JPS6218560A - フオトマスクブランクとフオトマスク - Google Patents

フオトマスクブランクとフオトマスク

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JPS6218560A
JPS6218560A JP60158886A JP15888685A JPS6218560A JP S6218560 A JPS6218560 A JP S6218560A JP 60158886 A JP60158886 A JP 60158886A JP 15888685 A JP15888685 A JP 15888685A JP S6218560 A JPS6218560 A JP S6218560A
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light
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film
photomask
pattern
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JP60158886A
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Hisao Kawai
河合 久雄
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Hoya Corp
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Hoya Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/54Absorbers, e.g. of opaque materials
    • G03F1/58Absorbers, e.g. of opaque materials having two or more different absorber layers, e.g. stacked multilayer absorbers

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体集積回路及び高密度集積回路等の製造
工程において使用されるフォトマスクブランクとフォト
マスクに関し、特に、シリコンウェーハ、フォトマスク
ブランク等の被微細加工基板上に塗布されたレジストに
所定のパターンを転写する際に使用されるフォトマスク
とその素材となるフォトマスクブランクに関する。
〔従来の技術〕
このフォトマスクは、LSIの高密度化に伴って、微細
化が進み、最近のフオ(・マスクの製造方法は、従来の
湿式エツチング法から乾式エツチング法に移行しつ)あ
る。
この乾式エツチング法によるフォトマスクの製造方法は
、先ず、ガラス、石英等の透光性基板の主表面を研磨し
、その主表面上にCrを主成分とする遮光性膜をスパッ
タリング法により成膜して、フォトマスクブランクを製
作する。次に、前記遮光性膜上にフォトレジストを塗布
した後、選択的露光工程、現像工程、リンス工程及び乾
燥工程を経て1qられたレジストパターン付きフォトマ
スクブランクをプラズマ反応室内で四塩化炭素等のガス
プラズマにより乾式エツチングして、遮光性膜を選択的
パターン形成する。そして、この遮光性膜パターン上の
レジストパターンを酸素プラズマ処理により除去して、
フォトマスクを得る。
このような乾式エツチング法により得たフォトマスクは
、湿式エツチング法によるものと対比して、サイドエツ
チング値が少なく、過剰エツチングに対するパターン幅
変化も少なく、エツチング時間の許容幅も大きいという
利点がある。
〔発明が解決しようとする問題点] しかしながら、遮光性膜のエツチングを乾式エツチング
法を使用して行っても、フ第1・レジストの現像工程に
おいて、湿式で行っているために、前述した通り、エツ
チング工程前に乾燥工程が必要になる。この乾燥工程に
おいて、レジストパターン付きフォトマスクブランクで
は、レジストパターン上やレジストパターンで被覆され
ていない遮光性膜の露出表面トに異物が付着しているこ
とがしばしばある。例えば、この異物は6インチ角の基
板において1枚あたり数十〜数百個も付着している。こ
のような異物は次の乾式エツチング工程においてマスク
になり、その異物下の遮光性膜部分はエツチングされず
、いわゆる黒欠陥を発生してしまう。
か)る異物の除去手段としては、有機溶剤、酸、アルカ
リ等により洗浄することが考えられるが、前述した乾燥
工程後のレジストパターン付き7瀘トマスクブランクに
おいては、そのレジストパターンをそのま)維持して、
付着した異物のみを除去することは、従来の製造方法を
使用する場合には不可能である。それ故、現状では、現
像液及びリンス液、並びに現像、リンス及び乾燥の各工
程における環境において異物を除去するための管理を厳
しく行っているが、根本的に改善することまでに至って
いない。
〔問題点を解決するだめの手段〕
本発明によるフォトマスクブランクとフォトマスクは、
F記した問題点を解決すべくなされたものであり、透光
性基板上に第1遮光性膜と第2遮光性膜を順次積層し、
第1遮光性膜の成膜材料がCr、又は酸素、窒素及び炭
素のうち少なくとも1つを含有したCrであり、第2遮
光性膜の成膜材料がFe、旧、Ta及びWのうち少なく
とも1つを含有したCrであることを特徴とするフォト
マスクブランクと、このフォトマスクブランクの第1遮
光性膜と第2遮光性膜を選択的にパターン化してなるフ
ォトマスクである。
(作 用) 本発明のフォトマスクブランクを素材にして、フォトリ
ソグラフィ工程を経てフォトマスクを製造する場合、先
ず、第1遮光性膜に対してC(4a又はC(44+02
の乾式エツチングガスによりエツチングすることができ
、かつ第2遮光性膜に対して前記乾式エツチングガスに
対して耐性を有し、湿式エツチングによりエツチングす
ることができることを利用する。そして、フォトリソグ
ラフィ工程において、第2遮光性膜上に塗布したレジス
トを選択的に露光・現像して、レジストパターンを形成
した後、第2″g光性膜を湿式エツチングにより選択的
にエツチングして、第1遮光性膜上に第2遮光性膜パタ
ーンを形成し、レジストパターンを除去し、洗浄及び乾
燥をした後、この第2遮光性膜パターンをマスクにして
第1遮光性膜を前記乾式エツチングガスにより選択的に
エツチングすることができる。
その結果、本発明によれば、第1遮光性膜をエツチング
する前工程において、第2遮光性膜パターン上のレジス
トパターンを除去し、洗浄及び乾燥をする工程を入れる
ことができることから、第2遮光性膜パターンで被覆さ
れていない第1遮光性膜の露出表面を充分に洗浄して、
異物を除去することができる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を第1図及び第2図を参照して詳
述する。
先ず、石英ガラスを所定寸法(本例二〇×6×0.12
インチ)に加工し、この石英ガラスの両生表面を研磨し
、純水及びイソプロピルアルコール等により洗浄し、乾
燥して成膜前の石英ガラスからなる透光性基板1を得る
。この透光性基板1の一主表面上に純度99.99 w
t%以上のCrをターゲットとしてスパッタリング法に
よりCrからなる第1遮光性膜2(膜厚:600人)を
被着する。次に、不純物として「eを1wt%含有した
Crをターグツ1−としてスパッタリング法により前記
不純物を含有したCr膜からなる第2遮光性膜3(膜厚
:150人)を第1遮光性膜2上に積層して、透光性基
板1上に第1遮光性膜2と第2遮光性膜3を被着したフ
ォトマスクブランク4を得る(第1図)。なお、このフ
ォトマスクブランク4の光学濃度は約3.0であった。
次に、このフォトマスクブランク4の第2遮光性膜3上
にポジ型フォトレジスト5(本例:ヘキスト社製AZ−
1350.膜厚: 5000人)をスピンコータ法によ
り塗布した後、所望のパターン線幅を得るべく露光マス
ク6を通して、ポジ型フォトレジストの上方から遠紫外
光ないし紫外光7(波長=200〜450nlll)を
露光する(第2図(a))。次に、現像液(本例: A
Z−1350専用デベロツパ)により所定時間(本例ニ
ア0秒)現像処理して、ポジ型フォトレジスト5の露光
部分を除去し、未露光部分にレジストパターン8を第2
遮光性膜3上に形成する(第2図(b))。次に、第2
遮光性11!3に対応したエツチング液(本例:硝酸セ
リウムアンモンと過塩素酸との混合液)を用いて、所定
時間(本例:15秒)湿式エツチングを行い、第2遮光
性膜パターン9を第1遮光性膜2上に形成する(第2図
(C))。この湿式エツチングにおいて、下層の第1遮
光性膜2は本例では約50人だけエツチングされる。次
に、レジストパターン8を剥離液(本例:熱濃硫酸90
℃)により剥離した後、常温の硫酸中に浸して温度を下
げ、水、イソプロピルアルコール中で超音波洗浄し、フ
レオン蒸気中で乾燥する(第2図(d))。次に、第2
遮光性膜パターン9付きブランクを平行平板型プラズマ
エツチング装置内に入れて、C(44+ 02ガスを反
応ガスとして乾式エツチングする。この時、第2遮光性
膜パターン9は、その成膜材料中の不純物であるFeが
塩化物又は塩化酸化物になり、その塩化物又は塩化酸化
物がi o o ’c以下において蒸発、気化し難いこ
とから、第2遮光性膜パターン9の乾式エツチングの進
行に伴って、その表面には不純物の[eや、Feの塩化
物、塩化酸化物が濃縮されて、乾式エツチングに対して
耐性を有することになる。その結果、第2遮光性膜パタ
ーン9はCC1a + 02ガスプラズマにより完全に
は除去されずマスクとして作用することから、この第2
遮光性膜パターン9の被覆されていない第1′a光性膜
2の露出表面のみが乾式エツチングされて、結局、第1
1光性膜パターン10と第2遮光性膜パターン9からな
る2層構造の遮光性膜パターンを有するフォトマスク1
1が得られる(同図(e))。
本実施例によれば、乾式エツチング終了後、本来、遮光
性膜が残存してはいけない部分(1μm以上の寸法を有
する黒欠陥)は、6インチ角1枚当り平均5個程度(試
料数:10枚)になり、非常に少なくすることができた
。また、サイドエツチングに起因するレジストパターン
と実際の遮光性膜パターンとの寸法変化は、第2J光性
膜が薄く湿式エツチング液間が短かいために、0.1μ
m程度と微小であったことから、微細パターンに適する
という乾式エツチングの利点を充分に活かすことができ
た。また本例では、第2図(C)に示した通り、第1遮
光性膜2の上層部が約50人だけ湿式エツチングされて
いるが、このエツチング量はサイドエツチング量を多く
しないために、できるだけ少ない方が好ましい。
本発明は、以上の実施例に挙げた成膜材料、湿式エツチ
ング液及び乾式ガスプラズマに限定されるものではない
。第1遮光性膜の成膜材料についてはCrの代わりに、
Crに酸素、窒素及び炭素のうち少なくとも1つを含有
したものであってもよい。
第2遮光性膜の成膜材料についてはCr中に含有させる
不純物のFeの代わりに、N1、Ta及びWを使用して
もよい。これらの不純物の含有率としては0.01 w
t%以上であることが好ましい。o、oi wt%未満
では乾式エツチング時に第2遮光性膜が耐エツチング性
を有しなくなるからである。不純物の含有率の上限につ
いては一概に言えないが、湿式エツチングされること及
び洗浄液(例:硫酸)に対して耐性を有すること等を考
慮して適宜選定すればよい。なお、この第2遮光性膜の
Cr中に前記不純物の他に例えば、酸素、窒素及び炭素
等を含有してもよい。
第1.第2の遮光性膜の相互膜厚関係については、乾式
エツチングによる利点を有効に活用することを考慮して
、第1!光性膜の膜厚が第2遮光性膜のそれよりも厚い
ことが好ましい、湿式エツチング液については、被エツ
チング材料との関係で適宜選定され、実施例以外にも、
Cr膜に対してはNa叶十 K3  (Fe(CN)6
)等でもよい。乾式エツチングのエツチングガスについ
てはC(4a等でもよい。
その他成膜法については真空蒸着法やイオンブレーティ
ング法、透光性基板についてはソーダライムガラス、ア
ルミノシリケートガラス、アルミノボロシリケートガラ
スなど多成分系ガラス、レジストについてはネガ型フォ
トレジストやポジ型又はネガ型の電子ビームレジスト等
にそれぞれ変更してよいことは勿論である。
〔発明の効果〕
以上の通り、本発明によれば、フォトマスクブランクを
素材にしてフォトリソグラフィ工程を経てフォトマスク
を製造する場合に、上層の第2遮光性膜を湿式エツチン
グして、レジスト除去、洗浄及び乾燥を行い、次いで下
層の第1遮光性膜を乾式エツチングすることができるこ
とから、従来、乾式エツチングによって発生しがちであ
った黒欠陥を非常に少なくし、フォトマスクの品質を向
上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例によるフォトマスクブランクを
示す断面図、及び第2図は前記フォトマスクブランクを
使用して、フォ1〜リソグラフイエ程を経て製造したフ
ォトマスクの各工程を示す断面図である。 1・・・透光性基板、2・・・第1遮光性膜、3・・・
第2遮光性膜、4・・・フォトマスクブランク、5・・
・ポジ型フォトレジスト、6・・・露光マスク、7・・
・遠紫外光ないし紫外光、8・・・レジストパターン、
9・・・第2遮光性膜パターン、10・・・第1″11
光性膜パターン、11・・・フォトマスク。 第1図 第2図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)透光性基板上に被着した、この透光性基板側に位
    置する第1遮光性膜と、この第1遮光性膜上に接して位
    置する第2遮光性膜とを具備するフォトマスクブランク
    において、前記第1遮光性膜の成膜材料がCr、又は酸
    素、窒素及び炭素のうち少なくとも1つを含有したCr
    であり、前記第2遮光性膜の成膜材料がFe、Ni、T
    a及びWのうち少なくとも1つを含有したCrであるこ
    とを特徴とするフォトマスクブランク。
  2. (2)透光性基板上に被着した、この透光性基板側に位
    置する第1遮光性膜と、この第1遮光性膜上に接して位
    置する第2遮光性膜とを具備するフォトマスクブランク
    の前記第1遮光性膜と前記第2遮光性膜を選択的にパタ
    ーン化してなるフォトマスクにおいて、前記第1遮光性
    膜の成膜材料がCr、又は酸素、窒素及び炭素のうち少
    なくとも1つを含有したCrであり、前記第2遮光性膜
    の成膜材料がFe、Ni、Ta及びWのうち少なくとも
    1つを含有したCrであることを特徴とするフォトマス
    ク。
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