JPH0435743B2 - - Google Patents
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- JPH0435743B2 JPH0435743B2 JP19281585A JP19281585A JPH0435743B2 JP H0435743 B2 JPH0435743 B2 JP H0435743B2 JP 19281585 A JP19281585 A JP 19281585A JP 19281585 A JP19281585 A JP 19281585A JP H0435743 B2 JPH0435743 B2 JP H0435743B2
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-
- G—PHYSICS
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、フオトマスク材料に関し、特に、
半導体装置の製造に使用するフオトマスク材料に
関する。
半導体装置の製造に使用するフオトマスク材料に
関する。
［従来の技術］
半導体装置の製造に使用するマスクは、初期に
おいてはガラス基板を用いた写真乳剤乾板を利用
していたが、高集積化、微細化が進むにつれて、
現在では透明ガラス基板上にクロム（Cr）など
の金属薄膜が形成されたハードマスクが広く使用
されている（たとえば特開昭57−157247号公報、
特開昭57−157249号公報）。
おいてはガラス基板を用いた写真乳剤乾板を利用
していたが、高集積化、微細化が進むにつれて、
現在では透明ガラス基板上にクロム（Cr）など
の金属薄膜が形成されたハードマスクが広く使用
されている（たとえば特開昭57−157247号公報、
特開昭57−157249号公報）。
第２図は、従来のフオトマスク材料の断面図で
ある。図において、石英などの透明ガラス基板１
上にクロムなど金属膜２が形成されている。この
ようなCrなどの金属膜２は、透明ガラス基板１
上に蒸着またはスパツタ法により約600〜800〓の
膜厚で形成される。半導体用フオトマスクは、金
属膜２上にフオトレジストまたは電子ビーム（以
下、EBと称す）用レジストを塗布し、光または
EBによりパターンを描画した後、現像、エツチ
ングなどの工程を経て作られる。エツチングは金
属膜２がCrの場合、ウエツト法では硝酸第二セ
リウムアンチモンと過塩素酸で行ない、ドライ法
では四塩化炭素（CCl4）と酸素（O2）の混合ガ
スで行なう。半導体装置、特にVLSIなど、高集
積、微細パターンを有するデバイス用マスクの製
造では、サイドエツチング効果が少ないドライエ
ツチング法が有利である。
ある。図において、石英などの透明ガラス基板１
上にクロムなど金属膜２が形成されている。この
ようなCrなどの金属膜２は、透明ガラス基板１
上に蒸着またはスパツタ法により約600〜800〓の
膜厚で形成される。半導体用フオトマスクは、金
属膜２上にフオトレジストまたは電子ビーム（以
下、EBと称す）用レジストを塗布し、光または
EBによりパターンを描画した後、現像、エツチ
ングなどの工程を経て作られる。エツチングは金
属膜２がCrの場合、ウエツト法では硝酸第二セ
リウムアンチモンと過塩素酸で行ない、ドライ法
では四塩化炭素（CCl4）と酸素（O2）の混合ガ
スで行なう。半導体装置、特にVLSIなど、高集
積、微細パターンを有するデバイス用マスクの製
造では、サイドエツチング効果が少ないドライエ
ツチング法が有利である。
［発明が解決しようとする問題点］
従来の半導体装置製造用マスクに使用される
Crマスクの製造には、ウエツトエツチングが一
般的であるが、サイドエツチ効果などにより高精
度マスクの製造が困難であり、またドライエツチ
ングではCrのエツチング速度が約100Å／min以
下であり、レジストとの選択比も悪くフオトマス
クの量産に適していなかつた。また、Crの場合、
透明基板、特に石英ガラス基板との接着性が悪
く、微細パターンがマスク洗浄のときに剥がれる
という問題もあつた。
Crマスクの製造には、ウエツトエツチングが一
般的であるが、サイドエツチ効果などにより高精
度マスクの製造が困難であり、またドライエツチ
ングではCrのエツチング速度が約100Å／min以
下であり、レジストとの選択比も悪くフオトマス
クの量産に適していなかつた。また、Crの場合、
透明基板、特に石英ガラス基板との接着性が悪
く、微細パターンがマスク洗浄のときに剥がれる
という問題もあつた。
上記問題点を解決する手段として、モリブデン
（Mo）、タンタル（Ta）、タングステン（Ｗ）等
の遷移金属をシリサイド化した金属シリサイド膜
をマスク材料として用いる方法が考えられる（た
とえば、特願昭59−61372号）。つまり、石英ガラ
ス基板中のシリコン（Si）とマスク材料としての
金属シリサイド中のSiとが有効に結合して接着強
度の強いものが得られる。また、エツチングは四
フツ化炭素（CF4）と酸素O2の混合ガスプラズマ
により、クロム（Cr）に比べて容易にドライエ
ツチングができる（〜1000Å／minのエツチング
速度）。
（Mo）、タンタル（Ta）、タングステン（Ｗ）等
の遷移金属をシリサイド化した金属シリサイド膜
をマスク材料として用いる方法が考えられる（た
とえば、特願昭59−61372号）。つまり、石英ガラ
ス基板中のシリコン（Si）とマスク材料としての
金属シリサイド中のSiとが有効に結合して接着強
度の強いものが得られる。また、エツチングは四
フツ化炭素（CF4）と酸素O2の混合ガスプラズマ
により、クロム（Cr）に比べて容易にドライエ
ツチングができる（〜1000Å／minのエツチング
速度）。
しかしながら、上記遷移金属のシリサイド膜は
光に対する反射率が50％前後と高く、ウエハへの
パターン転写の際にパターンの解像性をウエハと
マスク間の光の多量散乱で低下させることにな
り、サブミクロンパターンを有する超LSIデバイ
スの製造に困難を来たすことになる。
光に対する反射率が50％前後と高く、ウエハへの
パターン転写の際にパターンの解像性をウエハと
マスク間の光の多量散乱で低下させることにな
り、サブミクロンパターンを有する超LSIデバイ
スの製造に困難を来たすことになる。
この説明は、上記のような従来のものの問題点
を解消するためになされたもので、ドライエツチ
ングが容易で、かつ透明基板との接着性も良好で
ありしかもマスクの反射率も低い高品質なフオト
マスク材料を提供することを目的とする。
を解消するためになされたもので、ドライエツチ
ングが容易で、かつ透明基板との接着性も良好で
ありしかもマスクの反射率も低い高品質なフオト
マスク材料を提供することを目的とする。
［問題点を解決するための手段］
この発明に従つたフオトマスク材料は透明基板
と、遷移金属のシリサイド膜と、酸化された遷移
金属のシリサイド膜とを備える。遷移金属のシリ
サイド膜は透明基板上に形成されている。酸化さ
れた遷移金属のシリサイド膜は遷移金属のシリサ
イド膜上に形成されている。酸化された遷移金属
のシリサイド膜は、遷移金属のシリサイド膜と同
一種類の遷移金属を含む。
と、遷移金属のシリサイド膜と、酸化された遷移
金属のシリサイド膜とを備える。遷移金属のシリ
サイド膜は透明基板上に形成されている。酸化さ
れた遷移金属のシリサイド膜は遷移金属のシリサ
イド膜上に形成されている。酸化された遷移金属
のシリサイド膜は、遷移金属のシリサイド膜と同
一種類の遷移金属を含む。
［作用］
この発明においては、酸化された遷移金属のシ
リサイド膜と、遷移金属のシリサイド膜とは同一
の遷移金属を含む。そのため、これら２つの膜
は、同一の金属シリサイドからなるターゲツトを
用いて混合ガスの雰囲気を調整するだけでスパツ
タすることにより、同一のスパツタリング装置を
用いて容易に製造することができる。また、これ
ら２つの膜は同一の遷移金属を含んでいるので、
パターニングの際に各膜に応じてエツチングガス
の種類を変えることなく、同一のガス種で容易に
エツチングすることが可能となる。さらに、パタ
ーンを構成する２つの膜が同一の遷移金属を含ん
でいるので、それらの膜同士の接着性が良好であ
る。一方、金属シリサイド膜も透明基板との接着
性が良いので、マスク洗浄のときに微細なパター
ンが剥離されることはない。
リサイド膜と、遷移金属のシリサイド膜とは同一
の遷移金属を含む。そのため、これら２つの膜
は、同一の金属シリサイドからなるターゲツトを
用いて混合ガスの雰囲気を調整するだけでスパツ
タすることにより、同一のスパツタリング装置を
用いて容易に製造することができる。また、これ
ら２つの膜は同一の遷移金属を含んでいるので、
パターニングの際に各膜に応じてエツチングガス
の種類を変えることなく、同一のガス種で容易に
エツチングすることが可能となる。さらに、パタ
ーンを構成する２つの膜が同一の遷移金属を含ん
でいるので、それらの膜同士の接着性が良好であ
る。一方、金属シリサイド膜も透明基板との接着
性が良いので、マスク洗浄のときに微細なパター
ンが剥離されることはない。
したがつて、解像度を向上させる目的で反射率
が低い膜として酸化された遷移金属のシリサイド
膜を形成しても、膜の形成が容易であり、パター
ニングの際のエツチングも容易であり、接着性の
良好なパターン膜が形成される。
が低い膜として酸化された遷移金属のシリサイド
膜を形成しても、膜の形成が容易であり、パター
ニングの際のエツチングも容易であり、接着性の
良好なパターン膜が形成される。
［実施例］
第１図は、この発明の一実施例であるフオトマ
スク材料の断面図である。図において、石英ガラ
スなどの透明ガラス基板１上には、モリブデン
（Mo）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ta）な
どの遷移金属のシリサイド膜３がスパツタ法など
で約1000Å程度の膜厚で形成されている。さら
に、遷移金属のシリサイド膜（以下、金属シリサ
イド膜と称す）３上には、酸化された遷移金属の
シリサイド膜４が100〜200Åの膜厚で形成されて
いる。この酸化された遷移金属のシリサイド膜
（以下、酸化金属シリサイド膜と称す）４として
は、酸化モリブデンのシリサイド膜（MoSi2
Ox）、酸化タングステンのシリサイド膜（WSi2
Ox），酸化チタンのシリサイド膜（TiSi2Ox）等
が用いられる。たとえば、酸化モリブデンシリサ
イド膜（MoSi2Ox）は、モリブデンシリサイド
（MoSi2をターゲツトとして、アルゴン（Ar）と
酸素（O2）ガスを任意の比率で混合したプラズ
マでスパツタすることにより、MoSi2とO2が適
当な比率で化合されて形成できる。また、予め適
当な比率で作成した酸化モリブデンシリサイドの
ターゲツトをArプラズマでスパツタして形成す
ることもできる。MoSi2Oxのｘの値は大きいほ
ど、低反射率は増すが、徐々に絶縁性を帯びてく
る。
スク材料の断面図である。図において、石英ガラ
スなどの透明ガラス基板１上には、モリブデン
（Mo）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ta）な
どの遷移金属のシリサイド膜３がスパツタ法など
で約1000Å程度の膜厚で形成されている。さら
に、遷移金属のシリサイド膜（以下、金属シリサ
イド膜と称す）３上には、酸化された遷移金属の
シリサイド膜４が100〜200Åの膜厚で形成されて
いる。この酸化された遷移金属のシリサイド膜
（以下、酸化金属シリサイド膜と称す）４として
は、酸化モリブデンのシリサイド膜（MoSi2
Ox）、酸化タングステンのシリサイド膜（WSi2
Ox），酸化チタンのシリサイド膜（TiSi2Ox）等
が用いられる。たとえば、酸化モリブデンシリサ
イド膜（MoSi2Ox）は、モリブデンシリサイド
（MoSi2をターゲツトとして、アルゴン（Ar）と
酸素（O2）ガスを任意の比率で混合したプラズ
マでスパツタすることにより、MoSi2とO2が適
当な比率で化合されて形成できる。また、予め適
当な比率で作成した酸化モリブデンシリサイドの
ターゲツトをArプラズマでスパツタして形成す
ることもできる。MoSi2Oxのｘの値は大きいほ
ど、低反射率は増すが、徐々に絶縁性を帯びてく
る。
電子ビーム（EB）でマスクを製作するには、
チヤージアツプの問題があるが、酸化金属シリサ
イド膜４は前述したように、膜厚が100〜200Å程
度であるので、EB（10〜20KeV）は、下層の金
属シリサイド膜３に到達するため、ｘが大きい場
合でも問題はない。
チヤージアツプの問題があるが、酸化金属シリサ
イド膜４は前述したように、膜厚が100〜200Å程
度であるので、EB（10〜20KeV）は、下層の金
属シリサイド膜３に到達するため、ｘが大きい場
合でも問題はない。
従来技術の欄で説明したように、金属シリサイ
ド膜だけをマスク材料として用いた場合は、パタ
ーンの解像性が低下するが、上述のごとく、金属
シリサイド膜３の上に酸化金属シリサイド膜４を
形成すると、この酸化金属シリサイド膜４が低反
射特性を有するので、高い解像性を得ることがで
きる。また、シリサイド化された金属膜は、透明
基板（SiO2，Al2O3など）特に、石英ガラス基板
との接着性が良く、フオトマスクとしての寿命が
長くなる（マスク洗浄による微細パターンの剥が
れがなくなる）という利点がある。
ド膜だけをマスク材料として用いた場合は、パタ
ーンの解像性が低下するが、上述のごとく、金属
シリサイド膜３の上に酸化金属シリサイド膜４を
形成すると、この酸化金属シリサイド膜４が低反
射特性を有するので、高い解像性を得ることがで
きる。また、シリサイド化された金属膜は、透明
基板（SiO2，Al2O3など）特に、石英ガラス基板
との接着性が良く、フオトマスクとしての寿命が
長くなる（マスク洗浄による微細パターンの剥が
れがなくなる）という利点がある。
さらに、金属シリサイド膜３および酸化金属シ
リサイド膜４のエツチングは、ドライエツチング
法で容易に行なうことができる。たとえば、モリ
ブデンシリサイドの場合、CF4＋O2（２％）の混
合ガスを使用し、0.2Torrの真空度、300Wの条
件下では、約1000Å／minのエツチングスピード
でエツチングが終了する。また、酸化モリブデン
シリサイドなどの酸化金属シリサイド膜４は、金
属シリサイド膜３に比べて若干エツチングスピー
ドは低下するが、これらは100〜200Åの薄い膜で
あり、容易にエツチングができる。したがつて、
上記実施例のエツチングスピードは、従来のCr
のドライエツチングスピードに比べ約10倍にな
り、フオトマスクの量産に適していることがわか
る。なお、ドライエツチングを行なう前に酸化金
属シリサイド膜４上にフオトレジストまたはEB
レジストを4000〜6000Åの膜厚で塗布した後、光
またはEBで透明ガラス基板１上にパターンを描
画するが、酸化金属シリサイド膜４はその膜厚が
100〜200Å程度であるので、EB描画の場合であ
つてもチヤージアツプの問題は生じない。
リサイド膜４のエツチングは、ドライエツチング
法で容易に行なうことができる。たとえば、モリ
ブデンシリサイドの場合、CF4＋O2（２％）の混
合ガスを使用し、0.2Torrの真空度、300Wの条
件下では、約1000Å／minのエツチングスピード
でエツチングが終了する。また、酸化モリブデン
シリサイドなどの酸化金属シリサイド膜４は、金
属シリサイド膜３に比べて若干エツチングスピー
ドは低下するが、これらは100〜200Åの薄い膜で
あり、容易にエツチングができる。したがつて、
上記実施例のエツチングスピードは、従来のCr
のドライエツチングスピードに比べ約10倍にな
り、フオトマスクの量産に適していることがわか
る。なお、ドライエツチングを行なう前に酸化金
属シリサイド膜４上にフオトレジストまたはEB
レジストを4000〜6000Åの膜厚で塗布した後、光
またはEBで透明ガラス基板１上にパターンを描
画するが、酸化金属シリサイド膜４はその膜厚が
100〜200Å程度であるので、EB描画の場合であ
つてもチヤージアツプの問題は生じない。
［発明の効果］
以上のように、この発明によれば、透明基板上
に遷移金属のシリサイド膜を形成し、さらにその
上に酸化された同一の遷移金属を含むシリサイド
膜を形成したので、高い解像度を有するパターン
膜の形成が可能となり、また透明基板との接着性
も優れており、さらには膜形成が容易で、かつパ
ターニングの際のエツチング工程が容易であるフ
オトマスク材料を得ることができる。その結果、
量産に適した高品質のフオトマスク材料を提供す
ることができる。
に遷移金属のシリサイド膜を形成し、さらにその
上に酸化された同一の遷移金属を含むシリサイド
膜を形成したので、高い解像度を有するパターン
膜の形成が可能となり、また透明基板との接着性
も優れており、さらには膜形成が容易で、かつパ
ターニングの際のエツチング工程が容易であるフ
オトマスク材料を得ることができる。その結果、
量産に適した高品質のフオトマスク材料を提供す
ることができる。
第１図はこの発明の一実施例であるフオトマス
ク材料の断面図である。第２図は従来のフオトマ
スク材料の断面図である。図において、１は透明
ガラス基板、２は金属膜、３は金属シリサイド
膜、４は酸化金属シリサイド膜である。なお、各
図中同一符号は同一または相当部分を示す。
ク材料の断面図である。第２図は従来のフオトマ
スク材料の断面図である。図において、１は透明
ガラス基板、２は金属膜、３は金属シリサイド
膜、４は酸化金属シリサイド膜である。なお、各
図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体装置の製造に使用するフオトマスク材
料であつて、 透明基板と、 前記透明基板上に形成される遷移金属のシリサ
イド膜と、 前記遷移金属のシリサイド膜上に形成される酸
化された遷移金属のシリサイド膜とを備え、 前記酸化された遷移金属のシリサイド膜は、前
記遷移金属のシリサイド膜と同一種類の遷移金属
を含む、フオトマスク材料。 ２ 前記遷移金属のシリサイド膜と前記酸化され
た遷移金属のシリサイド膜が含む遷移金属は、モ
リブデン（MO）、タンタル（Ta）およびタング
ステン（Ｗ）のいずれかである、特許請求の範囲
第１項に記載のフオトマスク材料。 ３ 前記透明基板は石英ガラスおよびサフアイア
のいずれかである、特許請求の範囲第１項または
第２項に記載のフオトマスク材料。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60192815A JPS6252551A (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | フオトマスク材料 |
| US06/837,355 US4717625A (en) | 1985-08-30 | 1986-03-06 | Photomask material |
| EP19860304473 EP0213693B1 (en) | 1985-08-30 | 1986-06-11 | Photomask material |
| DE8686304473T DE3680975D1 (de) | 1985-08-30 | 1986-06-11 | Photomaskenmaterial. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60192815A JPS6252551A (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | フオトマスク材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6252551A JPS6252551A (ja) | 1987-03-07 |
| JPH0435743B2 true JPH0435743B2 (ja) | 1992-06-12 |
Family
ID=16297446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60192815A Granted JPS6252551A (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | フオトマスク材料 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4717625A (ja) |
| JP (1) | JPS6252551A (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0644146B2 (ja) * | 1987-03-03 | 1994-06-08 | 三菱電機株式会社 | フオトマスク |
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-
1985
- 1985-08-30 JP JP60192815A patent/JPS6252551A/ja active Granted
-
1986
- 1986-03-06 US US06/837,355 patent/US4717625A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4717625A (en) | 1988-01-05 |
| JPS6252551A (ja) | 1987-03-07 |
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