JPS5990853A - フオトマスクブランク - 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】 この発明は半導体素子、Ｉｃ、ＬＳＩ等の半導体製造に
使用されるフＡｌへマスクブランクに関する。

この種のフォトマスクブランクどしては、基本的に第１
図（ａ　）に示されるように透明基板１上に真空蒸着法
、スパッタリング法Ｊ、たはイオンプレーティング法等
によってクロム層２を積層させた、比較的表面反射率の
畠いものど、同図（１））に示されるように前記クロム
層２上に更に酸化クロム層３を積層さＵて反射防止ｆｆ
ｉ　（ｌきのものく低反射）Ａトマスクブランク）と、
同図（Ｃ）に示すように透明基板１上に酸化インジウム
、酸化スズなどの帯電防止用の透明導電膜１′を積層し
で、導電性をもった透明基板１″を使用し、この透明基
板１′′上に前述したクロム層２更にこのクロム層２上
に酸化クロム層３を積層した透明導霧膜句ぎフォトマス
クブランクがある。したがって、この発明においでは、
単に透明基板というときは、後述するようなソーダライ
ムガラスなどの透明基板単体の他に、透明導電躾刊きの
ものが含まれる。

このようなフ、１１−マスクブランクを半導体製；４用
に使用される際には、第１図（ａ　）に示したクロム層
２または同図（ｂ）に示した酸化り【」ム層３上にそれ
ぞれレジスト（本例ではポジレジス（〜）を塗布し、所
望のパターンを適当な露光装買にＪ、り露光させた後、
レジストを現降して形成されたパターンのうちから、露
光され！ζ部分のレジストと、その下のクロム層２、酸
化り０６層３を二しツチングしたうえで、前記現像によ
って溶解しなかったレジストを剥離して、所定の半導体
製造用フォトマスクを得るのである。

ここまでの工程中、前記レジメ１〜の塗布後に（よ、レ
ジスト膜とフォトマスクブランク（にり詳しくはり１６
層２または酸化クロム層３）との接着性を高め、レジメ
１〜中の溶媒を蒸着さｌるためにブレベークと呼ばれる
熱処理工程を必要とする。この熱処理工程中またはその
後１稈で第２図（ａ　）に示すようにレジスト４上に異
物５が乗った場合、ぞの異物５下のレジスト４は、前述
した露光によっても未露出部分となって、現像後のレジ
スト４０が同図（ｂ）に示１ように残ることから、次の
エツチング液程、レジスｌ−剥離工程後において同図（
Ｃ）に示りにうにりｃ＋　ｌｘ残り２０，３０が発生ず
る。このようなりロム残り２０．３０は直径約１（μｍ
）の人ささを有し、１μＩＩＩＡ−グーの高精１良パタ
ーンが要求されるフォト・マスクとしては致命的欠陥と
なる。このクロム残り２０．３０の除去手段とし℃は、
Ａ−バーエツチングすることが考えられるが、その場合
パターン寸法が極めて細くなり、微細寸法の制御に支障
を来たＪことになる。以下、このＡ−バーエツチング【
こよる欠陥を従来のフォトマスクブランクを挙げて具体
的に説明する。

表面をＩｉｉ密研磨した透明ガラスリ板上に、圧力１ｘ
　１０　　（Ｔｏｒｒ　）のＡｒとＣｌ−１４をそれぞ
れモル比８８％：１２％にした混合ガス中で、プレーナ
マグネトロン直流スパッタリングにより炭素を含むクロ
ム層（６５０Ａ）（第１図（Ｉ））にて２に相当する。

）を積層させる。次に、同一真空中で、Ａ　ｒとＮｏを
それぞれモル比８０％＝２０％にした混合カス中で同様
のスパッタリングにより前記クロム層上に、窒素を含む
酸化クロム層（第１図に））にて３に相当づる。）を積
層させ第１図（ｂ　）に示したような低反則ブランクを
製造した。この低反射ブランクは、前述したようにレジ
スト塗イロ、霧光現象及びレジスト４上＾１１の各工程
の後、硝酸第２セリウムアンモニウム１６５ｇと過塩素
酸（７０％）４２ｍｆｆｌに純水を加えＣ１Ｃ１００Ｏ
にしたエツチング液（１９〜２０℃）でウェットエツチ
ングづることにＪ、り所定のパターンを形成した場合、
エツチング時間が５０（ｓｃＣ）でアンダーカッ１−ｍ
が約０．３６（μｍ）であった。ここで、アンダーカッ
ト量とは、第２図＜ｄ　）に示づようにＡ−バー１ツチ
ングした場合においてレジスト４１下の幅寸法χ、と、
窒素を含むクロム層２１及び窒素を含むクロム酸化層３
１の最大幅寸法χ２との差である。

そこで、エツチング時間を更に経過さＩ！（−アンダー
カッ１〜聞及びクロム残り密度を測定した結果をそれぞ
れ第３図の特性曲線ａ及びｂで示す。特性曲線ａによれ
ば、Ａ−バーエツチングすることによりアンダーカット
量を増加させ（アンダーカットレー１−ｔａｌｌφａ　
＝０．０７μｌｌｌ　／１０ｓｅｃ　）、また特性曲線
すによれば、クロム残り密度を減少させることになる。

次に（エツチング時間）／（ジャストエツチング時間）
に対するクロム残り密度の関係を第４図の特性曲線Ｃで
承り。ここでジヤストエツチング時間とは縦方向く厚み
方向）のエツチング速度が飽和するまでに要する時間で
ある。同図の曲ＩＩＣによれば、クロム残り密度を０．
１（個／ｃｍ２）以下にづるには、エツチング時間をジ
ヤストエツチング時間の２倍以上ら要する。

したがって、従来のフォトマスクブランクは、クロム残
りの除去手段としてＡ−バーエツチングするしかなく、
そのオーバーエツヂングにより半導体製造で要求される
微細寸法のパターン制御を困難にしていた。

この発明の目的は、過剰なＡ−バー」−ブランクをする
ことなく、クロム残り密度を減少させたフォトマスクブ
ランクを提供りることである。このような目的の達成手
段としては、前述した△１゛とＣ１−１４の混合ガスに
代えて、ΔＩ゛どＮ２の北合ガスを使用することにより
、Ｎ２ガスのモル比を多くして各層のエツチング速度を
大きくすることが考えられるが、その場合アンダーカッ
トレートが大きくなって微細１法の制御が困難になり、
根本的な解決にはなり得ない。

そこで、本発明者は、特に透明基板上に積層した窒素を
含むクロム層が従来はぼ同一の炭化度または窒化度で構
成されていたのに対して、この炭素または窒素を含むク
ロム層のうち、透明ガラス基板に近い第１層として窒素
を含むクロム層を、第２層として炭素を含むクロム層を
それぞれ積層づることにより、」エツチング速度を近い
層にて比較的早くしＣ１遠い層にて遅くすることにより
、過剰なＡ−バーエツチングをすることなく、クロム残
りを除去り゛ることを見出した。以下、この発明に係る
フォトマスクブランクの実施例を挙げて詳細に説明する
。

第５図（ａ　）及び（ｂ　）は、従来品の第１図（ａ　
）及び（１））にそれぞれ対応して示した、この発明の
実施例による断面図である。第５図（ａ　）は、比較的
表面反射率の高いノＡ（−マスクブランクの例で、表面
を精密ｒＩＩＩ磨し１＝ソーダライムガラスからなる透
明基板１０上に、窒化痘が比較的大きい窒素を含むクロ
ム層２２（膜厚的１５０Ａ）を第１層とし、そのクロム
層２２上に窒化度が比較的小さい炭素を含むりＵム層２
３（膜厚的５００△）をそれぞれ積層し又なるフォトマ
スクブランクであり、第５図（ｂ）は更に前例のフォト
マスクブランクのクロム層２３」二に窒素を含む酸化ク
ロム層３２（膜厚２５０人）を積層してなる低反射フォ
トマスクブランクである。

そこで、この低反射フォトマスクブランクについてクロ
ム層２２の窒化度とクロム層２３の炭化度を相対的に変
えたものを表に承りように用意した。なお、光学濃度に
ついては、所望伯３．０が１ｑられるようにスパッタリ
ング速度を調整し、その他は従来と同様なスパッタリン
グ法により各層を積層づる。

これらの実施例１．２、及び３３によれば、先り゛エツ
チング時間に対するアンダーカットｍの特性曲線はそれ
ぞれ第３図の曲線＋１　、＋！及び［で示され、いずれ
も従来品の曲＠ａと比較してアンダーカット間とアンダ
ーカッ１−レート（ｔａ＋１ψｄ＝ｔａ１１ψｅ＝ｔａ
＋＋ψｆ　＝０．０８μｌｌｌ　／１０ｓｅｃ　）とが
わずかに増大覆る。しかしながら、この増大分各こつい
ては従来のＪ、うな過剰なＡ−バー１Ｌツチングを必要
としないので無視できる。すなわち、（エツチング時間
）／（ジャスト１ツブング時間）に対するクロム残り密
度の特性では、実施例１．２及び３はそれぞれ第４図の
特性曲線ｇ　、　ｈ　、及びｉで示され、いずれの実施
例も、クロム残り密度を０．１（個／Ｃｌｌ１２）以下
にする場合には、ジャストエツチング時間に対するエツ
チング時間を１゜３倍以上にづれば良いことになる。こ
こで、クロム層２２の積層にお【ノるＡｒとＮｚの混合
ガスｌ＋の窒化度、及びりＬ１ムｍ２３の積層におりる
ＡｒとＣＨ，）の混合ガス中の炭化度に対するエツチン
グ速度の関係はそれぞれｆｆｌＧ図の曲線ｊ及びｋで示
されるように、エツチング速度は窒化度が大きくなるに
従って増大し、炭化度が大きくなるに従って減少する傾
向にある。それ故、本発明にＪ３０ては、り【コム残り
密度を所望鎮以下にりる場合に、ジャストエツチング時
間に対する１ツチング峙間を減少させる手段としで、第
１層どしてエツチング速度が速い窒素を含むクロム層２
２を積層し、第２層とし−（エツチング速度が遅い炭素
を含むクロム層２３を積層していることになる。そし℃
゛、クロム層２２の窒化度とクロム層２３の炭化度とを
それぞれ大きくするに従って（第４図の曲線Ｑ→１１−
→ｉ）、クロム残り密度を減少さけると共に、（エツチ
ング時間）／（ジャストエツチング時間）を小さくし、
１．０に近づ【ノることができる。

したがって、この発明によれば、従来品のように過剰な
Ａ−バーエツチングをすることなく、クロム残り密度を
減少させることができる。

なお、以上の実施例の変形例としては、積層方法として
スパッタリング法以外に貞空蒸首法、イオンプレーティ
レグ法等でもＪ：り、透明基板としてソーダライムガラ
ス以外にボロンシリケー１へガラス、石英ガラス、ザフ
ァイア等はもとより、透明導電機イ」きの透明基板でｂ
よく、まｌこ、第５図（ａ　）に示した表面反射率の高
いフォトマスクブランクについても低反射タイプど同様
な効果が得られる。また、本発明は窒素を含むりＤム層
２２と炭素を含むクロム層２３を分離して説明したが、
透明幕板１０の界面付近から遠ざかるに従って連続的に
窒化度を減少させ、炭化度を増大させでもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ　）、（ｂ）及び＜ｃ　＞は従来のフォトマ
スクブランクの断面図、第２図（ａ　）、（１））、（
Ｃ）は前記ブランクを使用したレジス１−塗布、露光現
象、レジメ１−剥離の各１稈の断面図、第２図（ｄ　）
はアンダーカット量を示１断面図、第３図はエツヂング
時間に対するアンダーカット量聞及びクロム残り密麿を
示１特性図、第４図は（１ツ′１ング時間〉／（ジトス
ｌ−Ｌブランク時間）に対りるりＩＪム残り密瓜を示り
特性図、第５図【、ト木光明によるフォトマスクブラン
クの断面図、並びに第６図は窒化度及び炭化度に対りる
エツチング速＋＊の特性図′ｃＳる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １〉　透明基板上に第１層として窒素を含むクロム層、
   第２層として炭素を含むクロム層を積層したことを特徴
   とするフォトマスクブランク。