JP4475510B2 - リソグラフィーマスクの製造方法、リソグラフィーマスク、及びリソグラフィーマスクの露光方法 - Google Patents
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Description
位相シフトマスクには、様々なタイプ(レベンソン型、補助パターン型、自己整合型など)が知られているが、その中の一つとして、ホール、ドットの高解像パターン転写に適したハーフトーン型位相シフトマスクが知られている。このハーフトーン型位相シフトマスクは、透明基板上に、約180°の位相シフト量を有する光半透過膜パターンが形成されたものであり、光半透過膜が単層で形成されているものや多層で形成されているものがある。
例えば、特許文献1には、光半透過膜パターンをモリブデンなどの金属、シリコン、及び窒素を主たる構成要素とする物質からなる薄膜で構成したものが開示されている。このような材料の光半透過膜は、単層で所定の位相シフト量及び透過率を制御できることの他、耐酸性、耐光性等に優れたものが得られる。
上記のように、フォトマスクにおいて用いられる膜材料としては、様々な理由から膜中に窒素を含むものが少なからず開発されている。
析出に寄与している可能性があることが考えられる。
なお、フォトマスク表面に硫酸アンモニウムの析出が認められた場合には品質異常となり、再洗浄、または再作製を行う必要がある。
さらに、本発明は、硫酸アンモニウムの析出要因となるリソグラフィーマスクのアンモニア成分の発生を抑制することによって、ArFエキシマレーザ等硫酸アンモニウムからなる異物の生成反応を促進するような高出力露光手段を露光した際に、硫酸アンモニウムの析出を抑制することができるリソグラフィーマスクを提供することを目的とする。
基板上に所望のパターンを備えたリソグラフィーマスクであって、硫酸アンモニウム系異物の生成反応を促進するような高出力露光手段を用いた露光装置に使用されるためのリソグラフィーマスクの製造方法において、
前記パターンを形成する工程と、前記パターンを形成する工程の後に、硫酸系洗浄剤を用いた洗浄を行う洗浄工程と、前記洗浄工程の後に、前記パターンの硫酸イオンが吸着された表層部の一部又は全部を除去する硫酸除去工程とを少なくとも有することを特徴とするリソグラフィーマスクの製造方法である。
前記硫酸イオンが吸着された表層部は、前記洗浄工程の前であって前記パターンを形成する工程の前又は後にパターンを形成するための基板又は薄膜上或いはパターン上に形成された硫酸イオン吸着層であることを特徴とする第1の手段にかかるリソグラフィーマスクの製造方法である。
基板上に所望のパターンを備えたリソグラフィーマスクであって、硫酸アンモニウム系異物の生成反応を促進するような高出力露光手段を用いた露光装置に使用されるためのリソグラフィーマスクの製造方法において、
前記パターンを形成する工程と、前記パターンを形成する工程の後に、硫酸系洗浄剤を用いた洗浄を行う洗浄工程と前記洗浄工程の後に、85℃以上の温度の非硫酸系液体による硫酸除去工程とを少なくとも有することを特徴とするリソグラフィーマスクの製造方法である。
前記パターンが、窒素を少なくとも含む材料からなる層を少なくとも最上層に有するパターンであり、
前記パターンを形成する前又は後に、前記窒素を少なくとも含む材料からなる層に対し、アンモニウムイオン生成防止処理を施す工程を有することを特徴とする第1〜第3のいずれかの手段にかかるリソグラフィーマスクの製造方法である。
前記アンモニウムイオン生成防止処理が、熱処理、光照射処理、及び表面酸化処理の一種又は二種以上の処理を組み合せた処理であることを特徴とする第4の手段にかかるリソグラフィーマスクの製造方法である。
前記洗浄工程は、前記アンモニウムイオン生成防止処理を施す工程の後に行うことを特徴とする第4又は第5の手段にかかるリソグラフィーマスクの製造方法である。
透明基板上に、シリコン及び窒素を少なくとも含む材料からなる層を少なくとも最上層に有するパターンを備えたリソグラフィーマスクであって、硫酸アンモニウム系異物の生成反応を促進するような高出力露光手段を用いた露光装置に使用されるためのリソグラフィーマスクの製造方法において、
前記シリコン及び窒素を少なくとも含む材料からなる層のパターンを形成する工程と、
前記パターン形成されたシリコン及び窒素を少なくとも含む材料からなる層に対し、アンモニウムイオン生成防止処理を施す工程とを少なくとも含むことを特徴とするリソグラフィーマスクの製造方法。
前記アンモニウムイオン生成防止処理が、熱処理、光照射処理、及び酸化処理の一種又は二種以上の処理を組み合せた処理であることを特徴とする第7の手段にかかるリソグラフィーマスクの製造方法である。
前記アンモニウムイオン生成防止処理を、リソグラフィーマスクの最終工程にて行うことを特徴とする第7又は第8の手段にかかるリソグラフィーマスクの製造方法である。
前記リソグラフィーマスクは、波長が200nm以下の露光光を備えた露光装置に使用するためのフォトマスクであることを特徴とする第1〜第9の何れかの手段にかかるリソグラフィーマスクの製造方法である。
前記リソグラフィーマスクが、ArFエキシマレーザを露光光源として備えた露光装置に使用されるための位相シフトマスクであり、前記パターンは、モリブデン、シリコン、及び窒素を含有する光半透過膜を少なくとも最上層に有することを特徴とする第10の手段にかかるリソグラフィーマスクの製造方法である。
透明基板上に、窒素を少なくとも含む材料からなる層を少なくとも最上層に有するパターンを備えたフォトマスクであって、硫酸アンモニウムからなる異物の生成反応を促進するような高出力露光手段を用いた露光装置に使用されるためのリソグラフィーマスクにおいて、
前記窒素を少なくとも含む材料からなる層が、パターン形成された後になされたアンモニウムイオン生成防止処理により表面改質が施された層であることを特徴とするリソグラ
フィーマスクである。
前記リソグラフィーマスクは、波長が200nm以下の露光光を備えた露光装置に使用するためのフォトマスクであることを特徴とする第12の手段にかかるリソグラフィーマスクである。
前記リソグラフィーマスクが、ArFエキシマレーザを露光光源として備えた露光装置に使用されるための位相シフトマスクであり、前記パターンは、モリブデン、シリコン、及び窒素を含有する光半透過膜を少なくとも最上層に有することを特徴とする第13の手段にかかるリソグラフィーマスクである。
さらに、本発明のリソグラフィーマスクによれば、硫酸アンモニウムの析出要因となるリソグラフィーマスクのアンモニア成分の発生を抑制することによって、ArFエキシマレーザ等硫酸アンモニウムからなる異物の生成反応を促進するような高出力露光手段を露光した際に、硫酸アンモニウムの析出を抑制することができる。
例えば、ArFエキシマレーザ光等の200nm以下のレーザ光からなる露光光等、硫酸アンモニウム系異物(硫酸アンモニウム及び硫酸アンモニウムを主体とするアンモニウム塩を含む)の生成反応を促進するような高出力露光手段を露光したときに、硫酸アンモニウム系異物の析出を低減させるためには、リソグラフィーマスク上の硫酸イオンを低減する方法と、アンモニウムイオンを低減する方法が考えられる。
まず、硫酸イオンを低減する方法として、洗浄工程に使用する硫酸系洗浄剤の残留硫酸イオンを低減する方法が挙げられる。
即ち、硫酸イオンが吸着したパターンの表面及び側壁の表層部の一部又は全部を除去することによって、残留した硫酸を低減することができる。
硫酸除去工程において、パターンの表層部の一部を除去する方法としては、該表層部の材質が溶解可能な液体を用いてスライトエッチングする方法や、スクラブ方式等の物理的に表層部を除去可能な物質を接触して摺動させる方法が挙げられる。吸着した硫酸イオンを効果的に除去するために、除去する深さは10Å以上とすることが好ましい。
として上記硫酸除去工程を行うことによって、硫酸除去工程の処理時間を短縮することができる。リンスと別工程に行う場合は、リンス後に引続き行っても、他の洗浄を行った後に行ってもよい。尚、液体の温度は、硫酸イオンを効果的に除去するためには85℃以上とすることが好ましく、さらには90℃以上とすることが硫酸イオンの除去効果が飛躍的に高まるため好ましい。
このような硫酸除去工程を行い、かつ本来のパターン特性を損なわないためには、予め除去分を見越したパターンを形成しておく方法がある。
この方法は、例えば、洗浄工程の前のパターン形成前のブランクの状態、又は洗浄工程の前のパターン形成後に、新たな層を硫酸イオン吸着層として設ける方法や、多層構造の膜では上層を硫酸イオン吸着層として兼ね、上層が在る状態で洗浄工程を行い、その後に上層を除去する方法などが挙げられる。
この方法によれば、リソグラフィーマスクに吸着した残留硫酸イオンを効果的に除去することができる。
また、上記硫酸除去工程は、非硫酸系液体への浸漬、スピン方式によるパドル供給等の非硫酸系液体の供給、またはミスト状の非硫酸系液体への暴露等により行うことができる。
アンモニウムイオンを低減する方法として、窒素を含む薄膜中からのアンモニウムイオンの発生を抑制する方法が考えられが、この実施の形態によれば、窒素を含む薄膜から発生するアンモニウムイオンを抑制することができる。
アンモニウムイオン生成防止処理とは、処理を施した表面を純水抽出によるイオンクロマトグラフィー法等でアンモニウムイオン(NH4 +)濃度を測定したときに、処理前に比べてNH4 +濃度が減少しており、例えばイオンクロマトグラフィー法で測定したNH4 +濃度が、20ng/cm2以下、好ましくは10ng/cm2以下、さらに好ましくは5ng/cm2以下となるように施された処理である。
このアンモニウムイオン生成防止処理は、パターンを形成する前のブランクの状態で施されたものであっても、パターンを形成した後(エッチング工程より後)であってもよい。尚、パターンを形成した後に行うことによって、パターンの側壁に対しても表面処理が可能となるため、好ましい。
熱処理は、大気、或いは酸素、二酸化炭素などの酸素を含む雰囲気中での表面熱酸化処理、又は窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気、真空中での熱処理が挙げられる。この熱処理により、膜構造の再配列が助長され、安定化することによって、アンモニウムイオンの生成が抑制されると考えられる。熱処理温度としては、180℃以上、好ましくは25
0℃以上が望ましい。また、熱処理時間は、処理温度や処理雰囲気によって異なるが、熱を均一に付与することを考慮すると、最低でも5分以上、好ましくは10分以上であることが望ましい。尚、熱処理温度が400℃を超える場合は、例えば酸素を含む活性雰囲気においては、薄膜表面との反応が過敏に進行する場合があり、薄膜の機能が損なう可能性があるため、酸素を含まないか、充分に酸素濃度を制御した雰囲気において熱処理することが好ましい。
表面酸化処理は、上述の熱酸化処理や光酸化処理の他に、酸素雰囲気によるアッシング、イオン注入、オゾン酸化等が挙げられる。表面酸化処理により、表面の酸素含有量を増加させることによって、アンモニウムイオンの生成を抑制することができる。
この方法によれば、洗浄工程で使用する硫酸系洗浄液などの液体に接触する前にアンモニウムイオン生成防止処理を行うので、アンモニウムイオン生成防止処理の処理効率が高い。さらに、洗浄工程や硫酸除去工程によりパターンの特性が変化する恐れがあり、アンモニウムイオン生成防止処理によりその特性変化が低減できるような場合に、洗浄工程をアンモニウムイオン生成防止処理の後に行うことによって、パターンの特性変化を抑制することが可能となる。
アンモニウムイオン生成防止処理とは、処理を施した表面を純水抽出によるイオンクロマトグラフィー法等でアンモニウムイオン(NH4 +)濃度を測定したときに、処理前に比べてNH4 +濃度が減少しており、例えばイオンクロマトグラフィー法で測定したNH4 +濃度が、20ng/cm2以下、好ましくは10ng/cm2以下、さらに好ましくは5ng/cm2以下となるように施された処理である。
尚、リソグラフィーマスクにおける窒素を含有する薄膜としては、フォトマスクにおける遮光膜、反射防止膜、位相シフトマスクの光半透過膜等が挙げられる。ハーフトーン型位相シフトマスクの光半透過膜としては、単層構造のものと多層構造のものがあり、単層
構造の光半透過膜の材料としては、例えば、シリコン及び窒素を含むもの、又は金属、シリコン、及び窒素を含むもの、或いはこれらに、酸素、フッ素、炭素、及び水素から選ばれる一種又は二種以上を含有する材料が挙げられる。尚、金属としては、モリブデン、タンタル、タングステン、クロム、チタン、ニッケル、パラジウム、ハフニウム、ジルコニウム等から選ばれる一種又は二種以上を含むものが挙げられ、多層構造の光半透過膜としては、上記単層構造の光半透過膜の材料膜を二層以上積層させたもの、クロム、タンタル、ハフニウム、マグネシウム、アルミニウム、チタン、バナジウム、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、スズ、ランタン、タングステン、シリコン等から選ばれる一種又は二種以上を含む金属膜等の透過率調整層と、上記単層の材料(ハーフトーン膜)を積層させたもの等が挙げられる。尚、ハーフトーン型位相シフトマスクの光半透過膜は、位相シフト効果を得るために、位相差が約180°に設定されており、透過率は3〜40%の範囲から選択された透過率に設定される。さらに、ハーフトーン型位相シフトマスク以外の位相シフトマスクとしては、光半透過膜では位相シフト機能を実質的に有さず、基板の掘り込むことにより位相シフト機能を持たせた位相シフトマスクが挙げられる。この場合の光半透過膜としては、上記した単層ハーフトーン型位相シフトマスクの材料を少なくとも上層に備えたものが考えられる。
上記のアンモニウムイオン生成防止処理は、硫酸系洗浄剤を用いて洗浄する場合は、洗浄工程において吸着する硫酸イオンの影響で、処理効率が低下することが考えられるため、硫酸系洗浄剤を用いた洗浄工程の前に行うか、該洗浄工程の後に行う場合は硫酸除去工程の後に行うことが好ましい。また、洗浄工程等によりパターンの特性が変化する恐れがあり、アンモニウムイオン生成防止処理によりその特性変化が低減できるような場合は、その工程の前にアンモニウムイオン生成防止処理を行うことが好ましい。さらに、アンモニウムイオン生成防止処理は、一回に限らず、複数回行ってもよい。
熱処理は、大気、或いは酸素、二酸化炭素などの酸素を含む雰囲気中での表面熱酸化処理、又は窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気、真空中での熱処理が挙げられる。この熱処理により、膜構造の再配列が助長され、安定化することによって、アンモニウムイオンの生成が抑制されると考えられる。熱処理温度としては、180℃以上、好ましくは250℃以上が好ましい。また、熱処理時間は、処理温度や処理雰囲気によって異なるが、熱を均一に付与することを考慮すると、最低でも5分以上、好ましくは10分以上であることが好ましい。尚、熱処理温度が400℃を超える場合は、例えば酸素を含む活性雰囲気においては、薄膜表面との反応が過敏に進行する場合があり、薄膜の機能が損なう可能性があるため、酸素を含まないか、充分に酸素濃度を制御した雰囲気において熱処理することが好ましい。
V照射装置等、200nm以下の波長の光を用いてを用いて実施することができる。光照射は、大気、或いは酸素、二酸化炭素などの酸素を含む雰囲気中で処理することができる。照射出力は10mW以上、好ましくは30mW以上であり、かつ照射時間としては5分以上、好ましくは10分以上とすることが望ましい。
表面酸化処理は、上述の熱酸化処理や光酸化処理の他に、酸素雰囲気によるアッシング、イオン注入、オゾン酸化等が挙げられる。表面酸化処理により、表面の酸素含有量を増加させることによって、アンモニウムイオンの生成を抑制することができる。
このような位相シフトマスクとしては、単層の光半透過層を備えた単層ハーフトーン型位相シフトマスク、上層にモリブデン、シリコン、及び窒素を含有する層を有する多層の位相シフト機能を有する光半透過層を備えた多層ハーフトーン型位相シフトマスク、光半透過層では位相シフト機能を実質的に有さず、基板の掘り込むことにより位相シフト機能を持たせた位相シフトマスク等が挙げられる。
アンモニウムイオン生成防止処理とは、処理を施した表面を純水抽出によるイオンクロマトグラフィー法等でアンモニウムイオン(NH4 +)濃度を測定したときに、処理前に比べてNH4 +濃度が減少しており、例えばイオンクロマトグラフィー法で測定したNH4 +濃度が、20ng/cm2以下、好ましくは10ng/cm2以下、さらに好ましくは5ng/cm2以下となるように施された処理である。
表面改質は、具体的には、熱処理、光照射処理、及び表面酸化処理の一種又は二種以上の処理により、組成変化又は膜質変質が生じた表面層である。その深さは、10Å以上であることがアンモニウムイオン生成防止の効果を得るために好ましい。
このような位相シフトマスクとしては、単層の光半透過層を備えた単層ハーフトーン型位相シフトマスク、上層にモリブデン、シリコン、及び窒素を含有する層を有する多層の位相シフト機能を有する光半透過層を備えた多層ハーフトーン型位相シフトマスク、光半透過層では位相シフト機能を実質的に有さず、基板の掘り込むことにより位相シフト機能を持たせた位相シフトマスク等が挙げられる。
図1にフォトマスクの一種であるハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法のフロー例を示す。
まず、透明基板2上にモリブデンなどの金属、シリコン、及び窒素から実質的になる単層構造の光半透過膜3を形成、その上にクロム系遮光膜4を形成、さらにその上にレジスト膜5を形成したフォトマスクブランク1を用意する(図1(工程1))。前記光半透過膜3は、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)との混合ターゲット(Mo:Si=8:92mol%)を用い、アルゴン(Ar)と窒素(N2)との混合ガス雰囲気(Ar:N2
=10%:90%、圧力:0.2Pa)で、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、透明基板2上に形成されたものである。このフォトマスクブランク1は、ArFエキシマレーザ(波長193nm)でおいて、透過率はそれぞれ5.5%、位相シフト量が約180°のArFエキシマレーザ用フォトマスクブランクである。
+O2ガスによるドライエッチング(図1(工程4))で遮光膜4をエッチングして遮光部4aを形成し、次いでレジストパターン5aと遮光部4aをマスクとして光半透過膜3をエッチングして光半透過部3a、レジスト剥離と洗浄(図1(工程5))を行って光半透過部を作製する(工程1〜工程5を形成、光半透過部形成工程と呼ぶ)。
本実施例においては、上記に図1を用いて説明した工程のうち、光半透過部形成工程のレジスト剥離洗浄工程である工程5及び遮光帯形成工程のレジスト剥離洗浄工程である工程10のレジスト剥離において、100℃の硫酸と過水の混合液7を用い、その後のリンスにおいては92℃の温純水8を用いた。尚、このリンス工程は、本発明の硫酸除去工程に該当する。尚、リンス工程においては、市販されている半導体用の純水加熱装置9とは、装置安全性と性能保証などから約85℃程度が限界であるため、純水加熱装置から供給された75℃の温純水を石英製のディップ槽10に供給、かつディップ槽外に昇温させるためのヒーター11を設置し、純水温度を92℃まで上昇させた。
工程10を実施した後に、マスク表面の硫酸イオン濃度をイオンクロマトグラフィー法で測定した結果、0.2ng/cm2であり、硫酸イオン濃度の低減が認められた。
従って、本実施例によれば、硫酸除去工程を実施することによって、露光光照射によって硫酸アンモニウム系異物の析出反応の元となる物質を低減することが可能となる結果、硫酸アンモニウム系異物の析出を低減することが可能となる。
比較のため、実施例1における純水リンス温度を75℃とした以外は、実施例と同様の処理を行った。そのときのマスク表面の硫酸イオン濃度は、実施例1と同条件の測定法において1.7ng/cm2であった。
実施例2は、硫酸除去工程を実施した他の例であり、図3は実施例2の硫酸除去工程を説明する図である。
本実施例は、実施例1における92℃の温純水を用いたリンス工程を、75℃の温純水ミスト12を吐出しながらスピン処理を実施し、次のリンス工程として92℃のディップ処理を用いた例である。
本実施例によれば、実施例1と同様なディップ処理のみでは、純水加熱装置9の温純水の供給に制限があるため、温純水ディップ槽10内の液体置換効率が悪く、硫酸除去工程(温純水の処理時間)が長くなり、場合によっては温水耐性が充分ではないために光半透過膜の光学特性が変化してしまう。そのため、置換効率の良いスピン処理方式をプレリンス工程として残留した硫酸を短時間で除去することにより、次のリンス工程である92℃のディップ処理の処理時間を短縮でき、その結果、光半透過膜の光学特性の変動を抑制できる。なお、プレリンス工程として75℃の温純水を使ったが、吐出時の大気放出による熱放出と基板の熱吸収作用等により、温純水の実温度としては75℃未満である。
このようなリンス工程を行った結果、実施例1と同等の硫酸イオン濃度であった。
従って、本実施例によれば、実施例1と同様に、硫酸アンモニウム系異物の析出を低減することが可能となる。
実施例3は、硫酸除去工程を実施した他の例であり、図3は実施例1を説明する図である。本実施例においては、工程5と工程10のレジスト剥離において100℃の硫酸と過水の混合液、及び通常の低温リンス(室温〜40℃)を行い、工程12のペリクル装着前の洗浄において、92℃の温純水を用いた。
その結果、洗浄後の硫酸イオン濃度は、実施例1と同等な硫酸イオン濃度であった。
従って、本実施例によれば、実施例1と同様に、硫酸アンモニウム系異物の析出を低減することが可能となる。
実施例4は、アンモニウムイオン生成防止処理を実施した例であり、図4は実施例4のアンモニウムイオン生成防止処理を説明する図である。
本実施例においては、上記に図1を用いて説明した工程のうち、工程9で露出した光半透過膜を大気雰囲気中で約350℃の熱処理を約20分実施した(図4(1))。尚、図4中の矢印は、熱処理がなされている様子を模式的に示したものである。
この処理の前後の表面状態については、X線光電子分光分析法による分析を行った結果、O(酸素)濃度が55原子%増加し、N(窒素)濃度が30原子%減少し、組成変化が認められた深さが約15Åであった。
次に、工程10にてレジストを剥離後、イオンクロマトグラフィー法で光半透過膜表面のアンモニウム濃度を測定した結果、アンモニウム生成防止処理なしのサンプルは108ng/cm2、アンモニウム生成防止処理ありについては1.3ng/cm2であった。
本実施例によれば、アンモニウムイオン生成防止処理を実施することによって、露光光照射によって硫酸アンモニウム系異物の析出反応の元となる物質を低減することが可能となる結果、硫酸アンモニウム系異物の析出を低減することが可能となる。
実施例5は、アンモニウムイオン生成防止処理を実施した他の例であり、図5は実施例5のアンモニウムイオン生成防止処理を説明する図である。
実施例5では、実施例4における熱処理の代わりに、λ=172nmのエキシマUV照射
装置を用いて大気中で約15分の連続照射を実施した(図5(1))。尚、図4中の矢印は、UV照射がなされている様子を模式的に示したものである。レジストを剥離、イオンクロマトグラフィー法で光半透過膜表面のアンモニウム濃度を測定した結果、アンモニウム生成防止処理なしのサンプルは108ng/cm2、アンモニウム生成防止処理ありについては3.7ng/cm2であった。この結果から、この処理によって、実施例4と同様に表面改質層が形成されていると考えることができる。
なお、実施例5では、工程9のレジストが残存している状態でアンモニウム生成防止処理を行ったが、工程10のレジスト剥離、洗浄で露出した光半透明膜に上記処理を行うことでも同効果を得た(図5(2))。
従って、本実施例によれば、実施例4と同様に、硫酸アンモニウム系異物の析出を低減することが可能となる。
実施例6は、硫酸除去工程とアンモニウムイオン生成防止処理の双方を実施した例である。
本実施例においては、工程9において実施例4と同様の熱処理を行うことによりアンモニウムイオン生成防止処理を行った。そして、工程10のレジスト剥離において、実施例1と同様の100℃の硫酸と過水の混合液7を用い、その後のリンスにおいては92℃の温純水8を用うことで、硫酸除去工程を行った。
本実施例によれば、アンモニウムイオン生成防止処理により、実施例4と同等にアンモニウムイオンを減らすことができる他に、光半透過膜の耐洗浄液耐性及び耐温水耐性が増すため、工程10の処理による光半透過膜の膜減りを低減することができ、光学特性の変化を防止することができる。
さらに、工程10で行う硫酸除去工程によって、実施例1と同様に硫酸イオンも低減することができる。
本実施例によれば、硫酸除去工程とアンモニウムイオン生成防止処理の双方を実施することによって、露光光照射によって硫酸アンモニウム系異物の析出反応の元となる物質両方を低減することが可能となる結果、硫酸アンモニウム系異物の析出を低減することが可能となる。
実施例7は、硫酸除去工程とアンモニウムイオン生成防止処理の双方を実施した他の例である。
本実施例においては、実施例6において工程9で形成したアンモニウムイオン生成防止層を、工程12のペリクル装着前の洗浄で除去する硫酸除去工程を実施した。本実施例においては、硫酸除去工程を、92℃の温純水と強アルカリ性の液体を用い、アンモニウムイオン生成防止層が一部除去されるようにした。その結果、表層部の硫酸イオンは除去されかつ光半透過膜からアンモニウムイオンが発生することも抑制することができる。
本実施例によれば、硫酸除去工程とアンモニウムイオン生成防止処理の双方を実施することによって、露光光照射によって硫酸アンモニウム系異物の析出反応の元となる物質両方を低減することが可能となる結果、硫酸アンモニウム系異物の析出を低減することが可能となる。
上記実施例では、ArFエキシマレーザ用のハーフトーン型位相シフトマスクについて
説明したが、本発明は、他の位相シフトマスク等フォトマスク、X線、EUV、電子線等の
放射線マスク等、硫酸アンモニウム系異物の生成反応を促進するような高出力露光手段を用いた露光装置に使用されるためのリソグラフィーマスクに適用することができる。
2 透明基板
3 光半透過膜
4 遮光膜
5、6 レジスト膜
Claims (24)
- 基板上に所望のパターンを備えたリソグラフィーマスクであって、硫酸アンモニウム系異物の生成反応を促進するような高出力露光手段を用いた露光装置に使用されるためのリソグラフィーマスクの製造方法であって、
前記パターンを形成する工程と、
前記パターンを形成する工程の後に、硫酸系洗浄剤を用いた洗浄を行う洗浄工程と、
前記洗浄工程の後に、前記パターンの硫酸イオンが吸着された表層部の一部又は全部を除去する硫酸除去工程とを有し、
前記パターンが、窒素を少なくとも含む材料からなる層を少なくとも最上層に有するパターンであり、
前記パターンを形成する前又は後に、前記窒素を少なくとも含む材料からなる層に対し、200nm以下の波長の光を用いた光照射処理を施す工程を有することを特徴とするリソグラフィーマスクの製造方法。 - 前記光照射処理に、熱処理を組み合せることを特徴とする請求項1に記載のリソグラフィーマスクの製造方法。
- 前記洗浄工程は、前記光照射処理を施す工程の後に行うことを特徴とする請求項1又は2に記載のリソグラフィーマスクの製造方法。
- 透明基板上に、窒素を少なくとも含む材料からなる層を少なくとも最上層に有するパターンを備えたリソグラフィーマスクであって、硫酸アンモニウム系異物の生成反応を促進するような高出力露光手段を用いた露光装置に使用されるためのリソグラフィーマスクの製造方法において、
前記窒素を少なくとも含む材料からなる層のパターンを形成する工程と、
前記パターン形成された窒素を少なくとも含む材料からなる層に対し、200nm以下の波長の光を用いた光照射処理を施す工程とを少なくとも含むことを特徴とするリソグラフィーマスクの製造方法。 - 前記窒素を少なくとも含む材料からなる層は、さらにシリコンを含むことを特徴とする
請求項4に記載のリソグラフィーマスクの製造方法。 - 前記窒素を少なくとも含む材料からなる層は、さらに金属を含むことを特徴とする請求項4に記載のリソグラフィーマスクの製造方法。
- 前記窒素を少なくとも含む材料からなる層は、遮光膜、反射防止膜、又は位相シフトマスクにおける光半透過膜であることを特徴とする請求項4〜6の何れか一項記に載のリソグラフィーマスクの製造方法。
- 前記光照射処理に、熱処理を組み合せることを特徴とする請求項4〜7の何れか一項に記載のリソグラフィーマスクの製造方法。
- 前記熱処理が、180℃以上で行われることを特徴とする請求項8に記載のリソグラフィーマスクの製造方法。
- 前記熱処理は、酸素を含む雰囲気下で行うことを特徴とする請求項8又は9に記載のリソグラフィーマスクの製造方法。
- 前記光照射処理は、酸素を含む雰囲気下で行うことを特徴とする請求項4〜10の何れか一項に記載のリソグラフィーマスクの製造方法。
- 前記光照射処理を、リソグラフィーマスクの最終工程にて行うことを特徴とする請求項4〜11の何れか一項に記載のリソグラフィーマスクの製造方法。
- 前記リソグラフィーマスクの洗浄は、非硫酸洗浄剤を用いた洗浄のみを行うことを特徴とする請求項4〜12の何れか一項に記載のリソグラフィーマスクの製造方法。
- 前記リソグラフィーマスクは、波長が200nm以下の露光光を備えた露光装置に使用するためのフォトマスクであることを特徴とする請求項1〜13の何れか一項に記載のリソグラフィーマスクの製造方法。
- 前記リソグラフィーマスクが、ArFエキシマレーザを露光光源として備えた露光装置に使用されるための位相シフトマスクであり、前記パターンは、モリブデン、シリコン、及び窒素を含有する光半透過膜を少なくとも最上層に有することを特徴とする請求項14に記載のリソグラフィーマスクの製造方法。
- 前記光照射処理は、前記処理を施した表面を純水抽出によるイオンクロマトグラフィー法でアンモニウムイオン(NH4 +)濃度を測定したときに、前記アンモニウムイオン濃度が、処理前のアンモニウムイオン濃度に比べて減少するものであることを特徴とする請求項1〜15の何れか一項に記載のリソグラフィーマスクの製造方法。
- 前記光照射処理は、前記処理を施した表面を純水抽出によるイオンクロマトグラフィー法でアンモニウムイオン(NH4 +)濃度を測定したときに、前記アンモニウムイオン濃度が20ng/cm2以下となるものであることを特徴とする請求項1〜16の何れか一項に記載のリソグラフィーマスクの製造方法。
- 透明基板上に、窒素を少なくとも含む材料からなる層を少なくとも最上層に有するパターンを備えたフォトマスクであって、硫酸アンモニウムからなる異物の生成反応を促進するような高出力露光手段を用いた露光装置に使用されるためのリソグラフィーマスクにおいて、
前記窒素を少なくとも含む材料からなる層が、パターン形成された後になされた、200nm以下の波長の光を用いた光照射処理により表面改質が施された層であることを特徴とするリソグラフィーマスク。 - 前記リソグラフィーマスクは、波長が200nm以下の露光光を備えた露光装置に使用するためのフォトマスクであることを特徴とする請求項18に記載のリソグラフィーマスク。
- 前記リソグラフィーマスクが、ArFエキシマレーザを露光光源として備えた露光装置に使用されるための位相シフトマスクであり、前記パターンは、モリブデン、シリコン、及び窒素を含有する光半透過膜を少なくとも最上層に有することを特徴とする請求項19に記載のリソグラフィーマスク。
- 前記表面改質された層は、純水抽出によるイオンクロマトグラフィー法でアンモニウムイオン(NH4 +)濃度を測定したときに、前記アンモニウムイオン濃度が20ng/cm2以下となるものであることを特徴とする請求項18〜20の何れか一項に記載のリソグラフィーマスク。
- 前記窒素を少なくとも含む材料からなる層は、位相差が180°の位相シフト効果をもち、透過率が3〜40%であることを特徴とする請求項18〜21の何れか一項に記載のリソグラフィーマスク。
- 請求項1〜17の製造方法によるリソグラフィーマスクまたは請求項18〜22のリソグラフィーマスクを、200nm以下の波長の露光光を照射する露光装置を使用して露光することを特徴とするリソグラフィーマスクの露光方法。
- 請求項1〜17の製造方法によるリソグラフィーマスクまたは請求項18〜22のリソグラフィーマスクを、ArFエキシマレーザを露光光源として備えた露光装置を使用して露光することを特徴とするリソグラフィーマスクの露光方法。
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