JPH04125643A - フォトマスクおよびフォトマスクブランク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体集積回路の製造に用いるフォトマスク
およびフォトマスクブランクに係わり、特にエキシマレ
ーザ−等の遠紫外光に対して、良好な物性を示すものに
関する。

Ｃ従来技術） 低反射フォトマスクブランクの薄膜材料として現在用い
られているものの多くは、クロムを主成分とし、酸素、
窒素、炭素等の元素を含存している。上記薄膜材料にお
いて、良好な遮光性と低反射性を合わせ持ち、且つ化学
的耐久性等、フォトマスクブランクとして要求される特
性を有している材料は見い出されてない。そこで遮光性
を高くすることを目的とする層と、反射率を低くするこ
とを目的とする層を組み合わせた多層構造となっており
、膜の組成は膜厚方向で異なっている。

また、近年フォトリソグラフィーを用いたデバイス製造
技術の進歩による微細化に伴ない、１）露光波長の短波
長化 ２）ドライエツチングによるマスクの製造に対する要求
が高まっている。

１）については、現在のところ水銀灯のｇ線（波長４３
６　ｎｍ）の光が多く用いられており、それより短波長
の光に対する光学濃度および反射率は考慮されていない
。クロム、酸素、窒素を主成分とする典型的な多層フォ
トマスクブランクの分光透過曲線および分光反射率曲線
をそれぞれ第４図、第５図に示す。ＫｒＦエキンマーレ
ーザー光の波長領域（波長２４８ｎｍ）において光学濃
度は十分高いものの、反射率が高くなってしまう。

２）については、膜中に含まれる酸素濃度が重要であり
、特開昭５４−３７５７９号公報において指摘されてい
る。すなわち揮発性反応生成物であるＣ、０２Ｃ１２を
生成させるために塩素と酸素を含む混合ガスがエツチン
グガスとして用いられるが、膜中の酸素が反応速度に大
きく影響する。したがって、上記特許文献に示されてい
るように膜厚方向で酸素濃度は一定であることが望まし
い。

ただし上記発明においてはクロムと酸素のみであるので
マスクとしての濃度を確保しつつ、かつ反射率の低い膜
を得ることは困難である。

クロム、窒素、酸素を成分とするフォトマスクブランク
に関する特許としては、特開昭５４−２１２７４号公報
、特開昭６０−９１３５６号公報がある。特開昭５４−
２１２７４号公報は、クロムあるいは酸化クロム中に微
量成分としてＶ族元素を混入し、ドライエツチング速度
を増加させるものである。この場合、Ｎの含有量が微量
である場合、反射率の低い膜を作成することができない
。

特開昭６（）−９１３５６号公報では窒素と酸化窒素の
混合雰囲気中で成膜することにより金属クロムと窒化ク
ロムと酸化窒素クロムの混合物からなる膜をつくり、内
部応力の低減、ピンホールの防止をはかるものである。

この場合、金属クロムと窒化クロムが含まれていること
から窒化度は低いと考えられ、反射率は高くなってしま
う。

：発明が解決しようとするｉ！題〕 上記したように、ｇ線（波長４３６　ｎｍ）の波長での
使用を前提としたフォトマスクではＫｒＦエキソマーレ
ーザーのような短波長の遠紫外光に使用した場合、マス
ク−ウェハー間での多重反射の影響により、微細なパタ
ーンを形成することが困難となる。

また、マスクパターンを形成するエツチングの工程にお
いて、従来用いられている多層クロムマスクブランクで
は前項に述べたような不利な点がある。

上記した課題を解決するためには、単一の組成で３００
ｎｍ以下の短波長の光に対して光学濃度が大きく、且つ
反射率の低い材料を用いることが有効である。

（課題を解決するための手段〕 本発明はフォトマスク用薄膜材料としてクロム、窒素、
酸素を成分とし、各々の含有率の範囲が原子数比で４０
−６０％、３０−５０％、５−２５％であることを特徴
とするフォトマスクブランクおよび上記フォトマスクブ
ランクを用いて製造したフォトマスクに関するものであ
る。

以下、更に図面を用いて説明する。第１図（ａ）に示す
ように透光性基板１０上に前記の１膜１２をスパッタリ
ング法等を用いて作成し、フォトマスクブランクを得る
。次に第１図（ｂ）のように前記薄膜上に電子線レジス
トあるいはフォトレジスト１４を塗布し、電子線あるい
は光を用いて所望のパターンを露光した後、現像処理を
施して第１図（Ｃ）のようなレジストパターンを得る。

このレジストをエツチングマスクとし、薄膜１２のエツ
チングを行なう。

この際薄膜１２の組成は膜表面に生じる自然酸化層を除
いてほぼ一定であるから、レジストとの選択比が良好で
エツチング速度の大きい条件を容易に選択できる。その
後レジスト層を剥離し、第１図（ｄ）に示すフォトマス
クを得る。

〔作用］ 上記した方法を用い、エキシマ−レーザー光の波長にお
いて遮光性および低反射性の良好なフォトマスクブラン
クおよびこれを用いたフォトマスクを得ることができる
。本発明のフォトマスクフランクの光学濃度および反射
率のスペクトルの一例をそれぞれ第２図、第３図に示す
、２４８ｎｍにおける光学濃度は２．７５、反射率は８
％であり、これはフォトマスクに要求される条件を満た
す。

［実施例〕 以下に本発明のフォトマスクプラクおよびフオトマスク
の製造の実施例を示す。

表面を平坦に研磨した石英ガラス基板をスパッタチャン
バー内に、クロム金属のスパンタリングターゲソトと対
間するように設置し、１×１０Ｐａ以下になるまで真空
排気を行なう０次にチャンバー内にアルゴンと窒素と酸
素のガスをモル比１：ｌ：０．１で導入し、全圧が１，
２Ｐａとなるようにガス流量を調節する。その後、ハワ
ー４００Ｗで直流放電を起こし、マグネトロンスパッタ
リングにより膜厚が１６０ｎｍとなるように成膜する。

上記薄膜を真空中にてアルゴンイオンによりエツチング
を行ない、膜内部を露出し、オージェ電子スペクトルを
測定した結果を第６回に示す。各原子のピーク強度に相
対感度因子を乗した値から各原子の含存率を計算すると
、原子比でクロム：窒素：酸素＝４５：３２：２３であ
る。成膜条件を変えてクロムの含有量を増加させた場合
、反射率が高くなってしまう。また窒素の含有率の高い
膜は窒素ガスの流量を大きくしてスパッタリングを行う
ことができるが、あまり大きすぎると放電が不安定、成
膜速度の低下といった欠点が住しる。

また酸素濃度が高いと光学濃度を十分に得るために膜厚
を大きくしなければならない。

次に、上記マスクブランクにエツチングレジストとして
ＭＰ］４００（米国シブレイ社製）を１゜３μｍの厚さ
にスピンコードにより塗布する。これに４０ｍＪ／ｃｍ
”の紫外線を照射し、Ｍｉｃｒｏｐｏｓｉｔ　　Ｄｅｖ
ｅｌｏｌｐｅｒ（米国ンプレイ社製商品名）により現像
を行なう。これをエンチングガスとしてＯｘ、Ｃ１ｚを
用い平行平手反型ＲＩＥによりドライエンチングし、０
２によるプラズマアッシング処理によりレジストを除去
してフォトマスクを得る。

〔発明の効果〕

本発明によりＫｒＦエキシマ−レーザーの波長において
も遮光性および低反射性の良好なフォトマスクブランク
が得られる。また、膜の組成が膜厚方向に対してほとん
ど変わらないので、ドライエツチングの工程においてレ
ジストとの選択比およびエツチングの速度が良好な条件
を容易に選択することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｄ）は、本発明のフォトマスクブラン
クを用いてフォトマスクを製造する方法の一例を工程順
に示す説明図であり、第２図は、本発明のフォトマスク
ブランクの光学濃度の一例を示した分光スペクトル図で
あり、第３図は、本発明のフォトマスクブランクの表面
反射率の一例を示した分光スペクトル図であり、第４図
は、従来のｇ線用フォトマスクブランクの光学濃度の一
例を示した分光スペクトル図であり、第５図は、従来の
ｇ線用フォトマスクブランクの反射率の一例を示した分
光スペクトル図であり、第６図は、本発明のフォトマス
クブランクのオージェ電子スペクトル図である。 １０・・・・・・基板 １２・・・・・・薄膜 １４・・・・・・フォトレジスト 第 図 第 図 波 長 （ｎｍ） 第 図 波 長 （ｎｍ） 第 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）透光性基板上に遮光性および低反射性の両方の性
   質を有する薄膜を有するフォトマスクブランクにおいて
   、前記薄膜の成分をクロム、窒素、酸素とし、表面近傍
   の自然酸化層を除く全域にわたって、各々の元素の含有
   率の範囲が原子数比で４０−６０％、３０−５０％、５
   −２５％であることを特徴とするフォトマスクブランク
   。
2. （２）請求項（１）のフォトマスクブランクに対して、
   電子線リソグラフィーあるいはフォトリソグラフィーの
   技術に基づく処理を施し、薄膜をパターン化したこと特
   徴とするフォトマスク。