JPH07319149A - フォトマスクおよびフォトマスクブランク - Google Patents

フォトマスクおよびフォトマスクブランク

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JPH07319149A
JPH07319149A JP10531994A JP10531994A JPH07319149A JP H07319149 A JPH07319149 A JP H07319149A JP 10531994 A JP10531994 A JP 10531994A JP 10531994 A JP10531994 A JP 10531994A JP H07319149 A JPH07319149 A JP H07319149A
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JP
Japan
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photomask
light
substrate
exposure
alkali metal
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JP10531994A
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English (en)
Inventor
Kousuke Ueyama
公助 植山
Kazuo Suzuki
和夫 鈴木
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Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】露光光の波長が短波長化した場合であっても、
光源の輝度を敢えて高める必要がなく、しかも従来の通
常の露光方法によっても良好なパターンの形成が可能と
なるフォトマスクおよびフォトマスクブランクとを提供
する。 【構成】遮光膜を形成する基板がアルカリ金属元素とハ
ロゲン元素との化合物よりなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、LSI、VLSI、U
LSI等の半導体集積回路の製造用としては言うに及ば
ず、マイクロマシン等のような極めて微細なパターンを
フォトリソグラフィ法を応用して形成しようとする際
に、その複製用原画として使用されるいわゆるフォトマ
スクおよびそれに用いるフォトマスクブランクに関し、
特には露光光として短波長の紫外線を用いるフォトリソ
グラフィ法で好適に利用できるものである。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路の製造においては、フォ
トリソグラフィ技術の進歩による素子の微細化に伴な
い、フォトマスクに対する解像力向上の要求がますます
高まっており、デバイス寸法が原理的な解像限界に近づ
いている。一般に、解像度を示す式はkλ/NAで与え
られるが、このことから、解像限界を上げる為には回析
光の影響が小さくなる短波長の光を用いる方法が望まれ
ることが判る。ここで、λは光の波長、NAはレンズの
開口数、kは定数を示している。しかしながら、露光波
長を短波長化すると、露光装置に用いる光学系に使用し
ているレンズ等の光学素子も光吸収が大きくなってく
る。フォトマスクは露光による転写に用いる複製用原画
であり、やはり露光光の光路上に入れて使用するために
前記光学素子と同様の問題が発生する。
【0003】以下に、従来のフォトマスクの代表的な一
例を(図7)を参照にしつつ説明する。(図7)では、
従来の透明基板6上に成膜した遮光層2をパターニング
して半導体製造用原画パターンである遮光層パターン2
1を形成したものを示している。基板上に遮光層パター
ンを形成したものをフォトマスクと称する。従来のフォ
トマスクでは、支持体である従来の透明基板6が、低膨
張ガラス、合成石英等の酸化ケイ素を主成分にしたガラ
スによって構成されていた。ところが、露光光の短波長
化に伴って、露光光に対する基板の透明性が低下してく
る。このために、短波長の露光光を光源に用いる場合に
は、光源の輝度を上げるとか、感光体であるレジストの
感度を上げる等の工夫が必要であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点に
鑑みなされたものであり、その目的とするところは、露
光光の波長が短波長化した場合であっても、光源の輝度
を敢えて高める必要がなく、しかも従来の通常の露光方
法によっても良好なパターンの形成が可能となるフォト
マスクおよびフォトマスクブランクとを提供することに
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明が提供する手段とは、すなわち、請求項1に示
すように、遮光膜を形成する基板がアルカリ金属元素と
ハロゲン元素との化合物よりなることを特徴とするフォ
トマスクである。
【0006】好ましくは、請求項2に示すように、アル
カリ金属が、リチウム、ナトリウム、あるいはカリウム
のうちのいずれかであることを特徴とする請求項1に記
載のフォトマスクである。
【0007】あるいは、請求項3に示すように、遮光膜
を形成する基板が、アルカリ土類金属元素とハロゲン元
素との化合物よりなることを特徴とするフォトマスクで
ある。
【0008】好ましくは、請求項4に示すように、アル
カリ土類金属がマグネシウムあるいは、カルシウムある
いは、ストロンチウム、あるいはバリウムであることを
特徴とする請求項3に記載のフォトマスクである。
【0009】より好ましくは、請求項5に示すように、
ハロゲン元素が、フッ素、塩素、あるいは臭素のうちの
いずれかであることを特徴とする請求項1乃至4のいず
れかに記載のフォトマスクである。
【0010】また好ましくは、請求項6に示すように、
遮光膜パターンを支持する基板がアルカリ金属元素とハ
ロゲン元素との化合物よりなり、該基板の面に保護層を
成膜したことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに
記載のフォトマスクである。
【0011】あるいは、請求項6に示すように、アルカ
リ金属元素とハロゲン元素との化合物よりなる基板上に
遮光層が形成されたことを特徴とするフォトマスクブラ
ンクである。
【0012】好ましくは、請求項8に示すように、アル
カリ金属がリチウム、ナトリウム、あるいはカリウムの
うちのいずれかであることを特徴とする請求項7に記載
のフォトマスクブランクである。
【0013】あるいは、請求項9に示すように、アルカ
リ土類金属元素とハロゲン元素との化合物よりなる基板
上に遮光層が形成されたことを特徴とするフォトマスク
ブランクである。
【0014】好ましくは、請求項10に示すように、ア
ルカリ土類金属が、マグネシウム、カルシウム、ストロ
ンチウム、あるいはバリウムのうちのいずれかであるこ
とを特徴とする請求項9に記載のフォトマスクブランク
である。
【0015】より好ましくは、請求項11に示すよう
に、ハロゲン元素が、フッ素、塩素、あるいは臭素のう
ちのいずれかであることを特徴とする請求項7乃至10
のいずれかに記載のフォトマスクブランクである。
【0016】より好ましくは、請求項11に示すよう
に、遮光膜パターンを支持する基板がアルカリ金属元素
とハロゲン元素との化合物よりなり、前記基板の面に保
護層を成膜したことを特徴とする請求項7から11のい
ずれかに記載のフォトマスクブランクである。
【0017】以下に、本発明に係わるフォトマスクにつ
いて図面を参照しつつ製造方法を含めてさらに詳細に述
べる。ここで、(図1)から(図4)は、断面図を用い
て本発明のフォトマスクの製造方法を示すとともにフォ
トマスクブランクおよびフォトマスクの概要を示したも
のである。
【0018】次に(図5)から(図6)は、断面図を用
いて本発明のフォトマスクとブランクの第2の構造を示
したものである。(図1)は透明基板1上に遮光層2を
形成したブランクを示す。透明基板1は短波長光にも充
分な透明性を有するアルカリ金属、あるいはアルカリ土
類金属とハロゲン元素の化合物からなる。
【0019】より具体的には、フッ化リチウム、フッ化
ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、臭化カリ
ウム、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、フッ化
バリウム、あるいはフッ化ストロンチウム等が挙げられ
る。次に、(図1)のブランク上にレジスト3をコート
し、パターニング用の露光を行う。(図2)ではポジ型
の電子線レジストを用いて電子線4による描画を行った
場合を示している。続いて現像工程を経てレジストパタ
ーン31が形成される(図3)。このレジストパターン
31をマスクにして遮光層2をエッチングによりパター
ニングして遮光層21を得た後、レジスト層パターン3
1を除去して図4のフォトマスクが完成する。
【0020】(図5)は本発明に係わる第2のマスクブ
ランクを示す。(図1)と同様の透明基板1に対して、
その両側に保護層5を形成している。この保護層はフォ
トマスク作製工程あるいはフォトマスク使用時に透明基
板1を保護するために設けたものである。保護層5の材
質としては、酸化ケイ素のような短波長で透明性が低下
するものであっても保護層5の膜厚が薄いために使用可
能であるが、出来る限り透明性の高い物が望ましい。さ
らに保護層5は必要に応じて設ければよい。(図5)で
は透明基板1の両側に形成しているが、片側だけに形成
する場合もある。(図5)のブランクを用いて(図1)
から(図4)と同様の工程によってフォトマスク(図
6)が完成する。
【0021】
【作用】本発明に係わるフォトマスクおよびそれに用い
るマスクブランクによると、例えば半導体製造のよう
に、露光工程において使用する露光光が短波長化した場
合(i線域の波長の露光光はもとより、KrFエキシマ
レーザーやArFエキシマレーザー等のように波長が更
に短い光の場合)であっても、合成石英ガラス等に代表
される基材からなる従来のフォトマスクと比較してフォ
トマスクによる光吸収が極めて少ないことから、露光時
の実効の露光光強度が低下してしまうことが無く、コン
トラストの高い良好な露光を実施できる。このため、光
源の輝度を増大させて対応する等の手段を敢えて用いる
こともなく、設備自体の導入や設備稼働の為のコストが
高くなることを防ぐことが出来る。また、露光の感光材
料であるレジストの感度等も大きな工夫を必要とせず使
用できる。
【0022】さらに、F2 エキシマレーザーのような、
より短波長の露光光の場合では、合成石英ガラス等の基
材からなる従来のフォトマスクでは、従来どおりの通常
の方法ではもはや充分な光を透過させることが難しくな
る。この際にも、本発明の基材を用いることで、従来の
工程と同様に露光することが可能となる。
【0023】
【実施例】
<実施例1>両面研磨した20mm径のフッ化カルシウ
ム板に、スパッタリング法によってクロム膜を約100
nmの厚さに成膜した。次に電子線レジスト(東レ製、
商品名:EBR−9)を約500nmの厚さにコート
し、加速電圧10kV、ドーズ量約2μC/cm2 の条
件で電子線描画を行った。続いて、所定の現像液を用い
て現像し、レジストパターンを得た。遮光層であるクロ
ム層のパターニングは四塩化炭素を主成分とするガスを
導入し、平行平板型エッチング装置を用いて反応性イオ
ンエッチングによって行った。このフォトマスクの分光
透過率を測定したところ、200nmの波長で、透過部
分は透過率98%という高い透過率を示し、またクロム
の遮光層パターン部分については透過率0.1%以下と
いう低い値であった。この結果、本実施例により充分な
コントラストを呈するフォトマスクを得られることが確
認出来た。
【0024】
【発明の効果】本発明に係わるフォトマスクによると、
半導体製造時のフォトリソグラフィの際の露光工程にお
いて、短波長の露光光を使用した場合であってもフォト
マスクによる多大な光吸収のために生じていた実効の露
光光強度が低下がなく、効率のよい良好な露光を実施で
きる。この結果、光源の輝度の増強等の措置を敢えて講
ずる必要がなくフォトリソグラフィ工程を行なうことが
出来るようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わるフォトマスクのブランクの一実
施例について、断面図を用いてその概要を示す説明図で
ある。
【図2】本発明に係わるフォトマスクの一実施例につい
て、その断面図を用いて製造工程の概要を示す説明図で
ある。(図1〜図4)
【図3】本発明に係わるフォトマスクの一実施例につい
て、その断面図を用いて製造工程の概要を示す説明図で
ある。(図1〜図4)
【図4】本発明に係わるフォトマスクの一実施例につい
て、その断面図を用いて製造工程の概要を示す説明図で
ある。(図1〜図4)
【図5】本発明に係わるフォトマスクのブランクの他の
一実施例について、断面図を用いてその概要を示す説明
図である。
【図6】本発明に係わるフォトマスクの他の一実施例に
ついて、断面図を用いてその概要を示す説明図である。
【図7】従来のフォトマスクの一例について、断面図を
用いてその概要を示す説明図である。
【図8】一例としてCaF2 基板(厚さ5mm)に対す
る露光波長と透過率との関係の様子を示す参考図であ
る。
【符号の説明】
1・・・透明基板 2・・・遮光層 3・・・レジスト層 4・・・電子線 5・・・保護層 6・・・従来の透明基板 21・・・遮光層パターン 31・・・レジスト層パターン

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】遮光膜を形成する基板がアルカリ金属元素
    とハロゲン元素との化合物よりなることを特徴とするフ
    ォトマスク。
  2. 【請求項2】アルカリ金属が、リチウム、ナトリウム、
    あるいはカリウムのうちのいずれかであることを特徴と
    する請求項1に記載のフォトマスク。
  3. 【請求項3】遮光膜を形成する基板が、アルカリ土類金
    属元素とハロゲン元素との化合物よりなることを特徴と
    するフォトマスク。
  4. 【請求項4】アルカリ土類金属がマグネシウムあるい
    は、カルシウムあるいは、ストロンチウム、あるいはバ
    リウムであることを特徴とする請求項3に記載のフォト
    マスク。
  5. 【請求項5】ハロゲン元素が、フッ素、塩素、あるいは
    臭素のうちのいずれかであることを特徴とする請求項1
    乃至4のいずれかに記載のフォトマスク。
  6. 【請求項6】遮光膜パターンを支持する基板がアルカリ
    金属元素とハロゲン元素との化合物よりなり、該基板の
    面に保護層を成膜したことを特徴とする請求項1乃至5
    のいずれかに記載のフォトマスク。
  7. 【請求項7】アルカリ金属元素とハロゲン元素との化合
    物よりなる基板上に遮光層が形成されたことを特徴とす
    るフォトマスクブランク。
  8. 【請求項8】アルカリ金属がリチウム、ナトリウム、あ
    るいはカリウムのうちのいずれかであることを特徴とす
    る請求項7に記載のフォトマスクブランク。
  9. 【請求項9】アルカリ土類金属元素とハロゲン元素との
    化合物よりなる基板上に遮光層が形成されたことを特徴
    とするフォトマスクブランク。
  10. 【請求項10】アルカリ土類金属が、マグネシウム、カ
    ルシウム、ストロンチウム、あるいはバリウムのうちの
    いずれかであることを特徴とする請求項9に記載のフォ
    トマスクブランク。
  11. 【請求項11】ハロゲン元素が、フッ素、塩素、あるい
    は臭素のうちのいずれかであることを特徴とする請求項
    7乃至10のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
  12. 【請求項12】遮光膜パターンを支持する基板がアルカ
    リ金属元素とハロゲン元素との化合物よりなり、前記基
    板の面に保護層を成膜したことを特徴とする請求項7か
    ら11のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999024869A1 (fr) * 1997-11-11 1999-05-20 Nikon Corporation Photomasque plaque de correction d'aberration, dispositif d'exposition et procede de fabrication de micro-dispositif
WO2000019271A1 (fr) * 1998-09-30 2000-04-06 Nikon Corporation Photomasque et procede d'exposition

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