JP2699518B2 - フオトマスクおよびフオトマスクブランク - Google Patents
フオトマスクおよびフオトマスクブランクInfo
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- JP2699518B2 JP2699518B2 JP3416989A JP3416989A JP2699518B2 JP 2699518 B2 JP2699518 B2 JP 2699518B2 JP 3416989 A JP3416989 A JP 3416989A JP 3416989 A JP3416989 A JP 3416989A JP 2699518 B2 JP2699518 B2 JP 2699518B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photomask
- layer
- nicr
- blank
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は半導体製造用のフオトマスクブランクおよび
フオトマスクに関する。さらに詳しくは、より微細な粒
径を有する層により構成されたフオトマスクブランクお
よびフオトマスクに関する。
フオトマスクに関する。さらに詳しくは、より微細な粒
径を有する層により構成されたフオトマスクブランクお
よびフオトマスクに関する。
［従来の技術およびその課題］ クロム、またはクロム（以下、Crと呼称）に炭素（以
下、Ｃと呼称）、窒素（以下、Ｎと呼称）等を添加した
層がフオトマスクブランクのしや光層として使用されて
いる。これらの膜は通常マグネトロンスパッタリング法
を用いて作製されるが、その粒子径は通常数10Å台であ
る。これは透過電子顕微鏡またはＸ線回析図形をとるこ
とにより知ることができる。
下、Ｃと呼称）、窒素（以下、Ｎと呼称）等を添加した
層がフオトマスクブランクのしや光層として使用されて
いる。これらの膜は通常マグネトロンスパッタリング法
を用いて作製されるが、その粒子径は通常数10Å台であ
る。これは透過電子顕微鏡またはＸ線回析図形をとるこ
とにより知ることができる。
その膜の粒子状態はフオトマスクとして微細なパター
ンを形成させる関係で、より微細なことが要求される。
フオトマスクのパターンがより微細になる程、膜の粒径
もより微細になることが要求される。
ンを形成させる関係で、より微細なことが要求される。
フオトマスクのパターンがより微細になる程、膜の粒径
もより微細になることが要求される。
現在使用されているフオトマスクブランクの平均粒子
径は数10Åであるが、Cr:N、Cr:N:C（Ｎ、Ｃ等は共に全
量で20原子％程度の場合）などでは約30Å程度である。
これは薄膜用Ｘ線回析装置により測定した回析ピークか
ら、その半値巾を読み取り、Scherrerの式を用いて計算
することができる。薄膜を透過型電子顕微鏡により観察
しても、ほぼ同程度の粒子であることが分かる。
径は数10Åであるが、Cr:N、Cr:N:C（Ｎ、Ｃ等は共に全
量で20原子％程度の場合）などでは約30Å程度である。
これは薄膜用Ｘ線回析装置により測定した回析ピークか
ら、その半値巾を読み取り、Scherrerの式を用いて計算
することができる。薄膜を透過型電子顕微鏡により観察
しても、ほぼ同程度の粒子であることが分かる。
ところで、走査電子顕微鏡で表面低反射ブランクを約
10万倍程度で観察すると、数100Åオーダーのひび割れ
状の構造が見られる。ブランクの構造は、700〜800Åの
CrまたはCr:N層の上にCr:O:N層が約300Å付着している
ので、ほぼ下地の表面構造を映し出していると見られ
る。エッチング後の形状は、この数100Åオーダーの凸
凹が観察され、これが微細化の限界を決定する要因とな
っていると考えられる。
10万倍程度で観察すると、数100Åオーダーのひび割れ
状の構造が見られる。ブランクの構造は、700〜800Åの
CrまたはCr:N層の上にCr:O:N層が約300Å付着している
ので、ほぼ下地の表面構造を映し出していると見られ
る。エッチング後の形状は、この数100Åオーダーの凸
凹が観察され、これが微細化の限界を決定する要因とな
っていると考えられる。
［課題を解決するための手段］ 上記の課題は本発明による、しや光層にNiCr:N（窒素
添加ニクロム合金）を使用したフオトマスクおよびフオ
トマスクブランクの提供により解決される。
添加ニクロム合金）を使用したフオトマスクおよびフオ
トマスクブランクの提供により解決される。
［作用］ 本発明のフオトマスクブランクによれば、平均粒径が
より細かく、平滑な膜構造が得られるが、しや光層にC
r、Cr:N:C等を使用した場合は数100Åオーダーのひび割
れ状の構造ができる。
より細かく、平滑な膜構造が得られるが、しや光層にC
r、Cr:N:C等を使用した場合は数100Åオーダーのひび割
れ状の構造ができる。
NiCrのみでは、粒子は寧ろCr、Cr:N:C等より大きい
が、NiCr合金にＮを添加すると粒子径が著しく小さくな
ることを見い出した。例えば80〜20％NiCrに約10％のＮ
を添加すると平均粒径は70Åから15Å程度に低下する。
Cr:N（N:約20％）では約30Åである。つまりCr:Cまたは
Cr:N:Cに比べてNiCr:Nでは約1/2の粒径になる。そのう
えひび割れ構造のない膜が得られることが分かった。
が、NiCr合金にＮを添加すると粒子径が著しく小さくな
ることを見い出した。例えば80〜20％NiCrに約10％のＮ
を添加すると平均粒径は70Åから15Å程度に低下する。
Cr:N（N:約20％）では約30Åである。つまりCr:Cまたは
Cr:N:Cに比べてNiCr:Nでは約1/2の粒径になる。そのう
えひび割れ構造のない膜が得られることが分かった。
該構造は下地に200Å程度のCr:N、上層にCr:O:Nを300
Å程度を形成しても維持される。
Å程度を形成しても維持される。
また積層した際の各層のエッチング速度は、各々の電
気化学的ポテンシャルの相対値に影響を受ける。例え
ば、Crのエッチャントである硝酸第２セリウムアンモニ
ウム系エッチャント中における、白金電極との電位差を
電気化学的ポテンシャルとし、白金をゼロ電位とする
と、Cr、Cr:N、NiCr等は全て負の電位となるが、そのポ
テンシヤルの小さい方を下地にしてエッチングをすれ
ば、上下層共、単層と同じエッチングレートになるが、
大きい方を下地にすれば、上層はより早く、下地はより
遅いエッチングレートを示す。この現象を考慮する必要
がある。その理由は、エッチングで形成されるパターン
の寸法精度は、エッチング速度が速過ぎると低下する。
またパターンの断面形状は、下地の方が上層より速くエ
ッチングされる場合、より垂直な断面が得られる。逆の
場合にはテーパ形状の断面が得られる。以上のことを考
慮して光学濃度2.8を例にとると本発明のフオトマスク
ブランクでは表面から順に下記のような４層構成にな
る。
気化学的ポテンシャルの相対値に影響を受ける。例え
ば、Crのエッチャントである硝酸第２セリウムアンモニ
ウム系エッチャント中における、白金電極との電位差を
電気化学的ポテンシャルとし、白金をゼロ電位とする
と、Cr、Cr:N、NiCr等は全て負の電位となるが、そのポ
テンシヤルの小さい方を下地にしてエッチングをすれ
ば、上下層共、単層と同じエッチングレートになるが、
大きい方を下地にすれば、上層はより早く、下地はより
遅いエッチングレートを示す。この現象を考慮する必要
がある。その理由は、エッチングで形成されるパターン
の寸法精度は、エッチング速度が速過ぎると低下する。
またパターンの断面形状は、下地の方が上層より速くエ
ッチングされる場合、より垂直な断面が得られる。逆の
場合にはテーパ形状の断面が得られる。以上のことを考
慮して光学濃度2.8を例にとると本発明のフオトマスク
ブランクでは表面から順に下記のような４層構成にな
る。
第１層 Cr:O:N 280Å （表面反射防止層） 第２層 NiCr:N 1060Å （しや光層） 第３層 Cr:N 200Å （エッチング終点検出層） 第４層 透明基板 ここでは、しや光層の光吸収係数αを60（1/μｍ）と
し、他はゼロであるとしている。
し、他はゼロであるとしている。
ここで、Ｎの濃度は、Cr:N、NiCr:Nを通して一定にす
るか、またはNiCr:N中のＮ濃度を必要に応じて変化させ
ることにより、トータルのエッチング時間、断面形状を
調節する。
るか、またはNiCr:N中のＮ濃度を必要に応じて変化させ
ることにより、トータルのエッチング時間、断面形状を
調節する。
［実施例］ 次に実施例により本発明をさらに詳しく説明する。
実施例 透明基板として、HOYA LE−30（商品名）の５″×
５″×0.09″ｔを用い、通常の洗浄処理を行った。この
基板を高周波（Ｒ・Ｆ）マグネトロンスパッタリング装
置（日電アネルバ ILC−705）により、順次 Cr:N→NiCr:N→Cr:O:N を成膜した。
５″×0.09″ｔを用い、通常の洗浄処理を行った。この
基板を高周波（Ｒ・Ｆ）マグネトロンスパッタリング装
置（日電アネルバ ILC−705）により、順次 Cr:N→NiCr:N→Cr:O:N を成膜した。
膜中のＮ濃度をNiCr:N、Cr:N中で約10％となるよう
に、アルゴンと窒素ガスの混合比を調整した。
に、アルゴンと窒素ガスの混合比を調整した。
残留ガス圧は、３×10-6Torr、スパッタリング中の全
ガス圧は１〜３×10-3Torrとした。放電電力1.1KW（2.2
W/cm2）でありトレースピード（基板がスパッタターゲ
ット上を進行する速度）を調整するように設計して膜を
得た。
ガス圧は１〜３×10-3Torrとした。放電電力1.1KW（2.2
W/cm2）でありトレースピード（基板がスパッタターゲ
ット上を進行する速度）を調整するように設計して膜を
得た。
作製した膜の表面をSEM（走査型電子顕微鏡）にて500
00〜100000倍で観察したところ、数100Åオーダーの膜
のひび割れ構造は見られず、膜は均一で緻密であること
が分かった。
00〜100000倍で観察したところ、数100Åオーダーの膜
のひび割れ構造は見られず、膜は均一で緻密であること
が分かった。
このブランクを通常のフオトリソ工程にて微細加工し
た後、面内の寸法バラツキを調べた。
た後、面内の寸法バラツキを調べた。
寸法バラツキについては、設計上同一寸法の箇所を25
ケ所測定した結果、標準偏差をσとして±３σで±0.07
μｍが得られた。
ケ所測定した結果、標準偏差をσとして±３σで±0.07
μｍが得られた。
なお、ここで用いたCr:O:N、NiCr:N、Cr:Nはそれぞれ
単層で測定した膜厚方向のエッチレートは、〜70Å/se
c、16Å/sec、30Å/secであったが、この積層構造で
は、〜150Å/sec、16Å/sec、30Å/secであった（エッ
チング液中の電気化学的ポテンシヤルプロフアイルから
見積もった）。ポテンシヤルの大きさは（Cr:O:N）＜
（Cr:N）＜（NiCr:N）であり、Cr:O:Nのエッチングレー
トが増大していることが確認された。
単層で測定した膜厚方向のエッチレートは、〜70Å/se
c、16Å/sec、30Å/secであったが、この積層構造で
は、〜150Å/sec、16Å/sec、30Å/secであった（エッ
チング液中の電気化学的ポテンシヤルプロフアイルから
見積もった）。ポテンシヤルの大きさは（Cr:O:N）＜
（Cr:N）＜（NiCr:N）であり、Cr:O:Nのエッチングレー
トが増大していることが確認された。
［発明の効果］ 本発明の構成によると、平均粒子径が、より微細で、
しかも平滑な膜構造を有するフオトマスクブランクおよ
びフオトマスクが提供される。
しかも平滑な膜構造を有するフオトマスクブランクおよ
びフオトマスクが提供される。
Claims (2)
- 【請求項１】透明基板上に、クロムにニッケルが添加さ
れて成る層、ニッケル・クロム合金に窒素が添加されて
成る層、およびクロムに酸素および窒素が添加されて成
る層の３層が順次形成されて成るフオトマスクブラン
ク。 - 【請求項２】透明基板上に、クロムにニッケルが添加さ
れて成る層、ニッケル・クロム合金に窒素が添加されて
成る層、およびクロムに酸素および窒素が添加されて成
る層の３層にパターンを形成して成るフオトマスク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3416989A JP2699518B2 (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | フオトマスクおよびフオトマスクブランク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3416989A JP2699518B2 (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | フオトマスクおよびフオトマスクブランク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02212841A JPH02212841A (ja) | 1990-08-24 |
| JP2699518B2 true JP2699518B2 (ja) | 1998-01-19 |
Family
ID=12406705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3416989A Expired - Lifetime JP2699518B2 (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | フオトマスクおよびフオトマスクブランク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2699518B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05297570A (ja) * | 1992-04-20 | 1993-11-12 | Toppan Printing Co Ltd | フォトマスクブランクの製造方法 |
| JP2005210093A (ja) * | 2003-12-25 | 2005-08-04 | Hoya Corp | 多層反射膜付き基板、露光用反射型マスクブランクス及び露光用反射型マスク、並びにそれらの製造方法 |
| KR101248740B1 (ko) * | 2006-02-28 | 2013-03-28 | 호야 가부시키가이샤 | 포토마스크 블랭크 및 포토마스크와 그들의 제조 방법 |
-
1989
- 1989-02-14 JP JP3416989A patent/JP2699518B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02212841A (ja) | 1990-08-24 |
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