JPH0435060B2 - - Google Patents

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JPH0435060B2
JPH0435060B2 JP22948283A JP22948283A JPH0435060B2 JP H0435060 B2 JPH0435060 B2 JP H0435060B2 JP 22948283 A JP22948283 A JP 22948283A JP 22948283 A JP22948283 A JP 22948283A JP H0435060 B2 JPH0435060 B2 JP H0435060B2
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JP
Japan
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film
optical mask
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less
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Takeshi Miura
Reiji Hashimoto
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Topcon Corp
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/88Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof prepared by photographic processes for production of originals simulating relief

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • 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、物体の大きさ、変位量等を精密に測
定する光学機械や測定装置に使用される視準線付
き焦点板すなわちレチクルや目盛盤等の光学マス
クをつくるための光学マスク基版及びこれを使用
する反射型光学マスクの製造方法に関する。
従来技術 光学マスク基版等に対する高精度エツチングパ
ターンの作成には、加工性や加工精度等の面から
真空蒸着やスパツタリングによる薄膜が利用され
ている。反射型光学マスクの薄膜材料としては、
高反射率を得なければならないことから、もつぱ
ら銀及びアルミが使用されている。
ところで、銀及びアルミの薄膜を透明板にもう
ける構成としては次のものが知られている。
(1) 透明板に銀の単層薄膜をもうけて構成するも
のである。この構成においては、真空蒸着によ
る銀膜は、ガラス等の透明板に対する密着力が
弱く、耐久性も低いことから、通常のフオトエ
ツチング加工に用いることができないことが知
られている。そのため、スパツタリングや化学
鍍銀による銀膜が使用されているが、スパツタ
リングや化学鍍銀による方法では膜表面の粒度
や加工性の理由から高精度パターンを形成する
ことが困難であるうえ、作業性やコストの面で
も問題があり、使用範囲が限定されている。さ
らに、銀膜は作業性・精度の点で優れたドライ
エツチング加工が利用できないという大きな問
題がある。
(2) 透明板の銀単層薄膜上に、保護膜及び反射防
止膜として酸化チタン、シリコン、ゲルマニウ
ム、硫化ゲルマニウム等をもうけて2層構造と
したもので、特公昭57−48761号により提案さ
れているものである。この構成においては、エ
ツチング加工に問題があり、高精度なパターン
形成は難しい。銀膜を用いていることから、ド
ライエツチング加工ができないことは上記(1)の
方法と同じである。
(3) 透明板にアルミの単層薄膜をもうけて構成す
るものである。アルミの単層薄膜は機械的強度
が劣り、取扱い中にパターン欠陥が生じやすい
問題がある。また、アルミ膜は表面反射率が高
いため、通常のフオトリソグラフイによつてレ
ジストパターンを形成すると、露光時の多重反
射やハレーシヨンによつてパターンの形状がア
ルミ膜上に正確に再生されず加工精度が低下す
る問題がある。
(4) 透明板のアルミ単層薄膜上にシリコン酸化膜
を保護膜として構成するものであつて、特開昭
56−105478号によつて提案されているものであ
る。この構成において、シリコン酸化物の保護
膜は機械的強度を改善する効果を有するが、フ
オトレジスト、特にポジ型フオトレジストとの
密着性が悪く、又反射による影響は上記(3)の方
法と同様であり、微細パターンを高精度に形成
することには適さない。
(5) 透明板のアルム単膜上にゲルマニユウム、シ
リコン、硫化ゲルマニユウム、クロム等の膜を
反射防止膜として構成するものであつて、特公
昭57−48761号によつて提案されているもので
ある。これらの物質による反射防止効果が低い
うえ、これら物質とアルミとの境界部分にエツ
チング加工性の悪い化合物が形成される問題が
ある。
さらに、上記(3),(4),(5)のアルミ膜を有する光
学マスク基版は、通常、塩素系ガスプラズマを用
いるドライエツチング法によつてパターン加工さ
れているが、エツチング加工後この真空槽に空気
を入れるいわゆるエアリークの際、残留活性塩素
と、大気中のH2Oによりアルミ膜が腐蝕され、
しかもこの腐蝕反応は極めて迅速であるという問
題がある。
発明の目的及び構成 本発明は上記従来の光学マスク基版の問題を解
決した光学マスク基版及びこれを使用する反射型
光学マスクの製造方法を提供することを目的とす
るものであつて、本発明に係る光学マスク基版の
構成上の特徴とするところは、ガラス等の透明板
上に、光学的に不透過となる厚さのアルミ膜、膜
厚1000Å以下のシリコン及びチタンのいずれか一
方の酸化膜並びに膜厚500Å以下のクローム膜を
順次積層したことである。さらに、本発明に係る
反射型光学マスクの製造方法の構成上の特徴とす
るところは、ガラス等の透明板上に、光学的に不
透過となる厚さのアルミ膜、膜厚1000Å以下のシ
リコン酸化膜及び膜厚500Å以下のクローム膜を
順次積層した上記光学マスク基版に、フオトレジ
ストによる所望パターンを形成する第1工程と、
有機塩素系のプラズマ中で上記光学マスク基版の
露光部分をエツチング加工する第2工程と、該第
2工程を行つた真空槽内で引続いて、酸素プラズ
マによりフオトレジスト、クローム膜及び残留活
性塩素を除去する第3工程とからなることであ
る。
本発明の構成をより具体的に説明すると、光学
マスク基版は、第1図に示すように、透明ガラス
板1上に、Al層2、SiOx又はTiOx(×≒0〜2)
層3、Cr層4を真空蒸着又はスパツタリングに
より順次積層して構成される。Alは光学的に不
透過となる厚さが必要であるが、エツチング加工
を考慮するとなるべく薄い例えば1〜2000Åであ
ることが望ましい。SiOxは、保護膜としての作
用を考えるとある程度の厚さが必要であるが、一
方反射防止効果を考慮すると1000Å以下で、400
〜500Åが最も望ましい。TiOxはSiOxよりも屈
折率が高いので、適正膜厚が多少薄くなる。Cr
の薄膜は反射防止効果を考慮すると500Å以下で
なければならない。特に、Crの膜厚が増すと、
反射防止効果が低下するだけでなく、エツチング
のために使用する活性塩素の吸着が多くなり、
Alの腐蝕原因となるから、Crの膜厚は1/200Å
であることが望ましい。
反射光学マスクの製造方法は、まず、第2図a
に示すように、マスク基板のCr層4の上にフオ
トレジスト層5をコーテイングする。
次に、第2図に示すように、フオトレジスト層
5をフオトイングラフイによりパターニングを行
う。ここで、フオトレジスト層5の膜厚は、高精
度パターンを形成するために薄い方が望ましい
が、後に説明するドライエツチングに耐える厚さ
は必要である。
次に、パターンニングの終つたマスク基板11
を、第3図に示すように、プラズマイオンエツチ
ング装置10の載置台17の上に装置してエツチ
ングを行う。プラズマイオンエツチング装置10
の槽内を10-5Torrまで排気した後、ガス導入パ
イプ14の吹出口15から有機塩素系ガスと空気
の混合ガスであるエツチングガスを導入する。こ
のエツチングガスの圧力は3〜4×10-1Torr程
度が望ましい。
次に、マスク基板11の載置台17の電極13
及び対向電極12の平行電極に高周波電磁界を印
加し、該電極12,13間に発生したガスプラズ
マを利用して、第2図cに示すように、露出して
いるCr膜4をエツチングする。エツチングは、
この条件のもとではもつぱら、 Cr+O2+2Cl*→CrO2Cl2↑(*ラジカ
ル) の反応による化学反応が行われる。この場合、エ
ツチンググレイトは〜150Å/minで、エツチン
グ加工状態も良好で、かつフオトレジスト層5の
損傷も少ない。生成されたCrO2Cl2は蒸気圧の高
い塩素化合物となつて排気口18から排気され
る。この時フオトレジスト5がCl*によつて影響
を受ける度合はごく僅かである。
続いて、装置10の槽内を再び排気した後、
SiOx又はTiOx層3及びAl層2をエツチングする
ため塩素系ガスを導入する。SiOx又はTiOx層3
が薄いから特に弗素系ガスを使用する必要はな
い。エツチンググレイトは圧力が低い程大きくな
るが、フオトレジストの損傷を考慮し、かつエツ
チング排気系にロータリーポンプを使用する場合
には、該圧力は3〜4×10-2Torrが限界となる。
ここで、再び平行電極12,13に高周波電磁界
を印加し、第3図dに示すように、該電極12,
13間に発生したガスイオンによつてSiOx又は
TiOx層3及びAl層2を連続的にエツチング加工
する。このイオンによるエツチング加工は物理化
学的に進行するものと推定される。すなわち、塩
素イオンによるスパツタと化学反応が同時に進
み、その結果SiOxは蒸気圧の高い塩素化合物例
えばSiCl4と炭酸ガスとなり、Alは同じくAlCl3
なり、その後排気される。このエツチング加工に
おいては、フオトレジスト5の相当量が除去され
てしまうが、Cr層4がレジストとして作用する
から高精度のエツチング加工が可能となる。
最後に、装置10内を再び排気した後酸素を導
入し、酸素プラズマによりフオトレジストを除去
するが、第2図eに示すように、この際残留活性
塩素がCr層4と反応してCr層4も除去される。
この結果、活性塩素がなくなり、装置10内に大
気導入する際Al層2が活性塩素によつて腐蝕さ
れることがなくなる。
第1実施例 第1実施例の光学マスク基版は、外径80mm、厚
さ4mmの透明ガラス円板に、第1層に厚さ1200Å
のAl膜、第2層に厚さ400ÅのSiOx膜、第3層に
厚さ100ÅのCr膜をコーテイングして構成され
る。第2層のSiOx膜はタンタルポートにSiOを
入れ、2〜4×10-4Torrの低真空中でゆつくり
蒸発させて形成する。この光学マスク基版の表面
反射率は、第4図にAで示すように、波長350〜
450nmにおいて5%以下となり、第1層のAl膜
に直接Cr膜をコーテイングしたもの(第4図の
C)に比べ、大幅に改善される。
次に、上記光学マスク基版を使用する光学マス
クの製造方法を説明する。まず、上記光学マスク
基版上に厚さ約1μmのポジ型フオトレジストをコ
ーテイングし、続いてパターニングを行う。パタ
ーニングの終つた光学マスク基版をプラズマイオ
ンエツチング装置に入れて、該装置の槽内を7×
10-5Torrまで排気する。次に、Cr膜をエツチン
グするために、ガス圧比1:2のCCl3と空気の
混合ガスを槽内に導入し、3×10-1Torrとする。
その後、プラズマイオンエツチング装置の平行電
極間に400W(150V/cm2)の高周波を印加し、発
生したガスプラズマによつて3分間Cr膜をエツ
チングする。続いて、加工槽内を再び排気し4×
10-5Torrまで排気した後、今度は槽内にCCl4
けを導入して3〜4×10-2Torrとし、平行電極
間に400W(250V/cm2)の高周波を印加する。こ
れにより発生したガスイオンによりSiOx膜及び
Al膜を6分間エツチングする。
次に、再び槽内を排気して8×10-5Torrにし
た後酸素ガスを3×10-1Torrまで導入し、平行
電極間に200W(200V/cm2)の高周波を印加する。
これにより発生した酸素ガスプラズマにより約10
分間フオトレジストを灰化除去するが、同時に残
留塩素によつてCr膜も除去することができる。
続いて槽内を7×10-5Torrまで排気した後、槽
内へ大気を導入して大気圧とする。その後、プラ
ズマイオンエツチング装置からマスク基板を取出
して保持ケースに収納し、流水中で数分間水洗
後、シヤワー洗浄及び純水洗浄して乾燥する。
本発明者が上記工程により作成した反射型光学
マスクは、傷や腐蝕などがなく、パターン表面の
反射率が85%以上であり、パターンの加工精度も
十分高かつた。
第2実施例 第2実施例の光学マスク基版は、透明ガラス円
板上に、第1層に厚さ1200ÅのAl膜、第2層に
厚さ500ÅのSiO2膜、第3層に厚さ5ÅのCr膜を
スパツタリングによりコーテイングして構成す
る。この表面反射率は、第4図Bに示すように波
長350〜450nmにおいて平均5%となり、十分な
反射防止効果を得ることができる。
上記光学マスク基版を使用する反射型光学マス
クの製造方法は、第1実施例と概ね同じである
が、Cr膜のエツチング時間が2分30秒、SiO2
及びAl膜のエツチング時間が5分30秒、フオト
レジスト及びCr膜の除去に要する時間は10分で
ある。この方法により作られた光学マスク20は、
第5図に示すように、Al膜2のパターンが形成
された面に黒色艶消塗料21を塗布して、ガラス
面の反射防止膜及びアルミパターンの保護膜とす
ることにより、裏面反射型目盛板とすることがで
きる。
発明の効果 本発明の効果は、マスク基板が3層構造であ
り、表面の機械的強度が高く、マスク製造工程に
おける表面損傷を軽減することができることであ
る。
また、マスク基板はAl膜、SiOx又はTiOxのい
ずれか一方の膜、Cr膜の3層構成であるから、
反射防止効果が良く、露光によるパターンニング
の際の多重反射の影響が軽減され、高精度の光学
マスクを得ることができることである。また、各
膜を構成す物質はドライエツチングが可能なもの
であるから、エツチング加工の面においても高精
度の光学マスクを得るために有利である。
さらに、Al膜とCr膜の間に緻密性・加工性の
優れたSi又はTiの酸化物を配置することにより、
ドライエツチング加工の妨げとなるAlとCrの合
金化を防ぐことができ、ドライエツチング加工を
容易に行うことができる。また、Cr膜はSiOx又
はTiOx膜及びAl膜に対してレジストとして作用
するから、SiOx又はTiOx膜及びAl膜を高精度に
加工することができる。
さらにまた、光学マスクの製造工程の第3工程
において、酸素プラズマによりフオトレジストと
Cr膜を同時に除去するが、この際残留活性塩素
も除去されるから、第3工程の終つた光学マスク
が大気に触れても塩素による腐蝕が発生する恐れ
がない。さらにAl膜上のCr膜が除去されると、
パターンを形成するAl膜表面が高反射率を有す
るようになり、光学マスクは表面・裏面の双方を
反射マスクとして使用可能となる。
さらにまた、最終的に形成されるパターンの膜
構成は、Al膜・SiOx膜又はAl膜・TiOx膜とな
るから、化学的耐久性及び機械的強度の面で優れ
ている。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の光学マスク基版の断面説明
図、第2図は本発明の光学マスクの製造方法の工
程説明図、第3図はプラズマイオンエツチング装
置の構成説明図、第4図は光学マスク基版の表面
反射率を示すグラフ、第5図は本発明の第2実施
例の光学マスクの断面説明図である。 1……透明ガラス円板、2……Al層、3……
SiOx層、4……Cr層、5……フオトレジスト層、
10……プラズマイオンエツチング装置、14…
…ガス導入パイプ、15……吹出口、17……載
置台、18……排気口。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ガラス等の透明板上に、光学的に不透過とな
    る厚さのアルミ膜、膜厚1000Å以下のシリコン及
    びチタンのいずれか一方の酸化膜並びに膜厚500
    Å以下のクローム膜を順次積層したことを特徴と
    する反射型光学マスク基板。 2 ガラス等の透明板上に、光学的に不透過とな
    る厚さのアルミ膜、膜厚1000Å以下のシリコン及
    びチタンのいずれか一方の酸化膜並びに膜厚500
    Å以下のクローム膜を順次積層した光学マスク基
    板に、フオトレジストによる所望パターンを形成
    する第1工程と、有機塩素系のプラズマ中で上記
    光学マスク基板の露光部分をエツチング加工する
    第2工程と、該第2工程を行つた真空槽内で引続
    いて、酸素プラズマによりフオトレジスト、クロ
    ーム膜及び残留活性塩素を除去する第3工程とか
    らなることを特徴とする反射型光学マスクの製造
    方法。
JP58229482A 1983-12-05 1983-12-05 光学マスク基板及びこれを使用する反射型光学マスクの製造方法 Granted JPS60120359A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5410729A (en) * 1977-06-27 1979-01-26 Toppan Printing Co Ltd Photomask
JPS5748761A (en) * 1980-09-09 1982-03-20 Canon Inc Transfer device

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