JPS5831336A - ホトマスク素材 - Google Patents

ホトマスク素材

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JPS5831336A
JPS5831336A JP56130460A JP13046081A JPS5831336A JP S5831336 A JPS5831336 A JP S5831336A JP 56130460 A JP56130460 A JP 56130460A JP 13046081 A JP13046081 A JP 13046081A JP S5831336 A JPS5831336 A JP S5831336A
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JP
Japan
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nitride
oxide
chromium
layer
etching
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Application number
JP56130460A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Hatano
秦野 高志
Akira Maruyama
昭 丸山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発−は、半導体装置等の製造工程で使用されるホトマ
スク素材の改良に関する。
半導体装置等の製造において最も重要な工程の一つは微
細パターンを写真食刻法で形成する工程であり、その工
程ではホトマスクが欠かせない材料である。ホトマスク
にはエマルジーンマスク及びハードマスクの2種類があ
るが、近年のパターンの高密度化に伴い、パターン鮮鋭
度及び線幅再現性に優れ、欠陥の少ない−−ドマスクが
高密度化が望まれる半導体装置の製造工程で広(用いら
れている。
ハードマスクとしては一般的にはクロム、酸化クロム、
酸化鉄およびシリコンの薄膜をガラス郷の透明基板上に
設けたものが使用されている。また写真食刻法で微細バ
ターyを形成する際、露光用の入射光がクリコンクエバ
ー表面にて反射し、その反射光がマスクの不透明部分の
表置で再反射され、シリコンウェハーに再入射するとと
によりパターンの鮮鋭性および線幅再現性に悪影畳を及
ばすことが知られており、この現象を防止するために金
属り四^上に酸化クフム膜を積層した所−低反射タイプ
のクロムマスクが広(用いられている。
一層ハードマスクの特長としてエマルジ薗ンマヌタとは
異り、使用中に汚れた場合でも洗浄する事により繰返し
使用が可能であるといり長所を有している事が非常に望
ましい、特にシリコンウェハーへの密着焼付によるパタ
ーン転写時に付着したホトレジストの除去には一般的に
熱濃硫酸等の強酸が使用されるため、ホトマスクはこれ
らの強酸に耐丸なければならない。
しかし従来の金属りwIJh及び酸化クロムの積層によ
り作成されたマヌタではl1llK対する耐性が小さい
ため(りかえし使用に限度があった。またり一層と酸化
クロムとではエツチング液に対するエツチング速度が異
るため、微細パターン作成用の本シマスクとしては不十
分なエツチング特性しか得られていない。さらにレジス
ト接着性についても不十分なため微細パターン作成時K
111足な寸法精度が得られないとい5欠点も有してい
る。
本J1kll!の1的は、繰返し使用するための強酸の
洗浄WLに対し耐性を有し、繰返しの使用に適したホト
マスク基板を提供する事である。
第二の目的は微細パターン作成用ホトヤスク基板を提供
する事である。
本発明は酸化状態および窒化状態の異る金属酸化物およ
び/又は金属窒化物の存在する層を支持体の上に形成し
たホトマスク基板に係り、支持体上に直接または間接に
金属酸化物および金属窒化物の混合層または金属窒化物
の層の少くとも一層を設けたホトffsり基板に関する
本発明の金属の酸化物は、金属と酸素との元素比が99
11〜30 r 70のもので、酸素の比率が高いもの
を高級酸化物といい、低いものを低級酸化物という。
本発明の金属の窒化物は、金属と窒素との元素比が99
11〜3o370のもので、窒素の比率が高いものを高
級窒化物といい、低いものを低級窒化物という。
零発−のホトマスク素材は、その構成層中に前記のよう
に金属の窒化物又はこれと酸化物とを搗金物を含有せし
めであるので、耐エツチング性に優れ、しかも均一なエ
ツチングII&瑠を行うことが出来る。
本発明のホトマスク素材は、支持体l上に金属の低級酸
化物と低級窒化物の単一層または混合層2′を形成し、
更にその上に同一金属の高級酸化物と高級窒化物の混合
層又は高級窒化物層31を積層して構成する。
前記支持体は、視覚的Kal明であるだけでなく、露光
に用いる電m液照射*に対して透過性を有するもので、
例えばXIIK対して透過性であれば良い。又支持体上
に選男中間層が形成されていてもよい。また本発明に用
いられる金属は、クロム、チタン、そりプーン、タンタ
ル、タングステン等エツチング液によって溶解する酸化
物および窒化物となるもので、*にクロムの酸化物およ
び窒化物が好ましい、これらの金属の酸化物および窒化
物を支持体上に設置する場合は従来公知の方法、例えば
アルゴン、酸素、窒素ガス雰囲気中で金属をスパッタ雫
ンダによりて基板上に形成する事ができる。
支持体上の酸化物と窒化物の混合層を形成する際に支持
体に隣接して高級酸化物と高級窒化物の混合層を設層し
、次に低級酸化物または低級窒化物の層を設けるか、こ
れらの混合層を設け、更にその上に高級酸化物と高級窒
化物の混合層を設けてもよく、また最下層が低級酸化物
および/または低級窒化物の層単独、混合層でその上に
高級酸化物と高級窒化物の混合層を積層してもよい。ま
た基板上Knell中間層を介して前記酸化物と窒化物
の混合層を設けても同様な使用効果が得られる。
本発明ホトマスク基板は、支持体上に同一金属による酸
化度および窒化度の異る混合層を積層しであるので、洗
浄液に対する耐性に優れ、繰返し使用が可能であり、ま
た従来のエツチング処理、エツチング条件を変える事な
く用いる事ができ、更にエツチング性能に秀れ、微細バ
ーーンに適応できる等よ(所期の目的を達成する事がで
會る。
以下に本発明のホトマスタ素材について実施例をあげて
具体的に説明するが、本発明はこれKl!定されるもの
ではない。
実施例1 クロムと酸素の元素比が&) + 15の酸化クロムと
、クロムと窒素の元素比が90110の窒化クロムの混
合層を膜厚1000AKなる様にガラス基板上に形成し
た。この膜を120℃の濃硫酸中に1時間浸漬したが、
膜厚減少は認められなかった。又この膜を硝酸第ト1ウ
ム系のエツチング液でエツチングした場合のエツチング
速度は約27A/秒であった。Aターンエツジの凹凸は
±0.024m以下で、10秒間のオーバーエッチによ
るサイドエツチング量はO,OS声票であった。
実施例2 ターム七酸嵩の元素比が40160の酸化クロムと、り
■ムと窒素の元素比が50150の窒化クロムの混合層
をlラス基板上に、膜厚が6oo A’となる様に形成
した。この膜を120℃の濃硫酸に1時間浸樟(た後も
膜厚資化は認められなかった。又この膜を硝酸jll−
にリクム系のエツチング波でエツチングした場合のエツ
チング速度、は約28h/秒であった。バター/エツジ
の閑凸は±0.02μ寓以下であり、10秒間のオーバ
ーエッチによるサイドエッチ量はtB051111Lで
あった。
実施例3 ガラス基板上にクロムと酸素の比が85 + 15の酸
化クロムと、クロムと窒素の比が90 t 10の窒化
り四ムの混合層を膜厚soo A′設け−た後、その上
に上記比がそれぞれ40160%50!50の酸化クロ
ムと窒化り田ムの混合層300A設ゆた。
この2層膜を硝酸第2セリクム系のエツチング液でエツ
チングした場合のエツチング完了時間は4秒であった。
バター/エツジの凹凸は±0.03Sat以下であり、
10秒間のオーバーエッチによるサイドエッチ量は、0
.1sylであった。さらにバターニング後のマスタな
120℃濃硫酸に1時間浸漬した場合も透過濃度および
パターン形状の変化は認められなかった。又、レジスジ
との接着性も^好であり、パターン線巾のバラツキも非
常に小さく抑えられた。(δ≦0.1am) この結果は第一層目に最上層と同じ混合層を設けた場合
も保持される事は表により明白である。
以上の結果によれば、低級酸化クロムと低級窒化クロム
の混合層と、高級酸化クロムと高級窒化クロムの混合層
を綴金せる事により、従来と同じ九理方法や条件で46
11・する事が可能で耐酸性およびエツチング性能の優
れた低反射クロムマスクが得られた。
このマスクを用いれば強酸で繰返し洗浄する事がで1、
洗浄によるマスタの損傷が減少するため、頴晶の−1り
は向上し、ブスト低減がはかれるた第凰E−−従来の低
反射り冒ムマスタ新璽図(ロ)一本発明の低反射ターム
マスクmW図1は透明基板%2は金属層、3は酸化物層
、lは低級酸化物と低級窒化物との混合層 31は高級
酸化物と高級窒化物との混合層。
代理人桑原義美 朽 1 可 (α) (b) 手続補正書 昭和57年11月1811 特許庁長官 若 杉 和 失敗 1 事件の表示 昭和86年特許願第 130460  号2 発明の名
称 ホトマスク素材 3、補正にする者 事件との関係 特許出願人 住 所  東京都新宿区西新宿1丁目26番2号名 称
 (+27)小西六写真工業株式会社代表取締役  川
 本  信 廖 東 補正の対象  明細書の「特許請求の範囲」および
「発明の詳細な説明」の欄 7、補正の内容 α) 明細書中篇1頁 特許請求の範囲を別紙の通り補正します。
■ 同菖4頁II2行目 「ホトヤスク」とあるな「ホトマスク」と訂正し、 a) 同第4頁1111行目〜第13行目「酸素の比率
・・・・・・という、」とあるを「団15043017
0のものを高級酸化物といい、弱+1〜50150のも
のを低級酸化物という、」(4) 同第4頁gts行目
〜第17行目「窒素の比率・・・・・・という、」とあ
るを「一般に99fl〜75稟3のものを低級窒化物と
いい、75g25−30170のものを高級窒化物とい
う、」 (5) 同第5頁第4行目 「低級酸化物と低級窒化物」とあるな「低級酸化物およ
び低級窒化物」と訂正し、(6) 同第7頁〜第8頁を
次のように訂正します。
実施例1 り四人と酸素の元素比が85 $ 15の醸化クロムと
と、クロムと窒素の元素比が90110の窒化クロムの
混合層を膜厚1000AKなる様にガラス基板上に形成
した。この膜を120℃の濃硫酸中に1時間浸漬したが
、膜厚減少は認められなかった。又この膜を硝酸第2−
にリウム系のエツチング液でエツチングした場合のエツ
チング速度は約γム/秒であった。パターンエツジの凹
凸は±0.02声翼以下工、10秒間のオーバーエッチ
によるサイドエツチング量はO,OSμ藁であった。
実施例2 ガラス基板上にクロムと酸素の比が約93+10のタ1
ム酸化物層を膜厚800ム設けた後、その上にり胃ムと
酸素の比が約40160のクロム酸化物と、り四人と窒
素の比が約閏富(資)のクロム窒化物の混合層を膜厚3
00 A設けた。
この2層膜を硝酸第2セリクムアンモニクムを主成分と
するエツチング液でエツチングした場合のエツチング完
了時間はψ秒であった、パターンエツジの鮮鋭性は非常
に*好”C’あり、10秒間のオーバーエツチングによ
るナイドエツチング量は0.IJlmであった。
実施例3 ガラス基板上にり四本と酸素の比が約85t15のクロ
ム酸化物と、クロムと窒素の比が約90110であるク
ロム窒化物の混合層を膜厚900 A設けた後、その上
に上記比がそれぞれ40160%505wであるクロム
酸化物とクロム窒化物の混合層を膜厚3G0ム設ゆた。
この2層膜を硝酸第ト1ウムアン峰エクムを主成分とす
るエツチング液でエツチングした場合のエツチング完了
時間は4秒であった。パターンエツジの鮮鋭性は非常#
cjL好で。
あり、10秒間のオーバーエツチングによるサイドエツ
チング量は0.09amであう虎。
実施例4 ガラス基板上にクロムと窒素の比が約85115である
クロ五窒化物層を膜厚850ム設けた後、その上vcp
aムと酸素の比が約401&lであるクロム酸化物と、
りqふと窒素の比が約5os50であるクロム窒化物の
混合層を膜厚SOO人設けた。
この2層膜を、硝酸wi2セリクムアンモエ9ムを主成
分とするエツチング液でエツチングした場合のエツチン
グ完了時間は絽秒であった。パターンエツジの鮮鋭性は
非常に良好であり、10秒間のオーバーエツチングによ
るサイドエツチング量)!0.1μ鴬であった。
実施例5 ガラス基板上にり四五と酸素の比が約99+10のりp
ム酸化物層を膜厚800ム設けた後、その上にり費ムと
窒素の比が約5150であるクロム窒化物層を膜厚30
0ム設けた。
この2層膜を硝酸第ト1ウムアン峰二り^を主成分とす
るエツチング液でエツチングした場合のエツチング完了
時間は菊秒であった。パターンエツジの鮮鋭性は非常に
東野であり、 10験間のオーバーエツチングによるサ
イドエツチング量は0.IJ票であった。
実施例6 ガラス基板上にクロムと酸素の比が約$5+15のクロ
ム酸化物と、りpふと窒素の比が約90110であるク
ロム窒化物の混合層を膜厚9GOA設けた後、その上に
りμふと窒素の比が約50150であるクー五窒化一層
を膜厚3o。
ム設けた− この2層膜を硝酸第ト1ウムアン%xtウムを主成分と
するエツチング液でエツチングした場合のエツチング完
了時間は菊秒であった。パターン丹ツジの鮮鋭性は非常
に良好であり、10秒間のオーバーエツチングによるナ
イドエツチング量は0111票であった。
実施例7 その上にクロムと窒素の比が約!!150であるクロム
窒化物層を膜厚300 ;設けた。
この2層膜を硝酸第ト1ウムアy峰ニームを主成分とす
るエツチング液でエツチングした場合のエツチング完了
時間はI秒であった。パターンエツジの鮮鋭性唸非常に
良好であり、 10秒間のオーバーエツチングによるサ
イドエツチング量は0.08μ累であった。
イスれの場合も、パター;フグ時はフすトレジストとし
てムZ−1350を用い、その膜厚は0.571mとし
た。
又、いずれの構成においても、120℃の渦硫酸に対し
、十分な耐久性を有していた。
実施例8 ガラス基板上にクロムと酸素の比が85115の酸化り
胃ムと、クロムと窒素の比が90 + 10の窒化りp
ムの混合層を膜厚SOO;設けた後、その上に上記比が
それぞれ40160,50150の酸化クロムと窒化夕
胃ムの混合層30oム設けた。
この2層膜を硝酸第2セリウム系のエツチング液でエツ
チングした場合のエツチング完了時間は4秒であった。
パターンエツジの凹凸は±0.03jm以下であり、1
0秒間のオーバーエッチによるサイドエッチ、量枯2%
+ 0211J’!Ill t、であった、′f!らに
パターン形状のマスクラ120℃濃硫酸に1時間浸漬し
た場合も透過濃度およびパターン形状の変化Fi認めら
れなかった0又、レジストとの接着性も良好であり、パ
ターy線巾のバラツキも非常に小さく抑えられた。、(
J≦0.1声m’) この結果は腑一層目(最上層と同じ混合層を設けた場合
も保持される事は表により明白である。
特許請求の範囲

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 支持体の上側に金属酸化物および金属窒化物の混合
    層または金属窒化物の層を少くとも一層を設けたことを
    特徴とするホトマスク素材。 化物および高級窒化物の混合層又は金属窒化物層とから
    成るマスク層を形成した事を特徴とするホトマスク素材
    。 3 金属がクロム、チタン、モリブデン、タンタル細よ
    びタングステンから選らばれた少くとも一種で島る特許
    請求の範l!1JI11項および第3項記載のホトマス
    ク素材。
JP56130460A 1981-08-19 1981-08-19 ホトマスク素材 Pending JPS5831336A (ja)

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JP56130460A JPS5831336A (ja) 1981-08-19 1981-08-19 ホトマスク素材
US06/405,724 US4497878A (en) 1981-08-19 1982-08-06 Photomask material
DE8282304358T DE3274320D1 (en) 1981-08-19 1982-08-18 Photomask material
EP82304358A EP0073136B1 (en) 1981-08-19 1982-08-18 Photomask material

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