(57)【要約】      （修正有）【課題】フォトマスクの製造方法に関し、フォトマスクに於けるエッチングバイアスの予測をパターン開口率に対応して行なうことで、高精度の予測を可能にしようとする。【解決手段】被エッチング基板のパターン開口率ＯＲとエッチングチャンバー内に於けるエッチング中のリアクタンスＸの値からエッチングバイアス量ＥＢを予測する過程が含まれてなることを特徴とするか、或いは、被エッチング基板のパターン開口率ＯＲとエッチングチャンバー内に於けるエッチング中のリアクタンスの値Ｘから予測したエッチングバイアス量ＥＢ、及び、レジスト寸法ＲＣＤを測定した結果それぞれを基にして、完成されるべきパターンの寸法ＦＣＤを予測し、予測結果と目的とする寸法との差から最適なエッチング条件を決定する工程が含まれてなることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被エッチング基板のパターン開口率とエッチングチャンバー内に於けるエッチング中のリアクタンスの値からエッチングバイアス量を予測する過程
が含まれてなることを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項２】
被エッチング基板のパターン開口率とエッチングチャンバー内に於けるエッチング中のリアクタンスの値から予測したエッチングバイアス量、及び、レジスト寸法を測定した結果のそれぞれを基にして、作製されるべきパターンの寸法を予測し、その予測結果と目的とする寸法との差から最適なエッチング条件を決定する過程
が含まれてなることを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライエッチング法を適用してフォトマスクを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体装置などに於けるパターンサイズの微細化に伴ってフォトマスクの分野でも酸化クロム等からなる遮光膜のエッチングにドライエッチングプロセスが多用されるようになっている。
【０００３】
ドライエッチング法の特長は、フォトマスクに於ける遮光膜パターンとレジストパターンの寸法乖離（エッチングバイアス）がウェットエッチング法と比較して小さくなり、パターン解像度が向上する点にある。
【０００４】
エッチングバイアスの大きさは、エッチングする基板上のパターン開口率（ローディング）やそのときのエッチング装置の状態により変化する。そこで、従来のマスクプロセスでは、エッチングするパターンの内容や前処理基板の結果から、エンジニアの経験を加味してエッチングバイアスを予測している。
【０００５】
然しながら、現在の先端技術で用いられる部品では、エッチングばらつきの許容範囲は５ｎｍ以下であり、従来のエンジニアの勘に頼る方法は、処理の精度、安定性（再現性）共に不足であることが認識されている。
【０００６】
この問題を解決するため、プラズマの発光分析（ｏｐｔｉｃａｌ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＯＥＳ）により、エッチング中の終点検出を基にエッチングバイアスを制御する方法が考えられている。然しながら、この方法では、開口率の極端に低い、例えば２〜３％以下である基板に対しては、終点検出精度が低下してしまう旨の欠点がある。
【０００７】
エッチング装置の状態変化は、エッチング処理中のプラズマ出力（インピーダンス、リアクタンス、電流、電圧等）を測定することで推測できるので、従来、この特性を利用したエッチング処理方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００８】
特許文献１に開示された発明では、被エッチング膜のエッチング速度とプラズマのインピーダンスやリアクタンスとの相関関係を利用しているのであるが、プラズマのインピーダンスやリアクタンスは装置の状態によって経時的に変化する。
【０００９】
然しながら、前記相関関係を利用すれば、エッチング処理中にエッチング速度を知ることができるので、装置の状態に依らず、最適な処理条件（エッチング時間）をエッチング処理中に再設定することができる（例えば、特許文献２を参照。）。
【００１０】
特許文献２に開示された発明では、プラズマのインピーダンスとエッチング条件の相関関係を利用し、エッチング処理中のインピーダンスを測定し、測定値を予め設定していたインピーダンスの目標値と比較する。インピーダンスの測定値と目標値の差分が設定値より大きい場合、予め作成していたテーブルに従い、差分が設定値以内となるようにプロ
セスパラメーター（処理圧力、電源電力、ガス流量等）を再設定して処理を継続する。
【００１１】
前記したところから認識されようが、従来の技術、即ち、プラズマのインピーダンスやリアクタンスの変化を利用する方法は、何れも被エッチング膜の処理中の測定結果から、その処理中に最適エッチング条件を再設定することが特徴になっている。
【００１２】
然しながら、これらの方法では、エッチングを開始してから処理中に最適なエッチング結果を適用するまでのインピーダンスのズレは修正することができない。
【００１３】
通常、処理圧力やガス流量等のプロセスパラメーターとインピーダンスの関係も装置状態により経時的に変化するから、エッチング処理中に最適なパラメーター値を再設定することは困難であり、エッチングによる寸法ズレ量を大きくしてしまう事も考えられる。
【００１４】
また、一般に、フォトマスクでは、同じポジ型のレジストを用いたプロセスでも、レイヤーに依って基板内のパターン開口率が１〜５０％程度の広い範囲で変化する。この為、実際のエッチングバイアスは、パターン開口率により大きく変化するのであるが、従来の技術では、その影響についてが考慮するところがなく、エッチング処理結果に大きなばらつきを生じている。
【特許文献１】特開２００４−９５８４５号公報
【特許文献２】特開２００４−３９７７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明では、フォトマスクに於けるエッチングバイアスの予測をパターン開口率に対応して行なうことで、高精度の予測を可能にしようとする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に依るフォトマスクの製造方法に於いては、
（１）
被エッチング基板のパターン開口率とエッチングチャンバー内に於けるエッチング中のリアクタンスの値からエッチングバイアス量を予測する過程が含まれてなることを特徴とするか、或いは、
（２）
被エッチング基板のパターン開口率とエッチングチャンバー内に於けるエッチング中のリアクタンスの値から予測したエッチングバイアス量、及び、レジスト寸法を測定した結果それぞれを基にして、完成されるべきパターンの寸法を予測し、予測結果と目的とする寸法との差から最適なエッチング条件を決定する過程が含まれてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
前記手段を採ることに依り、レジスト寸法とパターン開口率の情報から、出来上がりのパターン寸法の予測ができ、その予測結果に基づいた最適なエッチング条件の選択が可能となり、その結果、目標寸法に対するばらつき幅の小さいフォトマスクを再現性良く製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明では、エッチングバイアスにおけるパターン開口率の影響、及び、エッチング装置に於ける状態の影響を一つの関係式で表現することで、エッチング前にエッチングバイアスの変動量を予測している。
【００１９】
図１はＩＣＰ（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｐｌａｓｍａ）型エッチング装置の要部説明図であり、図に於いて、１はエッチングチャンバー、２は下部電極（カソード）、３は高周波（ＲＦ）コイル、４はＲＦ電源、５はＲＦセンサー、６はマッチングボックス、７はＲＦ電源、８は制御用コンピューター、９はフォトマスク基板（被エッチング基板）をそれぞれ示している。
【００２０】
このエッチング装置の状態は、エッチングチャンバー１に於ける下部電極２とマッチングボックス６との間に設置されたＲＦセンサー５の出力を用いコンピューター８でモニターする。
【００２１】
ＲＦセンサー５を使用することで、エッチング処理中の電流（Ｉ）、電圧（Ｖ）と電流−電圧間の位相差（θ）を知ることができる。フォトマスクのエッチングに於いては、エッチング処理中に於けるリアクタンスの平均値（Ｘ）がエッチングバイアスとの相関が高く、そして、その場合、
Ｘ＝Ｖ／Ｉ＊ｓｉｎθ・・・・（式１）
の関係が成り立っている。
【００２２】
ここで、フォトマスク基板９の開口率（％）をＯＲとすると、Ｃｒ遮光膜に対するエッチングバイアス量（ＥＢ）の間には、
ＥＢ＝ａ＊ＯＲ＋ｂ＊Ｘ＋ｃ・・・・（式２）                  
ａ、ｂ、ｃ：定数
の関係が成り立っている。ここでａ、ｂ、ｃは、以前のエッチング結果から経験的に求めることができる。
【００２３】
図２は（式２）から予想されるエッチングバイアスと実際のエッチングバイアスとの相関を示す線図であり、図からすると、両者の間には強い相関があることが看取され、パターン開口率とエッチング時のリアクタンスを知ることで、エッチングバイアスが高い精度で予測できることが判る。
【実施例１】
【００２４】
図３は本発明を実施するフォトマスクのエッチングシステムの構成例を表す要部ブロック図であり、図４は図３に見られるエッチングシステムを用いてエッチング処理を行なう場合のフローを示す図である。以下、図３及び図４を参照しつつ本発明に依るフォトマスクの製造について説明する。
【００２５】
○  次回プラズマリアクタンスの予測値の算出
ステップ１
エッチング処理中に取得された電流（Ｉ）、電圧（Ｖ）、電流−電圧間の位相差（θ）からなるリアクタンスデータは、ＲＦセンサー部１４を介してデータサーバ１１に格納される。
【００２６】
ステップ２
演算部１２では、前記（式１）に従って、エッチングのリアクタンス（Ｘ）を算出し、データサーバ１１に保存する。
【００２７】
ステップ３
演算部１２では、データサーバ１１内のデータを用い、演算部１２でリアクタンス変化の傾向（トレンド）から、次回処理におけるリアクタンスの予測値（Ｘ′) を算出する。
【００２８】
ここで、リアクタンスの予測値（Ｘ′）の算出は、例えば、前処理結果の移動平均等の方法で求められるが、リアクタンスのトレンドを利用した予測に基づく予測であれば、他の方法を用いても良い。以上の方法に依り、次回処理時のプラズマリアクタンスの予測値（Ｘ′）がデータサーバ１１に保存される。
【００２９】
○  次回エッチングバイアス量の予測値の算出
ステップ４
エッチングに際し、データサーバ１１には、被エッチング基板の開口率データ（ＯＲ）が保存される。
【００３０】
尚、図３のエッチングシステムでは、予め、紫外線の散乱強度の変化を用い、エッチング前のレジスト寸法（ＲＣＤ）を測定し、結果をデータサーバ１１に格納してある。
【００３１】
ここで、レジスト寸法の測定は、電子線に依るレジスト寸法の変動を避ける為、ＳＥＭ測定以外の方法で実施することが望ましい。
【００３２】
ステップ５
次に、エッチングバイアス量の予測値（ＥＢ）を求めるため、データサーバ１１から、（式２）の定数ａ、ｂ、ｃを読み込む。
【００３３】
ステップ６
以上のデータから、演算部１２において、（式２）を用いて、次回処理基板におけるＥＢの値が計算される。
【００３４】
ステップ７
以上のデータを用いて、エッチング後のパターン寸法の予測値（ＦＣＤ）は演算部１２に於いて、                                                                      ＦＣＤ＝ＲＣＤ＋ＥＢ＝ＲＣＤ＋ａ＊ＯＲ＋ｂ＊Ｘ′＋ｃ・・・・（式３）
として求まる。
【００３５】
○  エッチング可否判断と最適エッチング条件の設定
ステップ８及びステップ９
以上の手順で算出されたＦＣＤの予測値について、目標寸法値Ｔに対する差分ＭＴＴから対象基板に対するエッチング処理の可否を判断する。
【００３６】
ステップ１０
ここで、
ＭＴＴ＝ＦＣＤ−Ｔ・・・・（式４）
であり、ＭＴＴの規格幅を
−Δ＜ＭＴＴ＜＋Δ・・・・（式５）
とした場合、ＭＴＴの値が（式５）を満足する場合は予定通りの処理内容（レシピ）でエッチングを行うよう、エッチング装置１３側に指示が送られる。
【００３７】
ステップ１１
ＭＴＴの予測値が（式５）の規格を超える場合は、その結果に応じて、エッチング処理内容を変更するよう、エッチング装置１３側に指示が送られる。
【００３８】
ステップ１２
そのときの変更内容としては、ａ．酸素プラズマによるディスカム処理の追加、ｂ．エッチング時間等のエッチングパラメーターを変更した新たなエッチングレシピの指示、であり、この場合、ａ．ｂ．の何れでも良い。
【００３９】
ドライエッチング装置１３では、先のステップで設定された処理内容に従って、エッチング処理が行われる。
【００４０】
図５はパターン寸法ずれを本発明と従来例とを比較して表した線図であり、図の縦軸にはパターン寸法ずれを、また、横軸には処理プレートの枚数をそれぞれ採ってある。
【００４１】
図からすると、従来の技術に依れば、レジスト寸法や装置状態の変化により、ＭＴＴの値は大きくばらつくが、本発明を実施することで、ばらつきが大幅に抑制されている。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明を実施するドライエッチング装置を表す要部説明図である。
【図２】（式２）から予想されるエッチングバイアスと実際のエッチングバイアスとの相関を示す線図である。
【図３】本発明を実施するエッチングシステムを表す要部ブロック図である。
【図４】図３のエッチングシステムに依る処理を説明する為のフロー図である。
【図５】パターン寸法ずれを本発明と従来例とを比較して表した線図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  エッチングチャンバー
２  下部電極（カソード）
３  高周波（ＲＦ）コイル
４  ＲＦ電源
５  ＲＦセンサー
６  マッチングボックス
７  ＲＦ電源
８  制御用コンピューター
９  フォトマスク基板
【図１】
2007193037.tif 000003
【図２】
2007193037.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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