JPS6345092B2 - - Google Patents

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JPS6345092B2
JPS6345092B2 JP23702184A JP23702184A JPS6345092B2 JP S6345092 B2 JPS6345092 B2 JP S6345092B2 JP 23702184 A JP23702184 A JP 23702184A JP 23702184 A JP23702184 A JP 23702184A JP S6345092 B2 JPS6345092 B2 JP S6345092B2
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JP
Japan
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polysilicon layer
photomask
glass substrate
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JP23702184A
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Kazuhiro Tanaka
Masahiro Hirosue
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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    • 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
    • G03F1/54—Absorbers, e.g. of opaque materials
    • 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
    • G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • G03F1/48—Protective coatings
    • 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
    • G03F1/50—Mask blanks not covered by G03F1/20 - G03F1/34; Preparation thereof

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体装置の製造に用いるフオトマ
スク材料に関する。
［従来の技術］ 従来から半導体装置の製造に使用されているフ
オトマスク材料としては、第２図に示すようなフ
オトマスク材料があげられる。図において、１は
石英などの透明ガラス基板、２はクロム（Cr）
などの金属膜で、蒸着法やスパツタ法などにより
約1000Å程度形成される。
半導体装置の製造に使用されているマスクに
は、初期においては透明ガラス基板を用いた写真
乳剤乾板が使用されていたが、高集積化、微細化
が進むにつれて、現在では透明ガラス基板上に
Crなどの金属膜を設けたハードマスクが広く使
用されるようになつている。なおCrなどの金属
膜は一般に蒸着法やスパツタ法などにより、膜厚
が約600〜800Åになるように形成されている。
半導体用フオトマスクは上記金属膜上にフオト
レジストまたは電子ビーム（EB）用レジストを
塗布したのち、光またはEBによりパターンを描
画し、ついで現像、エツチングなどの工程を経て
つくられている。
エツチングは金属膜がCrのばあいにはウエツ
トエツチング法が一般的であり、ウエツトエツチ
ング法では硝酸第２セリウムアンモンと過塩素酸
とが用いられる。なお金属膜がCrのばあいのド
ライエツチング法では四塩化炭素（CCl4）およ
び酸素（O2）の混合ガスが用いられ、半導体装
置、とくにVLSIなどの高集積で微細パターンを
有するのデバイス用マスクの製造では、サイドエ
ツチ効果が少ないドライエツチング法が有利であ
る。
［発明が解決しようとする問題点］ 半導体装置製造用マスクに用いるCrマスクの
製造に一般的なウエツトエツチング法を用いる
と、サイドエツチ効果などで高精度マスクの製造
が困難であり、また高精度マスクの製造に有利な
ドライエツチング法ではCrのエツチング速度が
約100Å／分以下であり、レジストとの選択比
（レジストのエツチング速度に対するCrのエツチ
ング速度）もわるく、量産に適していない。また
CrマスクのばあいにはCr膜と石英ガラス基板と
の接着性がわるく、微細パターンがマスク洗浄時
にはがれるという問題もある。
本発明は上記のごとき問題を解決するためにな
されたものである。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、透明ガラス基板上にポリシリコン
層、金属膜、ポリシリコン層の３層を形成したフ
オトマスク材料であつて、該金属膜がポリシリコ
ン層と同一のドライエツチング法でエツチング可
能な材質であることを特徴とするフオトマスク材
料に関し、ドライエツチングが容易で、かつ石英
ガラスで代表される透明ガラス基板との接着性が
優れたフオトマスク材料を提供することに関す
る。
［実施例］ 本発明に用いる透明ガラス基板にはとくに限定
はなく、一般にフオトマスク材料の製造に用いら
れる。たとえば厚さ1.5〜３mm程度の石英ガラス、
ボロシリケートガラス（低膨脹ガラス）、ソーダ
ガラスなどであれば使用しうる。これらの透明ガ
ラスのうちでは、石英ガラスがつぎのような理由
から好ましい。
すなわち、石英ガラスはSiO2などのシリコン
酸化物を主成分として形成されており、そのため
透明ガラス基板上に形成されるポリシリコン層と
の接着性が良好であり、また他の透明ガラスと比
較して熱膨脹係数が１桁小さい利点がある。
本発明に用いるの透明ガラス基板上に形成され
るポリシリコン層（以下、ポリシリコン層３とい
う）は、膜厚50〜100Å程度の薄膜であり、透明
ガラス基板と金属膜との接着性をよくする、金属
膜と透明ガラス基板間のストレスを緩和するなど
の働きをする。ポリシリコン層３は組成的にはシ
リコンからなり、シランガスなどを用いてCVD
法、スパツタ法などにより形成される。
本発明に用いる金属膜の材質としては、ポリシ
リコン層と同一のドライエツチング法でエツチン
グ可能な材質から形成されているかぎり、とくに
限定はない。このような材質の具体例としては
Mo、Ｗ、Tiなどの遷移金属があげられ、これら
は単独で用いてもよく、併用してもよい。このよ
うな材質から形成された金属膜は膜厚600〜800Å
程度の薄膜であり、スパツタ法などの方法により
形成される。該金属膜は、ポリシリコン層３のみ
では紫外線はカツトするが可視領域の光に対して
透明で、寸法検査、欠陥検査などのマスク検査が
困難なために形成される層であり、可視光線をカ
ツトするための層である。
前記金属膜を形成したのち該層を保護するた
め、前記ポリシリコン層３と同様の層である膜厚
100〜200Å程度のポリシリコン層５が形成され
る。
ポリシリコン層３，５間の金属膜としては、ポ
リシリコン層と同一のドライエツチング法で除去
できる材質を選択することが望ましい。たとえば
Mo、ＷなどはCF4＋O2の混合ガスを用いること
により、ポリシリコン層と同様のエツチング条件
（たとえば300W、0.2Torrのエツチング条件で約
1000Å／分のエツチング速度）でエツチング可能
である。前記のような材質の原料を用いて前記の
ような構造にすることにより、強固な半導体製造
用フオトマスクの製造が可能となると同時に、従
来のCrを用いたフオトマスク材料に比べてドラ
イエツチングが容易となる利点もある。従来の
Crのドライエツチングのスピードは100Å／分程
度で、本発明の材料を用いたばあいに比べて約1/
１０程度である。
つぎに本発明のフオトマスク材料を図面にもと
づいて説明する。
第１図において、１は石英ガラス基板などの透
明ガラス基板、３はスパツタ法またはCVD法で
膜厚約50〜100Å程度に形成されたポリシリコン
層、４はMo、Ｗなどの金属をスパツタ法などで
600〜800Å程度の厚さに形成した金属膜、５は上
記金属膜４上にポリシリコンを約100〜200Å程度
の厚さに形成した層である。このようにして製造
した本発明のフオトマスクはハードマスクの形成
に用いられる。
第１図に示すような本発明のフオトマスク材料
は、ポリシリコン層５の上にフオトレジストまた
はEB用レジストを塗布したのち、光またはEBに
よりパターンを描画し、現像、エツチングなどの
工程を経ることによりフオトマスクが製造され
る。この際、金属膜４がポリシリコン層３，５と
同一のドライエツチング法で1000〜1500Å／分と
いう高速度でエツチングできるため、高精度マス
クが高速度で量産される。さらに本発明のフオト
マスク材料を用いて製造したフオトマスクは、透
明ガラス基板１と金属膜４との間にそれらのいず
れにも接着性のよいポリシリコン層３が形成され
ているため、形成されたパターンが微細なパター
ンのばあいにも洗浄などによりはがれにくく、良
好なフオトマスクがえられる。
つぎに本発明のフオトマスク材料を実施例にも
とづき説明する。
実施例 １ 約2.3mmの厚さの石英ガラス基板上に、スパツ
タ法により厚さ約100Åのポリシリコン膜を形成
し、その上に約700Åの膜厚のMoをスパツタ法
により形成した。また保護膜として上記Mo膜上
に厚さ約200Åのポリシリコン膜を上記と同様ス
パツタ法で形成し、全体で約1000Åのフオトマス
ク材料用の層を石英ガラスに形成した。このよう
にして形成したマスク材料の光学濃度（OD）は
約3.0で、Crを用いたばあいと同様の値であつた。
CF4＋02（２％）の混合ガスプラズマでエツチ
ングを行なつたところ、約1000Å／分のエツチン
グ速度がえられた。
［発明の効果］ 本発明のフオトマスク材料は透明ガラス基板上
にポリシリコン層、Mo、Ｗなどの金属膜、ポリ
シリコン層の３層を形成したフオトマスク材料で
あり、このような材料をこのような構造にするこ
により接着強度の強い、つまり信頼性の高いフオ
トマスク材料にすることができる。そのうえ本発
明に用いられるポリシリコン層および金属膜は同
一のドライエツチング法で高速度でエツチングが
可能なため、高精度のフオトマスクが量産でき
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のフオトマスク材料に関する説
明図、第２図は従来のフオトマスク材料に関する
説明図である。 図中、１は透明ガラス基板、３，５はポリシリ
コン層、４はMo、Ｗなどの本発明に用いる金属
膜である。なお図中、同一符号は同一または相当
部分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 透明ガラス基板上にポリシリコン層、金属
    膜、ポリシリコン層の３層を形成したフオトマス
    ク材料であつて、該金属膜がポリシリコン層と同
    一のドライエツチング法でエツチング可能な材質
    であることを特徴とするフオトマスク材料。 ２ 前記金属膜が遷移金属膜であることを特徴と
    する特許請求の範囲第１項記載のフオトマスク材
    料。
JP59237021A 1984-11-09 1984-11-09 フオトマスク材料 Granted JPS61116358A (ja)

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