JPH02242252A - フオトマスクブランクおよびフオトマスク - Google Patents
フオトマスクブランクおよびフオトマスクInfo
- Publication number
- JPH02242252A JPH02242252A JP1062789A JP6278989A JPH02242252A JP H02242252 A JPH02242252 A JP H02242252A JP 1062789 A JP1062789 A JP 1062789A JP 6278989 A JP6278989 A JP 6278989A JP H02242252 A JPH02242252 A JP H02242252A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- photomask
- nitrogen
- oxygen
- blank
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は半導体製造用のフォトマスクブランクおよびこ
れから製したフォトマスクに関する〔従来の技術とその
課題］ 本発明の目的は、従来よりも広い波長範囲に亙って低い
反射率を有するフォト、マスクブランクであって、かつ
エツチングに際してサイドエツチングが抑制されてパタ
ーン断面の垂直化が達成されうるような、改良されたフ
ォトマスクブランク（以下単にブランクと呼称）および
フォトマスクの提供にある。
れから製したフォトマスクに関する〔従来の技術とその
課題］ 本発明の目的は、従来よりも広い波長範囲に亙って低い
反射率を有するフォト、マスクブランクであって、かつ
エツチングに際してサイドエツチングが抑制されてパタ
ーン断面の垂直化が達成されうるような、改良されたフ
ォトマスクブランク（以下単にブランクと呼称）および
フォトマスクの提供にある。
［課題を解決するための手段］
上記の目的は本発明のブランクおよびフォトマスク、す
なわち クロム金属自体、または炭素、酸素、フッ素および窒素
から成る群から選択された少なくとも一つの元素を含む
クロム金属から成るしや光膜と反射防止膜とが順次透明
基板上に形成されて成るフォトマスクブランクおよびこ
れから製したフォトマスクにおいて、炭素、酸素、フッ
素および窒素のうち少なくとも一つの元素の濃度を膜表
面から下地に向けて連続的に低下させて成るフォトマス
クブランクおよびフォトマスク の提供により達される。
なわち クロム金属自体、または炭素、酸素、フッ素および窒素
から成る群から選択された少なくとも一つの元素を含む
クロム金属から成るしや光膜と反射防止膜とが順次透明
基板上に形成されて成るフォトマスクブランクおよびこ
れから製したフォトマスクにおいて、炭素、酸素、フッ
素および窒素のうち少なくとも一つの元素の濃度を膜表
面から下地に向けて連続的に低下させて成るフォトマス
クブランクおよびフォトマスク の提供により達される。
［作用］
反射防止の条件を電磁気学的基礎から解説した次の論文
（応用物理学選書３「薄膜」、裳華房発行、頁２１８〜
２２０、および「薄膜工学ハンドブックＪｎ−２９９、
オーム社発行）によれば、不均質膜であるブランクの反
射防止膜の反射率を低下させるには、下地のしや光膜か
ら空気の屈折率まで連続的に積層膜の屈折率を変化させ
ることが必要であるとの結論になる。特に、表面の屈折
率を空気の値である１に接近せしめることがポイントと
なることが分かる。
（応用物理学選書３「薄膜」、裳華房発行、頁２１８〜
２２０、および「薄膜工学ハンドブックＪｎ−２９９、
オーム社発行）によれば、不均質膜であるブランクの反
射防止膜の反射率を低下させるには、下地のしや光膜か
ら空気の屈折率まで連続的に積層膜の屈折率を変化させ
ることが必要であるとの結論になる。特に、表面の屈折
率を空気の値である１に接近せしめることがポイントと
なることが分かる。
本発明者等はかかる知見に基すいて鋭意検討を重ねた結
果、 （１）反射防止機能を出すために、屈折率を深さ方向に
連続的に変化させ、不均質膜とすること （２）反射率をより低くするために、膜表面の屈折率を
空気の屈折率である１、０に近ずけるための具体的手法
として、酸素、窒素、フッ素および炭素のうちの少なく
とも一つ、特に酸素と窒素の濃度を表面において可能な
限り高めること により、本発明の第一目的である低反射率が達成できる
ことを見い出した。
果、 （１）反射防止機能を出すために、屈折率を深さ方向に
連続的に変化させ、不均質膜とすること （２）反射率をより低くするために、膜表面の屈折率を
空気の屈折率である１、０に近ずけるための具体的手法
として、酸素、窒素、フッ素および炭素のうちの少なく
とも一つ、特に酸素と窒素の濃度を表面において可能な
限り高めること により、本発明の第一目的である低反射率が達成できる
ことを見い出した。
一方、等方性エツチングによるパターン断面に発生する
反射防止膜の゛ひさしゝの程度は、層間の相対的電位に
より決定されると考えられ、このモデルからパターン断
面の垂直化を達成するためには、 「膜中の電位分布を上層がら下層に向けて、負に大きく
する。これはサイドエツチングの抑制効果にも寄与する
はずである。」 との結論に達する。
反射防止膜の゛ひさしゝの程度は、層間の相対的電位に
より決定されると考えられ、このモデルからパターン断
面の垂直化を達成するためには、 「膜中の電位分布を上層がら下層に向けて、負に大きく
する。これはサイドエツチングの抑制効果にも寄与する
はずである。」 との結論に達する。
しかし発明者等の検討によれば、単にこのような条件を
設定しても所謂”ひさし”の形成は回避できないことが
分かった。
設定しても所謂”ひさし”の形成は回避できないことが
分かった。
これを解決する為の対策としては、膜中の元素分布を連
続的に分布させればよいことが分り、これにより本発明
の第二の目的であるパターン断面の垂直化が達成できる
ことが分かった。
続的に分布させればよいことが分り、これにより本発明
の第二の目的であるパターン断面の垂直化が達成できる
ことが分かった。
すなわち、本発明におけるパターン断面の垂直化は、膜
中の元素の連続的分布と、膜中の電位分布を上層から下
層に向けて、負に大きくすることの二種の手段の併合使
用により初めて達成されるものである。
中の元素の連続的分布と、膜中の電位分布を上層から下
層に向けて、負に大きくすることの二種の手段の併合使
用により初めて達成されるものである。
窒素、酸素、炭素、フッ素などの添加物成分を上層程高
濃度にすると、エツチング液中の各層の電気化学的ポテ
ンシャルが徐々に卑になる。これにより、エツチングに
より断面が露出した層が常に負に帯電し、したがってエ
ツチング断面からの正イオンの溶出が抑制されるのであ
る。このことはサイドエツチングの抑制を意味する。該
機構を発現させるための層措造が、上記したような本発
明が提案する元素分布であり、電気化学的ポテンシャル
を下層程卑で、がっ屈折率を連続的に変化させる。この
ようにして本発明のフォトマスクによれば、より広い波
長に亙って、低い反射率が実現できると同時に、サイド
エツチングを抑制しパターン断面の垂直化（オーバーエ
ッチレートの抑制）が達成できる。当然ながら低反射率
の達成は、ハレーション防止による高解像化を意味する
ものである。
濃度にすると、エツチング液中の各層の電気化学的ポテ
ンシャルが徐々に卑になる。これにより、エツチングに
より断面が露出した層が常に負に帯電し、したがってエ
ツチング断面からの正イオンの溶出が抑制されるのであ
る。このことはサイドエツチングの抑制を意味する。該
機構を発現させるための層措造が、上記したような本発
明が提案する元素分布であり、電気化学的ポテンシャル
を下層程卑で、がっ屈折率を連続的に変化させる。この
ようにして本発明のフォトマスクによれば、より広い波
長に亙って、低い反射率が実現できると同時に、サイド
エツチングを抑制しパターン断面の垂直化（オーバーエ
ッチレートの抑制）が達成できる。当然ながら低反射率
の達成は、ハレーション防止による高解像化を意味する
ものである。
［実施例コ
次に実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、
本発明は該実施例のみに限定されるものではない。
本発明は該実施例のみに限定されるものではない。
１１監
上記の元素分布を連続的に変化させる具体的な方法の一
つを例示して説明する。
つを例示して説明する。
フランクの成膜には、直流マグネトロンスパッタリング
法を採用した。この場合、日電アネルバ製インラインス
パッタリング装置ＩＬＣ−８０３型を用い、通常使用さ
れるターゲットサイズ２０”×６”の長方形ターゲット
二本に代えて２０”×２”と細かいターゲット６本を使
用し、それらを近接して配置した装置を用いた。マグネ
トロンスパッタリング法では、ターゲットの下に磁石を
挿入するため、ターゲット形状に沿ってドーナツ状に高
い密度のプラズマが形成されるが、常法に従ってこの上
にガラス透明基板を通過させて膜を形成した。
法を採用した。この場合、日電アネルバ製インラインス
パッタリング装置ＩＬＣ−８０３型を用い、通常使用さ
れるターゲットサイズ２０”×６”の長方形ターゲット
二本に代えて２０”×２”と細かいターゲット６本を使
用し、それらを近接して配置した装置を用いた。マグネ
トロンスパッタリング法では、ターゲットの下に磁石を
挿入するため、ターゲット形状に沿ってドーナツ状に高
い密度のプラズマが形成されるが、常法に従ってこの上
にガラス透明基板を通過させて膜を形成した。
第１図および第２図に見られるように、本実施例ではタ
ーゲットの多分割化により一つ一つのターゲットの放電
電流を制御できるようにした。かくすることにより次の
ことが実現されたすなわち、反応性スパッタリングを行
う場合、例えばアルゴン中に窒素、酸素を混合したガス
中で直流マグネトロンスパッタリングを行う場合、その
電流値により膜中の窒素／酸素濃度比が変化する。これ
は放電色の変化にも現われるので、プラズマの発光をス
ペクトル分析してモニターすることによって制御が可能
になる。
ーゲットの多分割化により一つ一つのターゲットの放電
電流を制御できるようにした。かくすることにより次の
ことが実現されたすなわち、反応性スパッタリングを行
う場合、例えばアルゴン中に窒素、酸素を混合したガス
中で直流マグネトロンスパッタリングを行う場合、その
電流値により膜中の窒素／酸素濃度比が変化する。これ
は放電色の変化にも現われるので、プラズマの発光をス
ペクトル分析してモニターすることによって制御が可能
になる。
例えば、一定のガス組成の場合、電流値を上昇させると
、クロムの場合青色になる。小さな電流値ではピンク色
になる。その中間は連続的に変化するが、中心は白色に
なる。青色の場合、膜中の窒素濃度が多くなり、酸素は
著しく低下する。ピンクの場合、殆ど酸素になり、窒素
は僅かしか膜中に入らない。白色ではその中間である。
、クロムの場合青色になる。小さな電流値ではピンク色
になる。その中間は連続的に変化するが、中心は白色に
なる。青色の場合、膜中の窒素濃度が多くなり、酸素は
著しく低下する。ピンクの場合、殆ど酸素になり、窒素
は僅かしか膜中に入らない。白色ではその中間である。
本発明の層構成は該方法を用いて実現したものである。
第２図において、ｌのターゲットから６に向かって電流
を小さくしていった。通常のスパッタリング法との差異
は該点と、しかも−回通すことによりブランクができ、
生産性が向上する具体的には、１のターゲットに１．５
Ａ、 ２にＩＡ、３に０．９Ａ、４に０．８Ａ、５に０
．７Ａ、［ｉに０ 、ｌ１ｉＡの電流を流して放電させ
た。放電色はターゲラ） １．２が青色、３．４が白色
、５．６がピンクであった。
を小さくしていった。通常のスパッタリング法との差異
は該点と、しかも−回通すことによりブランクができ、
生産性が向上する具体的には、１のターゲットに１．５
Ａ、 ２にＩＡ、３に０．９Ａ、４に０．８Ａ、５に０
．７Ａ、［ｉに０ 、ｌ１ｉＡの電流を流して放電させ
た。放電色はターゲラ） １．２が青色、３．４が白色
、５．６がピンクであった。
それらの色は、青からピンクに連続的に変化していた。
基板をのせたトレーの走行速度は１５０ｍｍ／分であっ
た。
た。
成膜された膜の膜厚は１１００人であり、元素分布は、
オージェ電子分光分析によれば第３図のようであった。
オージェ電子分光分析によれば第３図のようであった。
また、本実施例により得られたブランクの積層膜中の元
素濃度の分布と屈折率との関係は第４図のようであった
。窒素と酸素濃度の連続的低減により、表面屈折率が１
．０に近く、下方に向かってクロムの屈折率に収斂して
いくことが分かる。
素濃度の分布と屈折率との関係は第４図のようであった
。窒素と酸素濃度の連続的低減により、表面屈折率が１
．０に近く、下方に向かってクロムの屈折率に収斂して
いくことが分かる。
さらに、本実施例により得られたブランクはエツチング
断面が垂直で、しかも表面反射率は４３ｆｉｎｍにおい
て５％程度のものが得られた。
断面が垂直で、しかも表面反射率は４３ｆｉｎｍにおい
て５％程度のものが得られた。
［発明の効果］
本発明により、広い波長範囲に亙って従来よりも低い表
面反射率を仔し、かつエツチング断面が垂直な改良フォ
トマスクブランクおよび改良フォトマスクが提供される
。
面反射率を仔し、かつエツチング断面が垂直な改良フォ
トマスクブランクおよび改良フォトマスクが提供される
。
第１図は通常の直流マグネトロンスパッタリング法の装
置の配置を示す説明図、第２図は本発明の実施例におい
て使用した直流マグネトロンスパッタリング法の装置の
配置を示す説明図、第３図は本発明の実施例において得
られたブランクの膜中の元素分布を示す説明図、第４図
は、本発明の実施例により得られたフォトマスクブラン
クおよびフォトマスクを構成する金属積層膜中の元素分
布と屈折率分布との関係を示す説明図である。 特許出願人 凸版印刷株式会社 第４図 屈折率 １．０に近い □ 電気化学的ポテンシャル 貴 □ Ｃｒに近い 卑
置の配置を示す説明図、第２図は本発明の実施例におい
て使用した直流マグネトロンスパッタリング法の装置の
配置を示す説明図、第３図は本発明の実施例において得
られたブランクの膜中の元素分布を示す説明図、第４図
は、本発明の実施例により得られたフォトマスクブラン
クおよびフォトマスクを構成する金属積層膜中の元素分
布と屈折率分布との関係を示す説明図である。 特許出願人 凸版印刷株式会社 第４図 屈折率 １．０に近い □ 電気化学的ポテンシャル 貴 □ Ｃｒに近い 卑
Claims (2)
- （１）クロム金属自体、または炭素、酸素、フッ素およ
び窒素から成る群から選択された少なくとも一つの元素
を含むクロム金属から成るしゃ光膜と反射防止膜とが順
次透明基板上に形成されて成るフォトマスクブランクに
おいて、炭素、酸素、フッ素および窒素のうち少なくと
も一つの元素の濃度を膜表面から下地に向けて連続的に
低下させて成るフォトマスクブランク。 - （２）クロム金属自体、または炭素、酸素、フッ素およ
び窒素から成る群から選択された少なくとも一つの元素
を含むクロム金属から成るしや光膜と反射防止膜とが順
次透明基板上にパターン形成されて成るフォトマスクに
おいて、炭素、酸素、フッ素および窒素のうち少なくと
も一つの元素の濃度を膜表面から下地に向けて連続的に
低下させて成るフォトマスク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1062789A JP2765016B2 (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | フオトマスクブランクおよびフオトマスク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1062789A JP2765016B2 (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | フオトマスクブランクおよびフオトマスク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02242252A true JPH02242252A (ja) | 1990-09-26 |
| JP2765016B2 JP2765016B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=13210466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1062789A Expired - Lifetime JP2765016B2 (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | フオトマスクブランクおよびフオトマスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2765016B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994011786A1 (en) * | 1992-11-16 | 1994-05-26 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Photomask blanks |
| US5415953A (en) * | 1994-02-14 | 1995-05-16 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Photomask blanks comprising transmissive embedded phase shifter |
| EP0643331A3 (en) * | 1993-08-17 | 1996-09-18 | Mitsubishi Electric Corp | Halftone phase shift photomask, blank halftone phase shift mask, and method of making the blank mask. |
| GB2306699A (en) * | 1995-10-25 | 1997-05-07 | Hyundai Electronics Ind | Phase shifting mask |
| WO2000007072A1 (en) * | 1998-07-31 | 2000-02-10 | Hoya Corporation | Photomask blank, photomask, methods of manufacturing the same, and method of forming micropattern |
| JP2005292164A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Toppan Printing Co Ltd | ハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク、ハーフトーン型位相シフトマスク及びパターン転写方法 |
| US7556892B2 (en) | 2004-03-31 | 2009-07-07 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Halftone phase shift mask blank, halftone phase shift mask, and pattern transfer method |
-
1989
- 1989-03-15 JP JP1062789A patent/JP2765016B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994011786A1 (en) * | 1992-11-16 | 1994-05-26 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Photomask blanks |
| US5459002A (en) * | 1992-11-16 | 1995-10-17 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Photomask blanks |
| KR100305450B1 (ko) * | 1992-11-16 | 2001-11-22 | 존 엠.린 | 포토마스크블랭크 |
| EP0643331A3 (en) * | 1993-08-17 | 1996-09-18 | Mitsubishi Electric Corp | Halftone phase shift photomask, blank halftone phase shift mask, and method of making the blank mask. |
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| WO2000007072A1 (en) * | 1998-07-31 | 2000-02-10 | Hoya Corporation | Photomask blank, photomask, methods of manufacturing the same, and method of forming micropattern |
| JP3276954B2 (ja) * | 1998-07-31 | 2002-04-22 | ホーヤ株式会社 | フォトマスクブランク、フォトマスク、及びそれらの製造方法並びに微細パターン形成方法 |
| US6899979B1 (en) | 1998-07-31 | 2005-05-31 | Hoyo Corporation | Photomask blank, photomask, methods of manufacturing the same, and method of forming micropattern |
| US7217481B2 (en) | 1998-07-31 | 2007-05-15 | Hoya Corporation | Photomask blank, photomask, methods of manufacturing the same and methods of forming micropattern |
| JP2005292164A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Toppan Printing Co Ltd | ハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク、ハーフトーン型位相シフトマスク及びパターン転写方法 |
| US7556892B2 (en) | 2004-03-31 | 2009-07-07 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Halftone phase shift mask blank, halftone phase shift mask, and pattern transfer method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2765016B2 (ja) | 1998-06-11 |
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