JPS5836493B2 - シヤシンシヨツコクヨウホトマスクノ セイゾウホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体集積回路等の製造工程で被処理媒体、
例えば、半導体ウエノ・一上のホト・レジスト膜を選択
露光させるために用いられるホト・マスク製造法に関し
、特に、ホト・マスクの部分追加修正法に関するもので
ある。

一般に、半導体集積回路用ホト・マスク等の選択露光用
ホト・マスクとして最近、ノ・ロゲン化銀化合物の乳剤
を使用したエマルジョン・マスクに代り、クロム等の金
属を使用したいわゆるメタル．マスクが使用される場合
が多い。

このメタル・マスクは耐久性、分解能や耐薬品性の点で
エマルジョン・マスクより優れている。

このメタル・マスクの製造は、例えば先ず、ガラス等の
基板上に蒸着やスパッタリングによりクロム等のメタル
層を形成し、このメタル層の上にホト・レジストを塗布
し、とのホト・νジストを選択的に露光、現像シ、との
ホト・レジストをエッチング・マスクとして、上記メタ
ル層を選択的に除去する工程により行われる。

このメタル・マスクを選択的に露光するためには、いわ
ゆるマスター・レデイクルを使用してメタル・マスクに
露光を行う。

最近の大規模集積回路等、非常に複雑なパターンの場合
には、このマスター・レデイクルを使用してメタル・マ
スクを製作するためには、回路設計工程、パターン発生
用データ、作成工程、パターン発生工程、ステップ・ア
ンド・リピート工程と複雑な工程を経て、数週間〜数ケ
月の時間を必要としている。

従来、前記メタル・マスクを使用して、例えば、半導体
ウエノ・一に選択露光を行う際、そのパターンに追加修
正の必要が生じた場合、前記、パターン発生用データ作
成工程に戻り、再製作することになり、再度、ぼう犬な
時間を費すことになり、不都合が生じている。

本発明は、以上のような従来の不都合に鑑み、前記マス
ター・レテイクル、又はメタル・マスクのパターンに追
加修正の必要が生じた場合、容易に必要なパターンを追
加修正することにより、ホト・マスクの良品率の向上と
、工数の節約を計れるメタル・マスクの追加修正法を提
供するものである。

すなわち本発明は紫外可視光線を遮へいするパターン層
が形成された透明基板の一主平面上に、有機被膜を選択
的に形成する工程と、該有機被膜に紫外・可視光線を遮
へいするようになる１で、高エネルギーに加速された粒
子を打込む工程とを含むことを特徴とする写真蝕刻用ホ
ト・マスクの製造方法に関するものである。

以下、図面に示す実施例により、本発明の詳細？説明す
る。

集積回路等を製造するために使用されるホト・レジスト
選択露光用ホト・マスクは、第１図に示す様に、例えば
透明ガラス等から形成された基板１上に配線及び素子の
パターンと対応する例えばクロム（Ｏｒ）、酸化クロム
（Ｃｒ２０３ ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、酸
化鉄（Ｆｅ２０３などの薄膜状のメタル層又は、金属酸
化膜層２が形成されているもので、通常の場合、このよ
うな構造のマスクの数種類が１セットとして構成されて
いる。

そして、前記メタル層又は、金属酸化膜層２により形成
された素子のパターンを第２図に示す如く、追加修正（
第２図３′）する必要が生じた場合、１ず第３図ａに示
されるように、前記メタル層又は金属酸化膜層２をおお
う様に、透明ガラス基板１の上面にネガ・タイプのホト
・レジスト膜３を形成する。

この時使用するホト・レジストは東京応化工業社製のＯ
ＭＲ８３，ＯＳＲあるいは米国Ｋｏｄａｋ社製のＫＰＲ
，ＫＭＥＲ，ＫＴＦ＆米国ＰＨＩＬＩＰＡ Ｉ｛ＵＮＴ
ＣＨＥＭＩＣＡＬ社製のＷａｙｃｏａｔ Ｒｅｓｉｓ
ｔなどネガ・タイフの有機感光性樹脂であればいづれで
もよい。

又、ホト・レジスト被膜の膜厚は、完成された追加修正
パターンが良好に得られるために、５００Ａ〜数クロン
の範囲であればよい。

次にあらかじめ用意された露光装置を用いて、前記、追
加修正パターンの部分（第２図３′）のホト・レジスト
膜を露光する（第３図ｂ）。

前記露光装置は、第４図に示される様に、例えば、水銀
（Ｈｇ）ランプ等の光源５、前記光源５からの光を遮へ
いするシャッター６、前記光源５からの光の照射範囲を
、メタルマスク１０に形或する追加修正パターンの大き
さの任意倍に相当する大きさに自在に調節できるスリッ
ト・パターン７、前記スリット・パターン７で規定され
た照射範囲を縮小してメタル・マスク１０上に露光する
縮小レンズ８、及び前記メタル・マスクの露光面を観察
するためのハーフ・ラー９、レンズ１１から構成されて
いる。

前記メタル・マスク１０は水平方向に適宜移動され得る
ようにされている。

従って、このメタル・マスクに対する光の照射位置が調
整されるようになっている。

この様な構造を有する露光装置によって照射されたホト
・レジスト膜ヲ、周知の方法で現像処理することにより
、第３図Ｃ？示すように追加修正する部分のホト・レジ
スト膜のみが残る。

次に第３図ｄに示すように、適当なイオン源から適当な
方法により形成されるプラズマ中からイオンを引き出し
、所望のイオンのみを質量分離して、所望の加速電圧で
、所望のドーズ量となるようにホト・レジスト被膜８に
注入する。

この時、注入するイオンとしては、３１ ｐ＋， １１
＋２０ ＋４０ ＋ Ｂ， Ｎｅ Ａｒ 等のイオンでもよいし
、４９＋７０＋ 又、 ＢＦ ， Ｂ２０３ 等の複数の原子２ より構成されるイオンでもよい。

又、必ずしも質量分離する必要はなく、イオン源から発
生したイオンを全て注入してもよい。

さらに、付け加えれば、質量が大きいイオンほど望１し
いのである。

この際、前記クロム（Ｃ！ｒ）、酸化クロム（Ｃｒ２０
３）、ニッケル（ＮｉＬ銅（Ｃｕ）、酸化鉄（Ｆｅ２０
３）などの被膜からなるメタル・マスク全面に前記のイ
オンを注入しても、何らさしつかえない。

イオン注入を完了した状態を第３図ｅに示すか、イオン
注入されたホト・レジスト被膜３′は紫外可祝光線を遮
へいする特性をもつ被膜と’ｌｘツタ（７）であり、第
２図３′に示すように素子パターンの追加修正が完了す
るのである。

前述したようにある加速電圧でイオン注入する際、ホト
・レジスト被膜中へのイオン注入量を増して行くと、ホ
ト・レジスト被膜は硬化すると同時に一部炭化し、紫外
・可視領域に於ける光の途過率が著しく低下する。

この傾向は他の有機被膜たとえば、ポリメチル・メタ・
アクリレート、ゴム、ノボラツク樹脂、エポキシ樹脂、
ポリエチレン、ポリスチレン、ポリ・イド、等の被膜の
場合でも同様の傾向を示すことがわかった。

たとえハ、１．４−シス・ポリインプレンゴムをベース
としたネガ型ホト・レジスト被膜中に、加速電圧１３０
Ｋｅｖで３ｉｐ＋イオンを注入する場合、イオン注入量
が１ ０ １５ｉｏｎｓ ／ｃ飄メ上になると、波長４
６０ｍμ以下の光を殆んど通さなくなる。

第５図は膜厚が約４．ｏｏｏＡのホト・レジスト（ＯＭ
Ｒ８３）被膜に３ｉｐ＋を加速電圧１３０Ｋｅｖで１
０ ｚｏｎｓ ／ｃｒｒｔ注入した時のイオン注入前
後の分光透過特性を示している。

第５図に釦いて１５はイオン注入前、１６はイオン注入
後のそれぞれの分光透過特性を表わしている。

第５図からわかる様にホト・レジスト被膜中に高濃度の
イオン注入を行なうと、イオン注入量に従い、ホト・レ
ジスト被膜の紫外・可視領域の透過率は著しく、低下す
ることがわかる。

又、ホト・レジスト膜厚及び注入量が一定の場合は加速
電圧が高い程この傾向は著しくなる。

又、一方、ホト・レジスト被膜に高濃度のイオン注入を
行なうことにより、ホト・レジストとガラス基板の接着
は強固になると同時に、ホト・レジスト被膜の機械的強
度は従来のホト・レジスト被膜とは全く異なり、酸化ク
ロム（Ｃｒ２０３）等の金属酸化物と同程度のすぐれた
機械的強度を持つ様になる。

さらに、ホト・レジストに高濃度のイオン注入処理を施
すことにより、耐薬品性も従来のホト・レジストとは全
く異なり、向上し、熱硫酸、熱硝酸、ホト・レジスト剥
離剤（例えば、東京応化工業社製のＯＭＲ剥離剤）等に
耐えるようになり、従来のメタル・マスクと同様に、こ
れらの薬品中で洗浄が可能になる。

又、本実施例では、ネガ・タイプのホト・レジストを使
用した場合についてのみ述べたが、ポジ・タイプのホト
・レジスト（例えば米国Ｓｈｉｐｌｅｙ社のＡＺ−１
３ ５ ０， ＡＺ−１ １ １等）を用いた場合も同
様に本発明を用いて、パターンの追加修正を実施できる
ことは、言う１でもない。

又、追加修正を行なう部分が高精度を必要としない場合
は、たとえば、筆、ハケ等により、有機被膜を塗布形成
し、しかるのち、前述したような、イオン注入処理を施
こして、部分追加修正を行うことも可能である。

又、本実施例では正イオンを注入した例について述べた
か、イオンとしては正イオン、又は負イオンのいづれで
もよい。

さらに、加速時にはイオン状態であって、注入直前に中
性の粒子となったものを注入しても同様の結果が得られ
る。

以上、述べた様に、本発明によるホト・マスクの素子パ
ターン追加修正法においては、ホト・レジスト被膜ある
いは、他の有機被膜に、高エネルギーに加速された粒子
を打込むことにより、ホト・レジストを含む、有機被膜
の本来の性質とは全く、別の特性をもつ物質に変換し、
これをホト・マスクに於けるパターン部として利用する
点に於で画期的な方法であ′り、本発明を採用すること
による製造工程の単純化、短縮化という利点は、ホト．
マスクの単化の低下を可能にする。

又、本発明を採用することによって得られる他の利点は
前述した通りである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のメタル・マスクの断面図であり、第２図
は本発明によって得られるメタル・マスクの平面図であ
る。 第３図は、本発明によるメタル・マスクの製造工程図で
ある。 第４図は、本発明で用いられる露光装置の概略図。 第５図は、ホト・レジスト被膜中にイオン注入処理を施
す前後の分光透過特性を示すグラフである。 記号の説明、１・・・透明基板、２・・・金属１たは、
金属酸化物の被膜、３・・・ホト・レジスト被膜、３′
・・・イオン注入処理を施したホト・レジスト被膜、４
・・・各種イオン、５・・・イオン注入前のホト・レジ
スト被膜の分光透過特性、６・・・イオン注入後のホト
・レジスト被膜の分光透過特性。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 紫外可視光線を遮へいするパターン層が形成された
   透明基板の一主平面上に、有機被膜を選択的に形成する
   工程と、該有機被膜が紫外可視光線を遮へいするように
   なる１で高エネルギーに加速された粒子を打込む工程と
   を含むことを特徴とする写真蝕刻用ホト・マスクの製造
   方法。