JPH06289592A

JPH06289592A - フォトマスクの製造方法

Info

Publication number: JPH06289592A
Application number: JP7940293A
Authority: JP
Inventors: Takehiro Taihichi; 武博対比地; Noriaki Takagi; 紀明高木
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1993-04-06
Filing date: 1993-04-06
Publication date: 1994-10-18

Abstract

(57)【要約】【目的】光吸収性絶縁薄膜を備えるフォトマスクを電子
線露光法により製造するに当たって、電子銃から照射さ
れた電子が電子線レジスト上に蓄積されることなく、安
定して正確なパターン描画のできる方法を提供するこ
と。【構成】透明基板１上に窒化タンタル薄膜２を形成し、
その端部を残して光遮断性薄膜３２と光吸収性絶縁薄膜
３１及び３３を形成する。そして、上記端部の表面にア
ースピン５を当接した状態で電子線レジスト４上に描画
する。電子銃から照射された電子は窒化タンタル２を介
してアースピン５に放電される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子線露光法を利用した
フォトマスクの製造方法に関し、特にその製造工程にお
ける静電気の発生を防止してその収率を向上することが
できる方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子線露光法を利用してフォトマスクを
製造する方法は、一般に、透明基板上に金属クロム等の
遮光性金属薄膜を形成し、この遮光性金属薄膜上に電子
線レジストを塗布し、この電子線レジストを電子銃から
照射された電子線によりパターン状に描画して上記レジ
ストをパターン状に露光させ、現像した後残存する電子
線レジストをエッチングレジストとして上記遮光性金属
薄膜をエッチングすることにより、遮光パターンを備え
る上記フォトマスクを製造する方法が採用されている。
そして、この方法によれば、フォトレジストと紫外線を
利用する方法に比べて精度良く微細なパターンを形成す
ることが可能となる。

【０００３】しかしながら、こうして形成された遮光パ
ターンは遮光性金属薄膜から構成されているため、その
光反射率が高く、例えば、半導体基板上に塗布されたフ
ォトレジスト上に重ねて露光光線を照射すると上記遮光
性金属薄膜からの反射光が外乱光となって、上記フォト
レジスト上に再現されるパターンの精度低下を生じるこ
とがある。これを避けるため、上記透明基板上に上記遮
光性金属薄膜と酸化クロム等の光吸収性絶縁薄膜とを形
成し、電子線レジストを塗布し電子線描画した後現像
し、残存する電子線レジストをエッチングレジストとし
て上記光吸収性絶縁薄膜と遮光性金属薄膜とをエッチン
グして遮光パターンを形成する方法がある。そして、こ
の方法によれば、上記遮光性金属薄膜上に光吸収性絶縁
性薄膜が形成されているため、この遮光パターンに入射
した光線は光吸収性絶縁薄膜に吸収されて反射光を生じ
ない。

【０００４】しかしながら、この光吸収性絶縁薄膜は上
記金属薄膜と異なって電気絶縁性であるため、電子銃か
ら照射された電子が電子線レジスト上に蓄積され易く、
そしてこうして電子線レジスト上に蓄積された電子は電
界を生じて上記電子銃から照射される電子の飛来方向を
歪め、電子線レジスト上に本来描画すべきパターンを歪
めるという結果を生じる。

【０００５】このような電子の蓄積による描画パターン
精度の低下を防ぐため、一般には、図２に示すように、
上記レジスト上からアースピンを突き刺して上記遮光性
金属薄膜を接地している。すなわち、図２において、ａ
は透明基板、ｂは金属クロム等の遮光性金属薄膜、ｃは
酸化クロム等の光吸収性絶縁薄膜、ｄはその光吸収性絶
縁薄膜上に塗布された電子線レジストを示している。そ
して、アースピンｅをこの電子線レジストｄ上から突き
刺してこのアースピンｅの先端を上記遮光性金属薄膜ｃ
中で停止させ、この先端で上記遮光性金属薄膜ｃを接地
している。そして、上記光吸収性絶縁薄膜ｄは数百オン
グストローム程度の薄膜に形成されていることから、電
子銃から照射された電子はこの光吸収性絶縁薄膜ｄを透
過して遮光性金属薄膜ｃに到達し、アースピンｅを介し
て放電されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記遮
光性金属薄膜はやはり数百オングストローム程度の薄膜
に形成されている。このため、上記アースピンｅの先端
をこの遮光性金属薄膜ｃ内部で停止させることは極めて
困難であり、この先端が上記金属薄膜ｃに到達しなかっ
たり、あるいはこの金属薄膜ｃを突き抜けることがあっ
た。

【０００７】そして、いずれの場合においても、電子線
レジストとアースピンとの間の導電性が不足して十分に
接地することができなかったり、あるいは十分に導電性
が確保されたようにみえても電子線描画の最中に導電性
が変動して接地が不十分となり、この結果、電子線レジ
スト上に電子が蓄積されて上記描画パターンが歪み易い
という問題点があった。

【０００８】本発明はこのような技術的背景に基づいて
なされたものであって、すなわち、本発明の課題とする
ところは、上記光吸収性絶縁薄膜を備え、従って光反射
率の小さいフォトマスクを電子線露光法で製造するに当
たって、電子銃から照射された電子が電子線レジスト上
に蓄積されることなく、安定して正確なパターンの描画
ができる上記フォトマスクの製造方法を提供することに
ある。

【０００９】

【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、透明基板上に窒化タンタル薄膜を形成し、次
いでこの窒化タンタル薄膜上に、この窒化タンタル薄膜
より小面積で窒化タンタル薄膜端部が露出する位置に光
遮断性の金属薄膜と光吸収性絶縁薄膜とから構成される
遮光性薄膜を形成し、次に上記窒化タンタル薄膜端部が
露出するように上記遮光性薄膜上に電子線レジストを塗
布し、上記窒化タンタル薄膜端部表面にアースピンを当
接してこれを接地した状態で電子線描画し、次いで上記
電子線レジストを現像し、こうして残存した上記電子線
レジストをエッチングレジストとして上記遮光性薄膜の
露出部位をエツチングすることを特徴とするものであ
る。

【００１０】このような技術的手段において、上記窒化
タンタル薄膜は電子線描画の際に電子銃から電子線レジ
スト上に照射された電子をアースピンに確実かつ容易に
誘導するためのもので、この表面にアースピンを当接す
るため、この窒化タンタル薄膜とアースピンとの間の導
電性が十分にかつ確実に確保され、電子線描画中におい
ても安定に維持される。そして、上記電子はこの窒化タ
ンタル薄膜を介して確実に放電されるため、本来描画す
べく意図したパターンを正確に描画することが可能とな
るのである。

【００１１】尚、このような窒化タンタル薄膜として
は、例えば、ＴａＮｘ（但しｘは１以下）の組成を有す
る窒化タンタル薄膜が利用でき、上記電子線レジストと
アースピンとの間の導電性を十分に確保するため３０オ
ングストローム以上の膜厚を有することが必要である。
また、この窒化タンタル薄膜が厚過ぎると描画パターン
の精度を劣化させることがあるから、１００オングスト
ローム以下の膜厚を有することが望ましい。

【００１２】この窒化タンタル薄膜は光透過率の高い薄
膜であって、例えば、コンタクト露光方式で半導体基板
上のフォトレジストに重ねて露光する場合には、８０オ
ングストローム程度の厚さであればこの窒化タンタル薄
膜を除去する必要はなく、却って上記フォトレジストと
フォトマスクとの間の静電気の発生を防止するためその
まま残存させてフォトマスクとすることが望ましい。

【００１３】一方、この窒化タンタル薄膜が８０オング
ストローム以上の厚さになると光透過率が低下するた
め、上記遮光性薄膜をエッチングしてフォトマスクの光
透過領域を形成した後、こうして露出した光透過領域の
上記導電性薄膜をエッチング除去することが望ましい。
また、８０オングストローム以下の厚さを有する場合で
あっても、例えば、ステッパーを使用して半導体基板上
のフォトレジストにフォトマスクを重ねて露光する場合
には、より光透過率を向上させるためこの光透過領域の
窒化タンタル薄膜をエッチング除去することが望まし
い。

【００１４】請求項２に係る発明はこのような技術的背
景に基づいてなされたもので、すなわち、請求項２に係
る発明は請求項１に係る発明を前提とし、上記遮光性薄
膜をエツチングした後、上記窒化タンタル薄膜の露出部
位をエッチングすることを特徴とするものである。

【００１５】尚、かかる窒化タンタル薄膜は、例えば、
ＮａＯＨ、ＫＯＨ等のアルカリエッチング液を用いたア
ルカリエッチングによりエッチング除去することが可能
である。

【００１６】また、この窒化タンタル薄膜の成膜方法と
しては反応性スパッタリング法が好ましく、例えば、モ
ル比でアルゴンガス１０に対して窒素ガスを０．５〜
２．５の割合で導入し、スパッター室の圧力を１０^-3〜
１０^-5Torr. 程度に設定したＤＣマグネトロン方式でタ
ーゲットを金属タンタルとしたスパターリング方法が例
示できる。

【００１７】尚、遮光性薄膜としては光遮断性金属薄膜
の上面（透明基板の反対側）又はその上下両面に光吸収
性絶縁薄膜を適用した多層膜が利用でき、このような光
遮断性金属薄膜としては厚さ１００〜１０００オングス
トロームの金属クロム又は金属ニッケルの薄膜が利用で
きる。また、上記光吸収性絶縁薄膜としては厚さ１００
〜５００オングストロームの酸化クロムの薄膜が利用で
き、電子線レジスト上に照射された電子はこの薄い絶縁
膜を透過して上記窒化タンタル薄膜に到達することが可
能である。尚、光遮断性薄膜が金属クロムから構成され
る場合には、窒素とアルゴンとの混合ガス中で金属クロ
ムをターゲットとしてスパッタリングすることにより金
属クロム薄膜の成膜が可能であり、一方、この窒素とア
ルゴンの混合ガスに更にわずかな酸素ガスを混入させる
ことにより酸化クロム薄膜の成膜が可能である。このた
め、上記金属クロム薄膜と酸化クロム薄膜は連続して成
膜することが可能となる。

【００１８】

【作用】請求項１に係る発明によれば、透明基板上に窒
化タンタル薄膜を形成し、次いでこの窒化タンタル薄膜
上に、この窒化タンタル薄膜より小面積で窒化タンタル
薄膜端部が露出する位置に光遮断性の金属薄膜と光吸収
性絶縁薄膜とから構成される遮光性薄膜を形成し、次に
上記窒化タンタル薄膜端部が露出するように上記遮光性
薄膜上に電子線レジストを塗布し、上記窒化タンタル薄
膜端部表面にアースピンを当接してこれを接地した状態
で電子線描画するため、光吸収性絶縁薄膜を備えるフォ
トマスクを電子線露光法により製造するに当たって、窒
化タンタル薄膜とアースピンとの間の導電性が十分にか
つ確実に確保され、電子線描画中においても安定に維持
される。

【００１９】また、請求項２に係る発明によれば、上記
遮光性薄膜をエツチングした後、上記窒化タンタル薄膜
の露出部位をエッチングするため、フォトマスクの光透
過領域の光透過率が向上する。

【００２０】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明の実施例を説明するための説明図であ
る。

【００２１】図１に示すように、石英ガラスから成る透
明基板１上の全面に窒化タンタル薄膜２を形成し、その
この窒化タンタル薄膜２上に、この窒化タンタル薄膜２
より小面積で窒化タンタル薄膜端部２１が露出する位置
に、酸化クロム薄膜３１、金属クロム薄膜３２及び酸化
クロム薄膜３３の三層から構成される遮光性薄膜３を形
成して、フォトマスクブランクを製造した。

【００２２】尚、このフォトマスクブランクは以下のよ
うな方法で製造したものである。すなわち、マグネトロ
ンスパッタ装置を用いて、ターゲットとして金属タンタ
ルを用い、アルゴン流量３０ＳＣＣＭ、窒素ガス流量４
ＳＣＣＭに設定し、ターゲット電流０．５Ａ、ターゲッ
ト電圧３５０〜４００Ｖ、スパッタ放電時の圧力が５．
８〜１０^-4Torr. の条件でスパッタリングして上記窒化
タンタル薄膜２を約６０オングストロームの厚さに成膜
した。この窒化タンタル薄膜２の表面抵抗は約３ｋΩ／
cm²であった。

【００２３】次に、上記透明基板１の端面から約５mm幅
の部位を金属板で覆ってマスクとし、この状態でマグネ
トロンスパッタ装置を用いて、窒素ガス、アルゴンガ
ス、酸素ガスの混合ガスを流しながら金属クロムをター
ゲットとしてスパッタリングして酸化クロム薄膜（厚さ
２００オングストローム）３１を形成し、続いてガス組
成を変化させて連続的に金属クロム薄膜（厚さ８００オ
ングストローム）３２、及び酸化クロム薄膜（厚さ２０
０オングストローム）３３を成膜した。

【００２４】こうして得られたフォトマスクブランクの
上記窒化タンタル薄膜２露出部位２１にポリイミドテー
プを貼り合わせて、電子線レジスト４をスピンコート法
により４〜５μｍの厚さに塗布し、乾燥後上記ポリイミ
ドテープを剥離してこの部位の窒化タンタル薄膜２を露
出させ、接地部位２１とした。

【００２５】そして、図１に示すように、この接地部位
２１の窒化タンタル薄膜２表面にアースピン５の先端を
当接させて接地し、電子線露光装置（図示せず）により
フォトマスクパターンを描画した。そして、この電子線
レジストを現像して上記酸化クロム薄膜３３を露出さ
せ、この露出部位の酸化クロム薄膜３３、金属クロム薄
膜３２及び酸化クロム薄膜３１を硝酸セリウムアンモニ
ウムと過酸化水素から成るエッチング液でエッチングし
て遮光パターンを形成した。

【００２６】最後に、４０℃、４％のＮａＯＨ水溶液に
１５分浸漬して、露出した部位の窒化タンタル薄膜２を
エッチング除去してフォトマスクを製造した。

【００２７】こうして得られたフォトマスクのパターン
を調べたところ、本来意図した描画パターンと完全に一
致しており、パターンの歪みは認められなかった。

【００２８】また、光透過領域の光透過率は高く、一
方、遮光領域の光反射率は小さく、半導体基板上のフォ
トレジスト上に正確にパターン露光できるフォトマスク
であることが確認できた。

【００２９】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、光吸収性
絶縁薄膜を備えるフォトマスクを電子線露光法により製
造するに当たって、窒化タンタル薄膜とアースピンとの
間の導電性が十分にかつ確実に確保され、電子線描画中
においても安定に維持されるため、本来意図した描画パ
ターンを正確に描画することが可能となる。また、請求
項２に係る発明によれば、こうして正確に描画されたフ
ォトマスクの光透過領域の光透過率が向上するため、フ
ォトレジスト上に正確にパターン露光できるという効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す説明図。

【図２】従来例を示す説明図。

【符号の説明】

１透明基板２窒化タンタル薄膜２１接地部位３遮光性薄膜３１酸化クロム薄膜３２金属クロム薄膜３３酸化クロム薄膜４電子線レジスト５アースピン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板上に窒化タンタル薄膜を形成し、
次いでこの窒化タンタル薄膜上に、この窒化タンタル薄
膜より小面積で窒化タンタル薄膜端部が露出する位置に
光遮断性の金属薄膜と光吸収性絶縁薄膜とから構成され
る遮光性薄膜を形成し、次に上記窒化タンタル薄膜端部が露出するように上記遮
光性薄膜上に電子線レジストを塗布し、上記窒化タンタ
ル薄膜端部表面にアースピンを当接してこれを接地した
状態で電子線描画し、次いで上記電子線レジストを現像し、こうして残存した
上記電子線レジストをエッチングレジストとして上記遮
光性薄膜の露出部位をエツチングすることを特徴とする
フォトマスクの製造方法。
【請求項２】請求項１記載のフォトマスクの製造方法に
おいて、上記遮光性薄膜をエツチングした後、上記窒化タンタル
薄膜の露出部位をエッチングすることを特徴とするフォ
トマスクの製造方法。