｃに図示されるように）開口部１１６のパターンをバルク吸収層１１０に転写し、キャップ層１０６（又は存在する場合は緩衝層）の対応する部位を露出させる。任意で、工程２０６を実行する前に残留フォトレジスト層１１４を除去、つまりは剥離してもよい。第２エッチング処理は有利には自己マスク層１１２に対してのバルク吸収層１１０の選択性が高く、これにより自己マスク層１１２はパターン（例えば、開口部１１６）をバルク吸収層１１０に転写するためのハードマスクとして機能する。第２エッチング処理は自己マスク層に対して、バルク吸収層の選択性を少なくとも１０で維持する。バルク吸収層１１０がＴａＳｉを含み、第２処理ガスがＣｌ２を含む一実施形態において、レジストに対するバルク吸収層１１０のエッチング選択性は約３．８であり、自己マスク層１１２に対するバルク吸収層１１０のエッチング選択性は約１５である。
第２エッチング処理ではバルク吸収層１１０を（開口部１１６を通して）少なくとも１つの塩素含有ガスを含む第２処理ガス（又は混合ガス）の種に曝露することでエッチングする。適切な塩素含有ガスの例には塩素（Ｃｌ４）、四塩化炭素（ＣＣｌ４）、塩化水素（ＨＣｌ）等が含まれる。
一実施形態において、第２処理ガスは速度約１０〜２００ｓｃｃｍで供給される。任意で、ヘリウム（Ｈｅ)又はアルゴン（Ａｒ）等のキャリアガスを流量約５０〜２００ｓｃｃｍで供給してもよい。ある特定の処理処方では、速度約１００ｓｃｃｍの第２処理ガスを速度約１００ｓｃｃｍのキャリアガスと共に供給する。処理チャンバ内の圧力は約４０ｍＴｏｒｒ未満に制御され、一実施形態においては約１〜約１０ｍＴｏｒｒ、例えば６ｍＴｏｒｒである。
以下で説明するように、プラズマは例えば約３００〜約６００ＷのＲＦ電力をプラズマ電源から処理チャンバのアンテナに印加することで第２処理ガスから形成する。別の方法でプラズマに点火することも考えられる。一実施形態においては、約４２０ＷのＲＦ電力を周波数約１３．５６ＭＨｚで印加する。
任意で、基板バイアス電力を印加してマスク１００をバイアスする。バイアス電力は約６００Ｗ未満であってもよく、第１例においては約１００Ｗ未満、第２例においては２０〜約１５０Wである。ある特定の処理処方では約２０Wのバイアス電力を印加する。更に、バイアス電力は周波数約１〜２０ＭＨｚ、一実施形態においては約１３．５６ＭＨｚのＲＦ信号であってもよい。
バイアス電力は任意でパルス伝送してもよい。バイアス電力は負荷サイクル約１０〜９５％でパルス伝送してもよく、一実施形態においては約２０〜９５％である。一実施形態において、バイアス電源１４０はパルス周波数約１〜１０ｋＨｚ、負荷サイクル約１０〜約９５％で約６００ワット未満のＲＦ電力を供給するように構成されている。別の実施形態において、バイアス電源１４０はパルス周波数約２〜約５ｋＨｚ、負荷サイクル約２０〜約９５％で約２０〜約１５０ワットのＲＦ電力を供給するように構成されている。
処理中、カソード温度は約１５〜３０℃に維持してもよく、チャンバ壁部温度は約５０〜８０℃に維持してもよい。一実施形態において、カソード温度は約２０℃に維持してもよく、チャンバ壁部温度は約６５℃に維持してもよい。
工程２０６の完了をもって方法２００は概して終了となり、ＥＵＶマスク１００にはＥＵＶマスク１００の多層型吸収層１０８を通して所望のパターンが転写されているが、更に処理をしてＥＵＶマスク１００を完成させることが考えられる。例えば、緩衝層が存在する実施形態において、当該技術分野で知られているようにＳＦ６、ＣＦ４等のフッ素含有ガスを用いて緩衝層をキャップ層１０６までエッチングすることでＥＵＶマスク１００の構造を完成させてもよい。
方法２００は従来のエッチング方法と比較して改善されたＣＤと均一性を有するＥＵＶマスク１００を提供でき、有利である。例えば、工程２０６中にバルク吸収層１１０を第２エッチング処理を用いてエッチングする場合、残留するフォトレジスト１１４が開口部１１６のコーナー上で除去され、自己マスク層１１２の一部が塩素ガスプラズマに曝露される場合がある。しかしながら、塩素プラズマ内における自己マスク層１１２に対するバルク吸収層１１０の選択性の高さにより、フォトレジスト層１１４のＣＤが変化してもＣＤは顕著には減少しない。このため、最終ＣＤは工程２０４中の自己マスク層１１２のエッチングにより主に決定され、自己マスク層１１２は比較的厚みが小さいことから、ＣＤエッチングバイアスには大きく影響しないという利点がある。これに加え、局所的なエッチングＣＤバイアスはエッチングＣＤ均一性に影響するため、ＣＤバイアスが低いとＣＤ均一性の制御にとっても有益である。方法２００を有利に利用してＣＤバイアスの減少した、例えば約０〜１０ｎｍ（つまり１０ｎｍ未満）を有するマスクを供給することができる。
本願で提供する新奇なエッチング方法の実施形態は、エッチングＣＤバイアスと均一性をより良好に制御でき有利である。本発明のマスク構造と方法により、慣用の材料とエッチング処理を用いてエッチングＣＤ均一性制御の向上した「ゼロエッチングバイアス」を得ることができ、つまり技術的な課題に取り組む必要がない
図３は本発明の方法を実施し得るエッチング反応装置３００の一実施形態の概略図である。本願で開示の教示との使用に適合し得る適切な反応装置には、例えば、分離型プラズマソース（ＤＰＳ（商標名））ＩＩ反応装置、テトラ（商標名）Ｉ、テトラ（商標名）ＩＩフォトマスクエッチングシステムが含まれ、これらは全てカリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアル社から入手可能である。ＤＰＳ（商標名）ＩＩ反応装置は同じくアプライドマテリアル社から入手可能なセンチュラ（商標名）集積半導体ウェハ処理システムの処理モジュールとしても使用することができる。ここでで図示の反応装置３００の特定の実施形態は例示を目的としたものであり、本発明の範囲を制限するために用いられるべきではない。
反応装置３００は、通常、導電性本体部（壁部）３０４内に基板台座部３２４を有する処理チャンバ３０２と制御装置３４６とを備える。チャンバ３０２は実質的に平坦な誘電性天井部３０８を有する。別の改良型の処理チャンバ３０２は別のタイプの天井部、例えばドーム型天井部を有する。天井部３０８の上方にはアンテナ３１０が配置されている。アンテナ３１０は１つ以上の選択的に制御可能な誘導コイル素子（２つの同軸素子３１０ａ、３１０ｂが図３に図示されている）を備えている。アンテナ３１０は第１整合回路３１４を介してプラズマ電源３１２に連結されている。プラズマ電源３１２は、典型的には、調整可能な周波数約５０ｋＨｚ〜約１３．５６ＭＨｚで約３０００ワット（Ｗ）までの電力を発生可能である。一実施形態において、プラズマ電源３１２は誘導結合ＲＦ電力約３００〜約６００ワットを供給する。
基板台座部（カソード）３２４は第２整合回路３４２を介してバイアス電源３４０に連結されている。バイアス電源３４０は調整可能なパルス周波数約１〜約１０ｋＨｚで約０〜約６００Ｗの電力を供給する。バイアス電源３４０はパルス方式ＲＦ出力を行う。或いは、バイアス電源３４０はパルス方式ＤＣ出力を行ってもよい。電源３４０が一定の出力を行うことも考えられる。
一実施形態において、バイアス電源３４０はパルス周波数約１〜１０ｋＨｚ、負荷サイクル約１０〜約９５％で約６００ワット未満のＲＦ電力を供給するように構成されている。別の実施形態において、バイアス電源３４０はパルス周波数約２〜約５ｋＨｚ、負荷サイクル約８０〜約９５％で約２０〜約１５０ワットのＲＦ電力を供給するように構成されている。
一実施形態において、ＤＰＳ（商標名）ＩＩ反応装置の場合と同様に、基板支持台座部３２４は静電チャック３６０を含んでいてもよい。静電チャック３６０は少なくとも１つのクランプ電極３３２を備え、チャック電源３６６により制御する。別の実施形態において、基板台座部３２４はサセプタ締め付けリング、メカニカルチャック等の基板保持機構を備えていてもよい。
処理チャンバ３０２にはガスパネル３２０が連結されており、処理ガス及び／又はその他のガスを処理チャンバ３０２の内部に供給する。図３に図示の実施形態において、ガスパネル３２０はチャンバ３０２の側壁３０４の流路３１８に形成された１つ以上の吸気口３１６に連結されている。１つ以上の吸気口３１６をその他の場所、例えば処理チャンバ３０２の天井部３０８に設置することも考えられる。
一実施形態において、ガスパネル３２０は処理中に１つ以上の処理ガスを吸気口３１６を介して処理チャンバ３０２の内部へと選択的に供給するようにと適合されている。例えば、一実施形態において、マスクのエッチング方法と関連して以下で説明するように、ガスパネル３２０は１つのフッ素含有及び／又は塩素含有処理ガス（又は複数のガス）を処理チャンバ３０２の内部へと選択的に供給するように適合させてもよい。処理中、プラズマをガスから形成し、プラズマ電源３１２からの電力の誘導結合によりプラズマを維持する。或いは、プラズマを他の方法を用いて遠隔的に形成する又は点火してもよい。
チャンバ３０２内の圧力は絞り弁３６２と真空ポンプ３６３を用いて制御する。真空ポンプ３６３と絞り弁３６２はチャンバ圧力を約１〜約２０ｍＴｏｒｒの範囲で維持可能である。
壁部３０４の温度は壁部３０４内を通る液体含有導管（図示せず）を用いて制御してもよい。壁部の温度は通常、約６５℃に維持される。典型的には、チャンバ壁部３０４は金属（例えば、アルミニウム、ステンレススチールその他）から成り、電気アース３０６に連結されている。処理チャンバ３０２は処理制御、内部診断、終点検知等のための慣用のシステムも備える。こういったシステムはサポートシステム３５４として集合的に図示している。
レチクルアダプタ３８２を用いて、基板（レチクル又はその他の加工対象物）３２２を基板支持台座部３２４上に固定してもよい。レチクルアダプタ３８２は、通常、台座部３２４の上面（例えば、静電チャック３６０）を覆うように加工された下部３８４と、基板３２２を保持できるようなサイズと形状に形成された開口部３８８を有する上部３８６とを含む。開口部３８８は、通常、台座部３２４の実質的に中央に位置する。アダプタ３８２は、通常、ポリイミドセラミック又は石英等の耐エッチング性耐熱材料の単一体から形成される。適切なレチクルアダプタは２００１年６月２６日発行の米国特許第６２５１２１７号に開示されており、参照により本願に組み込まれる。エッジリング３２６でアダプタ３８２を覆っても及び／又はアダプタ３８２を台座部３２４に固定してもよい。
昇降機構３３８を用いてアダプタ３８２の昇降と、ひいては基板３２２の基板支持台座部３２４からの上げ下ろしを行う。通常、昇降機構３３８は各ガイド穴３３６を通る複数の昇降ピン（昇降ピン３３０が１つ図示されている）を備える。
作動中、基板３２２の温度は基板台座部３２４の温度を安定化させることで制御する。一実施形態において、基板支持台座部３２４はヒータ３４４と任意のヒートシンク３２８を備える。ヒータ３４４は伝熱流体をその内部に貫流させるように構成された１つ以上の流体導管であってもよい。別の実施形態において、ヒータ３４４は、ヒータ電源３６８により調節する少なくとも１つの発熱体３３４を備えていてもよい。任意でガス供給源３５６からの背面ガス（例えばヘリウム（Ｈｅ））を基板３２２下の台座部表面内に形成された流路へとガス管３５８を介して供給する。背面ガスは台座部３２４と基板３２２との間の熱伝達を促進するために使用する。処理中、埋設ヒータ３４４により台座部３２４を定常温度にまで加熱してもよく、ヘリウム背面ガスとの組み合わせにより基板３２２の均一な加熱がより促進される。
任意で、イオン・ラジカルシールド３２７をチャンバ本体部３０２内の台座部３２４上方に配置してもよい。イオン・ラジカルシールド３２７はチャンバ壁部３０４と台座部３２４から電気的に隔離されており、一般的に、複数の開口部３２９を有する実質的に平坦なプレート３３１を備える。図３に図示の実施形態において、シールド３２７は複数の脚部３２５によりチャンバ３０２内の台座部上方に支持されている。開口部３２９はシールド３２７の表面に所望の開放領域を規定し、処理チャンバ３０２の上部処理容積３７８で発生させたプラズマからイオン・ラジカルシールド３２７と基板３２２との間に位置する下部処理容積３８０へと通過するイオン量を制御する。開放領域が広ければ広いほど、より多くのイオンがイオン・ラジカルシールド３２７を通過可能である。このため、プレート３３１の厚みとともに開口部３２９のサイズと分布により容積３８０内のイオン密度が制御され、シールド３２７はイオンフィルタとして機能する。本発明で有益に適合し得る適切なシールドの一例はクマール（Ｋｕｍａｒ）その他により２００４年６月３０日に出願の米国特許出願第１０／８８２０８４号「フォトマスクプラズマエッチングの方法及び装置」に記載されており、参照により全て本願に組み込まれる。
制御装置３４６は中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）３５０と、メモリ３４８と、ＣＰＵ３５０用のサポート回路３５２とを備え、上述したように、処理チャンバ３０２のコンポーネントとそれに伴うエッチング処理の制御を円滑に行う。制御装置３４６は様々なチャンバ及びサブプロセッサを制御する際に工業環境で使用可能ないずれの形式の汎用コンピュータプロセッサであってもよい。制御装置３４６のメモリ３４８はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピー（商標名）ディスク、ハードディスク、又はその他のいずれの形式のローカル又はリモートデジタルストレージ等の１つ以上の容易に入手可能なメモリであってもよい。サポート回路３５２は慣用のやり方でプロセッサをサポートするためにＣＰＵ３５０に連結されている。これらの回路はキャッシュ、電力供給源、クロック回路、入力／出力回路、サブシステム等を含む。本発明の方法は、通常、ソフトウェアルーチンとしてメモリ３４８又はＣＰＵ３５０にアクセス可能なその他のコンピュータ可読性媒体に保存される。或いは、こういったソフトウェアルーチンをＣＰＵ３５０により制御されるハードウェアとは離れて位置する第２ＣＰＵ（図示せず）で保存する及び／又は実行してもよい。
従って、本願では１０ｎｍ未満のＣＤバイアスと慣用のマスクと比較して向上した均一性属性を有するＥＵＶフォトマスクのエッチング方法を提供する。具体的には、本願で開示のＥＵＶマスクとエッチング方法により慣用のフォトマスク及び製造方法と比較して低いＣＤバイアスと高い均一性が得られる。
上記は本発明の実施形態を対象としているが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく本発明のその他の及び更に別の実施形態を創作することができ、本発明の範囲は特許請求の範囲に基づいて定められる。
Claims (1)
- 基板と、多材料層と、キャップ層と、多層型吸収層をこの順序で備えるフォトマスクを提供する工程と、多層型吸収層はバルク吸収層上に配置された自己マスク層を備え、自己マスク層はタンタルと酸素を含み、バルク吸収層はタンタルを含み基本的に酸素を含まず、
第１エッチング処理を用いて自己マスク層をエッチングする工程と、
第１エッチング処理とは異なる第２エッチング処理を用いてバルク吸収層をエッチングする工程を含み、バルク吸収層のエッチング速度は第２エッチング処理中の自己マスク層のエッチング速度よりも大きい極紫外線フォトマスクのエッチング方法。
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