JPH061367B2 - フオトマスク - Google Patents
フオトマスクInfo
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- JPH061367B2 JPH061367B2 JP4940587A JP4940587A JPH061367B2 JP H061367 B2 JPH061367 B2 JP H061367B2 JP 4940587 A JP4940587 A JP 4940587A JP 4940587 A JP4940587 A JP 4940587A JP H061367 B2 JPH061367 B2 JP H061367B2
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- mosi
- transition metal
- metal silicide
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals 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
- G03F1/54—Absorbers, e.g. of opaque materials
- G03F1/58—Absorbers, e.g. of opaque materials having two or more different absorber layers, e.g. stacked multilayer absorbers
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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〕 この発明は、フォトマスクに関し、特に半導体装置の製
造に使用するフォトマスクに関するものである。
造に使用するフォトマスクに関するものである。
半導体装置の製造に使用するマスクは、初期においては
ガラス基板に写真乳剤を塗布した乾板を用いていたが、
高集積化および微細化が進につれて、現在では例えば、
特開昭５７−１５７２４７号公報、特開昭５７−１５７
２４９号公報に示されるように、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。第４図は従来のフォトマスクを示す
断面図である。図において、１は石英などの透明ガラス
基板で、このガラス基板１上にＣｒなどの金属膜２が蒸
着またはスパッタ法により６０〜８００Åの膜厚で形成
されている。
ガラス基板に写真乳剤を塗布した乾板を用いていたが、
高集積化および微細化が進につれて、現在では例えば、
特開昭５７−１５７２４７号公報、特開昭５７−１５７
２４９号公報に示されるように、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。第４図は従来のフォトマスクを示す
断面図である。図において、１は石英などの透明ガラス
基板で、このガラス基板１上にＣｒなどの金属膜２が蒸
着またはスパッタ法により６０〜８００Åの膜厚で形成
されている。
半導体用フォトマスクは、金属膜２上にフォトレジスタ
または電子ビーム用レジスト２を塗布し、光または電子
ビームによりパターンを描画した後、現像、エッチング
などの工程を経て作られる。エッチングは金属膜２がＣ
ｒの場合、ウェット法では硝酸第二セリウムアンモニウ
ムと過塩素酸で行い、ドライ法では四塩化炭素(CCl4)と
酸素(O2)の混合ガスで行う。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、サイドエッチ効果が少ないドライエッチング
法は有利である。
または電子ビーム用レジスト２を塗布し、光または電子
ビームによりパターンを描画した後、現像、エッチング
などの工程を経て作られる。エッチングは金属膜２がＣ
ｒの場合、ウェット法では硝酸第二セリウムアンモニウ
ムと過塩素酸で行い、ドライ法では四塩化炭素(CCl4)と
酸素(O2)の混合ガスで行う。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、サイドエッチ効果が少ないドライエッチング
法は有利である。
従来のＣｒマスクの製造には、ウェットエッチング法が
一般的であるが、サイドエッチ効果などにより高精度マ
スクの製造が困難であり、またドライエッチング法では
Ｃｒのエッチング速度が約１００Å／min以下であるこ
とから、レジストとの選択比が悪くなってフォトマスク
の量産に不適であった。また、Ｃｒの場合、石英ガラス
基板との接着性が悪く、微細パターンが洗浄工程におい
て剥がれるという問題もあった。
一般的であるが、サイドエッチ効果などにより高精度マ
スクの製造が困難であり、またドライエッチング法では
Ｃｒのエッチング速度が約１００Å／min以下であるこ
とから、レジストとの選択比が悪くなってフォトマスク
の量産に不適であった。また、Ｃｒの場合、石英ガラス
基板との接着性が悪く、微細パターンが洗浄工程におい
て剥がれるという問題もあった。
上記問題点を解決する手段として、例えば特願昭５９−
６１３７２号明細書に見られるように、遷移金属のシリ
サイド膜をマスク材料として用いる方法が考えられる。
このようにすると石英ガラス基板中のシリコン(Si)と、
マスク材料としての遷移金属のシリサイド中の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、
レジストはモリブデンシリサイド（以下、MoSi2とす
る）を例にすると、四フッ化炭素(CF4)とＯ2の混合ガス
プラズマにより、Ｃｒに比べて容易にドライエッチング
ができる（エッチング速度〜1000Å／min）。
６１３７２号明細書に見られるように、遷移金属のシリ
サイド膜をマスク材料として用いる方法が考えられる。
このようにすると石英ガラス基板中のシリコン(Si)と、
マスク材料としての遷移金属のシリサイド中の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、
レジストはモリブデンシリサイド（以下、MoSi2とす
る）を例にすると、四フッ化炭素(CF4)とＯ2の混合ガス
プラズマにより、Ｃｒに比べて容易にドライエッチング
ができる（エッチング速度〜1000Å／min）。
しかしながら、ＭｏＳｉ2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の間の光の多重散乱で低下さ
せることになり、サブミクロンパターンを有する超ＬＳ
Ｉデバイスの製造に困難を来すことになる。
％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の間の光の多重散乱で低下さ
せることになり、サブミクロンパターンを有する超ＬＳ
Ｉデバイスの製造に困難を来すことになる。
この発明は、上記従来の問題点を解消するためなされた
もので、ドライエッチングが容易で、かつ透明基板との
接着性もあり、しかもマスクの反射率も低い高品質のフ
ォトマスクを提供することを目的とする。
もので、ドライエッチングが容易で、かつ透明基板との
接着性もあり、しかもマスクの反射率も低い高品質のフ
ォトマスクを提供することを目的とする。
この発明に係るフォトマスクは、透明基板と、この透明
基板上に形成された酸化された遷移金属のシリサイド膜
と、この酸化膜上に形成された遷移金属のシリサイド膜
と、さらにこのシリサイド膜上に形成された酸化された
遷移金属のシリサイド膜との３層膜によって構成したも
のである。
基板上に形成された酸化された遷移金属のシリサイド膜
と、この酸化膜上に形成された遷移金属のシリサイド膜
と、さらにこのシリサイド膜上に形成された酸化された
遷移金属のシリサイド膜との３層膜によって構成したも
のである。
遷移金属のシリサイド膜およびその酸化膜は、容易にド
ライエッチングができ、かつ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パターンが剥がれにく
い。さらに酸化された遷移金属のシリサイド膜は光源波
長に対する反射率が最小になる膜厚で、遷移金属のシリ
サイド膜を両側から挟んだ３層膜にしているので、反射
率が低く、解像度の低下が防止されることになる。
ライエッチングができ、かつ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パターンが剥がれにく
い。さらに酸化された遷移金属のシリサイド膜は光源波
長に対する反射率が最小になる膜厚で、遷移金属のシリ
サイド膜を両側から挟んだ３層膜にしているので、反射
率が低く、解像度の低下が防止されることになる。
第１図は、この発明の一実施例によるフォトマスクの断
面図である。同図において、石英ガラスなどの透明ガラ
ス基板１上には、モリブデンシリサイドの酸化膜（以
下、MoSi2Ox膜という）３ａがスパッタ法等により約４
０〜５０ｎｍ程度の膜厚で形成されている。ＭｏＳｉ2
Ｏｘ膜３ａの膜厚は、光源波長にｇ線(436nm)を用いる
ので、その波長の1/10程度としている。
面図である。同図において、石英ガラスなどの透明ガラ
ス基板１上には、モリブデンシリサイドの酸化膜（以
下、MoSi2Ox膜という）３ａがスパッタ法等により約４
０〜５０ｎｍ程度の膜厚で形成されている。ＭｏＳｉ2
Ｏｘ膜３ａの膜厚は、光源波長にｇ線(436nm)を用いる
ので、その波長の1/10程度としている。
さらに、ＭｏＳｉ2Ｏｘ膜３ａ上には、ＭｏＳｉ2膜４が
１００ｎｍ程度の膜厚で形成され、この上に再びＭｏＳ
ｉ2Ｏｘ膜３ｂが形成されることによって、３層膜構成
となっている。ここで、ＭｏＳｉ2ＯｘはＭｏＳｉ2をタ
ーゲットとして、アルゴン(Ar)とＯ2ガスを任意の比率
で混合したプラズマでスパッタすることにより、ＭｏＳ
ｉ2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ＭｏＳｉ2Ｏｘのターゲット
をＡｒプラズマでスパッタして形成することもできる。
ここで、半導体ウエハとマスク間における光の多重散乱
抑制するには、マスク材料を低反射性とする必要があ
り、ＭｏＳｉ2Ｏｘ膜の酸素の比率が大きいほど低反射
率となるが、徐々に絶縁性を帯びてくる。
１００ｎｍ程度の膜厚で形成され、この上に再びＭｏＳ
ｉ2Ｏｘ膜３ｂが形成されることによって、３層膜構成
となっている。ここで、ＭｏＳｉ2ＯｘはＭｏＳｉ2をタ
ーゲットとして、アルゴン(Ar)とＯ2ガスを任意の比率
で混合したプラズマでスパッタすることにより、ＭｏＳ
ｉ2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ＭｏＳｉ2Ｏｘのターゲット
をＡｒプラズマでスパッタして形成することもできる。
ここで、半導体ウエハとマスク間における光の多重散乱
抑制するには、マスク材料を低反射性とする必要があ
り、ＭｏＳｉ2Ｏｘ膜の酸素の比率が大きいほど低反射
率となるが、徐々に絶縁性を帯びてくる。
電子ビームでマスクを製作するには、チャージアップの
問題があるが、ＭｏＳｉ2Ｏｘ膜３ｂは膜厚が４０〜５
０ｎｍ程度であるので、電子ビーム（10〜20Kev）は下
層のＭｏＳｉ2膜４に到達するため、酸素の比率が大き
い場合でも問題はない。
問題があるが、ＭｏＳｉ2Ｏｘ膜３ｂは膜厚が４０〜５
０ｎｍ程度であるので、電子ビーム（10〜20Kev）は下
層のＭｏＳｉ2膜４に到達するため、酸素の比率が大き
い場合でも問題はない。
第２図はＭｏＳｉ2Ｏｘ膜の膜厚と波長４３６ｎｍの光
に対する反射率の関係と、比較のためのＭｏＳｉ2膜の
反射率を示すグラフである。ＭｏＳｉ2膜は５０ｎｍ以
上の膜厚で、５０％以上の高い反射率を示している。一
方、ＭｏＳｉ2Ｏｘ膜は０〜１００ｎｍの膜厚で直線的
な反射率の増加を示すが、１００ｎｍ以上の膜厚になる
と反射率は一定になり、３０％程度を示す。これはＭｏ
Ｓｉ2Ｏｘ膜を単層で透明基板上に形成した場合である
が、ＭｏＳｉ2膜の上にＭｏＳｉ2Ｏｘ膜を形成した２層
膜にすると反射率の挙動が変化してくる。
に対する反射率の関係と、比較のためのＭｏＳｉ2膜の
反射率を示すグラフである。ＭｏＳｉ2膜は５０ｎｍ以
上の膜厚で、５０％以上の高い反射率を示している。一
方、ＭｏＳｉ2Ｏｘ膜は０〜１００ｎｍの膜厚で直線的
な反射率の増加を示すが、１００ｎｍ以上の膜厚になる
と反射率は一定になり、３０％程度を示す。これはＭｏ
Ｓｉ2Ｏｘ膜を単層で透明基板上に形成した場合である
が、ＭｏＳｉ2膜の上にＭｏＳｉ2Ｏｘ膜を形成した２層
膜にすると反射率の挙動が変化してくる。
第３図は石英ガラス基板上の膜厚１００ｎｍのＭｏＳｉ
2膜上にＭｏＳｉ2Ｏｘ膜の膜厚を変化させた場合の反射
率の変化を示すグラフである。図のように、ＭｏＳｉ2
膜とＭｏＳｉ2Ｏｘ膜との２層膜にすることによつて、
波長４３６ｎｍに対する反射率はＭｏＳｉ2Ｏｘ膜の膜
厚が４０〜５０ｎｍ近傍で極小値を示す。ＭｏＳｉ2膜
だけをマスク材料として用いた場合、パターンの解像性
が低下するが、上述のようにＭｏＳｉ2膜の上にＭｏＳ
ｉ2Ｏｘ膜を４０〜５０ｎｍ膜厚に形成すると、最小反
射率の特性が得られるので、高い解像性を得ることがで
きる。したがって、第１図に示したように石英ガラス基
板１とＭｏＳｉ2膜４との間にＭｏＳｉ2Ｏｘ膜３ａを形
成することにより、全ての多重散乱を最小にすることが
できる。また、シリサイド膜は石英ガラス基板との接着
性が良く、マスク洗浄によって微細パターンが剥がれな
くなって、フォトマスクとしての寿命が長くなる。
2膜上にＭｏＳｉ2Ｏｘ膜の膜厚を変化させた場合の反射
率の変化を示すグラフである。図のように、ＭｏＳｉ2
膜とＭｏＳｉ2Ｏｘ膜との２層膜にすることによつて、
波長４３６ｎｍに対する反射率はＭｏＳｉ2Ｏｘ膜の膜
厚が４０〜５０ｎｍ近傍で極小値を示す。ＭｏＳｉ2膜
だけをマスク材料として用いた場合、パターンの解像性
が低下するが、上述のようにＭｏＳｉ2膜の上にＭｏＳ
ｉ2Ｏｘ膜を４０〜５０ｎｍ膜厚に形成すると、最小反
射率の特性が得られるので、高い解像性を得ることがで
きる。したがって、第１図に示したように石英ガラス基
板１とＭｏＳｉ2膜４との間にＭｏＳｉ2Ｏｘ膜３ａを形
成することにより、全ての多重散乱を最小にすることが
できる。また、シリサイド膜は石英ガラス基板との接着
性が良く、マスク洗浄によって微細パターンが剥がれな
くなって、フォトマスクとしての寿命が長くなる。
また、ＣＦ4＋Ｏ2（２％）の混合ガスを使用し、０．２
Torrの真空度、３００Ｗの条件下では、約１０００Å／
minのエッチングスピードでエッチングが終了する。更
に、ＭｏＳｉ2Ｏｘ膜は、ＭｏＳｉ2膜に比べて若干エッ
チングスピードは低下するが、これらは４０〜５０ｎｍ
の薄い膜であり、容易にエッチングできる。したがっ
て、上記実施例のエッチングスピードは従来のＣｒのド
ライエッチングスピードに比べて約１０倍になり、フォ
トマスクの量産に適していることがわかる。
Torrの真空度、３００Ｗの条件下では、約１０００Å／
minのエッチングスピードでエッチングが終了する。更
に、ＭｏＳｉ2Ｏｘ膜は、ＭｏＳｉ2膜に比べて若干エッ
チングスピードは低下するが、これらは４０〜５０ｎｍ
の薄い膜であり、容易にエッチングできる。したがっ
て、上記実施例のエッチングスピードは従来のＣｒのド
ライエッチングスピードに比べて約１０倍になり、フォ
トマスクの量産に適していることがわかる。
なお、ドライエッチングを行う前にＭｏＳｉ2Ｏｘ膜上
にフォトレジストまたはＥＢレジストを４０〜６００ｎ
ｍの膜厚に塗布した後、光またはＥＢでパターン描画す
るが、ＭｏＳｉ2Ｏｘ膜３ｂはその膜厚が４０〜５０ｎ
ｍ程度であるので、電子ビーム描画の場合であつてもチ
ャージアップの問題は生じない。
にフォトレジストまたはＥＢレジストを４０〜６００ｎ
ｍの膜厚に塗布した後、光またはＥＢでパターン描画す
るが、ＭｏＳｉ2Ｏｘ膜３ｂはその膜厚が４０〜５０ｎ
ｍ程度であるので、電子ビーム描画の場合であつてもチ
ャージアップの問題は生じない。
以上説明したようにこの発明によれが、透明基板上に順
に、ＭｏＳｉ2Ｏｘ、ＭｏＳｉ2膜、ＭｏＳｉ2Ｏｘ膜を
形成し、ＭｏＳｉ2Ｏｘ膜の膜厚を光源波長の1/10程度
に制約したので、高解像度のパターン形成が可能とな
る。また、透明基板との接着性も優れ、さらにドライエ
ッチングが容易であるとともに、エッチングスピードが
上がり、量産に適した高品質のフォトマスクを得ること
ができる。
に、ＭｏＳｉ2Ｏｘ、ＭｏＳｉ2膜、ＭｏＳｉ2Ｏｘ膜を
形成し、ＭｏＳｉ2Ｏｘ膜の膜厚を光源波長の1/10程度
に制約したので、高解像度のパターン形成が可能とな
る。また、透明基板との接着性も優れ、さらにドライエ
ッチングが容易であるとともに、エッチングスピードが
上がり、量産に適した高品質のフォトマスクを得ること
ができる。
第１図はこの発明の一実施例によるフォトマスクの断面
図、第２図はＭｏＳｉ2Ｏｘ膜とＭｏＳｉ2膜の膜厚と波
長４３６ｎｍの光に対する反射率の関係を示すグラフ、
第３図は石英ガラス基板上の膜厚１００ｎｍのＭｏＳｉ
2膜上にＭｏＳｉ2Ｏｘ膜の膜厚を変化させた場合の反射
率の変化を示すグラフ、第４図は従来のフォトマスクの
断面図である。 １…透明ガラス基板、２…金属膜、３ａ，３ｂ…モリブ
デンシリサイドの酸化膜（ＭｏＳｉ2Ｏｘ膜）、４…モ
リブデンシリサイド膜（ＭｏＳｉ2膜）。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
図、第２図はＭｏＳｉ2Ｏｘ膜とＭｏＳｉ2膜の膜厚と波
長４３６ｎｍの光に対する反射率の関係を示すグラフ、
第３図は石英ガラス基板上の膜厚１００ｎｍのＭｏＳｉ
2膜上にＭｏＳｉ2Ｏｘ膜の膜厚を変化させた場合の反射
率の変化を示すグラフ、第４図は従来のフォトマスクの
断面図である。 １…透明ガラス基板、２…金属膜、３ａ，３ｂ…モリブ
デンシリサイドの酸化膜（ＭｏＳｉ2Ｏｘ膜）、４…モ
リブデンシリサイド膜（ＭｏＳｉ2膜）。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】半導体装置の製造に使用するフォトマスク
であって、透明基板と、前記透明基板上に形成される酸
化された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た半導体装置
製造用のフォトマスク。 - 【請求項２】酸化された遷移金属のシリサイド膜は、光
源波長λ０の１０分の１程度の膜厚に形成したことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のフォトマスク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4940587A JPH061367B2 (ja) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | フオトマスク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4940587A JPH061367B2 (ja) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | フオトマスク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63214754A JPS63214754A (ja) | 1988-09-07 |
| JPH061367B2 true JPH061367B2 (ja) | 1994-01-05 |
Family
ID=12830134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4940587A Expired - Fee Related JPH061367B2 (ja) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | フオトマスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH061367B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4919259B2 (ja) * | 2006-03-30 | 2012-04-18 | Ｈｏｙａ株式会社 | マスクブランク及びフォトマスク |
| JP4807739B2 (ja) * | 2006-03-30 | 2011-11-02 | Ｈｏｙａ株式会社 | マスクブランク及びフォトマスク |
| JP5281362B2 (ja) * | 2008-10-31 | 2013-09-04 | Ｈｏｙａ株式会社 | フォトマスクブランク、フォトマスク及びその製造方法 |
| JP5007843B2 (ja) * | 2009-09-24 | 2012-08-22 | 信越化学工業株式会社 | フォトマスクブランク及びフォトマスク |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5322426A (en) * | 1972-11-30 | 1978-03-01 | Canon Inc | Electrophotographic photo-sensitive body |
| JPS6195356A (ja) * | 1984-10-16 | 1986-05-14 | Mitsubishi Electric Corp | フオトマスクブランク |
-
1987
- 1987-03-03 JP JP4940587A patent/JPH061367B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63214754A (ja) | 1988-09-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
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