JP2002006476A - ホトマスクおよびホトマスクの製造方法 - Google Patents
ホトマスクおよびホトマスクの製造方法Info
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- JP2002006476A JP2002006476A JP2000194884A JP2000194884A JP2002006476A JP 2002006476 A JP2002006476 A JP 2002006476A JP 2000194884 A JP2000194884 A JP 2000194884A JP 2000194884 A JP2000194884 A JP 2000194884A JP 2002006476 A JP2002006476 A JP 2002006476A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】基板との密着の良好なレジスト遮光体パタンを
形成する。 【解決手段】基板とレジスト膜との密着性を向上させる
媒体として、少なくとも一つ以上の加水分解基を有し、
かつ非塩基発生型の有機ケイ素化合物および（または）
少なくとも一種類以上の加水分解基を有するビニル重合
体を用いて上記基板を表面処理する工程を付加する。
形成する。 【解決手段】基板とレジスト膜との密着性を向上させる
媒体として、少なくとも一つ以上の加水分解基を有し、
かつ非塩基発生型の有機ケイ素化合物および（または）
少なくとも一種類以上の加水分解基を有するビニル重合
体を用いて上記基板を表面処理する工程を付加する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置、超電導
装置、マイクロマシーン、電子デバイス等の製造に好適
な、コストが低く、ＴＡＴ（Turn Around Time）の短
いホトマスクおよびホトマスク製造方法に関する。
装置、マイクロマシーン、電子デバイス等の製造に好適
な、コストが低く、ＴＡＴ（Turn Around Time）の短
いホトマスクおよびホトマスク製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路装置の製造においては、
微細パターンを半導体ウェハ上に転写する方法としてリ
ソグラフィ技術が用いられる。リソグラフィ技術におい
ては主に投影露光装置が用いられる。投影露光装置に装
着したホトマスクのパタンを半導体ウェハ上に転写して
デバイスパタンを形成する。
微細パターンを半導体ウェハ上に転写する方法としてリ
ソグラフィ技術が用いられる。リソグラフィ技術におい
ては主に投影露光装置が用いられる。投影露光装置に装
着したホトマスクのパタンを半導体ウェハ上に転写して
デバイスパタンを形成する。
【０００３】通常のホトマスクは、透明石英基板上に形
成されたクロム（Ｃｒ）等の遮光材を所望の形状に加工
して作製される。遮光膜の加工は、例えば次のとおりで
ある。遮光膜上に電子線感応レジストを塗布した後、そ
の電子線感応レジストに電子線描画装置にて所望のパタ
ンを描画する。つづいて、現像により所望の形状のレジ
ストパタンを形成した後、そのレジストパタンをマスク
としてドライエッチングまたはウエットエッチングで遮
光膜を加工する。その後、レジストを除去し、洗浄等を
行い、所望の形状の遮光パタンを透明石英基板上に形成
している。
成されたクロム（Ｃｒ）等の遮光材を所望の形状に加工
して作製される。遮光膜の加工は、例えば次のとおりで
ある。遮光膜上に電子線感応レジストを塗布した後、そ
の電子線感応レジストに電子線描画装置にて所望のパタ
ンを描画する。つづいて、現像により所望の形状のレジ
ストパタンを形成した後、そのレジストパタンをマスク
としてドライエッチングまたはウエットエッチングで遮
光膜を加工する。その後、レジストを除去し、洗浄等を
行い、所望の形状の遮光パタンを透明石英基板上に形成
している。
【０００４】近年、ＬＳＩの開発競争が激しく進められ
ている。また、特に少量多品種のシステムＬＳＩの需要
が高まっている。このためデバイスデバッグを加速する
必要から多数のホトマスクが必要となっており、ホトマ
スクを低コストかつ短期間（ＴＡＴ）で作製することが
強く要求されている。
ている。また、特に少量多品種のシステムＬＳＩの需要
が高まっている。このためデバイスデバッグを加速する
必要から多数のホトマスクが必要となっており、ホトマ
スクを低コストかつ短期間（ＴＡＴ）で作製することが
強く要求されている。
【０００５】ホトマスクの製造工程の簡略化および低コ
スト化を目的として、例えば特開平５−２８９３０７号
公報においては、遮光膜をレジスト膜で形成する、いわ
ゆるレジストマスク法が開示されている。この方法は、
通常の電子線感応レジストまたは光感応レジストが、波
長が２００nm程度以下の真空紫外光を遮光する性質を利
用したものである。この方法によれば遮光膜のエッチン
グ工程やレジストの除去工程が不要となり、ホトマスク
のコスト低減、工程の簡略化によるＴＡＴの短縮が可能
である。
スト化を目的として、例えば特開平５−２８９３０７号
公報においては、遮光膜をレジスト膜で形成する、いわ
ゆるレジストマスク法が開示されている。この方法は、
通常の電子線感応レジストまたは光感応レジストが、波
長が２００nm程度以下の真空紫外光を遮光する性質を利
用したものである。この方法によれば遮光膜のエッチン
グ工程やレジストの除去工程が不要となり、ホトマスク
のコスト低減、工程の簡略化によるＴＡＴの短縮が可能
である。
【０００６】しかし、ホトマスクの基板に用いられる合
成石英ガラス基板は、その表面に水酸基および水酸基に
吸着した水分子が高い濃度で存在するため、レジストと
ガラス界面の密着性が弱く、パタンの剥れを生じる欠点
を有している。レジストとガラス界面の密着性を向上さ
せる方法として、特開平１１−２８８５２８号公報に記
載のように、ガラス基板表面の水酸基とヘキサメチルジ
シラザン（ＨＭＤＳ）を反応させて、シロキサン構造を
発現させる表面処理方法が知られている。この処理によ
って、レジストとガラス基板との密着性が向上し、ある
程度パタンの剥れを抑制できる。
成石英ガラス基板は、その表面に水酸基および水酸基に
吸着した水分子が高い濃度で存在するため、レジストと
ガラス界面の密着性が弱く、パタンの剥れを生じる欠点
を有している。レジストとガラス界面の密着性を向上さ
せる方法として、特開平１１−２８８５２８号公報に記
載のように、ガラス基板表面の水酸基とヘキサメチルジ
シラザン（ＨＭＤＳ）を反応させて、シロキサン構造を
発現させる表面処理方法が知られている。この処理によ
って、レジストとガラス基板との密着性が向上し、ある
程度パタンの剥れを抑制できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】遮光膜として使用され
るレジストとしては、感度、解像度ともに著しく性能向
上した化学増幅系レジストを用いることが有利である。
しかし、上記従来例で密着性向上剤として用いているＨ
ＭＤＳは、ガラス表面の水酸基との反応時にアンモニア
を分解生成物として発生することが分かっている。
るレジストとしては、感度、解像度ともに著しく性能向
上した化学増幅系レジストを用いることが有利である。
しかし、上記従来例で密着性向上剤として用いているＨ
ＭＤＳは、ガラス表面の水酸基との反応時にアンモニア
を分解生成物として発生することが分かっている。
【０００８】このような塩基性化合物は、化学増幅系レ
ジスト中で発生する酸と中和反応を起こし、結果として
感度の低下およびレジストパタンの上部または下部の解
像性劣化をもたらすという重大な問題がある。
ジスト中で発生する酸と中和反応を起こし、結果として
感度の低下およびレジストパタンの上部または下部の解
像性劣化をもたらすという重大な問題がある。
【０００９】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解決し、高性能の化学増幅系レジストを遮光膜に使用し
たホトマスクおよびホトマスクの製造方法を提供するこ
とにある。
解決し、高性能の化学増幅系レジストを遮光膜に使用し
たホトマスクおよびホトマスクの製造方法を提供するこ
とにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
の結果、上記マスク基板とレジスト膜との密着性を向上
させる媒体として、少なくとも一つ以上の加水分解基を
有し、かつ非塩基発生型の有機ケイ素化合物および（ま
たは）少なくとも一種類以上の加水分解基を有するビニ
ル重合体を用いて上記基板を表面処理する工程を少なく
とも具備することを特徴とするホトマスクの製造方法を
見出し、本発明を完成した。
の結果、上記マスク基板とレジスト膜との密着性を向上
させる媒体として、少なくとも一つ以上の加水分解基を
有し、かつ非塩基発生型の有機ケイ素化合物および（ま
たは）少なくとも一種類以上の加水分解基を有するビニ
ル重合体を用いて上記基板を表面処理する工程を少なく
とも具備することを特徴とするホトマスクの製造方法を
見出し、本発明を完成した。
【００１１】上記加水分解基を有し、かつ非塩基発生型
の有機ケイ素化合物としては、シランカップリング剤が
好ましい。ここで、シランカップリング剤とは分子内に
加水分解基と有機官能基を有する有機ケイ素化合物を示
す。
の有機ケイ素化合物としては、シランカップリング剤が
好ましい。ここで、シランカップリング剤とは分子内に
加水分解基と有機官能基を有する有機ケイ素化合物を示
す。
【００１２】また、上記加水分解基とは、空気中の水分
または無機質表面に吸着された水分などにより加水分解
されて、反応性の高いシラノール基を生成できる置換基
を示している。このシラノール基は、ガラス、金属材料
等の表面に反応して化学結合を形成できる。また、材料
表面上の水分が極めて少ないか無い場合でも、シランカ
ップリング剤の重合体薄膜が形成されるためにレジスト
膜の密着性を向上させることができる。上記加水分解基
の具体例としては、ハロゲン基、アルコキシ基、アセト
キシ基等が挙げられる。
または無機質表面に吸着された水分などにより加水分解
されて、反応性の高いシラノール基を生成できる置換基
を示している。このシラノール基は、ガラス、金属材料
等の表面に反応して化学結合を形成できる。また、材料
表面上の水分が極めて少ないか無い場合でも、シランカ
ップリング剤の重合体薄膜が形成されるためにレジスト
膜の密着性を向上させることができる。上記加水分解基
の具体例としては、ハロゲン基、アルコキシ基、アセト
キシ基等が挙げられる。
【００１３】一方、有機官能基とは、有機樹脂マトリッ
クスと反応する置換基を示す。この有機官能基の具体例
としては、ビニル基、メタクリロイル基、エポキシ基、
アミノ基、イソシアネート基が挙げられる。シランカッ
プリング剤の具体例としては、ビニルトリアセトキシシ
ラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−メ
タクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロ
シラン、ビニルトリエトキシシラン、γ―イソシアナー
トプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
クスと反応する置換基を示す。この有機官能基の具体例
としては、ビニル基、メタクリロイル基、エポキシ基、
アミノ基、イソシアネート基が挙げられる。シランカッ
プリング剤の具体例としては、ビニルトリアセトキシシ
ラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−メ
タクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロ
シラン、ビニルトリエトキシシラン、γ―イソシアナー
トプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
【００１４】また、本発明に用いる加水分解基を有する
ビニル重合体としては、エポキシ基を加水分解基として
有するビニル重合体が好ましい。具体的にはポリブタジ
エン、ポリイソプレン等の不飽和二重結合を有するゴム
材料をエポシキ化した高分子が好ましい。このような高
分子は、ゴム材料を過酢酸と反応させることによってエ
ポシキ基を分子中に多数含有する構造が形成される。
ビニル重合体としては、エポキシ基を加水分解基として
有するビニル重合体が好ましい。具体的にはポリブタジ
エン、ポリイソプレン等の不飽和二重結合を有するゴム
材料をエポシキ化した高分子が好ましい。このような高
分子は、ゴム材料を過酢酸と反応させることによってエ
ポシキ基を分子中に多数含有する構造が形成される。
【００１５】エポキシ基は、基板表面の吸着水によって
加水分解を起こし、水酸基を生成する。生成した水酸基
は、レジストの樹脂成分や基板と水素結合し、良好な密
着性を与えると考えられる。これらの密着性を向上させ
る媒体（シランカップリング剤およびエポキシ基含有ビ
ニル重合体）は、それぞれ単独でまたは二種類以上を組
み合わせて用いることができる。
加水分解を起こし、水酸基を生成する。生成した水酸基
は、レジストの樹脂成分や基板と水素結合し、良好な密
着性を与えると考えられる。これらの密着性を向上させ
る媒体（シランカップリング剤およびエポキシ基含有ビ
ニル重合体）は、それぞれ単独でまたは二種類以上を組
み合わせて用いることができる。
【００１６】本発明の密着性を向上させる媒体は、その
濃度が０．００１重量％〜１０重量％、より好ましくは
０．０１重量％〜５重量％になるように、水、有機溶媒
等で希釈し、基板表面にこの溶液をスプレーする方法、
基板表面にこの溶液を滴下し回転塗布する方法が簡便で
好ましい。ここで、媒体の濃度が０．００１重量％未満
では、密着性の改善効果が少なく、また１０重量％を超
えると、基板表面の媒体とレジスト中の酸との反応が顕
著となり、感度および解像度の低下あるいは露光波長に
おける基板透過率の低下につながり、好ましくない。
濃度が０．００１重量％〜１０重量％、より好ましくは
０．０１重量％〜５重量％になるように、水、有機溶媒
等で希釈し、基板表面にこの溶液をスプレーする方法、
基板表面にこの溶液を滴下し回転塗布する方法が簡便で
好ましい。ここで、媒体の濃度が０．００１重量％未満
では、密着性の改善効果が少なく、また１０重量％を超
えると、基板表面の媒体とレジスト中の酸との反応が顕
著となり、感度および解像度の低下あるいは露光波長に
おける基板透過率の低下につながり、好ましくない。
【００１７】
【発明の実施の形態】次にこの発明の具体的な実施例お
よび比較例について説明する。なお、これらの実施例
は、本発明の範囲内の好適な特定の条件の下における単
なる例示にすぎず、本発明がこれらの実施例にのみ限定
されるものではない。
よび比較例について説明する。なお、これらの実施例
は、本発明の範囲内の好適な特定の条件の下における単
なる例示にすぎず、本発明がこれらの実施例にのみ限定
されるものではない。
【００１８】（実施例１）通常のホトマスク基板に用い
られるのと同様の合成石英基板（ブランクス）の表面
に、密着力向上剤として１，４−ポリブタジエン（重量
平均分子量：３×１０5）を６０％エポキシ化した高分
子の０．０２５重量％キシレン溶液を２ｍｌ〜４ｍｌ滴
下し、回転塗布後１８０℃、５分間熱処理して乾燥し
た。この基板に、ベース樹脂にノボラック樹脂を用いた
市販の化学増幅系ポジ型電子線レジストＲＥ−５１４０
Ｐ（日立化成工業製品）を滴下し、回転塗布後１００
℃、５分間熱処理して、０．２５μmの厚さのレジスト
膜を得た。
られるのと同様の合成石英基板（ブランクス）の表面
に、密着力向上剤として１，４−ポリブタジエン（重量
平均分子量：３×１０5）を６０％エポキシ化した高分
子の０．０２５重量％キシレン溶液を２ｍｌ〜４ｍｌ滴
下し、回転塗布後１８０℃、５分間熱処理して乾燥し
た。この基板に、ベース樹脂にノボラック樹脂を用いた
市販の化学増幅系ポジ型電子線レジストＲＥ−５１４０
Ｐ（日立化成工業製品）を滴下し、回転塗布後１００
℃、５分間熱処理して、０．２５μmの厚さのレジスト
膜を得た。
【００１９】この基板に電子線描画装置（電子線の加速
電圧は５０ｋＶ）を用いて、照射量５．０μＣ／ｃｍ2
で、所望の電子線描画し、１００℃、２分間熱処理した
後、水酸化テトラメチルアンモニウム２．３８重量％を
含む水溶液に６０秒間浸漬し、レジスト遮光体パタンを
得た。その結果、本発明の基板表面処理工程を含む描
画、現像プロセスは、レジスト剥れおよびパタン倒れが
見られず、レジスト断面形状が矩形で設計寸法通りの線
幅が得られることがわかった。
電圧は５０ｋＶ）を用いて、照射量５．０μＣ／ｃｍ2
で、所望の電子線描画し、１００℃、２分間熱処理した
後、水酸化テトラメチルアンモニウム２．３８重量％を
含む水溶液に６０秒間浸漬し、レジスト遮光体パタンを
得た。その結果、本発明の基板表面処理工程を含む描
画、現像プロセスは、レジスト剥れおよびパタン倒れが
見られず、レジスト断面形状が矩形で設計寸法通りの線
幅が得られることがわかった。
【００２０】このマスクを用い、縮小投影露光装置によ
ってパターンを転写した。縮小投影露光装置の投影光
は、波長１９３nm程度のＡｒＦエキシマレーザ光で行
い、投影レンズの開口数ＮＡは０．６８程度、光源のコ
ヒーレンシσは０．７とした。被投影基板となる半導体
ウェハ上には、ＡｒＦに感光性を持つ通常のポジ型レジ
スト膜を、３００nm程度の膜厚で形成した。その結果、
例えばクロム（Ｃｒ）等のような金属膜を遮光パタンと
してマスク基板上に形成してなるホトマスク（以下、単
に通常のホトマスクという）を用いたときとほぼ同じパ
タン転写特性が得られた。
ってパターンを転写した。縮小投影露光装置の投影光
は、波長１９３nm程度のＡｒＦエキシマレーザ光で行
い、投影レンズの開口数ＮＡは０．６８程度、光源のコ
ヒーレンシσは０．７とした。被投影基板となる半導体
ウェハ上には、ＡｒＦに感光性を持つ通常のポジ型レジ
スト膜を、３００nm程度の膜厚で形成した。その結果、
例えばクロム（Ｃｒ）等のような金属膜を遮光パタンと
してマスク基板上に形成してなるホトマスク（以下、単
に通常のホトマスクという）を用いたときとほぼ同じパ
タン転写特性が得られた。
【００２１】（実施例２）実施例１において、１，４−
ポリブタジエン（重量分子量：３×１０5）を６０％エ
ポキシ化した高分子の０．０２５重量％キシレン溶液の
代わりに、３―グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ンの０．５重量％水溶液を用いた以外は、実施例１の方
法に従った。その結果、マスクブランクス上に形成され
たパタンにレジスト剥れ、パタン倒れ等も見られず、断
面形状も良好であった。ホトマスクとしての性能も通常
のホトマスクを用いたときとほぼ同じパタン転写特性が
得られた。
ポリブタジエン（重量分子量：３×１０5）を６０％エ
ポキシ化した高分子の０．０２５重量％キシレン溶液の
代わりに、３―グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ンの０．５重量％水溶液を用いた以外は、実施例１の方
法に従った。その結果、マスクブランクス上に形成され
たパタンにレジスト剥れ、パタン倒れ等も見られず、断
面形状も良好であった。ホトマスクとしての性能も通常
のホトマスクを用いたときとほぼ同じパタン転写特性が
得られた。
【００２２】
【発明の効果】本発明によって高性能化学増幅系レジス
ト用いるレジスト遮光体からなるホトマスク製作の場合
でも、歩留まりが高く、高性能のホトマスクが得られ、
半導体集積回路装置の開発期間短縮、開発費用削減、製
造コスト削減が可能となる。
ト用いるレジスト遮光体からなるホトマスク製作の場合
でも、歩留まりが高く、高性能のホトマスクが得られ、
半導体集積回路装置の開発期間短縮、開発費用削減、製
造コスト削減が可能となる。
フロントページの続き (72)発明者 田中 稔彦 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Ｆターム(参考） 2H025 AA03 AA14 AB08 AC06 AC08 AD03 BE00 BE10 BG00 CB41 DA35 FA09 FA40 FA41 2H095 BA07 BB10 BC01 BC26
Claims (4)
- 【請求項１】透明基板と所望のパターンが形成された感
光性有機物（以下レジスト）膜からなる露光用のホトマ
スクの製造方法において、上記基板とレジスト膜との密
着性を向上させる媒体として、少なくとも一つ以上の加
水分解基を有し、かつ非塩基発生型の有機ケイ素化合物
および（または）少なくとも一種類以上の加水分解基を
有するビニル重合体を用いて上記基板を表面処理する工
程を少なくとも具備することを特徴とするホトマスクの
製造方法。 - 【請求項２】上記有機ケイ素化合物がシランカップリン
グ剤であることを特徴とする請求項１記載のホトマスク
の製造方法。 - 【請求項３】上記少なくとも一種類以上の加水分解基を
有するビニル重合体が、エポキシ基を少なくとも含有す
るビニル重合体であることを特徴とする請求項１記載の
ホトマスクの製造方法。 - 【請求項４】請求項１ないし３のいずれか記載のホトマ
スクの製造方法において製造され、上記基板を表面処理
する工程によって上記基板の露光波長における透過率が
実質的に変化していないことを特徴としたホトマスク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000194884A JP2002006476A (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | ホトマスクおよびホトマスクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000194884A JP2002006476A (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | ホトマスクおよびホトマスクの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002006476A true JP2002006476A (ja) | 2002-01-09 |
| JP2002006476A5 JP2002006476A5 (ja) | 2005-01-13 |
Family
ID=18693641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000194884A Pending JP2002006476A (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | ホトマスクおよびホトマスクの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002006476A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010114467A (ja) * | 2008-06-16 | 2010-05-20 | Toshiba Corp | 半導体基板の表面処理剤 |
| JP2010237609A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Dainippon Printing Co Ltd | レジストパターン形成方法 |
| US9859111B2 (en) | 2009-12-11 | 2018-01-02 | Toshiba Memory Corporation | Apparatus and method of treating surface of semiconductor substrate |
| KR20180111600A (ko) * | 2017-03-31 | 2018-10-11 | 다이요 잉키 세이조 가부시키가이샤 | 경화성 조성물, 드라이 필름, 경화물 및 프린트 배선판 |
-
2000
- 2000-06-23 JP JP2000194884A patent/JP2002006476A/ja active Pending
Cited By (8)
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|---|---|---|---|---|
| JP2010114467A (ja) * | 2008-06-16 | 2010-05-20 | Toshiba Corp | 半導体基板の表面処理剤 |
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| KR20230038673A (ko) * | 2017-03-31 | 2023-03-21 | 다이요 잉키 세이조 가부시키가이샤 | 경화성 조성물, 드라이 필름, 경화물 및 프린트 배선판 |
| KR102517621B1 (ko) | 2017-03-31 | 2023-04-05 | 다이요 잉키 세이조 가부시키가이샤 | 경화성 조성물, 드라이 필름, 경화물 및 프린트 배선판 |
| KR102543365B1 (ko) | 2017-03-31 | 2023-06-15 | 다이요 홀딩스 가부시키가이샤 | 경화성 조성물, 드라이 필름, 경화물 및 프린트 배선판 |
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