JPH0660999B2

JPH0660999B2 - フオトマスクブランクの製造方法

Info

Publication number: JPH0660999B2
Application number: JP4470887A
Authority: JP
Inventors: 憲道安中; 正男牛田; 治流川
Original assignee: ホ−ヤ株式会社
Priority date: 1987-02-27
Filing date: 1987-02-27
Publication date: 1994-08-10
Anticipated expiration: 2009-08-10
Also published as: JPS63210930A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ＩＣやＬＳＩ等の半導体集積回路の製造工程
等で用いられるフォトマスクを製造するための材料であ
るフォトマスクブランクを製造する方法に関する。

〔従来の技術〕従来、フォトマスクブランクは、例えば特開昭57-14763
4号によって提案されたように、窒素を含む雰囲気中
で、真空蒸着、スパッタリング、及びイオンプレーティ
ングのいずれかにより透明基板上に、クロム窒化物から
なる遮光性膜を成膜して製造していた。なお、前記した
遮光性膜は、紫外光等の露光光に対しては遮光性を有す
るが、可視光に対して透過性を有する。

そして、上記したフォトマスクブランクからフォトマス
クを製造する場合には、先ず、クロム窒化物からなる遮
光性膜上にフォトレジストを塗布する。次に、所定の遮
光パターンを有する露光マスクを通して、フォトレジス
トを紫外光により露光し、次にフォトレジストを現像し
てクロム窒化物からなる遮光性膜上にレジストパターン
を形成する。次に、そのレジストパターンをマスクとし
て、エッチング液によってクロム窒化物からなる遮光性
膜を選択的にエッチングし、続いてレジストパターンを
剥離して、クロム窒化物からなる遮光性膜パターンを透
明基板上に形成してフォトマスクを製造している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記したようにクロム窒化物からなる遮
光性膜を選択的にエッチングする工程を経てフォトマス
クを製造する場合、クロム窒化物からなる遮光性膜のエ
ッチング速度が非常に速いため、所望線幅を有するクロ
ム窒化物からなる遮光性膜パターンを透明基板上に形成
することが難しいという問題点が生じる。何故ならば、
クロム窒化物からなる遮光性膜のエッチング速度が速い
と、そのエッチングを終了するまでの時間（いわゆる、
ジャストエッチング時間）が短くなるため、エッチング
液の温度・濃度・液量等のエッチング条件の微小な変
動，及びエッチング処理作業時にエッチングを終了すべ
き時間以上に誤ってエッチングしてしまうこと等に起因
して、形成する遮光性膜パターンの線幅のコントロール
が難しくなるからである。

本発明は、上のような事情を鑑みてなされたものであ
り、所望線幅のパターンを確実に形成してフォトマスク
を製造することができるフォトマスクブランクの製造方
法を提供することを目的とする。

〔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ためになされたもので
あり、不活性ガスと、窒素原子を含有してなるガスと、
アルコール，カルボン酸及びアルデヒドのうちの何れか
少なくとも１つを含有してなるガスとの混合ガス雰囲気
中で、透光性基板の一主表面上に露光光に対して遮光性
を有する遮光性膜を成膜することを特徴とするフォトマ
スクブランクの製造方法である。なお、前記した混合ガ
ス雰囲気中で遮光性膜を成膜する方法としては、スパッ
タリング法，真空蒸着法，ＣＶＤ法及びイオンプレーテ
ィング法等の成膜方法が採用されうる。さらに、本発明
において、遮光性膜は透光性基板の一主表面上に直接成
膜されるとは限らず、遮光性膜と透光性基板の一主表面
との間に薄膜を介在させてもよい。

〔作用〕

本発明にアルコール、カルボン酸及びアルデヒドの少な
くとも１つを含有してなるガスは周知の通り、何れも炭
素と酸素との結合を有している。酸素は反応性が高いの
で単独のガスとして導入すると、炭素又は窒素等の他の
成分が膜中に入りにくくなるが、レジストの上述したガ
スは、酸素が炭素と結合しているので、遮光性膜材料に
対して、酸化が炭化より優先されることを防止できる。
この結果、窒素だけでは不十分な透過率向上効果を、酸
素によって補って透過率（可視光）を一層向上させるこ
とができると共に、炭化してエッチング速度を遅延させ
ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例によるフォトマスクブランクの製
造方法について詳細に説明する。

先ず、石英ガラス板を所定の寸法に研削加工し、次に研
削加工された石英ガラス板の両主表面を研磨して、石英
ガラスからなる透光性基板（寸法：５×５×0.09イン
チ）を用意する。

次に、直流マグネトロンスパッタ装置を用い、第１にア
ルゴン(Ar)ガスと窒素(N₂)ガスとメチルアルコール(CH₃
OH)のガスとの混合ガス雰囲気中で、第２にアルゴン(A
r)ガスと窒素(N₂)ガスとエチルアルコール(C₂H₅OH)のガ
スとの混合ガス雰囲気中で、スパッタリング法により、
遮光性膜材料を窒化（窒素ガス）、及び酸化（エチルア
ルコール中の酸素）しながら波長450ｎｍの紫外光の透
過率が3.5％となるように遮光性膜を前記した透光性基
板の一主表面上にそれぞれ成膜して、フォトマスクブラ
ンクを製造した。

ここで、上記したように波長450nmの紫外光の透過率が
3.5％となるように遮光性膜を成膜してフォトマスクブ
ランクを製造した各場合において、導入ガス，前記した
各混合ガスのガス混合比（モル比），ガス圧力，遮光性
膜の膜厚，ジャストエッチング時間及びエッチング速度
を下表に示す。

また、比較例として、メチルアルコールおよびエチルア
ルコールのガスの何れも導入せず、アルコンガスと窒素
ガスとの混ガス雰囲気下で、スパッタリング法により、
波長450nmの紫外光の透過率が3.5％となるように遮光性
膜を透光性基板の一主面上に成膜して、フォトマスクブ
ランクを製造した。この場合におけるアルゴンガスと窒
素ガスとの混合比（モル比）等も下表に示す。

なお、上記した各遮光性膜をエッチングする際、エッチ
ング液として硝酸第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にした溶液（液
温：20℃）を用いた。

上記した表において示されたように、実施例１〜４の各
場合と比較例の場合とにおける各エッチング速度を比較
すると、実施例１〜４の各場合に成膜された遮光性膜の
各エッチング速度は何れも、比較例の場合に成膜された
遮光性膜のエッチング速度よりも遅い。この理由は、実
施例１〜４の各場合において成膜された各遮光性膜が、
クロム窒化物のみならずクロム炭化物をも含有してなる
ためである。

また、実施例１及び２の各場合に成膜された遮光性膜の
各エッチング速度を比較すると、実施例２の場合におけ
るエッチング速度は実施例１の場合におけるエッチング
速度よりも遅い。この理由は、実施例２の場合には実施
例１の場合と比して、混合ガスにおけるメチルアルコー
ルのガスの比率が高いため、実施例２の場合に成膜され
た遮光性膜中のクロム炭化物の含有率が、実施例１の場
合に成膜された遮光性膜中のクロム炭化物の含有率より
も大きいからである。

また、実施例３及び４の各場合に成膜された遮光性膜の
各エッチング速度を比較すると、実施例４の場合におけ
るエッチング速度は実施例３の場合におけるエッチング
速度よりも遅い。この理由は、実施例４の場合には実施
例３の場合と比して、混合ガスにおけるエチルアルコー
ルのガスの比率が高いため、上記したと同様のことが生
じるからである。

また、実施例１及び３の各場合に成膜された遮光性膜の
各エッチング速度を比較すると、実施例の場合における
エッチング速度は実施例１の場合におけるエッチング速
度よりも遅い。この理由は、実施例３の場合には実施例
１の場合と比して、混合ガス雰囲気中における炭素(C)
原子の濃度が高くなるため、実施例３の場合に成膜され
た遮光性膜中のクロム炭化物の含有率が、実施例１の場
合に成膜された遮光性膜中のクロム炭化物の含有率より
も大きいからである。また、同様の理由により、実施例
４の場合におけるエッチング速度は実施例２の場合にお
けるエッチング速度よりも遅い。

また、前述したように、実施例２及び比較例の場合にそ
れぞれ成膜された各遮光性膜における波長450ｎｍの紫
外光の透過率は共に3.5％である。しかし、比較例の場
合に成膜された遮光性膜における波長600ｎｍの可視光
の透過率は７％であるのに対し、実施例２の場合に成膜
された遮光性膜における同波長の可視光の透過率は11％
であり、同波長における可視光の透過率特性（いわゆ
る、「シースルー特性」）が向上している。同様に、実
施例１，３及び４の各場合に成膜された各遮光性膜につ
いても、波長600ｎｍの可視光の透過率特性は向上して
いる。これはエチルアルコール中の酸素が炭素と共に遮
光性膜中に混入されたためである。

以上のように、本実施例のフォトマスクブランクの製造
方法によれば、成膜された遮光性膜はクロム炭化物とク
ロム窒化物とを含有してなるので、そのエッチング速度
をクロム窒化物からなる遮光性膜のエッチング速度より
も遅くすることができる。従って、本例によって製造さ
れたフォトマスクブランクを材料とすれば、所望線幅の
パターンを有するフォトマスクを容易に製造できる。さ
らに、混合ガスにおけるメチルアルコールあるいはエチ
ルアルコールのガスの比率を変化させ遮光性膜中のクロ
ム炭化物の含有率を変えることによって、遮光性膜のエ
ッチング速度を制御することもできる。従って、所望線
幅のパターンを有するフォトマスクを製造することは一
層容易になる。

また、クロム炭化物とクロム窒化物とを含有してなる遮
光性膜における可視光に対する透過率特性も向上してい
る。従って、本例によって製造されたフォトマスクブラ
ンクを材料とした場合、位置合わせを容易に行うことの
できるフォトマスク（いわゆる、「シースルーマス
ク」）を製造することができる。

本発明は、上記した実施例に限定されるものではない。

上記実施例中では、遮光性膜を成膜するときに、メチル
アルコールまたはエチルアルコールのガスを用いたが、
ブチルアルコール等の他のアルコールのガスを用いても
よい。さらに、アルコールのガスの代わりに、ギ酸(HCO
OH)や酢酸(CH₃COOH)等のカルボン酸のガス，あるいはホ
ルムアルデヒド(HCHO)等のアルデヒドのガスを用いても
よい。さらに、アルコールのガス，カルボン酸のガス及
びアルデヒドのガスのうちの何れか少なくとも１つを含
有してなるガスと、アルゴンガスと、窒素ガスとの混合
ガス雰囲気中で、遮光性膜を成膜してもよい。

また、アルゴンガスに代えて、ヘリウムやネオンやキセ
ノン等の不活性ガスを用いてもよい。さらに、窒素ガス
に代えて、一酸化窒素や二酸化窒素や一酸化二窒素等の
窒素原子を含有してなるガスを用いてもよい。

また、アルゴンガスと、窒素ガスと、メチルアルコール
あるいはエチルアルコールのガスとの混合ガスにおける
ガス混合比は、上記実施例中に記したものに限定され
ず、適宜選定してもよいことは言うまでもない。また、
ガス圧力も適宜選定してよい。さらに、上記実施例中で
は、スパッタリング法により遮光性膜を成膜したが、真
空蒸着法，ＣＶＤ法及びイオンプレーティング法等の成
膜方法によって遮光性膜を成膜してもよい。さらに、成
膜する遮光性膜の膜厚は、所望する遮光性膜の透過率等
に応じて適宜選定することができる。

また、透光性基板は石英ガラス以外に、ソーダライムガ
ラス，アルミノボロシリケートガラス，サファイア，セ
ラミック等の透光性を有する材料からなってもよく、そ
の寸法も必要に応じて適宜決定してよい。

さらに、上記実施例中では透光性基板の一主表面上に直
接遮光性膜を成膜したが、透光性基板の一主表面上に、
酸化インジウムと酸化錫との混合物（いわゆる、「ＩＴ
Ｏ」）や酸化錫等からなる薄膜を成膜し、その後、遮光
性膜を前記した薄膜上に成膜してもよい。

〔発明の効果〕

本発明のフォトマスクブランクの製造方法によれば、本
発明は、不活性ガスと窒素原子を含有してなるガスの他
にアルコール、カルボン酸及びアルデヒドのうちの何れ
か少なくとも１つを含してなるガスを用いて遮光性膜を
成膜している。従って、反応性の高い酸素による酸化が
炭化に比べて優先的に行われることが抑制されることか
ら、炭化も十分行うことができる。この結果、窒化だけ
よりも可視光に対する透過を一層向上させることができ
ると共に、酸化及び窒化によって速くなったエッチング
速度を炭化によって遅延させることもできる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透光性基板の一主表面上に露光光に対して
遮光性を有する遮光性膜を成膜するフォトマスクブラン
クの製造方法において、不活性ガスと、窒素原子を含有してなるガスと、アルコ
ール、カルボン酸及びアルデヒドのうちの何れか少なく
とも１つを有してなるガスとの混合ガス雰囲気中で、前
記遮光性膜を成膜することを特徴とするフォトマスクブ
ランクの製造方法。