JPH0414339B2 - - Google Patents

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JPH0414339B2
JPH0414339B2 JP60221225A JP22122585A JPH0414339B2 JP H0414339 B2 JPH0414339 B2 JP H0414339B2 JP 60221225 A JP60221225 A JP 60221225A JP 22122585 A JP22122585 A JP 22122585A JP H0414339 B2 JPH0414339 B2 JP H0414339B2
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JP
Japan
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light
thin film
film
photomask
taox
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JP60221225A
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Takehiro Taihichi
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Toppan Inc
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Toppan Printing Co Ltd
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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
    • G03F1/50Mask blanks not covered by G03F1/20 - G03F1/34; Preparation thereof
    • 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
    • G03F1/38Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • G03F1/40Electrostatic discharge [ESD] related features, e.g. antistatic coatings or a conductive metal layer around the periphery of the mask substrate

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

Description

【発明の詳細な説明】 (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
れるフオトマスクブランクおよびフオトマスクに
関する。さらに詳しくは、本発明は、フオトマス
ク、とくにハードマスクと一般に呼ばれる、透明
基板表面に金属またはそれに代わる遮光性物質の
薄膜を蒸着またはスパツタによつて形成し、フオ
トリングラフイ、エツチング技術を経て、前記薄
膜からなるIC,LSI用パターンを形成されるフオ
トマスクブランクおよびフオトマスクに関するも
のである。
(従来の技術) 従来この種のフオトマスクは、半導体基板上に
重ねられて転写露光用に用いられるが、フオトマ
スクの遮光パターンはガラス基板上に点在する金
属クロムまたは酸化クロムなどの被膜から構成さ
れている。しかし、その被膜はすべてが連続して
いるとは限らず、ガラス基板上に島状に孤立して
存在している部分もある。しかるにこのハードマ
スクの遮光パターンを他に転写しようとして、銀
乳剤被膜を有する基板やレジストコートされた半
導体基板上に接触させた場合、密着、剥離によつ
て静電気が発生し、ハードマスクのパターン間あ
るいは他の部品と放電現象が起こり、とくに上記
したパターンの島状部分の金属クロムまたは酸化
クロムなどからなる被膜の周辺部に欠落が生じる
という現象がみられる。この現象は、フオトマス
クが大形サイズになればなるほど顕著であり、最
近の半導体技術のパターン微細化からすると、こ
のような部分のわずかな欠落はフオトマスクとし
ての機能を全く失なわせるものであり致命的な欠
陥となる。
また、静電気を帯びることは、ゴミを吸着しや
すく、ゴミによる不良パターンの発生等の原因に
もなる。
さらに近年、半導体素子の微細化、高密度化に
伴い、フオトリングラフイにかわり電子線露光法
が使用されるに至つているが、上述したマスク
は、ガラス基板が絶縁性のため、電子線露光に際
して照射部が帯電し画像の歪み、位置ずれ等を生
ずる欠点がある。
このような欠点を解決する手段として、フオト
マスクに透明な導電膜を設け、フオトマスクの帯
電現象を解消することが提案されている。しか
し、問題は、透明な導電膜に用いる材料にあるの
であつて、例えば、酸化インジウムや酸化スズ
は、透明性に優れるが、所望の導電度を得るには
相当な厚さの膜が必要であり、その上に遮光膜と
してミクロンオーダーの微細パターンを形成する
ことは、パターンとしての荒れの問題が生じる惧
れがある。それに前者酸化インジウムは、化学的
耐久性に劣り遮光用薄膜の金属クロムや酸化クロ
ムをパターン化する際のエツチング剤に侵されて
しまうということがある。、このほか透明な導電
膜の材料として、モリブデン(Mo)、タングス
テン(W)、タンタル(Ta)等の比較的侵されに
くい金属を薄く蒸着して透明導電膜とすることも
提案されているが、これらの材料は、本質的に金
属であるから、透明性に劣り、またエツチング剤
に侵されやすく、さらに言えば、ガラス基板との
接着性および遮光薄膜である金属クロムや酸化ク
ロムとの接着性にも問題が無いとは言えない。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、大形サイズのフオトマスクに特に起
こりがちな静電気の放電現象の発生を防止し、透
明性および隣接する層との接着性を向上させるこ
と、成膜が容易でかつ耐薬品性等の化学的耐久性
が高いこと、等を実現するフオトマスクブランク
およびフオトマスクを提供するものである。
(発明の構成) すなわち、本発明は透明基板上に感光性樹脂の
感光領域の光に対して75%以上の透過率を有し膜
厚30〜80Åの酸化タンタル(TaOx:X≦2)の
導電性薄膜を設け、さらに感光性樹脂の感光領域
の光に対して遮光性の薄膜を設けたことを特徴と
するフオトマスクブランクであり、かつ透明基板
上に感光性樹脂の感光領域の光に対して75%以上
の透過率を有し膜厚30〜80Åの酸化タンタル
(TaOx:X≦2)からなる導電性薄膜を設け、
さらに感光性樹脂の感光領域の光に対して遮光性
のパターン化された薄膜を設けたことを特徴とす
るフオトマスクである。
(発明の詳述) 以下さらに、本発明を詳細に説明すれば、第1
図から第3図は、本発明のフオトマスクブランク
の種々の形状を示すものであるが、透明基板1
は、たとえば、ソーダライムガラス、硼硅酸ガラ
ス、石英ガラス、水晶、サフアイヤ等、光学的に
透明な任意材料からなり、その厚みには本質的な
制約はないが、通常0.2〜6mmのものが用いられ
る。
第1図のものは、酸化タンタル(TaOx:X≦
2)の透明導電膜2を透明基板1の表面に積層
し、その上に遮光性薄膜3としての金属クロムが
設けられている。ここで、透明導電膜2は、他の
実施例でも共通であるので説明すると、酸化数X
は2以下とする。もしもこの値が2.5となると、
それは、五酸化タンタル(Ta2O5)を意味し、全
くの絶縁物となり、導電性を示さない。膜厚は30
〜80Å(オングストローム)とする。30Åより薄
い膜では、導電性が不足気味であり、80Åより厚
い膜では感光性樹脂の感光領域の光に対して75%
以上の光透過率を示さないからまずい。膜厚の最
適値は、、40〜60Åであり、この時の面抵抗値は
10〜20KΩ/cm2を示し良好である。(但し、透明
導電膜2を成膜した直後の値である。) 第2図は、酸化タンタル(TaOx:X≦2)の
透明導電膜2の上に遮光性薄膜3として金属クロ
ム膜3aと酸化クロム膜3bとからなる二層構成
を採用している。上層の酸化クロム膜3bは、表
面の光反射を防止する役目を荷つている。
第3図は、遮光性薄膜3として、下側にも酸化
クロムの薄膜3cを設けたものである。薄膜3c
は、裏面の光反射を防止することと、隣接する上
下の層の接着性を補強させる役目も荷つている。
遮光性薄膜3としては、上記のほか酸化クロム
の単層膜もありうる。
これらの膜は、公知のエツチング液例えば硝酸
セリウムと過酸化水素の混合液やドライエツチン
グ法でパターン化が可能であり、しかも下層の
TaOxの導電性薄膜が耐薬品性に富むので、エツ
チングされない。
導電性薄膜(TaOx)の成膜方法としては、反
応性のスパツタ蒸着法が良く、例えば、モル比で
アルゴンガス(Ar)10に対して炭酸ガスを0.5〜
2の割合でスパツター室へ導入し、スパツター室
の圧力を10-4〜10-3Torr程度に設定したDCマグ
ネトロン方式でターゲツトを金属タンタルとした
スパツター蒸着法があげられる。
酸素源として炭酸ガスを用いず酸素ガスを用い
ても良い。その際はアルゴンガスに対してモル比
で0.3〜1.0程度の酸素ガスを用いる。。しかし、
酸素ガスは酸化力が強すぎる傾向があり、酸素ガ
スよりも炭酸ガスを用いたほうが、金属タンタル
の酸化度(TaOxのXの値)の制御がやりやすい
ので奨められる。酸化が進みすぎてTa2O5になる
と、全くの絶縁膜となつてしまい、本発明の目的
に反するから注意を要する。
以下に本発明の酸化タンタル導電膜つきのフオ
トマスクの製造方法の一例を、図面の第4図a〜
dに基いて述べる。
(実施例) 石英ガラス、硼ケイ酸系ガラス、ソーダライム
ガラス等の透明基板1に対して、直流マグネトロ
ンスパツタ装置を用いて、ターゲツトとして金属
タンタルを用い、アルゴンガス流量30SCCM、炭
酸ガス(CO2)流量3SCCMに設定し、ターゲツ
ト電流0.5A,ターゲツト電圧400〜450V、スパツ
タ放電時の圧力が5.8〜6.2×10-4Torrの条件で、
透明基板1の上に透明導電膜2のTaOx(X≦2)
を50〜60Å厚に成膜した。得られた透明導電膜2
の感光性樹脂の感光領域(300〜500nm)の光透
過率は80〜90%で、表面電気抵抗値は、10〜
20KΩ/cm2であつた。この上に、遮光性薄膜3と
して金属クロム800Åおよび酸化クロム200Åの二
層構成の膜を成膜して、表面の光反射率を低減し
たフオトマスクブランクを得た。
これにAZ−1350(米国シツプレー社製ポジ型感
光性樹脂)を1.2μ厚にスピンナー塗布してフオト
レジスト層4とし、所望のパターンを部分露光し
た(第4図a参照)。しかる後、AZ−1350の指定
現像液を用いて露光部のフオトレジスト層4を除
去し(第4図b参照)、続いて硝酸セリウムアン
モンと過酸化水素からなる酸化クロム〜金属クロ
ム用腐食液を用いて露出した遮光性薄膜3を選択
的に腐食除去し(第4図c参照)、しかる後、残
存していたフオトレジスト層4′を剥離液にて除
去し、フオトマスクとした(第4図d参照)。得
られたマスクの接着性をテストするため、鉄筆や
カミソリ刃による摩擦試験を行なつたが、膜の剥
がれ等の欠陥は生じなかつた。
(発明の効果) 本発明のフオトマスクブランクおよびフオトマ
スクは以上のようなものであり、本発明によれ
ば、フオトマスクに導電膜を付したので、静電気
が帯電せず、放電現象による遮光パターンの欠落
あるいは静電気によるゴミ吸着などを防止でき
る。本発明による透明導電膜の材料は酸化物であ
り、金属のように遮光性に富むものではないか
ら、感光性樹脂の感光領域での光透過率も75%以
上(実際には80〜90%にもなる)とすることが容
易で、しかも酸化タンタルとして低酸化度のもの
を用いるから、導電率も所期の高い値が得られ
る。そのほか、金属と異なり、耐薬品性が高く、
遮光性薄膜をエツチングする際にも下層の透明導
電膜は侵されにくく、エツチング剤の選定幅も広
くなる。そのほか、酸化タンタルの透明導電膜
は、金属タンタル等の金属の透明導電膜に比べ
て、隣接する上下の層との接着性が強固であり、
実施例に述べたように、遮光性薄膜を鉄筆やカミ
ソリ刃で摩擦する試験でも剥離が起こらず、良好
であつた。
【図面の簡単な説明】
第1図から第3図までは、本発明のフオトマス
クブランクの種々の実施例を示す断面図であり、
第4図a〜dは、本発明のフオトマスクの製造プ
ロセスの一例を工程順に示す説明図である。 1……透明基板、2……透明導電膜、3……遮
光性薄膜、4……フオトレジスト層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 透明基板上に、感光性樹脂の感光領域の光に
    対して75%以上の透過率を有し膜厚30〜80Åの酸
    化タンタル(TaOx:X≦2)からなり反応性の
    スパツタ蒸着法により成膜した導電性薄膜を設
    け、さらにこの上より感光性樹脂の感光領域の光
    に対して遮光性の薄膜を設けたことを特徴とする
    フオトマスクブランク。 2 透明基板上に、感光性樹脂の感光領域の光に
    対して75%以上の透過率を有し膜厚30〜80Åの酸
    化タンタル(TaOx:X≦2)からなり反応性の
    スパツタ蒸着法により成膜した導電性薄膜を設
    け、さらにこの上より感光性樹脂の感光領域の光
    に対して遮光性の薄膜を設けたフオトマスクブラ
    ンクの前記遮光性の薄膜がパターン化されたこと
    を特徴とするフオトマスク。
JP60221225A 1985-10-04 1985-10-04 フオトマスクブランクおよびフオトマスク Granted JPS6280655A (ja)

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