JPS61232456A - Photomask blank and photomask - Google Patents

Photomask blank and photomask

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Publication number
JPS61232456A
JPS61232456A JP60073495A JP7349585A JPS61232456A JP S61232456 A JPS61232456 A JP S61232456A JP 60073495 A JP60073495 A JP 60073495A JP 7349585 A JP7349585 A JP 7349585A JP S61232456 A JPS61232456 A JP S61232456A
Authority
JP
Japan
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film
chromium
photomask
nitrogen
light
Prior art date
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Pending
Application number
JP60073495A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Harano
原納 猛
Sumiyoshi Kanazawa
金沢 純悦
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.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP60073495A priority Critical patent/JPS61232456A/en
Publication of JPS61232456A publication Critical patent/JPS61232456A/en
Pending legal-status Critical Current

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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
    • G03F1/38Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • 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

Abstract

PURPOSE:To enhance chemical durability by forming an undercoat made of a Cr film contg. N on a transparent plate and further forming a light shading film contg. N and C or N and B in intimate contact with said undercoat. CONSTITUTION:The undercoat 3 made of a Cr film contg. N on a transparent plate high in adhesion and superior in chemical durability and capable of enhancing etching speed is formed on a transparent plate 1, such as glass plate, and further a light shading film 2 contg. N and C or N and B is formed in intimate contact with said undercoat 3. It is preferred to add N to the film 2 and the undercoat 3 each in an amt. of >=20%. In the case of a low-reflectance photomask or photomask blank, the chemical durability can be also more enhanced by adding N to a low-reflectance Cr film 7 in an amt. of >=20%, thus permitting the obtained photomask or photomask blank to be excellent in each of optical characteristics, mechanical characteristics, and chemical durability.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、半導体製造等に用いられるフォトマスクブラ
ンク及びフォトマスクに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a photomask blank and a photomask used in semiconductor manufacturing and the like.

[従来技術及びその問題点] ICやLSIの製造では1回路画像を精度良くシリコー
ン番ウェハー上に形成するために。
[Prior art and its problems] In the manufacture of ICs and LSIs, it is necessary to form a single circuit image on a silicone wafer with high precision.

紫外線を用いたリソグラフィー法による高解像度のハー
ドマスクプレートとして、クロム遮光膜を有するフォト
マスクを使用して素子製造を行っている。一般にかかる
フォトマスクを製造するためのフォトマスクブランクと
しては、透明基板上に単層のクロム遮光膜を形成した単
層膜タイプのもの、あるいはウェハーとマスクの間の多
重反射を防止するためt、クロム遮光膜 。
Elements are manufactured using a photomask with a chromium light-shielding film as a high-resolution hard mask plate by lithography using ultraviolet rays. In general, photomask blanks for manufacturing such photomasks include single-layer type photomask blanks in which a single layer of chromium light shielding film is formed on a transparent substrate, or t-type photomask blanks to prevent multiple reflections between the wafer and mask. Chrome light shielding film.

とクロム酸化物系の反射防止膜とを組み合せた低反射タ
イプのものが用いられている。
A low-reflection type that combines a chromium oxide-based antireflection film and a chromium oxide-based antireflection film is used.

この様なフォトマスクブランクが半導体素子製造用のフ
ォトマスクに使用されるに際しては、フォトマスクブラ
ンクの遮光膜の上に光で感光するフォトレジスト層を塗
布した後、所定のパターンを露光装置で露光し、レジス
トの現像処理が行われ、露出した遮光膜部をエツチング
して所望のパターンを得る。
When such a photomask blank is used as a photomask for semiconductor device manufacturing, a photoresist layer that is sensitive to light is applied onto the light-shielding film of the photomask blank, and then a predetermined pattern is exposed using an exposure device. Then, the resist is developed and the exposed light-shielding film portion is etched to obtain a desired pattern.

従来、クロム遮光膜のエツチング速度を透明基板側に近
い層でより速くすることにより、エツチング後のクロム
残りを少なくする手段として、透明基板側に近い層程窒
化度または酸化度を大きくしたり、あるいは透明基板側
に近い層を窒素を含むクロム層とし、遠い層を炭素を含
むクロム層とした2層タイプのフォトマスクブランクが
特開昭5111−10852号公報や特開昭511−9
0853等により知られている。
Conventionally, as a means to reduce the amount of chromium remaining after etching by increasing the etching rate of the chromium light-shielding film in layers closer to the transparent substrate, the degree of nitridation or oxidation of the layers closer to the transparent substrate is increased. Alternatively, a two-layer photomask blank in which the layer closer to the transparent substrate is a chromium layer containing nitrogen and the layer farther away is a chromium layer containing carbon is disclosed in JP-A-5111-10852 and JP-A-511-9.
It is known from 0853 etc.

一方、フォトマスクブランクのマスク材としては、エツ
チング特性や光学的特性の4LL耐久性、特に強酸等の
洗浄液に対する化学的耐久性やクロム膜とガラス基板と
の付着性等が重要でアル、窒素は純クロム膜に比べてそ
の含有量を増やす事によって化学的耐久性は向上するが
On the other hand, for mask materials for photomask blanks, 4LL durability in terms of etching properties and optical properties, especially chemical durability against cleaning solutions such as strong acids, and adhesion between chromium films and glass substrates are important. Chemical durability can be improved by increasing the content compared to pure chromium film.

熱濃硫酸等に代表される強酸洗浄液に対してはある一定
以上の含有量が必要である。また炭素は純クロム膜に比
べ、その含有量を増やす事によりエツチング速度は減少
するが、化学的耐久性は悪く、シかもガラス基板との付
着力も低下していき、更に遮光性低下の為膜厚を大きく
しなければならないという欠点もある為、フォトマスク
としての諸性能を満足するマスク材を得るには前記従来
特許の方法では不充分であった。
Strong acid cleaning solutions such as hot concentrated sulfuric acid require a certain content or more. Furthermore, compared to a pure chromium film, increasing the carbon content reduces the etching rate, but the chemical durability is poor, and the adhesion to the glass substrate also decreases, and the light-shielding property decreases. Since it also has the disadvantage that the film thickness must be increased, the method of the prior art patent is insufficient to obtain a mask material that satisfies various performances as a photomask.

[発明の目的] 本発明の目的は充分な光学的特性や機械的特性だけでな
く、従来のクロム遮光膜に比べて更に優れた化学的耐久
性を有するフォトマスクブランク及びフォトマスクを提
供しようとするもので−にる。更に1本発明はフォトマ
スクブランクとして優れたエツチング特性と、*小なゴ
ミがレジスト塗面に付着した場合でも、それに起因する
遮光膜残り、いわゆるクロム膜残りをきわめて少なくす
ることのできるフォトマスクブランク及び耐久性に優れ
たフォトマスクを提供しようとするものである。
[Object of the Invention] The object of the present invention is to provide a photomask blank and a photomask that not only have sufficient optical properties and mechanical properties but also have better chemical durability than conventional chromium light-shielding films. It's something to do. Furthermore, the present invention is a photomask blank that has excellent etching properties as a photomask blank, and *Even if small dust adheres to the resist coating surface, the remaining light shielding film, so-called chromium film, that is caused by it can be extremely reduced. The present invention also aims to provide a photomask with excellent durability.

[発明の概要] 本発明は、かかる目的に基づいた研究の結果発明された
ものであり、第1の発明の要旨は透明基板上に窒素を含
むクロム薄膜からなる下地膜を形成し、更にその上に密
接して、窒素及び炭素、又は窒素及び硼素を含むクロム
遮光膜を設けた事を特徴とするフォトマスクブランクに
関するものであり、又第2の発明の要旨は透明基板上に
窒素を含むクロム薄膜からなる下地膜と、更にその上に
密接して窒素及び炭素、又は窒素及び硼素を含むクロム
遮光膜が設けられたフォトマスクブランクの上記下地膜
とクロム遮光膜とをパターニングしたことを特徴とする
フォトマスク&−関するものである。
[Summary of the Invention] The present invention was invented as a result of research based on the above object, and the gist of the first invention is to form a base film made of a thin chromium film containing nitrogen on a transparent substrate, The second invention relates to a photomask blank characterized in that a chromium light-shielding film containing nitrogen and carbon or nitrogen and boron is provided closely thereon, and the gist of the second invention relates to a photomask blank that includes a chromium light-shielding film containing nitrogen and carbon or nitrogen and boron on a transparent substrate. A photomask blank comprising a base film made of a thin chromium film and a chromium light shielding film containing nitrogen and carbon or nitrogen and boron closely formed thereon, characterized in that the base film and the chromium light shielding film are patterned. This relates to photomasks and -.

[発明の構成] 以下、本発明を更に詳細に説明する。[Structure of the invention] The present invention will be explained in more detail below.

第1.2図は、本発明のフォトマスクブランクの断面構
造を示す概略図であり、第3.4図は本発明のフォトマ
スクの断面構造を示す概略図であり、第5図は従来のフ
ォトマスクブランクの断面構造を示す概略図、第6図は
従来のフォトマスクの断面構造を示す概略図である。
Fig. 1.2 is a schematic diagram showing the cross-sectional structure of the photomask blank of the present invention, Fig. 3.4 is a schematic diagram showing the cross-sectional structure of the photomask blank of the present invention, and Fig. 5 is a schematic diagram showing the cross-sectional structure of the photomask blank of the present invention. FIG. 6 is a schematic diagram showing the cross-sectional structure of a photomask blank. FIG. 6 is a schematic diagram showing the cross-sectional structure of a conventional photomask.

図中番号1はガラス等の透明基板、3は窒素を含むクロ
ム薄膜からなる下地膜を示し、2は窒素及び炭素、又は
窒素及び硼素を含むクロム遮光膜、4はフォトマスクブ
ランク、5はフォトマスク、6はパターニングされたフ
ォトマスクの下地膜及びクロム遮光膜の除去部分を示し
ている。フォトマスク製造工程の中、露光のプロセスに
よってはマスクブランクの表面反射率を、露光に使用さ
れる波長域に対して低減させなければならない場合があ
り第2図、第4図に示す如く、クロム遮光膜3の上に密
接して酸素及び窒素を含有する低反射性クロム膜7を密
接して設けることもできる。
In the figure, number 1 indicates a transparent substrate such as glass, 3 indicates a base film made of a thin chromium film containing nitrogen, 2 indicates a chromium light-shielding film containing nitrogen and carbon, or nitrogen and boron, 4 indicates a photomask blank, and 5 indicates a photomask blank. Mask 6 shows the removed portions of the patterned photomask base film and chromium light shielding film. During the photomask manufacturing process, depending on the exposure process, it may be necessary to reduce the surface reflectance of the mask blank in the wavelength range used for exposure. A low-reflectivity chromium film 7 containing oxygen and nitrogen can also be provided closely on the light-shielding film 3.

従来使用されているフォトマスクブランクの基本的構成
は、例えば第5図に示す如く、透明基板としてのガラス
基板IOの上に第1層として形成された炭素を含むクロ
ム遮光膜20、更にその上に形成された酸素または酸素
及び窒素を含む反射防止クロム!i70から成っている
。ここで、ガラス基板面に接しているクロム遮光s20
は、エツチングによりパターニング化させる際、過剰エ
ツチング時に起こるパターン線幅変化を極力抑える為に
エツチング速度を小さくする必要があり、その為に炭素
を含有させている。しかしその反面、炭素を含有させた
本により、ガラス基板との付着力が低下しパターン化し
たフォトマスクの機械的洗浄、即ち超音波洗浄や高圧水
およびナイロンブラシなどによるスクラブ洗浄等におい
て微細パターンの欠落に影響する。また炭素含有クロム
遮光膜は洗浄液として使用される化学薬品に対する耐久
性が劣り、特に熱濃硫酸に代表される強酸晴対しては顕
著である。また更に、第5図に示されるようにガラス基
板面に接したクロム遮光膜のエツチング速度が遅いこと
は、エツチング終点の判別が困難であった0本発明は□
上記従来膜の有していた欠点を解消しようとするもので
あり、それは、第2図の如く、ガラス基板等の透明基板
lの付着力が強く、エツチング速度を大きくする事もで
き、更に化学的耐久性に優れた窒素含有クロム膜を下地
膜3として透明基板面上の第1層として設け、更にこの
下地膜3に密接して窒素及び炭素、又は窒素及び硼素を
含むクロム遮光膜2を設けたものである0本発明におい
て、更に好ましい態様はクロム遮光192及び下地膜3
のそれぞれの膜中の窒素の含有量を20%以上とするも
のである。かかる窒素の含有量を20%以上とすること
により荊述した点が特に効果的に達成できるものである
。もちろん、第2図、第4図に示されたような低反射型
フォトマスクブランク、又は低反射型フォトマスクに対
しても・低反射性クロム1漠7の膜中窒素含有線を20
%以上とするさにより化学的耐久性を更に向上できる。
The basic structure of a conventionally used photomask blank is, for example, as shown in FIG. Anti-reflective chromium containing oxygen or oxygen and nitrogen formed in! It consists of i70. Here, the chrome light shielding s20 that is in contact with the glass substrate surface
When patterning is performed by etching, it is necessary to reduce the etching rate to minimize changes in pattern line width that occur during excessive etching, and for this purpose carbon is contained. However, on the other hand, carbon-containing books reduce the adhesion force to the glass substrate, resulting in fine patterns being removed during mechanical cleaning of patterned photomasks, such as ultrasonic cleaning or scrub cleaning using high-pressure water and nylon brushes. Affects omissions. Furthermore, the carbon-containing chromium light-shielding film has poor durability against chemicals used as cleaning solutions, especially when exposed to strong acids such as hot concentrated sulfuric acid. Furthermore, as shown in FIG. 5, the slow etching speed of the chromium light-shielding film in contact with the glass substrate surface makes it difficult to determine the end point of etching.
This is an attempt to eliminate the drawbacks of the conventional films mentioned above.As shown in Figure 2, the adhesive strength of transparent substrates such as glass substrates is strong, the etching speed can be increased, and chemical A nitrogen-containing chromium film with excellent physical durability is provided as the first layer on the transparent substrate surface as a base film 3, and a chromium light-shielding film 2 containing nitrogen and carbon or nitrogen and boron is further closely attached to this base film 3. In the present invention, a more preferable embodiment is that the chromium light shielding 192 and the base film 3 are provided.
The nitrogen content in each film is 20% or more. By setting the nitrogen content to 20% or more, the above-mentioned points can be achieved particularly effectively. Of course, for low-reflection type photomask blanks or low-reflection type photomasks as shown in Figs.
% or more, the chemical durability can be further improved.

本発明に於けるクロム膜中の窒素含有量について以下に
述べる。第1図又は第2図中の下地115I3に対して
は、窒素とクロムからなる膜組成で本発明の目的とする
ところは充分達成でさ、この時の窒素含有量は原子比で
20%以上、好ましくは20%〜50%、更に好ましく
は25%〜50%特に30〜50%とすることが化学的
耐久性を充分満足させるためには望ましい、クロム及び
窒素の2元素からなるクロム膜では窒素は50%含有さ
れていれば充分であり、その含有量を越える窒素(即ち
、含有率〉50%)はクロム原子と結合に関与せず特に
その重要性は見当らない、2元素系の膜組成をCrux
で表現すれば、下地18!3の窒素含有量はX値が0.
25〜1.O2好ましくは0.33〜1.0 、特にx
値が0.42〜1.0 テある事が望ましいと云い変え
ることができる。下地膜の上に形成されるクロム遮光!
I2に対しては、窒素含有量は原工比で20%以上、好
ましくは20〜50%、更に好ましくは25%〜50%
、特に30%〜50%である事が化学的耐久性を充分満
足させるためには望ましい、特に、クロム遮光1151
2が窒素、炭素及びクロムの3元素からなる膜に対して
は、窒素だけでなく炭素の含有量もエツチング性能の面
から重要である。TR素の及ぼす効果は、得られる膜の
構造上有意な変化を伴う場合を除いては、その含有量が
増加する程エツチング速度は低下する。ただしこの場合
のエッチャントは通常ウェットエツチングに用いられる
硝酸第2セリウムアンモニウムと過塩素酸と純水とを所
定の濃度になるように混合せしめた水溶液である0本発
明者等は、フォトマスクとして所望されるマスク材のエ
ツチング特性(エツチング速度、サイドエツチング量等
)を満足させるための炭素の含有量には適正範囲がある
ことを見い出した。即ち炭素の膜中に含まれる量は、原
子比で表わすと、5〜40%、好ましくは5〜30%で
ある。従って、 Or、 N、 Cの3元素からなるク
ロム遮光1g2−臣対し1本発明の目的を充分達成させ
る組成比はCrNxCyで表現されるX、Yで表わすト
0.25< X < 0.i33、且ツo、os< y
 < o、soテあ4. 但t、X、Y(7)範囲にお
いて夫々の最小値0.25及び0.05に対しては前者
が化学的耐久性、後者がエツチング速度の適正値から夫
々限定されうるものであるが、最大値、即t、 X =
 o、ss、かつY=0.5に対しては、成膜条件次第
で窒素や炭素を過剰に含有させて成膜することは可能で
あるが、マスク材としての性能上特に重要な点は見い出
せなかったので前記の如<X<0.93. Y<0.5
としたのであり1例えばX −0,i95又はY = 
0.55ナト(7) 、t:ラニ若干の過剰量が含まれ
るものに対して厳しく制限されるものではない1以上は
クロム遮光膜2について炭素と窒素を含むクロム膜につ
いて述べたが、炭素に換えて硼素を導入しても同様の効
果を得ることができる。即ち、硼素のクロム遮光膜中の
含有量を増加させるとエツチング速度は減少し化学的耐
久性、特に強酸に対する耐久性が低下するなど炭素の挙
動と類似している。従って硼素の他に窒素を加える事に
よりエツチング特性及び化学的耐久性を満足に達成され
る適正な組成域がある事を見い出した。
The nitrogen content in the chromium film in the present invention will be described below. For the base layer 115I3 in FIG. 1 or 2, the objective of the present invention can be sufficiently achieved with a film composition consisting of nitrogen and chromium, and the nitrogen content at this time is 20% or more in atomic ratio. , preferably 20% to 50%, more preferably 25% to 50%, especially 30 to 50%, in order to fully satisfy the chemical durability. It is sufficient if the nitrogen content is 50%, and nitrogen exceeding that content (i.e. content > 50%) does not participate in bonding with chromium atoms and its importance is not found in a two-element film. Crux composition
Expressed as follows, the nitrogen content of the base 18!3 has an X value of 0.
25-1. O2 preferably 0.33 to 1.0, especially x
It can be said that it is desirable that the value is between 0.42 and 1.0. Chrome light shielding formed on the base film!
For I2, the nitrogen content is 20% or more, preferably 20 to 50%, more preferably 25% to 50% based on the raw material ratio.
In particular, it is desirable that the content be between 30% and 50% in order to fully satisfy the chemical durability.
For a film in which 2 is composed of the three elements nitrogen, carbon, and chromium, the content of not only nitrogen but also carbon is important from the viewpoint of etching performance. The effect of the TR element is such that the etching rate decreases as its content increases, unless it causes a significant change in the structure of the resulting film. However, the etchant in this case is an aqueous solution in which ceric ammonium nitrate, perchloric acid, and pure water, which are usually used in wet etching, are mixed to a predetermined concentration. It has been found that there is an appropriate range for the carbon content in order to satisfy the etching characteristics (etching rate, side etching amount, etc.) of the mask material. That is, the amount of carbon contained in the film is 5 to 40%, preferably 5 to 30%, expressed in atomic ratio. Therefore, the composition ratio that satisfactorily achieves the object of the present invention is 0.25<X<0.25<X<0. i33, and o, os< y
<o, sotea4. However, the minimum values of 0.25 and 0.05 in the ranges of t, Maximum value, i.e. t, X =
o, ss, and Y=0.5, it is possible to form a film with excessive nitrogen or carbon content depending on the film forming conditions, but the particularly important point in terms of performance as a mask material is Since I couldn't find it, I wrote the following example: <X<0.93. Y<0.5
1For example, X −0, i95 or Y =
0.55 nat(7), t: Rani There is no strict restriction for those containing a slight excess amount. 1. Regarding the chromium light-shielding film 2, the chromium film containing carbon and nitrogen has been described. A similar effect can be obtained by introducing boron instead. That is, when the content of boron in the chromium light-shielding film is increased, the etching rate decreases and the chemical durability, especially the durability against strong acids, decreases, similar to the behavior of carbon. Therefore, it has been found that there is an appropriate composition range in which etching properties and chemical durability can be satisfactorily achieved by adding nitrogen in addition to boron.

該Or、 B、 Nを含むクロム遮光膜2に於いて窒素
含有量は原子比で20〜50%好ましくは25〜50%
特に30〜50%とすることが望ましく、硼素含有量は
原子比で1〜25%である事が望ましい。
In the chromium light shielding film 2 containing Or, B, and N, the nitrogen content is 20 to 50% in atomic ratio, preferably 25 to 50%.
In particular, the boron content is preferably 30 to 50%, and the boron content is preferably 1 to 25% in atomic ratio.

本発明において、上記したクロム遮光膜の厚さは遮光性
、エツチング特性、耐酸性などの点から500〜150
0人程度の範囲が好ましい。
In the present invention, the thickness of the above-mentioned chromium light-shielding film is 500 to 150 mm from the viewpoint of light-shielding properties, etching properties, acid resistance, etc.
A range of about 0 people is preferable.

又、下地膜の厚さは、サイドエツチング量を極力抑える
ため、あるいはエツチング時間を適当に選ぶなどの点か
ら50Å〜300人程度の範囲が好ましい。
Further, the thickness of the base film is preferably in the range of about 50 Å to about 300 Å from the viewpoint of suppressing the amount of side etching as much as possible or selecting an appropriate etching time.

なお、上記したクロム遮光膜及び下地膜には10%以下
のその他の成分1例えば酸素などが含まれてもよい。
Note that the above-described chromium light-shielding film and base film may contain 10% or less of other components 1, such as oxygen.

又、透明基板1としては、光の透過度が高く、表面が平
滑で、かつ平担なボロシリケート系ガラス、アルミノシ
リケート系ガラスなどの低膨張性ガラス、ソーダ石灰シ
リケートガラス、石英ガラス、あるいはサファイヤなど
からなる基板が使用される。板厚は11〜5厘鳳程度が
通常である。
The transparent substrate 1 may be a low-expansion glass such as borosilicate glass, aluminosilicate glass, soda lime silicate glass, quartz glass, or sapphire, which has high light transmittance and a smooth and flat surface. A substrate made of such materials is used. The plate thickness is usually about 11 to 5 mm.

本発明における窒素が含有された下地膜又は遮光膜とし
てのクロム膜を形成する方法としては、金属クロムとク
ロム窒化物の粉末を混合して焼結したターゲットを用い
てスパッタリング法により膜形成する方法、あるいは窒
素ガスをアルゴンガスに混合したガスと金属クロムター
ゲットを用いて反応性スパッタリング法により膜形成す
る方法が代表的な例として挙げることができる。
A method for forming a chromium film as a nitrogen-containing base film or a light-shielding film in the present invention is to form a film by sputtering using a target made by mixing metallic chromium and chromium nitride powder and sintering the mixture. Alternatively, a typical example is a method of forming a film by reactive sputtering using a mixture of nitrogen gas and argon gas and a metal chromium target.

又、窒素と炭素を含有するクロム遮光膜を形成する場合
には、金属クロムとクロム窒化物の粉末に、更にクロム
炭化物の粉末を加えて混合して焼結したターゲットを用
いてスパッタリングを行い、膜を形成する方法、あるい
は、窒素ガス、メタンガスあるいは炭酸ガスをアルゴン
ガスに混合させ、金属クロムターゲットを用いて反応性
スパッタリングすることによって膜形成する方法が代表
的な例として挙げることができる。
In addition, when forming a chromium light-shielding film containing nitrogen and carbon, sputtering is performed using a target made by mixing metallic chromium and chromium nitride powder with chromium carbide powder and sintering the mixture. Typical examples include a method of forming a film, or a method of forming a film by mixing nitrogen gas, methane gas, or carbon dioxide gas with argon gas and performing reactive sputtering using a metal chromium target.

又、窒素と硼素を含有するクロム遮光膜を形成する場合
には、金属クロムとクロム窒化物の粉末に、更にクロム
硼化、クロム窒化物、クロム度化物あるいはクロム酸化
物の粉末を加えて混合して焼結したターゲットを用いて
スパッタリングを行い、膜を形成する方法、あるいは、
ジボラン、メタンガスをアルゴンガスに混合させ、金属
クロムターゲットを用いて反応性スパッタリングするこ
とによって形成することもできる。
In addition, when forming a chromium light-shielding film containing nitrogen and boron, powders of chromium boride, chromium nitride, chromium oxide, or chromium oxide may be added to powders of metallic chromium and chromium nitride. A method of forming a film by sputtering using a sintered target, or
It can also be formed by mixing diborane and methane gas with argon gas and performing reactive sputtering using a metal chromium target.

なお、上記したクロム膜中への窒素の導入量、又はクロ
ム膜中への窒素及び炭素の導入量、又はクロム膜中への
窒素及び硼素の導入量はターゲットの組成比、あるいは
ガス混合比および混合ガス導入量を変えることによって
調整することができる。
Note that the amount of nitrogen introduced into the chromium film, the amount of nitrogen and carbon introduced into the chromium film, or the amount of nitrogen and boron introduced into the chromium film described above depends on the target composition ratio, gas mixture ratio, and It can be adjusted by changing the amount of mixed gas introduced.

E実施例J 以下1本発明の実施例について説明する。E Example J An embodiment of the present invention will be described below.

実施例1 精密に研磨された低膨張性のアルミノシリケートからな
る透明ガラス基板(寸法:  5inchX 5inc
h X 2.3am)の上に下地膜と窒素と炭素を含む
クロム遮光膜と低反射性クロム膜とを順次第1表の通り
の条件の反応性スパッタリング法により膜形成し、フォ
トマスクブランクを作製した。この様に作成されたサン
プル1のフォトマスクブランクの6膜の膜組成、M厚、
耐酸性、付着は第1表の通りであった。
Example 1 Transparent glass substrate made of precisely polished low-expansion aluminosilicate (dimensions: 5 inch x 5 inch
A base film, a chromium light-shielding film containing nitrogen and carbon, and a low-reflection chromium film were sequentially formed on top of the photomask blank by reactive sputtering under the conditions shown in Table 1. Created. Film composition of the six films of the photomask blank of sample 1 created in this way, M thickness,
Acid resistance and adhesion were as shown in Table 1.

実施例2 精密に研磨された低膨張性のアルミノシリケートからな
る透明ガラス基板(寸法:  5inchX 5inc
h X 3層層)の上に下地膜と窒素と硼素を含むクロ
ム遮光膜と低反射性クロム膜とを順次第1表の通りの条
件の反応性スパッタリング法により膜形成し、フォトマ
スクブランクを作製した。この様にして作成されたサン
プル2のフォトマスクブランクの6膜の膜組成、s、p
、耐酸性及び付着性は第1表の通りであった。
Example 2 Transparent glass substrate made of precisely polished low-expansion aluminosilicate (dimensions: 5 inch x 5 inch)
A base film, a chromium light-shielding film containing nitrogen and boron, and a low-reflection chromium film were sequentially formed on the (3-layer) by reactive sputtering under the conditions shown in Table 1, and a photomask blank was formed. Created. The film compositions of the six films of the photomask blank of Sample 2 created in this way, s, p
, acid resistance and adhesion properties are as shown in Table 1.

実施例3 精密に研磨された石英ガラス基板(寸法:5inch 
X 5inch X 3mm)c7)上に下地膜と窒素
ト炭素を含むクロム遮光膜と低反射性クロム膜とを順次
第1表の通りの条件の反応性スパッタリング法により膜
形成フォトマスクブランクを作製した。このフォトマス
クブランクの6膜の膜組成、膜厚、耐酸性及び膜付着性
は第1表の通りであった。
Example 3 Precisely polished quartz glass substrate (dimensions: 5 inch
(X 5 inch . The film composition, film thickness, acid resistance, and film adhesion of the six films of this photomask blank were as shown in Table 1.

比較例 精密に研磨された低I&1張性のアルミノシリケートか
らなる透明ガラス基板(寸法:  5inchX 5i
nch X 3m麿)の上に窒素と炭素を含むクロム遮
光膜と低反射性クロム膜とを順次第1表の通りの条件の
反応性スパッタリング法により膜形成し、フォトマスク
ブランクを作製した。この様に作成されたサンプル4の
フォトマスクブランクの6膜の膜組成、膜厚、耐酸性及
び膜付着性は第1表の通りであった。
Comparative Example Transparent glass substrate made of precisely polished low I & 1 tension aluminosilicate (dimensions: 5inch x 5i
A chromium light-shielding film containing nitrogen and carbon and a low-reflection chromium film were sequentially formed on a 3-m-thick film by a reactive sputtering method under the conditions shown in Table 1 to prepare a photomask blank. The film composition, film thickness, acid resistance, and film adhesion of the six films of the photomask blank of Sample 4 prepared in this manner are as shown in Table 1.

上記した6膜めエツチング速度は、硝酸第2セリウムア
ンモニウム185gと過J!!素酸(70%)42 a
fLに純水を加えて1000口見と1たエツチング液(
20℃)でエツチングした時の速度である。
The etching rate for the 6th film mentioned above was 185g of ceric ammonium nitrate, which was over J! ! Basic acid (70%) 42 a
Add pure water to fL, make 1000 samples, and add etching solution (
This is the etching speed at 20°C).

尚、上記した実施例ではスパッタガスとしてAr、 N
 、 0 、 CHを用いたがN源としテNOxガス、
C源としてCO2ガス等を用いてもよく、又、エツチン
グ速度や膜厚あるいは組成比などの制御は、上表のガス
組成比ガス圧、パワー等を適当に変える事により自由に
制御する事ができる。
In addition, in the above-mentioned embodiment, Ar, N
, 0, CH was used, but NOx gas was used as the N source,
CO2 gas or the like may be used as the C source, and the etching rate, film thickness, composition ratio, etc. can be freely controlled by appropriately changing the gas composition ratio, gas pressure, power, etc. in the table above. can.

[効果] 以上の様に本発明によれば、遮光膜として窒素及び炭素
、又は窒素及び硼素を含むクロム遮光膜を用い、又透明
基板とクロム遮光膜との間に窒素を含むクロム薄膜から
なる下地膜を介在させることにより優れた光学的特性と
機械的特性と化学的耐久性とを有するフォトマスクブラ
ンク及びフォトマスクを得ることができた。特に、6説
の膜構成において1窒素の含有量を各層を通じて20〜
50%とすることにより、特に優れた化学的耐久性を有
するフォトマスクブランク及びフォトマスクを得ること
ができた。又、上記構成とすることによりガラス基板に
対するクロム遮光膜の付着力を増加させることができた
。特に、従来石英ガラスはクロム遮光膜との付着力が低
かったが本発明によればこの付着力を著しく高めること
ができた。又本発明のフォトマスクブランクはパターニ
ングのためのエツチング時におけるクロム残りを少なく
することができるとともに、更にエツチングの最終段階
は、エツチング速度の速い窒素を含むクロム薄膜からな
る下地膜であるため、下地膜のエツチングは速度が速く
なり、エツチングの終点の判別が容易にできるという効
果も同時に生ずるものである。
[Effect] As described above, according to the present invention, a chromium light-shielding film containing nitrogen and carbon or nitrogen and boron is used as the light-shielding film, and a chromium thin film containing nitrogen is formed between the transparent substrate and the chromium light-shielding film. By interposing the base film, it was possible to obtain a photomask blank and a photomask having excellent optical properties, mechanical properties, and chemical durability. In particular, in the film structure of the 6th theory, the content of 1 nitrogen is 20 to 20 through each layer.
By adjusting the amount to 50%, it was possible to obtain a photomask blank and a photomask having particularly excellent chemical durability. Moreover, by adopting the above structure, it was possible to increase the adhesion force of the chromium light-shielding film to the glass substrate. In particular, conventionally, silica glass had a low adhesion force to a chromium light-shielding film, but according to the present invention, this adhesion force can be significantly increased. In addition, the photomask blank of the present invention can reduce the amount of chromium remaining during etching for patterning, and the final stage of etching is a base film made of a thin chromium film containing nitrogen, which has a high etching rate. At the same time, the etching speed of the earth's membrane becomes faster, and the end point of the etching can be easily determined.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1.2図は1本発明の具体例に係るフォトマスクブラ
ンクの部分断面概略図、第3,4図は本発明に具体例に
係るフォトマスグΩ部分断面概略図、第5図は従来のフ
ォトマスクブランクの部分断面概略図、第6図は従来の
フォトマスクの部分断面概略図である。 1.10;透明基板、2.20iクロム遮光膜。 3;下地M、 4.40;フォトマスクブランク、5.
50.フォトマスク、   6,80;膜の除去部分、
 7.70.低反射性クロム膜。 第1 回        謄2図 第3図     第。図 第5図 第6回
1.2 is a schematic partial cross-sectional view of a photomask blank according to a specific example of the present invention, FIGS. 3 and 4 are schematic partial cross-sectional views of a photomask Ω according to a specific example of the present invention, and FIG. FIG. 6 is a schematic partial cross-sectional view of a mask blank, and FIG. 6 is a schematic partial cross-sectional view of a conventional photomask. 1.10; Transparent substrate, 2.20i chrome light shielding film. 3; Base M, 4.40; Photomask blank, 5.
50. Photomask, 6,80; Removal part of film,
7.70. Low reflective chrome film. Part 1, Figure 2, Figure 3. Figure 5 Figure 6

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)透明基板上に窒素を含むクロム薄膜からなる下地
膜を形成し、更にその上に密接して、窒素及び炭素、又
は窒素及び硼素を含むクロム遮光膜を設けた事を特徴と
するフォトマスクブランク。
(1) A photosensitive material characterized in that a base film made of a thin chromium film containing nitrogen is formed on a transparent substrate, and a chromium light-shielding film containing nitrogen and carbon or nitrogen and boron is further provided closely thereon. mask blank.
(2)上記下地膜及びクロム遮光膜のそれぞれの膜中の
窒素含有量が原子比で20%以上である事を特徴とする
特許請求の範囲第1項記載のフォトマスクブランク。
(2) The photomask blank according to claim 1, wherein the base film and the chromium light-shielding film each have a nitrogen content of 20% or more in atomic ratio.
(3)上記クロム遮光膜の膜中に炭素が原子比で5%〜
30%含ま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ブランク。
(3) Carbon in the chromium light-shielding film has an atomic ratio of 5% or more
The photomask blank according to claim 1, characterized in that it contains 30%.
(4)上記下地膜の膜厚が50Å〜300Åであること
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
ブランク。
(4) The photomask blank according to claim 1, wherein the base film has a thickness of 50 Å to 300 Å.
(5)上記クロム遮光膜の上に窒素及び酸素を含む低反
射性クロム膜を積層してなることを特徴とした特許請求
範囲第1項記載のフォトマスクブランク。
(5) The photomask blank according to claim 1, characterized in that a low-reflectivity chromium film containing nitrogen and oxygen is laminated on the chromium light-shielding film.
(6)透明基板上に窒素を含むクロム薄膜からなる下地
膜と、更にその上に密接して窒素及び炭素、又は窒素及
び硼素を含むクロム遮光膜が設けられたフォトマスクブ
ランクの上記下地膜とクロム遮光膜とをパターニングし
たことを特徴とするフォトマスク。
(6) The base film of a photomask blank in which a base film consisting of a thin chromium film containing nitrogen is formed on a transparent substrate, and a chromium light-shielding film containing nitrogen and carbon or nitrogen and boron is provided closely thereon. A photomask characterized by patterning a chrome light-shielding film.
(7)上記下地膜及びクロム遮光膜のそれぞれの膜中の
窒素含有量が原子比で20%以上である事を特徴とする
請求範囲第6項記載のフォトマスク。
(7) The photomask according to claim 6, wherein the base film and the chromium light-shielding film each have a nitrogen content of 20% or more in atomic ratio.
(8)上記クロム遮光膜の膜中に炭素が原子比で5%〜
30%含まれていることを特徴とする特許請求の範囲第
6項記載のフォトマスク。
(8) Carbon in the chromium light-shielding film has an atomic ratio of 5% or more
7. The photomask according to claim 6, wherein the photomask contains 30%.
(9)上記下地膜の膜厚が50Å〜300Åであること
を特徴とする特許請求の範囲第8項記載のフォトマスク
(9) The photomask according to claim 8, wherein the base film has a thickness of 50 Å to 300 Å.
(10)上記クロム遮光膜上に窒素及び酸素を含む低反
射性クロム膜を積層してなることを特徴とする特許請求
の範囲第6項記載のフォトマスク。
(10) The photomask according to claim 6, characterized in that a low-reflection chromium film containing nitrogen and oxygen is laminated on the chromium light-shielding film.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007212705A (en) * 2006-02-09 2007-08-23 Hoya Corp Mask blank and photomask

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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