JPS6033555A - ドライエッチング用マスク素材 - Google Patents

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】 ■　発明の背景 技術分野 本発明は、支持体上に薄膜を有す７るドライエツチング
用マスク素材に関する。

先行技術とその問題点 ＬＳＩの高集積化に伴い、高解像力をもち、高精度で欠
陥の少ない′フォトマスクが要求されている。

そして、フォトマスクの素材としては、エマルジせンタ
イプからハードタイプへの移行が進み、これによって精
度や欠陥が大幅に改善されてきている。

しかし、ハードタイプのマスク素材を用いても、従来性
われているパターンのウエッ）　ｘ’／ｆングでは、近
年のＬ　Ｓ　Ｉの要求グレードに比して、精度・欠陥に
おいてともに不十分となってきている。

加えて、ウェットエツチングは、自動化による省力化や
、処理液による公害問題、ランニングコスト等の点でも
問題がある。

このような事情から、エツチング処理のドライ化が提案
されている。

このドライエツチングは、例えば、ＣＦ４゜Ｃ２ＦＢ　
、ＣＣ！；１．２Ｆ２　．００文４．ＣＨＦ３゜Ｃ２Ｈ
Ｆ５　、ＳＦｓ　等の有機ハロゲン化ガスに酸素、窒素
等を混合した雰囲気中にマスク素材を置き、高周波電力
を印加し、グロー放電を発生させて、イオンや中性ラジ
カルによってプラズマエツチングを行うものである。

しかしながら、従来のクロムおよび酸化クロムを母材に
したフォトマスク素材では、ドライエツチング、時に３
〜ＩＯ分の処理時間を要し、ウェット方式に比べ生産性
の面で劣っている。

上記の欠点を改良するため、例えば　特開昭５４−２１
２７４号公報においては、基板上のクロムおよび酸化ク
ロムにＶ族元素を微量添加することによって、プラズマ
エツチング速度の向上をはかっている。　しかし、クロ
ム自体のプラズマエツチング速度が小さいため、処理時
間も約５分を要し、生産性の点で未だ不十分である。

また、特開昭５４−３７５７９号公報には、基板上に形
成したクロム膜中の酸素濃度を０．０１％以下、または
０．１〜２．５％に限定し、ドライエツチング速度を向
上する方法が開示されている。　しかしこれによっても
、エツチング速度は約１−１．５人／ｓｅｅであり、ウ
ェット方式によるエツチング速度１５人／ＳｅＣに比し
て、実用」−不十分である。

ＴＩ　発明の目的 本発明の第１の目的は、マスク素材のドライエツチング
速度が向上し、処理時間が短縮し、生産性が向上したマ
スク素材を提供することにある。

第２の目的は、強酸やアルカリ液に対する耐久性が高く
、フォトマスクとして十分高い耐久性を有するマスク素
材を提供することにある。

第３の目的は、基板に対する付着強度や膜自体の硬度が
大きく、フォトマスクとして十分高い耐久性を有するマ
スク素材を提供することにある。

このような目的は、下記の本発明によって達成される。

すなわち第１の発明は、 支持体上に、Ｗ　、　Ｔ　ａおよびＴｉのうちの１種ま
たは２種以上から実質的になる薄膜を有することを特徴
とするドライエツチング用マスク素材である。

また第２の発明は、 支持体上に、Ｗ　、　Ｔ　ａおよびＴｔのうちの１種ま
たは２種以上から実質的になり、さらに窒素および／ま
たは酸素を含有する薄膜を有することを特徴とするドラ
イエツチング用マスク素材である。

なお、このようなマスク素材は、ウェットエツチング用
のマスク素材としては公知である。　また、これらＷ　
、　Ｔ　ａ　、　Ｔ　ｉ等は、ガスプラズマによってエ
ツチング可能であることも従来知られている。

しかし上記のマスク素材が、ドライエツチング用に使用
された例はない。

■　発明の具体的構成 以下、本発明の具体的構成について詳細に説明する。

本発明における薄膜は、Ｗ　、　Ｔ　ａおよびＴｉのう
ちの１種以上から実質的になる。

すなわち、Ｗ　、　Ｔ　ａまたはＴｉの単一金属からな
ってもよく、またこれらの合金からなっていてもよく、
また本発明の効果を阻害しない範囲で、その他の成分を
含んでいてもよい。

後者の合金からなる場合、その量比は任意であってよい
。

このような薄膜には、第２の発明に従い、さらに窒素お
よび／または酸素が含有されることが好ましい。　この
とき、エツチング速度はより一層高いものとなる。

この場合、窒素含有量は、５０ａｔ％未満であることが
好ましい。

５０ａｔ％をこえると、エツチング速度が低くなってし
まい、また、紫外光に対する遮光性が低下する。

このような場合、遮光性の点では、窒素含有量が１〜３
０ａｔ％であることがよい。

一方、酸素含有量は、３０ａｔ％以下であることが好ま
しい。

３０ａｔ％をこえると、エツチング速度が低下し、遮光
性が低下する。

このような場合、遮光性の点では、酸素含有量が１〜２
０ａｔ％であることがよい。□ｙらに、窒素および酸素
が両方台まれる場合には、上記の含有量であれば、その
量比については特に制限はない。

ただ、両者の総計が１〜２０ａｔ％となると、エツチン
グ速度および遮光性の点でより好ましい結果をうる。

このような組成の薄膜は、通常、５００〜５ｏｏｏ人、
特に７００〜２０００人程度の厚さに形成される。

この場合、薄膜の光学濃度はできるだけ大きいことが好
ましく、特に、光学濃度／膜厚比は、波長４３６ｎｍに
て、３７１０００人程度以上０値であることが好ましい
。

なお、薄膜上に窒素および／または酸素が含まれる場合
、膜厚方向の窒素、酸素の濃度分布は、均一であっても
、濃度勾配があってもよい。

すなわち、窒素、酸素の濃度が膜厚方向に亘って均一で
ある他、支持体と反対側の表面側に、窒素、酸素、特に
酸素の濃度の高い領域を設けてもよい。　このようなと
きには、表面反射防止効果と対刷性向北効果とが生じる
。

あるいは、支持体側に、窒素、酸素の濃度の高い領域を
設けることもできる。　このときには、支持体との膜付
きが向上し、裏面反射防止効果が生じる。

これら表面側および／または裏面側の窒素・酸素の高濃
度領域は、一般に、薄膜全域の平均濃度が上記の範囲と
なる条件の下で、窒素３０〜５０ａｔ％、酸素２０〜７
０ａｔ％程度とされる。　また、その厚さは、１０〜５
００λ程度とされる。

なお、これら高濃度領域は、薄膜本体と別の層として積
層して設けられてもよい。

このような薄膜を担持する支持体は、露光波長域（通常
、４００〜４５０ｎ■）において実質的に透明（透過率
７５％以上）であれば、その材質に特に制限はなく、種
々のガラス材質を用いることができる。

なお、上記の薄膜と支持体間、あるいは薄膜上には、必
要に応じ、反射防止用や、対刷性ないし膜付向上のため
に、別途、ｌＯ〜５００人程度の他の下地層や保護層を
形成してもよい。

このような薄膜は、蒸着、イオンブレーティング、スパ
ッタリング等により形成される。

これら気相被着に際しての条件、方式等には特に制限は
ない。

この場合、薄膜中に酸素、窒素を含有させるには、通常
、Ｎ２．０２を含む雰囲気中でスパッタリング等を行え
ばよい。

この他、薄膜形成中ないし形成後に、Ｎ２．０２等をイ
オン、吊性粒子の形で打ち込んだり、後処理として種々
の酸化ないし窒化処理を行うこともできる。

■　発明の具体的作用 本発明のマスク素材は、通常のドライエツチング方式に
従いマスクとされる。

すなわち、その１例を示すならば、まず、ドライエツチ
ング用のフォトレジストをマスク素材の薄膜表面に塗布
し、プリベークする。

次いで、フォトレジストに適した活性放射線で画像を焼
付け、現像し、画像様に素材面を露出させる。

こののち水洗し、円筒型プラズマエツチング装置や平行
平板型反応性イオンエツチング装置等を用いドライエツ
チングを行い、素材の薄膜を画像用に選択除去する。

この場合、ドライエツチングの雰囲気としては、例えば
、ＣＦ４　、Ｃ２Ｆ、、Ｃ０文Ｆ２　。

ＣＣｆＬ４　、ＣＨＦ３　、Ｃ２ＨＦ５　、ＳＦ、等の
有機ハロゲン化ガスに、０２．Ｎ２等を混合したものを
用いる。　そして、高周波電力を印加してグロー放電を
生じさせ、これらのイオンや中性ラジカルによってドラ
イエツチングを行う。　なお、動作圧力は、ｌＯ〜１０
０Ｐａ程度、投入パワーは、０．０５〜０．５Ｗ／ｃゴ
程度とする。

次いで、０２等の雰囲気中でドライエツチングを行った
り、アッシング（炭化）を行う等により、フォトレジス
トを除去してマスクが作製される。

このようにして作製されるマスクは、４００〜４５０ｎ
ｍの露光域の焼付は用マスクとして有用である。

１ ■　発明の具体的効果 本発明によれば、従来のクロムマスク素材と比較して、
ドライエツチング速度がきわめて高い。

また、光学濃度／膜厚比の大きい膜かえられる。

しかも、耐薬品性や機械的強度もきわめて高い。

そして、第２の発明に従い薄膜中に酸素および／または
窒素を含有させれば、ドライエツチング速度がより一層
向上し、しかも光学濃度／膜厚比を所望の任意の値とす
ることができる。

■　発明の具体的実施例 以下に本発明の実施例を示し、本発明をさらに詳細に説
明する。

実施例１ ソーダガラス製支持体上に、下記表１に示されるスパッ
タリング条件にて、ＤＣスパー、タリ２ ングを行い、下記表１に示される薄膜を形成した。

次いで、各試料の薄膜面に、フォトレジストＡＺ　１３
５０　（シラプレー社製）を５０００人厚に塗布し、９
０°Ｃ１３０分間プリベークしてフォトレジスト層を固
化した。

次に、このフォトレジスト層を露光し、現像し、所望の
レジストパターンをえた。

このレジストパターンをマスクとして、平行平板型プラ
ズマエツチング装置を用い、表１に示される条件にてド
ライエツチングを行った。

このようにして薄膜にパターン形成した後、０２ガスを
用いレジストをアッシング（灰化）により除去した。

各試料のドライエツチング速度（人／５ｉｎ）、４３６
ｎ＋＋＋における光学濃度（００）／膜厚１０００人と
、パターンエツジの形状が表１に示される。

表１に示される結果から、本発明のマスク素材は、従来
のＣｒマ子り素材に比較して、２倍程度以上のドライエ
ツチング速度をもち、ＯＤ／膜厚ｔｏｏｏ人も向上して
いることがわかる。

実施例２ 実施例１に準じ、酸素および／または窒素を含む薄膜を
スパッタリングにより形成し、フォトマスク素材として
の特性を評価した。

結果を表２に示す。

噛　ｒ　−ウＡ７− 表２に示される結果から、薄膜への酸素および／または
窒素の導入により、エツチング速度が格段と向上するこ
とがわかる。

実施例３ 実施例１に準じ、薄膜中の酸素、窒素量をかえた薄膜を
得、エツチング速度および４３８ｎｍでのＯＤ／膜厚１
０００人を測定した。

結果を第１図〜第４図に示す。

これらの結果から、窒素蓋は５０ａｔ％未満、特に１〜
３０ａｔ％、酸素量は３０ａｔ％未満、特に１〜２０ａ
ｔ％が好ましいことがわかる。

８ 第１図は、薄膜中の窒素量（原子％）とエツチング速度
（人／ｗｉｎ）、 第２図は、薄膜中の酸素量（原子％）とエツチング速度
（人／＋５ｉｎ）、 第３図は、４３６ｎ−における薄膜中の窒素量と単位膜
厚（１０００人）あたりの光学濃度（ＯＤ）、 第４図は、４３６ｎｍにおける薄膜中の酸素量と単位膜
厚（１０００人）あたりの光学濃度（ＯＤ）の関係を示
すグラフである。

出願人　小西六写真工業株式会社 代理人　弁理士　石　井　陽　− ９ 第１ｍ１ １　２　３４５　１０　２０３０４０５０ｔ　奪　’＊
　（ｒｆＡ＋’／−） 第２図 １　２３４５　１０　２０３０４０５０酸素　量　（Ｎ
子０ム） 第３図 １　２　３４５　１０　２０３０４０５０窒　を　畳　
（７１子°ム） 第４図 １　２　３４５　１０　２０３０４０５０ｍ＊ｉ　＜障
子　・ム）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　支持体上に、Ｗ　、　Ｔ　ａおよびＴｉのうちの
   １種または２種以上から実質的になる薄膜を有すること
   を特徴とするドライエツチング用マスク素材。 ２、　支持体上に、Ｗ　、　Ｔ　ａおよびＴｉのうちの
   １種または２種以」二から実質的になり、さらに窒素お
   よび／または酸素を含有する薄膜を有することを特徴と
   するドライエツチング用マスク素材。