JPH0434436A - フォトマスクブランク、フォトマスク及びその製造方法 - Google Patents

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、ＩＣ及びＬＳＩ等の製作に際して利用される
フォトリソグラフィー技術において、露光用のマスクと
して使用されるフォトマスク、並びに該フォトマスクの
材料となるフォトマスクブランクに関する。

〔従来の技術〕

一般に、透光性基板上にクロム等の端光膜パターンを被
着して成るフォトマスクを使用して所定の基板上のレジ
ストを霧光すると、露光に使用する紫外光が前記端光膜
パターンの表面で反射してフォトマスクの位置合わせ不
良を引き起こし、この結果、被露光基板のパターン精度
を低下させることが広く知られている。このような問題
点を解消するため、例えば、特公昭６２−３２７８２号
公報に記載されたフォトマスクブランクのように透光性
基板上に形成された連光膜上に更に反射防止膜を形成し
たフォトマスクブランクが提案されている。

この公報に記載されたフォトマスクブランクは、反射防
止膜をクロム窒化物を含有したクロム酸化展から構成す
ることにより、端光膜の表面における高い反射防止効果
を得ている。

ところで、この種のフォトマスクブランクからフォトマ
スクを製作するには、以下の公知の工程が踏襲されてい
る。

（１）先ず、透光性基板上に端光膜と反射防止膜を順次
形成して成るフォトマスクブランクを用意し、このフォ
トマスクブランクの反射防止膜上にレジスト液を滴下し
、これを遠心力を利用して反射防止膜の表面に広げレジ
スト膜を形成する。

（２）次に、所定のパターンが形成されたマスターマス
クを用いて、前記工程で形成されたレジスト膜を選択的
に露光する。この露光に際しては、電子線により直接描
画することもある。

（３）次いで、露光法のレジスト膜を所定の現像液で現
像してレジストパターンを形成する。

（４）次に、前記レジストパターンをマスクとして逆光
膜及び反射防止膜をエツチングする。

（５）次いで、前述のエツチング工程のときマスクとし
て使用したレジストパターンを剥離する。

（発明が解決しようとする課題〕 ところで、前述したレジストパターンの剥離工程には、
有機溶剤から成る処理液に処理基板を浸漬する湿式剥離
方法か、あるいは酸素等の反応性ガスをプラズマ放電さ
せてレジストパターンを剥離するプラズマガス放電剥離
方法が適用されている。このプラズマガス放電剥離方法
は湿式剥離方法に較べて、洗浄度、安全性及び操作の簡
便性等の優位点があり、近年とみに注目されている。特
にレジスト族として電子線用レジスト膜を使用した場合
、その洗浄度の優劣は顕著となる。

しかしながら、前述した特公昭６２−３２７８２号に記
載されたフォトマスクブランクからフォトマスクを製作
する際、レジストパターンを上述したプラズマガス放電
剥離法によって剥離する場合、反射防止膜がプラズマ耐
性の乏しい組成である、クロム窒化物を含有したクロム
酸化物膜から構成されていることに起因して以下の問題
点があった。

一般にレジストパターンの剥離完了時点を見極めるのが
著しく困難なため、剥離完了後も誤って過度のプラズマ
ガス放電が行われがちである。このような事態に至った
場合、レジストパターンの下地たる反射防止膜もプラズ
マガス放電にさらされることにより、その上層部分を消
失することになる。この結果、所期の反射防止液効果が
低減し、このフォトマスクを使用して転写を行うときパ
ターン精度の劣化を招くという問題点があった。

上述の問題点を解決するために、本発明はレジストパタ
ーンの下地となる反射防止膜及び反射防止膜パターンを
高いプラズマ耐性を有する組成から構成することにより
、反射防止膜パターンの上層部分の消失を防止し、反射
防止効果を十分に発揮し得るフォトマスクブランク及び
フォトマスクを提供することを目的とする。更に、本発
明は、迅速にレジストパターンをプラズマガス放電によ
り剥離することができるフォトマスクブランク及びフォ
トマスクを提供することを他の目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のフォトマスクブランクは、透光性基板と、この
透光性基板の主表面上に順次形成された逆光膜及び反射
防止膜とを備えたフォトマスクブランクにおいて、前記
反射防止膜は酸素及び／又は窒素を含有するクロム−モ
リブデン合金から成ることを特徴とする。

又、本発明のフォトマスクは、上述したフォトマスクブ
ランクにおいて逆光膜及び反射防止膜を選択的にエツチ
ングしたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明のフォトマスクブランク及びフォトマスクは、各
々、反射防止膜及び反射防止膜パターンを、酸素及び／
又は窒素を含有したクロム−モリブデン合金から構成し
ている。これにより、反射防止膜及び反射防止膜パター
ンは、高いプラズマ耐性を有していることから、反射防
止膜パターン上に形成されたレジストパターンをプラズ
マガス放電により剥離する際、反射防止膜パターンの上
層部分の消失を防止することができる。又、閾値電力（
反射防止膜の上層部分が消失を始める電力）が比較的高
いため、プラズマガス放電を引き起こすための供給電力
を高い値に設定することができる。これによりレジスト
パターンの剥離時間を短縮することができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明によるフォトマスクブランクの実施例
における縦断面図である。このフォトマスクブランクｌ
は、石英ガラスからなる透光性基板２の一主表面上にク
ロムからなる遼光膜３を被着し、この薫光ｌＩａ上に酸
素及び窒素を含有したクロム−モリブデン合金からなる
反射防止膜４を順次積層したものである。

次に、このフォトマスクブランク１を製作する方法を説
明する。

先ず、表面及び裏面を精密研磨した石英ガラス（寸法：
５インチ×５インチｘＯ，０９インチ）からなる透光性
基板２を用意する。次にクロムのターゲットを用いて、
反応性スパッタリング法により、Ａｒガス雰囲気中（２
ｘ　１０−”Ｔｏｒｒ）にて、逆光ｍｌ！３を透光性基
板２上に、膜厚：６５０人で被着する。次に、クロムと
モリブデンとの重量比（ＷｔＸ）　８７　：　Ｉ　３０
合金ターゲツトを用いて、それぞれ前記スパッタリング
法により、モル比率Ａｒ８０％、Ｎ０２０％の混合ガス
雰囲気中（１、３ｘ　１０−”Ｔｏｒｒ）にて、反射防
止膜４を遼光膜３上に、膜厚：２５０人積層して、フォ
トマスクブランク１を製作した。こうして製作されたフ
ォトマスクブランク！の、光学濃度は３．０であり、波
長４３６ｎｍに対する表面反射率は約１０゜５９６であ
った。

次（こ、このフォトマスクブランクｌから、フォトマス
クを製作する方法を第２図（ａ）〜（ｄ）の工程図を参
照して説明する。

（１）先ず、フォトマスクブランクｌの反射防止Ｍ４上
に、ネガ型電子線レジスト液（例えば、東ソー社製ＣＭ
Ｓ−ＥＸ＜Ｓ＞）を滴下し、スピンコード法により反射
防止膜４０表面全域に行きわたらせ、膜厚３５００人の
レジスト膜６を形成する（第２図（ａ）参照）。

（２）次に、電子線描画装置を使用して所定の軌跡で電
子線（ビーム径２μｍ）描画することにより、レジスト
膜６を選択的に露光する。しがる後、このレジスト膜６
付フオトマスクブランク１を所定の現像液に浸漬して、
レジスト膜６の未露光領域を溶解することにより、レジ
ストパターン６ｂを形成する（第２図（ｂ）参照）。

（３）次いで、前記工程（２）で得られたレジストパタ
ーン６ｂ付きフォトマスクブランク１をポストベークす
ることにより、反射防止膜４とレジストパターン６ｂと
の付着を堅固にする。しかる後、バレル型ガスプラズマ
装置を使用してプラズマガス放電（活性ガス−酸素）を
施すことによりレジストパターン６ｂの側壁６ｂ１を平
滑にする。

このときのプラズマガス放電の条件は以下の通りである
。特に、放電高周波電力の値は予め求めた閾値電カニ５
５０Ｗ（スパッタ・ターゲットのクロムとモリブデンと
の重量比（１１％）が８７；１３）より小さな３００Ｗ
とした。

＊放電雰囲気・・・６００ｃｃ／■ｉｎで流入される飽
和水蒸気（１，０Ｔｏｒｒ） ＊放電高周波電力・・・３００Ｗ ＊放電時間・・・７分間 （４）次に、前記工程（３）で得られたレジストパター
ン６ｂ付フオトマスクブランクｌをエツチング液（例え
ば、硝酸第２セリウムアンモニウムと可酸素酸と純水と
の混合液）に浸漬することにより、レジストパターン６
ｂをマスクとして、選択的に反射防止ＩＩ４と薫光膜３
を順次エツチングして反射防止膜パターン４ａと遼光膜
パターン３ａを形成する（第２図（ｃ）参照）。

（５）次いで、前記工程（４）で得られた、遼光膜３及
び反射防止膜４を選択的にエツチングしたフォトマスク
ブランクＩを、前記工程（３）で使用したバレル型ガス
プラズマ装置に再び導入し、プラズマガス放電（活性ガ
ス　酸素）を施すことにより、レジストパターン６ｂを
Ｈ離して、第２図（ｄ）に示すフォトマスク５を得た。

このときのプラズマガス放電条件は下記のように選定し
た。

特に放電高周波電力の選定は、工程（３）と同様に閾値
電力５５０Ｗより小さな値となるように、５００Ｗとし
た。

＊放電雰囲気・・・２５０ｃｃ／ｗｉｎで流入される飽
和水蒸気（０、７Ｔｏｒｒ） ＊放電高周波電力・・・５００Ｗ ＊放電時間・・・１５分 以上の工程（１）〜（６）を経て得たフォトマスフ５の
逆光膜パターン３ａ光学濃度及びその表面での反射率を
測定したところ、フォトマスクブランク１とほぼ同様で
あった。この測定結果より、逆光膜パターンの上層部が
消失してないことが確認できた。

ところで、前述した実施例においては反射防止Ｍ４を成
膜する際、スパッタ・ターゲットのクロムとモリブデン
との重量比（ｗｔ　９６＞を８７：１３としたが、本発
明はこの重量比に勿論限られるわけではない。従って、
下記の表１に、−例としてクロムとモリブデンとの重量
比を１００：ＤＯ〜７５　：　２５の範囲で変化させて
反射防止膜（膜厚２５０人）を成膜し、各重量比におけ
る反射防止膜の閾値電力と、その閾値電力の９１％の高
周波電力でレジストパターン６ｂを剥離するのに要した
時間とを測定した結果を記す。

以下、余白 表１ 土偶の表１から明らかな通り、モリブデンの重量比率を
高くするに連れ、閾値電力も向上し、又、ｉＩＪ離時開
時間に短くなることが判る。クロムに対するモリブデン
の重量比は２ｗｔ％〜２０１１ｔ％が好ましい範囲であ
る。２Ｗｔ９６より少ないと閾値電力の増加は僅少であ
り、一方、２１１Ｈｔ％を越えると次第に反射防止膜の
エツチングプロファイルの平滑性が損なわれる傾向が認
められたからである。

以上、実施例により本発明を説明してきたが、本発明は
以下の変形例を含むものである。

先ず、反射防止膜は、例えば、エツチング速度を買整す
るために炭素を含有させる等、種々の目的に応じて適宜
選択した元素を含有させても良い。

又、実施例においては反射防止膜に反射防止効果を付与
するため、スパッタリング条件の一つとしてＮｏを２０
％雰囲気中に含有させたが、この窒素及び酸素の含有量
は、エツチング、反射率及びエツチングレートを考慮し
て適宜選定すればよい。又、必ずしも窒素と酸素との混
合ガスとしな（ともいずれか一方のみのガスでもよい。

又、レジストパターン剥離するプラズマガス放電の際、
バレル型ガスプラズマ装置の代わりに平行平板型ガスプ
ラズマ装置を使用した場合でも上述した実施例と同様の
効果が得られる。

更に、速光膜のエツチング工程においても湿式エツチン
グの代わりに、ＣＣ１，を反応性ガスとしたプラズマガ
ス放電によるエツチングでもよい。

又、逆光展をクロムのみで構成する代わりに、所望の特
性を付与するために、酸素、窒素、及び炭素等の元素を
含有させても良い。そして母体金属としてはクロムの代
わりにニッケル・タンタル・タングステン、又はそれら
の合金を使用することができる。

更に、レジスト膜は電子線の代わりにフォトレジスト、
Ｘ線感応レジストでもよい。

又、透明性基板としては、石英ガラスの代わりにソーダ
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等の硝種の硝子であっもよい。

更に、逆光膜及び反射防止膜の成膜方法としては、スパ
ッタリングの代わりに真空蒸着法、イオンブレーティン
グ法等であっても良い。

〔発明の効果〕

本発明のフォトマスクブランク及びフォトマスクによれ
ば、反射防止膜及び反射防止誤パターンが高いプラズマ
耐性を有していることから、フォトマスクブランクから
フォトマスクを製作する過程におけるレジストパターン
の剥離の際、反射防止膜パターンの上層部分がプラズマ
ガス放電により消失するのを防止できる。従って、本発
明のフォトマスクを使用して所定基板上のレジストを露
光すれば、反射防止膜が本来の反射防止効果を損なうこ
とがないので、レジストパターン精度の劣化を防止する
ことができる。又、本発明の反射防止膜は比較的閾値電
力が高いので、プラズマガス放電を引き起こす供給電力
を高い値に設定することによりレジストパターンの剥離
時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のフォトマスクブランクの一実施例の縦
断面図、第２図は本発明のフォトマスクの縦断面図、８
２図（ａ）〜（ｄ）は第１図に示したフォトマスクブラ
ンクから本発明の一実施例のフォトマスクを製作する工
程図である。 １・・・フォトマスクブランク、２・・・透光性基板３
・・・逆光膜、４・・・反射防止膜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）透光性基板と、この透光性基板の主表面上に順次
   形成された遮光膜及び反射防止膜を備えたフォトマスク
   ブランクにおいて、 前記反射防止膜は酸素及び／又は窒素を含有するクロム
   −モリブデン合金から成ることを特徴とするフォトマス
   クブランク。
2. （２）請求項（１）記載のフォトマスクブランクにおい
   て、遮光膜及び反射防止膜を選択的にエッチングしたこ
   とを特徴とするフォトマスク。