基板の製造装置および基板の製造方法
【課題】エッチング対象が透光性を有し、且つパターンが微細である場合であってもエッチング処理の終点検出の精度を向上させることができる基板の製造装置および基板の製造方法を提供することである。
【解決手段】実施形態に係る基板の製造装置は、処理容器と、前記処理容器の内部にガスを供給するガス供給部と、前記処理容器の内部を排気する排気部と、前記処理容器の内部にプラズマを発生させるプラズマ発生部と、前記処理容器の内部に設けられ基板を載置する載置部と、前記載置部に載置された前記基板の前記載置部に対峙する側の面に検出光を入射させ、前記基板からの反射光に基づいてエッチング処理の終点を検出する終点検出部と、を備えている。そして、前記終点検出部は、前記基板の前記面に対して垂直な方向から前記検出光を入射させ、前記基板の透光性を有する材料から形成された部分における前記エッチング処理の終点を検出する。
【解決手段】実施形態に係る基板の製造装置は、処理容器と、前記処理容器の内部にガスを供給するガス供給部と、前記処理容器の内部を排気する排気部と、前記処理容器の内部にプラズマを発生させるプラズマ発生部と、前記処理容器の内部に設けられ基板を載置する載置部と、前記載置部に載置された前記基板の前記載置部に対峙する側の面に検出光を入射させ、前記基板からの反射光に基づいてエッチング処理の終点を検出する終点検出部と、を備えている。そして、前記終点検出部は、前記基板の前記面に対して垂直な方向から前記検出光を入射させ、前記基板の透光性を有する材料から形成された部分における前記エッチング処理の終点を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、基板の製造装置および基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置、フラットパネルディスプレイ、フォトマスクなどの製造においては、エッチング処理によりパターンを形成する際にパターン形成の終了、すなわちエッチング処理の終点検出が行われている。
この様なエッチング処理の終点検出においては、基板の裏面に対して所定の角度傾けた方向から検出光を照射し、基板からの反射光を検出することで終点検出を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
しかしながら、特許文献１に開示されているような技術を用いるものとすれば、エッチング対象が透光性を有し、且つパターンが微細である場合にエッチング処理の終点検出の精度が著しく低下するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−９２４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、エッチング対象が透光性を有し、且つパターンが微細である場合であってもエッチング処理の終点検出の精度を向上させることができる基板の製造装置および基板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る基板の製造装置は、処理容器と、前記処理容器の内部にガスを供給するガス供給部と、前記処理容器の内部を排気する排気部と、前記処理容器の内部にプラズマを発生させるプラズマ発生部と、前記処理容器の内部に設けられ基板を載置する載置部と、前記載置部に載置された前記基板の前記載置部に対峙する側の面に検出光を入射させ、前記基板からの反射光に基づいてエッチング処理の終点を検出する終点検出部と、を備えている。そして、前記終点検出部は、前記基板の前記面に対して垂直な方向から前記検出光を入射させ、前記基板の透光性を有する材料から形成された部分における前記エッチング処理の終点を検出する。
【０００６】
他の実施形態に係る基板の製造方法は、透光性を有する材料から形成された部分が設けられた基板をエッチング処理することで基板を製造する基板の製造方法である。そして、前記エッチング処理する工程において、前記基板の主面に対して垂直な方向から検出光を入射させ、前記基板からの反射光に基づいて前記基板の透光性を有する材料から形成された部分における前記エッチング処理の終点を検出する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の実施形態によれば、エッチング対象が透光性を有し、且つパターンが微細である場合であってもエッチング処理の終点検出の精度を向上させることができる基板の製造装置および基板の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る基板の製造装置を例示するための模式断面図である。
【図２】終点検出部を例示するための模式図である。
【図３】基板のエッチング処理を例示するための模式断面図である。
【図４】エッチング処理の終点の演算を例示するための模式グラフ図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、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。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
[第１の実施形態]
ここでは、一例として、位相シフトマスクを製造する際に用いることができる基板の製造装置について例示をする。
図１は、第１の実施形態に係る基板の製造装置を例示するための模式断面図である。
【００１０】
基板の製造装置１００（以下、単に製造装置１００と称する）は、アルミニウムなどの導電性材料で形成され減圧雰囲気を維持可能な処理容器１を備えている。
処理容器１の天井中央部分には、処理ガスＧを導入するための処理ガス導入口２が設けられている。
【００１１】
ガス供給部１８は、処理ガス導入口２を介して処理容器１の内部に処理ガスＧを供給する。なお、処理ガスＧは、処理容器１の内部に供給される際に、処理ガス調整部（図示せず）により流量や圧力などが調整される。
ここで、位相シフトマスクを製造する場合には、石英から形成された部分が設けられた基板をエッチング処理することになる。この場合、石英から形成された部分をエッチング処理する際の処理ガスＧとしては、例えば、フッ素を含むガスを例示することができる。フッ素を含むガスとしては、例えば、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ４Ｆ８、ＳＦ６などやこれらの混合ガスを例示することができる。
【００１２】
処理容器１の天井部分であって、処理ガス導入口２の径外方向部分には誘電体材料（例えば、石英など）からなる誘電体窓２１が設けられている。誘電体窓２１の表面には導電体からなるコイル２０が設けられている。コイル２０の一端は接地され（図示せず）、他端は、整合器１６ａを介して高周波電源６ａに接続されている。
【００１３】
処理容器１の内部には、基板２００を処理するための空間である処理空間３が設けられている。処理空間３の下方には電極部４が設けられている。電極部４は、台座１０を介して処理容器１の底面に設けられている。電極部４には高周波電源６ｂが整合器１６を介して接続されている。また、処理容器１は接地されている。
製造装置１００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とすることができる。この場合、電極部４と処理容器１とが容量結合型電極を構成し、また、コイル２０が誘導結合型電極を構成する。
【００１４】
高周波電源６ａは、１００ＫＨｚ〜１００ＭＨｚ程度の周波数を有し、１ＫＷ程度の高周波電力を処理容器１に印加するものとすることができる。
高周波電源６ｂは、１００ＫＨｚ〜１００ＭＨｚ程度の周波数を有し、２００Ｗ程度の高周波電力を処理容器１に印加するものとすることができる。
整合器１６、１６ａにはチューニング回路（図示せず）が内蔵されており、チューニング回路で反射波を制御することによりプラズマＰを制御することができるようになっている。
製造装置１００においては、電極部４、処理容器１、高周波電源６ａ、高周波電源６ｂ、コイル２０などが、処理容器１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。
また、電極部４が、処理容器１の内部に設けられ基板２００を載置する載置部となる。
【００１５】
電極部４は、周囲を絶縁リング５で覆われている。電極部４の上面には基板２００が載置されるようになっている。また、後述する終点検出部３０や基板２００の受け渡し部（図示せず）などが内蔵されている。
【００１６】
処理容器１の底部には排気口７が設けられ、排気口７には圧力コントローラ８を介して真空ポンプなどのような排気部１９が接続されている。排気部１９は、処理容器１の内部が所定の圧力となるように排気する。処理容器１の側壁には、基板２００を搬入搬出するための搬入搬出口９が設けられ、搬入搬出口９を気密に閉鎖できるようゲートバルブ１７が設けられている。ゲートバルブ１７は、Ｏ（オー）リングのようなシール部材１４を備える扉１３を有し、ゲート開閉機構（図示せず）により開閉される。扉１３が閉まった時には、シール部材１４が搬入搬出口９の壁面に押しつけられ、搬入搬出口９は気密に閉鎖される。
【００１７】
電極部４の外側には、区画部１２が設けられている。基板２００の材質によっては、エッチング処理の際に副生成物が比較的多く生成される場合がある。そこで、製造装置１００においては、エッチング処理の際に処理空間３を画する区画部１２を設けている。すなわち、区画部１２を設けることで、区画部１２の外部にある処理容器１の側壁や底部などに副生成物が付着することを抑制できるようになっている。なお、区画部１２の内壁などにも副生成物が付着するが、区画部１２を交換したり区画部１２を取り外して清掃したりすることができるので、メンテナンス時間を大幅に短縮することができる。また、区画部１２を設けることで外部から処理空間３にパーティクルなどが侵入することを抑制することもできる。
【００１８】
区画部１２には、側面部１２ａ、底部１２ｂ、脚部１２ｃが設けられている。側面部１２ａは円筒状であり、処理容器１の内壁に近接するように設けられている。底部１２ｂは円板状であり、外周側の端面は側面部１２ａの下端面付近に固着されている。そして、底部１２の内周側の端面は絶縁リング５の近傍に位置するようになっている。なお、側面部１２ａ、底部１２ｂの形態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。例えば、側面部１２ａを多角形の筒状としたり、底部１２ｂを多角形の板状としたりすることができる。
【００１９】
脚部１２ｃの一端は、底部１２ｂに接続されており、他端は昇降部１１に接続されている。脚部１２ｃは円柱状であるがこれに限定されるものではなく、断面が多角形の柱状、円筒状などであってもよい。昇降部１１の動力源は、例えば、モータ、エアシリンダ、油圧シリンダなどとすることができるが、これらに限定されるものではなく同様の機能を有する駆動源としてもよい。区画部１２の上昇端位置と下降端位置は、検出器（図示せず）からの信号で制御することもできるし、タイマーなどを用いて時間により制御することもできる。
【００２０】
次に、終点検出部３０についてさらに例示をする。
終点検出部３０は、基板２００の主面（図１に例示をしたものの場合には、載置部である電極部４に対峙する側の面）に対して垂直な方向から検出光Ｌ１を入射させ、基板２００の透光性を有する材料から形成された部分におけるエッチング処理の終点を検出する。 図２は、終点検出部を例示するための模式図である。
図２に示すように、終点検出部３０には窓部３１、接続部３２、レンズ３３、ホルダ３４、伝送部３５、光源３６、分光部３７、制御部３８が設けられている。
【００２１】
窓部３１は、石英などの透光性を有する材料から形成され、電極部４の内部に設けられている。また、窓部３１の一端は電極部４の上面から露出し、他端は接続部３２の端部に接続されている。
接続部３２は、軸方向の端面間を貫通する段付きの孔部３２ａを有している。孔部３２ａの一方の開口部には窓部３１が設けられ、孔部３２ａの他方の開口部近傍にはホルダ３４が保持されている。
【００２２】
ホルダ３４は、軸方向の端面間を貫通する段付きの孔部３４ａを有し、一方の端部近傍が接続部３２に保持されている。接続部３２に保持される側の孔部３４ａの開口部近傍にはレンズ３３が設けられている。また、接続部３２に保持される側とは反対の側の孔部３４ａの開口部近傍には伝送部３５が保持されている。
レンズ３３は、検出光Ｌ１、反射光Ｌ２を集光する。例えば、レンズ３３は、伝送部３５から出射された検出光Ｌ１を基板２００における検出位置に集光させる。また、レンズ３３は、基板２００からの反射光Ｌ２を集光して伝送部３５に入射させる。なお、１つのレンズ３３が設けられる場合を例示したがこれに限定されるわけではない。例えば、複数のレンズが設けられたり、フィルタなどの他の光学要素などが設けられたりするようにすることもできる。なお、レンズ３３は、伝送部３５を検出位置に接近させるようにして設置すれば設けなくてもよい。
【００２３】
伝送部３５は、検出光Ｌ１、反射光Ｌ２を伝送する。例えば、伝送部３５は、光源３６から出射した検出光Ｌ１を伝送し、レンズ３３に向けて出射する。また、伝送部３５は、レンズ３３から出射した反射光Ｌ２を伝送し、分光部３７に向けて出射する。伝送部３５は、例えば、光ファイバーなどを用いたものとすることができる。
光源３６は、検出光Ｌ１を出射する。検出光Ｌ１は、波長が４００ｎｍ以下の光、例えば、紫外光とすることができる。光源３６としては、紫外光領域の中でも強い光量を得られる水銀キセノンランプなどを例示することができる。なお、検出光Ｌ１の波長に関する詳細は後述する。
分光部３７は、入射した反射光Ｌ２から特定の波長の光を分離する。光源３６から出射する検出光Ｌ１の波長を単一のものとすることが難しい場合がある。その様な場合には、分光部３７により特定の波長の光を分離するようにすれば、終点検出の精度を向上させることができる。なお、分光部３７は必ずしも必要ではなく、必要に応じて設けるようにすればよい。
【００２４】
制御部３８は、分光部３７を介して入射された反射光Ｌ２に基づいて、エッチング処理の終点に関する情報を演算する。演算されたエッチング処理の終点に関する情報は、製造装置１００の動作を制御するプロセス制御部１００ａに送られる。
プロセス制御部１００ａは、エッチング処理の終点に関する情報に基づいて製造装置１００におけるエッチング処理を終了させる。また、プロセス制御部１００ａは、制御部３８を制御して、終点検出部３０における検出の開始や検出の終了などを行うようにすることもできる。なお、プロセス制御部１００ａは、製造装置１００に設けられた各要素の動作を制御するようにすることもできる。
【００２５】
次に、エッチング処理の終点に関する情報の演算について例示する。
図３は、基板のエッチング処理を例示するための模式断面図である。
基板２００には、石英などの透光性を有する材料を用いた透光部２０１、酸化クロム（ＣｒＯ）、窒化クロム（ＣｒＮ）、珪化モリブデン（ＭｏＳｉ）などを用いた遮光部２０２が設けられている。また、遮光部２０２は、透光部２０１の表面にパターン状に形成されている。
基板２００は、透光部２０１の遮光部２０２が設けられていない部分がエッチング処理される。そのため、エッチング処理を行う際には、パターン状に形成された遮光部２０２の表面を覆うようにレジストマスク２０３が形成されている。
【００２６】
ここで、基板２００の主面に対して傾いた方向から検出光Ｌ３を入射させると、エッチング面２００ａを透過した光が溝部の壁面２００ｂやレジストマスク２０３の側面などにおいて反射され、エッチング面２００ａからの反射光のみならず溝部の壁面２００ｂやレジストマスク２０３の側面などからの反射光をも検出してしまうことになる。近年においては、透光部２０１に形成される溝が微細化される傾向にあり、基板２００の主面に対して傾いた方向から検出光Ｌ３を入射させるとエッチング面２００ａ以外からの反射光の影響が大きなものとなる。そのため、エッチング面２００ａの位置の変化、すなわち、エッチング処理の状態を正確に把握することが困難となるおそれがある。
【００２７】
そこで、終点検出部３０においては、基板２００の主面に対して垂直な方向から検出光Ｌ１を入射させるようにしている。基板２００の主面に対して垂直な方向から検出光Ｌ１を入射させるようにすれば、溝部の壁面２００ｂやレジストマスク２０３の側面などからの反射光による影響を抑制することができる。なお、検出光Ｌ１の内、エッチング面２００ａに入射するものを検出光Ｌ１１、遮光部２０２に入射するものを検出光Ｌ１２としている。また、反射光Ｌ２の内、エッチング面２００ａからのものを反射光Ｌ２１、遮光部２０２からのものを反射光Ｌ２２としている。
【００２８】
この場合、遮光部２０２はエッチングされないので遮光部２０２からの反射光Ｌ２２の位相の変化は極めて少ないことになる。一方、エッチング面２００ａはエッチングされることによりその位置が変化するため、エッチング面２００ａからの反射光Ｌ２１の位相が変化することになる。そのため、反射光Ｌ２１と反射光Ｌ２２とによる干渉光である反射光Ｌ２の変化を検出すればエッチング処理の終点を知ることができる。
【００２９】
図４は、エッチング処理の終点の演算を例示するための模式グラフ図である。なお、図４は反射光Ｌ２の変化を模式的に表したものである。
反射光Ｌ２の一周期Ｔの間にエッチングされる量Ｈは以下の式で求めることができる。
【数１】
ここで、Ｈは反射光Ｌ２の一周期Ｔの間にエッチングされる量、Ｓは検出光Ｌ１の波長、ｎは透光部２０１の屈折率である。
【００３０】
この場合、基板２００が位相シフトマスクである場合には、透光部２０１のエッチング量が１６８ｎｍ程度となる。そのため、検出光Ｌ１の波長Ｓを余り長くすると反射光Ｌ２の一周期Ｔの間にエッチングされる量Ｈが大きくなりすぎてエッチング処理の終点が検出できなくなるおそれがある。
そのため、終点検出部３０においては、検出光Ｌ１の波長Ｓを４００ｎｍ以下としている。例えば、エッチングされる量（エッチング深さ）Ｈを１６８ｎｍ、透光部２０１の材料を石英とした時、石英の屈折率ｎは１．４５なので、上記の[数１]式より検出光Ｌ１の波長Ｓは４８７．２ｎｍとなる。この場合、検出の安定性を考慮して、４８７．２ｎｍが１．５周期分の長さとなるようにすれば、検出光Ｌ１の波長は３２４．８ｎｍとなるので、この様な条件における検出光Ｌ１の波長Ｓは３５０ｎｍ程度とすることができる。
【００３１】
次に、反射光Ｌ２の一周期Ｔにおける処理時間と、エッチングされる量Ｈとからエッチングレートを求める。
そして、求められたエッチングレートと、所望のエッチング量とからエッチング処理に要する時間、すなわち、エッチング処理の終点を求めることができる。
終点検出部３０に設けられた制御部３８においては、反射光Ｌ２の強度変化、変化時間などから反射光Ｌ２の一周期Ｔの間にエッチングされる量Ｈを演算し、反射光Ｌ２の一周期Ｔにおける処理時間と演算されたエッチングされる量Ｈとからエッチングレートを演算する。そして、演算されたエッチングレートと所望のエッチング量とからエッチング処理の終点を演算により求める。
【００３２】
基板２００における検出領域は、製品としてのパターン（アクティブエリアにパターン状に形成された遮光部２０２）を含む領域とすることもできるし、アクティブエリア以外の領域に形成された検出パターンを含む領域とすることもできる。検出領域をアクティブエリア以外の領域に形成された領域とした場合には、検出に適した検出パターンの大きさや形状を任意に選択することができる。そのため、終点検出の精度を向上させることができる。
また、検出領域をアクティブエリアに形成した場合、必然的に終点検出部３０が電極部４内のアクティブエリアに対応する部分に設けられることになる。そのため、電極部４面内における部材構成に異なる部分が生じ、アクティブエリアにおけるエッチングレートにばらつきが生じるおそれがある。
これに対し、検出領域をアクティブエリア以外の領域に形成された領域とすれば、検出領域においてエッチングレートのばらつきが生じたとしても、アクティブエリアに形成される製品としてのパターンに影響が及ぶことがない。
なお、終点検出部３０が形成された箇所に対応する部分と、それ以外の部分とでエッチングレートが異なる場合には、両者のエッチングレートの比を予め測定しておき、その比に応じて終点検出を行うようにすることができる。
【００３３】
本実施の形態によれば、エッチング対象が透光性を有し、且つパターンが微細である場合であってもエッチング処理の終点検出の精度を向上させることができる。
例えば、基板２００の主面に対して垂直な方向から検出光Ｌ１を入射させるようにしているので、エッチング面２００ａ以外からの反射光の影響を抑制することができる。
また、検出光Ｌ１の波長Ｓを４００ｎｍ以下としているので、エッチング量が微小且つ高い寸法精度が求められる位相シフトマスクなどのエッチング処理にも適用することができる。
また、アクティブエリア以外の領域に形成された検出パターンを含む領域を検出領域とすれば終点検出の精度の向上を図ることができる。
【００３４】
[第２の実施形態]
次に、第２の実施形態に係る基板の製造方法について例示をする。
ここでは、一例として、位相シフトマスクを製造する場合について例示をする。
図５は、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。
図５（ａ）に示すように、透光部２０１となる板状部２０１ａ、遮光部２０２となる膜状部２０２ａを有するブランク２１０を形成し、エッチング処理を行うためのレジストマスク２０３を膜状部２０２ａの表面に形成する。
板状部２０１ａは、透光性を有する材料から形成されている。板状部２０１ａは、例えば、石英などから形成されるものとすることができる。
膜状部２０２ａは、例えば、酸化クロム（ＣｒＯ）、窒化クロム（ＣｒＮ）、珪化モリブデン（ＭｏＳｉ）などから形成されるものとすることができる。
レジストマスク２０３には、既知のパターンニング技術を用いて開口部２０３ａが形成されている。そのため、開口部２０３ａが形成された部分に膜状部２０２ａの対応部分が露出することになる。
なお、膜状部２０２ａやレジストマスク２０３の成膜、レジストマスク２０３に所望の開口部２０３ａを形成することなどには、既知の技術を適用させることができるのでこれらの詳細な説明は省略する。
【００３５】
まず、図５（ｂ）に示すように、第１のエッチング処理を行うことで遮光部２０２を形成する。
この場合、塩素を含むガスを用いたプラズマエッチング処理を行うようにすることができる。塩素を含むガスとしては、例えば、Ｃｌ２、ＨＣｌ、ＣＣｌ４などやこれらの混合ガスを例示することができる。
このプラズマエッチング処理においては、発生させたプラズマＰにより塩素を含むガスが励起、活性化されて中性活性種、イオン、電子などの反応生成物が生成される。この生成された反応生成物が、開口部２０３ａを介して膜状部２０２ａに供給されることで所望のエッチング処理が行われる。第１のエッチング処理は、板状部２０１ａの表面が露出するまで行われる。第１のエッチング処理の終点検出は、プラズマＰの発光強度の変化から知ることができる。また、前述した終点検出部３０において例示をした方法を用いて第１のエッチング処理の終点検出を行うようにすることもできる。
【００３６】
次に、図５（ｃ）に示すように、第２のエッチング処理を行うことで透光部２０１を形成する。
この場合、フッ素を含むガスを用いたプラズマエッチング処理を行うようにすることができる。フッ素を含むガスとしては、例えば、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ４Ｆ８、ＳＦ６などやこれらの混合ガスを例示することができる。
このプラズマエッチング処理においては、発生させたプラズマＰによりフッ素を含むガスが励起、活性化されて中性活性種、イオン、電子などの反応生成物が生成される。この生成された反応生成物が、開口部２０３ａ、第１のエッチング処理が施された部分を介して板状部２０１ａに供給されることで所望のエッチング処理が行われる。第２のエッチング処理の終点検出は、終点検出部３０において例示をした方法により行うようにすることができる。
【００３７】
例えば、第２のエッチング処理を行う工程において、板状部２０１ａの主面に対して垂直な方向から検出光Ｌ１を入射させ、板状部２０１ａからの反射光Ｌ２に基づいて石英などの透光性を有する材料から形成された板状部２０１ａにおける第２のエッチング処理の終点を検出するようにすることができる。
この場合、第２のエッチング処理を行う工程において、前述した式に基づいて反射光Ｌ２の一周期の間にエッチングされる量Ｈを求め、反射光Ｌ２の一周期における処理時間と求められたエッチングされる量Ｈとからエッチングレートを求め、求められたエッチングレートと所望のエッチング量とから第２のエッチング処理の終点を検出するようにすることができる。
また、検出光Ｌ１の波長Ｓは４００ｎｍ以下とすることができる。
また、アクティブエリア以外の領域に検出パターンを形成し、第２のエッチング処理する工程において、形成された検出パターンを含む領域に検出光Ｌ１を入射させることで第２のエッチング処理の終点を検出するようにすることができる。この場合、第１のエッチング処理を行う際に、遮光部２０２と検出パターンとを形成するようにしてもよいし、検出パターンを形成する工程を別途設けるようにしてもよい。
なお、終点検出の内容は前述したものと同様とすることができるので詳細な説明は省略する。
【００３８】
次に、図５（ｄ）に示すように、レジストマスク２０３を除去する。
この場合、酸素を含むガスを用いたプラズマアッシング処理とすることもできるし、薬液を用いたウェットアッシング処理とすることもできる。
以上のようにして位相シフトマスクを製造することができる。
なお、板状部２０１ａ上に複数の層が形成されている場合には、膜状部２０２ａの場合と同様にしてそれぞれの層をエッチング処理するようにすればよい。
また、膜状部２０２ａをエッチング処理してアクティブエリアに遮光部２０２を形成する際に、アクティブエリア以外の領域に前述した検出パターンが形成されるようにすることもできる。
【００３９】
本実施の形態によれば、エッチング対象が透光性を有し、且つパターンが微細である場合であってもエッチング処理の終点検出の精度を向上させることができる。
例えば、板状部２０１ａの主面に対して垂直な方向から検出光Ｌ１を入射させるようにするので、板状部２０１ａのエッチング面以外からの反射光の影響を抑制することができる。
また、検出光Ｌ１の波長Ｓを４００ｎｍ以下としているので、エッチング量が微小且つ高い寸法精度が求められる位相シフトマスクなどのエッチング処理にも適用することができる。
また、アクティブエリア以外の領域に形成された検出パターンを含む領域を検出領域とすれば終点検出の精度の向上を図ることができる。
【００４０】
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、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、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、製造装置１００や基板２００など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、一例として、基板が位相シフトマスクである場合を例示したが、エッチング対象が透光性を有し、且つパターンが微細である場合に好適に適用させることができる。例えば、フラットパネルディスプレイなどに用いられるガラス基板などをエッチング処理する際にも適用させることができる。
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。
【符号の説明】
【００４１】
１ 処理容器、４ 電極部、６ａ 高周波電源、６ｂ 高周波電源、１８ ガス供給部、１９ 排気部、２０ コイル、３０ 終点検出部、３１ 窓部、３２ 接続部、３３ レンズ、３４ ホルダ、３５ 伝送部、３６ 光源、３７ 分光部、３８ 制御部、１００ 製造装置、２００ 基板、２０１ 透光部、２０１ａ 板状部、２０２ 遮光部、２０２ａ 膜状部、２０３ レジストマスク、２１０ ブランク、Ｇ 処理ガス、Ｐ プラズマ
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、基板の製造装置および基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置、フラットパネルディスプレイ、フォトマスクなどの製造においては、エッチング処理によりパターンを形成する際にパターン形成の終了、すなわちエッチング処理の終点検出が行われている。
この様なエッチング処理の終点検出においては、基板の裏面に対して所定の角度傾けた方向から検出光を照射し、基板からの反射光を検出することで終点検出を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
しかしながら、特許文献１に開示されているような技術を用いるものとすれば、エッチング対象が透光性を有し、且つパターンが微細である場合にエッチング処理の終点検出の精度が著しく低下するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−９２４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、エッチング対象が透光性を有し、且つパターンが微細である場合であってもエッチング処理の終点検出の精度を向上させることができる基板の製造装置および基板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る基板の製造装置は、処理容器と、前記処理容器の内部にガスを供給するガス供給部と、前記処理容器の内部を排気する排気部と、前記処理容器の内部にプラズマを発生させるプラズマ発生部と、前記処理容器の内部に設けられ基板を載置する載置部と、前記載置部に載置された前記基板の前記載置部に対峙する側の面に検出光を入射させ、前記基板からの反射光に基づいてエッチング処理の終点を検出する終点検出部と、を備えている。そして、前記終点検出部は、前記基板の前記面に対して垂直な方向から前記検出光を入射させ、前記基板の透光性を有する材料から形成された部分における前記エッチング処理の終点を検出する。
【０００６】
他の実施形態に係る基板の製造方法は、透光性を有する材料から形成された部分が設けられた基板をエッチング処理することで基板を製造する基板の製造方法である。そして、前記エッチング処理する工程において、前記基板の主面に対して垂直な方向から検出光を入射させ、前記基板からの反射光に基づいて前記基板の透光性を有する材料から形成された部分における前記エッチング処理の終点を検出する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の実施形態によれば、エッチング対象が透光性を有し、且つパターンが微細である場合であってもエッチング処理の終点検出の精度を向上させることができる基板の製造装置および基板の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る基板の製造装置を例示するための模式断面図である。
【図２】終点検出部を例示するための模式図である。
【図３】基板のエッチング処理を例示するための模式断面図である。
【図４】エッチング処理の終点の演算を例示するための模式グラフ図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、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。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
[第１の実施形態]
ここでは、一例として、位相シフトマスクを製造する際に用いることができる基板の製造装置について例示をする。
図１は、第１の実施形態に係る基板の製造装置を例示するための模式断面図である。
【００１０】
基板の製造装置１００（以下、単に製造装置１００と称する）は、アルミニウムなどの導電性材料で形成され減圧雰囲気を維持可能な処理容器１を備えている。
処理容器１の天井中央部分には、処理ガスＧを導入するための処理ガス導入口２が設けられている。
【００１１】
ガス供給部１８は、処理ガス導入口２を介して処理容器１の内部に処理ガスＧを供給する。なお、処理ガスＧは、処理容器１の内部に供給される際に、処理ガス調整部（図示せず）により流量や圧力などが調整される。
ここで、位相シフトマスクを製造する場合には、石英から形成された部分が設けられた基板をエッチング処理することになる。この場合、石英から形成された部分をエッチング処理する際の処理ガスＧとしては、例えば、フッ素を含むガスを例示することができる。フッ素を含むガスとしては、例えば、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ４Ｆ８、ＳＦ６などやこれらの混合ガスを例示することができる。
【００１２】
処理容器１の天井部分であって、処理ガス導入口２の径外方向部分には誘電体材料（例えば、石英など）からなる誘電体窓２１が設けられている。誘電体窓２１の表面には導電体からなるコイル２０が設けられている。コイル２０の一端は接地され（図示せず）、他端は、整合器１６ａを介して高周波電源６ａに接続されている。
【００１３】
処理容器１の内部には、基板２００を処理するための空間である処理空間３が設けられている。処理空間３の下方には電極部４が設けられている。電極部４は、台座１０を介して処理容器１の底面に設けられている。電極部４には高周波電源６ｂが整合器１６を介して接続されている。また、処理容器１は接地されている。
製造装置１００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とすることができる。この場合、電極部４と処理容器１とが容量結合型電極を構成し、また、コイル２０が誘導結合型電極を構成する。
【００１４】
高周波電源６ａは、１００ＫＨｚ〜１００ＭＨｚ程度の周波数を有し、１ＫＷ程度の高周波電力を処理容器１に印加するものとすることができる。
高周波電源６ｂは、１００ＫＨｚ〜１００ＭＨｚ程度の周波数を有し、２００Ｗ程度の高周波電力を処理容器１に印加するものとすることができる。
整合器１６、１６ａにはチューニング回路（図示せず）が内蔵されており、チューニング回路で反射波を制御することによりプラズマＰを制御することができるようになっている。
製造装置１００においては、電極部４、処理容器１、高周波電源６ａ、高周波電源６ｂ、コイル２０などが、処理容器１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。
また、電極部４が、処理容器１の内部に設けられ基板２００を載置する載置部となる。
【００１５】
電極部４は、周囲を絶縁リング５で覆われている。電極部４の上面には基板２００が載置されるようになっている。また、後述する終点検出部３０や基板２００の受け渡し部（図示せず）などが内蔵されている。
【００１６】
処理容器１の底部には排気口７が設けられ、排気口７には圧力コントローラ８を介して真空ポンプなどのような排気部１９が接続されている。排気部１９は、処理容器１の内部が所定の圧力となるように排気する。処理容器１の側壁には、基板２００を搬入搬出するための搬入搬出口９が設けられ、搬入搬出口９を気密に閉鎖できるようゲートバルブ１７が設けられている。ゲートバルブ１７は、Ｏ（オー）リングのようなシール部材１４を備える扉１３を有し、ゲート開閉機構（図示せず）により開閉される。扉１３が閉まった時には、シール部材１４が搬入搬出口９の壁面に押しつけられ、搬入搬出口９は気密に閉鎖される。
【００１７】
電極部４の外側には、区画部１２が設けられている。基板２００の材質によっては、エッチング処理の際に副生成物が比較的多く生成される場合がある。そこで、製造装置１００においては、エッチング処理の際に処理空間３を画する区画部１２を設けている。すなわち、区画部１２を設けることで、区画部１２の外部にある処理容器１の側壁や底部などに副生成物が付着することを抑制できるようになっている。なお、区画部１２の内壁などにも副生成物が付着するが、区画部１２を交換したり区画部１２を取り外して清掃したりすることができるので、メンテナンス時間を大幅に短縮することができる。また、区画部１２を設けることで外部から処理空間３にパーティクルなどが侵入することを抑制することもできる。
【００１８】
区画部１２には、側面部１２ａ、底部１２ｂ、脚部１２ｃが設けられている。側面部１２ａは円筒状であり、処理容器１の内壁に近接するように設けられている。底部１２ｂは円板状であり、外周側の端面は側面部１２ａの下端面付近に固着されている。そして、底部１２の内周側の端面は絶縁リング５の近傍に位置するようになっている。なお、側面部１２ａ、底部１２ｂの形態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。例えば、側面部１２ａを多角形の筒状としたり、底部１２ｂを多角形の板状としたりすることができる。
【００１９】
脚部１２ｃの一端は、底部１２ｂに接続されており、他端は昇降部１１に接続されている。脚部１２ｃは円柱状であるがこれに限定されるものではなく、断面が多角形の柱状、円筒状などであってもよい。昇降部１１の動力源は、例えば、モータ、エアシリンダ、油圧シリンダなどとすることができるが、これらに限定されるものではなく同様の機能を有する駆動源としてもよい。区画部１２の上昇端位置と下降端位置は、検出器（図示せず）からの信号で制御することもできるし、タイマーなどを用いて時間により制御することもできる。
【００２０】
次に、終点検出部３０についてさらに例示をする。
終点検出部３０は、基板２００の主面（図１に例示をしたものの場合には、載置部である電極部４に対峙する側の面）に対して垂直な方向から検出光Ｌ１を入射させ、基板２００の透光性を有する材料から形成された部分におけるエッチング処理の終点を検出する。 図２は、終点検出部を例示するための模式図である。
図２に示すように、終点検出部３０には窓部３１、接続部３２、レンズ３３、ホルダ３４、伝送部３５、光源３６、分光部３７、制御部３８が設けられている。
【００２１】
窓部３１は、石英などの透光性を有する材料から形成され、電極部４の内部に設けられている。また、窓部３１の一端は電極部４の上面から露出し、他端は接続部３２の端部に接続されている。
接続部３２は、軸方向の端面間を貫通する段付きの孔部３２ａを有している。孔部３２ａの一方の開口部には窓部３１が設けられ、孔部３２ａの他方の開口部近傍にはホルダ３４が保持されている。
【００２２】
ホルダ３４は、軸方向の端面間を貫通する段付きの孔部３４ａを有し、一方の端部近傍が接続部３２に保持されている。接続部３２に保持される側の孔部３４ａの開口部近傍にはレンズ３３が設けられている。また、接続部３２に保持される側とは反対の側の孔部３４ａの開口部近傍には伝送部３５が保持されている。
レンズ３３は、検出光Ｌ１、反射光Ｌ２を集光する。例えば、レンズ３３は、伝送部３５から出射された検出光Ｌ１を基板２００における検出位置に集光させる。また、レンズ３３は、基板２００からの反射光Ｌ２を集光して伝送部３５に入射させる。なお、１つのレンズ３３が設けられる場合を例示したがこれに限定されるわけではない。例えば、複数のレンズが設けられたり、フィルタなどの他の光学要素などが設けられたりするようにすることもできる。なお、レンズ３３は、伝送部３５を検出位置に接近させるようにして設置すれば設けなくてもよい。
【００２３】
伝送部３５は、検出光Ｌ１、反射光Ｌ２を伝送する。例えば、伝送部３５は、光源３６から出射した検出光Ｌ１を伝送し、レンズ３３に向けて出射する。また、伝送部３５は、レンズ３３から出射した反射光Ｌ２を伝送し、分光部３７に向けて出射する。伝送部３５は、例えば、光ファイバーなどを用いたものとすることができる。
光源３６は、検出光Ｌ１を出射する。検出光Ｌ１は、波長が４００ｎｍ以下の光、例えば、紫外光とすることができる。光源３６としては、紫外光領域の中でも強い光量を得られる水銀キセノンランプなどを例示することができる。なお、検出光Ｌ１の波長に関する詳細は後述する。
分光部３７は、入射した反射光Ｌ２から特定の波長の光を分離する。光源３６から出射する検出光Ｌ１の波長を単一のものとすることが難しい場合がある。その様な場合には、分光部３７により特定の波長の光を分離するようにすれば、終点検出の精度を向上させることができる。なお、分光部３７は必ずしも必要ではなく、必要に応じて設けるようにすればよい。
【００２４】
制御部３８は、分光部３７を介して入射された反射光Ｌ２に基づいて、エッチング処理の終点に関する情報を演算する。演算されたエッチング処理の終点に関する情報は、製造装置１００の動作を制御するプロセス制御部１００ａに送られる。
プロセス制御部１００ａは、エッチング処理の終点に関する情報に基づいて製造装置１００におけるエッチング処理を終了させる。また、プロセス制御部１００ａは、制御部３８を制御して、終点検出部３０における検出の開始や検出の終了などを行うようにすることもできる。なお、プロセス制御部１００ａは、製造装置１００に設けられた各要素の動作を制御するようにすることもできる。
【００２５】
次に、エッチング処理の終点に関する情報の演算について例示する。
図３は、基板のエッチング処理を例示するための模式断面図である。
基板２００には、石英などの透光性を有する材料を用いた透光部２０１、酸化クロム（ＣｒＯ）、窒化クロム（ＣｒＮ）、珪化モリブデン（ＭｏＳｉ）などを用いた遮光部２０２が設けられている。また、遮光部２０２は、透光部２０１の表面にパターン状に形成されている。
基板２００は、透光部２０１の遮光部２０２が設けられていない部分がエッチング処理される。そのため、エッチング処理を行う際には、パターン状に形成された遮光部２０２の表面を覆うようにレジストマスク２０３が形成されている。
【００２６】
ここで、基板２００の主面に対して傾いた方向から検出光Ｌ３を入射させると、エッチング面２００ａを透過した光が溝部の壁面２００ｂやレジストマスク２０３の側面などにおいて反射され、エッチング面２００ａからの反射光のみならず溝部の壁面２００ｂやレジストマスク２０３の側面などからの反射光をも検出してしまうことになる。近年においては、透光部２０１に形成される溝が微細化される傾向にあり、基板２００の主面に対して傾いた方向から検出光Ｌ３を入射させるとエッチング面２００ａ以外からの反射光の影響が大きなものとなる。そのため、エッチング面２００ａの位置の変化、すなわち、エッチング処理の状態を正確に把握することが困難となるおそれがある。
【００２７】
そこで、終点検出部３０においては、基板２００の主面に対して垂直な方向から検出光Ｌ１を入射させるようにしている。基板２００の主面に対して垂直な方向から検出光Ｌ１を入射させるようにすれば、溝部の壁面２００ｂやレジストマスク２０３の側面などからの反射光による影響を抑制することができる。なお、検出光Ｌ１の内、エッチング面２００ａに入射するものを検出光Ｌ１１、遮光部２０２に入射するものを検出光Ｌ１２としている。また、反射光Ｌ２の内、エッチング面２００ａからのものを反射光Ｌ２１、遮光部２０２からのものを反射光Ｌ２２としている。
【００２８】
この場合、遮光部２０２はエッチングされないので遮光部２０２からの反射光Ｌ２２の位相の変化は極めて少ないことになる。一方、エッチング面２００ａはエッチングされることによりその位置が変化するため、エッチング面２００ａからの反射光Ｌ２１の位相が変化することになる。そのため、反射光Ｌ２１と反射光Ｌ２２とによる干渉光である反射光Ｌ２の変化を検出すればエッチング処理の終点を知ることができる。
【００２９】
図４は、エッチング処理の終点の演算を例示するための模式グラフ図である。なお、図４は反射光Ｌ２の変化を模式的に表したものである。
反射光Ｌ２の一周期Ｔの間にエッチングされる量Ｈは以下の式で求めることができる。
【数１】
ここで、Ｈは反射光Ｌ２の一周期Ｔの間にエッチングされる量、Ｓは検出光Ｌ１の波長、ｎは透光部２０１の屈折率である。
【００３０】
この場合、基板２００が位相シフトマスクである場合には、透光部２０１のエッチング量が１６８ｎｍ程度となる。そのため、検出光Ｌ１の波長Ｓを余り長くすると反射光Ｌ２の一周期Ｔの間にエッチングされる量Ｈが大きくなりすぎてエッチング処理の終点が検出できなくなるおそれがある。
そのため、終点検出部３０においては、検出光Ｌ１の波長Ｓを４００ｎｍ以下としている。例えば、エッチングされる量（エッチング深さ）Ｈを１６８ｎｍ、透光部２０１の材料を石英とした時、石英の屈折率ｎは１．４５なので、上記の[数１]式より検出光Ｌ１の波長Ｓは４８７．２ｎｍとなる。この場合、検出の安定性を考慮して、４８７．２ｎｍが１．５周期分の長さとなるようにすれば、検出光Ｌ１の波長は３２４．８ｎｍとなるので、この様な条件における検出光Ｌ１の波長Ｓは３５０ｎｍ程度とすることができる。
【００３１】
次に、反射光Ｌ２の一周期Ｔにおける処理時間と、エッチングされる量Ｈとからエッチングレートを求める。
そして、求められたエッチングレートと、所望のエッチング量とからエッチング処理に要する時間、すなわち、エッチング処理の終点を求めることができる。
終点検出部３０に設けられた制御部３８においては、反射光Ｌ２の強度変化、変化時間などから反射光Ｌ２の一周期Ｔの間にエッチングされる量Ｈを演算し、反射光Ｌ２の一周期Ｔにおける処理時間と演算されたエッチングされる量Ｈとからエッチングレートを演算する。そして、演算されたエッチングレートと所望のエッチング量とからエッチング処理の終点を演算により求める。
【００３２】
基板２００における検出領域は、製品としてのパターン（アクティブエリアにパターン状に形成された遮光部２０２）を含む領域とすることもできるし、アクティブエリア以外の領域に形成された検出パターンを含む領域とすることもできる。検出領域をアクティブエリア以外の領域に形成された領域とした場合には、検出に適した検出パターンの大きさや形状を任意に選択することができる。そのため、終点検出の精度を向上させることができる。
また、検出領域をアクティブエリアに形成した場合、必然的に終点検出部３０が電極部４内のアクティブエリアに対応する部分に設けられることになる。そのため、電極部４面内における部材構成に異なる部分が生じ、アクティブエリアにおけるエッチングレートにばらつきが生じるおそれがある。
これに対し、検出領域をアクティブエリア以外の領域に形成された領域とすれば、検出領域においてエッチングレートのばらつきが生じたとしても、アクティブエリアに形成される製品としてのパターンに影響が及ぶことがない。
なお、終点検出部３０が形成された箇所に対応する部分と、それ以外の部分とでエッチングレートが異なる場合には、両者のエッチングレートの比を予め測定しておき、その比に応じて終点検出を行うようにすることができる。
【００３３】
本実施の形態によれば、エッチング対象が透光性を有し、且つパターンが微細である場合であってもエッチング処理の終点検出の精度を向上させることができる。
例えば、基板２００の主面に対して垂直な方向から検出光Ｌ１を入射させるようにしているので、エッチング面２００ａ以外からの反射光の影響を抑制することができる。
また、検出光Ｌ１の波長Ｓを４００ｎｍ以下としているので、エッチング量が微小且つ高い寸法精度が求められる位相シフトマスクなどのエッチング処理にも適用することができる。
また、アクティブエリア以外の領域に形成された検出パターンを含む領域を検出領域とすれば終点検出の精度の向上を図ることができる。
【００３４】
[第２の実施形態]
次に、第２の実施形態に係る基板の製造方法について例示をする。
ここでは、一例として、位相シフトマスクを製造する場合について例示をする。
図５は、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。
図５（ａ）に示すように、透光部２０１となる板状部２０１ａ、遮光部２０２となる膜状部２０２ａを有するブランク２１０を形成し、エッチング処理を行うためのレジストマスク２０３を膜状部２０２ａの表面に形成する。
板状部２０１ａは、透光性を有する材料から形成されている。板状部２０１ａは、例えば、石英などから形成されるものとすることができる。
膜状部２０２ａは、例えば、酸化クロム（ＣｒＯ）、窒化クロム（ＣｒＮ）、珪化モリブデン（ＭｏＳｉ）などから形成されるものとすることができる。
レジストマスク２０３には、既知のパターンニング技術を用いて開口部２０３ａが形成されている。そのため、開口部２０３ａが形成された部分に膜状部２０２ａの対応部分が露出することになる。
なお、膜状部２０２ａやレジストマスク２０３の成膜、レジストマスク２０３に所望の開口部２０３ａを形成することなどには、既知の技術を適用させることができるのでこれらの詳細な説明は省略する。
【００３５】
まず、図５（ｂ）に示すように、第１のエッチング処理を行うことで遮光部２０２を形成する。
この場合、塩素を含むガスを用いたプラズマエッチング処理を行うようにすることができる。塩素を含むガスとしては、例えば、Ｃｌ２、ＨＣｌ、ＣＣｌ４などやこれらの混合ガスを例示することができる。
このプラズマエッチング処理においては、発生させたプラズマＰにより塩素を含むガスが励起、活性化されて中性活性種、イオン、電子などの反応生成物が生成される。この生成された反応生成物が、開口部２０３ａを介して膜状部２０２ａに供給されることで所望のエッチング処理が行われる。第１のエッチング処理は、板状部２０１ａの表面が露出するまで行われる。第１のエッチング処理の終点検出は、プラズマＰの発光強度の変化から知ることができる。また、前述した終点検出部３０において例示をした方法を用いて第１のエッチング処理の終点検出を行うようにすることもできる。
【００３６】
次に、図５（ｃ）に示すように、第２のエッチング処理を行うことで透光部２０１を形成する。
この場合、フッ素を含むガスを用いたプラズマエッチング処理を行うようにすることができる。フッ素を含むガスとしては、例えば、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ４Ｆ８、ＳＦ６などやこれらの混合ガスを例示することができる。
このプラズマエッチング処理においては、発生させたプラズマＰによりフッ素を含むガスが励起、活性化されて中性活性種、イオン、電子などの反応生成物が生成される。この生成された反応生成物が、開口部２０３ａ、第１のエッチング処理が施された部分を介して板状部２０１ａに供給されることで所望のエッチング処理が行われる。第２のエッチング処理の終点検出は、終点検出部３０において例示をした方法により行うようにすることができる。
【００３７】
例えば、第２のエッチング処理を行う工程において、板状部２０１ａの主面に対して垂直な方向から検出光Ｌ１を入射させ、板状部２０１ａからの反射光Ｌ２に基づいて石英などの透光性を有する材料から形成された板状部２０１ａにおける第２のエッチング処理の終点を検出するようにすることができる。
この場合、第２のエッチング処理を行う工程において、前述した式に基づいて反射光Ｌ２の一周期の間にエッチングされる量Ｈを求め、反射光Ｌ２の一周期における処理時間と求められたエッチングされる量Ｈとからエッチングレートを求め、求められたエッチングレートと所望のエッチング量とから第２のエッチング処理の終点を検出するようにすることができる。
また、検出光Ｌ１の波長Ｓは４００ｎｍ以下とすることができる。
また、アクティブエリア以外の領域に検出パターンを形成し、第２のエッチング処理する工程において、形成された検出パターンを含む領域に検出光Ｌ１を入射させることで第２のエッチング処理の終点を検出するようにすることができる。この場合、第１のエッチング処理を行う際に、遮光部２０２と検出パターンとを形成するようにしてもよいし、検出パターンを形成する工程を別途設けるようにしてもよい。
なお、終点検出の内容は前述したものと同様とすることができるので詳細な説明は省略する。
【００３８】
次に、図５（ｄ）に示すように、レジストマスク２０３を除去する。
この場合、酸素を含むガスを用いたプラズマアッシング処理とすることもできるし、薬液を用いたウェットアッシング処理とすることもできる。
以上のようにして位相シフトマスクを製造することができる。
なお、板状部２０１ａ上に複数の層が形成されている場合には、膜状部２０２ａの場合と同様にしてそれぞれの層をエッチング処理するようにすればよい。
また、膜状部２０２ａをエッチング処理してアクティブエリアに遮光部２０２を形成する際に、アクティブエリア以外の領域に前述した検出パターンが形成されるようにすることもできる。
【００３９】
本実施の形態によれば、エッチング対象が透光性を有し、且つパターンが微細である場合であってもエッチング処理の終点検出の精度を向上させることができる。
例えば、板状部２０１ａの主面に対して垂直な方向から検出光Ｌ１を入射させるようにするので、板状部２０１ａのエッチング面以外からの反射光の影響を抑制することができる。
また、検出光Ｌ１の波長Ｓを４００ｎｍ以下としているので、エッチング量が微小且つ高い寸法精度が求められる位相シフトマスクなどのエッチング処理にも適用することができる。
また、アクティブエリア以外の領域に形成された検出パターンを含む領域を検出領域とすれば終点検出の精度の向上を図ることができる。
【００４０】
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、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、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、製造装置１００や基板２００など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、一例として、基板が位相シフトマスクである場合を例示したが、エッチング対象が透光性を有し、且つパターンが微細である場合に好適に適用させることができる。例えば、フラットパネルディスプレイなどに用いられるガラス基板などをエッチング処理する際にも適用させることができる。
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。
【符号の説明】
【００４１】
１ 処理容器、４ 電極部、６ａ 高周波電源、６ｂ 高周波電源、１８ ガス供給部、１９ 排気部、２０ コイル、３０ 終点検出部、３１ 窓部、３２ 接続部、３３ レンズ、３４ ホルダ、３５ 伝送部、３６ 光源、３７ 分光部、３８ 制御部、１００ 製造装置、２００ 基板、２０１ 透光部、２０１ａ 板状部、２０２ 遮光部、２０２ａ 膜状部、２０３ レジストマスク、２１０ ブランク、Ｇ 処理ガス、Ｐ プラズマ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器と、
前記処理容器の内部にガスを供給するガス供給部と、
前記処理容器の内部を排気する排気部と、
前記処理容器の内部にプラズマを発生させるプラズマ発生部と、
前記処理容器の内部に設けられ基板を載置する載置部と、
前記載置部に載置された前記基板の前記載置部に対峙する側の面に検出光を入射させ、前記基板からの反射光に基づいてエッチング処理の終点を検出する終点検出部と、
を備え、
前記終点検出部は、前記基板の前記面に対して垂直な方向から前記検出光を入射させ、前記基板の透光性を有する材料から形成された部分における前記エッチング処理の終点を検出することを特徴とする基板の製造装置。
【請求項２】
前記終点検出部は、以下の式に基づいて前記反射光の一周期の間にエッチングされる量を求め、前記反射光の一周期における処理時間と前記求められたエッチングされる量とからエッチングレートを求め、前記求められたエッチングレートと所望のエッチング量とから前記エッチング処理の終点を検出することを特徴とする請求項１記載の基板の製造装置。
【数２】
ここで、Ｈは反射光の一周期の間にエッチングされる量、Ｓは検出光の波長、ｎは透光性を有する材料の屈折率である。
【請求項３】
前記検出光の波長は、４００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の基板の製造装置。
【請求項４】
前記基板は、位相シフトマスクであり、前記透光性を有する材料は石英を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の基板の製造装置。
【請求項５】
前記基板は、位相シフトマスクであり、前記透光性を有する材料から形成された部分の表面に遮光部が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の基板の製造装置。
【請求項６】
透光性を有する材料から形成された部分が設けられた基板をエッチング処理することで基板を製造する基板の製造方法であって、
前記エッチング処理する工程において、前記基板の主面に対して垂直な方向から検出光を入射させ、前記基板からの反射光に基づいて前記基板の透光性を有する材料から形成された部分における前記エッチング処理の終点を検出することを特徴とする基板の製造方法。
【請求項７】
前記エッチング処理する工程において、以下の式に基づいて前記反射光の一周期の間にエッチングされる量を求め、前記反射光の一周期における処理時間と前記求められたエッチングされる量とからエッチングレートを求め、前記求められたエッチングレートと所望のエッチング量とから前記エッチング処理の終点を検出することを特徴とする請求項６記載の基板の製造方法。
【数３】
ここで、Ｈは反射光の一周期の間にエッチングされる量、Ｓは検出光の波長、ｎは透光性を有する材料の屈折率である。
【請求項８】
前記検出光の波長は、４００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項６または７に記載の基板の製造方法。
【請求項９】
前記基板は、位相シフトマスクであり、前記透光性を有する材料は石英を含むことを特徴とする請求項６〜８のいずれか１つに記載の基板の製造方法。
【請求項１０】
前記基板のアクティブエリア以外の領域に検出パターンを形成し、
前記エッチング処理する工程において、前記形成された検出パターンを含む領域に前記検出光を入射させることで前記エッチング処理の終点を検出することを特徴とする請求項６〜９のいずれか１つに記載の基板の製造方法。
【請求項１１】
前記基板は、位相シフトマスクであり、前記透光性を有する材料から形成された部分の表面に遮光部が形成されていることを特徴とする請求項６〜１０のいずれか１つに記載の基板の製造方法。
【請求項１】
処理容器と、
前記処理容器の内部にガスを供給するガス供給部と、
前記処理容器の内部を排気する排気部と、
前記処理容器の内部にプラズマを発生させるプラズマ発生部と、
前記処理容器の内部に設けられ基板を載置する載置部と、
前記載置部に載置された前記基板の前記載置部に対峙する側の面に検出光を入射させ、前記基板からの反射光に基づいてエッチング処理の終点を検出する終点検出部と、
を備え、
前記終点検出部は、前記基板の前記面に対して垂直な方向から前記検出光を入射させ、前記基板の透光性を有する材料から形成された部分における前記エッチング処理の終点を検出することを特徴とする基板の製造装置。
【請求項２】
前記終点検出部は、以下の式に基づいて前記反射光の一周期の間にエッチングされる量を求め、前記反射光の一周期における処理時間と前記求められたエッチングされる量とからエッチングレートを求め、前記求められたエッチングレートと所望のエッチング量とから前記エッチング処理の終点を検出することを特徴とする請求項１記載の基板の製造装置。
【数２】
ここで、Ｈは反射光の一周期の間にエッチングされる量、Ｓは検出光の波長、ｎは透光性を有する材料の屈折率である。
【請求項３】
前記検出光の波長は、４００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の基板の製造装置。
【請求項４】
前記基板は、位相シフトマスクであり、前記透光性を有する材料は石英を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の基板の製造装置。
【請求項５】
前記基板は、位相シフトマスクであり、前記透光性を有する材料から形成された部分の表面に遮光部が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の基板の製造装置。
【請求項６】
透光性を有する材料から形成された部分が設けられた基板をエッチング処理することで基板を製造する基板の製造方法であって、
前記エッチング処理する工程において、前記基板の主面に対して垂直な方向から検出光を入射させ、前記基板からの反射光に基づいて前記基板の透光性を有する材料から形成された部分における前記エッチング処理の終点を検出することを特徴とする基板の製造方法。
【請求項７】
前記エッチング処理する工程において、以下の式に基づいて前記反射光の一周期の間にエッチングされる量を求め、前記反射光の一周期における処理時間と前記求められたエッチングされる量とからエッチングレートを求め、前記求められたエッチングレートと所望のエッチング量とから前記エッチング処理の終点を検出することを特徴とする請求項６記載の基板の製造方法。
【数３】
ここで、Ｈは反射光の一周期の間にエッチングされる量、Ｓは検出光の波長、ｎは透光性を有する材料の屈折率である。
【請求項８】
前記検出光の波長は、４００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項６または７に記載の基板の製造方法。
【請求項９】
前記基板は、位相シフトマスクであり、前記透光性を有する材料は石英を含むことを特徴とする請求項６〜８のいずれか１つに記載の基板の製造方法。
【請求項１０】
前記基板のアクティブエリア以外の領域に検出パターンを形成し、
前記エッチング処理する工程において、前記形成された検出パターンを含む領域に前記検出光を入射させることで前記エッチング処理の終点を検出することを特徴とする請求項６〜９のいずれか１つに記載の基板の製造方法。
【請求項１１】
前記基板は、位相シフトマスクであり、前記透光性を有する材料から形成された部分の表面に遮光部が形成されていることを特徴とする請求項６〜１０のいずれか１つに記載の基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図４】
【図２】
【図３】
【図５】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２５３１４２（Ｐ２０１２−２５３１４２Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２３５４０（Ｐ２０１１−１２３５４０）
【出願日】平成２３年６月１日（２０１１．６．１）
【出願人】（０００００２４２８）芝浦メカトロニクス株式会社 (907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１日（２０１１．６．１）
【出願人】（０００００２４２８）芝浦メカトロニクス株式会社 (907)
【Ｆターム（参考）】
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