JP2634152B2 - レーザ磨耗マスクおよびその製造方法 - Google Patents

レーザ磨耗マスクおよびその製造方法

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    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプロジェクション・エッ
チングに使用されるタイプの非接触型マスクに関し、詳
細にいえば、レーザ磨耗パターン形成に使用されるタイ
プの非接触型マスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ磨耗を使用して有機物層の領域を
パターン化することは周知である。有機物層は通常、２
枚の配線面間の絶縁層である。一方のレベルにある線を
他方のレベルにある線に接続するためのバイア・ホール
が有機物層を貫通して開けられる。参照することにより
本明細書の一部となる米国特許第４４１４０５９号明細
書は、レーザ磨耗を使用して有機物層にパターンを形成
する技法を教示している。本質的に、有機物層に衝突す
るレーザ・エネルギーは、層内の化学結合を破壊するの
に十分なエネルギーを与える。有機物層の容積は結合が
破壊された領域で局部的に増大する。局部的膨潤が断片
を有機物層から強制的に排除する。マスクが有機物層の
照射対象領域を画定する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】レーザ磨耗には光学的
パターン形成に使用されるものとは異なるマスクが必要
である。非磨耗フォトリソグラフィ（光学的）技法の場
合には、不透明なパターンが透明な基板上に形成され
る。通常、光学的マスクを使用して、フォトレジストに
パターンを形成する。フォトレジストのパターンを使用
して、配線面などのための下地層や、集積回路チップ層
にパターンを形成する。しかしながら、レーザがフォト
レジストを露光するために使用されることはめったにな
く、レーザを使用するときには、レーザ・エネルギーは
レーザ磨耗に必要とされるものの数分の一である。しか
しながら、不透明なパターンを形成するために使用され
る物質、たとえばクロムはレーザ・エネルギーを吸収す
る。したがって、これらの光学的マスクをレーザ磨耗に
使用すると、光学的マスクの不透明領域は有機物層を磨
耗したときに損傷を受けたり、破壊されたりする。した
がって、有機物層にパターンが形成されるのではなく、
マスクが破壊される。
【０００４】それ故、従来技術のレーザ磨耗用マスクの
場合、不透明パターンは誘電体などの他の材料で形成さ
れている。参照することにより本明細書の一部となる米
国特許第４９２３７７２号明細書は、複数の誘電体層か
らレーザ磨耗用マスク・パターンを作成することを教示
している。複数の誘電体層は高低の屈折率を交互に有し
ており、重ね合わせたときに、レーザ・エネルギーに対
して最大の反射率を示す不透明マスク領域をもたらす。
該米国特許が教示しているように、これらの誘電体マス
クの作成は複雑な複数ステップのプロセスである。この
ため、誘電体層レーザ磨耗用マスクは高価なものとな
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、レーザ
磨耗用マスクのコストを削減することである。
【０００６】本発明の他の目的は、レーザ磨耗用マスク
の製造を単純化することである。
【０００７】本発明のさらに他の目的は、レーザ磨耗用
マスクを単純化することである。
【０００８】本発明は低コストのレーザ磨耗用マスクお
よびマスク製造方法である。マスクは少なくとも一方の
表面にマスク・パターンが形成されている石英基板であ
る。透明領域と拡散領域のパターンが形成される。拡散
領域はレーザ・エネルギーを拡散するためのランダムな
ファセットで覆われている。マスクに向けられ、透明領
域に当たるレーザ・エネルギーはマスクを貫通し、マス
クに隣接して配置された有機物層を選択的に磨耗する。
ファセットがランダムに設けられている拡散領域に当た
るレーザ・エネルギーは拡散され、有機物層の磨耗を防
止する。レーザ磨耗用マスクを形成する方法は、ａ）基
板ないしプレートの表面に保護層を形成し、ｂ）表面の
領域を選択的に露光することによって保護層にパターン
を形成し、c)マスク・パターンを形成する露光表面領域
に拡散センタを形成し、ｄ）パターンが形成された保護
層を除去するステップからなっている。
【０００９】
【実施例】図１および図２は好ましい実施例によるレー
ザ磨耗用マスク１００の断面図を示す。マスク・パター
ンのネガである画定パターン１０２がマスク基板ないし
プレート１０６の一方表面１０４に形成される。基板１
０６はレーザ・エネルギーに対して透過性であり、石英
であることが好ましい。画定パターン１０２は下地プレ
ートの表面１０４をエッチャントから保護し、したがっ
て、透明領域１０７を画定する。画定パターンが覆って
いない領域にはファセットがランダムに設けられ、拡散
領域１０８を形成する。ランダムなファセットを本明細
書においては拡散センタと呼ぶ。画定パターンは基板１
０６に付着されたクロムなどの保護材料の薄い層で形成
される。保護材料はこれが基板１０４をエッチングする
ために選択したエッチャント液によって侵されないよう
なものが選択される。画定パターンはフォトリソグラフ
ィによって画定される。保護材料層に画定パターンを適
切に画定する任意の適切なフォトリソグラフィ・プロセ
スを使用して、画定パターンを形成することができる。
【００１０】画定パターン１０２が画定されると、拡散
センタが図２の拡散領域１０８を形成するためにエッチ
ングされる。ポリメタクリル酸、好ましくはフッ化水素
アンモニウムのスラリである好ましいエッチャントを基
板１０６上にスピン・コーティングする。あるいは、フ
ッ化水素カリウムをフッ化水素アンモニウムと置き換え
てもよい。スラリ水溶液はフィルム形成材としてポリメ
タクリル酸２０ｇ／ｌを選択したフッ化水素物３００ｇ
／ｌとともに含有している。スラリは拡散領域１０８内
の露光した基板表面をエッチングし、ランダムな拡散セ
ンタ（ランダムなファセット）を形成する。エッチング
をさらに加速するために、基板１０６の温度を１５０℃
まで上げる。任意選択で、エッチング中のスラリからの
水の損失を少なくするために、スラリでコーティングさ
れた基板１０６をカバー付きの容器に入れ、カバー付き
の容器をオーブンで加熱して、基板の温度を上げる。参
照することによって本明細書の一部となる米国特許第４
８８２２１４号明細書で論じられているように、ランダ
ムなファセット１１０が拡散領域１０８の表面に形成さ
れる。フォトレジスト層のスピニングと同様に、スラリ
をスピン・コーティングしたときに、フィルムがパター
ン表面１０４に形成されるので、ファセットは一方の基
板表面１０４上だけに形成される。最後に、スラリは洗
い落とされ、画定パターン１０２が除去されて、透明領
域１０７を露出させる。したがって、磨耗パターンが透
明領域１０７と拡散領域１０８によって画定される。
【００１１】図３に示すように、好ましい実施例のマス
クをレーザ・エネルギー１２０によって照射した場合、
レーザ１２２は透明領域１０７を通過し、下にある有機
物層１２４を磨耗する。しかしながら、拡散領域１０８
はレーザ・エネルギー１２６を拡散し、十分に集束した
エネルギーがマスクを通過するのを防止し、したがっ
て、拡散領域の下にある有機物層の磨耗を防止する。透
明領域１０７および拡散領域１０８のパターンが設けら
れた基板１０６は、したがって、簡単で低コストのレー
ザ磨耗用マスクとなる。
【００１２】本発明を好ましい実施例によって説明して
きたが、本発明の精神または範囲から逸脱することな
く、各種の改変および変形を当分野の技術者は推考でき
るであろう。特許請求の範囲はこれらの改変および変形
をすべて含むことを意図したものである。
【００１３】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
【００１４】（１）ａ）基板の一方表面に保護層を形成
するステップと、 ｂ）該一方表面の領域を選択的に露光して、画定パター
ンを前記保護層上に形成するステップと、 ｃ）前記の選択的に露光された領域における前記一方表
面に拡散センタを形成するステップと、 ｄ）前記画定パターンを除去するステップとを含むレー
ザ磨耗マスクを形成する方法。 （２）前記拡散センタを形成するステップ（ｃ）が前記
露光表面を酸溶液でエッチングすることを含んでいる上
記（１）に記載の方法。 （３）前記酸溶液がポリメタクリル酸を含んでいる上記
（２）に記載の方法。 （４）前記酸溶液がフッ化水素アンモニウム３００ｇ／
ｌとポリメタクリル酸２０ｇ／ｌの溶液からなっている
上記（３）に記載の方法。 （５）前記酸溶液がフッ化水素カリウム３００ｇ／ｌと
ポリメタクリル酸２０ｇ／ｌの溶液からなっている上記
（３）に記載の方法。 （６）前記露光表面をカバー付き容器内で１５０℃の温
度でエッチングする上記（２）に記載の方法。 （７）マスク・パターンを有するレーザ磨耗マスクにお
いて、有機物層を磨耗するのに十分なレーザ・エネルギ
ーの透過を可能にする複数の透明領域と、十分なレーザ
・エネルギーを屈折させて、磨耗を防止する複数の拡散
領域とを含み、前記マスクの一方表面に衝突する所定の
エネルギーを有するパルス・レーザが前記透明領域にお
いてほぼ同一のエネルギーで、また前記拡散領域におい
て減少したエネルギーで前記マスクの反対側の表面から
抜けることを特徴とするレーザ摩耗マスク。 （８）基板をさらに含んでおり、該基板が前記レーザ磨
耗マスクのパターンを含んでいる上記（７）に記載のレ
ーザ磨耗マスク。 （９）基板と、複数の透明領域と複数の拡散領域を含ん
でいる、前記基板の一方表面上のマスク・パターンとを
含み、有機物層を磨耗するのに十分なレーザ・エネルギ
ーが前記透明領域において前記基板を通過し、レーザ・
エネルギーが前記拡散領域において拡散されて、該拡散
レーザ・エネルギーが有機物層を磨耗するのに不十分な
ものであることを特徴とするレーザ磨耗マスク。 （１０）前記拡散領域が複数の拡散センタからなってい
る上記（９）に記載のレーザ磨耗マスク。 （１１）前記基板が石英板からなっている上記（９）に
記載のレーザ磨耗マスク。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施例によるレーザ磨耗用マ
スク、およびマスクを形成するステップを示す図であ
る。
【図２】本発明の好ましい実施例によるレーザ磨耗用マ
スク、およびマスクを形成するステップを示す図であ
る。
【図３】好ましい実施例のレーザ磨耗用マスクの使い方
を示す図である。
【符号の説明】
１００ レーザ磨耗用マスク １０２ 画定パターン １０４ マスク基板の一方表面 １０６ マスク基板 １０７ 透明領域 １０８ 拡散領域 １１０ ランダムなファセット １２０ レーザ・エネルギー １２２ レーザ １２６ レーザ・エネルギー

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ａ）基板の一方表面に保護層を形成するス
    テップと、 ｂ）該一方表面の領域を選択的に露光して、画定パター
    ンを前記保護層上に形成するステップと、 ｃ）前記の選択的に露光された領域における前記一方表
    面に拡散センタを形成するステップと、 ｄ）前記画定パターンを除去するステップとを含むレー
    ザ磨耗マスクを形成する方法。
  2. 【請求項２】前記拡散センタを形成するステップ（ｃ）
    が前記露光表面を酸溶液でエッチングすることを含んで
    いる請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】前記酸溶液がポリメタクリル酸を含んでい
    る請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】前記酸溶液がフッ化水素アンモニウム３０
    ０ｇ／ｌとポリメタクリル酸２０ｇ／ｌの溶液からなっ
    ている請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】前記酸溶液がフッ化水素カリウム３００ｇ
    ／ｌとポリメタクリル酸２０ｇ／ｌの溶液からなってい
    る請求項３に記載の方法。
  6. 【請求項６】前記露光表面をカバー付き容器内で１５０
    ℃の温度でエッチングする請求項２に記載の方法。
  7. 【請求項７】マスク・パターンを有するレーザ磨耗マス
    クにおいて、 有機物層を磨耗するのに十分なレーザ・エネルギーの透
    過を可能にする複数の透明領域と、 十分なレーザ・エネルギーを屈折させて、磨耗を防止す
    る複数の拡散領域とを含み、 前記マスクの一方表面に衝突する所定のエネルギーを有
    するパルス・レーザが前記透明領域においてほぼ同一の
    エネルギーで、また前記拡散領域において減少したエネ
    ルギーで前記マスクの反対側の表面から抜けることを特
    徴とするレーザ摩耗マスク。
  8. 【請求項８】基板をさらに含んでおり、該基板が前記レ
    ーザ磨耗マスクのパターンを含んでいる請求項７に記載
    のレーザ磨耗マスク。
  9. 【請求項９】基板と、 複数の透明領域と複数の拡散領域を含んでいる、前記基
    板の一方表面上のマスク・パターンとを含み、 有機物層を磨耗するのに十分なレーザ・エネルギーが前
    記透明領域において前記基板を通過し、レーザ・エネル
    ギーが前記拡散領域において拡散されて、該拡散レーザ
    ・エネルギーが有機物層を磨耗するのに不十分なもので
    あることを特徴とするレーザ磨耗マスク。
  10. 【請求項１０】前記拡散領域が複数の拡散センタからな
    っている請求項９に記載のレーザ磨耗マスク。
  11. 【請求項１１】前記基板が石英板からなっている請求項
    ９に記載のレーザ磨耗マスク。
JP1119395A 1994-03-30 1995-01-27 レーザ磨耗マスクおよびその製造方法 Expired - Lifetime JP2634152B2 (ja)

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