JPH042940B2 - - Google Patents
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ICやLSI等の半導体素子製造工程等
で用いられるフオトマスクブランク及びフオトマ
スクに関する。
〔従来の技術〕
半導体素子製造の工程においては、フオトレジ
ストを塗布したシリコンウエハ等の半導体基板に
所定のパターンを形成する為、所定パターンを有
するフオトマスクが用いられている。
また、このフオトマスクを製造する為に、フオ
トマスクブランク（以下、単にブランクという。）
あるいは低反射フオトマスクブランク（以下、単
に低反射ブランクという。）が用いられている。
ブランクは、例えば、石英ガラス等の透光性基板
の一主表面上に、スパツタリング法等の成膜方法
によつて、遮光性膜としてのクロム膜を被着して
なる。一方、低反射ブランクは、例えば、透光性
基板の一主表面上に、スパツタリング法等の成膜
方法によつて、遮光性膜としてのクロム膜を被着
し、更にそのクロム膜上にクロム酸化物を含有す
るクロムからなる反射防止膜を被着してなり、そ
の反射防止膜によつて、ブランクの表面反射率を
低下させている。
次に、上記したブランク及び低反射ブランクか
らフオトマスクを製作する方法について、以下に
それぞれ記す。
ブランクからフオトマスクを製作する場合に
は、先ず、ブランクのクロム膜上にフオトレジス
トを塗布し、転写すべきパターンを有する露光マ
スクを通してフオトレジストを露光し、現像し、
次にエツチング液等を用いてクロム膜をエツチン
グし、次にフオトレジストを剥離して、露光マス
クのパターンを転写したフオトマスクを製作して
いる。
一方、低反射ブランクからフオトマスクを製作
する場合には、低反射ブランクの反射防止膜上に
フオトレジストを塗布し、前記したと同様な露光
マスクを通してフオトレジストを露光し、現像
し、次にエツチング液等を用いて、反射防止膜及
びクロム膜をエツチングし、次にフオトレジスト
を剥離して、露光マスクのパターンを転写したフ
オトマスクを製作している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、透光性記板の一主表面上にクロ
ム膜を被着してなるブランクを用いてフオトマス
クを製作する場合において、特に、エツチング液
を用いてクロム膜をエチツングする時、クロム膜
のエツチング速度（溶解速度）が非常に速い為、
転写して形成されるパターンの線幅のコントロー
ルが困難であるという問題点がある。
すなわち、例えば、硝酸第２セリウムアンモニ
ウム165ｇと過塩素酸（70％）42mlに純水を加え
て1000mlにしたエツチング液（液温：20℃）で、
膜厚550Åのクロム膜をエツチングした場合、20
秒間でエツチングが終了（いわゆるジヤストエツ
チング）してしまい、このときのクロム膜のエツ
チング速度は27.5Å／secである。このように、
エツチング速度が速いとエツチング終了までの時
間（いわゆるジヤストエツチング時間）も短い
為、エツチング液の温度・濃度・液量等のエツチ
ング条件、及びエツチング処理作業時にエツチン
グを終了すべき時間以上に誤つてエツチングして
しまうこと等に起因して、転写して形成されるパ
ターンにおいて所望線幅のパターンを得ることが
難しかつた。
一方、透光性基板の一主表面上にクロム膜、ク
ロム酸化物を含有するクロムからなる反射防止膜
を順次積層してなる低反射ブランクを用いてフオ
トマスクを製作する場合においても、以下に記す
問題点がある。
エツチング処理時においては、被着されたクロ
ム膜の一部が透光性基板の一主表面上から完全に
除去されずに点状に残存すること（いわゆる、ク
ロム残りの発生）を防止する等の理由からジヤス
トエツチング時間エツチングした後に、更にその
ジヤストエツチング時間の30〜50％増の時間、エ
ツチングを継続すること（いわゆる、オーバーエ
ツチング）も行われる。しかし、前記した低反射
ブランクを用いてフオトマスクを製作する場合に
オーバーエツチングすると、第５図に示すよう
に、透光性基板１の一主表面上に被着されたクロ
ム膜２のエツチング速度が、反射防止膜３のエツ
チング速度に比べて速い為、クロム膜２のエツチ
ングがその膜面方向に過剰に進行して、いわゆる
オーバーハングの状態が生じる。なお、第５図中
に図示した４は現像処理後に形成されたレジスト
パターンである。このオーバーハングの状態が生
じると、微細なパターンの線幅のコントロールが
非常に困難であり、さらに、レジストパターン４
を剥離してフオトマスクを製作したときに、横方
向に突出した反射防止膜３の部分とクロム膜２の
上層部分とからなるオーバーハング部５が欠けて
しまい、所定パターンを転写する為のフオトマス
クとしては使用できなくなつてしまう。
本発明は、以上のような事情を鑑みてなされた
ものであり、第１の目的は、遮光性膜のエツチン
グ時におけるエツチング速度を遅くし、ジヤスト
エツチング時間を長くすることによつて、所望線
幅のパターンを確実に形成してフオトマスクを製
作することのできるブランク、及びこのブランク
を用いて製作されるフオトマスクを提供するこ
と、さらに、第２の目的は、所望線幅のパターン
を確実に形成でき、かつオーバーハングの状態が
生じることを防止してフオトマスクを製作するこ
とのできる低反射ブランク、及びこの低反射ブラ
ンクを用いて製作されるフオトマスクを提供する
ことである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、上記した目的を達成する為になされ
たものであり、第１発明は、透光性基板の一主表
面上に、クロム弗化物を含有するクロムからなる
遮光性膜を被着してなるフオトマスクブランクで
ある。また、第２発明は、透光性基板の一主表面
上に、クロム弗化物を含有するクロムからなる遮
光性膜と、反射防止膜とを順次積層してなるフオ
トマスクブランクである。また、第３発明は、透
光性基板の一主表面上に、クロム弗化物を含有す
るクロムからなる遮光性膜を被着してなるフオト
マスクブランクの前記遮光性膜を選択的にパター
ン化してなるフオトマスクである。また、第４発
明は、透光性基板の一主表面上に、クロム弗化物
を含有するクロムからなる遮光性膜と、反射防止
膜とを順次積層してなるフオトマスクブランクの
前記遮光性膜及び前記反射防止膜を選択的にパタ
ーン化してなるフオトマスクである。
〔作用〕
クロム弗化物を含有するクロムからなる遮光性
膜のエツチング速度は、クロムのみからなる遮光
性膜のエツチング速度と比べて遅い。
実施例 １
以下、第１発明の実施例１によるブランク、及
びそのブランクを用いて製作される、第３発明の
実施例１によるフオトマスクについて詳細に説明
する。
第１図に示すように、本実施例によるブランク
６は、石英ガラスからなる透光性基板７と、この
透光性基板７の一主表面上に被着された遮光性膜
８とからなる。なお、遮光性膜８はクロム弗化物
を含有するクロムからなる。
次に、ブランク６を製作する方法について説明
する。
先ず、石英ガラスの両主表面を精密研磨し透光
性基板７（寸法：５×５×0.09インチ）を得る。
次に、圧力２×10-3Torrアルゴン（Ar）と三弗
化窒素（NF3）との混合ガス雰囲気中で、スパツ
タリング法により、クロム弗化物を含有するクロ
ムからなる遮光性膜８（光学濃度：3.0）を、透
光性基板７の一主表面上に被着して、ブランク６
を製作した。ここで、下記の表１において、前記
したと同一の圧力下でArガスとNF3ガスとの混
合比（体積比）を変化させた場合において、光学
濃度が3.0になる遮光性膜８の膜厚、その膜圧に
対してのジヤストエツチング時間、及びエツチン
グ速度を示す。なお、表１中に比較例として、前
記同一圧力下でNF3を混合させずArのみのガス
雰囲気中で、クロムからなる遮光性膜（光学濃
度：3.0）を成膜したときの膜厚等も示す。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a photomask blank and a photomask used in the manufacturing process of semiconductor devices such as ICs and LSIs. [Prior Art] In the process of manufacturing semiconductor devices, a photomask having a predetermined pattern is used to form a predetermined pattern on a semiconductor substrate such as a silicon wafer coated with a photoresist. In order to manufacture this photomask, a photomask blank (hereinafter simply referred to as a blank) is also used.
Alternatively, a low reflection photomask blank (hereinafter simply referred to as a low reflection blank) is used.
The blank is formed by, for example, depositing a chromium film as a light-shielding film on one main surface of a light-transmitting substrate such as quartz glass by a film-forming method such as sputtering. On the other hand, a low reflection blank is produced by, for example, depositing a chromium film as a light-shielding film on one main surface of a light-transmitting substrate by a film forming method such as sputtering, and then depositing a chromium film on the chromium film. An antireflection film made of chromium containing an oxide is coated, and the antireflection film reduces the surface reflectance of the blank. Next, methods for manufacturing photomasks from the blanks and low-reflection blanks described above will be described below. When manufacturing a photomask from a blank, first, a photoresist is applied onto a blank chrome film, the photoresist is exposed through an exposure mask having a pattern to be transferred, and developed.
Next, the chromium film is etched using an etching solution or the like, and then the photoresist is peeled off to produce a photomask in which the pattern of the exposure mask is transferred. On the other hand, when manufacturing a photomask from a low-reflection blank, a photoresist is coated on the anti-reflection coating of the low-reflection blank, the photoresist is exposed through the same exposure mask as described above, developed, and then etched with an etching solution. The antireflection film and the chromium film are etched using a photoresist, etc., and then the photoresist is peeled off to produce a photomask on which the pattern of the exposure mask is transferred. [Problems to be Solved by the Invention] However, when producing a photomask using a blank formed by coating a chromium film on one main surface of a translucent recording plate, it is particularly difficult to remove the chrome using an etching solution. When etching the film, the etching rate (dissolution rate) of the chromium film is very fast.
There is a problem in that it is difficult to control the line width of the pattern formed by transfer. That is, for example, with an etching solution (liquid temperature: 20°C) made by adding pure water to 165 g of ceric ammonium nitrate and 42 ml of perchloric acid (70%) to make 1000 ml,
When etching a chromium film with a thickness of 550 Å, 20
Etching is completed in seconds (so-called just etching), and the etching rate of the chromium film at this time is 27.5 Å/sec. in this way,
If the etching speed is high, the time required to complete etching (so-called just etching time) is short, so etching conditions such as the temperature, concentration, and volume of the etching solution, and the etching process may be incorrectly adjusted to a time longer than the required time to complete etching. Due to etching, etc., it has been difficult to obtain a pattern with a desired line width in a pattern formed by transfer. On the other hand, even when manufacturing a photomask using a low-reflection blank made by sequentially laminating a chromium film and an anti-reflection film made of chromium containing chromium oxide on one main surface of a transparent substrate, the following There is a problem. During the etching process, a portion of the deposited chromium film is not completely removed from one main surface of the transparent substrate and remains in dots (so-called chromium residue generation). For this reason, after etching for just etching time, etching is continued for a time 30 to 50% longer than the just etching time (so-called overetching). However, if over-etching is performed when manufacturing a photomask using the above-mentioned low-reflection blank, the etching rate of the chromium film 2 deposited on one main surface of the light-transmitting substrate 1 will decrease, as shown in FIG. Since the etching speed is faster than that of the antireflection film 3, the etching of the chromium film 2 proceeds excessively in the direction of the film surface, resulting in a so-called overhang state. Note that 4 shown in FIG. 5 is a resist pattern formed after the development process. When this overhang condition occurs, it is very difficult to control the line width of a fine pattern, and furthermore, the resist pattern 4
When a photomask was manufactured by peeling off the chromium film, the overhang part 5 consisting of the laterally protruding part of the anti-reflection film 3 and the upper part of the chrome film 2 was chipped, making it difficult to use as a photomask for transferring a predetermined pattern. becomes unusable. The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and the first object is to slow down the etching speed when etching a light-shielding film and to lengthen the direct etching time. A second object of the present invention is to provide a blank that can reliably form a pattern with a line width to manufacture a photomask, and a photomask manufactured using this blank. It is an object of the present invention to provide a low-reflection blank that can be formed and manufactured into a photomask while preventing an overhang from occurring, and a photomask manufactured using this low-reflection blank. [Means for Solving the Problems] The present invention has been made to achieve the above-mentioned objects, and the first invention is directed to a light-transmitting substrate containing chromium fluoride on one main surface thereof. This is a photomask blank coated with a light-shielding film made of chromium. A second invention is a photomask blank in which a light-shielding film made of chromium containing chromium fluoride and an antireflection film are sequentially laminated on one main surface of a light-transmitting substrate. Further, a third invention provides a photomask blank in which a light-shielding film made of chromium containing chromium fluoride is deposited on one main surface of a light-transmitting substrate, and the light-shielding film is selectively patterned. It is a photo mask. A fourth aspect of the present invention provides a photomask blank in which a light-shielding film made of chromium containing chromium fluoride and an anti-reflection film are sequentially laminated on one main surface of a light-transmitting substrate. and a photomask formed by selectively patterning the antireflection film. [Operation] The etching rate of a light-shielding film made of chromium containing chromium fluoride is slower than that of a light-shielding film made only of chromium. Example 1 Hereinafter, a blank according to Example 1 of the first invention and a photomask according to Example 1 of the third invention manufactured using the blank will be described in detail. As shown in FIG. 1, the blank 6 according to the present example consists of a transparent substrate 7 made of quartz glass and a light-shielding film 8 deposited on one main surface of the transparent substrate 7. . Note that the light-shielding film 8 is made of chromium containing chromium fluoride. Next, a method for manufacturing the blank 6 will be explained. First, both main surfaces of quartz glass are precisely polished to obtain a translucent substrate 7 (dimensions: 5 x 5 x 0.09 inches).
Next, in a mixed gas atmosphere of argon (Ar) and nitrogen trifluoride (NF 3 ) at a pressure of 2×10 -3 Torr, a light-shielding film 8 (optically (concentration: 3.0) on one main surface of the transparent substrate 7 to form a blank 6.
was produced. Here, in Table 1 below, when the mixing ratio (volume ratio) of Ar gas and NF 3 gas is changed under the same pressure as described above, the optical density of the light-shielding film 8 becomes 3.0. The thickness, the just etching time for the film thickness, and the etching rate are shown. As a comparative example, Table 1 shows the film thickness, etc. when a light-shielding film made of chromium (optical density: 3.0) was formed under the same pressure as described above in a gas atmosphere containing only Ar without mixing NF 3 . Also shown.
第１発明のブランクによれば、遮光性膜のエツ
チング時におけるエツチング速度を遅くし、ジヤ
ストエツチング時間を長くすることによつて所望
線幅のパターンを確実に形成してフオトマスクを
製作することができる。また、第３発明のフオト
マスクにおいては、充分な寸法精度を保つて所望
線幅のパターンが確実に形成される。また、第２
発明の低反射ブランクによれば、所望線幅のパタ
ーンを確実に形成でき、かつオーバーハングの状
態が生じることを防止してフオトマスクを製作す
ることができる。また、第４発明のフオトマスク
においては、充分な寸法精度を保つて所望線幅の
パターンが確実に形成され、さらにオーバーハン
グの状態が生じることがないので、オーバーハン
グ部が欠けることもない。
According to the blank of the first invention, by slowing down the etching speed when etching the light shielding film and lengthening the direct etching time, it is possible to reliably form a pattern with a desired line width and produce a photomask. can. Furthermore, in the photomask of the third aspect of the invention, a pattern with a desired line width can be reliably formed while maintaining sufficient dimensional accuracy. Also, the second
According to the low-reflection blank of the invention, a photomask can be manufactured by reliably forming a pattern with a desired line width and preventing an overhang from occurring. Furthermore, in the photomask of the fourth aspect of the invention, a pattern with a desired line width is reliably formed while maintaining sufficient dimensional accuracy, and since overhangs do not occur, no overhang portions are chipped.
第１図は第１発明の実施例１によるフオトマス
クブランクを示す断面図、第２図は第３発明の実
施例１によるフオトマスクを示す断面図、第３図
は第２発明の実施例２による低反射フオトマスク
ブランクを示す断面図、第４図は第４発明の実施
例２によるフオトマスクを示す断面図、及び第５
図は従来の低反射フオトマスクブランクを用い
て、フオトマスクを製作する過程で発生したオー
バーハングの状態を示す断面図である。
６……フオトマスクブランク、７……透光性基
板、８，１１……遮光性膜、９，１３……パター
ン、１０……低反射フオトマスクブランク、１１
ａ……エツチング後に形成された遮光性膜の部
分、１２……反射防止膜、１２ａ……エツチング
後に形成された反射防止膜の部分。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a photomask blank according to Example 1 of the first invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a photomask according to Example 1 of the third invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing a photomask blank according to Example 1 of the second invention. FIG. 4 is a sectional view showing a low reflection photomask blank, FIG. 4 is a sectional view showing a photomask according to Example 2 of the fourth invention, and FIG.
The figure is a cross-sectional view showing an overhang that occurs during the process of manufacturing a photomask using a conventional low-reflection photomask blank. 6... Photomask blank, 7... Transparent substrate, 8, 11... Light shielding film, 9, 13... Pattern, 10... Low reflection photomask blank, 11
a... Part of the light shielding film formed after etching, 12... Antireflection film, 12a... Part of the antireflection film formed after etching.
Claims (1)
含有するクロムからなる遮光性膜を被着してなる
ことを特徴とするフオトマスクブランク。 ２ 透光性基板の一主表面上に、クロム弗化物を
含有するクロムからなる遮光性膜と、反射防止膜
とを順次積層してなることを特徴とするフオトマ
スクブランク。 ３ 透光性基板の一主表面上に、クロム弗化物を
含有するクロムからなる遮光性膜を被着してなる
フオトマスクブランクの前記遮光性膜を選択的に
パターン化してなることを特徴とするフオトマス
ク。 ４ 透光性基板の一主表面上に、クロム弗化物を
含有するクロムからなる遮光性膜と、反射防止膜
とを順次積層してなるフオトマスクブランクの前
記遮光性膜及び前記反射防止膜を選択的にパター
ン化してなることを特徴とするフオトマスク。[Scope of Claims] 1. A photomask blank characterized in that a light-shielding film made of chromium containing chromium fluoride is coated on one main surface of a light-transmitting substrate. 2. A photomask blank characterized in that a light-shielding film made of chromium containing chromium fluoride and an antireflection film are sequentially laminated on one main surface of a light-transmitting substrate. 3. A photomask blank comprising a light-shielding film made of chromium containing chromium fluoride deposited on one main surface of a light-transmitting substrate, characterized in that the light-shielding film is selectively patterned. photo mask. 4. The light-shielding film and the anti-reflection film of a photomask blank are formed by sequentially laminating a light-shielding film made of chromium containing chromium fluoride and an anti-reflection film on one main surface of a light-transmitting substrate. A photomask characterized by being selectively patterned.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61124238A JPS62280742A (en) | 1986-05-29 | 1986-05-29 | Photomask blank and photomask |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP61124238A JPS62280742A (en) | 1986-05-29 | 1986-05-29 | Photomask blank and photomask |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62280742A JPS62280742A (en) | 1987-12-05 |
| JPH042940B2 true JPH042940B2 (en) | 1992-01-21 |
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Family Applications (1)
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| JP61124238A Granted JPS62280742A (en) | 1986-05-29 | 1986-05-29 | Photomask blank and photomask |
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| JP (1) | JPS62280742A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP6111672B2 (en) * | 2013-01-10 | 2017-04-12 | 株式会社ニコン | Photomask substrate and photomask |
-
1986
- 1986-05-29 JP JP61124238A patent/JPS62280742A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62280742A (en) | 1987-12-05 |
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