JP2984030B2 - フォトマスク材用基板、フォトマスク材及びそれらの製造法 - Google Patents

フォトマスク材用基板、フォトマスク材及びそれらの製造法

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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体素子、IC、LSI等のパターン形成用に
用いられるフォトマスクを作製するためのフォトマスク
材用基板、フォトマスク材及びそれらの製造法に関す
る。
〔従来の技術及びその問題点〕
半導体素子、IC、LSI等のパターン形成用に用いられ
るフォトマスクを作製するためのフォトマスク材として
は種々のものが使用されているが、一般には石英ガラス
などの透明基板の上に遮光膜としてのクロム膜を積層し
たもの、さらにその上に反射防止膜としての酸化クロム
膜を積層したものが多用されている。後者の構成を膜式
的に第11図に示す。同図において、(21)は透明基板、
(23)は遮光膜及び(24)は反射防止膜である。しか
し、このようなフォトマスク材(26)を用いてパターン
形成のためのフォトマスクを作製すると、その作製中
や、フォトマスクの使用中に静電気に起因する種々の欠
陥が発生する。すなわち、フォトマスク作製中において
現像後、純水で洗浄する際に白系欠陥が生じたり、フォ
トマスクのマスターマスクからコンタクト露光によって
ワーキングマスクをコピーする際、マスターマスクが帯
電するためにパターンが損傷したり、あるいは又、マス
ターマスクを洗浄する際に純水によって帯電するために
パターンが損傷したりするのである。このような問題は
第12図に示すように、透明基板(21)と遮光膜(23)と
の間に透明導電膜(22)を設けて透明基板(21)に蓄積
される静電気を逃がすことによって解消された。透明導
電膜(22)としては一般に酸化インジウムや酸化錫が用
いられている。このような構成のフォトマスク材を(2
6′)で示す。
しかしながら、従来、透明導電膜(22)として用いら
れていた酸化インジウムや酸化錫は、フォトマスク材
(26′)の遮光膜(23)として用いられているクロム膜
との付着力が弱いため、フォトマスクを作製するために
エッチングする際、透明導電膜(22)の表面の極微細な
傷に沿ってクロム用エッチング液が透明導電膜(22)と
クロム膜(23)との間にしみ込み、パターンの欠陥が発
生するという問題があった。
又、フォトマスクを作製した後、高圧ガス洗浄やブラ
シ洗浄などのような物理的な力が加わる方法で洗浄する
と、パターンが欠落し易い。
さらに、酸化インジウムは耐酸性が低いのでフォトマ
スクの洗浄に不可欠な強酸にたえることができず、溶解
してしまう。これはフォトマスクとして用いる場合、重
大な欠陥となり、実用に適するものではなかった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は以上のような問題に鑑みてなされ、帯電する
ことのない、しかもパターン欠陥が発生しにくいフォト
マスクを作製するためのフォトマスク材用基板、フォト
マスク材及びそれらの製造法を提供することを目的とし
ている。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、透明基板の上に透明導電膜を積層したフ
ォトマスク材用基板において、前記透明導電膜がモリブ
デンシリサイド酸化窒化物の膜であることを特徴とする
フォトマスク材用基板、又は真空槽内に透明基板を保持
し、該透明基板に対向してモリブデンとシリコンとを主
成分とする合金をターゲットとして設け、アルゴン、酸
素及び窒素の混合ガス雰囲気中で直流マグネトロンスパ
ッタリングによって前記合金をスパッタすることによっ
て、前記透明基板上にモリブデンシリサイド酸化窒化物
の膜を形成することを特徴とするフォトマスク材用基板
の製造法、又は透明基板の上に透明導電膜を積層したフ
ォトマスク材用基板の前記透明導電膜の上に遮光膜を積
層したフォトマスク材において、前記透明導電膜がモリ
ブデンシリサイド酸化窒化物の膜であることを特徴とす
るフォトマスク材、又は真空槽内に透明基板を保持し、
該透明基板に対向してモリブデンとシリコンとを主成分
とする合金をターゲットとして設け、アルゴン、酸素及
び窒素の混合ガス雰囲気中で直流マグネトロンスパッタ
リングによって前記合金をスパッタすることによって、
前記透明基板上にモリブデンシリサイド酸化窒化物の膜
を形成し、その上に遮光膜を積層することを特徴とする
フォトマスク材の製造法、によって達成される。
〔作用〕
クロムとの密着性が良く、耐酸性も優れているモリブ
デンシリサイド膜は比抵抗が80〜100μΩ・cmであって
導電性は良いが、遮光性の強い膜である。すなわち、Hg
−g線(波長436nm)においてその光学定数はn−ik=
4.75−2.59iであり、吸収率はα=0.07465/nmである。
ここで k、λは波長である。
ところがこのモリブデンシリサイドが酸素及び窒素と
反応することによって消衰係数kが2.59から1.72程度に
下がり、遮光性が弱くなる。従って、モリブデンシリサ
イド酸化窒化物を透明基板の上に積層したフォトマスク
材用基板の436nmにおける透過率は75%以上を確保する
ことができる。
一方、モリブデンシリサイド酸化窒化物の比抵抗は10
4μΩ.cm程度に増え、導電性が落ちるが、膜厚を50Å程
度とすることにより、膜のシート抵抗は20kΩ/□以下
におさえることができる。
その上、モリブデンシリサイド酸化窒化物は遮光膜と
して用いられるクロムとの密着性も良く、また耐酸性に
も優れる。
従って、本発明のように構成されるフォトマスク材用
基板、フォトマスク材及びそれらの製造法によって、帯
電することがない上にパターン欠陥が発生しにくいフォ
トマスクを作製することができ、それによって、半導体
製造時に精度の高いパターンを形成することができる。
〔実 施 例〕
次に、実施例について図面を参照して説明する。
第1図に本発明の各実施例に用いた直流マグネトロン
スパッタ装置の概略断面図を示す。同図において真空槽
(6)の内部にターゲット(7)とマグネット(8)と
からなるマグネトロンカソード(9)を設け、ターゲッ
ト(7)と対向してアノード(10)の上に透明基板(1
1)を設けた。(12)は排気管、(13)はガス導入管で
ある。
第1実施例において透明基板(11)として5in.平方、
厚さ2.3mmの石英ガラスを用い、ターゲット(7)とし
てモリブデンとシリコンとの合金を用いた。モリブデン
とシリコンの組成比は1:2である。透明基板(11)とタ
ーゲット(7)との間の距離を60mmとし、透明基板(1
1)を100℃に保持した。
このような状態で排気管(12)から排気しながら、ガ
ス導入管(13)からスパッタガスとしてのアルゴン(A
r)(60%)と反応ガスとしての酸素(O2)(10%)及
び窒素(N2)(30%)との混合ガスを導入して、真空槽
(6)内部の圧力を3.0×10-3Torrに保持し、両極間に
直流電圧をかけた。電力は0.5KWとした。透明基板(1
1)である石英ガラスの上に透明導電膜(14)であるモ
リブデンシリサイド酸化窒化膜(MoSi2ON)が50Åの厚
さに形成されるまで続け、フォトマスク材用基板とし
た。
得られたフォトマスク材用基板(15)の概略断面図を
第2図に示す。同図において(1)は石英ガラス、
(2)はモリブデンシリサイド酸化窒化膜である。この
フォトマスク材用基板(15)の透過率はHg−g線(波長
436nm)において76%であった。この分光透過率を測定
した結果を第10図に示す。又、モリブデンシリサイド酸
化窒化膜(2)は50Åの厚さであり、シート抵抗は20k
Ω/□であった。
これらの値は、透明導電膜として従来の酸化インジウ
ムや酸化錫を用いた時と同等の効果があることを示すも
のであり、帯電防止用透明導電膜としての性能は十分で
ある。
次いで、上記の得られたフォトマスク材用基板(15)
を120℃の硫酸中で60分間加熱処理する熱硫酸耐酸テス
トを行なったが、透過率、シート抵抗、層間の密着等に
問題となるように変化は見られなかった。
次に第2実施例について述べる。先ず、上記の第1実
施例と同じ方法、条件で、石英ガラス(1)の上にモリ
ブデンシリサイド酸化窒化膜(2)を形成したフォトマ
スク材用基板(15)を得た。第3図に示すように、その
上に遮光膜であるクロム膜(3)及び反射防止膜である
酸化クロム膜(4)をそれぞれ750Å及び300Åの膜厚で
積層して、フォトマスク材(16)を得た。
このフォトマスク材(16)の上に、第4図に示すよう
にフォトレジストを塗布してフォトレジスト膜(5)を
形成した。次いで、露光装置によってフォトレジスト膜
(5)にパターンを作製した後、第5図に示すように現
像してフォトレジスト膜(5)の所望部分を溶解除去し
た。ついで第6図に示すように酸化クロム膜(4)及び
クロム膜(3)のエッチングを行なった後、第7図に示
すようにフォトレジスト膜(5)を剥離してフォトマス
ク(17)を作製した。
以上のようにして得られたフォトマスク(17)を用い
て90℃の熱硫酸中で5分間加熱処理した後、ナイロンス
ポンジで50回摩擦するスクラブ洗浄を3回繰返した後
に、光学顕微鏡及びパターンチェッカーで検査したとこ
ろ、このフォトマスク(17)にはエッチング液の染み込
みによるパターン不良やスクラブ洗浄によるパターン欠
落等の欠陥は見られなかった。
以上、本発明の各実施例について説明したが、勿論、
本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的
使用に基き種々の変形が可能である。
例えば、各実施例ではモリブデンシリサイド酸化窒化
膜(2)を形成する際に、混合ガスとしてAr(60%)+
O2(10%)+N2(30%)の比率のものを用いたが、Ar
(60%)+O2(0〜40%)+N2(40〜0%)の範囲でも
透明導電膜としての性能を持つ膜が得られる。
又、上記モリブデンシリサイド酸化窒化膜(2)を形
成するために、各実施例では直流マグネトロンスパッタ
リング法を用いたが、他の真空蒸着法、イオンプレーテ
ィング法又は高周波スパッタリング法によっても良い。
又、第2実施例ではフォトマスク材用基板(15)のモ
リブデンシリサイド酸化窒化膜(2)の上にクロム膜
(3)及び酸化クロム膜(4)を積層したフォトマスク
材(16)を作製したが、第8図に示すような単層のクロ
ム膜(3)だけを積層したフォトマスク(16′)でも良
く、あるいは第9図に示すように酸化クロム膜(4)、
クロム膜(3)、さらに酸化クロム膜(4)の三層を積
層したフォトマスク材(16″)でも良い。この三層積層
の場合、クロム膜(3)を600Å、酸化クロム膜(4)
をそれぞれ300Åの厚さにして良好な結果を得た。モリ
ブデンシリサイド酸化窒化膜(2)は酸化クロム膜
(4)との密着性も十分に大きい。
又、各実施例では透明基板(1)として石英ガラスを
使用したが、代わりに青板ガラスや市販の低膨張ガラス
を使用しても良い。
又、本発明にかかるフォトマスク材用基板(15)は、
フォトマスク材用としてだけでなく、液晶表示装置のた
めの透明導電性基板としても使用し得る。
〔発明の効果〕
本発明は以上のような構成であるので、以下のような
効果を有する。
すなわち、モリブデンシリサイド酸化窒化物の膜はシ
ート抵抗、光(436nm)の透過率等の特性が透明導電膜
の性能として十分なだけでなく、遮光膜として用いられ
るクロム膜や反射防止膜としての酸化クロム膜との密着
性が大きいのでエッチング液のしみ込みがなく、パター
ンの欠陥が発生しにくい。又、耐酸性に優れるので、強
酸による洗浄にも十分耐えることができる。
従って、本発明のように構成されているフォトマスク
材用基板及びフォトマスク材によって、帯電することが
ない上にパターン欠陥が発生しにくいフォトマスクを作
製することができ、それによって半導体製造時に精度の
高いパターンを形成することができる。
又、本発明にかかるフォトマスク材用基板及びフォト
マスク材の製造法によって、それらの量産が容易にな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる各実施例のフォトマスク材用基
板及びフォトマスク材を製造するのに用いられた直流マ
グネトロンスパッタ装置の概略断面図、第2図は第1実
施例で得られた本発明にかかるフォトマスク材用基板の
概略断面図、第3図は第2実施例で得られた本発明にか
かるフォトマスク材の概略断面図、第4図は前記フォト
マスク材の上にフォトレジスト膜を形成した状態を示す
概略断面図、第5図は露光後に前記フォトレジスト膜を
現像した状態を示す概略断面図、第6図は更にエッチン
グした状態を示す概略断面図、第7図はフォトレジスト
膜を除去して得られたフォトマスクの概略断面図、第8
図は本発明にかかるフォトマスク材の変形例の概略断面
図、第9図は本発明にかかるフォトマスク材の他の変形
例の概略断面図、第10図は第1実施例で得られたフォト
マスク材用基板の分光透過率を測定した結果を示すグラ
フ、第11図は従来例のフォトマスク材の概略断面図及び
第12図は他の従来例のフォトマスク材の概略断面図であ
る。 なお、図において (1)……石英ガラス (2)……モリブデンシリサイド酸化窒化膜 (3)……クロム膜 (4)……酸化クロム膜 (7)……ターゲット (8)……マグネット (11)……透明基板 (14)……透明導電膜 (15)……フォトマスク材用基板 (16)(16′)(16″)……フォトマスク材

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】透明基板の上に透明導電膜を積層したフォ
    トマスク材用基板において、前記透明導電膜がモリブデ
    ンシリサイド酸化窒化物の膜であることを特徴とするフ
    ォトマスク材用基板。
  2. 【請求項2】前記透明基板が石英ガラスである請求項
    (1)に記載のフォトマスク材用基板。
  3. 【請求項3】前記フォトマスク材用基板の、436nmの波
    長の光の透過率が75%以上である請求項(1)又は
    (2)に記載のフォトマスク材用基板。
  4. 【請求項4】前記モリブデンシリサイド酸化窒化物の膜
    のシート抵抗が20kΩ/□以下である請求項(1)、
    (2)及び(3)のいずれかに記載のフォトマスク材用
    基板。
  5. 【請求項5】真空槽内に透明基板を保持し、該透明基板
    に対向してモリブデンとシリコンとを主成分とする合金
    をターゲットとして設け、アルゴン、酸素及び窒素の混
    合ガス雰囲気中で直流マグネトロンスパッタリングによ
    って前記合金をスパッタすることによって、前記透明基
    板上にモリブデンシリサイド酸化窒化物の膜を形成する
    ことを特徴とするフォトマスク材用基板の製造法。
  6. 【請求項6】前記混合ガスの割合がアルゴン:60%、酸
    素と窒素との混合ガス:40%である請求項(5)に記載
    のフォトマスク材用基板の製造法。
  7. 【請求項7】透明基板の上に透明導電膜を積層したフォ
    トマスク材用基板の前記透明導電膜の上に遮光膜を積層
    したフォトマスク材において、前記透明導電膜がモリブ
    デンシリサイド酸化窒化物の膜であることを特徴とする
    フォトマスク材。
  8. 【請求項8】前記透明基板が石英ガラスである請求項
    (7)に記載のフォトマスク材。
  9. 【請求項9】前記フォトマスク材用基板の、436nmの波
    長の光の透過率が75%以上である請求項(7)又は
    (8)に記載のフォトマスク材。
  10. 【請求項10】前記モリブデンシリサイド酸化窒化物の
    膜のシート抵抗が20kΩ/□以下である請求項(7)、
    (8)及び(9)のいずれかに記載のフォトマスク材。
  11. 【請求項11】真空槽内に透明基板を保持し、該透明基
    板に対向してモリブデンとシリコンとを主成分とする合
    金をターゲットとして設け、アルゴン、酸素及び窒素の
    混合ガス雰囲気中で直流マグネトロンスパッタリングに
    よって前記合金をスパッタすることによって、前記透明
    基板上にモリブデンシリサイド酸化窒化物の膜を形成
    し、その上に遮光膜を積層することを特徴とするフォト
    マスク材の製造法。
  12. 【請求項12】前記混合ガスの割合がアルゴン:60%、
    酸素と窒素との混合ガス:40%である請求項(11)に記
    載のフォトマスク材の製造法。
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