JPH04371953A - Photomask blank and production of photomask using this photomask blank - Google Patents
Photomask blank and production of photomask using this photomask blankInfo
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Landscapes
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明は、半導体、ＩＣ、ＬＳＩ
等の製造に用いられるフォトマスクブランクとこれを用
いたフォトマスクの製造方法に係り、特に、長期に亘る
保存安定性に優れかつ高精度の微細パターンを確実に形
成できるフォトマスクブランクとこれを用いたフォトマ
スク製造方法の改良に関するものである。[Industrial Application Field] The present invention is applicable to semiconductors, ICs, and LSIs.
Regarding photomask blanks used in the production of products such as photomasks, etc., and photomask production methods using the same, in particular, photomask blanks that have excellent long-term storage stability and can reliably form fine patterns with high precision, and photomask blanks using the same. The present invention relates to improvements in the photomask manufacturing method.
【０００２】0002
【従来の技術】この種のフォトマスクは、図９に示すよ
うに透明基板ａと遮光層ｂとでその主要部が構成される
フォトマスクブランクｃ上へフォトレジストｒを塗布し
、かつ、パターン露光した後このフォトレジストｒを現
像し（図１０参照）、かつ、残留するフォトレジストｒ
をマスクにして上記遮光層ｂをエッチングによりパター
ニングし（図１１参照）、更に上記フォトレジストｒを
アルカリ溶液等により除去する一連のフォトリソグラフ
ィー工程に従って製造されている。2. Description of the Related Art As shown in FIG. 9, this type of photomask is made by coating a photoresist r on a photomask blank c, the main part of which is composed of a transparent substrate a and a light shielding layer b. After exposure, this photoresist r is developed (see FIG. 10), and the remaining photoresist r is
The light shielding layer b is patterned by etching using a mask as shown in FIG. 11, and the photoresist r is removed using an alkaline solution or the like.
【０００３】そして、最近のＬＳＩ等の微細化の要求に
伴い従来の紫外線露光法から微細露光が可能な電子線露
光法に、また、従来のウエットエッチング法からサイド
エッチの少ないドライエッチング法へと移行されている
。With the recent demand for miniaturization of LSIs, etc., there has been a shift from the conventional ultraviolet exposure method to an electron beam exposure method capable of fine exposure, and from the conventional wet etching method to a dry etching method with less side etching. It has been migrated.
【０００４】ところで、上記遮光層ｂのエッチング方式
としてドライエッチング法を採った場合、プラズマダメ
ージによるレジストパターンの寸法変化が大きくなりこ
れに伴って図１１に示すように遮光層ｂの加工精度が劣
化する欠点があった。尚、ドライエッチング時における
プラズマ条件について放電電力密度を低くしガス圧を比
較的高く設定することによりレジストパターンと遮光層
ｂのエッチング速度の調整が図れ上記遮光層ｂの加工精
度を高めることは可能となるが、このような設定条件に
するとエッチング速度が極端に遅くなるため従来のウエ
ットエッチングと比較して生産性が著しく悪くなる欠点
があった。By the way, when a dry etching method is adopted as the etching method for the light shielding layer b, the dimensional change of the resist pattern due to plasma damage becomes large, and as a result, the processing accuracy of the light shielding layer b deteriorates as shown in FIG. There was a drawback. Furthermore, by setting the discharge power density low and the gas pressure relatively high regarding the plasma conditions during dry etching, it is possible to adjust the etching speed of the resist pattern and the light shielding layer b, and to improve the processing accuracy of the light shielding layer b. However, when such setting conditions are used, the etching speed becomes extremely slow, resulting in a drawback that the productivity is significantly lower than that of conventional wet etching.
【０００５】そこで、特開昭６１−１３８２５７号公報
においては、上記遮光層ｂ上へこの遮光層ｂのエッチン
グ条件に対し耐性を有する被覆層ｄを設けることにより
（図１２参照）上記諸欠点を解消するフォトマスクブラ
ンクが記載されている。Therefore, in JP-A-61-138257, the above-mentioned drawbacks are solved by providing a coating layer d on the light-shielding layer b that is resistant to the etching conditions of the light-shielding layer b (see FIG. 12). The photomask blank to be solved is described.
【０００６】すなわち、このフォトマスクブランクにお
いては図１３に示すように被覆層ｄ上にレジストパター
ンｒを形成し、かつ、被覆層ｄをドライエッチングによ
りパターニングすると共に（図１４参照）、この被覆層
ｄ用のエッチングガスとは相違するドライエッチングガ
スにて遮光層ｂをドライエッチングし図１５に示すよう
なフォトマスクＭを求めるものであった。That is, in this photomask blank, a resist pattern r is formed on the covering layer d as shown in FIG. 13, and the covering layer d is patterned by dry etching (see FIG. 14). A photomask M as shown in FIG. 15 was obtained by dry etching the light shielding layer b using a dry etching gas different from the etching gas for d.
【０００７】そして、上記遮光層ｂをドライエッチング
する際、パターニングされた被覆層ｄが図１５に示すよ
うに遮光層ｂに対しエッチングマスクとして作用するた
め、このエッチング段階においてレジストパターンにダ
メージがでてきても上記遮光層ｂが寸法変化を受け難く
なり、従って、高精度の微細パターンが形成できるとい
うものであった。When dry etching the light shielding layer b, the patterned covering layer d acts as an etching mask for the light shielding layer b as shown in FIG. The light-shielding layer b becomes less susceptible to dimensional changes even when the light-shielding layer b is heated, and therefore, a fine pattern with high precision can be formed.
【０００８】ところで、この被覆層ｄを構成する材料と
して特開昭６１−１３８２５７号公報においては、タン
タル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ
）、シリコン（Ｓｉ）、窒化シリコン（Ｓｉ３ Ｎ４
）、酸化シリコン（ＳｉＯ２ ）、ポリシロキサン等の
材料群が列挙されている。By the way, in JP-A-61-138257, tantalum (Ta), molybdenum (Mo), and tungsten (W) are used as materials constituting the coating layer d.
), silicon (Si), silicon nitride (Si3 N4
), silicon oxide (SiO2), and polysiloxane.
【０００９】しかしながら、これ等材料群の中から窒化
シリコン（Ｓｉ３ Ｎ４ ）、酸化シリコン（ＳｉＯ２
）、ポリシロキサン等を選択した場合、これ等材料は
絶縁性のため電子線露光法によりレジストのパターニン
グを行うとレジストに隣接する被覆層ｄが帯電され易く
電子線露光特性が低下する欠点があり、他方、被覆層ｄ
の構成材料としてモリブデン（Ｍｏ）やシリコン（Ｓｉ
）を選択した場合には耐薬品性が劣る欠点があるため、
タンタル（Ｔａ）より安価なタングステン（Ｗ）が広く
利用されていた。However, among these material groups, silicon nitride (Si3 N4) and silicon oxide (SiO2
), polysiloxane, etc., these materials have the disadvantage of being insulative, so when the resist is patterned by electron beam exposure, the coating layer d adjacent to the resist is likely to be charged, reducing the electron beam exposure characteristics. , on the other hand, the coating layer d
Molybdenum (Mo) and silicon (Si) are used as constituent materials.
) has the disadvantage of poor chemical resistance.
Tungsten (W), which is cheaper than tantalum (Ta), has been widely used.
【００１０】0010
【発明が解決しようとする課題】このようにタングステ
ン（Ｗ）は他の材料群と比較して特性的に優れた利点を
有しているが、その反面、酸化されると水溶性になる欠
点がありこれが適用されたフォトマスクブランクについ
てその保存安定性に欠ける問題点があった。[Problems to be Solved by the Invention] As described above, tungsten (W) has superior characteristics compared to other material groups, but on the other hand, it has the disadvantage that it becomes water-soluble when oxidized. However, there was a problem in that the photomask blanks to which this was applied lacked storage stability.
【００１１】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたもので、その課題とするところは、上記被覆層とし
てタングステン（Ｗ）が適用されたフォトマスクブラン
クを前提とし、長期に亘る保存安定性と高精度の微細パ
ターンが形成可能なフォトマスクブランクとこれを用い
たフォトマスク製造方法を提供することにある。[0011] The present invention has been made in view of these problems, and its object is to provide a photomask blank with tungsten (W) applied as the coating layer for a long period of time. An object of the present invention is to provide a photomask blank capable of forming a fine pattern with stability and high precision, and a photomask manufacturing method using the same.
【００１２】0012
【課題を解決するための手段】すなわち請求項１に係る
発明は、被覆層としてタングステンが適用されたフォト
マスクブランクを前提とし、透明基板と、この透明基板
上に光反射防止層を介し若しくは介さないで積層された
クロムを主成分とする遮光層と、この遮光層上に光反射
防止層を介し若しくは介さないで積層されたタングステ
ンを主成分とする被覆層と、この被覆層上に積層された
クロムを主成分とする保護薄膜、とを備えることを特徴
とし、また、請求項２に係る発明も、被覆層としてタン
グステンが適用されたフォトマスクブランクを前提とし
、透明基板と、透明基板上に積層された酸化窒化クロム
膜から成る基板側光反射防止層と、基板側光反射防止層
上に積層された窒化クロム膜から成る遮光層と、遮光層
上に積層された酸化窒化クロム膜から成る光反射防止層
と、光反射防止層上に積層された炭素を含むタングステ
ン膜から成る被覆層と、被覆層上に積層された酸化窒化
クロム又は窒化クロム膜から成る保護薄膜、とを備える
ことを特徴とするものである。[Means for Solving the Problems] In other words, the invention according to claim 1 is based on a photomask blank to which tungsten is applied as a coating layer, and includes a transparent substrate and an anti-reflection layer on the transparent substrate. a light-shielding layer mainly composed of chromium laminated without intervening light-shielding layers; a covering layer mainly composed of tungsten laminated on this light-shielding layer with or without an anti-reflection layer; Further, the invention according to claim 2 is also based on a photomask blank to which tungsten is applied as a coating layer, a transparent substrate, and a protective thin film containing chromium as a main component. A substrate side light antireflection layer made of a chromium oxynitride film laminated on the substrate side, a light shielding layer made of a chromium nitride film laminated on the substrate side light antireflection layer, and a chromium oxynitride film laminated on the light shielding layer. a coating layer made of a tungsten film containing carbon laminated on the antireflection layer; and a protective thin film made of chromium oxynitride or chromium nitride film laminated on the coating layer. It is characterized by:
【００１３】他方、請求項３に係る発明は、請求項２に
係るフォトマスクブランクを用いてフォトマスクを製造
する方法を前提とし、上記フォトマスクブランク表面の
酸化窒化クロム又は窒化クロム膜から成る保護薄膜上に
レジストパターンを形成し、かつ、塩素系ドライエッチ
ングガスにて上記保護薄膜をドライエッチングした後、
フッ素系ドライエッチングガスにて炭素を含むタングス
テン膜から成る被覆層をドライエッチングし、続いて上
記塩素系ドライエッチングガスにて酸化窒化クロム膜か
ら成る光反射防止層と窒化クロム膜から成る遮光層と酸
化窒化クロム膜から成る基板側光反射防止層とを連続的
にドライエッチングすると共に最上層のレジストパター
ンとパターニングされた上記保護薄膜を一様に除去し、
更にパターニングされた上記被覆層をフッ素系ドライエ
ッチングガスにて一様に除去してフォトマスクを求める
ことを特徴とするものである。On the other hand, the invention according to claim 3 is based on a method of manufacturing a photomask using the photomask blank according to claim 2, and includes a method for manufacturing a photomask by using a chromium oxide nitride or chromium nitride film on the surface of the photomask blank. After forming a resist pattern on the thin film and dry etching the protective thin film with chlorine-based dry etching gas,
A coating layer made of a tungsten film containing carbon is dry-etched using a fluorine-based dry etching gas, and then an antireflection layer made of a chromium oxynitride film and a light-shielding layer made of a chromium nitride film are etched using the chlorine-based dry etching gas. Continuously dry etching the substrate-side antireflection layer made of chromium oxynitride film, and uniformly removing the uppermost resist pattern and the patterned protective thin film;
Furthermore, the patterned coating layer is uniformly removed using a fluorine-based dry etching gas to obtain a photomask.
【００１４】このような技術的手段において上記透明基
板としては、ソーダライムガラス、硼硅酸ガラス、石英
ガラス、水晶、サファイヤ等光学的に透明な任意の材料
が適用でき、また、その厚みについて本質的な制約はな
いが通常０．２〜６ｍｍ程度に設定された材料が用いら
れる。[0014] In such a technical means, any optically transparent material such as soda lime glass, borosilicate glass, quartz glass, crystal, sapphire, etc. can be used as the transparent substrate. Although there is no specific restriction, a material having a thickness of about 0.2 to 6 mm is usually used.
【００１５】また、クロムを主成分とする遮光層として
はクロム単体膜でこれを構成してもよいし、窒素、酸素
又は炭素の少なくとも一つを含むクロム膜（例えばＣｒ
：Ｎ，Ｃｒ：Ｏ：Ｎ等で表現する）にてこれを構成して
もよい。そして、請求項２に係る発明においてはこの遮
光層が窒化クロム膜で構成されている。尚、窒素、酸素
又は炭素の少なくとも一つを含むクロム膜の形成方法と
しては、マグネトロンスパッタリング、イオンアシスト
蒸着、イオンプレーティング、プラズマＣＶＤ法等が挙
げられる。この場合、クロム膜中への窒素、酸素又は炭
素の導入量はターゲットの組成比、ガス混合比等を変え
ることにより調整可能である。また、この遮光層の両面
側に酸素又は炭素の少なくとも一方を含むクロム膜より
成りその膜厚が１００〜５００オングストロームに設定
された光反射防止層を設けてもよい。そして、請求項２
に係る発明においては上記遮光層を各々酸化窒化クロム
膜からなる基板側光反射防止層と光反射防止層とで挟む
構造となっている。尚、これ等遮光層と光反射防止層並
びに基板側光反射防止層を構成するクロム系薄膜層は塩
素系ドライエッチングガスによりパターニングすること
が可能である。The light-shielding layer containing chromium as a main component may be composed of a single chromium film, or a chromium film containing at least one of nitrogen, oxygen, or carbon (for example, Cr
:N, Cr:O:N, etc.). In the invention according to claim 2, this light shielding layer is made of a chromium nitride film. Note that methods for forming the chromium film containing at least one of nitrogen, oxygen, or carbon include magnetron sputtering, ion-assisted vapor deposition, ion plating, plasma CVD, and the like. In this case, the amount of nitrogen, oxygen, or carbon introduced into the chromium film can be adjusted by changing the composition ratio of the target, the gas mixture ratio, etc. Moreover, a light antireflection layer made of a chromium film containing at least one of oxygen or carbon and having a thickness of 100 to 500 angstroms may be provided on both sides of the light shielding layer. And claim 2
In the invention according to the above, the light shielding layer is sandwiched between a substrate-side light antireflection layer and a light antireflection layer, each of which is made of a chromium oxynitride film. Note that the chromium-based thin film layer constituting the light-shielding layer, the anti-reflection layer, and the anti-reflection layer on the substrate side can be patterned using a chlorine-based dry etching gas.
【００１６】また、上記遮光層が遮光性を有するために
は一定の光学濃度（一般には２．６〜３．０程度）が必
要である。ここでいう遮光性とは、フォトマスクとして
作用させる際、感光性樹脂の感光領域の光に対しての遮
光性のことである。そして、遮光層の膜厚としては一定
の光学濃度を持たせるため２００〜２０００オングスト
ローム程度に設定する。Further, in order for the light-shielding layer to have light-shielding properties, a certain optical density (generally about 2.6 to 3.0) is required. The light-shielding property here refers to the light-shielding property of the photosensitive resin against light in the photosensitive area when acting as a photomask. The thickness of the light shielding layer is set to about 200 to 2000 angstroms in order to have a constant optical density.
【００１７】次に、タングステンを主成分とする被覆層
としては遮光層と同様にタングステン単体膜でこれを構
成してもよいし炭素を含むタングステン膜（例えばＷ：
Ｃで表現する）にてこれを構成してもよい。尚、炭素を
含むタングステン膜の形成方法としては、遮光層と同様
にマグネトロンスパッタリング、イオンアシスト蒸着、
イオンプレーティング、プラズマＣＶＤ法等が挙げられ
る。この場合、タングステン膜中への炭素の導入量はタ
ーゲットの組成比、ガス混合比等を変えることにより調
整することができる。また、タングステンを主成分とす
る被覆層のパターニングについてはフッ素系のドライエ
ッチングガスによりこれを行うことができる。Next, the coating layer mainly composed of tungsten may be composed of a single tungsten film like the light shielding layer, or it may be a tungsten film containing carbon (for example, W:
(expressed in C). The tungsten film containing carbon can be formed by magnetron sputtering, ion-assisted vapor deposition, or
Examples include ion plating and plasma CVD. In this case, the amount of carbon introduced into the tungsten film can be adjusted by changing the target composition ratio, gas mixture ratio, etc. Further, patterning of the coating layer containing tungsten as a main component can be performed using a fluorine-based dry etching gas.
【００１８】また、上記被覆層上に積層されるクロムを
主成分とする保護薄膜としてはクロムを主成分とする上
記遮光層と略同一のものが適用できる。この場合、この
保護薄膜の膜厚については上記被覆層の酸化を防止でき
れば必要にして十分であり厚く設定する必要はない。[0018] Furthermore, as the protective thin film containing chromium as a main component to be laminated on the above-mentioned coating layer, a film substantially the same as the above-mentioned light-shielding layer containing chromium as a main component can be used. In this case, the thickness of the protective thin film is sufficient as long as it can prevent oxidation of the coating layer, and there is no need to set it thick.
【００１９】[0019]
【作用】請求項１〜２に係る発明によれば、タングステ
ンを主成分とする被覆層上にクロムを主成分とする保護
薄膜を備えているため、保存時において上記被覆層の主
要部を構成するタングステンの酸化が防止されフォトマ
スクブランクとしての保存安定性を向上させることが可
能となる。[Operation] According to the invention according to claims 1 and 2, since the protective thin film mainly composed of chromium is provided on the coating layer mainly composed of tungsten, it forms the main part of the coating layer during storage. This prevents the oxidation of tungsten and improves the storage stability of the photomask blank.
【００２０】一方、請求項３に係る発明によれば、フォ
トマスクブランク表面の酸化窒化クロム又は窒化クロム
膜から成る保護薄膜を塩素系ドライエッチングガスを用
いてドライエッチングする際、この保護薄膜の膜厚につ
いては被覆層の酸化を防止できれば必要にして十分で従
来の被覆層より薄く設定できるためレジストパターンが
ダメージを受けないうちにそのエッチングを完了させる
ことが可能となる。このため上記レジストパターンを厚
く設定する必要がなく、従って、膜厚が薄くなる分パタ
ーン露光時における光の散乱が防止されて露光解像度の
向上が図れ併せて現像処理によりレジストパターンを形
成する際の加工精度の向上が図れる。On the other hand, according to the invention according to claim 3, when the protective thin film made of chromium oxynitride or chromium nitride film on the surface of the photomask blank is dry-etched using a chlorine-based dry etching gas, the film of this protective thin film is As for the thickness, it is sufficient to prevent oxidation of the coating layer, and since it can be set thinner than the conventional coating layer, etching can be completed before the resist pattern is damaged. For this reason, there is no need to set the resist pattern thickly, and therefore, the thinner film prevents light scattering during pattern exposure, improving exposure resolution, and improving the resist pattern formation by development. It is possible to improve machining accuracy.
【００２１】また、炭素を含むタングステン膜から成る
被覆層をフッ素系ドライエッチングガスを用いてドライ
エッチングする際にはパターニングされた上記保護薄膜
がエッチングマスクとして作用するため、このエッチン
グ段階において上記レジストパターンにダメージが出て
きても上記被覆層は寸法変化を受けずにそのエッチング
が完了し、同様に塩素系ドライエッチングガスにて酸化
窒化クロム膜から成る光反射防止層と窒化クロム膜から
成る遮光層と酸化窒化クロム膜から成る基板側光反射防
止層とを連続的にドライエッチングする際にはパターニ
ングされた上記被覆層がエッチングマスクとして作用す
るため光反射防止層、遮光層並びに基板側光反射防止層
は寸法変化を受けないと共に、このエッチング処理の際
に上記レジストパターンと酸化窒化クロム又は窒化クロ
ム膜から成る保護薄膜を除去することが可能となる。Furthermore, when dry etching the coating layer made of a tungsten film containing carbon using a fluorine-based dry etching gas, the patterned protective thin film acts as an etching mask. Even if damage occurs to the coating layer, the etching is completed without any dimensional change, and the antireflection layer made of a chromium oxynitride film and the light shielding layer made of a chromium nitride film are similarly etched using a chlorine-based dry etching gas. When continuously dry etching the light antireflection layer on the substrate side made of chromium oxynitride film, the patterned coating layer acts as an etching mask. The layer does not undergo any dimensional changes and during this etching process it is possible to remove the resist pattern and the protective thin film of chromium oxynitride or chromium nitride film.
【００２２】更に、パターニングされた上記被覆層をフ
ッ素系ドライエッチングガスにて一様に除去する際、こ
の下面側の酸化窒化クロム膜から成る光反射防止層は上
記フッ素系ドライエッチングガスにてはエッチングされ
難いためエッチングストッパーとして作用しそのエッチ
ング条件を緩和させることが可能となる。Furthermore, when the patterned coating layer is uniformly removed using a fluorine-based dry etching gas, the light antireflection layer made of the chromium oxynitride film on the lower surface side is removed by the fluorine-based dry etching gas. Since it is difficult to be etched, it acts as an etching stopper and can relax the etching conditions.
【００２３】従って、レジストパターンの加工精度の向
上が図れると共に遮光層並びにこの両面に設けられた光
反射防止層と基板側光反射防止層のエッチング精度をも
向上できるため、フォトマスクブランクの透明基板上へ
高精度の微細パターンをその生産性を低下させずに形成
することが可能となる。Therefore, the processing accuracy of the resist pattern can be improved, and the etching accuracy of the light shielding layer, the light antireflection layer provided on both sides of the light shielding layer, and the light reflection prevention layer on the substrate side can also be improved, so that the transparent substrate of the photomask blank can be improved. It becomes possible to form a highly accurate fine pattern upwardly without reducing productivity.
【００２４】[0024]
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【００２５】この実施例に係るフォトマスクブランクは
、図１に示すように６インチ角、厚さ０．０９インチの
フォトマスク用石英ガラス基板１と、ガラス基板１上に
成膜された厚さ２５０〜３５０オングストロームの酸化
窒化クロム膜（Ｃｒ：Ｏ：Ｎ）から成る基板側光反射防
止層２と、この基板側光反射防止層２上に成膜された厚
さ５００〜８００オングストロームの窒化クロム膜（Ｃ
ｒ：Ｎ）から成る遮光層３と、この遮光層３上に成膜さ
れた厚さ２５０〜３５０オングストロームの酸化窒化ク
ロム膜（Ｃｒ：Ｏ：Ｎ）から成る光反射防止層４と、こ
の光反射防止層４上に成膜された厚さ１００〜５００オ
ングストロームの炭素を含むタングステン膜（Ｗ：Ｃ）
から成る被覆層５と、この被覆層５上に成膜された厚さ
１００〜３００オングストロームの酸化窒化クロム膜（
Ｃｒ：Ｏ：Ｎ）から成る保護薄膜６とでその主要部が構
成され、その光学的濃度は３．０、その光反射率は３０
０〜８００ｎｍの範囲で表裏とも１５％以下であった。As shown in FIG. 1, the photomask blank according to this embodiment includes a 6-inch square, 0.09-inch thick quartz glass substrate 1 for a photomask, and a quartz glass substrate 1 formed on the glass substrate 1 with a thickness of 0.09 inches. A substrate-side light antireflection layer 2 made of a 250 to 350 angstrom chromium oxynitride film (Cr:O:N), and a 500 to 800 angstrom thick chromium nitride film formed on the substrate side light antireflection layer 2. Membrane (C
a light-shielding layer 3 consisting of a chromium oxynitride film (Cr:O:N) with a thickness of 250 to 350 angstroms formed on the light-shielding layer 3; Tungsten film containing carbon (W:C) with a thickness of 100 to 500 angstroms formed on the antireflection layer 4
and a chromium oxynitride film (100 to 300 angstroms thick) formed on the coating layer 5.
The main part is composed of a protective thin film 6 made of (Cr:O:N), and its optical density is 3.0 and its light reflectance is 30.
In the range of 0 to 800 nm, it was 15% or less on both the front and back sides.
【００２６】そして、このフォトマスクブランクは以下
のようにして製造されている。[0026] This photomask blank is manufactured as follows.
【００２７】まず、上記ガラス基板１をクロム混酸液に
よる通常のスパッタ前洗浄を行った後、直流マグネトロ
ンスパッタ装置（徳田製作所製システム５０Ａ）に装着
した。ここで、スパッタリングターゲットは３Ｎグレー
ドのタングステンターゲットと４Ｎグレードのクロムタ
ーゲットを使用した。First, the glass substrate 1 was subjected to the usual pre-sputtering cleaning with a chromium mixed acid solution, and then mounted on a DC magnetron sputtering device (System 50A manufactured by Tokuda Seisakusho). Here, a 3N grade tungsten target and a 4N grade chromium target were used as sputtering targets.
【００２８】次に、真空槽内を２×１０−４Ｐａまで排
気した後、Ａｒガス２０Ｓｃｃｍ、窒素ガス５Ｓｃｃｍ
、及び酸素ガス２５Ｓｃｃｍを導入し、全圧９×１０−
１Ｐａにて放電電流１Ａ、２分４５秒間の条件でクロム
ターゲットをスパッタリングし酸化窒化クロム膜（Ｃｒ
：Ｏ：Ｎ）から成る基板側光反射防止層２を室温に設定
されているガラス基板１上に成膜した。スパッタ終了後
、真空槽内を２×１０−４Ｐａまで排気し、Ａｒガス２
０Ｓｃｃｍ及び窒素ガス５Ｓｃｃｍを導入し全圧８×１
０−１Ｐａの圧力にて放電電流２Ａ、５分間の条件でク
ロムターゲットをスパッタリングし窒化クロム膜（Ｃｒ
：Ｎ）から成る遮光層３を成膜し、更に、上記基板側光
反射防止層２の成膜条件と同一にして酸化窒化クロム膜
（Ｃｒ：Ｏ：Ｎ）から成る光反射防止層４を成膜した。Next, after evacuating the inside of the vacuum chamber to 2×10 −4 Pa, 20 Sccm of Ar gas and 5 Sccm of nitrogen gas were
, and 25 Sccm of oxygen gas were introduced, and the total pressure was 9 x 10-
A chromium oxynitride film (Cr
:O:N) was formed on a glass substrate 1 set at room temperature. After sputtering, the vacuum chamber was evacuated to 2 x 10-4 Pa and Ar gas 2
0Sccm and nitrogen gas 5Sccm were introduced to make the total pressure 8×1.
A chromium nitride film (Cr
:N), and then a light anti-reflection layer 4 made of chromium oxynitride film (Cr:O:N) was formed under the same film-forming conditions as the substrate-side anti-reflection layer 2. A film was formed.
【００２９】次にタングステンターゲットに切換え、Ａ
ｒガス２０Ｓｃｃｍとメタン（ＣＨ４ ）ガス１２Ｓｃ
ｃｍを導入し、全圧１１×１０−１Ｐａにて放電電流２
Ａ、２分３０秒間の条件でスパッタリングして炭素を含
むタングステン膜（Ｗ：Ｃ）から成る被覆層５を成膜し
、再度、クロムターゲットに切換え、Ａｒガス２０Ｓｃ
ｃｍ、窒素ガス５Ｓｃｃｍ、及び酸素ガス２５Ｓｃｃｍ
を導入し、全圧９×１０−１Ｐａにて放電電流１Ａ、２
分間の条件でクロムターゲットをスパッタリングし酸化
窒化クロム膜（Ｃｒ：Ｏ：Ｎ）から成る保護薄膜６を成
膜して上記フォトマスクブランクを求めた。Next, switch to a tungsten target, A
r gas 20Sccm and methane (CH4) gas 12Sccm
cm was introduced, and the discharge current was 2 at a total pressure of 11 x 10-1 Pa.
A. A coating layer 5 made of a tungsten film containing carbon (W:C) was formed by sputtering for 2 minutes and 30 seconds, and the target was switched to chromium again, and Ar gas 20Sc was used.
cm, nitrogen gas 5Sccm, and oxygen gas 25Sccm
was introduced, and the discharge current was 1 A, 2 at a total pressure of 9 x 10-1 Pa.
The above-mentioned photomask blank was obtained by sputtering a chromium target under conditions of 1 minute to form a protective thin film 6 made of a chromium oxynitride film (Cr:O:N).
【００３０】尚、このフォトマスクブランクは、炭素を
含むタングステン膜（Ｗ：Ｃ）から成る被覆層５上に酸
化窒化クロム膜（Ｃｒ：Ｏ：Ｎ）から成る保護薄膜６を
備えているため保存時において上記被覆層５の主要部を
構成するタングステンの酸化が防止され、フォトマスク
ブランクとしての保存安定性が飛躍的に向上する利点を
有していた。Note that this photomask blank has a protective thin film 6 made of a chromium oxynitride film (Cr:O:N) on a coating layer 5 made of a tungsten film containing carbon (W:C), so it cannot be stored easily. This had the advantage that oxidation of the tungsten constituting the main part of the coating layer 5 was prevented, and the storage stability as a photomask blank was dramatically improved.
【００３１】『フォトマスクの製法』以下、このように
して求めたフォトマスクブランクを用いてフォトマスク
を製造した。``Method for manufacturing a photomask'' A photomask was manufactured using the photomask blank thus obtained.
【００３２】まず、このフォトマスクブランクに対しク
ロム混酸液による通常のレジストコート前洗浄を行い、
電子線レジストＰＢＳ（チッソ（株）社製）をスピンコ
ートしかつプリベークを行って厚さ４０００オングスト
ロームのレジスト層ｒ０ を形成した後、図２に示すよ
うに電子ビーム露光装置によりレジスト層ｒ０ に適す
る露光を行いかつ現像を行って図３に示すようなレジス
トパターンｒを形成した。尚、以上は標準的なプロセス
ですべて処理した。First, this photomask blank was cleaned with a chromium mixed acid solution in the usual manner before resist coating.
After spin-coating an electron beam resist PBS (manufactured by Chisso Corporation) and pre-baking to form a resist layer r0 with a thickness of 4000 angstroms, as shown in FIG. Exposure and development were performed to form a resist pattern r as shown in FIG. The above steps were all carried out using standard processes.
【００３３】次に、上記レジストパターンｒが形成され
たフォトマスクブランクをドライエッチング装置ＤＥＡ
−５０３（日電アネルバ社製）に装着し、５×１０−５
Ｐａまで排気した後、ＣＣｌ４ ガス４９ＳｃｃｍとＯ
２ ガス４５Ｓｃｃｍのドライエッチングガスによりガ
ス圧１０Ｐａ、放電電力７００Ｗの条件で３分間ドライ
エッチング処理を施し、図４に示すように酸化窒化クロ
ム膜（Ｃｒ：Ｏ：Ｎ）から成る保護薄膜６をまずパター
ニングした。Next, the photomask blank on which the resist pattern r has been formed is subjected to dry etching equipment DEA.
-503 (manufactured by Nichiden Anelva), 5 x 10-5
After exhausting to Pa, CCl4 gas 49Sccm and O
2 A dry etching process was performed for 3 minutes using a dry etching gas of 45 sccm under the conditions of a gas pressure of 10 Pa and a discharge power of 700 W, and as shown in FIG. patterned.
【００３４】このとき、この保護薄膜６の膜厚は薄く設
定されており、そのエッチング時間が３分間と短く上記
レジストパターンｒがダメージを受けないうちにエッチ
ングが終了するためレジスト層ｒ０ の膜厚を上記のよ
うに薄く設定することができる。従って、レジスト層ｒ
０ の膜厚が薄くなる分パターン露光時における光の散
乱が防止されて露光解像度の向上が図れ併せて現像処理
によりレジストパターンｒを形成する際の加工精度の向
上が図れた。At this time, the thickness of the protective thin film 6 is set to be thin, and the etching time is as short as 3 minutes, and the etching is completed before the resist pattern r is damaged. can be set thin as above. Therefore, the resist layer r
Since the film thickness of 0 is thinner, scattering of light during pattern exposure is prevented, the exposure resolution is improved, and processing accuracy when forming the resist pattern r by development processing is improved.
【００３５】次に、メカニカルブースターポンプで排気
し、ＣＦ４ ガス９５ＳｃｃｍとＯ２ ガス５Ｓｃｃｍ
のドライエッチングガスによりガス圧４０Ｐａ、放電電
力３５０Ｗで１分間ドライエッチング処理を施して図５
に示すように炭素を含むタングステン膜（Ｗ：Ｃ）から
成る被覆層５をパターニングし、かつ、同じくメカニカ
ルブースターポンプで排気した後、ＣＣｌ４ ガス４９
ＳｃｃｍとＯ２ ガス４５Ｓｃｃｍのドライエッチング
ガスによりガス圧１０Ｐａ、放電電力７００Ｗの条件で
１５分間ドライエッチング処理を施し図６に示すように
酸化窒化クロム膜（Ｃｒ：Ｏ：Ｎ）から成る光反射防止
層４と窒化クロム膜（Ｃｒ：Ｎ）から成る遮光層３と酸
化窒化クロム膜（Ｃｒ：Ｏ：Ｎ）から成る基板側光反射
防止層２とを連続ドライエッチングしてそれぞれパター
ニングした。このとき、既にパターニングされている保
護薄膜６が上記被覆層５のエッチングマスクとして作用
するため、このエッチング段階でレジストパターンｒに
ダメージがでてきても上記被覆層５は寸法変化を受けず
にエッチングが完了し、同様に、光反射防止層４と遮光
層３と基板側光反射防止層２のエッチングの際にはパタ
ーニングされた被覆層５がエッチングマスクとして作用
するため、これ等クロム系の被覆層５等が寸法変化を受
けることもない。従って、レジストパターンｒと被覆層
５等のエッチング速度の調整を図ることなく遮光層３や
光反射防止層４等のエッチング精度を向上できる利点を
有している。Next, the mechanical booster pump was used to exhaust the air, and 95 Sccm of CF4 gas and 5 Sccm of O2 gas were pumped.
Dry etching was performed for 1 minute using dry etching gas at a gas pressure of 40 Pa and a discharge power of 350 W.
After patterning the coating layer 5 made of a tungsten film (W:C) containing carbon as shown in FIG.
Sccm and O2 gas Dry etching treatment was performed for 15 minutes using a dry etching gas of 45 Sccm at a gas pressure of 10 Pa and a discharge power of 700 W to form a light antireflection layer made of a chromium oxynitride film (Cr:O:N) as shown in Figure 6. 4, a light shielding layer 3 made of a chromium nitride film (Cr:N), and a substrate-side antireflection layer 2 made of a chromium oxynitride film (Cr:O:N) were patterned by continuous dry etching. At this time, the protective thin film 6 that has already been patterned acts as an etching mask for the covering layer 5, so even if the resist pattern r is damaged in this etching step, the covering layer 5 can be etched without undergoing any dimensional change. is completed, and similarly, when etching the light antireflection layer 4, the light shielding layer 3, and the substrate side light antireflection layer 2, the patterned coating layer 5 acts as an etching mask. The layer 5 etc. will not undergo any dimensional changes. Therefore, there is an advantage that the etching accuracy of the light shielding layer 3, the light antireflection layer 4, etc. can be improved without adjusting the etching rate of the resist pattern r, the coating layer 5, etc.
【００３６】そして、最上層のレジストパターンｒとパ
ターニングされている保護薄膜６を図７に示すように一
様に除去し、更にパターニングされた上記被覆層５をＣ
Ｆ４ ガスとＯ２ ガスのドライエッチングガスにより
一様に除去して図８に示すようなフォトマスクを求めた
。Then, the uppermost resist pattern r and the patterned protective thin film 6 are uniformly removed as shown in FIG.
A photomask as shown in FIG. 8 was obtained by uniformly removing the film using a dry etching gas of F4 gas and O2 gas.
【００３７】求められた上記フォトマスクはパターンの
設計寸法を非常に高精度で再現していた。The photomask thus obtained reproduced the design dimensions of the pattern with very high precision.
【００３８】[0038]
【発明の効果】請求項１〜２に係る発明によれば、クロ
ムを主成分とする保護薄膜の存在により被覆層の主要部
を構成するタングステンの酸化が防止されフォトマスク
ブランクとしての保存安定性の向上が図れる効果を有し
ており、他方、請求項３に係る発明によれば、レジスト
パターンの加工精度の向上が図れると共に遮光層並びに
この両面に設けられた光反射防止層と基板側光反射防止
層のエッチング精度をも向上できるため、フォトマスク
ブランクの透明基板上へ高精度の微細パターンをその生
産性を低下させずに形成することが可能となる。According to the invention according to claims 1 and 2, the presence of the protective thin film containing chromium as a main component prevents oxidation of tungsten, which constitutes the main part of the coating layer, resulting in storage stability as a photomask blank. On the other hand, according to the invention according to claim 3, the processing accuracy of the resist pattern can be improved, and the light shielding layer, the light antireflection layer provided on both sides of the light shielding layer, and the substrate side light shielding layer can be improved. Since the etching accuracy of the antireflection layer can also be improved, it becomes possible to form a highly accurate fine pattern on the transparent substrate of the photomask blank without reducing its productivity.
【００３９】従って、高精度の微細パターンが形成され
たフォトマスクをその生産性の低下を引起こすことなく
簡便に提供できる効果を有している。Therefore, it is possible to easily provide a photomask on which a highly accurate fine pattern is formed without reducing its productivity.
【図１】実施例に係るフォトマスクブランクの構成断面
図。FIG. 1 is a cross-sectional view of a photomask blank according to an example.
【図２】上記フォトマスクブランクを用いてフォトマス
クを製造する工程説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of a process of manufacturing a photomask using the photomask blank.
【図３】上記フォトマスクブランクを用いてフォトマス
クを製造する工程説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a process of manufacturing a photomask using the photomask blank.
【図４】上記フォトマスクブランクを用いてフォトマス
クを製造する工程説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of a process of manufacturing a photomask using the photomask blank.
【図５】上記フォトマスクブランクを用いてフォトマス
クを製造する工程説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram of a process of manufacturing a photomask using the photomask blank.
【図６】上記フォトマスクブランクを用いてフォトマス
クを製造する工程説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of a process of manufacturing a photomask using the photomask blank.
【図７】上記フォトマスクブランクを用いてフォトマス
クを製造する工程説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram of a process of manufacturing a photomask using the photomask blank.
【図８】完成されたフォトマスクの構成断面図。FIG. 8 is a cross-sectional view of a completed photomask.
【図９】従来のフォトマスクブランクの構成断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view of a conventional photomask blank.
【図１０】このフォトマスクブランクを用いてフォトマ
スクを製造する工程説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of the process of manufacturing a photomask using this photomask blank.
【図１１】上記フォトマスクブランクを用いてフォトマ
スクを製造する工程説明図。FIG. 11 is an explanatory diagram of a process of manufacturing a photomask using the photomask blank.
【図１２】改良された従来のフォトマスクブランクの構
成断面図。FIG. 12 is a cross-sectional view of the structure of an improved conventional photomask blank.
【図１３】改良されたフォトマスクブランクを用いたフ
ォトマスクの製造工程説明図。FIG. 13 is an explanatory diagram of the manufacturing process of a photomask using the improved photomask blank.
【図１４】改良されたフォトマスクブランクを用いたフ
ォトマスクの製造工程説明図。FIG. 14 is an explanatory diagram of the manufacturing process of a photomask using the improved photomask blank.
【図１５】改良されたフォトマスクブランクを用いたフ
ォトマスクの製造工程説明図。FIG. 15 is an explanatory diagram of the manufacturing process of a photomask using the improved photomask blank.
１ ガラス基板 ２ 基板側光反射防止層 ３ 遮光層 ４ 光反射防止層 ５ 被覆層 ６ 保護薄膜 1 Glass substrate 2 Substrate side anti-reflection layer 3. Light shielding layer 4. Anti-reflection layer 5 Coating layer 6 Protective thin film
Claims (3)
防止層を介し若しくは介さないで積層されたクロムを主
成分とする遮光層と、この遮光層上に光反射防止層を介
し若しくは介さないで積層されたタングステンを主成分
とする被覆層と、この被覆層上に積層されたクロムを主
成分とする保護薄膜、とを備えることを特徴とするフォ
トマスクブランク。1. A transparent substrate, a light-shielding layer mainly composed of chromium laminated on the transparent substrate with or without an anti-reflection layer, and a light-shielding layer layered on the light-shielding layer with or without an anti-reflection layer. 1. A photomask blank comprising: a coating layer containing tungsten as a main component and a protective thin film containing chromium as a main component laminated on the coating layer.
酸化窒化クロム膜から成る基板側光反射防止層と、基板
側光反射防止層上に積層された窒化クロム膜から成る遮
光層と、遮光層上に積層された酸化窒化クロム膜から成
る光反射防止層と、光反射防止層上に積層された炭素を
含むタングステン膜から成る被覆層と、被覆層上に積層
された酸化窒化クロム又は窒化クロム膜から成る保護薄
膜、とを備えることを特徴とするフォトマスクブランク
。2. A transparent substrate, a substrate side light antireflection layer made of a chromium oxynitride film laminated on the transparent substrate, and a light shielding layer made of a chromium nitride film laminated on the substrate side light antireflection layer, A light antireflection layer made of a chromium oxynitride film laminated on the light shielding layer, a coating layer made of a tungsten film containing carbon and laminated on the light shielding layer, and a chromium oxynitride or chromium oxynitride layer laminated on the coating layer. A photomask blank comprising: a protective thin film made of a chromium nitride film.
を用いてフォトマスクを製造する方法において、上記フ
ォトマスクブランク表面の酸化窒化クロム又は窒化クロ
ム膜から成る保護薄膜上にレジストパターンを形成し、
かつ、塩素系ドライエッチングガスにて上記保護薄膜を
ドライエッチングした後、フッ素系ドライエッチングガ
スにて炭素を含むタングステン膜から成る被覆層をドラ
イエッチングし、続いて上記塩素系ドライエッチングガ
スにて酸化窒化クロム膜から成る光反射防止層と窒化ク
ロム膜から成る遮光層と酸化窒化クロム膜から成る基板
側光反射防止層とを連続的にドライエッチングすると共
に最上層のレジストパターンとパターニングされた上記
保護薄膜を一様に除去し、更にパターニングされた上記
被覆層をフッ素系ドライエッチングガスにて一様に除去
してフォトマスクを求めることを特徴とするフォトマス
クの製造方法。3. A method for manufacturing a photomask using a photomask blank according to claim 2, comprising: forming a resist pattern on a protective thin film made of chromium oxynitride or chromium nitride film on the surface of the photomask blank;
Then, after dry etching the protective thin film with a chlorine-based dry etching gas, dry etching the coating layer made of a tungsten film containing carbon with a fluorine-based dry etching gas, and then oxidizing it with the chlorine-based dry etching gas. The light antireflection layer made of a chromium nitride film, the light shielding layer made of a chromium nitride film, and the substrate side light antireflection layer made of a chromium oxynitride film are successively dry etched, and the resist pattern of the uppermost layer and the above patterned protection are removed. A method for manufacturing a photomask, which comprises uniformly removing a thin film and further uniformly removing the patterned covering layer using a fluorine-based dry etching gas to obtain a photomask.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3148720A JPH04371953A (en) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | Photomask blank and production of photomask using this photomask blank |
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|---|---|---|---|
| JP3148720A JPH04371953A (en) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | Photomask blank and production of photomask using this photomask blank |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3148720A Pending JPH04371953A (en) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | Photomask blank and production of photomask using this photomask blank |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04371953A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030042104A (en) * | 2001-11-21 | 2003-05-28 | 한전건 | Superhard WC-CrN superlattice coating, apparatus and method for fabricating the same |
| JP2022136193A (en) * | 2017-12-26 | 2022-09-15 | Hoya株式会社 | Photomask blank, method for manufacturing photomask, and method for manufacturing display device |
-
1991
- 1991-06-20 JP JP3148720A patent/JPH04371953A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030042104A (en) * | 2001-11-21 | 2003-05-28 | 한전건 | Superhard WC-CrN superlattice coating, apparatus and method for fabricating the same |
| JP2022136193A (en) * | 2017-12-26 | 2022-09-15 | Hoya株式会社 | Photomask blank, method for manufacturing photomask, and method for manufacturing display device |
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