JPH04223328A - フォトマスクブランクおよびフォトマスク - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体、ＩＣ、ＬＳＩ
等の製造に用いられるフォトマスクブランクおよびフォ
トマスクに関し、さらに詳しくは、フォトマスク、特に
ハードマスクと一般に呼ばれる、透明基板表面に金属又
はそれに代わる遮光性物質の薄膜を設け、フォトリソグ
ラフィ技術によって、前記薄膜からなるＩＣ、ＬＳＩ用
パターンを形成させるフォトマスクブランクおよびフォ
トマスクに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上述の如く、従来この種のフォトマスク
は、透明基板表面に遮光性の薄膜を設けたフォトマスク
ブランクに、レジスト塗布→パターン露光→現像→エッ
チング→レジスト除去という一連のフォトリソグラフィ
の工程を経て製造されていたが、近年の半導体素子の高
密度化に伴って、より一層のパターンの微細化が要求さ
れるようになり、従来の紫外線露光法にかわって電子線
露光法が、また従来の湿式のエッチング法にかわってド
ライエッチング法が注目され、一部実用化されるに至っ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のフォトマスクブ
ランクは、図４（同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同
図（ａ）のＢ部分の拡大断面図）に示すように、透明基
板１０上の全面にクロム膜などの遮光性膜１１を設けた
ものが一般的であるが、基板端部の遮光性膜が剥れやす
く、この剥れた遮光性膜１１′がパターンエリア１２内
に入り込んで付着してしまい、パターン欠陥を生ずる不
都合がある。

【０００４】この不都合を解決すべく、図５（同図（ａ
）は平面図、同図（ｂ）は断面図）に示すように、遮光
性膜１１を透明基板１０の全面ではなく外周よりもやや
内側になるように形成する方法が提案されている。しか
し、前述の如く、微細化を実現する上で現在注目されて
いる電子線露光を行なうと、遮光性膜１１が電気的にア
ースされていないため電荷がたまり、チャージアップに
よる電子ビーム１３の揺らぎが起こり（同図（ｂ）のＣ
部分参照）、微細パターン精度が出ない。

【０００５】そこで、図６に示すように、透明基板１０
の全面に光透過性の導電膜１４を形成し、この上に図５
の構造と同様な遮光性膜１１を設ける方法が提案されて
いる。 この構成によれば、遮光性膜１１は導電膜１４を介して
図示しないホルダー等へ電気的にアースされるため、電
子線露光の際のチャージアップは解消されるが、導電膜
１４は光透過性の材質で形成されるものの一定の厚さが
必要であり、パターンエリアでの透明度の低下は避けら
れない。従って、パターン化して形成されたフォトマス
クは透明度が不十分で高精度の使用に供することができ
ない。

【０００６】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
もので、その目的は、電子線露光の際のチャージアップ
を防止し、かつパターンエリアでの透明度の低下やパタ
ーン欠陥を生じないフォトマスクブランクおよびフォト
マスクを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のフォトマスクブランクは、透明基板上の外
周部に光透過性導電膜を設けると共に、前記透明基板の
外周よりもやや内側であってかつ前記光透過性導電膜に
外周端が接触するようにして前記透明基板上に遮光性膜
を設けたことを特徴とする。また、本発明のフォトマス
クは、前記フォトマスクブランクをパターン化したこと
を特徴とする。

【０００８】

【作用】このような本発明にあっては、透明基板上に光
透過性導電膜が設けられているので、電子線露光の際遮
光性膜へ注入された電荷は光透過性導電膜を介して外部
へ逃がされるため、ビーム揺らぎがなく高精度のパター
ン露光が行われる。しかも、上記光透過性導電膜は透明
基板上の外周部にのみ設けられているので、パターンエ
リアの透明度に全く影響を及ぼすことがない。また、遮
光性膜が透明基板の全面に形成されてはいないので、基
板端部で遮光性膜が剥離し、これがパターンエリア内に
付着することによりパターン欠陥を生じる危険性もない
。

【０００９】

【発明の具体的説明】以下さらに、本発明を詳細に説明
する。

【００１０】図１は本発明のフォトマスクブランクの構
成を示すもので、同図（ａ）はその平面図、同図（ｂ）
はその断面図、同図（ｃ）は同図（ｂ）のＡ部分の拡大
図である。

【００１１】図１より明らかなように、本発明のフォト
マスクブランクは、透明基板１上に光透過性導電膜２を
その外周部に設け、その上に遮光性膜３が設けられてい
る。該遮光性膜３は、透明基板１の外周よりもやや内側
であってかつ光透過性導電膜２に外周端が接触するよう
にして設けられている。

【００１２】ここで、透明基板１は、ソーダライムガラ
ス、硼硅酸ガラス、石英ガラス、水晶、サファイヤ等、
光学的に透明な任意材料からなり、その厚みは本質的な
制約はないが、通常０．２〜６ｍｍ程度のものが用いら
れる。

【００１３】次に、光透過性導電膜２の材質としては、
光学的に透明で導電性を有する材料であれば任意である
が、一例を挙げればＩｎ−Ｓｎ酸化物などが好ましい。 光透過性導電膜２を透明基板１の外周部に設ける方法の
一例を図２により説明すると、透明基板１をホルダー７
で保持し、透明基板１表面に所定の大きさのカバー板５
を載置し、該カバー板５は支柱６でホルダー７と固定す
る。この際、透明基板１をホルダー７面よりも若干下方
に（ターゲットに近い方に）出しておくと、透明基板１
の端面にも若干回りこむように膜が形成されるので（図
１（ｃ）参照）、好ましい。このようにした上で、従来
公知のスパッタリング、蒸着、ＣＶＤ法等により薄膜形
成を行えば、透明基板１の外周部にのみ光透過性導電膜
２が形成される。光透過性導電膜２の厚さは任意である
が、４０〜５００Å程度が特に望ましい。また、光透過
性導電膜２が設けられる基板外周部の幅ｍは、前記の薄
膜形成時のカバー板５の大きさを変えることにより任意
に設定することができ、フォトマスクの大きさによって
も異なるが、一般には５ｍｍ程度が望ましい。

【００１４】次に、遮光性膜３について説明すると、そ
の材質としては、クロムが一般的であるが、クロム以外
にも、例えば、タングステン、タンタル、モリブデンお
よびそれらの混合物もしくはこれらに炭素、酸素、窒素
の少なくとも１成分を添加した薄膜層またはそれらが組
み合わさった複層薄膜、さらに成分が深さによって遷移
変化するグレード性薄膜であってもよい。遮光性を有す
るためには一定の光学濃度（一般には２．５〜３．０程
度）が必要である。ここで言う遮光性とは、感光性樹脂
の感光領域の光に対しての遮光性のことである。遮光性
膜３の膜厚としては一定の光学濃度をもたせるために０
．０２〜０．２μｍ程度である。透明基板１上に遮光性
膜３を形成するには、例えばスパッタリング、真空蒸着
、イオンプレーティング、ＣＶＤ法といった従来公知の
薄膜形成方法のいずれをも採用することが出来る。前述
の如く、遮光性膜３は、透明基板１の外周よりもやや内
側であってかつ光透過性導電膜２に外周端が接触するよ
うにして設けられるが、透明基板１の端部からの幅ｌ（
図１（ｃ）参照）は、フォトマスクの大きさによっても
異なるが、一般には２ｍｍ程度が望ましい。

【００１５】なお、以上の如き本発明の構成において、
仮に端部の光透過性導電膜２が剥離してパターンエリア
内に付着したとしても、この剥離した導電膜は光透過性
を有するので、形成されているパターンに悪影響を及ぼ
す心配はない。

【００１６】また、導電膜と光透過性導電膜の積層順序
についても、導電膜上に光透過性導電膜を形成する構成
となるものでも良い。

【００１７】次に、図１に示す構成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、図
３（ａ）〜（ｄ）に基いて述べる。

【００１８】フォトマスクブランクの表面に必要な洗浄
を行なった後、感光性樹脂を塗布してフォトレジスト層
８とし、所望のパターンを露光９する（同図（ａ）参照
）。フォトレジスト層５の膜厚は特に限定されない。 また、パターン露光９を電子線露光により行なうことが
できるが、勿論その場合には感光性樹脂として感電子線
レジスト樹脂を使用する。電子線露光の際、発生した電
荷は、光透過性導電膜２を介してホルダー４側へ逃がさ
れる。露光後、所定の現像液を用いて露光部のフォトレ
ジスト層を除去（ここではポジ型感材である場合を示し
ている、但しネガ型でも可能である。）し、パターン化
されたフォトレジスト層８′を形成する（同図（ｂ）参
照）。次に、ドライエッチング又はウェットエッチング
により、遮光性膜３をエッチングして、パターン化３′
する（同図（ｃ）参照）。しかる後、残存していたフォ
トレジスト層８′を除去し、フォトマスクとする（同図
（ｄ）参照）。

【００１９】

【実施例】次に、本発明の具体的実施例を説明するが、
本発明はこれらの態様に限定されるものではない。

【００２０】洗浄済の６インチの大きさの石英ガラス基
板上に、カバー板を図２に示すようにしてセットしてマ
グネトロンスパッタリングを行ない、基板の外周部に幅
５ｍｍのＩｎ−Ｓｎ酸化物からなる０．００５μｍ厚の
光透過性導電膜を形成した。続いて、同じくマグネトロ
ンスパッタリングにより、０．１μｍ厚のクロム膜を形
成した。なお、該クロム膜の外周が基板の外周よりも２
ｍｍ内側となるようにマスキングを行なった。

【００２１】このマスクブランクにＰＢＳ（チッソ（株
）製ポジ型電子線レジスト）を約４０００Å厚にスピン
ナー塗布してレジスト層とし、ＬＳＩ用パターンを露光
した。しかる後、ＰＢＳの指定現像液を用いて露光部の
レジスト層を除去し、レジストパターンを形成した。

【００２２】次に、このレジストパターンを形成したマ
スクブランクを反応性イオンエッチング装置にセットし
、以下の手順でドライエッチングを行ない、フォトマス
クを得た。排気→Ｏ２ガス導入→Ｏ２ガスによるプラズ
マディスカム処理→排気→ＣＦ４＋Ｏ２（４ｖｏｌ％）
ガス導入→クロム膜エッチング→排気→Ｏ２ガス導入→
レジストのア ッシング→終了 なお、上記クロム膜のエッチングは全圧０．１ｔｏｒｒ
、放電電力密度　０．３ｗ／ｃｍ２で行なった。得られ
たフォトマスクはパターンの設計寸法を非常に高精度で
再現していた。

【００２３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、透明基板上に光透過性導電膜が設けられているの
で、電子線露光の際遮光性膜へ注入された電荷は光透過
性導電膜を介して外部へ逃がされるため、ビーム揺らぎ
がなく高精度のパターン露光を行なうことができる。し
かも、上記光透過性導電膜は透明基板上の外周部にのみ
設けられているので、パターンエリアの透明度には全く
影響を及ぼすことがない。また、遮光性膜が透明基板の
全面には形成されてはいないので、基板端部で遮光性膜
が剥離し、これがパターンエリア内に付着することによ
りパターン欠陥を生じる危険性もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフォトマスクブランクの構成を示すも
ので、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は（ｂ
）のＡ部分の拡大図である。

【図２】透明基板の外周部に光透過性導電膜を設ける方
法を説明するためのもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は
平面図である。

【図３】（ａ）〜（ｄ）は本発明のフォトマスクを製造
する方法の一例を工程順に示す断面図である。

【図４】従来例を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）
は（ａ）のＢ部分の拡大断面図である。

【図５】他の従来例を示すもので、（ａ）は平面図、（
ｂ）は断面図である。

【図６】その他の従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１　　透明基板 ２　　光透過性導電膜 ３　　遮光性膜 ４　　ホルダー ５　　カバー板 ６　　支柱 ７　　ホルダー ８　　レジスト層 ９　　パターン露光 １０　　透明基板 １１　　遮光性膜 １２　　パターンエリア １３　　電子ビーム １４　　光透過性導電膜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　透明基板上の外周部に光透過性導電膜
   を設けると共に、前記透明基板の外周よりもやや内側で
   あってかつ前記光透過性導電膜に外周端が接触するよう
   にして前記透明基板上に遮光性膜を設けたことを特徴と
   するフォトマスクブランク。
2. 【請求項２】　　請求項１のフォトマスクブランクをパ
   ターン化してなることを特徴とするフォトマスク。