JPS61248048A - パタ−ン転写用マスク - Google Patents

パタ−ン転写用マスク

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JPS61248048A
JPS61248048A JP60088823A JP8882385A JPS61248048A JP S61248048 A JPS61248048 A JP S61248048A JP 60088823 A JP60088823 A JP 60088823A JP 8882385 A JP8882385 A JP 8882385A JP S61248048 A JPS61248048 A JP S61248048A
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JP
Japan
Prior art keywords
film
pattern
mask
light
shielding layer
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Pending
Application number
JP60088823A
Other languages
English (en)
Inventor
Kei Kirita
桐田 慶
Toshiaki Shinozaki
篠崎 俊昭
Yoshihide Kato
加藤 芳秀
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP60088823A priority Critical patent/JPS61248048A/ja
Publication of JPS61248048A publication Critical patent/JPS61248048A/ja
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
    • G03F1/54Absorbers, e.g. of opaque materials
    • G03F1/58Absorbers, e.g. of opaque materials having two or more different absorber layers, e.g. stacked multilayer absorbers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は光転写(ステッパ等)、電子ビーム転写、X線
転写等のパターン転写技術に用いられるレチクルあるい
はマスターマスクとなるパターン転写用マスクに関する
〔発明の技術的背景とその問題点〕
半導体技術の進歩と共に、VL8 Iをはじめ、半導体
装置の高集積化が進められてきており、高精度の微細パ
ターン形成技術が要求されている。
このようなパターン形成技術を量産ラインで使用するに
は高速性が必要であり、ステッパ等のパターン転写技術
の進歩が不可欠なものとなっている。
そこで、i線を用いたステッパや電子ビーム転写あるい
はX線転写等のサブミクロン・パターン転写技術が研究
開発される一方、ステッパやアライナ−等の従来のパタ
ーン転写技術に対して要求される精度も日増しに厳しく
なってきている。
従って、当然パターン転写に使用されるレチクルやマス
ターマスクの高精度化が期待されており、形成可能な最
小寸法の微細化と共にその寸法精度も一層高いものが要
求され、0.1μm(3σ)以下の寸法精度が要求され
るまでに至りている。
従来、レチクルやマスターマスク用として広く用いられ
ているクロムマスク基板は、第3図に示す如く、低膨張
ガラス、石英等のガラスからなる母材11と、該母材上
に、露光波長の光に対して不透明なりロム層からなる遮
光層12と、露光時における反射光を抑制するための酸
化クロム層からなる反射防止膜13とが順次積層せしめ
られてなるものである。
このクロムマスク基板上の遮光層12と反射防止膜13
とをレジストパターンをマスクとして選択的にエツチン
グ除去することにより所望のマスクパターンを形成し、
これをレチクルあるいはマスターマスクとして用いるわ
けであるが、形成に際しては、レジストパターンに対し
ていかに忠実にクロムエツチングが実行できるかが問題
となる。
クロムエツチングの方法としては湿式法と乾式法とが知
られている。
しかし、湿式法、乾式法例れのエツチング方法において
も、クロムエツチング前のレジストパターン寸法と、エ
ツチング加工後のクロムパターン寸法との間には大きな
パターン変換差が生じる。
即ち、第4図(a)に示す寸法LGのレジストパターン
24をマスクとして下部のクロム遮光層22と酸化クロ
ム反射防止膜23とをエツチング加工する場合、湿式エ
ツチング法を用いると第4図Φ)の如く遮光層はアンダ
ーカット加工されパターン変換差j、 + ioが生ず
る。また、乾式エツチング法を用いるとレジストのドラ
イエツチング耐性が小さいため、第4図(C)の如く加
工されパターン変換差j、’ + joが生じる。これ
らは何れもマスク寸法高精度化を図る上での障害になっ
ていた。
従って、VLSI用の高精度のレチクルあるいはマスタ
ーマスクを作成するためKは、高精度のレジストパター
ン形成技術は云うに及ばず、レジストパターンからパタ
ーン変換差なく忠実に遮光パターンを形成する高精度の
エツチング加工技術とそれに適うマスク基板が必要であ
りた。
上記目的を達成するため、パター/転写に用いられる所
定波長域の電磁波に対する遮光層上に、該遮光層の乾式
パターユング工程におけるエツチング条件に対して耐性
を有する薄膜層からなる被覆層を形成せしめてなるマス
ク基板を考案した。
すなわち、マスク母材上く形成された導電膜等からなる
遮光層および反射防止膜上に、更に、前記被覆層を形成
せしめ、遮光層のバターニングのための乾式エツチング
時のマスク効果を高め、寸法精度の良好な遮光層パター
ンを形成しょ79とするものである。
前記被覆層としては、乾式エツチング時の遮光層に対す
るエツチング速度比を考慮して、タンタル(Ta)など
の金属膜を考案した。しかし、遮光層パターンをエツチ
ング形成した後レジストパターンを除去して、前記金属
膜を被着した状態の遮光層パターンをマスクパターンと
して使用すると露光時の反射光の抑制が十分にできなく
なり、このようなマスクに対して改善が求められていた
〔発明の目的〕
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたもので、露光時
の反射光抑制を可能にした、パターン転写用マスクを提
供することにある。
〔発明の概要〕
本発明のパターン転写用マスクは、マスク母材と該マス
ク母材上に形成されたパターン転写に用いられる所定波
長域の電磁波若しくは所定エネルギーの粒子線に対する
遮光層パターン、該遮光層パターン上の耐ドライエツチ
ング性薄膜層、該耐ドライエツチング性薄膜層上を含む
マスク母材上全面に被着された反射防止膜層からなるも
のである。
〔発明の効果〕
本発明のマスクは、比較的ドライエツチング耐性の小さ
いレジストを用いても被覆層が耐性を有しているためレ
ジストパターンに忠実で、寸法精度および断面プロファ
イルの良好な遮光層パターンが形成されている。
従来、電子ビーム描画での近接効果に対する種々の補正
施策(パターン寸法補正、ドーズ量補正、高加速電圧化
、多層レジスト法)等を実施してもパターン寸法変換差
(レジストパターンと遮光パターンとの寸法差)が大き
いために高精度パターンを忠実に再現することは不可能
であったが、本発明のマスクでは、ドライエツチング加
工時のパターン寸法変換差が飛躍的に低減されるため、
レジストパターンに忠実な遮光パターンが再現される。
これにより、高精度のマスクパターンが容易に実現でき
るようになり、サプミク四シ領域の高集積デバイス用パ
ターン転写技術も確実なものとなりた0加えて、本発明
のマスクでは、上記高耐ドライエツチング性被覆層パタ
ーン上を含むマスク基板上全面に反射防止膜層が設けら
れているので、露光時に反射光に因る問題もなく、良質
のパターン転写が可能になる。
又、従来のマスクでは、マスク基板の構造上必然的に、
反射防止膜はクロムなどの遮光層パターン上にのみ存在
していたので反射光対策は十分でなかった。本発明のマ
スクでは遮光層パターン上は勿論、遮光層パターン領域
以外の透過光領域のマスク基板上にも反射防止膜が設け
られているので、従来マスクに対して反射光対策が格段
に改良される。
〔発明の実施例〕
本発明の転写用マスクの一実施例について、図面を参照
しながら、以下に詳細に説明する。
第2図は、′本発明の一実施例の開始材となるマスク基
板の断面図を示すもので、このマスク基板は、低膨張ガ
ラスからなるマスク母材31上に1遮光層としての膜厚
約5ooAのクロム膜32および微細パターン形成用薄
膜としての膜厚約1001のタンタル薄膜33を順次積
層せしめたものである。なお、該タンタル薄膜33は、
クロム膜32のパターニングのためのドライエツチング
工程で用いられる四塩化炭素等の塩素系ガスと酸素ガス
との混合ガスに対して著しい耐性を有する。
また、このマスク基板の形成は、マスク母材31上に、
スパッタ蒸着法を用いてクロム膜、タンタル薄膜を順次
積層せしめることによりてなされる。
次に、このマスク基板を用いた本発明の転写用マスクの
形成方法について、第1図を用いて、説明する。
まず、該マスク基板上に、ポリメチルメタクリレ−) 
(PMMA)膜を形成した後、加速電圧50KV、照射
量50μC/−の電子ビーム照射を行ない所望のパター
ンを描画し、酢酸イソアミル(IAA)を用いて現像処
理を行ない、P MMAレジストパターン44を形成す
る(第1図(a))。
次いで、該レジストパターン44をマスクドし、反応性
イオンエッチング(RIFりにより、第1図(b)に示
す如くタンタル薄膜33を選択的に除去する。このとき
のエツチング条件は、反応ガスとして六弗化イオウ(S
Fg)を用い、200W、0.06’porr、30秒
間とする。このようにして形成された開口W1はレジス
トパターンの開口WRに忠実に形成されており、レジス
トパターンの膜減りによる寸法変化は0.03μm以内
に抑えることができた0 続いて、四塩化炭素(CCt、 )と酸素の混合ガスを
用い、700W、0.07Torr、15分間の反応性
イオンエツチングにより、クロム膜32を選択的に除去
する。この工程で、レジストパターン44は徐々に除去
されていくが、タンタル薄膜は、著しい耐性を有するた
め、はとんど膜減りもなく、下層のクロム[32に対す
るマスクとして有効に作用する。従って、第1図(C)
 K示す如く形成されるクロム膜のパターンは元のレジ
ストパターン440寸法に対して、0.05μ界以内の
寸法変化に抑えることができた。また、このとき、レジ
ストパターン44は、エツチングによる膜減りによって
徐々に除去されていき、特別なレジスト剥離工程は不要
でめりた。レジストが残存している場合には上記(C)
工程の後、酸素プラズマ灰化法などの処理により、剥離
すればよい。またメンタル層は、良好な遮光特性を有す
るため、そのまま残しておく。
次いで、第1図(C)に示す如く、クロム遮光層32お
よび上層のタンタル層3.3からなる遮光パターンを含
むマスク基板上の全面に反射防止膜層45を被着形成し
て本発明の転写用マスクを得る。本実施例では反射防止
膜層45として所定膜厚の弗化マグネシウム(MrFt
)をスパッタ蒸着法にて形成した。
本実施例では、レジストとしてPMMAを用いたが、P
MMAの他、ポリグリシジルメタクリレ−) (PGM
A)等、他の物質を用いてもよいことはいうまでもない
。ポリグリシジルメタクリレートをレジストとして用い
た場合、20KV、 1μC/iの電子ビーム描画を行
なった後メチルエチルケトンとエタノールの混合液によ
り現像処理を行なうことによって、実施例と同様に寸法
精度の良好なマスクパターンが形成される。淘、レジス
トパターン形成方法としては電子ビーム描画に限らず光
露光法部周知のパターン形成方法が使えることは言うま
でもない。
更に、本発明は、実施例に示したタンタル−クロム複合
マスク基板に限定されることなく、遮光層が、第3図に
示す如く、クロム膜等の遮光膜12と酸化クロム膜等の
反射防止膜13との2層構造からなるもの、遮光膜と、
インジウムもしくはスズの酸化物等からなる導電膜との
2層構造からなるもの、遮光膜、導電膜、反射防止膜の
3層構造からなるもの等、°遮光層が積層型である場合
にも、適用可能であり、エツチング耐性を有する微細パ
ターン形成用薄膜33をそれらの上部に形成することに
より、寸法精度の良好なマスク形成の可能なマスク基板
を得ることができる。
更にまた、微細パターン形成用薄[33としては、タン
タル薄膜に限定されるものではなく、り四ム膜等の遮光
層が容易にエツチングされる条件で、比較的強い耐エッ
チ性を示し、逆に遮光層が比較的強い耐エッチ性を示す
エツチング条件で容易にエツチングされる物質であれば
よい。ドライエツチングを用いる場合には、例えば、遮
光層として、クロム膜を用いる場合には、シリコン(S
i)、窒化シリコン(8’aN4)、多結晶シリコン、
モリブデン(Mo)、タングステン(W)、酸化シリコ
ン、ポリシロキサン、等、四塩化炭素(CCz、) 、
塩化メチンy (CH,C2り、塩化ホウ素(BCz、
)  のいずれかあるいはこれらと酸素との混合ガス等
の塩素系ガスに対しては比較的耐エッチ性があり、テト
ラフルオルメタン(CF4)、オクタフルオレプロパン
(CsFs)、六弗化イオウ(SFs)のいずれかある
いはこれらと酸素もしくは水素ガスとの混合ガス等の弗
素ガスあるいはアルゴンガスに対して比較的容易にドラ
イエツチングされる物質が有効である。また、その膜厚
についても、ピンホール特性や、レジストパターンに用
いられるレジストの耐ドライエツチ性を考慮して、適宜
選択可能であるが、レジストとのパターン変換差を小さ
くする為に、ioo〜300X程度が望ましい。
上記実施例では、反射防止膜としてMf F、の単層膜
を用いたが、その膜厚dは λ 絡d;−・・・・・・・・−・・・・・■を満たす値で
よい。ここで1は反射防止膜の屈折率、λは入射光の波
長である。例えば紫外線縮小投影露光装置用の転写用レ
チクルの場合、λ=43soAであるので、屈折率ル=
1.38であるMfF。
の反射防止膜としての膜厚はd〜790X とすればよ
い。反射防止膜としては、上記Mf F、膜の他に酸化
クロム膜、酸化シリコン(Sin、)膜、弗化リチウム
(LiF)膜、酸化スズ(S、Oり膜などの単層膜や上
記物質の積層膜などを、目的に応じて、使い分けてもよ
い。これらの薄膜を反射防止膜として使用する場合には
入射波長λ、屈折率ル、膜厚dの間に0式の関係が満た
されていなければならないことは云うまでもない。
マスク母材としては、低膨張ガラスあるいは石英に限定
されることはなく、適用するパターン転写技術に応じて
、適宜選択可能であり、X線マスクとして用いる場合に
は、シリコン、窒化シリコン、ポリイミド等も使用可能
である。
又、所定エネルギーを有する荷電ビームなどの粒子線を
用いた投影露光法用マスク・パターンや、チャンネリン
グマスク・パターンを形成するマスク基板としても、母
材及び遮光材を適宜選択することにより、本発明を適用
できることは言うまでもない。
同、微細パターン形成用薄膜もしくは遮光層のエツチン
グ方法としては、湿式あるいは乾式ドライエツチング法
を組み合わせてマスク・パターンを形成することも出来
る。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(d)は本発明の一実施例のマスクパタ
ーンの形成工程を示す工程断面図、 第2図は第1図の工程で用いるマスク基板を示す図、 第3図は従来のマスク基板の一例を示す断面図、第4図
(a)〜(C)は従来のマスク基板を用いた場合のマス
クパターンの形成工程とパターンの形成状態を示す図で
ある。 11・・・マスク母材、12・・・クロム膜(!光層)
。 13・・・酸化クロム膜(反射防止膜)。 21・・・マスク母材、22・・・クロム膜。 23・・・酸化クロム膜、24・・・レジストパターン
。 31・・・マスク母材、   32・・・クロム膜。 33・・・タンタル薄膜、44・・・レジストパターン
。 45・・・反射防止膜。 (7317)弁理士則近憲佑 (ほか1名) 第1図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  マスク母材と、該マスク母材上に形成された所定波長
    域の電磁波若しくは所定エネルギーの粒子線に対する遮
    光層パターンと、該遮光層パターン上の耐ドライエッチ
    ング性薄膜層と、該耐ドライエッチング性薄膜層上を含
    むマスク母材上全面に被着された反射防止膜層とからな
    ることを特徴とするパターン転写用マスク。
JP60088823A 1985-04-26 1985-04-26 パタ−ン転写用マスク Pending JPS61248048A (ja)

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JP60088823A JPS61248048A (ja) 1985-04-26 1985-04-26 パタ−ン転写用マスク

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JP60088823A JPS61248048A (ja) 1985-04-26 1985-04-26 パタ−ン転写用マスク

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JPS61248048A true JPS61248048A (ja) 1986-11-05

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH032756A (ja) * 1989-05-30 1991-01-09 Hoya Corp フォトマスクブランク及びフォトマスク
US5840200A (en) * 1996-01-26 1998-11-24 Matsushita Electronics Corporation Method of manufacturing semiconductor devices

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH032756A (ja) * 1989-05-30 1991-01-09 Hoya Corp フォトマスクブランク及びフォトマスク
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