JPS6237386B2 - - Google Patents
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- JPS6237386B2 JPS6237386B2 JP21213683A JP21213683A JPS6237386B2 JP S6237386 B2 JPS6237386 B2 JP S6237386B2 JP 21213683 A JP21213683 A JP 21213683A JP 21213683 A JP21213683 A JP 21213683A JP S6237386 B2 JPS6237386 B2 JP S6237386B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chromium
- layer
- etching
- photomask blank
- resist
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals 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
- G03F1/88—Originals 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 prepared by photographic processes for production of originals simulating relief
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Description
この発明は半導体素子、IC、LSI等の半導体製
造に使用されるフオトマスクブランクに関する。 この種のフオトマスクブランクとしては、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、スパツタリング法またはイオンプレー
テイング法等によつてクロム層２を積層させた、
比較的表面反射率の高いものと、同図ｂ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
を積層させて反射防止層付きのもの（低反射フオ
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′を積層して、導電性をも
つた透明基板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を積層した透明導電膜付きフオトマス
クブランクがある。したがつて、この発明におい
ては、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、透明導電膜付きのものが含まれる。 このようなフオトマスクブランクを半導体製造
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に示した酸化クロム層３上にそ
れぞれレジスト（本例ではポジレジスト）を塗布
し、所望のパターンを適当な露光装置により露光
させた後、レジストを現像して形成されたパター
ンのうちから、露光された部分のレジストと、そ
の下のクロム層２、酸化クロム層３をエツチング
したうえで、前記現象によつて溶解しなかつたレ
ジストを剥離して、所定の半導体製造用フオトマ
スクを得るのである。 ここまでの工程中、前記レジストの塗布後に
は、レジスト膜とフオトマスクブランク（より詳
しくはクロム層２または酸化クロム層３）との接
着性を高め、レジスト中の溶媒を蒸着させるため
にプ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工程で第２図
ａに示すようにレジスト４上に異物５が乗つた場
合、その異物５下のレジスト４は、前述した露光
によつても未露出部分となつて、現像後のレジス
ト４０が同図ｂに示すように残ることから、次の
エツチング工程、レジスト剥離工程後において同
図ｃに示すようにクロム残り２０，３０が発生す
る。このようなクロム残り２０，３０は直径約１
（μｍ）の大きさを有し、１μｍオーダーの高精
度パターンが要求されるフオ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
去手段としては、オー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すことにな
る。以下、このオーバーエツチングによる欠陥を
従来のフオトマスクブランクを挙げて具体的に説
明する。 表面を精密研磨した透明ガラス基板上に、圧力
１×10-3（Torr）のArとCH4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
トロン直流スパツタリングにより炭素を含むクロ
ム層（650Å）（第１図ｂにて２に相当する。）を
積層させる。次に、同一真空中でArとNOをそれ
ぞれモル比80％：20％にした混合ガス中で同様の
スパツタリングにより前記クロム層上に、窒素を
含むクロム酸化層（第１図ｂにて３に相当す
る。）を積層させ第１図ｂに示したような低反射
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布、露光現像及びレジス
ト剥離の各工程の後、硝酸第２セリウムアンモニ
ウム165ｇと過塩素酸（70％）42mlに純水を加え
て1000mlにしたエツチング液（19〜20℃）でウエ
ツトエツチングすることにより所定のパターンを
形成した場合、エツチング時間が50（sec）でア
ンダーカツト量が約0.36（μｍ）であつた。ここ
で、アンダーカツト量とは、第２図ｄに示すよう
にオーバーエツチングした場合においてレジスト
４１下の幅寸法x1と、炭素を含むクロム層２１及
び窒素を含むクロム酸化層３１の最大寸法x2との
差である。 そこで、エツチング時間を更に経過させてアン
ダーカツト量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、オーバーエツチングすること
によりアンダーカツト量を増加させ、また特性曲
線ｂ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／（ジヤストエツチング
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で示す。ここでジヤストエツチング時
間とは縦方向（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。同図の曲線ｃに
よれば、クム残り密度を0.1（個／cm2）以下にす
るには、エツチング時間をジヤストエツチング時
間の２倍以上も要する。 したがつて、従来のフオトマスクブランクは、
クロム残りの除去手段としてオーバーエツチング
するしかなく、そのオーバーエツチングにより半
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、過剰なオーバーエツチング
をすることなく、クロム残り密度を減少させたフ
オトマスクブランクを提供することである。この
ような目的の手段としては、CH4ガスのモル比を
小さ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ツトレー
トが大きくなつて微細寸法の制御が困難になり、
根本的な解決にはなりえない。 そこで、本発明者は、特に透明基板上に積層し
た炭素を含むクロム層が従来ほぼ同一の炭化度で
構成されていたのに対して、この炭素を含むクロ
ム層のうち、透明ガラス基板に近い層と遠い層と
に分け、エツチング速度を近い層にて比較的早く
して、遠い層にて遅くすることにより、過剰なオ
ーバーエツチングをすることなく、クロム残りを
除去することを見出した。以下、この発明に係る
フオ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ｂ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
の高いフオトマスクブランクの例で、表面を精密
研磨したソーダライムガラスからなる透明基板１
０上に、炭化度が比較的小さい炭素を含むクロム
層２２を、そのクロム層２２上に炭化度が比較的
大きい炭素を含むクロム層２３をそれぞれ積層し
てなるフオトマスクブランクであり、第５図ｂは
更に前例のフオトマスクブランクのクロム層２３
上に窒素を含む酸化クロム層３２（膜圧250Å）
を積層してなる低反射フオトマスクブランクであ
る。 そこで、この低反射フオトマスクブランクにつ
いてクロム層２２とクロム層２３の各炭化度を相
対的に変えたものを表に示すように用意し、膜圧
についてはクロム層２２を、150Å、クロム層２
３を500Åにし、このクロム層２３上に前述した
酸化クロム層３２を積層し、光学濃度について
は、所望値3.0が得られるようにスパツタリング
速度を調整し、その他は従来と同様なスパツタリ
ング法により各層を積層する。
造に使用されるフオトマスクブランクに関する。 この種のフオトマスクブランクとしては、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、スパツタリング法またはイオンプレー
テイング法等によつてクロム層２を積層させた、
比較的表面反射率の高いものと、同図ｂ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
を積層させて反射防止層付きのもの（低反射フオ
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′を積層して、導電性をも
つた透明基板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を積層した透明導電膜付きフオトマス
クブランクがある。したがつて、この発明におい
ては、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、透明導電膜付きのものが含まれる。 このようなフオトマスクブランクを半導体製造
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に示した酸化クロム層３上にそ
れぞれレジスト（本例ではポジレジスト）を塗布
し、所望のパターンを適当な露光装置により露光
させた後、レジストを現像して形成されたパター
ンのうちから、露光された部分のレジストと、そ
の下のクロム層２、酸化クロム層３をエツチング
したうえで、前記現象によつて溶解しなかつたレ
ジストを剥離して、所定の半導体製造用フオトマ
スクを得るのである。 ここまでの工程中、前記レジストの塗布後に
は、レジスト膜とフオトマスクブランク（より詳
しくはクロム層２または酸化クロム層３）との接
着性を高め、レジスト中の溶媒を蒸着させるため
にプ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工程で第２図
ａに示すようにレジスト４上に異物５が乗つた場
合、その異物５下のレジスト４は、前述した露光
によつても未露出部分となつて、現像後のレジス
ト４０が同図ｂに示すように残ることから、次の
エツチング工程、レジスト剥離工程後において同
図ｃに示すようにクロム残り２０，３０が発生す
る。このようなクロム残り２０，３０は直径約１
（μｍ）の大きさを有し、１μｍオーダーの高精
度パターンが要求されるフオ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
去手段としては、オー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すことにな
る。以下、このオーバーエツチングによる欠陥を
従来のフオトマスクブランクを挙げて具体的に説
明する。 表面を精密研磨した透明ガラス基板上に、圧力
１×10-3（Torr）のArとCH4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
トロン直流スパツタリングにより炭素を含むクロ
ム層（650Å）（第１図ｂにて２に相当する。）を
積層させる。次に、同一真空中でArとNOをそれ
ぞれモル比80％：20％にした混合ガス中で同様の
スパツタリングにより前記クロム層上に、窒素を
含むクロム酸化層（第１図ｂにて３に相当す
る。）を積層させ第１図ｂに示したような低反射
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布、露光現像及びレジス
ト剥離の各工程の後、硝酸第２セリウムアンモニ
ウム165ｇと過塩素酸（70％）42mlに純水を加え
て1000mlにしたエツチング液（19〜20℃）でウエ
ツトエツチングすることにより所定のパターンを
形成した場合、エツチング時間が50（sec）でア
ンダーカツト量が約0.36（μｍ）であつた。ここ
で、アンダーカツト量とは、第２図ｄに示すよう
にオーバーエツチングした場合においてレジスト
４１下の幅寸法x1と、炭素を含むクロム層２１及
び窒素を含むクロム酸化層３１の最大寸法x2との
差である。 そこで、エツチング時間を更に経過させてアン
ダーカツト量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、オーバーエツチングすること
によりアンダーカツト量を増加させ、また特性曲
線ｂ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／（ジヤストエツチング
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で示す。ここでジヤストエツチング時
間とは縦方向（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。同図の曲線ｃに
よれば、クム残り密度を0.1（個／cm2）以下にす
るには、エツチング時間をジヤストエツチング時
間の２倍以上も要する。 したがつて、従来のフオトマスクブランクは、
クロム残りの除去手段としてオーバーエツチング
するしかなく、そのオーバーエツチングにより半
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、過剰なオーバーエツチング
をすることなく、クロム残り密度を減少させたフ
オトマスクブランクを提供することである。この
ような目的の手段としては、CH4ガスのモル比を
小さ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ツトレー
トが大きくなつて微細寸法の制御が困難になり、
根本的な解決にはなりえない。 そこで、本発明者は、特に透明基板上に積層し
た炭素を含むクロム層が従来ほぼ同一の炭化度で
構成されていたのに対して、この炭素を含むクロ
ム層のうち、透明ガラス基板に近い層と遠い層と
に分け、エツチング速度を近い層にて比較的早く
して、遠い層にて遅くすることにより、過剰なオ
ーバーエツチングをすることなく、クロム残りを
除去することを見出した。以下、この発明に係る
フオ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ｂ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
の高いフオトマスクブランクの例で、表面を精密
研磨したソーダライムガラスからなる透明基板１
０上に、炭化度が比較的小さい炭素を含むクロム
層２２を、そのクロム層２２上に炭化度が比較的
大きい炭素を含むクロム層２３をそれぞれ積層し
てなるフオトマスクブランクであり、第５図ｂは
更に前例のフオトマスクブランクのクロム層２３
上に窒素を含む酸化クロム層３２（膜圧250Å）
を積層してなる低反射フオトマスクブランクであ
る。 そこで、この低反射フオトマスクブランクにつ
いてクロム層２２とクロム層２３の各炭化度を相
対的に変えたものを表に示すように用意し、膜圧
についてはクロム層２２を、150Å、クロム層２
３を500Åにし、このクロム層２３上に前述した
酸化クロム層３２を積層し、光学濃度について
は、所望値3.0が得られるようにスパツタリング
速度を調整し、その他は従来と同様なスパツタリ
ング法により各層を積層する。
【表】
これらの実施例１、２及び３によれば、先ず、
エツチング時間に対するアンダーカツト量の特性
曲線は第３図の曲線ａに示したものといずれもほ
ぼ同一であつて、しかも（エツチング時間／ジヤ
ストエツチング時間）に対するクロム残り密度の
特性では、それぞれ第４図の特性曲線ｄ，ｃ及び
ｆで示される。すなわち、いずれの実施例も、ク
ロム残り密度を0.1（個／cm2）以下にする場合に
は、ジヤストエツチング時間に対するエツチング
時間を1.4倍以上にすれば良いことになる。ここ
で、クロム層２２，２３の積層におけるArと
CH4の混合ガス中の炭化度に対するエツチング速
度の関係は第６図の曲線ｇで示されるように、エ
ツチング速度は炭化度が大きくなるに従つて減少
する傾向にある。そして、クロム層２２はクロム
層２３よりも炭化度を小さくするに従つて（曲線
ｆ→ｅ→ｄ）、クロム残り密度を小さくすると共
に、（エツチング時間）／（ジヤストエツチング
時間）を小さくし、1.0に近づけることができ
る。 したがつて、この発明によれば、従来品のよう
に過剰なオー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
法としてスパツタリング法以外に真空蒸着法、イ
オンプレーテイング法等でもよく、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トガ
ラス、石英ガラス、サフアイア等はもとより、透
明導電膜付きの透明基板でもよく、また、第５図
ａに示した表面反射率の高いフオトマスクブラン
クについても低反射タイプと同様な効果が得られ
る。また、この発明はクロム層２２とクロム層２
３を分離して説明したが、透明基板１０の界面付
近から遠ざかるに従つて連続的に炭化度を増加さ
せてもよい。
エツチング時間に対するアンダーカツト量の特性
曲線は第３図の曲線ａに示したものといずれもほ
ぼ同一であつて、しかも（エツチング時間／ジヤ
ストエツチング時間）に対するクロム残り密度の
特性では、それぞれ第４図の特性曲線ｄ，ｃ及び
ｆで示される。すなわち、いずれの実施例も、ク
ロム残り密度を0.1（個／cm2）以下にする場合に
は、ジヤストエツチング時間に対するエツチング
時間を1.4倍以上にすれば良いことになる。ここ
で、クロム層２２，２３の積層におけるArと
CH4の混合ガス中の炭化度に対するエツチング速
度の関係は第６図の曲線ｇで示されるように、エ
ツチング速度は炭化度が大きくなるに従つて減少
する傾向にある。そして、クロム層２２はクロム
層２３よりも炭化度を小さくするに従つて（曲線
ｆ→ｅ→ｄ）、クロム残り密度を小さくすると共
に、（エツチング時間）／（ジヤストエツチング
時間）を小さくし、1.0に近づけることができ
る。 したがつて、この発明によれば、従来品のよう
に過剰なオー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
法としてスパツタリング法以外に真空蒸着法、イ
オンプレーテイング法等でもよく、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トガ
ラス、石英ガラス、サフアイア等はもとより、透
明導電膜付きの透明基板でもよく、また、第５図
ａに示した表面反射率の高いフオトマスクブラン
クについても低反射タイプと同様な効果が得られ
る。また、この発明はクロム層２２とクロム層２
３を分離して説明したが、透明基板１０の界面付
近から遠ざかるに従つて連続的に炭化度を増加さ
せてもよい。
第１図ａ，ｂ及びｃは従来のフオトマスクブラ
ンクの断面図、第２図ａ，ｂ及びｃは前記ブラン
クを使用したレジスト塗布、露光現像、レジスト
剥離の各工程の断面図、第２図ｄはアンダーカツ
ト量を示す断面図、第３図はエツチング時間に対
するアンダーカツト量及びクロム残り密度を示す
特性図、第４図は（エツチング時間）／（ジヤス
トエツチング時間）に対するクロム残り密度を示
す特性図、第５図は本発明によるフオトマスクブ
ランクの断面図、並びに第６図は炭化度に対する
エツチング速度の特性図である。 １０……透明基板、２２……炭化度が小さいク
ロム層、２３……炭化度が大きいクロム層、３２
……酸化クロム層。
ンクの断面図、第２図ａ，ｂ及びｃは前記ブラン
クを使用したレジスト塗布、露光現像、レジスト
剥離の各工程の断面図、第２図ｄはアンダーカツ
ト量を示す断面図、第３図はエツチング時間に対
するアンダーカツト量及びクロム残り密度を示す
特性図、第４図は（エツチング時間）／（ジヤス
トエツチング時間）に対するクロム残り密度を示
す特性図、第５図は本発明によるフオトマスクブ
ランクの断面図、並びに第６図は炭化度に対する
エツチング速度の特性図である。 １０……透明基板、２２……炭化度が小さいク
ロム層、２３……炭化度が大きいクロム層、３２
……酸化クロム層。
Claims (1)
- １ 透明基板上に炭素を含むクロム層を積層さ
せ、または該クロム層に更に酸化クロム層を積層
させてなるフオトマスクブランクにおいて、該ク
ロム層のうち、炭化度が該透明基板に近い層に小
さく、かつ遠い層に大きいことを特徴とするフオ
トマスクブランク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58212136A JPS60103350A (ja) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | フオトマスクブランク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58212136A JPS60103350A (ja) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | フオトマスクブランク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60103350A JPS60103350A (ja) | 1985-06-07 |
| JPS6237386B2 true JPS6237386B2 (ja) | 1987-08-12 |
Family
ID=16617483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58212136A Granted JPS60103350A (ja) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | フオトマスクブランク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60103350A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002244274A (ja) * | 2001-02-13 | 2002-08-30 | Shin Etsu Chem Co Ltd | フォトマスクブランク、フォトマスク及びこれらの製造方法 |
| JP2016188997A (ja) * | 2015-03-27 | 2016-11-04 | Hoya株式会社 | フォトマスクブランク及びこれを用いたフォトマスクの製造方法、並びに表示装置の製造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63244037A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-11 | Hoya Corp | フオトマスクブランク |
-
1983
- 1983-11-11 JP JP58212136A patent/JPS60103350A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002244274A (ja) * | 2001-02-13 | 2002-08-30 | Shin Etsu Chem Co Ltd | フォトマスクブランク、フォトマスク及びこれらの製造方法 |
| EP1241524A2 (en) | 2001-02-13 | 2002-09-18 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Photomask blank, Photomask and method of manufacture |
| US6733930B2 (en) | 2001-02-13 | 2004-05-11 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd | Photomask blank, photomask and method of manufacture |
| JP2016188997A (ja) * | 2015-03-27 | 2016-11-04 | Hoya株式会社 | フォトマスクブランク及びこれを用いたフォトマスクの製造方法、並びに表示装置の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60103350A (ja) | 1985-06-07 |
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