JPS5852641A - Mask blank for drawing - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To obtain a mask blank for electron beam drawing which holds a pattern size excellently and precisely, by reducing the influence of proximity effect and the fogging of an electron beam. CONSTITUTION:A mask blank basically uses glass, quartz, etc., or materials obtained by providing them with a chromium layer, a (chromium/chromium oxide) layer, or an iron oxide layer, etc., and has a metallic layer with a low atomic number as an outermost (top) layer. For example, the mask blank 15 consists of a glass substrate 11, a chronium layer 12, a chrominum oxide layer 13, and an aluminum layer 14. The substrate coated with resist 16 is irradiated with an electron beam EB to cause proximity effect. This effect, however, is reduced by providing as the top layer the metallic layer which has a small coefficient of electron beam reflection and a low atomic number, i.g. the aluminum layer 14 in this case.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高精度の半導体用マスクパターンを得るため
の電子ビーム描画用マスクブランクに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a mask blank for electron beam drawing for obtaining a highly accurate semiconductor mask pattern.

半導体集積回路製造用のマスクは、マスクブランク上に
形成した電子ビーム感応レジスト膜に電子ビームを照射
して所Ｕのパターンを描画、現像、エツチング等の工程
を経て作られる。Masks for manufacturing semiconductor integrated circuits are made by irradiating an electron beam onto an electron beam-sensitive resist film formed on a mask blank to draw a pattern U, through processes such as development, etching, etc.

例えば、膜厚８０００Ａの電子線レジストポリメチルメ
タクリレ−）（ＰＭＭＡ）にビーム径０５μｍ１　ドー
ズ量２０μＣ／　６ｄの円形電子ビームを５μｍ　／　
ｓｅｅの描画速度にてパターンを描画する。これを２８
ｔｌ？のメチルイソブチルケノトン（ＭＩＢＫ）に３〜
４分浸消して現像する。For example, a circular electron beam with a beam diameter of 05 μm and a dose of 20 μC/6d is applied to an electron beam resist polymethyl methacrylate (PMMA) with a film thickness of 8000 A at a rate of 5 μm/
The pattern is drawn at a drawing speed of see. This is 28
tl? 3 to methyl isobutyl kenotone (MIBK)
Soak for 4 minutes and develop.

このとき、パターン自体の大小や周囲にある他のパター
ンの大小、遠近により現像度合が異なることが認められ
る。これを一般に近４メ効果と呼んでいる。こ才′１は
、第１図１に示すようにレジスト１中を通過した電子ビ
ームＥＢがレジスト１を構成する原子と衝突して散乱し
たり、例えはガラス基伍２とその上に形成された〃ロム
層３と酸化クロム層４とからなるマスクブランク５の表
面で反射するために起こるものである。At this time, it is recognized that the degree of development varies depending on the size of the pattern itself, the size of other surrounding patterns, and distance. This is generally called the near-four-me effect. As shown in FIG. 1, the electron beam EB that has passed through the resist 1 collides with atoms constituting the resist 1 and is scattered. This is caused by reflection on the surface of the mask blank 5, which is made up of the chromium layer 3 and the chromium oxide layer 4.

この近接効果によりパターン寸法は±０１μｍ程度変化
する。ところで、現在の半導体製造工程に要求されるパ
ターン寸法精度は非常にきびしくなっており、一工程で
パターン寸法が±０．１μｍ変化することは、工程全体
にさって大きな障害となってしまう。Due to this proximity effect, the pattern dimensions change by approximately ±01 μm. Incidentally, the pattern dimensional accuracy required in current semiconductor manufacturing processes has become extremely strict, and a ±0.1 μm change in pattern dimension in one process poses a major hindrance to the entire process.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、近接効
果の影響および電子線のかぶりを減少させて、パターン
寸法精度を良好に保つことができる電子ビーム描画用マ
スクブランクを提・供−「ることを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a mask blank for electron beam lithography that can reduce the influence of the proximity effect and fog of electron beams, and maintain good pattern dimensional accuracy. "The porpose is to do.

見、下本発明を実施１９すに基づき説明する。本発明に
帰るマスクブランクはツノラス、石英等、またはこれら
にクロノ＼１層または（クロム／酸化クロム）１６”ｉ
ｘ酸化望く層弄をもうけたもの苓基本として用い、最外
（」二’）　智に低原子悄号の金属層をもうけるよう（
・こしたものである。その一実施例を第２図に示１〜。The present invention will now be described based on the 19th embodiment. The mask blank according to the present invention is made of tunoras, quartz, etc., or has a chromium layer or (chromium/chromium oxide) 16”i
x oxidation layer is used as the basic material, and the outermost layer ('2') is used to create a metal layer with a low atomic number (
・It is strained. An example thereof is shown in FIG. 2.

パｉ」２図において、ＩＩはカラス硫、仮で゛、こ０）
カラス基板Ｊ１−上Ｑこクロム層１２が形１１νさイ９
、さらにこのクロム層１２上に酸化りＩコム層ノ３がｊ
ｌり成さイ］ている。そし、て、酸化クロム１曽Ｉ３上
には低原子番号０）金属ハ゛りとしてアルミニウム！、
（％　ｔ　４が形；夕さｎ、ている。′４−なわち、こ
（ハ実ＪＩ＋Ｉτ１１１で（↑カラス■根］１、クロム
層Ｊ　２、：酸化’／　Ｉコム１曽ノ、ノ、アルミニウ
ムｆ（至）１４からマスクブランク１５が形ルｙさ狽て
いる。In Figure 2, II is crow sulfur, tentatively ゛, this 0)
Glass substrate J1-upper Q chromium layer 12 has a shape of 11ν and a size of 9
, Further, on this chromium layer 12, an oxidized I comb layer No. 3 is formed.
I'm in the middle of a long time. And, on top of chromium oxide I3 there is aluminum as a low atomic number 0) metal! ,
(% t 4 is the shape; Yusa n, is.'4-That is, this (ha fruit JI + Iτ111 (↑ Crow ■ root) 1, chromium layer J 2,: oxidation' / Icom 1 sono, no , a mask blank 15 is made of aluminum f(-) 14 and has a distorted shape.

このよ・うｔｆマスクブランク１６−ヒに塗イ１」ざイ
する■１子ビート感応１／パンスｈ　１６　ｆ−、↑ポ
リ７メチル、メククリレートに代とさイ］２るポジ型（
α子ビームの照ａ＝１　ｈこよって崩１喉を起こすもの
）、あるいはポリメチルクリンジルメタクリしノート・
エチルアセテートｊｌ：　ＴｔＴ合体ｌこ代表さ旧、る
ネガ型（電子ビームの照射りこよって架橋反応を起こす
もの）がある。This is a TF mask blank 16-1.
The alpha particle beam's illumination a = 1 h, which causes the collapse of the throat), or the polymethylcrisinyl methacrylate notebook, etc.
Ethyl acetate: A representative example of TtT combination is the negative type (which causes a crosslinking reaction when irradiated with an electron beam).

上記レジスト１６を塗布した塙叡に第２図に示すように
、１６子ビームＥＢを照射すると、前述のように近接効
果が生じる。ところが、繻子ビーム反射係数の小さい低
原子番号の会１．Ａ層、この実施例の場合アルミニウム
＞　Ｈ，，５ｔ　−ｉを最上層にもうけることによＱ〕
近接効果を減少させることができる。にとえｔ′：ｔ、
ａｔ来使用されているクロムに比較１−、て、イ４７原
子番−汁の金属であるベソリウムは反射定子係子か数分
の１、アルミニウムは３分の１である。When the resist 16 coated with the resist 16 is irradiated with the 16-element beam EB as shown in FIG. 2, the proximity effect occurs as described above. However, the low atomic number group 1. has a small reflection coefficient of the satin beam. A layer, in this example aluminum
Proximity effects can be reduced. Nitore t':t,
Compared to chromium, which has been used since then, the reflection constant coefficient of besolium, which is a metal with a 47 atomic number, is a fraction of that, and that of aluminum is one-third.

次に、上言已実ノ漁例のマスクブランクを用いた場合の
マスクの作製方法について第３図（Ａｌ−（Ｅｌを用い
て説明する。なお、アルミニウム層１４の膜厚は１　（
ｌ　ＯＡである。まず、第３図（Ａ＋に示すように、′
ば子ビームをＩＩヒ躬して近接効果の少ないパターンを
描画した後前記現像液で現像する。そして、同図（Ｂｌ
に示すようにＰＨ１３程度の強アルカリ液に浸消し７、
パターン部分θ）アルミニウム層１４を溶解する。次に
、同図（Ｃ１に示すように、〔過塩素酸＋硝酸第二セリ
ウムアンモン→−水〕エッチ゛／り油によりパターン部
分のクロム層１２、醇化り［コ、１−　Ｗ；　Ｊ　３を
溶解し・てパターンを作る。さらに、同図０）に示すよ
うに、レジストノロ５−〔トリ／／１）゛ノ十工手ルア
ルコール〕混合液で溶解除去する。そして、、１）・ど
後に、同図（Ｅｌに示すよう（こ、ｉ’ｌｌ記アルカリ
溶液でパターン玲３分以外のアルミニウムＩＰＩ４を除
去する。Next, a method of manufacturing a mask using the mask blank of the above example will be explained using FIG. 3 (Al-(El). Note that the thickness of the aluminum layer 14 is 1 (
l OA. First, as shown in Figure 3 (A+),
A pattern with little proximity effect is drawn using a second beam, and then developed with the developer. And the same figure (Bl
As shown in Figure 7, soak in a strong alkaline solution with a pH of about 13.
Pattern portion θ) Dissolve the aluminum layer 14. Next, as shown in FIG. A pattern is formed by dissolving the resist.Furthermore, as shown in FIG. Then, after 1), as shown in the same figure (El), the aluminum IPI 4 other than the pattern 3 is removed with an alkaline solution.

このようにして〃Ｌ１ムｌＱｉ　ｌ　２および醇化クロ
ム層１３からなるマスクが作製さイ′１ろ。こうして作
１ｉｖされたマスクでけ近接効果にＪ−るバター・ン寸
法の変動は、００５μｍｌソ下におさλられていること
が実験により確かめられた。なお、本発明によるマスク
ブランクは、低原子番号の金属層であるアルミニウｌ一
層、才だ（すベリリウム層を直接カラスＪｉＬ；　４１
ｉ１４こ形成Ｔるよう番こしてもよいものである。In this way, a mask consisting of L1 ml Qi 1 2 and chromium chloride layer 13 is prepared. It was confirmed through experiments that the variation in the dimension of the mask thus fabricated due to the proximity effect was suppressed to less than 0.005 μml. Note that the mask blank according to the present invention has a single layer of aluminum, which is a metal layer with a low atomic number.
It may be arranged so that it forms a 14 mm diameter.

以上；ホベたように、本発明によれば、近接効果の影響
を減少させ、パターン寸法を安定化させることができ、
半導体牛産十効果的な電子ビーム描画用マスクブランク
を提供することができる。As mentioned above, according to the present invention, the influence of the proximity effect can be reduced and the pattern dimensions can be stabilized.
It is possible to provide a mask blank for semiconductor production and effective electron beam lithography.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

巣１図は従来のマスクフランク構成を示す１す↑面図、
第２１ａはこの発明の一実施例のマスクブランクの構成
を示ｆ断面図、４３図１（Ａ）乃至（Ｅ）は上記実施例
のマスクブランクを用いてマスクを形成するための下杵
を示Ｔ図である。 １ノ・・・カラス基板、ノ２・・クロム層、１３・・・
酸化クロム層、１４・・アルミニウム層、１５・・・マ
スクブランク、１６・・・レジスト、ＥＢ・・・電子ビ
ーム。 出願人代理人　　弁胛士　鈴　江　武　彦（Ｃ） 第２　＝ （Ｅ） ２６５−−Figure 1 is a top view showing the conventional mask flank configuration.
21a is a sectional view showing the structure of a mask blank according to an embodiment of the present invention, and FIGS. It is a T diagram. 1..Crowd substrate, 2..Chromium layer, 13..
Chromium oxide layer, 14... Aluminum layer, 15... Mask blank, 16... Resist, EB... Electron beam. Applicant's attorney Takehiko Suzue (C) 2nd = (E) 265--

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 電子ビームが照射される部分に低原子番号の金属層が形
成さ才９ていることを特徴とする描画用マスクブランク
。A mask blank for drawing, characterized in that a metal layer with a low atomic number is formed in a portion to be irradiated with an electron beam.