JP2785313B2 - フオトマスクブランクおよびフオトマスク - Google Patents
フオトマスクブランクおよびフオトマスクInfo
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- JP2785313B2 JP2785313B2 JP8662289A JP8662289A JP2785313B2 JP 2785313 B2 JP2785313 B2 JP 2785313B2 JP 8662289 A JP8662289 A JP 8662289A JP 8662289 A JP8662289 A JP 8662289A JP 2785313 B2 JP2785313 B2 JP 2785313B2
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- JP
- Japan
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- photomask
- layer
- fluorine
- nitrogen
- chromium
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- 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］ 本発明は半導体製造用フオトマスクブランクならびに
これをエッチング後パターンを形成したフオトマスクに
関する。
これをエッチング後パターンを形成したフオトマスクに
関する。
さらに詳しくは、フオトマスクブランクやフオトマス
クの中でも低反射型のものの膜構成に関する。
クの中でも低反射型のものの膜構成に関する。
［従来の技術とその課題］ 低反射型のフオトマスクブランクは、第１図に示した
構造を有している。透明基板上に真空蒸着法、スパッタ
リング法、イオンプレーテイング法等によりクロムを積
層させるが、光学濃度が大きく比較的反射率が高いしや
光層と、光学濃度が低い反射防止層から成る。従来は、
しや光層はクロム濃度が比較的高く、少量の窒素、酸
素、炭素、フッ素等の元素を添加して形成し、反射防止
層は酸化クロムを中心に窒素、炭素、フッ素等を少量添
加して形成されて成るものである。
構造を有している。透明基板上に真空蒸着法、スパッタ
リング法、イオンプレーテイング法等によりクロムを積
層させるが、光学濃度が大きく比較的反射率が高いしや
光層と、光学濃度が低い反射防止層から成る。従来は、
しや光層はクロム濃度が比較的高く、少量の窒素、酸
素、炭素、フッ素等の元素を添加して形成し、反射防止
層は酸化クロムを中心に窒素、炭素、フッ素等を少量添
加して形成されて成るものである。
フオトマスクブランクは、エッチング後パターンを形
成し、フオトマスクとするが、クロムを中心としたしや
光層を、酸化クロムを中心とした反射防止層ではエッチ
ング間にその界面において局部電池効果が働き、しや光
層のエッチング間には反射防止層のエッチングが抑制さ
れ、最終的には第２図に示すように反射防止層がひさし
状になってしまうという欠点が見られる。このために、
より微細なパターンの形成が阻害されてきた。
成し、フオトマスクとするが、クロムを中心としたしや
光層を、酸化クロムを中心とした反射防止層ではエッチ
ング間にその界面において局部電池効果が働き、しや光
層のエッチング間には反射防止層のエッチングが抑制さ
れ、最終的には第２図に示すように反射防止層がひさし
状になってしまうという欠点が見られる。このために、
より微細なパターンの形成が阻害されてきた。
［課題を解決するための手段］ 本発明者はエッチング後の断面形状が、より切り立つ
たものである場合には、より詳細なパターンが形成され
ることに着目して鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成
するに至った。
たものである場合には、より詳細なパターンが形成され
ることに着目して鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成
するに至った。
本発明によれば、 透明基板上にクロム、窒素、炭素、フッ素を含むしや
光層と、クロム、酸素、窒素、炭素、フッ素を含む反射
防止層とから構成されて成るフオトマスクブランクなら
びにこれにパターンを形成したフオトマスクであって、
フッ素の元素濃度やしや光層で１〜５重量％、反射防止
層で10〜20重量％の範囲にあることを特徴とするフオト
マスクブランクおよびフオトマスクが提供され、これに
より従来からの課題が解決されるものである。
光層と、クロム、酸素、窒素、炭素、フッ素を含む反射
防止層とから構成されて成るフオトマスクブランクなら
びにこれにパターンを形成したフオトマスクであって、
フッ素の元素濃度やしや光層で１〜５重量％、反射防止
層で10〜20重量％の範囲にあることを特徴とするフオト
マスクブランクおよびフオトマスクが提供され、これに
より従来からの課題が解決されるものである。
［作用］ 本発明は次の二つの発見に基づいてなされたものであ
る。
る。
（１）クロムに窒素、酸素などの元素を添加すると、膜
厚方向のエッチングレートは増加するが、その添加量が
十分大きい場合、サイドエッチング速度は著しく減少す
る。
厚方向のエッチングレートは増加するが、その添加量が
十分大きい場合、サイドエッチング速度は著しく減少す
る。
（２）エッチング液中における白金電極との電位差につ
いて、クロム、ニッケル・クロム合金等は常に負（白金
をゼロとして）になるが、そのポテンシヤルの絶対値が
大きい物質が下地にある場合、上の物質のエッチングレ
ートは単独でエッチングするより速くなり、下地は逆に
遅くなる。
いて、クロム、ニッケル・クロム合金等は常に負（白金
をゼロとして）になるが、そのポテンシヤルの絶対値が
大きい物質が下地にある場合、上の物質のエッチングレ
ートは単独でエッチングするより速くなり、下地は逆に
遅くなる。
（１）の現象は、クロムへの窒素、酸素の添加により、
膜中に歪みが発生しエッチングレートを増加させるもの
と推定される。エッチングの進行に伴い、膜の断面が露
出すると、その部分は応力が緩和され歪みが減少して、
クロム、窒化物または酸化物の本来有する化学的安定性
が現われてエッチングレート（この場合、サイドエッチ
ングレート）が減少するものと推測される。
膜中に歪みが発生しエッチングレートを増加させるもの
と推定される。エッチングの進行に伴い、膜の断面が露
出すると、その部分は応力が緩和され歪みが減少して、
クロム、窒化物または酸化物の本来有する化学的安定性
が現われてエッチングレート（この場合、サイドエッチ
ングレート）が減少するものと推測される。
また（２）の現象は、サイドエッチングに影響を与え
る。例えば２層膜において、下地の方がポテンシヤルの
絶対値が大きい場合、上層の膜厚方向のエッチングレー
トは、単独の場合より速くなる。ところが上層がエッチ
ングされて下層が露出すると、それまで小さかったポテ
ンシヤルが増大し、上層のサイドエッチングレートは著
しく小さくなる。下層自身の膜厚方向のエッチングレー
トも単独の場合より小さくなる。
る。例えば２層膜において、下地の方がポテンシヤルの
絶対値が大きい場合、上層の膜厚方向のエッチングレー
トは、単独の場合より速くなる。ところが上層がエッチ
ングされて下層が露出すると、それまで小さかったポテ
ンシヤルが増大し、上層のサイドエッチングレートは著
しく小さくなる。下層自身の膜厚方向のエッチングレー
トも単独の場合より小さくなる。
本発明は該二っの現象を利用してなされたものであ
る。
る。
すなわち、３層構造のフオトマスクブランクを考慮し
た場合、この電気化学的ポテンシヤルを、上から順次大
きくすることにより、サイドエッチングを減少させ、さ
らに最下層への窒素、酸素の添加量を十分大きくするこ
とにより、表面反射防止層と同じく、膜のパターニング
による分断により生じる側面の応力緩和（ひいては歪み
の緩和）によるサイドエッチング速度の低下ができる。
た場合、この電気化学的ポテンシヤルを、上から順次大
きくすることにより、サイドエッチングを減少させ、さ
らに最下層への窒素、酸素の添加量を十分大きくするこ
とにより、表面反射防止層と同じく、膜のパターニング
による分断により生じる側面の応力緩和（ひいては歪み
の緩和）によるサイドエッチング速度の低下ができる。
この両方の条件を酸素、窒素、炭素、クロムの４元素
のみでは全ての条件を満たすのは難しく、しかも例え全
ての条件を満たしたとしても安定成分範囲が狭い。本発
明はこれに、さらにフッ素を用いることで全ての条件を
満たすことができる現象を利用したものである。
のみでは全ての条件を満たすのは難しく、しかも例え全
ての条件を満たしたとしても安定成分範囲が狭い。本発
明はこれに、さらにフッ素を用いることで全ての条件を
満たすことができる現象を利用したものである。
［実施例］ 次に実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
実施例 本発明の３層構造のフオトマスクブランクにおいて、
しや光層は二つに分かれており、第１層がクロムと窒素
の膜、第２層がクロムと窒素と炭素およびフッ素の膜か
ら構成された。第３層は反射防止層であってクロム、炭
素、酸素、窒素およびフッ素から構成された。第２層中
には実質的に酸素は存在しなかった。
しや光層は二つに分かれており、第１層がクロムと窒素
の膜、第２層がクロムと窒素と炭素およびフッ素の膜か
ら構成された。第３層は反射防止層であってクロム、炭
素、酸素、窒素およびフッ素から構成された。第２層中
には実質的に酸素は存在しなかった。
前記特許請求の範囲に規定したフッ素濃度範囲は第２
層と第３層におけるフッ素濃度を特定したものである。
具体的な作製方法は次のようであった。
層と第３層におけるフッ素濃度を特定したものである。
具体的な作製方法は次のようであった。
すなわち、例えば溶融石英基板（フオトマスク用）を
通常の洗浄法、例えばクロム混酸に数分間浸漬した後、
水道水（フイルターを通してゴミを除去して）でリンス
後、純粋でリンスし、IPA蒸気で乾燥させ、マグネトロ
ンスパッタリング装置に装着した。
通常の洗浄法、例えばクロム混酸に数分間浸漬した後、
水道水（フイルターを通してゴミを除去して）でリンス
後、純粋でリンスし、IPA蒸気で乾燥させ、マグネトロ
ンスパッタリング装置に装着した。
基板をセットした真空槽を1.5×10-6Torrまで排気
後、２〜３×10-3Torrまでアルゴンガスを導入し、逆ス
パッタクリーニング（基板に高周波の陰極がくるように
して）し、表面の吸着水などを除去した後、再び1.5×1
0-6Torrまで排気して、（ガス導入を止めて）アルゴン6
0Sccm、窒素1.8Sccmを導入し、５分間直流1Aで放電を行
い、プレスパッタリングを行った後、同条件のまま２分
間成膜した。次いでアルゴン59Sccm、窒素2.1Sccm、CF4
0.62Sccmを導入し、プレスパッタリング後、1Aで３分間
スパッタリングし、第２層目を形成させた。第３層目
は、続けてアルゴン40Sccm、窒素10Sccm、酸素1Sccm、C
F44Sccmを導入し、1Aで３分間プレスパッタリング後、
２分間スパッタリングし、形成した。
後、２〜３×10-3Torrまでアルゴンガスを導入し、逆ス
パッタクリーニング（基板に高周波の陰極がくるように
して）し、表面の吸着水などを除去した後、再び1.5×1
0-6Torrまで排気して、（ガス導入を止めて）アルゴン6
0Sccm、窒素1.8Sccmを導入し、５分間直流1Aで放電を行
い、プレスパッタリングを行った後、同条件のまま２分
間成膜した。次いでアルゴン59Sccm、窒素2.1Sccm、CF4
0.62Sccmを導入し、プレスパッタリング後、1Aで３分間
スパッタリングし、第２層目を形成させた。第３層目
は、続けてアルゴン40Sccm、窒素10Sccm、酸素1Sccm、C
F44Sccmを導入し、1Aで３分間プレスパッタリング後、
２分間スパッタリングし、形成した。
オージエ電子分光分析による各膜中の元素分布を示す
と第３図のようであった。
と第３図のようであった。
該試料のその他のデータは次のようであった。
光学濃度（O.D.） 2.86 反射率 436nm 6.8％ 700nm 25.3％ エッチングタイム 115秒 （ジヤストエツチ） （スプレーエツチ APT−914 TOPPAN−ETCHANT） 膜厚 1080Å また、このブランクのエッチング後の断面形状をSEM
（走査型電子顕微鏡）により観察したところ第４図のよ
うに切り立った形状を呈し、反射防止膜のひさしは見ら
れなかった。このときのフオトマスクブランクのしや光
層と反射防止膜とを合わせたクロム膜の厚みは約1000Å
であり、膜の上部と下部でのサイドエッチの差は約200
Åに過ぎなかった。
（走査型電子顕微鏡）により観察したところ第４図のよ
うに切り立った形状を呈し、反射防止膜のひさしは見ら
れなかった。このときのフオトマスクブランクのしや光
層と反射防止膜とを合わせたクロム膜の厚みは約1000Å
であり、膜の上部と下部でのサイドエッチの差は約200
Åに過ぎなかった。
第５図はSEMによるパターンの斜視写真であり、シヤ
ープな形状になっているのが分かる。
ープな形状になっているのが分かる。
［発明の効果］ 本発明のフオトマスクブランクおよびフオトマスクで
は、エッチング後の断面形状が従来より遥かに切り立っ
た形状を呈し、これにより従来より遥かに微細なパター
ンが形成できる。
は、エッチング後の断面形状が従来より遥かに切り立っ
た形状を呈し、これにより従来より遥かに微細なパター
ンが形成できる。
第１図はフオトマスクブランクの構造を示す縦断面図、
第２図はエッチング後パターンを形成した際の従来のフ
オトマスクが呈する形状を示す縦断面図、第３図は本発
明の実施例によるフオトマスクブランクの各層中の元素
の比濃度をスパッタリング時間に対してプロットしたオ
ージエ電子分光分析結果を示す説明図、第４図は本発明
の実施例によるフオトマスクブランクのエッチング断面
を示す縦断面図、第５図は本発明によるフオトマスクの
パターンの金属構造断面を走査電子顕微鏡にて観察し
た、図面に代わる写真である。
第２図はエッチング後パターンを形成した際の従来のフ
オトマスクが呈する形状を示す縦断面図、第３図は本発
明の実施例によるフオトマスクブランクの各層中の元素
の比濃度をスパッタリング時間に対してプロットしたオ
ージエ電子分光分析結果を示す説明図、第４図は本発明
の実施例によるフオトマスクブランクのエッチング断面
を示す縦断面図、第５図は本発明によるフオトマスクの
パターンの金属構造断面を走査電子顕微鏡にて観察し
た、図面に代わる写真である。
Claims (2)
- 【請求項１】透明基板上にクロム、窒素、炭素、フッ素
を含むしや光層と、クロム、酸素、窒素、炭素、フッ素
を含む反射防止層とから構成されて成るフオトマスクブ
ランクであって、フッ素の元素濃度やしや光層で１〜５
重量％、反射防止層で10〜20重量％の範囲にあることを
特徴とするフオトマスクブランク。 - 【請求項２】透明基板上にパターン化されたクロム、窒
素、炭素、フッ素を含むしや光層と、クロム、酸素、窒
素、炭素、フッ素を含む反射防止層とから構成されて成
るフオトマスクであって、フッ素の元素濃度がしや光層
で１〜５重量％、反射防止層で10〜20重量％の範囲にあ
ることを特徴とするフオトマスク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8662289A JP2785313B2 (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | フオトマスクブランクおよびフオトマスク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8662289A JP2785313B2 (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | フオトマスクブランクおよびフオトマスク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02264952A JPH02264952A (ja) | 1990-10-29 |
| JP2785313B2 true JP2785313B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=13892124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8662289A Expired - Lifetime JP2785313B2 (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | フオトマスクブランクおよびフオトマスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2785313B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3772357B2 (ja) * | 1995-02-21 | 2006-05-10 | 東ソー株式会社 | スパッタリングターゲット及びその製造方法 |
| JP3093632U (ja) * | 2002-03-01 | 2003-05-16 | Ｈｏｙａ株式会社 | ハーフトーン型位相シフトマスクブランク |
| US7166392B2 (en) | 2002-03-01 | 2007-01-23 | Hoya Corporation | Halftone type phase shift mask blank and halftone type phase shift mask |
| WO2007029826A1 (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-15 | Hoya Corporation | フォトマスクブランクとその製造方法、及びフォトマスクの製造方法、並びに半導体装置の製造方法 |
| JP5412107B2 (ja) * | 2006-02-28 | 2014-02-12 | Ｈｏｙａ株式会社 | フォトマスクブランクの製造方法、及びフォトマスクの製造方法 |
| JP6594742B2 (ja) * | 2014-11-20 | 2019-10-23 | Ｈｏｙａ株式会社 | フォトマスクブランク及びそれを用いたフォトマスクの製造方法、並びに表示装置の製造方法 |
| JP7115281B2 (ja) * | 2018-12-12 | 2022-08-09 | 信越化学工業株式会社 | フォトマスクブランク、及びフォトマスクの製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62280742A (ja) * | 1986-05-29 | 1987-12-05 | Hoya Corp | フオトマスクブランクとフオトマスク |
| JPH0616170B2 (ja) * | 1986-07-25 | 1994-03-02 | ホ−ヤ株式会社 | フオトマスクブランクとフオトマスク |
| JPH02130551A (ja) * | 1988-11-11 | 1990-05-18 | Hitachi Ltd | 薄膜パターンとその製造方法ならびにそれを用いたマトリクス回路基板と画像表示装置 |
-
1989
- 1989-04-05 JP JP8662289A patent/JP2785313B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02264952A (ja) | 1990-10-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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