JPS6332935A - パタ−ン反転方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば半導体集積回路やフォトマスクを製作
する際に、半導体集積回路やフォトマスクに形成される
パターンを反転する方法に係り、特に半導体集積回路や
フォトマスクの製作工程中にドライエツチング工程を含
む場合に適用しＣ好適なパターン反転方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、ＩＣやＬＳＩ等の半導体集積回路の高集積度化が
進むにつれ、例えば、その製作工程中で用いられるフォ
トマスクに形成されるパターンの線幅も微細化されるこ
とが要求されている。そこで、微細な線幅のパターンを
形成する為に、電子線を用いる電子線露光法及びドライ
エツチング法を採用してフォトマスクを製作することが
行われている。

以下に、電子線露光法及びドライエツチング法を採用し
てフォトマスクを製作する方法について記す。

先ず、精密研磨した石英ガラス等の透光性基板の一生表
面上に、スパッタリング法等の成膜方法によ−）て珪化
モリブデン（ＭｏＳｉ）Ｗからなる遮光性膜を被着し、
この遮光性膜上にポジ型あるいはネガ型組子線レジスｉ
・を塗布する。次に、電子線露光装置を用い所定の電子
線露光パターンデータに基づいて、電子線により前記し
た電子線レジスｌ−を露光する。次に、前記した電子線
レジストを現像処理し、ポジ型電子線レジストの場合に
は被露光部分を、ネガ型電子線レジストの場合には未露
光部分を除去してレジストパターンを遮光性股上に形成
し、次に遮光性膜をドライエツチングして、遮光性膜の
選択的なエツチング及びレジストパターンの剥離を行い
、所定の遮光性膜パターンを透光性基板の一生表面上に
形成してフォトマスクを製作している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、電子線レジストどしてポジ型電子線レジ
ストを用いた場合においては、未だ、充分な耐ドライエ
ツチング性を右するポジ型電子線レジストが得られてい
ない為、ドライエツチングを行い遮光性膜の選択的なエ
ツチングが終ｒする前に、ポジ型電子線レジストからな
るレジストパターンが遮光性膜上から気化し消失してし
まう。

すると、レジストパターンに対応して形成されるべき所
定の遮光性膜パターンを透光性基板の一生表面上に形成
したフォトマスクを製作することができない。

なお、上述したように充分な耐ドライエツチング性を有
するポジ型電子線レジスト（よ得られていないが、現在
、ネガ型電子線レジストにおいては充分な耐ドライエツ
チング性を右するものが多く得られている。

ところで、透光性基板の一生表面上に形成される遮光性
パターンの表面積が、透光性基板の一生表面上から除去
される遮光性膜の表面積と比べて大きい場合には、ポジ
型電子線レジストを用いた方が右利である。何故ならば
、この場合、ポジ型電子線レジストの露光後の現像処理
工程で除去される被露光部分が少ない為、そのポジ型電
子線レジストを露光する時間くずなわち、被露光部分へ
の露光時間）も少なくＣケむかうである。電子線露光法
を採用した場合には、微細な線幅のパターンを形成する
ことができるが、露光のために長い時間を要しフォトマ
スクの製造能率（いわゆる、スルーブツト）が悪いとい
う欠点が指摘されている。

しかし、前述したように充分な耐ドライエツチング性を
有するポジ型電子線レジストがない為に、ネガ型電子線
レジストを用い電子線露光パターンデー夕を反転して、
ネガ型電子線レジストを露光するという方法が採られて
いる。この場合には、電子線露光パターンデータを反転
する作業を行う必要性が生じ、更に、透光性基板の一生
表面上に形成される遮光性膜パターンの表面積が、透光
性基板の一生表面上から除去される遮光性膜の表面積と
比べて大きいときには、ネガ型組子線レジス１−の露光
後の現像処理工程で残存して形成されるレジストパター
ン（すなわち、ネガ型電子線レジストの被露光部分）が
多くなる為に、露光時間が長くなるという欠点が生じて
しまう。

本発明は、以上のような事情を鑑みでなされたものであ
り、ネガ型電子線レジストを用いて電子線露光パターン
データを反転する必要性がなく、更に、透光性基板の一
生表面上から除去される遮光性膜の表面積よりも、透光
性基板の−・主表面上に形成される遮光性膜パターンの
表面積が大きい場合において、短い露光時間で所望のパ
ターンを形成覆ることができるパターン反転方法を提供
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、上記した目的を達成するためになされたもの
であり、基板の一生表面上に第一薄膜を被着し、前記第
−薄膜上にネガ型電子線レジストを塗布し、次に前記ネ
ガ型電子線レジストを露光・現像して前記第−薄膜上に
レジストパターンを形成し、次に前記レジストパターン
上及び露出した前記第一薄膜上に二前記第−薄膜のエツ
チングに耐性を有する第二薄膜を被着し、次に前記レジ
ストパターン上に被着された第二薄膜を前記レジストパ
ターンと共に剥離して前記第一薄膜上に第二薄膜パター
ンを形成し、次に前記第二薄膜パターンをマスクとして
前記第−Ｆｉ９膜を選択的にエツチングして、前記第一
薄膜からなるパターンを形成することを特徴とするパタ
ーン反転方法である。

また、その実施態様は、前記基板が透光性７．４板から
なり、前記第一薄膜が遮光性膜からなること、及び、前
記第一薄膜が珪化モリブデンから％す、かつ前記第二薄
膜がクロム又はアルミニウムからなることである。

〔作用〕

第二薄膜は第一薄膜のエツチングに耐性を有するので、
第一薄膜を選択的にエツチングして第一薄膜からなるパ
ターンを形成するとき、第二薄膜パターンはエツチング
されない。

（実施例） 以下、本発明の実施例によるパターン反転方法について
、フォトマスクを製作する場合を例に挙げ第１図を参照
しながら詳細に説明する。

先ず、石英ガラスを所定寸法（例；　５ｘ５ｘＯ，０９
インチ）に加工し、この石英ガラスの両生表面を精密研
磨して基板としての透光性基板１を得る。次に、この透
光性基板１の一生表面上に、スパッタリング法によって
珪化モリブデンからなる第一薄膜としての遮光性膜２（
膜厚：　１０００人。

光学濃度：　　３．０）を被着し、次に、遮光性膜２上
にネガ型電子線レジスト３（例：東洋曹達工業社製のＣ
ＭＳ　−ＥＸ、膜ｐｑ　：６０００Ａ）　ヲ：ｉ：’ン
コト法により塗布する（第１図（ａ）参照）。

次に、電子線露光装置（例；米国パーキン・］ルマー社
製のＭＥＢＥＳ−Ｉｌｌ　）を用い、所定の電子線露光
パターンデータに基づいて電子線４により、ネガ型電子
線レジスト３の所定領域を露光する（第１図（ｂ）参照
）。次に、現像液（例：ＣＭＳ−ｉＥＸ専用現像液）に
より所定時間（例；６０秒）現像処理して、ネガ型電子
線レジスト３の未露光部分を除去してレジストパターン
３ａを遮光性膜２上に形成しく第１図（Ｃ）参照〉、そ
の後、温度１３０℃の窒素ガス雰囲気中で３０分間ポス
トベークする。

次に、レジストパターン３ａ上、及びレジストパターン
３ａによって被覆されずに露出した遮光性ｇ！２の部分
上に、スパッタリング法によってクロムからなる第二薄
膜５を被着しく第１図（ｄ）参照）、次に、熱濃硫酸（
液温：９０℃）からなる剥離液を用いてレジストパター
ン３ａ、及びレジストパターン３ａ上の第二薄膜５の部
分を剥離して、レジストパターン３ａと比して反転した
クロムからなる第二薄膜パターン５ａを遮光性膜２上に
形成（いわゆる、リフトオフ）する（第１図（ｅ）参照
）。

次に、平行平板型のりアクデイプイオンエツチング装置
を用いて、四弗化炭素ガス　１０１００５ｅと酸素ガス
４０３ＣＣＩＩとからなる混合ガス雰囲気（圧カニ３０
Ｐａ　）中で、所定時間（本例；３分間）第二薄膜パタ
ーン５ａをマスクとして遮光性膜２を選択的にドライエ
ツチングして、珪化モリブデンからなる遮光性膜パター
ン２ａを透光性基板１の一生表面上に形成しく第１図（
ｆ）参照）、次に熱ｃＪＩＩｉ！を酸（液温：９０℃）
を用いて、第二薄膜パターン５Ｆ′ｉ及び遮光性膜パタ
ーン２ａが形成された透光性ｊ；（板１を洗浄する。

次に、第二薄膜パターン５ａに対応したエツチング液（
例：硝酸第２レリウムアンモニウム１６５びと過塩素酸
（７０％）４２ｄに純水を加えて１０００ｄにした溶液
）を用いて、所定時間（本例：５０秒）エツチングして
第二薄膜パターン５ａを除去し、遮光性膜パターン２ａ
のみを透光性基板１の一１表面上に形成してフォトマス
クを製作した（第１図（０）参照）。なお、このとき、
透光性基板１の一生表面上に形成された遮光性膜パター
ン２ａは、遮光性膜２上に形成されたレジストパターン
３ａ（第１図（Ｃ）参照）に対して反転した状態どなっ
ている。すなわち、遮光性膜２上に形成されたレジスト
パターン３ａをマスクとして、遮光性ＰＩＡ２をドライ
エツチングすれば、第２図に示寸」うに、レジストパタ
ーン３ａの下方に位置する遮光性膜２の部分が透光性基
板１の一生表面上に残存してネガ型対応性の遮光性膜パ
ターン２ｂが形成される。しかし、リフトオフの工程を
含む本実施例中に記した所定の工程を経ることによって
形成された遮光性膜パターン２ａは、第１図（Ｑ）に示
したように、レジストパターン３ａの下方に位置しない
遮光性膜２の部分が透光性基板１の一生表面上に残存し
て、遮光性膜パターン２ａが形成されて、遮光性膜から
なるパターンが反転した状態となっている。

以上のように本実施例のパターン反転方法によれば、ネ
ガ型電子線レジストを用いて電子線露光パターンデータ
を反転しなくとも、透光性基板の一生表面上に形成され
る遮光性膜からなるパターンを反転することができる。

更に、第１図（（７）に示したように、透光性基板１の
一生表面から除去される遮光性膜２（第１図（Ｃ）参照
）の表面積よりも透光性基板１の一生表面上に形成され
る遮光性膜パターン２ａの表面積が大きい場合において
は、第１図（ｂ）に示したようにネガ型電子線レジスト
３の電子線４による被露光部分が少なくてすむ。従って
、短い露光時間で所望の遮光性膜パターン２ａを透光性
基板１の一生表面上に形成でき、大幅にスルーブツトを
向上させることかできる。

本発明は、上記した実施例に限定されるものではない。

先ず、透光性基板１は石英ガラス以外に、アルミノシリ
ケートガラス、アルミノボロシリケートガラス、ボロシ
リケートガラス、サファイア等の透光性基板からなって
もよく、その寸法も適宜決定できる。

また、遮光性膜２は珪化モリブデン以外に、珪化タング
ステン、珪化タンタル、珪化バナジウム。

珪化ニオブ、珪化コバル１−９珪化ジルコニウム。

珪化ニッケル又は珪化モリブデンのうち少なくとも一つ
を含有してなる遮光性膜からなってもよい。

さらに、遮光性膜２の成膜方法もスパッタリング法以外
に、ＣＶＤ法、真空蒸着法、イオンブレーティング法等
を採用してもよく、その膜厚も１０００人に限定されず
適宜選択してよい。

また、ネガ型電子線レジスト３は、本実施例中で例示し
たものに限定されず、充分な耐ドライエツチング性を有
するものであればよく、その膜厚も適宜選択してよく、
その塗布方法もスピンコード法以外に、スプレーコート
法やロールコート法等を採用してもよい。また、ネガ型
電子線レジスト３の現像後に行うボストベーク時の温度
及び時間は適宜決定してよく、ざらに、このボストベー
クを行うことは必要に応じて行えばよく、必須のもので
はない。

また、クロムからなる第二薄膜５はスパッタリング法に
よって被着したが、ＣＶＤ法、真空蒸着法、イオンブレ
ーティング法等の成膜方法によって被着してもよい。ま
た第二薄膜５はアルミニウム、チタン、タンタル等のリ
フトオフが可能な金属神膜からなってもよく、この場合
には第二薄膜パターンを除去するためのエツチング液と
して、それらの金属薄膜に対応したものを用いればよい
。

また、本実施例中では平行平板型のりアクティブイオン
エツチング装置を用いて遮光性膜２を選択的にドライエ
ツチングしたが、そのドライエツチング条件は必要に応
じて選択してよい。さらに、ドライエツチング法として
は実施例中に記したりアクティブイオンエツチング法以
外に、ガスプラズマエツチング法、スパッタエツチング
法、イオンビームエツチング法等を採用してもよい。

また、本実施例中では、第１図（ｆ）に示したように、
透光性基板１の一生表面上に遮光性膜パターン２ａ及び
第二薄膜パターン５ａを形成した後第二薄膜パターン５
ａを除去して、第１図（Ｑ）に示したように透光性基板
１の一表面上に遮光性膜パターン２ａのみを形成してフ
ォトマスクを製作した。しかし、第二薄膜パターン５ａ
を除去せずに、透光性基板１の一生表面上に遮光性膜パ
ターン２ａ及び第二薄膜パターン５ａを形成したちのく
第１図（ｆ）参照）をフォトマスクとしてもよく、この
場合、遮光性膜パターン２ａ及びその上に形成された第
二薄膜パターン５ａが遮光パターンとなる。

さらに、本実施例中では、遮光性膜２は珪化モリブデン
からなり、第二薄膜５はクロムからなったが、遮光性膜
２がクロムからなって、第二薄膜５が珪化モリブデンか
らなってもよい。

なお、本実施例中では、透光性基板１の一生表面から除
去される遮光性膜２の表面積よりも透光性基板１の一生
表面上に形成される遮光性膜パターン２ａの表面積が大
きい場合について記したが、これと逆の場合についても
本発明のパターン反転方法が適用できることは言うまで
もない。

さらに、本発明のパターン反転方法はシリコンウェハ等
の基板にパターンを反転して形成する場合にも適用でき
る。すなわち、シリコンからなる基板の一生表面上にシ
リコン酸化物からなる第一薄膜を被着あるいは成膜し、
次に、前記実施例中に記したと同様の工程を経て、その
第一・薄膜上にネガ型電子線レジストを塗布し、次にそ
のネガ型電子線レジストを露光・現像して第−薄膜上に
レジストパターンを形成し、次にそのレジストパターン
上及び露出した第一′ａ模膜上、その第一薄膜のエツチ
ングに耐性を有する第二薄膜（例；アルミニウム）を被
着し、次にレジストパターン上に被着された第二薄膜を
レジス［−パターンと共に剥離して第−薄膜上に第二薄
膜パターンを形成し、次にぞの第ニアｉｒＪ膜パターン
をマスクとして第一薄膜を選択的にエツチングして、第
一薄膜からなるパターンをレジストパターンと反転して
工ヨ板の一生表面上に形成することもできる。

〔発明の効果〕

本発明のパターン反転方法によれば、ネガ型電子線レジ
ストを用いて電子線露光パターンデータを反転する必要
性がなく、更に、特に、基板の一生表面から除去される
第一薄膜の表面積よりも基板の一生表面上に形成される
第一薄膜パターンの表面積が大きい場合において、短い
露光時間で所望のパターンを形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例によるパターン反転方法を採用
してフォトマスクを製作する工程を示す断面図、及び第
２図はパターンが反転されずに遮光性膜パターンが形成
されたフォトマスクの断面を示す断面図である。 １・・・透光性基板、２・・・遮光性膜、２ａ・・・遮
光性膜パターン、３・・・ネガ型電子線レジスト、３ａ
・・・レジストパターン、４・・・電子線、５・・・第
二薄膜、５ａ・・・第二薄膜パターン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板の一主表面上に第一薄膜を被着し、前記第一
   薄膜上にネガ型電子線レジストを塗布し、次に前記ネガ
   型電子線レジストを露光・現像して前記第一薄膜上にレ
   ジストパターンを形成し、次に前記レジストパターン上
   及び露出した前記第一薄膜上に前記第一薄膜のエッチン
   グに耐性を有する第二薄膜を被着し、次に前記レジスト
   パターン上に被着された第二薄膜を前記レジストパター
   ンと共に剥離して前記第一薄膜上に第二薄膜パターンを
   形成し、次に前記第二薄膜パターンをマスクとして前記
   第一薄膜を選択的にエッチングして、前記第一薄膜から
   なるパターンを形成することを特徴とするパターン反転
   方法。
2. （２）基板が透光性基板からなり、第一薄膜が遮光性膜
   からなることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
   載のパターン反転方法。
3. （３）第一薄膜が珪化モリブデンからなり、かつ第二薄
   膜がクロム又はアルミニウムからなることを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項又は第（２）項記載のパター
   ン反転方法。