JPS60182439A - Chromium mask material - Google Patents

Chromium mask material

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JPS60182439A
JPS60182439A JP59038281A JP3828184A JPS60182439A JP S60182439 A JPS60182439 A JP S60182439A JP 59038281 A JP59038281 A JP 59038281A JP 3828184 A JP3828184 A JP 3828184A JP S60182439 A JPS60182439 A JP S60182439A
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chromium
oxygen
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chromium oxide
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秦野 高志
Takayuki Kato
孝行 加藤
Mayumi Okasato
岡里 麻由実
Mariko Iwashita
岩下 真理子
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    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/54Absorbers, e.g. of opaque materials
    • G03F1/58Absorbers, e.g. of opaque materials having two or more different absorber layers, e.g. stacked multilayer absorbers

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To improve etching speed, stability of time necessary for processing, and uniformity by combining a layer made of chromium oxide with a layer made of a mixture of chromium oxide and nitride. CONSTITUTION:A 10-25nm thick layer (a) made substantially of chromium oxide contg. 40-60atom% oxygen, a layer (b) made substantially of a mixture of chromium oxide and chromium nitride contg. 8-18atom% oxygen and 7- 15atom% nitrogen, and a 20-30nm thick layer (c) made substantially of a mixture of chromium oxide and chromium nitride contg. 25-32atom% oxygen, and 19-28atom% nitrogen are formed on a support. The layer (a) has an effect of preventing diffusion of Na ions, and the nitrogen content may be lowered to <=10atom%. The layer (b) is controlled to a film thickness of 60-120nm so as to give an optical density of 2.6-3.2 with respect to light of 436nm wavelength.

Description

【発明の詳細な説明】 ■ 発明の背景 技術分野 本発明は、クロムマスク素材に関する。[Detailed description of the invention] ■ Background of the invention Technical field The present invention relates to a chrome mask material.

先行技術とその問題点 LSIの高集積化に伴い、高解像力をもち。Prior art and its problems As LSIs become more highly integrated, they have higher resolution.

高精度で欠陥の少ないフォトマスクが要求されている。Photomasks with high precision and fewer defects are required.

そして、フォトマスクの素材としては、主に耐久性、鮮
鋭性および解像力等の点ですぐれているクロムマスク素
材が用いられているが、これは従来、支持体上に真空蒸
着またはスパッタリングで金属クロム層を設け、その上
に酸化クロム層を設けた素材をエンチングすることによ
り、パターンを形成する。
The main material used for photomasks is chrome mask material, which is excellent in terms of durability, sharpness, and resolution. Conventionally, metal chrome is deposited on a support by vacuum evaporation or sputtering. A pattern is formed by etching the material with a chromium oxide layer on top of the layer.

近年、このクロムマスクをエンチングするにあたり、パ
ターンの鮮鋭性および線幅再現性と作業の標準化を計る
ため、従来のディップ式エンチング方法からスプレー式
エツチング方法に移行している。
In recent years, in order to improve pattern sharpness, line width reproducibility, and work standardization when etching chrome masks, the traditional dip-type etching method has been replaced by a spray-type etching method.

スプレーエンチングでは、液量が少ないため、上層のエ
ツチング速度が遅いと、工、チンク進行前にハジキ現象
が発生し、不均一性を生じる。 逆にエンチング速度が
速い場合は、液がかかった瞬間にエツチングが進行し、
そ九以降t+フェレンシュな親木性表面が現われるため
、均一なエツチングかえられる。
In spray etching, since the amount of liquid is small, if the etching speed of the upper layer is slow, a repelling phenomenon will occur before etching or chinking progresses, resulting in non-uniformity. On the other hand, if the etching speed is fast, the etching will proceed the moment the liquid is applied.
From the ninth stage onwards, a t+ferenchy wood-loving surface appears, resulting in uniform etching.

従来のクロムマスク素材は、表面の酸化クロム層のエン
チング速度が遅いため、経時変化によりスプレーエンチ
ング時に均一性を損うことがあり1例えば全面スプレー
エンチングした場合、特に、周縁部から、線状ないし散
点状のエンチングムラを生じる。
Conventional chrome mask materials have a slow etching speed of the chromium oxide layer on the surface, which can cause a loss of uniformity during spray etching due to changes over time.1 For example, when spray etching the entire surface, especially from the peripheral area, the line This results in uneven or scattered etching irregularities.

また、遮光層の金属クロムに対し工、チング速度が十分
大きくないため、パターン化した際、パターンの断面形
状がオーバーハング状(ひさし状)となる欠点があった
Furthermore, since the cutting speed is not sufficiently high for the metal chromium of the light-shielding layer, there is a drawback that when patterned, the cross-sectional shape of the pattern becomes overhang-like (eaves-like).

パターン断面にオーバーハングが大きいと、パターン転
写時の鮮鋭性低下やカケの発生等による欠陥増加につな
がる。
If there is a large overhang in the cross section of the pattern, it will lead to a decrease in sharpness during pattern transfer and an increase in defects such as chipping.

さらに、クロムマスクは、コンタクト時のレジスト伺着
や、取扱い中の付着ゴミを除去するため、強酸(120
℃のH2SO4や80℃のH2S04 H202の混合
液等)に浸漬される(2〜3分/回で数10回)が、従
来のクロムマスク素材では、遮光層として金属クロムを
用いているため、耐薬品性に劣り、特にマスク洗浄工程
でよく使用される強酸に対し、耐久性を有さず、汚れた
場合のくり返し使用が困難であった。
Furthermore, the chrome mask is made with strong acid (120%
℃ H2SO4 or 80℃ H2S04 H202 mixed solution) (several 10 times for 2 to 3 minutes/time), but with conventional chrome mask materials, metallic chromium is used as the light-shielding layer. It has poor chemical resistance, especially against strong acids often used in mask cleaning processes, and is difficult to use repeatedly when soiled.

これらの例としては、例えば、特公昭53−22426
号に、透明基板上にクロム等の金属薄膜を設層したもの
が開示されている。
Examples of these include, for example, Japanese Patent Publication No. 53-22426
No. 2, discloses a structure in which a thin film of metal such as chromium is deposited on a transparent substrate.

金属がクロムの場合、耐酸性が劣るためくりかえし使用
ができないことや、各層のエツチング速度が制御されて
いないので断面形状がなめらかでなくなり、パターンの
鮮鋭性や耐久性が劣化するという欠点がある。
When the metal is chromium, it has poor acid resistance, so it cannot be used repeatedly, and because the etching rate of each layer is not controlled, the cross-sectional shape is no longer smooth, resulting in poor pattern sharpness and durability.

さらに、特開昭51−105271号には、ガラス製の
支持体上に、下層としてクロム酸化物、中層として金属
クロム、上層としてクロム酸化物の各層を設ける旨が開
示されている。
Further, JP-A-51-105271 discloses that a lower layer of chromium oxide, a middle layer of metallic chromium, and an upper layer of chromium oxide are provided on a glass support.

しかし、この場合は、上層において、クロム酸化物のみ
ではエツチング速度の制御ができず、エツチングの均一
性が劣化し、パターン断面もオーバーハング状になり、
鮮鋭性や耐久性が劣化する。
However, in this case, the etching rate cannot be controlled with chromium oxide alone in the upper layer, the etching uniformity deteriorates, and the cross section of the pattern becomes overhanging.
Sharpness and durability deteriorate.

また、中層が金属クロムであるため 耐酸性に劣り、く
りかえし使用ができない。
Additionally, since the middle layer is made of metallic chromium, it has poor acid resistance and cannot be used repeatedly.

そして下層においては、クロム酸化物のなかでも酸素含
有量の少ないもの(40原子%未満)であるので、Na
イオンの拡散防1):か不十分であり、保存中にNaイ
オンがクロム膜や酸化膜中に拡散し、パターン欠陥を誘
起するという欠点がある。
In the lower layer, Na
Ion diffusion prevention 1): is insufficient, and there is a drawback that Na ions diffuse into the chromium film or oxide film during storage, inducing pattern defects.

さらに、特公昭48−3231号には、ガラスまたは石
英基板上に、下層としてクロム金属膜、上層としてクロ
ム酸化物膜(反射防止のため)を用いる旨が開示されて
いる。
Furthermore, Japanese Patent Publication No. 48-3231 discloses the use of a chromium metal film as a lower layer and a chromium oxide film (for antireflection) as an upper layer on a glass or quartz substrate.

これによれば、クロム金属膜と基板との間に酸化クロム
層を有しないため、Naイオン拡散による欠陥を誘起す
る。 クロム金属膜は耐酸性に劣るため、くり返し使用
ができない。
According to this, since there is no chromium oxide layer between the chromium metal film and the substrate, defects are induced due to Na ion diffusion. The chromium metal film has poor acid resistance and cannot be used repeatedly.

また、]二層がクロム酸化物膜のみではエツチング速度
の制御が十分でなく、断面にオーバーハング形状を生じ
たり、エンチング均一性の劣化をまねく。
Furthermore, if the two layers are only a chromium oxide film, the etching rate cannot be controlled sufficiently, resulting in an overhang in the cross section and deterioration of etching uniformity.

そして、特開昭58−31338号には、基板上に中層
として低級酸化物および/または低級窒化物を設層し、
その上方に高級酸化物および高級窒化物、または高級窒
化物の上層を設層する旨が開示されている。
JP-A No. 58-31338 discloses that a lower oxide and/or lower nitride is formed as an intermediate layer on a substrate,
It is disclosed that an upper layer of a higher oxide, a higher nitride, or a higher nitride is provided thereabove.

これによれば、上層は、高級窒化物のみであるときには
反射防止効果が不十分であり、またエツチング速度が小
さいため、均一性に劣る。
According to this, when the upper layer is made only of high-grade nitrides, the antireflection effect is insufficient and the etching rate is low, resulting in poor uniformity.

上層が高級酸化物と高級窒化物の混合物である場合、酸
素含有量が25〜32 原子%の範囲でないとエツチン
グ速度、反射防止効果が不十分のため、高精度のフォト
マスクを提供できない。
If the upper layer is a mixture of higher oxide and higher nitride, the etching rate and antireflection effect will be insufficient unless the oxygen content is in the range of 25 to 32 atomic percent, making it impossible to provide a highly accurate photomask.

また、中層が低級酸化物と低級窒化物の混合物層である
ときには、酸素および窒素含有率がそれぞれ、8〜18
原子%、7〜15原子%でないと、耐酸性が良好で、膜
厚が約0 、1 pLmで、光学濃度が約3.0の値を
もつ実用的なフォトマスク素材を提供することができな
い。
Further, when the middle layer is a mixture layer of lower oxide and lower nitride, the oxygen and nitrogen contents are 8 to 18, respectively.
If it is less than 7 to 15 at%, it will not be possible to provide a practical photomask material with good acid resistance, a film thickness of about 0.1 pLm, and an optical density of about 3.0. .

II 発明の目的 本発明の第1の目的は、エツチング速度がきわめて高い
クロムマスク素材を提供し、エツチング処理時間の安定
性および均一性を向上させたクロムマスク素材を提供す
ることにある。
II. OBJECTS OF THE INVENTION The first object of the present invention is to provide a chromium mask material that has an extremely high etching rate and has improved stability and uniformity of etching processing time.

第2の目的は、パターン断面形状において、上層のオー
バーハング現象を低減したクロムマスク素材を提供する
ことにある。
The second object is to provide a chrome mask material in which the overhang phenomenon of the upper layer is reduced in the cross-sectional shape of the pattern.

第3の目的は、単位膜厚あたりの光学濃度が大きく、か
つ耐酸性にすぐれたクロムマスク素材を提供することに
ある。
The third objective is to provide a chromium mask material that has a high optical density per unit film thickness and has excellent acid resistance.

第4の目的は、カラス基板からの Naイオンの拡散に
より生じるレジスト接着性劣化、またはエツチング速度
の不均一性のために発生するパターン欠陥を防止したク
ロムマスク素材を提供することにある。
A fourth object is to provide a chromium mask material that prevents pattern defects caused by deterioration of resist adhesion caused by diffusion of Na ions from a glass substrate or uneven etching rate.

このような目的は、下記の本発明によって達成される。Such objects are achieved by the invention described below.

すなわち第1の発明は、 支持体上に、支持体に近い側から順次下記(a) 、 
(b)および(C)を有することを特徴とするクロムマ
スク素材である。
That is, the first invention provides the following (a) on the support in order from the side closest to the support:
This is a chrome mask material characterized by having (b) and (C).

(a)酸素を40〜60原子%含むクロム酸化物から実
質的になる。厚さが100〜250人の層 (b)酸素を8〜18原子%含み、かつ窒素を7〜15
原子%含むクロム酸化物とクロム窒化物との混合物から
実質的になる層 (C)酸素を25〜32原子%、および窒素を19〜2
8原子%含むクロム酸化物とクロム00〜300人の層 また第2の発明は、 支持体上に、支持体に近い側から順次下記(a)、(b
)および(C)を有することE特徴とするクロムマスク
素材である。
(a) Consists essentially of chromium oxide containing 40 to 60 atomic percent oxygen. (b) a layer with a thickness of 100 to 250 people, containing 8 to 18 atomic percent oxygen and 7 to 15 atomic percent nitrogen;
Layer (C) consisting essentially of a mixture of chromium oxide and chromium nitride containing 25 to 32 atomic % oxygen and 19 to 2 atomic % nitrogen;
A layer of chromium oxide containing 8 atomic % and chromium 00 to 300 chromium oxides and a layer of chromium 00 to 300, and the second invention, are formed by applying the following (a) and (b) on a support in order from the side closest to the support.
) and (C).

(a)酸素を40〜60原子%、窒素を10原子%以下
含むクロム酸化物から実質的になるJ7さが100〜2
50人の層 (b)酸素を8〜18原子%含み、かつ窒素を7〜15
原子%含むクロム酪化物とクロ1、窒化物との混合物か
ら実質的になる層 (C)酸素を25〜32原子%、および窒素を19〜2
8原子%含むクロム酸化物とクロム窒化物の混合物から
実質的になる厚さが2゜0〜300人の層 ■ 発明の具体的構成 以下、本発明の具体的構成について詳細に説明する。
(a) J7 consisting essentially of chromium oxide containing 40 to 60 atom% of oxygen and 10 atom% or less of nitrogen is 100 to 2
50 layer (b) Contains 8 to 18 atomic percent oxygen and 7 to 15 atomic percent nitrogen
Layer (C) consisting essentially of a mixture of chromium butyride and chromium nitride containing 25 to 32 atomic % oxygen and 19 to 2 atomic % nitrogen;
A layer having a thickness of 2.0 to 300 layers consisting essentially of a mixture of chromium oxide and chromium nitride containing 8 at.

本発明の支持体は、可視光、紫外光、遠紫外光に対して
透明であり、鏡面に研摩されていてキスやピットがない
、 例えば、ソーダライムガラス、アルカリボロシリケ
ートカラス、石英カラス等を用いることができる。
The support of the present invention is transparent to visible light, ultraviolet light, and far ultraviolet light, and is polished to a mirror surface without any kisses or pits. For example, the support is made of soda lime glass, alkali borosilicate glass, quartz glass, etc. Can be used.

支持体上に最下層として形成される第1層は、酸素を4
0〜60原子%、好ましくは45〜55%含むクロム酸
化物層である。
The first layer formed as the bottom layer on the support contains 4 oxygen
It is a chromium oxide layer containing 0 to 60 atomic %, preferably 45 to 55 atomic %.

この場合、酸素40〜60原子%に加え、窒素を10原
子%以下、特に5〜10原子%含んでもよい。
In this case, in addition to 40 to 60 atomic % of oxygen, nitrogen may be contained at 10 atomic % or less, particularly 5 to 10 atomic %.

酸素40原子%未満ではNaイオンの拡散防止効果が十
分でなく、パターン欠陥を誘起する。
If oxygen is less than 40 atomic %, the effect of preventing Na ion diffusion is insufficient and pattern defects are induced.

なお、Cr2O3であるため、60原子%はこ元ない。Note that since it is Cr2O3, 60 atomic % is not included.

また、窒素の添加は遮光性を向上するが、lO原子%を
こえると酸素含有量が減少し、Naイオン拡散防止効果
が減少する。
Further, although the addition of nitrogen improves the light-shielding property, when it exceeds 10 atomic %, the oxygen content decreases and the effect of preventing Na ion diffusion decreases.

膜厚は、ピンホールがない膜厚約100Å以上とし、必
要に応じ約250λ程度までとする。 これ以上は効果
は変らず、膜厚が厚くなるだけである。
The film thickness is approximately 100 Å or more without pinholes, and may be increased to approximately 250 λ if necessary. Beyond this point, the effect remains unchanged and the film thickness only increases.

この第1層上に形成される第2層は、遮光層であり、酸
素を8〜18原子%、かつ窒素を7〜15原子%含むク
ロム酸化物およびクロム窒化物の混合層である。
The second layer formed on the first layer is a light shielding layer, and is a mixed layer of chromium oxide and chromium nitride containing 8 to 18 at % of oxygen and 7 to 15 at % of nitrogen.

この場合、酸素8原子%未満では、耐酸性に劣り、また
18原子%をこえると、光学濃度が不十分となる。
In this case, if the oxygen content is less than 8 atomic %, the acid resistance will be poor, and if it exceeds 18 atomic %, the optical density will be insufficient.

また、窒素7原子%未満では、耐酸性に劣り、15原子
%をこえると、光学濃度が不十分となる。
Further, if the nitrogen content is less than 7 atomic %, the acid resistance will be poor, and if it exceeds 15 atomic %, the optical density will be insufficient.

この第2層遮光層は、波長436nmの光に対し、光学
濃度2.6〜3.2となる膜厚に形成されるものであっ
て、600〜1200人の119厚とされる。
The second light-shielding layer is formed to have a thickness of 600 to 1200 and has an optical density of 2.6 to 3.2 for light having a wavelength of 436 nm.

さらに、第2層上に形成される上層膜としての第3層は
、酸素を25〜32原子%、かつ窒素を19〜28原子
%含むクロム酸化物およびクロム空化物の混合層である
Further, the third layer as an upper layer film formed on the second layer is a mixed layer of chromium oxide and chromium vacancy containing 25 to 32 at % of oxygen and 19 to 28 at % of nitrogen.

この場合、酸素25原子%未満では、反射率が高く、微
細なパターン形成が困難である。
In this case, if the oxygen content is less than 25 atomic %, the reflectance is high and it is difficult to form a fine pattern.

また、酸素が32原子%をこえると、エツチング速度が
遅く、スプレーエツチング時のエツチングムラが生じ、
オーバーハング現象を生じてしまう。
Furthermore, if the oxygen content exceeds 32 atomic percent, the etching speed will be slow and uneven etching will occur during spray etching.
This results in an overhang phenomenon.

一方、窒素19原子%未満ではエツチング速If カ遅
<、エツチングムラ、オーバーハング現象が生じる。
On the other hand, if the nitrogen content is less than 19 atom %, the etching speed If is slow, etching unevenness, and overhang phenomena occur.

また、窒素28原子%をこえると反射率が高くなりすぎ
る。
Further, if the nitrogen content exceeds 28 atomic %, the reflectance becomes too high.

このような場合、オーバーハング現象は、エツチング速
l&80人/sec未満で臨界的に生じるものであり、
上記の酸素および窒素量にては、80人/sec以上の
エツチング速度をこえ、オーバーハングは生じない。
In such a case, the overhang phenomenon occurs critically at an etching speed of less than 80 people/sec.
With the above oxygen and nitrogen amounts, the etching rate exceeds 80 people/sec and no overhang occurs.

第3層は、200〜300人の膜厚で形成する。この1
1り厚は、パターン露光波長(350〜450 na)
に対し、反射光が極小となるように定められるものであ
る。
The third layer is formed to a thickness of 200 to 300 layers. This one
1 thickness is the pattern exposure wavelength (350 to 450 na)
In contrast, the reflected light is determined to be minimal.

このようなりロムマスク素材は、公知の反応性スパッタ
リング、イオンプレーテ、くング等により形成される。
Such a ROM mask material is formed by known methods such as reactive sputtering, ion plating, and cutting.

この場合、各層を連続的に形成してもよいし、断続的に
形成してもよい。
In this case, each layer may be formed continuously or intermittently.

以上のように1本発明のクロムマスク素材は、各層の窒
素および酸素の含有率の両方を制御しないと、所望の性
能かえられない。
As described above, the desired performance of the chromium mask material of the present invention cannot be achieved unless both the nitrogen and oxygen contents of each layer are controlled.

■ 発明の具体的作用 本発明のクロムマスク素材は、各層の窒素および酸素の
含有率の両方を制御しないと所望の性能かえられないが
、従来のクロムマスク素材と比較して、エツチング速度
が極めて高い(≧80人/5ec)ので、エツチング開
始時の溶解反応が速やかに進むため、均一性にすぐれ、
プレート内のエツチング進行のバラツキが小さい。
■ Specific effects of the invention The chrome mask material of the present invention cannot achieve the desired performance unless both the nitrogen and oxygen contents of each layer are controlled, but compared to conventional chrome mask materials, the etching rate is extremely high. Since the temperature is high (≧80 people/5ec), the dissolution reaction at the start of etching proceeds quickly, resulting in excellent uniformity.
There is little variation in the progress of etching within the plate.

第1図には、上層の窒素および酸素含有量と、エンチン
グ速度との関係が示される。
FIG. 1 shows the relationship between the nitrogen and oxygen contents of the upper layer and the etching rate.

11図から、上層の酸素含有量が、25〜32原子%、
窒素含有量が19〜28原子%となると、80人/se
c以」二のきわめて高いエツチング速度かえられること
がわかる。
From Figure 11, the oxygen content in the upper layer is 25 to 32 at%,
When the nitrogen content is 19 to 28 at%, 80 people/se
It can be seen that an extremely high etching speed can be obtained from c.

これにより、パターン線]lJの面内均−性にすぐれて
いる。 また、エツチングムラもきわめて少ない。
As a result, the in-plane uniformity of the pattern lines [lJ] is excellent. Also, there is very little uneven etching.

また、」二層119のエツチング速度が大きく(≧80
人/5ee)なるので、遮光性のクロム層(〜30人/
5ec)よりエツチング速度が十分大きい・ため、パタ
ーン断面でのオーバーハング現象が発生しない。
In addition, the etching speed of the double layer 119 is high (≧80
person/5ee), so there is a light-shielding chromium layer (~30 people/5ee).
Since the etching speed is sufficiently higher than 5ec), no overhang phenomenon occurs in the cross section of the pattern.

さらに、遮光性であるクロム膜に、酸素および窒素をそ
れぞれ8〜18原子%、7〜15原子%含有しているた
め、耐酸性にすぐれ、120°C濃硫酸によるマスク洗
浄にも2時間以上耐え、実用的なくり返し使用に対する
耐久性を十分有している(1回洗浄は2〜3分であり数
10回洗浄)。
In addition, the light-shielding chromium film contains 8 to 18 atomic percent and 7 to 15 atomic percent of oxygen and nitrogen, respectively, so it has excellent acid resistance and can be used for mask cleaning with concentrated sulfuric acid at 120°C for more than 2 hours. It is durable and has sufficient durability for repeated practical use (one time washing takes 2 to 3 minutes and it is washed several dozen times).

第2図には、120℃濃硫酸にて2〜3分の洗浄を30
回以上耐える領域がハツチで示される。
Figure 2 shows washing for 2 to 3 minutes with concentrated sulfuric acid at 120℃ for 30 minutes.
Areas that can withstand more than one cycle are indicated by hatches.

また、光学濃度は、第3図に示されるように、2.6/
100Å以上の十分な値をもつ。
In addition, the optical density is 2.6/2, as shown in Figure 3.
It has a sufficient value of 100 Å or more.

加えて、基板接着層である下層の組成を、酸素含有量4
0〜60原子%と限定することにより、基板からのNa
イオンの拡散が効率よく抑制されるので、保存中に生じ
る局部的なレジスト接着性の劣化や熱処理により生じる
クロム膜の局部的なエツチング速度の増大等によるパタ
ーン欠陥の発生を防止できる。
In addition, the composition of the lower layer, which is the substrate adhesive layer, was changed to an oxygen content of 4.
By limiting it to 0 to 60 at%, Na from the substrate is
Since ion diffusion is efficiently suppressed, it is possible to prevent pattern defects caused by local deterioration of resist adhesion that occurs during storage or local increase in etching rate of the chromium film caused by heat treatment.

第4図には、4インチあたりのパターン欠陥数と、酸素
量との関係が示される。
FIG. 4 shows the relationship between the number of pattern defects per 4 inches and the amount of oxygen.

■ 発明の具体的実施例 以下に本発明の実施例を示し、本発明をさらに計則に説
明する。
(2) Specific Examples of the Invention Examples of the present invention will be shown below to further explain the present invention in detail.

実施例 プレーナーマグネトロンスパンタ装置の中に基板を設置
し、真空槽内部をl X I O’Torrまで排気す
る。
EXAMPLE A substrate is placed in a planar magnetron spunter device, and the inside of the vacuum chamber is evacuated to l X I O'Torr.

スパンタ用ガスを導入するとともに、基板を15rpm
で回転させる。
Introducing the spunter gas and rotating the board at 15 rpm.
Rotate with .

このとき、A r = 54cc/min、N2 = 
30cc/min、02 = 16 cc/minの流
量とする。
At this time, A r = 54cc/min, N2 =
The flow rate is 30 cc/min, 02 = 16 cc/min.

次いで、カス圧を設定する。(全圧=5×10−3To
rr) さらに、クロ1、ターゲフトに約450Vの負電圧を印
加し、ターゲットと基板の間にグロー放電を発生させる
Next, the waste pressure is set. (Total pressure=5×10-3To
rr) Furthermore, a negative voltage of about 450 V is applied to the black 1 target and the target to generate a glow discharge between the target and the substrate.

パワーが1.5KWとなるように印加電圧を調整し、シ
ャンターを開けて2分間成膜した。
The applied voltage was adjusted so that the power was 1.5 KW, the shunter was opened, and the film was formed for 2 minutes.

シャッターを閉じると同時に、ガス流量を変更する。 
このとき、A r = 81 cc/min、 N2=
 1 ’Occ/Iain、 02 = 9 cc/r
Binとする。
Change the gas flow rate at the same time as closing the shutter.
At this time, A r = 81 cc/min, N2 =
1 'Occ/Iain, 02 = 9 cc/r
Bin.

カス圧は、これにともない4XIO−3Torrに変化
する。
Along with this, the gas pressure changes to 4XIO-3Torr.

パワーが2KWとなるように印加電圧を調整し、シャン
ターを開けて4分開成膜した。
The applied voltage was adjusted so that the power was 2 KW, the shunter was opened, and the film was formed for 4 minutes.

次いで、シャッターを閉じると同時にカス流量を変更す
る。 このときA r = 65 cc/min、N 
2 = 30 cc/min、 02 = 5 cc/
winとする。
Next, the shutter is closed and the waste flow rate is changed at the same time. At this time, A r = 65 cc/min, N
2 = 30 cc/min, 02 = 5 cc/
It's a win.

カス圧は、これにともない4.7X10−3Torrに
変化する。
Along with this, the gas pressure changes to 4.7×10 −3 Torr.

パワーが0.7KWとなるように印加電圧を調整し、シ
ャンターを開けて5分間成膜した。
The applied voltage was adjusted so that the power was 0.7 KW, the shunter was opened, and the film was formed for 5 minutes.

シャンターを閉じて電圧をOffとする。Close the shunter and turn off the voltage.

次いで、真空槽を大気に戻し、成膜済基板をとり出す。Next, the vacuum chamber is returned to the atmosphere, and the film-formed substrate is taken out.

このようにして作製したクロムマスク素材の19膜組成
、第5図に示す。
The composition of 19 films of the chromium mask material thus produced is shown in FIG.

このような膜組成を有するクロムマスク素材を全面スプ
レーエツチングしたところ、ムラがほとんど発生せずに
均一な工・ンチング状fff、が得られた。
When a chrome mask material having such a film composition was spray-etched over the entire surface, a uniform etching pattern fff was obtained with almost no unevenness.

次に、このクロムマスク素材を公知のフォトリソグラフ
ィの手法を用いてパターン化した後、このパターンの断
面形状を観察したところ、表1に示すように、オーバー
ハングがほとんと′解″1肖した。
Next, this chrome mask material was patterned using a known photolithography method, and when the cross-sectional shape of this pattern was observed, as shown in Table 1, it was found that the overhang was almost 1. .

さらに、このパターン化されたマスクを120°Cに加
熱した。 濃硫酸に浸漬したところ、2時間を経過して
もパターンに何ら異常を生じなかった〔表1〕。
Furthermore, this patterned mask was heated to 120°C. When immersed in concentrated sulfuric acid, no abnormality occurred in the pattern even after 2 hours [Table 1].

また、このクロムマスクは、パターンの鮮鋭性、解像力
等の他の性質は、従来法で作製したマスクと同等の性能
を有していた。
In addition, this chrome mask had performance equivalent to that of masks produced by conventional methods in other properties such as pattern sharpness and resolution.

なお、下層N 310のものも、はぼ同等の結果であっ
た。
Note that the lower layer N310 also gave almost the same results.

比較例 プレーナーマグネトロンスパッタ装置の中に基板を設刀
し、真空槽内部をl X 10−5Torrまでり1気
する。
Comparative Example A substrate was placed in a planar magnetron sputtering device, and the inside of the vacuum chamber was heated to 1×10 −5 Torr.

スパッタ用ガスを導入するとともに、基板を15 rp
mで回転させる。 このとき、Ar=70 cc/wi
n、02 = 30 cc/minの波量とする。
While introducing sputtering gas, the substrate was heated at 15 rpm.
Rotate with m. At this time, Ar=70 cc/wi
The wave amount is n, 02 = 30 cc/min.

次いで、ガス圧を設定する。(全圧=5×10 ’ T
orr) さらに、クロムターゲットに約450Vの負電圧を印加
し、ターゲットと基板の間にグロー放電を発生さ・せる
Next, set the gas pressure. (Total pressure = 5×10'T
(orr) Furthermore, a negative voltage of about 450 V is applied to the chromium target to generate glow discharge between the target and the substrate.

パワーが1.3KWとなるように印加電圧を調整し、シ
ャッターを開けて2分間成膜した。
The applied voltage was adjusted so that the power was 1.3 KW, the shutter was opened, and the film was formed for 2 minutes.

シャッターを閉じると同時に、カス流量を変更する。 
このとき、A r = 100 cc/minとする。
The waste flow rate is changed at the same time as the shutter is closed.
At this time, A r = 100 cc/min.

 ガス圧は、これにともない、lXl0−3Torrに
変化する。
Along with this, the gas pressure changes to lXl0-3 Torr.

パワーが1.5KWとなるように印加電圧を調整し、シ
ャッターを開けて3分間成膜した。
The applied voltage was adjusted so that the power was 1.5 KW, the shutter was opened, and the film was formed for 3 minutes.

シャッターを閉じると同時に、ガス流量を変更する。 
このとき、A r = 70 cc/min、 02=
 30 cc/sinとする。 ガス圧は、これにとも
ない1 、5 X l 0−3Torrに変化する。
Change the gas flow rate at the same time as closing the shutter.
At this time, A r = 70 cc/min, 02=
It is assumed to be 30 cc/sin. Along with this, the gas pressure changes to 1,5 X l 0-3 Torr.

パワーが1.3KWとなるように印加電圧を調整し、シ
ャンク−を開けて6分間成膜した。
The applied voltage was adjusted so that the power was 1.3 KW, the shank was opened, and the film was formed for 6 minutes.

シャッターを閉じて電圧をOffとする。Close the shutter and turn off the voltage.

次いで、真空槽を大気に戻し、成膜済基板をとり出す。Next, the vacuum chamber is returned to the atmosphere, and the film-formed substrate is taken out.

このようにして作製したクロムマスク素材の膜組成を第
6図に示す。
The film composition of the chromium mask material thus produced is shown in FIG.

このような膜組成を有するクロムマスク素材を、全面ス
プレーエンチングしたところ、ムラが中心部を除いてほ
ぼ全面に発生した。
When the entire surface of a chrome mask material having such a film composition was spray-etched, unevenness occurred on almost the entire surface except for the center.

次に、このクロムマスク素材を公知のフォトリングラフ
ィの手法を用いてパターン化した後、このパターンの断
面形状を観察したところ、表1に示すように、オーバー
ハングが約0、LILmの長さに観察された。
Next, this chrome mask material was patterned using a known photolithography method, and when the cross-sectional shape of this pattern was observed, as shown in Table 1, the overhang was approximately 0, and the length of LILm was was observed.

さらに、このパターン化されたマスクを120°Cに加
熱した濃硫酸に浸漬したところ、10分間を経過した時
点で5μm111以下のパターンは消失していた。
Further, when this patterned mask was immersed in concentrated sulfuric acid heated to 120°C, the pattern of 5 μm or less had disappeared after 10 minutes.

表 1 (ルm) 本発明 はとんどなし 0.01 2時間で変化なし 比較例 中央部を除い 0.1 1<1分後にてほぼ全
面に 5pm以下の 発生 パターン消失 表1に示される結果から、本発明の効果があきらかであ
る。
Table 1 (Lem) Almost no change in the present invention 0.01 No change after 2 hours Comparative example Except for the center 0.1 1 < 5 pm or less generated on almost the entire surface after 1 minute Pattern disappears as shown in Table 1 The results clearly demonstrate the effectiveness of the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明における上層膜中の酸素含有量とエン
チング速度との関係をを示すグラフである。 第2図は、本発明における素材の良好な耐酸性を示す遮
光層中の酸素含有量と窒素量との関係を示すグラフであ
る。 i3図は、本発明における遮光層中の酸素含有量と光学
濃度との関係を示すグラフである。 第4図は、本発明における下層中の酸素含有量とパター
ン欠陥発生量との関係を示すグラフである。 第5図は、本発明の実施例の膜組成の深さ分!【1を示
すグラフである。 第6図は、比較例の膜組成の深さ分布を示すグラフであ
る。 出願人 小西六写真工業株式会社 代理人 弁理士 石 井 陽 − 第1図 自責 t 涼 予 Z 第2図 酸素原子Z 第3図 西側 涜t 原 子 2 第4図 白変 t 漂 + Z イト 有 量 (1十%)
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the oxygen content in the upper layer film and the etching rate in the present invention. FIG. 2 is a graph showing the relationship between the oxygen content and nitrogen content in the light-shielding layer, which shows the good acid resistance of the material in the present invention. Figure i3 is a graph showing the relationship between the oxygen content in the light shielding layer and the optical density in the present invention. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the oxygen content in the lower layer and the amount of pattern defects in the present invention. Figure 5 shows the depth of the film composition of the example of the present invention! This is a graph showing [1]. FIG. 6 is a graph showing the depth distribution of the film composition of the comparative example. Applicant Roku Konishi Photo Industry Co., Ltd. Agent Patent attorney Akira Ishii - Figure 1 Self-inflicted t Ryo Yu Z Figure 2 Oxygen atom Z Figure 3 West side Blasphemy t Atom 2 Figure 4 White discoloration t Bleach + Z It Yes Amount (10%)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1) 支持体上に、支持体に近い側から順次下記(a
)、(b)および(c)を有することを特徴とするクロ
ムマスク素材。 (a)酸素を40〜60原子%含むクロム醇化物から実
質的になる厚さが100〜250人の層 (b)酸素を8〜18原子%含み、かつ窒素を7〜15
原f%含むクロム酸化物とクロム窒化物との混合物から
実質的になる層 (C)酸素を25〜32原子%、および窒素を19〜2
8原子%含むクロム酸化物とクロム窒化物の混合物から
実質的になる厚さが200〜300人の層
(1) Place the following (a) on the support in order from the side closest to the support.
), (b) and (c). (a) A layer of 100 to 250 people substantially consisting of chromium moltenide containing 40 to 60 atom % of oxygen; (b) A layer of 8 to 18 atom % of oxygen and 7 to 15 atom of nitrogen;
Layer (C) consisting essentially of a mixture of chromium oxide and chromium nitride containing f% oxygen and 19-2 atomic% nitrogen.
A layer 200 to 300 thick consisting essentially of a mixture of chromium oxide and chromium nitride containing 8 at.%
(2) 支持体上に、支持体に近い側から順次下記(a
) 、 (b)および(C)を有することを特徴とする
クロムマスク素材。 (a)酸素を40〜60原子%、窒素をio原子%以下
含むクロム酸化物から実質的になる厚さかioo〜25
0人の層 (b)酸素を8〜18原子%含み、かつ窒素を7〜15
原子%含むクロム醇化物とクロム窒化物との混合物から
実質的になる層 (C)酸素を25〜32原子%、および窒素を19〜2
8原子%含むクロム酸化物とクロム窒化物の混合物から
実質的になる厚さか200〜300人の層
(2) Place the following (a) on the support in order from the side closest to the support.
), (b) and (C). (a) Thickness consisting essentially of chromium oxide containing 40 to 60 atom % of oxygen and io to 25 atom % of nitrogen
0 layer (b) Contains 8 to 18 at% of oxygen and 7 to 15 of nitrogen
Layer (C) consisting essentially of a mixture of chromium moltenide and chromium nitride containing 25 to 32 atomic % oxygen and 19 to 2 atomic % nitrogen.
A layer of 200 to 300 people thick consisting essentially of a mixture of chromium oxide and chromium nitride containing 8 at.%
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