JP2008203374A - ハーフトーンブランクス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 透明基板1上に、半透過膜2、エッチングストッパー膜3、遮光膜4が順次形成されている。エッチングストッパー膜3は、遮光膜4をエッチングする際にエッチングが半透過膜2まで進行しないようにするものである。遮光膜4はクロム又はクロム化合物で形成されている。エッチングストッパー膜3は、アルミニウムを主成分とする膜であり、にシリコン又はチタンが少量添加されている。
【選択図】 図1
Description
フォトマスクが有するマスクパターンは、遮光部と透光部とから成るパターンである。マスクブランクスは、未露光のフィルムともいうべきもので、遮光部となるべき遮光膜が透明なガラス基板上に形成されたものである。
尚、半透過膜を用いて多階調露光を可能にする方法としては、通常のレジストコート・露光・エッチング等の工程を経て単階調のフォトマスクを製作した後、スパッタリング等で半透過膜を形成する方法が行われている。
本願の発明は、係る課題を解決するためになされたものであり、多階調露光を可能にするハーフトーンマスクの製造に使用されるハーフトーンブランクスであって、ハーフトーンマスクの製造が容易で多大な設備投資を必要としないハーフトーンブランクスを提供する技術的意義がある。
遮光膜は、クロム又はクロム化合物で形成されており、
エッチングストッパー膜は、遮光膜をエッチングする際に当該エッチングが半透過膜まで進行しないようにするものであって、アルミニウムを主成分とする膜であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項2記載の発明は、前記請求項1の構成において、半透過膜は、クロム又はクロム化合物で形成されているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項3記載の発明は、前記請求項1又は2の構成において、前記エッチングストッパー膜は、シリコンを添加したアルミニウム、又はチタンを添加したアルミニウムから成るという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項4記載の発明は、前記請求項3の構成において、前記シリコン又はチタンの添加量は、0.5%以上であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項5記載の発明は、前記請求項3又は4の構成において、前記シリコン又はチタンの添加量は、3%以下であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項6記載の発明は、前記請求項1乃至5いずれかの構成において、前記エッチングストッパー膜は、四階調露光を達成し得るよう前記半透過膜とは別の半透過の膜となっているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項7記載の発明は、透明基板上に、半透過膜、エッチングストッパー膜、遮光膜を順次形成した構造のハーフトーンブランクスであって、
エッチングストッパー膜は、遮光膜をエッチングする際に当該エッチングが半透過膜まで進行しないようにするものであり、且つ、エッチングストッパー膜は、四階調露光を達成し得るよう前記半透過膜とは別の半透過の膜となっているという構成を有する。
また、請求項2記載の発明によれば、上記効果に加え、半透過膜は、クロム又はクロム化合物で形成されているので、遮光膜の場合と同時にエッチングを行うことができ、生産性向上や設備投資低減の点で好適である。
また、請求項3記載の発明によれば、上記効果に加え、エッチングストッパー膜が、シリコンを添加したアルミニウム、又はチタンを添加したアルミニウムから成るので、遮光膜のエッチングの際の耐エッチング性が向上する。
また、請求項4記載の発明によれば、上記効果に加え、シリコン又はチタンの添加量は、1%以上であるので、エッチングストッパー膜の膜厚が薄くなった場合でも、耐エッチング性向上の効果が確実に得られる。
また、請求項5記載の発明によれば、上記効果に加え、上記効果に加え、シリコン又はチタンの添加量は3%以下であるので、エッチングに際してパターンシャープネスを損なわない。
また、請求項6記載の発明によれば、上記効果に加え、四階調露光が行えるので、露光回数の低減やフォトマスク枚数の低減の効果がさらに高く得られる。この際、エッチングストッパー膜が別の半透過の膜に兼用されるので、ハーフトーンマスクの製造工程が煩雑になったり、ハーフトーンマスクの構造が複雑になったりする欠点はない。
また、請求項7記載の発明によれば、四階調露光が行えるので、露光回数の低減やフォトマスク枚数の低減の効果がさらに高く得られる。この際、エッチングストッパー膜が別の半透過の膜に兼用されるので、ハーフトーンマスクの製造工程が煩雑になったり、ハーフトーンマスクの構造が複雑になったりする欠点はない。
まず、第一の実施形態について説明する。図1は、本願発明の第一の実施形態に係るハーフトーンブランクスの断面概略図である。図1に示すハーフトーンブランクスは、透明基板1上に、半透過膜2、エッチングストッパー膜3、遮光膜4を順次形成した構造を有する。
透明基板1は、石英のような十分な光透過性を有する材料で形成されている。その上に作成される薄膜の付着性が良いことも、透明基板1の重要な要素である。
半透過膜2は、本実施形態では、クロム化合物で形成されている。クロム化合物としては、酸化クロムが好適に採用できる。酸化クロムは、CrO2又はCr2O3であるが、CrOやCrO3の場合もあり得る。このような半透過膜2は、要求される透過量により異なるが、5〜50nm程度の厚さで形成されている。
エッチングストッパー膜3の厚さは、4〜10nm程度とすることが好ましい。4nm未満であると、十分なエッチングストップ機能が得られない恐れがある。10nmを越える場合、膜強度が弱くなったり、シャープなパターンエッジが得られなくなる恐れがある。
遮光膜4の上には、本実施形態では、反射防止膜5が形成されている。反射防止膜5は、このハーフトーンブランクスから製造されるハーフトーンマスクを使用して露光を行う際、光がマスク上で反射するのを防止するものである。反射防止膜5としては、酸化クロム系の薄膜が作成される。膜厚は30nm程度で良い。
反射防止膜5の上には、レジスト6が形成されている。レジスト6は、このハーフトーンブランクスからハーフトーンマスクを製造する際のエッチング用である。レジスト6は、マスクパターンの形状での描画を行うレーザーや電子線に対して感光する材料である。
製造されるハーフトーンマスク7は、図4に示すように、遮光部71と、ハーフトーン部72と、透光部73とを有するものであり、これらが、デバイス基板8に転写すべきマスクパターンの形状とされるものである。
このエッチングにより、遮光部71を構成する遮光膜4のパターンが得られる(図2(2))。このエッチングの際、エッチングストッパー膜3が存在しているので、エッチングは、エッチングストッパー膜3及びその下の膜までは進行せず、上側の反射防止膜5及び遮光膜4のみがエッチングされる。
その後、洗浄工程を経てレジスト62の塗布が再び行われる。レジスト62は、図2(4)に示すように、全面に塗布される(図2(4))。
次に、半透過膜2のエッチングが行われる。半透過膜2は上述したようにクロム系の膜であるので、同様にセリウム系エッチング液によるウェットエッチングが好適に採用できる。このエッチングにより、透光部73のパターンで半透過膜2が除去されて透明基板1の表面が露出し、透光部73が形成される(図3(2))。
その後、レジスト62を除去すると、遮光部71及びハーフトーン部72が出現し、ハーフトーンマスク6が出来上がる(図3(3))。
尚、エッチングストッパー膜3は、製造されたハーフトーンマスクにおいて残留した状態となるが、図3に示すように、本実施形態では、エッチングストッパー膜3は、遮光部71のパターンにエッチングされた状態で残留するのみであるので、マスク性能には特に影響を与えない。従って、光学的にはエッチングストッパー膜3はどのような材料であっても良い(所定の屈折率を持つことは必要ではない)。
また、本実施形態では、半透過膜2についても遮光膜4と同様にクロム又はクロム化合物としているので、遮光膜4のエッチング装置を兼用して半透過膜2のエッチングを行うことができる。この点でも設備の簡略化ができる。
第二の実施形態のハーフトーンブランクスは、断面構造は、図1に示す第一の実施形態と同様である。第二の実施形態のハーフトーンブランクスが第一の実施形態と異なるのは、エッチングストッパー膜3の光透過率である。第一の実施形態では、エッチングストッパー膜3の光透過率は特に限定されないと説明した。一方、この第二の実施形態では、エッチングストッパー膜3は、四階調露光を達成し得るよう半透過の膜の構成となっており、この点で第一の実施形態と異なる。但し、実際には、第一の実施形態におけるアルミ系のエッチングストッパー膜3は、適切な膜厚とすることで半透過の膜とすることができ、四階調露光を達成し得る。従って、結果的には、第一の実施形態の構成は、第二の実施形態の構成であるとも言える。
図5及び図6に示す例は、前述したような光透過率が1/3ずつ異なる四階調露光を行うハーフトーンマスクを製造するものであり、製造されるハーフトーンマスク7は、図7に示すように、遮光部71、1/3透光部74、2/3透光部75、透光部73を有する。
次に、セリウム系のエッチング液を使用してウェットエッチングを行い、反射防止膜5及び遮光膜4につき、第二領域のパターンの部分を除去する。この結果、反射防止膜5及び遮光膜4は、第一領域のパターンで残留する(図5(2))。このエッチングの際、エッチングストッパー膜3及びその下の半透過膜2はエッチングされない。
次に、第一第二の領域をそれぞれ区分するための露光を同時に行う。即ち、第一領域については遮光部71のパターンでレジスト64を露光し、第二領域については2/3透光部75のパターンで露光する。現像後、遮光部71のパターンのレジスト64と、2/3遮光部71のパターンのレジスト64が得られる(図6(1))。
その後、レジスト64を除去すると、遮光部71及び2/3遮光部71が出現し、四階調のハーフトーンマスクが完成する(図6(3))。
上述した第二の実施形態のうち、エッチングストッパー膜3を別の半透過の膜として四階調のハーフトーンマスクを実現する効果は、エッチングストッパー膜3がアルミ系でなくても得ることができる。請求項6の発明はかかる趣旨のものである。請求項6の発明の実施に際しては、エッチングストッパー膜3は、必要な光透過率を有する限り、アルミ系以外のものでも良い。
透明基板1上に半透過膜2として酸化クロム膜をスパッタリングにより16nmの厚さで形成する。この半透過膜2の光透過率は66%である。半透過膜2の上に、エッチングストッパー膜3としてシリコン2%添加のアルミニウム膜を5nmの厚さでスパッタリングにより形成する。このエッチングストッパー膜3の光透過率は50%である。エッチングストッパー膜3の上に遮光膜4としてクロム膜を80nmの厚さでスパッタリングにより形成し、その上に反射防止膜5として酸化クロム膜を29nmの厚さでスパッタリングにより形成する。その後、レジストを塗布すると、ハーフトーンブランクスが出来上がる。レジストを除く積層膜の部分の全体の厚さは130nmである。尚、一連のスパッタリングは、同一チャンバー内で連続的に行うことが望ましい。
尚、上記第一第二の実施形態における「三階調」や「四階調」は、少なくとも三階調、少なくとも四階調の意味であって、それ以上の多階調の露光を行うことを排除するものではない。
2 半透過膜
3 エッチングストッパー膜
4 遮光膜
5 反射防止膜
Claims (7)
- 透明基板上に、半透過膜、エッチングストッパー膜、遮光膜を順次形成した構造のハーフトーンブランクスであって、
遮光膜は、クロム又はクロム化合物で形成されており、
エッチングストッパー膜は、遮光膜をエッチングする際に当該エッチングが半透過膜まで進行しないようにするものであって、アルミニウムを主成分とする膜であることを特徴とするハーフトーンブランクス。 - 半透過膜は、クロム又はクロム化合物で形成されていることを特徴とする請求項1記載のハーフトーンブランクス。
- 前記エッチングストッパー膜は、シリコンを添加したアルミニウム、又はチタンを添加したアルミニウムから成ることを特徴とする請求項1又は2のハーフトーンブランクス。
- 前記シリコン又はチタンの添加量は、0.5%以上であることを特徴とする請求項3記載のハーフトーンブランクス。
- 前記シリコン又はチタンの添加量は、3%以下であることを特徴とする請求項3又は4記載のハーフトーンブランクス。
- 前記エッチングストッパー膜は、四階調露光を達成し得るよう前記半透過膜とは別の半透過の膜となっていることを特徴とすることを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載のハーフトーンブランクス。
- 透明基板上に、半透過膜、エッチングストッパー膜、遮光膜を順次形成した構造のハーフトーンブランクスであって、
エッチングストッパー膜は、遮光膜をエッチングする際に当該エッチングが半透過膜まで進行しないようにするものであり、且つ、エッチングストッパー膜は、四階調露光を達成し得るよう前記半透過膜とは別の半透過の膜となっていることを特徴とするハーフトーンブランクス。
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