JPH0644146B2 - フオトマスク - Google Patents

フオトマスク

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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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    • 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
    • G03F1/54Absorbers, e.g. of opaque materials
    • G03F1/58Absorbers, 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。
〔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
)と酸素(O)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。
〔発明が解決しようとする問題点〕
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。
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(CF
とO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。
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。
〔問題点を解決するための手段〕
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λ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。
〔作用〕
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λ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
Si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
oSiOx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MoSi膜3とMoSiOx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
ターゲットとして、アルゴン(Ar)プラズマでス
パッタしMoSi膜3を形成し、さらにArとO
スを任意の比率で混合したプラズマでスパッタすると、
MoSiとOが適当な比率で化合してMoSi
x膜4が形成される。また、予め適当な比率で作成した
MoSiOx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、MoSiOx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
を制御してもよい。
第2図は石英ガラス基板上にMoSi膜とMoSi
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(λ=436nm)を選択している。MoS
膜の反射率は50%前後の値であるが、MoSi
Ox膜は30%程度になる。MoSiOx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
SiOx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MoSiとMoSiOx
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
膜上にMoSiOx膜を形成し、2層膜にしたとき
のMoSiOx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
SiOx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MoSi膜上に形成されるMo
SiOx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、MoSi膜とMoSiOx膜との2
層膜にすることにより、通常のMoSi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
,Al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、MoSiOx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
Oxは、CF+O(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、MoSiOx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。
また、上記実施例では、MoSi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。
更に、MoSi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
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。
〔発明の効果〕
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。
【図面の簡単な説明】
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(MoSi
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(MoSi)と酸化モリブデンシリ
サイド(MoSiOx)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)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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λ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。
  2. 【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。
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