JP6749275B2 - アウターマスク、プラズマ処理装置、およびフォトマスクの製造方法 - Google Patents

アウターマスク、プラズマ処理装置、およびフォトマスクの製造方法 Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、アウターマスク、プラズマ処理装置、およびフォトマスクの製造方法に関する。
半導体装置などの微細構造体は、フォトリソグラフィ法を用いて製造される。フォトリソグラフィ法においては、フォトマスクを用いた露光が行われる。近年においては、バイナリーマスクに代えて、露光時の解像度や焦点深度を改善することで転写特性を向上させた位相シフトマスクや、極端紫外線(ＥＵＶ：Extreme Ultra Violet)を用いて微細なパターンの転写を行うＥＵＶリソグラフィ法に用いられる反射型マスクなども提案されている。
位相シフトマスクや反射型マスクの製造においてもフォトリソグラフィ法が用いられる。例えば、位相シフトマスクの製造においては、石英からなる基部の上にモリブデンシリコン（ＭｏＳｉ）を含む層を形成し、モリブデンシリコンを含む層の上にクロム（Ｃｒ）を含む層を形成し、クロムを含む層の上にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法などを用いてパターニングを行うことでレジストマスクを形成し、レジストマスクをエッチングマスクとしてドライエッチングを行うことでクロムを含む層とモリブデンシリコンを含む層に所望のパターンを形成し、その後、再度レジストマスクの形成とドライエッチングを行うことで、モリブデンシリコンを含むパターンの上にあるクロムを含む層を除去するようにしている。
ところが、クロムを含む層を除去する際に、モリブデンシリコンを含むパターンの上にクロムを含む残渣が生じる場合がある。クロムを含む残渣があると透過率などの光学特性が変動して位相シフトマスクの機能が低下するため、クロムを含む残渣を除去する必要がある。そのため、クロムを含む残渣が生じた場合には、フォトレジストを再度塗布し、フォトリソグラフィ法などを用いてパターニングを行うことでレジストマスクを再度形成し、レジストマスクをエッチングマスクとして再度ドライエッチングを行うことでクロムを含む残渣を除去する様にしている。
この様にすれば、クロムを含む残渣を除去することができる。しかしながら、フォトレジストの再度の塗布やパターニングには時間を要し、生産性が低下する要因となっていた。
ここで、プラズマ処理装置の処理容器の内部に処理物と対峙するシャッタを設け、シャッタの開口の大きさを変化させることで、所望の領域における層を除去する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
クロムを含む残渣を除去する際にこの技術を用いれば、フォトレジストの再度の塗布やパターニングを行う必要がなくなる。
ところが、単に、処理物と対峙するシャッタとすれば、シャッタの開口を介して供給されたラジカル（中性活性種）がモリブデンシリコンを含むパターンの外側にあるクロムを含む層の表面に到達したり、シャッタの側方を回り込んだラジカルがモリブデンシリコンを含むパターンの外側にあるクロムを含む層の表面に到達したりするおそれがある。ラジカルがクロムを含む層の表面に到達すると、クロムを含む層がエッチングされて位相シフトマスクの機能が低下するおそれがある。
そこで、フォトマスクの機能の低下を抑制することができ、且つ、生産性を向上させることができる技術の開発が望まれていた。
特許第５６９６４１８号公報
本発明が解決しようとする課題は、フォトマスクの機能の低下を抑制することができ、且つ、生産性を向上させることができるアウターマスク、プラズマ処理装置、およびフォトマスクの製造方法を提供することである。
実施形態に係るアウターマスクは、処理物をエッチングしてフォトマスクを製造する際に用いられるアウターマスクである。アウターマスクは、板状を呈し、中央領域に開口を有する基部と、枠状を呈し、前記基部の一方の面の周縁に沿って、前記基部の厚み方向に突出して設けられた枠部と、を有し、前記枠部は、前記処理物のパターン部が設けられる面の四隅において、前記面と接触可能となっている。
本発明の実施形態によれば、フォトマスクの機能の低下を抑制することができ、且つ、生産性を向上させることができるアウターマスク、プラズマ処理装置、およびフォトマスクの製造方法が提供される。
プラズマ処理装置１を例示するためのレイアウト図である。 処理部５０の一例を例示するための模式断面図である。 （ａ）は、処理物２００の上に載置されたアウターマスク１００を例示するための模式斜視図である。（ｂ）は、アウターマスク１００と、処理物２００のパターン部２０２との位置関係を例示するための模式断面図である。（ｃ）は、（ａ）におけるＡ部の模式断面図である。（ｄ）は、（ａ）におけるＢ部の模式拡大図である。（ｅ）は、（ａ）におけるＣ部の模式拡大図である。（ｆ）は、（ａ）を下面側（処理物２００に載置する側）から見た模式断面図である。 他の実施形態にかかるアウターマスク１００を例示するための模式断面図である。 （ａ）〜（ｋ）は、比較例に係る位相シフトマスクの製造方法を例示するための模式工程断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、本実施の形態に係る位相シフトマスクの製造方法を例示するための模式工程断面図である。
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
（プラズマ処理装置１）
まず、本発明の実施形態に係るプラズマ処理装置１について説明する。
図１は、プラズマ処理装置１を例示するためのレイアウト図である。
図１に示すように、プラズマ処理装置１には、集積部１０、搬送部２０、ロードロック部３０、受け渡し部４０、処理部５０、および制御部６０が設けられている。
プラズマ処理装置１によりプラズマエッチング処理が施される処理物２００の平面形状は、例えば、四角形である。また、プラズマ処理装置１は、処理物２００にプラズマエッチング処理を施すことで位相シフトマスクや反射型マスクを製造する装置とすることができる。なお、処理物２００に関する詳細は後述する。
集積部１０には、収納部１１、スタンド１２、および開閉扉１３が設けられている。
収納部１１は、処理物２００を収納する。
収納部１１の数には、特に限定はないが、複数の収納部１１を設ける様にすれば、生産性を向上させることができる。収納部１１は、例えば、処理物２００を積層状（多段状）に収納可能なキャリアなどとすることができる。例えば、収納部１１は、ミニエンバイロメント方式の半導体工場で使われている基板の搬送と保管を目的とした正面開口式キャリアであるＦＯＵＰ(Front-Opening Unified Pod)などとすることができる。
ただし、収納部１１は、ＦＯＵＰなどに限定されるわけではなく、処理物２００を収納することができるものであればよい。
スタンド１２は、床面または筐体２１の側面に設けられている。スタンド１２の上面には、収納部１１が載置される。スタンド１２は、載置された収納部１１を保持する。
開閉扉１３は、収納部１１の開口部と、搬送部２０の筐体２１の開口部との間に設けられている。開閉扉１３は、収納部１１の開口部を開閉する。例えば、図示しない駆動部により開閉扉１３を上昇させることで、収納部１１の開口部を閉鎖する。また、図示しない駆動部により開閉扉１３を下降させることで、収納部１１の開口部を開放する。
搬送部２０は、集積部１０と、ロードロック部３０との間に設けられている。
搬送部２０は、プラズマ処理を施す際の圧力よりも高い圧力（例えば、大気圧）の環境において、処理物２００およびアウターマスク１００を搬送する。
搬送部２０には、筐体２１、移載部２２、アウターマスク収納部２３、および載置部２４が設けられている。
筐体２１は、箱状を呈し、その内部には移載部２２、アウターマスク収納部２３、および載置部２４が設けられている。筐体２１は、例えば、外部からパーティクルなどが侵入できない程度の気密構造を有するものとすることができる。筐体２１の内部の雰囲気は、例えば、大気圧となっている。
移載部２２は、集積部１０とロードロック部３０との間における処理物２００の搬送と受け渡しを行う。移載部２２は、旋回軸を中心として回転するアーム２２ａを有する搬送ロボットとすることができる。移載部２２は、例えば、タイミングベルトとリンクなどを組み合わせた機構を有する。アーム２２ａは、関節を有する。アーム２２ａの先端には、処理物２００またはアウターマスク１００を保持する保持部が設けられている。
アウターマスク収納部２３は、アウターマスク１００を収納する。アウターマスク収納部２３に収納されるアウターマスク１００の数は、１つ以上とすることができる。複数のアウターマスク１００を収納する場合には、アウターマスク１００を載置する複数の棚を積層状（多段状）に設けることができる。なお、アウターマスク収納部２３には同じアウターマスク１００が複数収納されるようにしてもよいし、後述する開口寸法や外径寸法が異なる複数種類のアウターマスク１００が収納されるようにしてもよい。
載置部２４は、処理物２００を支持する。処理物２００を処理する際には、移載部２２は、収納部１１から処理物２００を取り出し載置部２４の上に載置する。次に、移載部２２は、アウターマスク収納部２３からアウターマスク１００を取り出し載置部２４に支持された処理物２００の上にアウターマスク１００を載置する。処理済みの処理物２００を収納部１１に収納する際には、移載部２２は、アウターマスク１００が載置された処理物２００をロードロック部３０の載置部３３から取り出し載置部２４の上に載置する。次に、移載部２２は、アウターマスク１００を上方に持ち上げて処理物２００からアウターマスク１００を取り外し、アウターマスク１００をアウターマスク収納部２３に収納する。次に、移載部２２は、載置部２４から処理物２００を取り出し、処理物２００を収納部１１に収納する。
なお、アウターマスク１００に関する詳細は後述する。
ロードロック部３０は、搬送部２０と受け渡し部４０との間に設けられている。
ロードロック部３０は、例えば、雰囲気が大気圧の筐体２１と、雰囲気がプラズマ処理を施す際の圧力の筐体４１との間で、アウターマスク１００が載置された処理物２００の受け渡しができるようにする。
ロードロック部３０には、ロードロック室３１、開閉扉３２、載置部３３、および圧力制御部３４が設けられている。
ロードロック室３１は、箱状を呈し、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持できるようになっている。
開閉扉３２は、ロードロック室３１の筐体２１側、および筐体４１側にそれぞれ設けられている。また、図示しない駆動部により開閉扉３２を移動させることで、ロードロック室３１の開口部を開閉できるようになっている。
また、平面視において、筐体４１側の開閉扉３２の位置は、筐体２１側の開閉扉３２の位置とずれていてもよい。この場合、筐体４１側の開閉扉３２の中心は、筐体２１側の開閉扉３２の中心よりも、移載部４２の中心側に寄っているようにすることができる。この様にすれば、移載部４２とロードロック室３１の間においてアウターマスク１００が載置された処理物２００を受け渡しする際に、移載部４２がロードロック室３１の内部に容易に侵入することができる。
載置部３３は、ロードロック室３１の内部に設けられている。載置部３３は、アウターマスク１００が載置された処理物２００を水平となるように支持する。
圧力制御部３４は、減圧部とガス供給部を有する。
減圧部は、ロードロック室３１の内部にある気体を排気して、ロードロック室３１の内部の雰囲気を大気圧よりも低い所定の圧力まで減圧する。例えば、圧力制御部３４は、ロードロック室３１の内部の雰囲気の圧力が、筐体４１の内部の雰囲気の圧力（プラズマ処理を施す際の圧力）とほぼ同等となるようにする。
ガス供給部は、ロードロック室３１の内部に気体を供給して、ロードロック室３１の内部の雰囲気の圧力が、筐体２１の内部の雰囲気の圧力とほぼ同等となるようにする。ガス供給部は、例えば、ロードロック室３１の内部に気体を供給して、ロードロック室３１の内部の雰囲気を大気圧よりも低い圧力から、大気圧に戻す。
この様にロードロック室３１の内部の雰囲気の圧力を変化させることで、雰囲気の圧力が異なる筐体２１と筐体４１との間においてアウターマスク１００が載置された処理物２００の受け渡しを行うことができる。
減圧部は、例えば、真空ポンプなどとすることができる。ガス供給部は、例えば、加圧された窒素ガスや不活性ガスなどが収納されたボンベなどとすることができる。
受け渡し部４０は、処理部５０とロードロック部３０との間におけるアウターマスク１００が載置された処理物２００の受け渡しを行う。
受け渡し部４０には、筐体４１、移載部４２、および減圧部４３が設けられている。
筐体４１は、箱状を呈し、その内部が開閉扉３２を介してロードロック室３１の内部と繋がっている。筐体４１は、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持できるようになっている。
移載部４２は、筐体４１の内部に設けられている。移載部４２には、関節を有するアームが設けられている。アームの先端には、アウターマスク１００が載置された処理物２００を保持する保持部が設けられている。移載部４２は、保持部によりアウターマスク１００が載置された処理物２００を保持し、アームの方向を変え、アームを屈曲させるようにして伸縮させることで、ロードロック室３１と処理容器５１との間におけるアウターマスク１００が載置された処理物２００の受け渡しを行う。
減圧部４３は、筐体４１の内部の雰囲気を大気圧よりも低い所定の圧力まで減圧する。例えば、減圧部４３は、筐体４１の内部の雰囲気の圧力が、処理容器５１においてプラズマ処理を施す際の圧力とほぼ同等となるようにする。減圧部４３は、例えば、真空ポンプなどとすることができる。
処理部５０は、処理容器５１の内部において、アウターマスク１００が載置された処理物２００に対してプラズマ処理を施す。
処理部５０は、例えば、プラズマエッチング装置とすることができる。
この場合、プラズマの発生方法には特に限定はなく、例えば、高周波やマイクロ波などを用いてプラズマを発生させるものとすることができる。また、処理部５０の数にも特に限定はない。
図２は、処理部５０の一例を例示するための模式断面図である。
図２に示すように、処理部５０には、処理容器５１、載置部５２、電源部５３、電源部５４、減圧部５５、およびガス供給部５６が設けられている。
処理容器５１は、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能な気密構造となっている。 処理容器５１は、本体部５１ａおよび窓部５１ｂを有する。
本体部５１ａは、略円筒形状を呈している。本体部５１ａは、例えば、アルミニウム合金などの金属から形成することができる。また、本体部５１ａは、接地されている。
本体部５１ａの内部には、アウターマスク１００が載置された処理物２００をプラズマエッチング処理するための空間であるプラズマ処理空間５１ｃが設けられている。
本体部５１ａには、アウターマスク１００が載置された処理物２００を搬入搬出するための搬入搬出口５１ｄが設けられている。
搬入搬出口５１ｄは、ゲートバルブ５１ｅにより気密に閉鎖できるようになっている。
窓部５１ｂは、板状を呈し、本体部５１ａの天板に設けられている。窓部５１ｂは、電磁場を透過させることができ、且つ、プラズマエッチング処理を行った際にエッチングされにくい材料から形成されている。窓部５１ｂは、例えば、石英などの誘電体材料から形成することができる。
載置部５２は、処理容器５１の内部であって、処理容器５１（本体部５１ａ）の底面の上に設けられている。
載置部５２は、電極５２ａ、台座５２ｂ、および絶縁リング５２ｃを有する。
電極５２ａは、プラズマ処理空間５１ｃの下方に設けられている。電極５２ａの上面はアウターマスク１００が載置された処理物２００を載置するための載置面となっている。電極５２ａは、金属などの導電性材料から形成することができる。
台座５２ｂは、電極５２ａと、本体部５１ａの底面の間に設けられている。台座５２ｂは、電極５２ａと、本体部５１ａの間を絶縁するために設けられている。台座５２ｂは、例えば、石英などの誘電体材料から形成することができる。
絶縁リング５２ｃは、リング状を呈し、電極５２ａの側面、および台座５２ｂの側面を覆うように設けられている。絶縁リング５２ｃは、例えば、石英などの誘電体材料から形成することができる。
電源部５３は、電源５３ａおよび整合器５３ｂを有する。
電源部５３は、いわゆるバイアス制御用の高周波電源である。すなわち、電源部５３は、載置部５２上の、アウターマスク１００が載置された処理物２００に引き込むイオンのエネルギーを制御するために設けられている。電極５２ａと電源５３ａは、整合器５３ｂを介して電気的に接続されている。
電源５３ａは、イオンを引き込むために適した比較的低い周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ以下の周波数）を有する高周波電力を電極５２ａに印加する。
整合器５３ｂは、電極５２ａと電源５３ａの間に設けられている。整合器５３ｂは、電源５３ａ側のインピーダンスと、プラズマＰ側のインピーダンスとの間で整合をとるための整合回路などを備えている。
電源部５４は、電極５４ａ、電源５４ｂ、および整合器５４ｃを有する。
電源部５４は、プラズマＰを発生させるための高周波電源である。すなわち、電源部５４は、プラズマ処理空間５１ｃにおいて高周波放電を生じさせてプラズマＰを発生させるために設けられている。
本実施の形態においては、電源部５４が、処理容器５１の内部にプラズマＰを発生させるプラズマ発生部となる。
電極５４ａ、電源５４ｂ、および整合器５４ｃは、配線により電気的に接続されている。
電極５４ａは、処理容器５１の外部であって、窓部５１ｂの上に設けられている。
電極５４ａは、電磁場を発生させる複数の導体部と複数の容量部（コンデンサ）とを有したものとすることができる。
電源５４ｂは、１００ＫＨｚ〜１００ＭＨｚ程度の周波数を有する高周波電力を電極５４ａに印加する。この場合、電源５４ｂは、プラズマＰの発生に適した比較的高い周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚの周波数）を有する高周波電力を電極５４ａに印加する。
また、電源５４ｂは、出力する高周波電力の周波数を変化させるものとすることもできる。
整合器５４ｃは、電極５４ａと電源５４ｂの間に設けられている。整合器５４ｃは、電源５４ｂ側のインピーダンスと、プラズマＰ側のインピーダンスとの間で整合をとるための整合回路などを備えている。
プラズマ処理装置１は、上部に誘導結合型電極を有し、下部に容量結合型電極を有する二周波プラズマエッチング装置である。
ただし、プラズマの発生方法は例示をしたものに限定されるわけではない。
プラズマ処理装置１は、例えば、誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ：Inductively Coupled Plasma）を用いたプラズマ処理装置や、容量結合プラズマ（ＣＣＰ：Capacitively Coupled Plasma）を用いたプラズマ処理装置などであってもよい。
減圧部５５は、ポンプ５５ａおよび圧力制御部５５ｂを有する。
減圧部５５は、処理容器５１の内部が所定の圧力となるように減圧する。ポンプ５５ａは、例えば、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ：Turbo Molecular Pump）などとすることができる。ポンプ５５ａと圧力制御部５５ｂは、配管を介して接続されている。
圧力制御部５５ｂは、処理容器５１の内圧を検出する図示しない真空計などの出力に基づいて、処理容器５１の内圧が所定の圧力となるように制御する。
圧力制御部５５ｂは、例えば、ＡＰＣ（Auto Pressure Controller）などとすることができる。圧力制御部５５ｂは、配管を介して、本体部５１ａに設けられた排気口５１ｆに接続されている。
ガス供給部５６は、処理容器５１の内部のプラズマ処理空間５１ｃにガスＧを供給する。
ガス供給部５６は、ガス収納部５６ａ、ガス制御部５６ｂ、および開閉弁５６ｃを有する。
ガス収納部５６ａは、ガスＧを収納し、収納したガスＧを処理容器５１の内部に供給する。ガス収納部５６ａは、例えば、ガスＧを収納した高圧ボンベなどとすることができる。ガス収納部５６ａとガス制御部５６ｂは、配管を介して接続されている。
ガス制御部５６ｂは、ガス収納部５６ａから処理容器５１の内部にガスＧを供給する際に流量や圧力などを制御する。ガス制御部５６ｂは、例えば、ＭＦＣ（Mass Flow Controller）などとすることができる。ガス制御部５６ｂと開閉弁５６ｃは、配管を介して接続されている。
開閉弁５６ｃは、配管を介して、処理容器５１に設けられたガス供給口５１ｇに接続されている。開閉弁５６ｃは、ガスＧの供給と停止を制御する。開閉弁５６ｃは、例えば、２ポート電磁弁などとすることができる。なお、開閉弁５６ｃの機能をガス制御部５６ｂに持たせることもできる。
ガスＧは、プラズマＰにより励起、活性化された際に、処理物２００をエッチングすることができるラジカルが生成されるものとすることができる。ガスＧは、例えば、フッ素原子を含むガスとすることができる。ガスＧは、例えば、ＣＨＦ３、ＣＦ４、Ｃ４Ｆ８などとすることができる。
制御部６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算部と、メモリなどの記憶部とを備えている。
制御部６０は、記憶部に格納されている制御プログラムに基づいて、プラズマ処理装置１に設けられた各要素の動作を制御する。なお、各要素の動作を制御する制御プログラムには既知の技術を適用することができるので、詳細な説明は省略する。
ここで、後述するように、位相シフトマスクの製造においては、エッチングによりパターンを形成した処理物２００の表面に残渣が生じる場合がある。例えば、図５（ｇ）のように、エッチングによりパターン部２０２が設けられた領域に残渣２０５ａが生じる場合がある。この場合、プラズマ処理装置１においては、以下の様にして残渣２０５ａを除去することができる。
まず、移載部２２は、収納部１１から残渣２０５ａを有する処理物２００を取り出し載置部２４の上に載置する。次に、移載部２２は、アウターマスク収納部２３からアウターマスク１００を取り出し、載置部２４に支持された処理物２００の上にアウターマスク１００を載置する。
次に、移載部２２は、アウターマスク１００が載置された処理物２００を載置部２４からロードロック部３０の載置部３３に移載する。
次に、移載部４２は、アウターマスク１００が載置された処理物２００を載置部３３から処理容器５１の内部の載置部５２の上に移載する。
次に、電源部５４は、プラズマ処理空間５１ｃにおいて高周波放電を生じさせてプラズマＰを発生させる。また、ガス供給部５６は、処理容器５１の内部のプラズマ処理空間５１ｃにガスＧを供給する。
プラズマＰにより、ガスＧが励起、活性化されてラジカル、イオン、電子などの反応生成物が生成される。生成された反応生成物は、アウターマスク１００の開口１００ａ１を介して残渣２０５ａに到達し、残渣２０５ａが除去される。
アウターマスク１００が載置された状態で残渣２０５ａが除去された処理物２００は、前述した手順と逆の手順で載置部５２から載置部２４に移載される。そして、移載部２２は、アウターマスク１００を上方に持ち上げて処理物２００からアウターマスク１００を取り外し、アウターマスク１００をアウターマスク収納部２３に収納する。次に、移載部２２は、載置部２４から処理物２００を取り出し、処理物２００を収納部１１に収納する。
なお、エッチングに関するプロセス条件には既知の技術を適用することができるので詳細な説明は省略する。
（アウターマスク１００）
次に、アウターマスク１００についてさらに説明する。
アウターマスク１００は、フォトマスクの製造、すなわち、処理物２００のプラズマエッチング処理に用いる。アウターマスク１００は、処理物２００の周縁部においてエッチングを行わない領域を遮蔽する機能を有する部材である。
まず、処理物２００について説明する。
処理物２００は、例えば、位相シフトマスクの製造に用いられるマスクブランクや、反射型マスクの製造に用いられるマスクブランクとすることができる。
以下においては一例として、処理物２００が位相シフトマスクの製造に用いられるマスクブランクである場合を説明する。また、後述する図３（ｂ）の状態、すなわち、クロムを含む層２０２ｂを有するパターン部２０２と、クロムを含む層２０３ｂを有する遮光部２０３とが形成された状態の処理物２００を説明する。
処理物２００は、基体２０１、パターン部２０２、および遮光部２０３を有している（例えば、図３（ｂ）を参照）。
基体２０１は、板状を呈している。基体２０１の平面形状は、例えば、四角形とすることができる。基体２０１は、透光性を有し、エッチングされにくい材料から形成されている。基体２０１は、例えば、石英から形成することができる。
パターン部２０２は、基体２０１の一方の表面に設けられている。パターン部２０２は、基体２０１の中央領域に設けられている。パターン部２０２は、基体２０１の上に設けられ、モリブデンシリコンを含む凸部２０２ａを複数有している。複数の凸部２０２ａのそれぞれの頂部にはクロムを含む層２０２ｂが設けられている。
遮光部２０３は、基体２０１の、パターン部２０２が設けられた領域の外側に設けられている。遮光部２０３は、枠状を呈し、パターン部２０２が設けられた領域を囲んでいる。なお、パターン部２０２が設けられた領域とは、パターン部２０２の最外周の領域（全てのパターン部２０２を含む領域）とする。遮光部２０３は、基体２０１の上に設けられ、モリブデンシリコンを含む凸部２０３ａを有する。凸部２０３ａの頂部にはクロムを含む層２０３ｂが設けられている。また、平面視において、枠状の遮光部２０３の外周端２０３ｄと、基体２０１の側面２０１ａとの間には隙間が設けられている。すなわち、遮光部２０３は、基体２０１の周縁近傍には設けられていない。
次に、アウターマスク１００について説明する。
図３（ａ）は、処理物２００の上に載置されたアウターマスク１００を例示するための模式斜視図である。
図３（ｂ）は、アウターマスク１００と、処理物２００のパターン部２０２との位置関係を例示するための模式断面図である。
図３（ｃ）は、図３（ａ）におけるＡ部の模式断面図である。なお、図３（ｃ）においては、パターン部２０２および遮光部２０３を省いて描いている。
図３（ｄ）は、図３（ａ）におけるＢ部の模式拡大図である。
図３（ｅ）は、図３（ａ）におけるＣ部の模式拡大図である。
図３（ｆ）は、図３（ａ）を下面側（処理物２００に載置する側）から見た模式断面図である。なお、図３（ｆ）においては、被処理物２００を省いて描いている。
図３（ａ）に示すように、アウターマスク１００には、基部１００ａ、枠部１００ｂ、およびストッパ１００ｃが設けられている。アウターマスク１００は、絶縁性を有し、エッチングされにくい材料から形成されている。アウターマスク１００は、例えば、石英から形成することができる。
基部１００ａは、板状を呈している。基部１００ａの平面形状は処理物２００の平面形状と同じにすることができる。例えば、処理物２００の平面形状が四角形の場合には、基部１００ａの平面形状は四角形とすることができる。また、基部１００ａは、中央領域に開口１００ａ１を有する。
図３（ｂ）に示すように、平面視において、開口１００ａ１は、遮光部２０３と重なっていない。平面視において、開口１００ａ１の内部にはパターン部２０２が設けられている。平面視において、開口１００ａ１の周端１００ａ１ａは、遮光部２０３の内周端２０３ｃと、パターン部２０２の外周端２０２ｃとの間に設けられていればよい。この場合、平面視において、開口１００ａ１の周端１００ａ１ａと、遮光部２０３の内周端２０３ｃとの間の距離を長くすれば、クロムを含む層２０２ｂをエッチングする際にクロムを含む層２０３ｂにダメージが発生するのを抑制することが容易となる。
また、遮光部２０３の頂部と、基部１００ａの下面（処理物２００側の面）との間の距離Ｈを短くしすぎると、搬送時の振動による変形やエッチング時の熱変形などで、遮光部２０３と基部１００ａとが接触してクロムを含む層２０３ｂにダメージが発生するおそれがある。一方、距離Ｈを長くしすぎると、遮光部２０３の頂部と、基部１００ａの下面との間の隙間にラジカルが到達し易くなり、ラジカルと反応することでクロムを含む層２０３ｂにダメージが発生するおそれがある。本発明者の得た知見によれば、距離Ｈを１ｍｍ以上、２ｍｍ以下とすれば、クロムを含む層２０３ｂにダメージが発生するのを抑制することができる。
また、基部１００ａの厚みＴを薄くしすぎると、搬送時の振動による変形、エッチング時の熱変形、アウターマスク１００の加工時の変形などが大きくなるおそれがある。本発明者の得た知見によれば、基部１００ａの厚みＴを１ｍｍ以上とすれば、変形を抑制することができるので、クロムを含む層２０３ｂにダメージが発生するのを抑制することができ、またアウターマスク１００の加工を容易とすることができる。
図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、枠部１００ｂは枠状を呈し、基部１００ａの下面（処理物２００側の面）から突出している。枠部１００ｂは、基部１００ａの周縁に沿って設けられている。平面視において、枠部１００ｂの内周端１００ｂ１と、処理物２００の基体２０１の側面２０１ａとは重なっているか、枠部１００ｂの内周端１００ｂ１と、処理物２００の基体２０１の側面２０１ａとの間に僅かな隙間が設けられている。すなわち、原則的には、基体２０１の、パターン部２０２および遮光部２０３が設けられる面２０１ｂと、枠部１００ｂの下端１００ｂ２とは接触しない。
ただし、図３（ｅ）に示すように、面２０１ｂの四隅の近傍においては、枠部１００ｂの下端１００ｂ２が基体２０１の面２０１ｂと接触することができる。例えば、図３（ｅ）のＤ部や図３（ｆ）に示すように、枠部１００ｂの内周の四隅は、枠部１００ｂの内周の隣り合う二辺の延長線が交わる角から内側に出っ張る面（Ｒ面や傾斜面）を有しており、枠部１００ｂの四隅の下端１００ｂ２は面２０１ｂが接触する面を有している。そのため、枠部１００ｂは、処理物２００の基体２０１の面２０１ｂの四隅において、面２０１ｂと接触可能となっている。この様にすれば、面２０１ｂの四隅以外は処理物２００とアウターマスク１００が接触しないため、基体２０１の面２０１ｂにダメージが発生するのを抑制することができ、且つ、処理物２００にアウターマスク１００を支持させることができる。この場合、枠部１００ｂは、面２０１ｂの角から５ｍｍ以内の領域において面２０１ｂと接触することができる。
図３（ａ）、（ｂ）、（ｄ）に示すように、ストッパ１００ｃは、枠部１００ｂの下端１００ｂ２から突出している。ストッパ１００ｃは、枠部１００ｂの四つの辺のそれぞれに少なくとも１つ設けられている。図３（ａ）に例示をしたものの場合には、ストッパ１００ｃは、枠部１００ｂの四つの辺のそれぞれに２つ設けられている。この様なストッパ１００ｃを設ければ、アウターマスク１００が水平方向にずれるのを抑制することができる。なお、ストッパ１００ｃと、基体２０１の側面２０１ａとの間には僅かな隙間が設けられ、隙間分の移動が許容されてもよい。
後述するように、残渣２０５ａやクロムを含む層２０２ｂをエッチングにより除去する際には、ラジカルなどの反応生成物がアウターマスク１００の開口１００ａ１を介して残渣２０５ａやクロムを含む層２０２ｂに供給される。この際、ラジカルが遮光部２０３に設けられたクロムを含む層２０３ｂに到達すると、クロムを含む層２０３ｂがエッチングされ、クロムを含む層２０３ｂにダメージが発生するおそれがある。クロムを含む層２０３ｂにダメージが発生すると、位相シフトマスクの機能が低下するおそれがある。
本実施の形態に係るアウターマスク１００を使用する際は、遮光部２０３が設けられた領域が基部１００ａおよび枠部１００ｂにより囲まれているため、ラジカルなどの反応生成物を含むガスの流れ（気流）が側面２０１ａ側から面２０１ｂに到達することを抑制することができる。また、遮光部２０３の頂部と、アウターマスク１００の基部１００ａの下面（処理物２００側の面）との間の距離はごく短いため、ラジカルなどの反応生成物を含むガスの流れ（気流）が枠部１００ｂによって遮蔽される。このようにして遮光部２０３が設けられた領域に気流が発生するのを抑制することができる。そのため、ラジカルが気流によりクロムを含む層２０３ｂの上方に呼び込まれるのを抑制することができる。その結果、クロムを含む層２０３ｂにダメージが発生するのを抑制することができ、ひいては、位相シフトマスクの機能の低下を抑制することができる。また、後述するように、クロムを含む残渣を除去する際に、フォトレジストの再度の塗布やパターニングを行う必要がないので、生産性を向上させることができる。
またさらに、原則的には、基体２０１の面２０１ｂと、枠部１００ｂの下端１００ｂ２とは接触しないので、位相シフトマスクの基体２０１に接触することによる傷などのダメージが発生するのを抑制することができる。
図４は、他の実施形態にかかるアウターマスク１００を例示するための模式断面図である。
図４に示すように、処理物２００の基体２０１の面２０１ｂの周縁には面取り部２０１ｃが設けられている。また、アウターマスク１００の枠部１００ｂの内周端１００ｂ１は傾斜面となっている。そして、内周端１００ｂ１は、面取り部２０１ｃと接している。
この様にすれば、遮光部２０３が設けられた領域に気流が発生するのをさらに抑制することができる。そのため、クロムを含む層２０３ｂにダメージが発生するのをさらに抑制することができ、ひいては、位相シフトマスクの機能の低下をさらに抑制することができる。なお、図４に示すように、内周端１００ｂ１の傾斜角α、面取り部２０１ｃとの傾斜角βを同じとすることもできる。この様にすれば、アウターマスク１００を処理物２００に載置したときにずれを抑止することができる。
（フォトマスクの製造方法）
次に、本発明の実施形態に係るフォトマスクの製造方法について説明する。
図５（ａ）〜（ｋ）は、比較例に係る位相シフトマスクの製造方法を例示するための模式工程断面図である。
まず、図５（ａ）に示すように、基体２０１の一方の面に、モリブデンシリコンを含む膜２０４、クロムを含む膜２０５を順次成膜し、クロムを含む膜２０５の上にレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法を用いてエッチングマスク２０６を形成する。
次に、図５（ｂ）に示すように、エッチングマスク２０６から露出したクロムを含む膜２０５、モリブデンシリコンを含む膜２０４を順次エッチングし、エッチングマスク２０６を除去する。
次に、図５（ｃ）に示すように、レジスト２０７を塗布する。
次に、図５（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィ法などを用いてエッチングマスク２０７ａを形成する。
次に、図５（ｅ）に示すように、エッチングマスク２０７ａから露出したクロムを含む膜２０５をエッチングして、複数の凸部２０２ａを露出させる。
次に、図５（ｆ）に示すように、エッチングマスク２０７ａを除去する。
以上の様にして、基体２０１、複数の凸部２０２ａ、および遮光部２０３を有する位相シフトマスクを製造することができる。
ところが、製造した位相シフトマスクの製品検査を行った際に、図５（ｇ）に示すように、凸部２０２ａの頂部にクロムを含む残渣２０５ａが検出される場合がある。クロムを含む残渣２０５ａがあると位相シフトマスクの機能が低下する。
そのため、残渣２０５ａが検出された場合には、以下の様にして残渣２０５ａを除去する。
まず、図５（ｈ）に示すように、レジスト２０７を再度塗布する。
次に、図５（ｉ）に示すように、フォトリソグラフィ法などを用いてエッチングマスク２０７ａを再度形成する。
次に、図５（ｊ）に示すように、エッチングマスク２０７ａから露出した残渣２０５ａをエッチングする。
次に、図５（ｋ）に示すように、エッチングマスク２０７ａを再度除去する。
以上の様にすれば、残渣２０５ａを除去することができる。
しかしながら、残渣２０５ａを除去するためには、フォトレジスト２０７の再度の塗布、フォトリソグラフィ法などを用いたエッチングマスク２０７ａの再度の形成、およびエッチングマスク２０７ａの再度の除去が必要となる。この様な工程を行うためには比較的長い時間を要する。そのため、生産性が低下する要因となる。
図６（ａ）、（ｂ）は、本実施の形態に係る位相シフトマスクの製造方法を例示するための模式工程断面図である。
本実施の形態に係る位相シフトマスクの製造方法においては、残渣２０５ａを除去する際にアウターマスク１００を用いる。
まず、図６（ａ）に示すように、基体２０１の上にアウターマスク１００を載置する。 次に、図６（ｂ）に示すように、アウターマスク１００の開口１００ａ１の内部に露出した残渣２０５ａをエッチングする。
そして、アウターマスク１００を基体２０１から取り外すことで、残渣２０５ａが除去された位相シフトマスクを得ることができる。
この様にすれば、残渣２０５ａの除去のために、前述したフォトレジスト２０７の再度の塗布、エッチングマスク２０７ａの再度の形成、およびエッチングマスク２０７ａの再度の除去を行わなくて済むので、生産性を大幅に向上させることができる。また、前述したように、クロムを含む層２０３ｂにダメージが発生するのを抑制することができる。
なお、残渣２０５ａの除去にアウターマスク１００を用いる場合を例示したが、図５（ｂ）に例示をしたクロムを含む膜２０５をエッチングする工程においてもアウターマスク１００を用いることができる。
この様にすれば、フォトレジスト２０７の塗布、エッチングマスク２０７ａの形成、およびエッチングマスク２０７ａの除去を行わなくて済むので、生産性をさらに向上させることができる。
なお、前述したエッチングに関するプロセス条件には既知の技術を適用することができるので詳細な説明は省略する。
以上、実施の形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、プラズマ処理装置１が備える各要素の形状、寸法、材質、配置、数などは、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
１ プラズマ処理装置、１０ 集積部、１１ 収納部、２０ 搬送部、２３ アウターマスク収納部、３０ ロードロック部、４０ 受け渡し部、５０ 処理部、６０ 制御部、１００ アウターマスク、１００ａ 基部、１００ａ１ 開口、１００ｂ 枠部、１００ｃ ストッパ、２００ 処理物、２０１ 基体、２０２ パターン部、２０２ａ 凸部、２０２ｂ クロムを含む層、２０３ 遮光部、２０３ａ 凸部、２０３ｂ クロムを含む層、２０５ａ 残渣

Claims (8)

  1. 処理物をエッチングしてフォトマスクを製造する際に用いられるアウターマスクであって、
    板状を呈し、中央領域に開口を有する基部と、
    枠状を呈し、前記基部の一方の面の周縁に沿って、前記基部の厚み方向に突出して設けられた枠部と、
    を有し、
    前記枠部は、前記処理物のパターン部が設けられる面の四隅において、前記面と接触する面を有するアウターマスク。
  2. 前記パターン部が設けられる面の周縁には面取り部が設けられ、
    前記枠部は、前記面取り部にさらに接触可能となっている請求項１記載のアウターマスク。
  3. 前記基部の厚みは、１ｍｍ以上である請求項１または２に記載のアウターマスク。
  4. 前記枠部が前記面と接触した際に、前記基部の前記処理物側の面と、前記処理物との間の距離が１ｍｍ以上となる請求項１〜３のいずれか１つに記載のアウターマスク。
  5. 処理物を収納する収納部と、
    請求項１〜４のいずれか１つに記載のアウターマスクを収納するアウターマスク収納部と、
    前記収納部から取り出された前記処理物の上に、前記アウターマスク収納部から取り出された前記アウターマスクを載置する移載部と、
    前記アウターマスクが載置された処理物に対してプラズマ処理を施す処理部と、
    を備えたプラズマ処理装置。
  6. 処理物をエッチングしてフォトマスクを製造する方法であって、
    前記処理物の上に、請求項１〜４のいずれか１つに記載のアウターマスクを載置する工程と、
    前記アウターマスクが載置された前記処理物に対してプラズマ処理を施す工程と、
    を備えたフォトマスクの製造方法。
  7. 前記プラズマ処理を施す工程において、前記処理物の表面にある残渣を除去する請求項６記載のフォトマスクの製造方法。
  8. 前記プラズマ処理を施す工程において、前記処理物の表面にあるクロムを含む層を除去する請求項６記載のフォトマスクの製造方法。
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