JP5471630B2 - Method for manufacturing mask for extreme ultraviolet exposure - Google Patents
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Description
この発明は、半導体素子の製造工程で、極端紫外線を利用した露光に用いられる極端紫外線露光用マスクの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a mask for exposure to extreme ultraviolet rays used for exposure using extreme ultraviolet rays in a semiconductor element manufacturing process.
半導体素子の微細化に伴い、半導体素子の製造工程で行われる露光工程で用いられる光源の波長は、高圧水銀灯のｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、極端紫外線（１３．５ｎｍ）と短波長化の傾向にある。
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。
With the miniaturization of semiconductor elements, the wavelength of the light source used in the exposure process performed in the manufacturing process of the semiconductor elements is g-line (436 nm), i-line (365 nm), KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer of high-pressure mercury lamp. Lasers (193 nm) and extreme ultraviolet rays (13.5 nm) tend to be shortened.
Exposure using a light source having a wavelength longer than 193 nm, which is the wavelength of the ArF excimer laser, can be performed in the atmosphere. The exposure mask used is generally formed by forming a light shielding film made of chromium (Cr) or the like on a quartz glass substrate that transmits exposure light, and processing the light shielding film to form a pattern. This is a transmissive mask obtained.
一方、１３．５ｎｍの極端紫外線露光は、その波長の特性から真空中で行わなくてはならない。また、露光用マスクとしては、上述のような透過部と遮光部からなる透過型マスクではなく、反射部と吸収部からなる反射型マスクを用いなければならない。
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。
On the other hand, extreme ultraviolet exposure at 13.5 nm must be performed in a vacuum due to the characteristics of the wavelength. In addition, as an exposure mask, a reflective mask composed of a reflective portion and an absorbing portion must be used instead of a transmissive mask composed of a transmissive portion and a light shielding portion as described above.
The extreme ultraviolet exposure mask is obtained, for example, through a process of forming a pattern on a mask blank having a structure shown in FIG. The mask blank of FIG. 1 is made of a low thermal expansion material, and a
低反射膜１６は、マスクパターンの欠陥検査時に極端紫外線以外の波長を用いる場合に極端紫外線反射膜１２とのコントラストを良好にする目的で、極端紫外線吸収膜１５の上に形成されており、極端紫外線を吸収する材料からなる。また、保護膜１３を形成する材料によっては、図２に示すような、緩衝膜１４が無い構造のマスクブランクもある。
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。
The
As a material used for the extreme
極端紫外線露光用マスクを製造する際には、先ず、図１または図２に示すマスクブランクに、電子線描画法によりレジストパターンを形成した後、プラズマエッチングにより極端紫外線吸収膜１５と低反射膜１６をパターニングする。次に、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。図１に示すマスクブランクを用いた場合は、その後、緩衝膜１４に対してプラズマエッチングによるパターニングを行い、欠陥検査、修正工程、並びに精密洗浄工程を行う。
When manufacturing an extreme ultraviolet exposure mask, first, a resist pattern is formed on the mask blank shown in FIG. 1 or 2 by the electron beam drawing method, and then the extreme
Ｔａの酸化物および酸化窒化物は、フッ化炭素ガスのプラズマに晒すことでエッチングすることが可能であり、Ｔａの窒化物は、フッ化炭素ガスのプラズマ、有機塩素化合物ガスのプラズマ、およびフッ素化合物ガスのプラズマによってエッチングすることが可能である。
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）。
Ta oxide and oxynitride can be etched by exposure to fluorocarbon gas plasma. Ta nitride can be etched with fluorocarbon gas plasma, organochlorine gas plasma, and fluorine. Etching can be performed by plasma of a compound gas.
As a method for detecting the end point of plasma etching, for example, a method of irradiating a surface of a material to be etched with a laser and detecting the end point of etching from the change in scattered light intensity has been proposed (see Patent Document 1).
しかしながら、この手法を極端紫外線露光用マスク製造に適用した場合、レーザが入射する座標に、レーザのビーム径に相当する大きさ以上の開口パターンを形成しなくてはならないことに加え、エッチングされる極端紫外線吸収膜の直下または緩衝膜を介した下側に多層構造の極端紫外線反射膜が存在することから、各層での入射レーザ波長に対する反射率コントラストが十分にとれず、終点検出が困難になる恐れがある。 However, when this technique is applied to the manufacture of an extreme ultraviolet exposure mask, it is etched in addition to the fact that an opening pattern larger than the size corresponding to the laser beam diameter must be formed at the coordinates where the laser is incident. Since there is a multi-layered extreme ultraviolet reflecting film directly under the extreme ultraviolet absorbing film or below the buffer film, the reflectance contrast with respect to the incident laser wavelength in each layer is not sufficient, and the end point detection becomes difficult. There is a fear.
この発明の課題は、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、前記工程でのプラズマエッチングの終点を高精度に検出することである。 An object of the present invention is to use a substrate having an extreme ultraviolet absorbing film made of a material containing tantalum (Ta) and nitrogen (N), and plasma using a gas containing carbon (C) for the extreme ultraviolet absorbing film. In the manufacturing method of an extreme ultraviolet exposure mask having a step of forming a pattern in the extreme ultraviolet absorbing film by performing etching, the end point of plasma etching in the step is detected with high accuracy.
上記課題を解決するため、この発明の極端紫外線露光用マスクの製造方法は、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。 In order to solve the above-mentioned problems, the method for producing an extreme ultraviolet exposure mask according to the present invention uses a substrate having an extreme ultraviolet absorption film made of a material containing tantalum (Ta) and nitrogen (N), and uses the substrate. In the method for manufacturing an extreme ultraviolet exposure mask, which includes a step of forming a pattern in the extreme ultraviolet absorption film by performing plasma etching using a gas containing carbon (C), The light generated in the light is dispersed, the emission intensity in the wavelength range including 388 nm due to the etching reaction product cyan (CN) is measured, the end point of the plasma etching is detected from the intensity change, and the plasma etching is finished. It is characterized by doing.
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と、炭素と窒素が結合してシアン（ＣＮ）が生成する。このシアン（ＣＮ）は、プラズマ中の電子やイオンとの衝突により励起され、３８８ｎｍの波長の光を放射する。そのため、前記極端紫外線吸収膜のエッチングが終了すれば、シアン（ＣＮ）に起因する３８８ｎｍを含む範囲の波長の発光強度が低下する。したがって、この発明の極端紫外線露光用マスクの製造方法では、エッチング中にシアン（ＣＮ）に起因する３８８ｎｍを含む範囲の光の発光強度を測定することで、前記発光強度の変化により前記極端紫外線吸収膜のエッチングの終点を検出することができる。 When an extreme ultraviolet absorption film made of a material containing tantalum (Ta) and nitrogen (N) is subjected to plasma etching using a gas containing carbon (C), carbon and nitrogen are combined to form cyan (CN). Generate. This cyan (CN) is excited by collision with electrons and ions in the plasma and emits light having a wavelength of 388 nm. Therefore, when the etching of the extreme ultraviolet absorbing film is completed, the emission intensity in the wavelength range including 388 nm due to cyan (CN) is lowered. Therefore, in the method for manufacturing an extreme ultraviolet exposure mask of the present invention, the extreme ultraviolet absorption is caused by the change in the emission intensity by measuring the emission intensity of light in a range including 388 nm caused by cyan (CN) during etching. The end point of the etching of the film can be detected.
この発明の極端紫外線露光用マスクの製造方法では、プラズマエッチング中の発光を分光する波長領域が３８８ｎｍを含む領域でよいため、この波長に対して高感度である光検出器を用いるなど、分光器を最適化することにより、Ｓ／Ｎ比の向上を図ることができ、開口率が小さく、発光強度に微小な変化しか生じないようなエッチングにおいても、終点検出が可能となる。 In the method for manufacturing an extreme ultraviolet exposure mask according to the present invention, the wavelength region in which light emission during plasma etching is dispersed may be a region including 388 nm, and therefore, a spectroscope is used. By optimizing the above, it is possible to improve the S / N ratio, and it becomes possible to detect the end point even in etching where the aperture ratio is small and only a slight change in the emission intensity occurs.
この発明の極端紫外線露光用マスクの製造方法は、前記基板が、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に適用する。この場合、極端紫外線吸収膜と低反射膜とでＮの含有率が異なることから、エッチング中に生成するシアン（ＣＮ）の量が異なるため、３８８ｎｍを含む範囲の波長の発光強度の変化から、極端紫外線吸収膜と低反射膜の境界を判断することができる。
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）の変化量を時間で微分した微分値から前記極端紫外線吸収膜および前記低反射膜のプラズマエッチングの終点を検出する。
In the method for manufacturing an extreme ultraviolet exposure mask according to the present invention, the substrate contains tantalum (Ta) on the extreme ultraviolet absorption film, and the nitrogen (N) content is different from that of the extreme ultraviolet absorption film. It applies to the thing which has the low reflective film for defect inspection which consists of. In this case, since the content of N is different between the extreme ultraviolet absorption film and the low reflection film, the amount of cyan (CN) generated during etching is different, so from the change in the emission intensity in the wavelength range including 388 nm, The boundary between the extreme ultraviolet absorption film and the low reflection film can be determined.
In the method for manufacturing an extreme ultraviolet exposure mask according to the present invention, the emission intensity is at a wavelength of 388 nm and the emission intensity ib at a wavelength more than λ nm away from 388 nm are measured according to the resolution λ (nm) of the spectrometer used. wherein the variation of the difference of the light-emitting intensity i (= is-ib) from the time differential value obtained by differentiating with extreme ultraviolet absorbing film and the you detect the end point of the plasma etching of the low reflective film.
この発明の極端紫外線露光用マスクの製造方法では、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）の変化量を時間で微分した微分値から前記極端紫外線吸収膜および前記低反射膜のプラズマエッチングの終点を検出する。
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。
In the method for manufacturing an extreme ultraviolet exposure mask according to the present invention, when J is a number of 1 or more and K is a number of J or more exceeding 0, 388-J depending on the resolution λ (nm) of the spectrometer used. Measure the emission intensity Is in the wavelength region from × λnm to 388 + J × λnm and the emission intensity Ib in the wavelength region where the center wavelength is 388−J × λnm or less and the width is 2 × K × λnm, and the difference between these emission intensities I (= is-Ib) of the extreme ultraviolet absorbing layer and the amount of change from the time differential value obtained by differentiating with you detect the end point of the plasma etching of the low reflective film.
Examples of the gas used for plasma etching include carbon fluoride gas (gas composed of a compound of fluorine and carbon) or organic chlorine compound gas.
この発明の極端紫外線露光用マスクの製造方法によれば、極端紫外線吸収膜の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の変化から、プラズマエッチングの終点を検出しているため、エッチング終点を高精度に検出することができる。 According to the method for manufacturing an extreme ultraviolet exposure mask of the present invention, the end point of plasma etching is determined from a change in emission intensity in a wavelength range including 388 nm caused by cyan (CN) which is an etching reaction product of an extreme ultraviolet absorbing film. Therefore, the etching end point can be detected with high accuracy.
以下、この発明の実施形態について説明する。
［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。
Embodiments of the present invention will be described below.
[First Embodiment]
In this embodiment, a mask blank having the structure shown in FIG. 1 is used, and an extreme ultraviolet exposure mask is manufactured by the following method.
In the mask blank used in this embodiment, the
窒化タンタルと酸窒化タンタルはフッ化炭素ガスのプラズマでエッチングされるが、窒化クロムはフッ化炭素ガスのプラズマでエッチングされないため、低反射膜１６と極端紫外線吸収膜１５のプラズマエッチングは、フッ化炭素ガスを用いて行う。シリコンは塩素と酸素を含むガスのプラズマでエッチングされないため、緩衝膜１４のプラズマエッチングは塩素と酸素を含むガスを用いて行う。
Although tantalum nitride and tantalum oxynitride are etched with a carbon fluoride gas plasma, chromium nitride is not etched with a carbon fluoride gas plasma. Carry out using carbon gas. Since silicon is not etched by a plasma of a gas containing chlorine and oxygen, the plasma etching of the
先ず、図１に示す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後、フッ化炭素ガスを用いたプラズマエッチングを行うことで、低反射膜１６と極端紫外線吸収膜１５をパターニングする。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）に起因する波長３８８ｎｍの発光強度ｉｓと、３８８ｎｍから４ｎｍ（分光器の分解能に相当）離れた波長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）を算出してモニタする。
First, a resist pattern is formed on the
エッチングを開始すると、フッ化炭素ガスのプラズマが低反射膜１６および極端紫外線吸収膜１５と反応して、シアンが生成する。酸窒化タンタル（ＴａＯＮ）からなる低反射膜１６は、窒化タンタル（ＴａＮ）からなる極端紫外線吸収膜１５よりも窒素（Ｎ）の含有率が少ないため、発光強度の差ｉは、低反射膜１６のエッチング中は低反射膜１６のＮ含有率に応じた値を示し、極端紫外線吸収膜１５のエッチングが開始されると増加する。
When the etching is started, the fluorocarbon gas plasma reacts with the
その後、窒化クロム（ＣｒＮ）からなる緩衝膜１４が露出すると、フッ化炭素ガスのプラズマは、低反射膜１６および極端紫外線吸収膜１５にエッチングで生じた開口部の側壁のみと反応するため、シアンの生成量が激減して、発光強度の差ｉが著しく低下する。
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。
Thereafter, when the
Therefore, the etching end points of the
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。
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。
After the etching of the
Next, plasma etching is performed on the
［第２実施形態］
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。
[Second Embodiment]
In this embodiment, a mask blank having the structure shown in FIG. 2 is used, and an extreme ultraviolet exposure mask is manufactured by the following method.
In the mask blank used in this embodiment, the
低反射膜１６を構成する酸窒化タンタルは、フッ化炭素ガスのプラズマでエッチングされるが、有機塩素化合物ガスのプラズマでエッチングされない。極端紫外線吸収膜１５を構成する窒化タンタルは、フッ化炭素ガスのプラズマおよび有機塩素化合物ガスのプラズマの何れでもエッチングされる。保護膜１３を構成するルテニウムは、フッ化炭素ガスのプラズマでエッチングされるが有機塩素化合物からなるガスのプラズマでエッチングされない。そのため、低反射膜１６のプラズマエッチングはフッ化炭素ガスを用いて行い、極端紫外線吸収膜１５のプラズマエッチングは有機塩素化合物からなるガスを用いて行う。
The tantalum oxynitride that constitutes the
先ず、図２に示す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後、フッ化炭素ガスを用いたプラズマエッチングを行うことで、低反射膜１６をパターニングする。
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。
First, after a resist pattern is formed on the
At this time, the light generated during plasma etching is dispersed, and the emission intensity Is in the wavelength region of 386 nm to 390 nm with reference to the wavelength 388 nm of the light caused by the etching reaction product cyan (CN) is 382 nm. To 386 nm (a wavelength region having a center wavelength of 384 nm and a width of 4 nm) is measured, and a difference I (= Is−Ib) between these emission intensities is calculated and monitored.
ここで、この発明における発光強度Ｉｓ，Ｉｂの定義は「Ｊを１以上の数、Ｋを、０を超えるＪ以下の数とし、使用する分光器の分解能λ（ｎｍ）に応じて、３８８−Ｊ×λｎｍから３８８＋Ｊ×λｎｍの波長領域における発光強度がＩｓ、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がＩｂ」であり、この実施形態の発光強度Ｉｓ，Ｉｂは、Ｊ＝Ｋ＝１、λ＝２である場合に相当する。 Here, the definitions of the emission intensities Is and Ib in the present invention are as follows: “J is a number of 1 or more, K is a number of more than 0 and J or less, and it depends on the resolution λ (nm) of the spectrometer used. The emission intensity in the wavelength region from J × λ nm to 388 + J × λ nm is Is, the emission intensity in the wavelength region where the center wavelength is 388−J × λ nm or less and the width is 2 × K × λ nm is Ib ”. The emission intensities Is and Ib correspond to the case where J = K = 1 and λ = 2.
エッチングを開始すると、フッ化炭素ガスのプラズマが低反射膜１６と反応して、シアンが生成するため、発光強度の差Ｉは低反射膜１６のＮ含有率に応じた値を示す。エッチングが進んで極端紫外線吸収膜１５が露出すると、フッ化炭素ガスのプラズマが極端紫外線吸収膜１５と反応して、シアンが生成するが、窒化タンタル（ＴａＮ）からなる極端紫外線吸収膜１５は酸窒化タンタル（ＴａＯＮ）からなる低反射膜１６よりも窒素（Ｎ）の含有率が多いため、発光強度の差Ｉが増加する。この発光強度の差Ｉの変化量から、低反射膜１６のエッチング終点を検出することができる。
When the etching is started, the fluorocarbon gas plasma reacts with the
次に、有機塩素化合物からなるガスを用いたプラズマエッチングを行うことで、極端紫外線吸収膜１５をパターニングする。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。
Next, the extreme
この発光強度の差Ｉは、極端紫外線吸収膜１５がエッチングされている間はほとんど変化しないが、エッチングが進んでルテニウム（Ｒｕ）からなる保護膜１３が露出すると、有機塩素化合物ガスのプラズマは、極端紫外線吸収膜１５にエッチングで生じた開口部の側壁のみと反応するため、シアンの生成量が激減して発光強度の差Ｉが著しく低下する。この発光強度の差Ｉの変化量から、極端紫外線吸収膜１５のエッチング終点を検出することができる。
The difference I of the emission intensity hardly changes while the extreme
このように、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。
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。
As described above, the etching end points of the
After the etching of the
［実施例１］
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。
[Example 1]
As a mask blank having the structure shown in FIG. 1, the
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）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。
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。
First, a resist pattern was formed on the
Further, the light generated in the chamber during plasma etching is dispersed using a spectroscope having a resolution of 4 nm, and the emission intensity is at a wavelength of 388 nm caused by cyan (CN) and the emission intensity ib at a wavelength of 384 nm are obtained. Measurement was performed, and a difference i (= is−ib) between these emission intensities was calculated and monitored.
エッチングを開始すると、フッ化炭素ガスのプラズマが先ず低反射膜１６をエッチングするが、低反射膜１６はＮを含有しない材料（ＴａＢＯ）で構成されているため、エッチング中にシアンが生成しない。低反射膜１６のエッチングが進んで極端紫外線吸収膜１５が露出し、ＴａBＮからなる極端紫外線吸収膜１５のエッチングが始まると、シアンが生成する。そのため、発光強度の差ｉは、エッチング開始当初は低く、極端紫外線吸収膜１５のエッチングが開始されると増加し、極端紫外線吸収膜１５のエッチングが終了してＣｒＮからなる緩衝膜１４が露出すると急激に低下し、低い値で安定する。この時点でプラズマ放電を終了することで、低反射膜１６および極端紫外線吸収膜１５のエッチングを終了した。
When the etching is started, the fluorocarbon gas plasma first etches the
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。
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。
Next, after removing the resist and cleaning, the defect inspection of the pattern formed in the
Next, this mask blank was placed in a chamber of a plasma etching apparatus, and plasma etching was performed by introducing chlorine gas and oxygen gas into the chamber and starting plasma discharge. As a result, the
Next, after performing the precision cleaning process to remove foreign matters, the defect accompanying the remaining CrN was inspected. Next, after correcting the detected defect, precision cleaning was performed again to complete the extreme ultraviolet exposure mask.
［実施例２］
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。
[Example 2]
As a mask blank having the structure shown in FIG. 2, the
First, a resist pattern was formed on the
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。 Further, light generated in the chamber during plasma etching is dispersed using a spectroscope having a resolution of 2 nm, and emission intensity Is in a wavelength region of 386 nm to 390 nm with reference to a wavelength of 388 nm caused by cyan (CN). The emission intensity Ib at wavelengths from 382 nm to 386 nm was measured, and a differential value (dI / dt) obtained by differentiating the difference I (= Is−Ib) of these emission intensity with time was calculated and monitored.
エッチングを開始すると、四フッ化炭素ガスのプラズマが低反射膜１６をエッチングするが、低反射膜１６はＮを含有しない材料（ＴａＢＯ）で構成されているため、エッチング中にシアンが生成しない。エッチングが進んで極端紫外線吸収膜１５が露出すると、四フッ化炭素ガスのプラズマがＴａＢＮからなる極端紫外線吸収膜１５と反応して、シアンが生成するため、発光強度の差Ｉが急激に増加する。これにより、Ｉの微分値（ｄＩ／ｄｔ）を示すグラフのラインが上に凸のピークを描き、このピークが再びボトムに達した時点が低反射膜１６のエッチング終点を示す。よって、この時点でプラズマ放電を終了することで低反射膜１６のエッチングを終了した。
When etching is started, the plasma of carbon tetrafluoride gas etches the
次に、チャンバ内に四塩化炭素（ＣＣｌ４）ガスを導入してプラズマ放電を開始することで、極端紫外線吸収膜１５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。
Next, plasma etching was performed on the extreme
Further, light generated in the chamber during plasma etching is dispersed using a spectroscope having a resolution of 2 nm, and emission intensity Is in a wavelength region of 386 nm to 390 nm with reference to a wavelength of 388 nm caused by cyan (CN). The emission intensity Ib at wavelengths from 382 nm to 386 nm was measured, and a differential value (dI / dt) obtained by differentiating the difference I (= Is−Ib) of these emission intensity with time was calculated and monitored.
この発光強度の微分値（ｄＩ／ｄｔ）は、極端紫外線吸収膜１５がエッチングされている間はほとんど変化しないが、エッチングが進んでルテニウム（Ｒｕ）からなる保護膜１３が露出すると、シアンの生成量が激減して発光強度の差Ｉが著しく低下する。これにより、Ｉの微分値（ｄＩ／ｄｔ）を示すグラフのラインが下に凸のピークを描き、このピークが再びトップに達した時点が、極端紫外線吸収膜１５のエッチング終点を示す。よって、この時点でプラズマ放電を終了することで極端紫外線吸収膜１５のエッチングを終了した。
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。
The differential value (dI / dt) of the emission intensity hardly changes while the extreme
Next, after removing the resist and cleaning, the defect inspection of the pattern formed in the
１０ 基板
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
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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として、
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）の変化量を時間で微分した微分値から前記極端紫外線吸収膜および前記低反射膜の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。 On the extreme ultraviolet absorbing film made of a material containing tantalum (Ta) and nitrogen (N), the material containing tantalum (Ta) and nitrogen (N) is made of a material different from that of the extreme ultraviolet absorbing film. Using a substrate having a low reflection film for defect inspection, and performing plasma etching using a gas containing carbon (C) on the extreme ultraviolet absorption film and the low reflection film , the extreme ultraviolet absorption film and the In the method of manufacturing an extreme ultraviolet exposure mask having a step of forming a pattern on a low reflection film ,
In the above step, the light generated during plasma etching is dispersed, and the emission intensity in the wavelength range including 388 nm due to the etching reaction product cyan (CN) ,
Measure the emission intensity is at a wavelength of 388 nm and the emission intensity ib at a wavelength more than λ nm from 388 nm according to the resolution λ (nm) of the spectroscope used ,
The plasma etching is terminated by detecting the end points of the plasma etching of the extreme ultraviolet absorbing film and the low reflection film from the differential value obtained by differentiating the change amount of the emission intensity difference i (= is−ib) with respect to time. A method for producing a mask for extreme ultraviolet exposure, which is characterized.
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として、
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）の変化量を時間で微分した微分値から前記極端紫外線吸収膜および前記低反射膜の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。 On the extreme ultraviolet absorbing film made of a material containing tantalum (Ta) and nitrogen (N), the material containing tantalum (Ta) and nitrogen (N) is made of a material different from that of the extreme ultraviolet absorbing film. Using a substrate having a low reflection film for defect inspection, and performing plasma etching using a gas containing carbon (C) on the extreme ultraviolet absorption film and the low reflection film, the extreme ultraviolet absorption film and the In the method of manufacturing an extreme ultraviolet exposure mask having a step of forming a pattern on a low reflection film,
In the above step, the light generated during plasma etching is dispersed, and the emission intensity in the wavelength range including 388 nm due to the etching reaction product cyan (CN),
When J is a number greater than or equal to 1 and K is a number greater than or equal to J and greater than 0, the emission intensity Is in the wavelength region from 388-J × λnm to 388 + J × λnm, depending on the resolution λ (nm) of the spectrometer used. Then, the emission intensity Ib in the wavelength region where the center wavelength is 388-J × λnm or less and the width is 2 × K × λnm is measured, and the amount of change in the difference I (= Is−Ib) of these emission intensities over time is measured. A method of manufacturing an extreme ultraviolet exposure mask, comprising detecting end points of plasma etching of the extreme ultraviolet absorbing film and the low reflection film from the differentiated differential value and terminating the plasma etching .
前記発光強度の差Ｉの微分値（ｄＩ／ｄｔ）を示すグラフのラインが上に凸のピークを描き、このピークが再びボトムに達した時点を、前記低反射膜のエッチング終点と判断して前記低反射膜のエッチングを終了する請求項２記載の極端紫外線露光用マスクの製造方法。 The low reflective film is made of a material containing tantalum (Ta) and not containing nitrogen (N),
The line of the graph showing the differential value (dI / dt) of the difference I of the emission intensity draws a convex peak upward, and the time when this peak reaches the bottom again is determined as the etching end point of the low reflection film. The method for manufacturing an extreme ultraviolet exposure mask according to claim 2, wherein the etching of the low reflection film is finished .
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