(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フオトマスクをドライエッチングするエッチング装置であって、基板の除電を行うための除電機構部を備えているもので、該除電機構部は、基板の表面に軟Ｘ線を照射して軟Ｘ線により大気中の分子をイオン化させて、基板の除電を行うもので、軟Ｘ線照射部を備えていることを特徴とするフオトマスク用エッチング装置。
【請求項２】
請求項１において、プラズマ処理を行う場所と除電機構部により除電を行う場所との間で基板を搬送する搬送部の少なくとも基板と接する部分が絶縁材により形成されていることを特徴とするフオトマスク用エッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フオトマスクのドライエッチング装置に関し、特に除電機構部を備えたドライエッチング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＳＩ、超ＬＳＩ、ＡＳＩＣ等の高密度半導体集積回路の製造は、従来、シリコンウエハ等の被加工基板上に電離放射線に感度を有するレジストを塗布し、そのレジストをステッパーないしアライナー等でマスクパターン原版の像を露光した後、現像して所望のレジストパターンを得て、このレジストパターンをマスクとして、基板のエッチング、ドーピング処理、薄膜の成膜、リフトオフ等のリソグラフィー工程を行っていた。
上記のような、レジストパターンの作成に用いられるマスクパターン原版は、一般にはフオトマスクと呼ばれ、露光光に透明な基板上に露光光に遮光性をもつ遮光膜パターンを設けたものてある。そして、遮光膜パターンの像をレジストに露光転写するのである。シリコンウエハ上のレジストへは、通常、ステッパーの場合は、マスクパターン原版の像を１／５ないし１／１０に縮小して、アライナーの場合は、マスクパターン原版の像を１：１で露光転写している。
近年、半導体集積回路の集積度が上がり、特にメモリーの一つであるＤＲＡＭは６４Ｍビットが実用レベルになってきているが、この６４ＭＤＲＡＭの最小寸法は０．３０μｍ程度で、従来のｉ線ステッパー露光方法ではレジストパターンの解像限界を超える領域にまできている。
このため、解像を上げるために、露光光源の短波長化、転写レンズの高ＮＡ化、輪帯照明法を代表とする超解像法やフオトマスクを使用しない電子線直接描画、位相シフトマスクを用いる露光方法等が実施されるようになってきた。
【０００３】
このような状況において、フオトマスクに対してますます微細化加工が求められ、通常のフオトマスクの作製は、露光光に透明な基板上に設けられた露光光に遮光性のあるクロム等の金属薄膜を遮光膜上にレジストパターンを形成した後に、遮光膜をエッチングして遮光膜パターンを形成することにより行われるが、エッチング液を用いた遮光膜のエッチング法に代わり、エッチング用のガスを用いたドライエッチング法が微細加工の面で重要視されるようになってきた。
また、種々の位相シフトフオトマスク作製においてもドライエッチング法が用いられている。例えば、半導体素子作製のためのコンタクトレイヤーにハーフトーン位相シフトフオトマスク実用化されているが、このハーフトーン位相シフトフオトマスクのハーフトーン材料としてはクロム化合物の単層膜や多層膜、ＭｏＳｉ（モリブデンシリサイド）化合物の単層膜や多層膜が用いられており、これらの加工にドライエッチング法が採用されている。
尚、以降通常のフオトマスクをノーマルマスクとも言う。
【０００４】
しかし、上記ノーマルマスクおよびハーフトーン位相シフトフオトマスクのドライエッチングを行う際には、基板をエッチング装置内のエッチングテーブル（エッチング電極）の上に置き、エッチング中は基板表面（クロム面等）とテーブルとは、基板材（通常合成石英を基板材とする）により絶縁されており、エッチング中は基板表面はプラズマ中の電子とイオンの移動差により負に帯電するため、これに起因してパターン破壊が発生することがあり、問題となっている。
上記のように、エッチング中は基板表面はプラズマ中の電子とイオンの移動差により負に帯電するため、基板周辺あるいは側面に搬送アームあるいは人体が接触すると周辺（クロム等）に帯電していた電荷がアースに落ち、クロム等のパターンの電荷は０となる。この時、孤立パターンがあると孤立パターンと周辺パターンとの間に電位差が生じパターン破壊が発生することがある。また、中心パターンと周辺パターンのつながっている部分が非常に細い場合、帯電していた電荷がアースに落ちるときにその部分を通る電流量が大きくなり、その部分のパターンが溶解することもある。
特に、パターンサイズがマスク上で２．０μｍ以下になるとこの現象は無視できなくなり、問題となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、フオトマスクのドライエッチング方法においては、帯電によるパターンの破壊が問題となっており、その対応が求められていた。
本発明は、このような状況のもと、フオトマスクのドライエッチング装置であって、帯電によるパターンの破壊を防止できるように、除電機構部を備えたドライエッチング装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明フオトマスク用エッチング装置は、フオトマスクをドライエッチングするエッチング装置であって、基板の除電を行うための除電機構部を備えているもので、該除電機構部は、基板の表面に軟Ｘ線を照射して軟Ｘ線により大気中の分子をイオン化させて、基板の除電を行うもので、軟Ｘ線照射部を備えていることを特徴とするものである。
そして、上記において、プラズマ処理を行う場所と除電機構部により除電を行う場所との間で基板を搬送する搬送部の少なくとも基板と接する部分が絶縁材により形成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
【作用】
本発明フオトマスク用エッチング装置は、このような構成にすることにより、このような状況のもと、フオトマスクのドライエッチング装置で、帯電によるパターンの破壊を防止できるドライエッチング装置の提供を可能としている。
具体的には、除電機構部は、軟Ｘ線により大気中の分子をイオン化させて、基板の除電を行うもので、軟Ｘ線照射部を備えていることによりこれを達成している。
【０００８】
【実施例】
本発明フオトマスク用エッチング装置の実施例を挙げる。
先ず、実施例１のフオトマスク用エッチング装置を挙げる。
図１（ａ）は実施例１のフオトマスク用エッチング装置の概略図で、エッチング後に帯電された基板１１０をエッチングチャンバー１４０から搬送アーム１３０により取り出し、軟Ｘ線照射部１２０により軟Ｘ線１２２を照射している状態を示しており、図１（ｂ）は基板１１０をエッチングチャンバー１４０内でドライエッチングしている状態を示している。
図１中、１００はエッチング装置、１１０は基板、１２０は軟Ｘ線照射部（除電機構部）、１２２は軟Ｘ線、１２４は軟Ｘ線照射部用電源、１３０は搬送アーム、１５０はエッチング部、１５１はエッチングチャンバー、１５２はエッチング電極（テーブル）、１５２Ａは絶縁材、１５３は対抗電極、１５４はＲＦ電源、１５５はアース、１５６は排気ポート、１５７は排気、１５８はガス導入口、１５９はゲートバルブである。
実施例１のエッチング装置１００は、除電機構部として軟Ｘ線照射部１２０を備えたものであり、図１（ｂ）の状態でドライエッチングされた後、エッチングチャンバー１５１を大気に解放して、ゲートバルブ１５９を開き、搬送アーム１３０により、基板１１０を取り出し、軟Ｘ線照射部１２０により基板１１０の表面に軟Ｘ線１２２を照射して、エッチング時に帯電された基板１１０の表面の電荷を中和することにより除電を行うものである。
【０００９】
搬送アーム１３０の基板１１０を載置する箇所等、基板１１０に接する部分は高分子、セラミックなどの絶縁性の材質で作られていることが望ましい。
軟Ｘ線照射部１２０の数は、位置、基板１１０との距離に制限はない。必要に応じ複数設けても良い。基板１１０との距離は１０〜１００ｃｍが望ましい。
【００１０】
実施例１はエッチング部１５０は反応性イオンエッチングを行うものであるが、エッチング部としては、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎｓｎｃｅ）、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ    Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）、ヘリコン波という高密度プラズマ源を用いたエッチング部でも良い。
【００１１】
尚、ゴミ等の異物の付着を考慮して、軟Ｘ線照射部は基板の上にはこない位置に設けることが望ましい。
【００１２】
次に、参考実施例１を挙げる。
図２は参考実施例１のフオトマスク用エッチング装置の概略図で、図２中、２００はエッチング装置、２１０は基板、２２０はＵＶ照射部（除電機構部）、２２２はＵＶ光源、２２４はＵＶ透過窓、２２６はＵＶ光、２５０はエッチング部、２５１はエッチングチャンバー、２５２はエッチング電極（テーブル）、２５２Ａは絶縁材、２５３は対抗電極、２５４はＲＦ電源、２５５はアース、２５６は排気ポート、２５７は排気、２５８はガス導入口である。
尚、図２においては、エッチング部２５０の基板２１０出し入れ用のゲートバルブや搬送アーム等は省略してある。
【００１３】
参考実施例１の装置は、除電機構部としてＵＶ照射部２２０を用いたもので、ドライエッチング後、ＵＶ照射部２２０により、エッチングチャンバー２５１内の残留分子をイオン化するもので、イオン化された分子（ブラスイオン）が基板２１０の表面にあたることにより、基板２１０表面のエッチング時に帯電された電荷を中和して除電するものである。エッチング部２５０の構造は、実施例１と基本的に同じである。
実施例１のように、ドライエッチング後にエッチングチャンバー２５１内を大気に解放せず、ドライエッチング後にエッチングチャインバー２５１内をガスで満たし、圧力を１〜１０００ｍＴｏｒｒと設定し、ＵＶ光２２６をＵＶ透過窓２２４を通過させてエッチングチャインバー２５１内に照射し、エッチングチャインバー２５１内をガスをイオン化させる。
圧力を１〜１０００ｍＴｏｒｒと設定するためのガスとしては、エッチングガス、窒素、アルゴン、クリプトン、キセノンといった不活性ガス、酸素、大気の単体あるいは混合ガスでもかまわない。
照射するＵＶ光２２６の、量や照射時間には特に制限はない。
尚、ＵＶ照射部２２０の数、位置、基板との距離に制限はなく必要に応じて決める。
【００１４】
ＵＶ照射部２２０はＵＶ光源２２２から放出されたＵＶ光２２６をＵＶ透過窓２２４を通しエッチングチャンバー２５１内に照射するものである。
ＵＶ光源２２２としては、図４（ａ）に示す重水素ランプ４１０を用いた。
重水素ランプ４１０は、図４（ａ）に示すように周辺部を窒素あるいはアルゴンといった不活性ガスからなる置換ガス４３０で置換されている構造である。他には図４（ｂ）のような重水素ランプ４１０とＵＶ透過窓４３０（２２４）とが一体化した構造が望ましい。
また、ＵＶ透過窓４３０（２２４）は１００〜４００ｎｍの波長の光を透過するＭｇＦ２  、ＣａＦ２  、Ｑｕａｒｔｚ、サファイアセラミックスといった材料が望ましい。
【００１５】
図２はエッチングチャンバーが１つのシングルチャンバー方式であるが、ロードロック機構を備えたマルチチャンバー方式のものでも良い。
また、参考実施例１はエッチング部２５０は反応性イオンエッチングを行うものであるが、エッチング部としては、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎｓｎｃｅ）、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  ＣｏｕｐｌｅｄＰｌａｓｍａ）、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）、ヘリコン波という高密度プラズマ源を用いたエッチング部でも良い。
【００１６】
次に、参考実施例２を挙げる。
図３は参考実施例２のフオトマスク用エッチング装置の概略図で、図３中、３００はエッチング装置、３１０は基板、３２０はＵＶ照射部（除電機構部）、３２２はＵＶ光源、３２４はＵＶ透過窓、３２６はＵＶ光、３３０は搬送アーム、３５０はエッチング部、３５１はエッチングチャンバー、３５２はエッチング電極（テーブル）、３５２Ａは絶縁材、３５３は対抗電極、３３４はＲＦ電源、３５５はアース、３５６は排気ポート、３５７は排気、３５８、３５８Ａはガス導入口、３５９はゲートバルブ、３６０はトランスファーチャンバーである。尚、図３においては、トランスファーチャンバー３６０からの基板３１０出し入れ用のゲートバルブ等は省略してある。
【００１７】
参考実施例２の装置は、参考実施例１の場合と同様除電機構部としてＵＶ照射部２２０を用いたものであるが、ドライエッチング処理後、基板３１０をトランスファチャンバー３６０内へ取り出し、ここで基板３１０の除電を行うものである。エッチング部３５０の構造は実施例１、参考実施例１と基本的に同じである。
本参考実施例の場合は、ドライエッチング後もエッチングチャンバー２５１内を大気に解放せず真空状態としておき、真空状態としてあるトランスファーチャンバー３６０との間のゲートバルブ３５９を開き、搬送アーム３３０により基板３１０をエッチングチャンバー２５１からトランスファーチャンバー３６０内へ移動させた後に、トランスファーチャンバー３６０内にて基板３１０の除電を行うものである。基板３１０をトランスファーチャンバー３６０内へ移動させた後、トランスファーチャンバー３６０内をガスで満たし、圧力を１〜１０００ｍＴｏｒｒと設定し、ＵＶ光２２６をＵＶ透過窓２２４を通過させてエッチングチャインバー２５１内に照射し、エッチングチャインバー２５１内をガスをイオン化させる。
圧力を１〜１０００ｍＴｏｒｒと設定するためのガスとしては、エッチングガス、窒素、アルゴン、クリプトン、キセノンといった不活性ガス、酸素、大気の単体あるいは混合ガスでもかまわない。そして、イオン化された分子（ブラスイオン）が基板３１０の表面にあたることにより、基板３１０表面のエッチング時に帯電された電荷を中和する。
【００１８】
ＵＶ照射部２２０としては、参考実施例１と同様のもので良く、使用の仕方も参考実施例１と同様である。
【００１９】
図３はエッチングチャンバーが２つのデュアルチャンバー方式であるが、ロードロック機構を備えたマルチチャンバー方式のものでも良い。
また、参考実施例２はエッチング部３５０は反応性イオンエッチングを行うものであるが、エッチング部としては、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎｓｎｃｅ）、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  ＣｏｕｐｌｅｄＰｌａｓｍａ）、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）、ヘリコン波という高密度プラズマ源を用いたエッチング部でも良い。
【００２０】
【効果】
本発明は、上記の通り、フオトマスクのドライエッチング装置であって、帯電によるパターンの破壊を防止できる装置の提供を可能としている。
詳しくは、軟Ｘ線照射部をドライエッチングを行った後の基板の除電を行う除電機構部とし、ドライエッチングによる基板の帯電に起因するパターンの破壊を防止できるものとしている。
この結果、フオトマスクの微細化に対応できるドライエッチングを可能としている。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１のフオトマスク用エッチング装置の概略図
【図２】参考実施例１のフオトマスク用エッチング装置の概略図
【図３】参考実施例２のフオトマスク用エッチング装置の概略図
【図４】ＵＶ光源２２２としての重水素ランプを説明するための図
【符号の説明】
１００、２００、３００            エッチング装置
１１０、２１０、３１０            基板
１２０                            軟Ｘ線照射部（除電機構部）
１２２                            軟Ｘ線
１２４                            軟Ｘ線照射部用電源
１３０、３３０                    搬送アーム
１５０、２５０、３５０            エッチング部
１５１、２５１、３５１            エッチングチャンバー
１５２、２５２、３５２            エッチング電極（テーブル）
１５２Ａ、２５２Ａ、３５２Ａ      絶縁材
１５３、２５３、３５３            対抗電極
１５４、２５４、３５４            ＲＦ電源
１５５、２５５、３５５            アース
１５６、２５６、３５６            排気ポート
１５７、２５７、３５７            排気
１５８、２５８、３５８、３５８Ａ  ガス導入口
１５９、３５９                    ゲートバルブ
２２０、３２０                    ＵＶ照射部（除電機構部）
２２２、３２２                    ＵＶ光源
２２４、３２４                    ＵＶ透過窓
２２６、３２６                    ＵＶ光
３６０                            トランスファーチャンバー
４１０                            重水素ランプ
４２０                            ＵＶ透過窓
４３０                            置換ガス
【図１】
0003605485.tif 000002
【図２】
0003605485.tif 000003
【図３】
0003605485.tif 000004
【図４】
0003605485.tif 000005