JPH0644146B2 - フオトマスク - Google Patents
フオトマスクInfo
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- JPH0644146B2 JPH0644146B2 JP4940687A JP4940687A JPH0644146B2 JP H0644146 B2 JPH0644146 B2 JP H0644146B2 JP 4940687 A JP4940687 A JP 4940687A JP 4940687 A JP4940687 A JP 4940687A JP H0644146 B2 JPH0644146 B2 JP H0644146B2
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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むにつれて、現在では例え
ば、特開昭５７−１５７２４７号公報、特開昭５７−１
５７２４９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。同図において、１は石英などの
透明ガラス基板で、このガラス基板上にＣｒなどの金属
膜２が、蒸着またはスパッタ法により６００〜８００Å
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むにつれて、現在では例え
ば、特開昭５７−１５７２４７号公報、特開昭５７−１
５７２４９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。同図において、１は石英などの
透明ガラス基板で、このガラス基板上にＣｒなどの金属
膜２が、蒸着またはスパッタ法により６００〜８００Å
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Ｃｒ
の場合、ウエ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（ＣＣ
ｌ４）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
イエッチング法が有利である。
または電子ビーム用レジストを塗布し、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Ｃｒ
の場合、ウエ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（ＣＣ
ｌ４）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
イエッチング法が有利である。
従来のＣｒマスクの製造には、ウエ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の工程にお
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の工程にお
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、石英ガラス基板中にシリコン（Ｓ
ｉ）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、Ｍ
ｏＳｉ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/m
in）。
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、石英ガラス基板中にシリコン（Ｓ
ｉ）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、Ｍ
ｏＳｉ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/m
in）。
しかしながら、ＭｏＳｉ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ＬＳＩ
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ＬＳＩ
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、透明基板上に設けられ
た遷移金属のシリサイド膜と、この遷移金属のシリサイ
ド膜上に設けられた露光光源波長λｏの1/10程度の膜厚
を有する酸化シリサイド膜とを備えるように構成したも
のである。また、酸化シリサイド膜の膜厚は、露光光源
からの光に対する反射率が極小となるように構成したも
のである。
た遷移金属のシリサイド膜と、この遷移金属のシリサイ
ド膜上に設けられた露光光源波長λｏの1/10程度の膜厚
を有する酸化シリサイド膜とを備えるように構成したも
のである。また、酸化シリサイド膜の膜厚は、露光光源
からの光に対する反射率が極小となるように構成したも
のである。
この発明において、遷移金属のシリサイド膜およびその
酸化膜は、光源波長λｏに対する反射率が最小になる膜
厚を有しており、高い解像性が得られるばかりでなく、
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
れにくいものとなる。
酸化膜は、光源波長λｏに対する反射率が最小になる膜
厚を有しており、高い解像性が得られるばかりでなく、
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
れにくいものとなる。
〔発明の実施例〕 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膜（以下、Ｍｏ
Ｓｉ２膜）３が約１００ｎｍ程度の膜厚で形成され、さ
らにその上にモリブテンシリサイドの酸化膜（以下、Ｍ
ｏＳｉ２Ｏｘ膜という）４が、約４０〜５０ｎｍ程度
（光源波長Ｇ線（４３６ｎｍ）の1/10程度）の膜厚で形
成されている。
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膜（以下、Ｍｏ
Ｓｉ２膜）３が約１００ｎｍ程度の膜厚で形成され、さ
らにその上にモリブテンシリサイドの酸化膜（以下、Ｍ
ｏＳｉ２Ｏｘ膜という）４が、約４０〜５０ｎｍ程度
（光源波長Ｇ線（４３６ｎｍ）の1/10程度）の膜厚で形
成されている。
これらのＭｏＳｉ２膜３とＭｏＳｉ２Ｏｘ膜４は、スパ
ッタ方などによって容易に形成できる。例えば、ＭｏＳ
ｉ２ターゲットとして、アルゴン（Ａｒ）プラズマでス
パッタしＭｏＳｉ２膜３を形成し、さらに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と、
ＭｏＳｉ２とＯ２が適当な比率で化合してＭｏＳｉ２Ｏ
ｘ膜４が形成される。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。そして、ＭｏＳｉ２Ｏｘの
ｘの値が大きいほど低反射率となるが、徐々に絶縁性を
有してくる。
ッタ方などによって容易に形成できる。例えば、ＭｏＳ
ｉ２ターゲットとして、アルゴン（Ａｒ）プラズマでス
パッタしＭｏＳｉ２膜３を形成し、さらに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と、
ＭｏＳｉ２とＯ２が適当な比率で化合してＭｏＳｉ２Ｏ
ｘ膜４が形成される。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。そして、ＭｏＳｉ２Ｏｘの
ｘの値が大きいほど低反射率となるが、徐々に絶縁性を
有してくる。
また、電子ビームでマスクを製作するには、チャージア
ップの問題があり、数ＫΩ以下になるようにｘを制御す
る必要がある。例えば、ｘが０．１以下であると反射率
が３０％以下になり、抵抗も数ＫΩ程度の好ましい状態
となる。また、光の反射は膜方面で特に大きいため、表
面近傍に近づくにつれてｘの濃度が大きくなるようにＯ
２を制御してもよい。
ップの問題があり、数ＫΩ以下になるようにｘを制御す
る必要がある。例えば、ｘが０．１以下であると反射率
が３０％以下になり、抵抗も数ＫΩ程度の好ましい状態
となる。また、光の反射は膜方面で特に大きいため、表
面近傍に近づくにつれてｘの濃度が大きくなるようにＯ
２を制御してもよい。
第２図は石英ガラス基板上にＭｏＳｉ２膜とＭｏＳｉ２
Ｏｘ膜を各々単独に形成した場合の膜厚と反射率の関係
を示している。光源波長は半導体製造でよく使用されて
いるＧ線（λｏ＝４３６ｎｍ）を選択している。ＭｏＳ
ｉ２膜の反射率は５０％前後の値であるが、ＭｏＳｉ２
Ｏｘ膜は３０％程度になる。ＭｏＳｉ２Ｏｘ膜が薄く１
００ｎｍ以下では、反射率は直接的に減少し、膜厚が零
になると石英ガラス基板の反射率は７０％になる。Ｍｏ
Ｓｉ２Ｏｘのみであると、透過率が多少あるので、光学
濃度３以上を得るたえにはＭｏＳｉ２とＭｏＳｉ２Ｏｘ
を組み合わせた２層膜にする必要がある。
Ｏｘ膜を各々単独に形成した場合の膜厚と反射率の関係
を示している。光源波長は半導体製造でよく使用されて
いるＧ線（λｏ＝４３６ｎｍ）を選択している。ＭｏＳ
ｉ２膜の反射率は５０％前後の値であるが、ＭｏＳｉ２
Ｏｘ膜は３０％程度になる。ＭｏＳｉ２Ｏｘ膜が薄く１
００ｎｍ以下では、反射率は直接的に減少し、膜厚が零
になると石英ガラス基板の反射率は７０％になる。Ｍｏ
Ｓｉ２Ｏｘのみであると、透過率が多少あるので、光学
濃度３以上を得るたえにはＭｏＳｉ２とＭｏＳｉ２Ｏｘ
を組み合わせた２層膜にする必要がある。
第３図は石英ガラス基板上の膜厚１００ｎｍのＭｏＳｉ
２膜上にＭｏＳｉ２Ｏｘ膜を形成し、２層膜にしたとき
のＭｏＳｉ２Ｏｘ膜の膜厚と反射率の関係を示すグラフ
である。図に示すように、スパッタの全圧が高くなると
反射率が低下し、より低反射の傾向を示している。Ｍｏ
Ｓｉ２Ｏｘ膜の膜厚が、４０〜５０ｎｍ近傍で極小値を
示している。この膜厚は光源波長の1/10程度に相当す
る。すなわちＧ線の波長４３６ｎｍの光に対する反射率
を極小にするためにはＭｏＳｉ２膜上に形成されるＭｏ
Ｓｉ２Ｏｘ膜の膜厚を４０〜５０ｎｍに制御すればよい
ことになる。
２膜上にＭｏＳｉ２Ｏｘ膜を形成し、２層膜にしたとき
のＭｏＳｉ２Ｏｘ膜の膜厚と反射率の関係を示すグラフ
である。図に示すように、スパッタの全圧が高くなると
反射率が低下し、より低反射の傾向を示している。Ｍｏ
Ｓｉ２Ｏｘ膜の膜厚が、４０〜５０ｎｍ近傍で極小値を
示している。この膜厚は光源波長の1/10程度に相当す
る。すなわちＧ線の波長４３６ｎｍの光に対する反射率
を極小にするためにはＭｏＳｉ２膜上に形成されるＭｏ
Ｓｉ２Ｏｘ膜の膜厚を４０〜５０ｎｍに制御すればよい
ことになる。
上記のように、ＭｏＳｉ２膜とＭｏＳｉ２Ｏｘ膜との２
層膜にすることにより、通常のＭｏＳｉ２膜をマスク材
料として用いた場合に比べて反射率が低下するので、多
重散乱によるパターンの解像性低下を避けることができ
る。また、シリサイド化された金属は、透明基板（Ｓｉ
Ｏ２，Ａｌ２Ｏ３など）特に、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
くなり、フォトマスクとしての寿命が長くなるという利
点がある。
層膜にすることにより、通常のＭｏＳｉ２膜をマスク材
料として用いた場合に比べて反射率が低下するので、多
重散乱によるパターンの解像性低下を避けることができ
る。また、シリサイド化された金属は、透明基板（Ｓｉ
Ｏ２，Ａｌ２Ｏ３など）特に、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
くなり、フォトマスクとしての寿命が長くなるという利
点がある。
さらに、ＭｏＳｉ２Ｏｘ膜４のエッチングは、ドライエ
ッチング法で容易に行うことができる。例えば、ＭｏＳ
ｉ２Ｏｘは、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５
００Å／minのエッチングスピードでエッチングが終了
する。こ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約５倍であり、フォトマスク量
産に適していることがわかる。
ッチング法で容易に行うことができる。例えば、ＭｏＳ
ｉ２Ｏｘは、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５
００Å／minのエッチングスピードでエッチングが終了
する。こ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約５倍であり、フォトマスク量
産に適していることがわかる。
なお、ＭｏＳｉ２Ｏｘ膜４は数ＫΩの導電性を持たせて
あるため、電子ビーム描画の場合であってもチャージア
ップの問題は生じない。
あるため、電子ビーム描画の場合であってもチャージア
ップの問題は生じない。
また、上記実施例では、ＭｏＳｉ２と波長４３６ｎｍに
限定して説明したが、他の金属シリサイドとその酸化膜
についても光源波長の1/10程度の酸化膜の膜厚にしても
よく、上記実施例と同様の効果を奏する。
限定して説明したが、他の金属シリサイドとその酸化膜
についても光源波長の1/10程度の酸化膜の膜厚にしても
よく、上記実施例と同様の効果を奏する。
更に、ＭｏＳｉ２マスクでは光源波長を４３６ｎｍとし
て説明したが、４３６ｎｍより短波長であってもＭｏＳ
ｉ２上のその酸化膜が波長の1/10程度であれば上記実施
例と同様の効果を奏する。
て説明したが、４３６ｎｍより短波長であってもＭｏＳ
ｉ２上のその酸化膜が波長の1/10程度であれば上記実施
例と同様の効果を奏する。
以上のようにこの発明によれば、透明基板上のモリブデ
ンシリサイド膜上に、光源波長Ｇ線（４３６ｎｍ）の1/
10程度に相当るう４０〜５０ｎｍの膜厚の酸化モリブデ
ンシリサイド膜を形成したので反射率が極小になり、こ
れに伴って高解像度のパターン形成が可能となる。ま
た、ドライエッチングが容易でエッチングスピードが上
がることから、信頼性の高いフォトマスクを得ることが
できる。
ンシリサイド膜上に、光源波長Ｇ線（４３６ｎｍ）の1/
10程度に相当るう４０〜５０ｎｍの膜厚の酸化モリブデ
ンシリサイド膜を形成したので反射率が極小になり、こ
れに伴って高解像度のパターン形成が可能となる。ま
た、ドライエッチングが容易でエッチングスピードが上
がることから、信頼性の高い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図は酸化モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ２Ｏ
ｘ）の膜厚と反射率の関係を示すグラフ、第３図はモリ
ブデンシリサイド（ＭｏＳｉ２）と酸化モリブデンシリ
サイド（ＭｏＳｉ２Ｏｘ）膜ぼ２層にしたときの酸化モ
リブデンシリサイド膜の膜厚と反射率の関係を示すグラ
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、３……モリブデ
ンシリサイドの膜、４……モリブデンシリサイド酸化
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図は酸化モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ２Ｏ
ｘ）の膜厚と反射率の関係を示すグラフ、第３図はモリ
ブデンシリサイド（ＭｏＳｉ２）と酸化モリブデンシリ
サイド（ＭｏＳｉ２Ｏｘ）膜ぼ２層にしたときの酸化モ
リブデンシリサイド膜の膜厚と反射率の関係を示すグラ
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、３……モリブデ
ンシリサイドの膜、４……モリブデンシリサイド酸化
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】透明基板と、前記透明基板上に設けられた
遷移金属のシリサイド膜と、前記遷移金属のシリサイド
膜上に設けられた露光光源波長λｏの1/10程度の膜厚を
有する酸化シリサイド膜とを備えたフォトマスク。 - 【請求項２】前記酸化シリサイド膜の膜厚は、露光光源
からの光に対する反射率が極小となるように選択されて
いる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 |
|---|---|---|---|
| JP4940687A JPH0644146B2 (ja) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | フオトマスク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4940687A JPH0644146B2 (ja) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | フオトマスク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63214755A JPS63214755A (ja) | 1988-09-07 |
| JPH0644146B2 true JPH0644146B2 (ja) | 1994-06-08 |
Family
ID=12830165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4940687A Expired - Fee Related JPH0644146B2 (ja) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | フオトマスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0644146B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2759582B2 (ja) * | 1991-09-05 | 1998-05-28 | 三菱電機株式会社 | フォトマスクおよびその製造方法 |
| 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 |
| JP4934236B2 (ja) * | 2007-09-29 | 2012-05-16 | Ｈｏｙａ株式会社 | グレートーンマスクブランク、グレートーンマスクの製造方法及びグレートーンマスク、並びにパターン転写方法 |
| JP2009086383A (ja) * | 2007-09-29 | 2009-04-23 | Hoya Corp | グレートーンマスク、パターン転写方法、及びグレートーンマスクブランク |
| JP4934237B2 (ja) * | 2007-09-29 | 2012-05-16 | Ｈｏｙａ株式会社 | グレートーンマスクの製造方法及びグレートーンマスク、並びにパターン転写方法 |
| JP5154626B2 (ja) * | 2010-09-30 | 2013-02-27 | Ｈｏｙａ株式会社 | マスクブランク、転写用マスク、転写用マスクの製造方法、および半導体デバイスの製造方法 |
| JP5596111B2 (ja) * | 2012-12-05 | 2014-09-24 | Ｈｏｙａ株式会社 | 半導体デバイスの製造方法 |
| JP5775631B2 (ja) * | 2014-08-06 | 2015-09-09 | Hoya株式会社 | マスクブランク、転写用マスク、転写用マスクの製造方法、および半導体デバイスの製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6252551A (ja) * | 1985-08-30 | 1987-03-07 | Mitsubishi Electric Corp | フオトマスク材料 |
-
1987
- 1987-03-03 JP JP4940687A patent/JPH0644146B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63214755A (ja) | 1988-09-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
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