JPH06242596A - 遮光膜を有する基材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】基材上に、遮光膜、光反射防止膜の順に形成さ
れた薄膜であって、該光反射防止膜が置換または非置換
アセチレンの重合体を含有することを特徴とする薄膜。 【効果】本発明によれば、優れた反射防止性能を有する
薄膜が容易に形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は遮光膜および光反射防止
膜を有する基材に関するものであり、特にフォトマスク
や、感光性半導体デバイス、フラットパネルディスプレ
ーに有効用いられる。

【０００２】

【従来の技術】これまでに、部分的に遮光膜が形成され
た光学部品が用いられてきた。まずフォトリソグラフィ
技術においては、パターン転写の原図として、フォトマ
スクが、パターン形成された遮光膜として例示される。
遮光膜としてはクロムなどの金属薄膜が用いられるのが
一般的である。この場合、遮光膜にて反射した光が、迷
光として散乱し、迷光に起因して、パターン転写の解像
度、フォーカス変動に対する寸法変化、露光量変動によ
る寸法変化を増大させるという問題を生じていた。

【０００３】また感光性にも、パターン配置された受光
部間に、アルミなどによって遮光膜を設けることが一般
的であるが、上記フォトマスクの場合と同様に、遮光膜
による反射した光が迷光として散乱し、受光のコントラ
スト低下の原因となったいた。

【０００４】これらの遮光膜からの反射による問題を回
避するために、従来、遮光膜上に設けられる種々の反射
防止膜が提案されてきているが、一般的には、酸化クロ
ムなど光の干渉によって反射を防止する手段であり、反
射防止効果が不完全であり、また広い光波長領域では効
果が不十分となる光波長が存在するという問題があっ
た。

【０００５】また液晶、プラズマ、エレクトロルミネッ
センスなどを用いるディスプレイ技術においては、光透
過性の基板の上に、光の三原色をパターン配置した液晶
用カラーフィルターに、画像のコントラストを向上させ
る目的、また表示素子上の半導体回路を隠す目的のた
め、ブラックマトリックスと呼ばれる遮光膜を、パター
ン配置された三原色の間に配置することがしばしば行わ
れている。遮光膜としてはクロムなどの金属を用いるこ
とが一般的であり、これが、周辺環境の光を反射させる
ために、表示画面の明暗コントラストが得られにくいと
いう問題があった。上記と同様に、クロムの表面に酸化
クロムからなる反射防止膜を設けることが提案されてい
るが、反射防止性能は満足できるものではなかった。

【０００６】

【解決しようとする課題】以上記したように、これまで
の反射防止膜では、反射防止性能が十分でなく、像のコ
ントラストを低下させやすいことが問題となっている。

【０００７】本発明は、かかる従来技術の欠点を解消し
ようとするものであり、優れた反射防止性能を有するこ
とにより、像のコントラストに優れた基材およびその製
造方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は下記の構成を有する。

【０００９】「(1) 基材上に、遮光膜と、光反射防止膜
とをこの順に有する基材であって、該光反射防止膜が置
換または非置換のアセチレンの重合体を含有することを
特徴とする遮光膜を有する基材。

【００１０】(2) 基材上に遮光膜を形成した後、該遮光
膜上に置換または非置換のアセチレン重合体を含有する
光反射防止膜を形成することを特徴とする遮光膜を有す
る基材の製造方法。」 以下、本発明を詳細に説明する。

【００１１】本発明で用いられる基材としては、遮光膜
が設けられる材料が任意に選ばれる。例えば、ガラス、
ポリマ、光透過性金属薄膜、酸化ケイ素などの光透過性
の基材、また、ディスプレイ材料、ＣＣＤ感光性半導体
デバイス、光記録材料、光導電材料、太陽電池などが例
示される。さらに、基材としての部品、部材としては、
リソグラフィに用いられるフォトマスク、イメージセン
サー、ディスプレイ用カラーフィルター、光記録ディス
ク、光学部品などである。

【００１２】遮光膜としては、各用途において、従来か
ら用いられている材料が任意に使用される。たとえば、
アルミ、クロム、金、タングステン、銅、銀などの金属
が例示される。遮光膜は、基材の上に蒸着、スパッタリ
ング、ＣＶＤ（Chemical vapor deposition ）などの方
法を用いることによって形成される。

【００１３】遮光膜の光透過率としては、その使用目的
に用いられる光の波長に依存する。本発明遮光膜および
光反射防止膜を具備した装置に用いられる光に対して、
５％以下、さらに１％以下であることが好ましい。例え
ば、リソグラフィー用のフォトマスクに用いる場合に
は、そのパターン形成光に対して上記透過率であること
が好ましく、またディスプレー用カラーフィルターで
は、波長４００〜７００ｎｍにおいて上記透過率である
ことが好ましい。また、Charge Coupled Device （ＣＣ
Ｄ）感光性半導体デバイスに用いる場合には、その感受
を目的とする露光波長において、上記透過率であること
が好ましい。

【００１４】次に置換または非置換のアセチレンの重合
体を含有する光反射防止膜について説明する。従来の反
射防止膜に比較して、高い光吸収率を有していることが
特長であり、また有機化合物を含有しているため、エッ
チングによるパターン加工作業が容易であることも特長
である。置換アセチレンの重合体としては、それぞれ置
換または非置換のポリシアノアセチレン、ポリメチルア
セチレン、ポリフェニルアセチレン、ポリフロロアセチ
レン、ポリブチルアセチレン、ポリメチルフェニルアセ
レン等があげられる。好ましいものとしては、ポリアセ
チレン、ポリシアノアセチレン、ポリジシアノアセチレ
ン、ポリフロロアセチレン、ポリメチルフェニルアセチ
レンなどがあげられる。

【００１５】重合体を含有する光反射防止膜を形成する
方法としては、重合体、または重合中間体を所定の溶剤
に溶解し、該溶液をスピンコートなどによって、遮光膜
上に塗布し、溶剤を気化して反射防止膜を形成する方
法、遮光膜上でモノマから直接重合して膜を形成する方
法が挙げられる。前者の方法における重合体や重合中間
体の合成方法としては公知のものから任意に選ばれる。

【００１６】一方、後者の直接合成の方法としは、モノ
マを気体にて反応容器内に導入し、基材上に重合体を得
る方法が好ましく用いられ、プラズマ重合によるもの、
基板上での触媒反応によるもの、熱反応によるもの、光
反応によるものなどが例示される。例えば、ポリアセチ
レン、ポリフロロアセチレンなどの膜を基板上でプラズ
マ重合法により形成する方法、触媒を用いて基板上でポ
リアセチレン、ポリシアノアセチレン、ポリジシアノア
セチレンの膜を形成する方法などが例示される。特に触
媒を用いて基板上で重合を行うことが好ましく、なかで
も置換または非置換のシアノアセチレンを、アミン化合
物、アルカリ金属化合物やアルカリ土類金属化合物など
の塩基性触媒を用いて重合する方法が、光反射防止膜と
して良好な膜を与える。

【００１７】光反射防止膜の光反射率としては、その使
用目的に用いられる光の波長に依存する。遮光膜および
光反射防止膜が設けられた装置に用いられる光に対し
て、２０％以下、さらに１０％以下、またさらには５％
以下であることが好ましい。例えばフォトリソグラフィ
用のフォトマスクに用いる場合には、そのパターン形成
用光に対して上記反射率であることが好ましく、またデ
ィスプレー用カラーフィルターに用いる場合には、波長
４００〜７００ｎｍにおいて上記反射率であることが好
ましい。またＣＣＤ感光性半導体デバイスに用いる場合
には、その感受を目的とする露光波長において、上記反
射率であることが好ましい。

【００１８】光反射防止膜の膜厚としては任意である
が、薄すぎると反射防止効果が不充分となる傾向があ
り、一方厚い場合は、膜厚みを大きくしても反射防止効
果の増大は軽微となるため、０．０１〜１０μｍ、望ま
しくは０．０３〜５μｍの範囲が好ましく用いられる。

【００１９】ここで基材と遮光膜、また遮光膜と光反射
防止膜との間に、別の薄膜を介在させることも任意であ
る。

【００２０】基材上に遮光膜、光反射防止膜からなる薄
膜を形成した後、薄膜はパターン形成されるのが一般的
である。また、遮光膜を基材上に全面に形成した後、印
刷法などによって光反射防止膜のパターンを形成するこ
ともできる。さらに光反射防止膜パターンをマスクとし
て、遮光膜を選択的に除去することによって、パターン
形成された遮光膜および光反射防止膜からなる薄膜を得
ることができる。

【００２１】また別の方法としては、遮光膜上に反射防
止膜が全面的に形成された薄膜上に、感放射線性レジス
トを塗布して、選択的にパターン照射をおこない、次に
現像をおこなって、光反射防止膜上に感放射線レジスト
のパターンを形成し、次に感放射線性レジストのパター
ンをマスクとして、光反射防止膜を選択的に除去し、必
要に応じて、さらに選択的に遮光膜を除去した後、感放
射線性レジストを除去することによって、パターン形成
された遮光膜および光反射防止膜からなる薄膜を得るこ
とができる。以下に具体的にその方法を説明する。

【００２２】ここで放射線とは、電子線やＸ線、光など
の電磁波をいう。感放射線性レジストとしては、選択的
なパターン照射、次に現像の工程によってパタ−ンを形
成しうる任意のものが選ばれる。例えば放射線感受性の
成分として、キノンジアジド系化合物、ナフトキノンジ
アジド化合物、アジド化合物、ビスアジド化合物などを
含有する感放射線性レジスト、また放射線照射により酸
を発生する化合物と、その酸によって分子量の増減や、
官能基の変換が行われる化合物とからなる、いわゆる化
学増幅型感放射線性レジスト、その他光照射により分子
量の増減や、化合物の官能基の変換反応が行われる化合
物からなる感放射線性レジストが挙げられる。

【００２３】これらの感放射線性レジスト膜の形成方法
としては、上記感放射線性レジストを所定の溶剤に溶解
した溶液を、スピンコート、スリットダイコート、ロー
ルコートなどの方法によって塗布して、次に溶剤を気化
させて感放射線性レジスト膜を得る方法が一般的に用い
られる。

【００２４】放射線によるパターン照射方法としては、
放射線としては上記感放射線性レジストが感受できるも
のであれば任意であり、例えば電子線、ＵＶ光などが上
げられ、ＵＶ光の波長としては、例えば、波長が約４３
６ｎｍ，約４０５ｎｍ，約３６５ｎｍ，約２５４ｎｍ、
などの水銀灯輝線、約３６４ｎｍ，約２４８ｎｍ、約１
９３ｎｍのレーザー光などがあげられる。感放射線性レ
ジストを露光する方法としては、放射線に対して透明な
基板の上に放射線遮蔽材料がパターン形成されたフォト
マスクを通じて照射する方法や、細く絞られた放射線の
ビームを掃引して照射する方法が例示される。

【００２５】選択的に照射された感放射線性レジストを
現像して、感放射線性レジストパターンを得る方法とし
ては、現像液に浸漬して、感放射線性レジストの一部を
溶解する方法が例示される。現像液としては、使用され
る感放射線性レジストの現像に適したものが任意に選ば
れ、一般的にはアルカリ化合物の水溶液、さらに４級ア
ミン化合物の水溶液が用いられる。

【００２６】以上の方法によって、遮光膜および光反射
防止膜からなる薄膜上に、感放射線性レジストのパター
ンが得られ、次に感放射線性レジストのパターンをマス
クとして、光反射防止膜、必要に応じて遮光膜を選択的
に除去し、次に感放射線性レジストを除去することによ
ってパターン形成された遮光膜および光反射防止膜から
なる薄膜が形成できる。

【００２７】本発明により得られた遮光膜および光反射
防止膜を有する基材は、フォトマスク、ディスプレイ材
料、ＣＣＤ感光性半導体デバイスなどとして好適に用い
られる。

【００２８】

【実施例】以下、実施例を図を参照しながらさらに具体
的に説明する。

【００２９】実施例１ 反応容器内に、図１に示すような全面がクロムからなる
遮光膜に覆われた石英ガラスを入れ、モノマーガスであ
る、シアノアセチレンと触媒であるトリエチルアミンに
それぞれ窒素ガスを５００ｍｌ／分、１００ｍｌ／分で
吹き込むことにより、窒素ガスをキャリアガスとしたシ
アノアセチレンとトリエチルアミンとの混合ガスを該反
応容器内に導入した。図２に示すように、遮光膜上に、
シアノアセチレンの重合体からなる反射防止膜が形成さ
れた。

【００３０】次に、図３に示すように、該反射防止膜上
に、東レ（株）製電子線レジストＥＢＲ−９を成膜し
て、電子線のパターン照射、現像を行い、図４に示すよ
うに、電子線レジストのパターンを形成した。次に、電
子線レジストのパターンをマスクとして、エッチングを
行い、図５に示すように、選択的に反射防止膜および遮
光膜を除去した。次に、電子線レジストを除去すること
によって、図６に示すように、石英ガラス上に、遮光膜
および反射防止膜のパターンが形成されたフォトマスク
を形成した。

【００３１】本フォトマスクを、ＬＳＩ製造用縮小投影
露光機ニコンＮＳＲ−１７５５ｉ７Ａに取り付けて、フ
ォトレジストが塗布されたシリコンウエハを露光したと
ころ、フォトマスクでの反射による迷光に起因するフォ
トレジストパターンの悪化は見られなかった。

【００３２】図１〜５において、１は石英ガラス、２は
クロムからなる遮光膜、３はシアノアセチレンの重合体
からなる反射防止膜、４は電子線レジストを示す。

【００３３】実施例２ 図７に示すように、受光部、パッシベーション膜および
アルミ遮光膜が形成されたシリコンウエハを、反応容器
に入れ、実施例１と同様の方法で、シアノアセチレンと
トリエチルアミンの混合ガスを導入し、図８に示すよう
にポリシアノアセチレンからなる光反射防止膜を形成し
た。次に感放射線性レジストを塗布し、選択的に露光を
行い、現像を行うことによって、図９に示すように光反
射防止膜上に、感放射線性レジストのパターンを得た。
次に、感放射線性レジストのパターンをマスクとして、
光反射防止膜を選択的に除去して、次に感放射線レジス
トを除去して、図１０に示す感光性半導体デバイスの素
子とした。この素子は、良好なコントラストの感光特性
を有していた。

【００３４】図６〜１０において、５はシリコンウエ
ハ、６は受光部、７は絶縁膜、８はアルミ遮光膜、９は
シアノアセチレンの重合体からなる反射防止膜、１０；
フォトレジストを示す。

【００３５】

【発明の効果】本発明により、優れた反射防止性能を有
することにより、像のコントラストに優れた基材を提供
することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における、遮光膜に覆われた石英ガラ
スの断面図である。

【図２】図１の遮光膜上に、反射防止膜を有する石英ガ
ラスの断面図である。

【図３】図２の反射防止膜上に、電子線レジストを有す
る石英ガラスの断面図である。

【図４】図３の電子線レジストをパターン化した石英ガ
ラスの断面図である。

【図５】図４において、選択的に反射防止膜および遮光
膜が除去された石英ガラスの断面図である。

【図６】実施例２における、受光部、絶縁膜およひアル
ミ遮光膜が形成されたシリコンウエハの断面図である。

【図７】図６の上に、ポリシアノアセチレンからなる光
反射防止膜が形成されシリコンウエハの断面図である。

【図８】図７の上に、感放射線性レジストが塗布された
シリコンウエハの断面図である。

【図９】図８において、感放射線性レジストをパターン
化したシリコンウエハの断面図である。

【図１０】図９において、光反射防止膜が選択的に除去
され、さらに感放射線性レジストが除去されたシリコン
ウエハの断面図である。

【符号の説明】

１；石英ガラス ２；クロムからなる遮光膜 ３；シアノアセチレンの重合体からなる反射防止膜 ４；電子線レジスト ５；シリコンウエハ ６；受光部 ７；パッシベーション膜 ８；アルミ遮光膜 ９；シアノアセチレンの重合体からなる反射防止膜 １０；感放射線性レジスト

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基材上に、遮光膜と、光反射防止膜とをこ
   の順に有する基材であって、該光反射防止膜が置換また
   は非置換のアセチレンの重合体を含有することを特徴と
   する遮光膜を有する基材。
2. 【請求項２】該アセチレンが、置換基としてシアノ基を
   有することを特徴とする請求項１記載の遮光膜を有する
   基材。
3. 【請求項３】基材上に遮光膜を形成した後、該遮光膜上
   に置換または非置換のアセチレン重合体を含有する光反
   射防止膜を形成することを特徴とする遮光膜を有する基
   材の製造方法。
4. 【請求項４】該遮光膜上で、置換または非置換のアセチ
   レンモノマを重合することを特徴とする請求項３記載の
   遮光膜を有する基材の製造方法。
5. 【請求項５】アセチレンが、置換基としてシアノ基を有
   することを特徴とする請求項３または４記載の遮光膜を
   有する基材の製造方法。
6. 【請求項６】該光反射防止膜を形成した後、感放射線レ
   ジストを塗布し、選択的にパターン照射を行い、次に現
   像を行って、光反射防止膜上に感放射線レジストのパタ
   ーンを形成し、次に感放射線性レジストのパターンをマ
   スクとして、光反射防止膜を選択的に除去し、次に感放
   射線性レジストを除去することにより、パターン形成さ
   れた薄膜を製造することを特徴とする請求項３〜５記載
   の遮光膜を有する基材の製造方法。