JPS6033556A

JPS6033556A - ドライエッチング用フォトマスク素材

Info

Publication number: JPS6033556A
Application number: JP58143529A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Kato; 孝行加藤; Takashi Hatano; 秦野　高志
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1983-08-05
Filing date: 1983-08-05
Publication date: 1985-02-20
Also published as: JPH0430576B2

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】 ■　発明の背景技術分野本発明は、基板上に薄膜を有するドライエツチング用フ
ォトマスク素材に関する。

先行技術とその問題点ＬＳＩの高集積化に伴い、ＬＳＩ製造に用いられるフォ
トマスクも、高精度化、低欠陥化が要求されてきている
。

従来のウェット・ケミカル・エツチングでは、エツチン
グされたパターンの画質が悪くなり、微細パターンの形
成が困難なため、この欠点を除去したエツチング方法と
して、ドライエツチング処理が提案されている。　゛ド
ライエツチングとは、例えば、ＣＦ４゜Ｃ２Ｆ６．ＣＣ
文２Ｆ２．ＣＣＣ６０ＣＨＦ３゜Ｃ２ＨＦ５　、ＳＦａ
等の有機ハロゲン化物ガスに酸素、窒素等を混合した雰
囲気中に試料を置き、高周波電力を印加しグロー放電を
発生させある。

しかし、従来ウェットエツチングにおいて幅広く用いら
れてきたクロム系マスクを、ドライエ、チングプロセス
に用いる場合には、エツチング速度が遅く、ハードマス
クの生産性の低下をまねくという欠点がある。

このような実情に鑑み、本発明者らは先に、エツチング
速度が速い材料としてタングステン膜を提案している。

しかしながら、このタングステン系マスクは、基板ガラ
ス中のアルカリ成分と反応し、その変質した部分がエツ
チング不良をおこすことが判明した。

ＴＩ　発明の目的本発明の主たる目的は、ドライエツチング速度の速いタ
ングステンを主成分とする薄膜を用い、エツチング不良
を改善したドライエツチング用マスク素材を提供するこ
とにある。

特開昭ＧＯ−３３５５６（２）このような目的は、下記の本発明によって達成される。

すなわち本発明は、アルカリ金属酸化物の含有量が、５重量％以下の低アル
カリガラス基板上に、タングステンを主成分とする薄膜
を有することを特徴とするドライエツチング用フォトマ
スク素材である。

■　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。

本発明のフォトマスク素材の基板は、アルカリ金属酸化
物の含有量が５重量％以下、特に３重は％以下か、アル
カリ金属酸化物が含有されない低アルカリガラスからな
る。

この場合、アルカリ金属酸化物　（Ｎａｐ。

ＫＯ，ＬｉＯ等）の含有量が５重量％をこえると、ドラ
イエツチングの進行が阻害されて、ドライエツチング不
良が臨界的に増大してしまう。

これは、後述の薄膜中のタングステンが、水とアルカリ
金属酸化物と反応し、Ｎ　ａ　（ｗ　１２０４６Ｈ１０）　・２３　Ｈ２０や
、Ｋ　（Ｗ　＋　２０　ａ　ｅ　Ｈ１ｏ）　−２３Ｈ２
０等の錯体を形成し、有機ハロゲン化物および酸素等と
のドライエツチング反応の進行を阻害するためであると
考えられる。

これに対し、アルカリ金属酸化物が含有されないか、あ
るいはその含有量が５重量％以下の低アルカリガラスを
用いれば、上記の錯体形成反応の進行は防１トされ、ド
ライエツチング不良が防止され、保有性が向」ニするも
のである。

用いる低アルカリガラスとしては、露光域（４００〜４
５０　ｎｍ）において実質的に透明（透過率７５％以」
；）で、アルカリ金属酸化物含有量０〜５重量％のもの
であれば、他に制限はない。

すなわち、ボロシリケートガラス、アルミノボロシリケ
ートガラス、アルミノシリケートガラス、石英ガラス等
いずれであってもよい。

このような低アルカリガラス基板上に設けられる遮光用
の薄膜は、タングステンを主成分とするものである。

この場合、薄膜は、タングステン単独からなってもよく
、５０ａｔ％以下の範囲にて、Ｔｉ。

Ｃｒ、Ｔａ等の１種以上が含まれるタングステン合金で
あってもよい。

さらには、窒素、酸素、炭素等の１種以上が　・含まれ
ていてもよい。　これらの場合、窒素量は５０ａｔ％以
下、酸素量は３０ａｔ％以下、炭素量は３０ａｔ％以下
とされる。

なお、窒素、酸素、炭素等の１種以上は、膜厚方向に均
一な濃度分布で含有されていてもよく、濃度勾配をもっ
ていてもよい。

すなわち、窒素、酸素、炭素の濃度が膜厚方向に亘って
均一である他、支持体と反対側の表面側に、窒素、酸素
、炭素、特に酸素の濃度の高い領域を設けてもよい。　
このようなときには、表面反射防１１効果と対刷性向上
効果とが生じる。

あるいは、支持体側に、窒素、酸素、炭素の濃度の高い
領域を設けることもできる。　このときには、支持体と
の膜付きが向上し、裏面反射防１に効果が生じる。

これら表面側および／または裏面側の窒素・酸素の高濃
度領域は、一般に、薄膜全域の平均濃度が上記の範囲と
なる条件の下で、窒素３０〜５０ａｔ％、酸素２０〜７
０ａｔ％程度とされる。　また、その厚さは、１０〜５
００人程度とされる。

なお、これら高濃度領域は、薄膜本体と別の層として積
層して設けられてもよい。

なお、上記の薄膜と基板間、あるいは薄膜上には、必要
に応じ、反射防止用や、対剛性ないし膜付向上のために
、別途、ｌＯ〜５００人程度の他の下地層や保護層を形
成してもよい。

このような薄膜は、蒸着、イオンブレーティング、スパ
ッタリング等により形成される。

これら気相被着に際しての条件、方式等には特に制限は
ない。

この場合、薄膜中に酸素、窒素を含有させるには、通常
、Ｎ２，０２を含む雰囲気中でスパッタリング等を行え
ばよい。　この他、薄膜形成中ないし形成後に、Ｎ２．
０２等をイオン、中性粒子の形で打ち込んだり１、後処
理として種々の酸化ないし窒化処理を行うこともできる
。　また、炭素を含有させるには、対応する炭化物のタ
ーゲットを用いてもよい。

■　発明の具体的作用本発明のマスク素材は、通常のドライエツチング方式に
従いマスクとされる。

すなわち、その１例を示すならば、まず、ドライエツチ
ング用のフォトレジストをマスク素材の薄膜表面に塗布
し、プリベークする。　次イテ、フォトレジストに適し
た活性放射線で画像を焼付け、現像し、画像様に素材面
を露出する。

こののち水洗し、円筒型プラズマエツチング装置や平行
平板型反応性イオンエツチング装置等を用いドライエツ
チングを行い、素材の薄膜を画像用に選択除去する。

この場合、ドライエ５ツチングの雰囲気とし、ては、例
えばＣＦ４　、Ｃ２Ｆ、、００文２Ｆ２　。

ＣＣＣ６０、Ｃ）（Ｆ３　、Ｃ２ＨＦ５　、ＳＦａ等の
有機ハロゲン化物ガスに０２．Ｎ２等を混合したものを
用いる。　そして、高周波電力を印加してグロー放電を
生じさせ、これらのイオンや中性ラジカルによってドラ
イエツチングを行う。　なお、動作圧力は１Ｏ−１００
Ｐａ程度、投入パワーは０．０５〜０．５Ｗ／ａｍ’程
度とする。

次いで、０２等の雰囲気中でドライエツチングを行う等
により、フォトレジストを除去してマスクが作製される
。

このようにして作製されるマスクは、４００〜４５Ｏｎ
＋＊の露光域の焼付は用フォトマスクとして有用である
。

■　発明の具体的効果本発明によれば、アルカリ金属とタングステンとの錯体
の形成反応の進行が防止されるので、ドライエツチング
不良がきわめて少なくなる。　すなわち、高温高湿下で
保存されたようなときでも、ドライエツチング不良はき
わめて少なく、保存性が格段と高い。

■　発明の具体的実施例以下に本発明の実施例を示し、本発明をさらに詳細に説
明する。

実施例基板として、パイレックス７７４０を用いた。

このガラス基板のアルカリ金属酸化物の含有量は、４．
６ｗｔ％であった。

このガラス基板を、スパッタリング装置内に装着して１
　、　ＯＸ　Ｉ　０−５ｔｏｒｒになるまで排気した後
、Ａｒガスおよび０２ガスの混合ガスを、圧力が５　、
　ＯＸ　ｌ　（ｊ−３ｔｏｒｒになるまで導入した。　
混合ガス中の０２ガス分圧は、５％であった。

スパッタリング装置の７メードとカソードの間に４５０
Ｖの電圧を印加しプラズマを発生させ、タングステンを
ターゲットとして、前記ガラス基板表面に厚さ７００人
の酸素を含有したタングステン薄膜（酸素含有量１０ａ
ｔ％）を形成した。

ひきつづいて、酸素ガスの分圧比を２０％にして、電圧
５５０Ｖを印加し、酸素含有タングステン薄膜上に、高
濃度酸素含有タングステン層（酸素含有量４０ａｔ％）
を３００人形成した。

以上のようにして、低アルカリ基板上に酸素を含有させ
たタングステンを２層積層させたブランクス基板に、フ
ォトレジスト　ＡＺ１３５０（シラプレー社製）を５０
００人の厚さに塗布し、空気中で約９０°Ｃに３０分程
度加熱し、レジスト層を固化させた。

次いで、フォトレジスト層を露光し現像して、所望のレ
ジストパターンを形成した。

次に、このレジストパターンをマスクとして、このマス
クで覆われていない部分の酸素含有タングステンの積層
を以下のようにしてドライエツチングを行い、パターン
を形成した。

すなわち、平行平板型プラズマエツチング装置を用いて
、ＣＦ４ガスおよび０２ガスの混合ガス（ガス組成　Ｃ
Ｆ４　：０２　＝１９：　ｌ）による積層体のエツチン
グを行ったところ、１分４０秒を要した。

なお、ガス圧は４０ｐａ、高周波出力は１５０Ｗで行っ
た。

このようにして、薄膜にパターンを形成した後、以下の
ようなレジスト剥離を行い、マスクを作製した。

すなわち、平行平板型プラズマエツチング装置を用いて
、０２ガスにより前記パターン上のレジスト剥離を行っ
たところ、３分を要した。

なお、ガス圧は１２０ｐａ、高周波出力は３００Ｗとし
た。

１比較例比較例として、基板にソーダガラス基板（アルカリ含有
率３０％）を使用した他は実施例と同様のマスクの形成
を行った。

上記実施例および比較例において、フォトマスク素材作
製後、５０℃、相対湿度５０％にて１週間保存し、保存
後にフォトレジスト層を塗布し、フォトレジスト層への
露光を全面霧光として、同様のマスク形成を行った。

比較例のものは、第１図に示すように、周縁部にて、エ
ツチングされるべきところがエツチングされていないこ
とがわかる。

これに対し、上記実施例によれば、マスク全域に亘って
均一にエツチングが行われ、エツチング不良はまったく
なかった。

２

【図面の簡単な説明】

第１図は、比較用のフォトマスク素材の、ドライエツチ
ング後の構造を示す写真である。出願人　小西六写真工業株式会社代理人　弁理士　石　井　陽　− ｔａＸ　図７．補ＩＦの内容特許庁長官　若　杉　和　夫　殿１、事件の表示昭和５８年特許願第１４３５２９号２、発明の名称ドライエツチング用フォトマスク素材３、補正をする者事件との関係　特許出願人任　所　東京都新宿区西新宿１丁目２６番２号名　称　
（１２７）　小西六写真工業株式会社代表者　用本信彦４、代理人　〒１７１住　所　東京都豊島区西池袋五丁目１７番１１号矢部ビ
ル１階　電話　９８８−１６８０昭和５８年１１月２９
日　（発送）６、補正の対象明細書の「３、発明の詳細な説明ｊの欄およびを、以下
のように補正する。１）第１３ページ第５行〜第６行の、「フォトマスク素
材」の後に、１ｎ（５０Ｘ５０醜鵬）ｊを挿入する。２）第１３ページ第１Ｏ行〜第１２行に、「比較例のも
のは、・・・・・・　ことがわかる。」とあるを、「比
較例のものは、周縁部にて２〜５腸回のエツチングされ
ていない領域が生じた。ｊと補正する。除する。 ■　図面「第１図」を削除する。

Claims

【特許請求の範囲】

■、　アルカリ金属酸化物の含有量が、５重量％以下の
低アルカリガラス基板上に、タングステンを主成分とす
る薄膜を有することを特徴とするドライエツチング用フ
ォトマスク素材。