JPS6159505B2 - - Google Patents
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- JPS6159505B2 JPS6159505B2 JP10197378A JP10197378A JPS6159505B2 JP S6159505 B2 JPS6159505 B2 JP S6159505B2 JP 10197378 A JP10197378 A JP 10197378A JP 10197378 A JP10197378 A JP 10197378A JP S6159505 B2 JPS6159505 B2 JP S6159505B2
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Landscapes
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体装置等の製造工程で用いられて
いるマスクの製作方法に関するものである。
いるマスクの製作方法に関するものである。
近年、半導体装置、特に微細パターンを要する
半導体装置の製造に際し、写真製版工程で使用さ
れるクロム等のハードマスクは、従来のエマルジ
ヨンマスクに比べて、膜厚の薄い材料が使える為
に、パターンの微細化が可能となり、且つその寿
命も長くなる等の大きく利点がある。このフオト
マスク材料としてのハードマスクは、例えば材料
がクロムの場合は、透明ガラス基板上にスパツ
タ、又は蒸着法によりクロム膜が500〜1000Å程
度形成されたものである。
半導体装置の製造に際し、写真製版工程で使用さ
れるクロム等のハードマスクは、従来のエマルジ
ヨンマスクに比べて、膜厚の薄い材料が使える為
に、パターンの微細化が可能となり、且つその寿
命も長くなる等の大きく利点がある。このフオト
マスク材料としてのハードマスクは、例えば材料
がクロムの場合は、透明ガラス基板上にスパツ
タ、又は蒸着法によりクロム膜が500〜1000Å程
度形成されたものである。
また、この様なフオトマスク材料の改良ととも
に、電子ビーム露光技術を用いたマスク製作が開
発され、実用化される様になつた。この電子ビー
ム露光技術を使用するとLSI等の半導体装置の設
計時間が大巾に短縮でき、マスク製造コストもこ
れまでの光を用いたマスク製造法より安くなり、
且つ２μｍからサブミクロンの微細パターン加工
も十分に可能となる。
に、電子ビーム露光技術を用いたマスク製作が開
発され、実用化される様になつた。この電子ビー
ム露光技術を使用するとLSI等の半導体装置の設
計時間が大巾に短縮でき、マスク製造コストもこ
れまでの光を用いたマスク製造法より安くなり、
且つ２μｍからサブミクロンの微細パターン加工
も十分に可能となる。
しかしながら、電子ビーム露光を用いたマスク
製作、特に２μｍ以下の微細パターンを作成する
場合、パターニングの際に使うレジスト、露光後
の現像処理、エツチング処理等を正確に行う必要
が生じる。つまり電子ビームにより微細パターン
を描画しても、その後の現像処理で現像オーバ、
あるいは現像による膜ベリ、又エツチング時にレ
ジストが膜ベリしたり、オーバエツチングによ
り、最終的に微細パターンマスクを製作すること
ができない場合がある。最近、微細パターンのエ
ツチングにガスプラズマあるいは反応性スパツタ
を利用したドライエツチングが利用される為、さ
らにレジストの膜ベリが問題となる。
製作、特に２μｍ以下の微細パターンを作成する
場合、パターニングの際に使うレジスト、露光後
の現像処理、エツチング処理等を正確に行う必要
が生じる。つまり電子ビームにより微細パターン
を描画しても、その後の現像処理で現像オーバ、
あるいは現像による膜ベリ、又エツチング時にレ
ジストが膜ベリしたり、オーバエツチングによ
り、最終的に微細パターンマスクを製作すること
ができない場合がある。最近、微細パターンのエ
ツチングにガスプラズマあるいは反応性スパツタ
を利用したドライエツチングが利用される為、さ
らにレジストの膜ベリが問題となる。
第１図は電子ビームによるクロム、酸化クロム
等のハードマスクを製造する従来の方法を示す。
まずガラス基板１上にクロム、酸化クロム等のフ
オトマスク材料２，３をスパツタ又は蒸着等で形
成し、その形成されたフオトマスク材料３上に
PMMA（ポリメチルメタクリレート）、PBS（ポ
リブテン１スルフオン）、COP（メタクリル酸グ
リシジル−アクリル酸エチル共重合体）等の電子
線用レジスト４を塗布し、所望のパターンを電子
線により照射し、形成する（第１図Ａ，Ｂ）。
等のハードマスクを製造する従来の方法を示す。
まずガラス基板１上にクロム、酸化クロム等のフ
オトマスク材料２，３をスパツタ又は蒸着等で形
成し、その形成されたフオトマスク材料３上に
PMMA（ポリメチルメタクリレート）、PBS（ポ
リブテン１スルフオン）、COP（メタクリル酸グ
リシジル−アクリル酸エチル共重合体）等の電子
線用レジスト４を塗布し、所望のパターンを電子
線により照射し、形成する（第１図Ａ，Ｂ）。
その後、現像処理によりパターニングを行い
（第１図Ｃ）、フオトマスク材料２，３のエツチン
グを行う（第１図Ｄ）。フオトマスク材料２，３
がクロムの場合従来、硝酸第２セリウムアンモニ
ウム〔Ce（NH4）2（NO2）6〕と過塩素酸〔HClo4〕
との混合水溶液等の薬品によるウエツトケミカル
エツチングが適用されていた。しかしながら、前
記した様にLSI等半導体装置のバターンの微細化
に供いエツチング技術も進歩し、近年、ガスプラ
ズマあるいは反応性スパツタ等を利用したドライ
エツチング技術が開発され利用される様になつ
た。フオトマスク材料として広く使用されている
クロムのドライエツチングは主に塩素等のハロゲ
ン元素と酸素とを含んだ混合ガスをグロー放電さ
せることにより Cr＋20＋2Cl→CrO2Cl2 と考えられる反応によるものである。
（第１図Ｃ）、フオトマスク材料２，３のエツチン
グを行う（第１図Ｄ）。フオトマスク材料２，３
がクロムの場合従来、硝酸第２セリウムアンモニ
ウム〔Ce（NH4）2（NO2）6〕と過塩素酸〔HClo4〕
との混合水溶液等の薬品によるウエツトケミカル
エツチングが適用されていた。しかしながら、前
記した様にLSI等半導体装置のバターンの微細化
に供いエツチング技術も進歩し、近年、ガスプラ
ズマあるいは反応性スパツタ等を利用したドライ
エツチング技術が開発され利用される様になつ
た。フオトマスク材料として広く使用されている
クロムのドライエツチングは主に塩素等のハロゲ
ン元素と酸素とを含んだ混合ガスをグロー放電さ
せることにより Cr＋20＋2Cl→CrO2Cl2 と考えられる反応によるものである。
以上の様にしてハードマスクが製作されるが、
前記した様に現像、エツチングによるレジストの
膜べリが生じる為、パターンの切れに問題が生じ
たり（第１図Ｃ）、膜ベリを考慮して、あらかじ
め、レジストの膜厚を厚くしておくと、レジスト
の膜厚が厚い場合、電子線を用いて描画すると、
レジスト膜内での電子の散乱の度合が大きくな
り、パターンの解像性が低下するという微細加工
上大きな問題が生ずる。本発明はこの様な問題点
を解消するためになされたものである。
前記した様に現像、エツチングによるレジストの
膜べリが生じる為、パターンの切れに問題が生じ
たり（第１図Ｃ）、膜ベリを考慮して、あらかじ
め、レジストの膜厚を厚くしておくと、レジスト
の膜厚が厚い場合、電子線を用いて描画すると、
レジスト膜内での電子の散乱の度合が大きくな
り、パターンの解像性が低下するという微細加工
上大きな問題が生ずる。本発明はこの様な問題点
を解消するためになされたものである。
以下、第２図に示すこの発明の一実施例につい
て詳細に説明する。まず、フオトマスク材料とし
て一般的によく使われている低反射クロム、つま
りガラス基板１上にクロム膜２をスパツタ又は蒸
着法等により被着し、その上に酸化クロム膜３を
同様の方法で100〜200Å被着する。このようにし
てガラス基板１上に形成されたクロム膜２と酸化
クロム膜３からなる低反射クロム層上に
PMMA、PBS、COP等の高分子材料である電子
線用レジスト４（以下レジストと称す）を塗布す
る（第２図Ａ）、この場合、OMR、KTFR、AZ
等の従来の光用レジストであつても良く、他の高
分子材料であつても良い。
て詳細に説明する。まず、フオトマスク材料とし
て一般的によく使われている低反射クロム、つま
りガラス基板１上にクロム膜２をスパツタ又は蒸
着法等により被着し、その上に酸化クロム膜３を
同様の方法で100〜200Å被着する。このようにし
てガラス基板１上に形成されたクロム膜２と酸化
クロム膜３からなる低反射クロム層上に
PMMA、PBS、COP等の高分子材料である電子
線用レジスト４（以下レジストと称す）を塗布す
る（第２図Ａ）、この場合、OMR、KTFR、AZ
等の従来の光用レジストであつても良く、他の高
分子材料であつても良い。
次に所望のパターンを電子ビーム１０により描
画する（第２図Ｂ）。この時、レジスト４の膜厚
は、パターンの解像を高める為に、なるべく薄い
方が良い。
画する（第２図Ｂ）。この時、レジスト４の膜厚
は、パターンの解像を高める為に、なるべく薄い
方が良い。
電子ビーム量はレジスト４の材料の種類により
異なるが、電子ビーム１０の照射部分と非照射部
分とで明確な断差が生じる程度であれば良い（第
２図Ｃ）。レジスト４に電子ビーム１０を照射し
た場合、ベーキングで完全に除去されなかつたレ
ジスト内の溶媒が電子ビーム１０により揮発する
か、あるいはレジスト４が電子ビーム１０の照射
により分解したり、電子ビーム１０の照射により
高分子材料の低分子化により高真空中でレジスト
４が揮発することで、照射部分のレジスト膜が減
少する。
異なるが、電子ビーム１０の照射部分と非照射部
分とで明確な断差が生じる程度であれば良い（第
２図Ｃ）。レジスト４に電子ビーム１０を照射し
た場合、ベーキングで完全に除去されなかつたレ
ジスト内の溶媒が電子ビーム１０により揮発する
か、あるいはレジスト４が電子ビーム１０の照射
により分解したり、電子ビーム１０の照射により
高分子材料の低分子化により高真空中でレジスト
４が揮発することで、照射部分のレジスト膜が減
少する。
例えばPMMAの場合、電子ビーム１０の照射
量が2.5×10-4C／cm2では約800Åの段差が生じ、
PBSの場合は同じ照射量で、約1000Åの段差が生
じる。
量が2.5×10-4C／cm2では約800Åの段差が生じ、
PBSの場合は同じ照射量で、約1000Åの段差が生
じる。
レジスト４の材料がPBSの場合、その初期膜厚
が2000Åでは電子ビーム１０の照射量が2.5×
10-4C／cm2で50％の膜ベリが生じたことになる。
が2000Åでは電子ビーム１０の照射量が2.5×
10-4C／cm2で50％の膜ベリが生じたことになる。
次にマスクプレート上全面にタングステン
（Ｗ）、モリブデン（Mo）アンチモン（Sb）等の
イオン１１を注入する（第２図Ｃ）。
（Ｗ）、モリブデン（Mo）アンチモン（Sb）等の
イオン１１を注入する（第２図Ｃ）。
レジスト４の材料がPBS（初期膜厚2000Å）の
場合、電子ビーム１０の照射量が2.5×10-4C／cm2
のとき、照射部分と被照射部分との間に約1000Å
の段差（膜厚の相違）が生ずる。アンチモンイオ
ンを50KeVのエネルギで注入すると、アンチモン
イオンはレジスト４中約0.12μｍの深さまで注入
される。このため、膜厚の薄い段差底部において
は、下地の酸化クロム層３領域までアンチモンイ
オンは到達するが、電子線非照射部分は膜厚が
2000Åあるため、アンチモンイオンはレジスト４
中に吸収され酸化クロム層３領域まで到達しな
い。
場合、電子ビーム１０の照射量が2.5×10-4C／cm2
のとき、照射部分と被照射部分との間に約1000Å
の段差（膜厚の相違）が生ずる。アンチモンイオ
ンを50KeVのエネルギで注入すると、アンチモン
イオンはレジスト４中約0.12μｍの深さまで注入
される。このため、膜厚の薄い段差底部において
は、下地の酸化クロム層３領域までアンチモンイ
オンは到達するが、電子線非照射部分は膜厚が
2000Åあるため、アンチモンイオンはレジスト４
中に吸収され酸化クロム層３領域まで到達しな
い。
この様にして、電子ビーム１０が照射した部分
の低反射クロム層の酸化クロム膜３中にはアンチ
モンが注入されるが、非照射部分にはアンチモン
はレジスト４内に注入され、低反射クロム層には
到達しないことになる（第２図Ｄ）。つまり、電
子ビーム１０により描画された部分の基板の低反
射クロム層上にアンチモンの注入層６が形成され
る。
の低反射クロム層の酸化クロム膜３中にはアンチ
モンが注入されるが、非照射部分にはアンチモン
はレジスト４内に注入され、低反射クロム層には
到達しないことになる（第２図Ｄ）。つまり、電
子ビーム１０により描画された部分の基板の低反
射クロム層上にアンチモンの注入層６が形成され
る。
この後、基板上のレジスト４をOMR−501等の
ウエツトケミカル又はプラズマ等のドライエツチ
ングにより除去する（第２図Ｅ）。
ウエツトケミカル又はプラズマ等のドライエツチ
ングにより除去する（第２図Ｅ）。
次にマスク材料である低反射クロム層をプラズ
マによりエツチング除去する（第２図Ｆ）。プラ
ズマエツチングは、例えば四塩化炭素（CCl4）と
空気の混合ガスを使用して行えば良い。この時、
アンチモン等のイオンが注入されない部分は従来
通り、エツチングされるが、イオンが注入された
部分はエツチングされず（又は非常にエツチング
スピードが遅くなるため）残る。このエツチング
メカニズムはまだ明確にはわからないが、低反射
クロム層の酸化クロム膜３中にタングステン、モ
リブデン、アンチモン等が含有した場合、酸化ク
ロム膜３は四塩化炭素と空気の混合ガスを使用し
たガスプラズマ中では不揮発となる為と考えられ
る。
マによりエツチング除去する（第２図Ｆ）。プラ
ズマエツチングは、例えば四塩化炭素（CCl4）と
空気の混合ガスを使用して行えば良い。この時、
アンチモン等のイオンが注入されない部分は従来
通り、エツチングされるが、イオンが注入された
部分はエツチングされず（又は非常にエツチング
スピードが遅くなるため）残る。このエツチング
メカニズムはまだ明確にはわからないが、低反射
クロム層の酸化クロム膜３中にタングステン、モ
リブデン、アンチモン等が含有した場合、酸化ク
ロム膜３は四塩化炭素と空気の混合ガスを使用し
たガスプラズマ中では不揮発となる為と考えられ
る。
この様にして形成されたマスクは現像処理工程
が省略される為、現像によるレジストの膜ベリ、
さらに、オーバ及びアンダー現像によるパターン
の再現性等の問題点が解決されるばかりでなく、
注入イオンの直進性からシヤープなパターニング
が可能となる。さらに、エツチングの際はレジス
トがない為エツチングスピードも速くなり微細パ
ターンの加工、特にLSI、超LSIに含まれる１〜
２μｍ、あるいはサブミクロンパターンのエツチ
ング加工は容易となる。
が省略される為、現像によるレジストの膜ベリ、
さらに、オーバ及びアンダー現像によるパターン
の再現性等の問題点が解決されるばかりでなく、
注入イオンの直進性からシヤープなパターニング
が可能となる。さらに、エツチングの際はレジス
トがない為エツチングスピードも速くなり微細パ
ターンの加工、特にLSI、超LSIに含まれる１〜
２μｍ、あるいはサブミクロンパターンのエツチ
ング加工は容易となる。
以上はPBSを主とした電子線用レジストについ
て述べたがKTFR、KMER、AZ等の従来の光用
レジスト、あるいは他の高分子材料を使用しても
良いことは明らかである。特に、少ない照射量で
照射部分と非照射部分の差が大きくなる高分子材
料が適していることは明らかである。
て述べたがKTFR、KMER、AZ等の従来の光用
レジスト、あるいは他の高分子材料を使用しても
良いことは明らかである。特に、少ない照射量で
照射部分と非照射部分の差が大きくなる高分子材
料が適していることは明らかである。
第１図Ａ〜Ｄは従来の電子ビームによるマスク
製作方法を示す図、第２図Ａ〜Ｆは本発明による
電子ビームによるマスク製作法を示す図である。 図において、１はガラス基板、２はクロム膜等
のハードマスク材料、３は酸化クロム等の低反射
層、４は電子線用レジスト、５は電子線照射部、
６はアンチモン等のイオン注入層である。尚、図
中の同一符号は夫々同一又は相当部分を示す。
製作方法を示す図、第２図Ａ〜Ｆは本発明による
電子ビームによるマスク製作法を示す図である。 図において、１はガラス基板、２はクロム膜等
のハードマスク材料、３は酸化クロム等の低反射
層、４は電子線用レジスト、５は電子線照射部、
６はアンチモン等のイオン注入層である。尚、図
中の同一符号は夫々同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ガラス基板上に低反射層を形成する工程と、
上記低反射層上に高分子材料を塗布する工程と、
上記高分子材料に電子線を照射して所望のパター
ンを上記高分子材料の膜厚の薄い領域により描画
する工程と、上記膜厚の薄い高分子材料領域を通
過して上記低反射層に到達するエネルギーで、金
属イオンまたは、ヒ素（As）、アンチモン
（Sb）、炭素（Ｃ）のイオンを注入する工程と、
上記高分子材料を除去した後ハロゲン元素と酸素
を含んだ混合ガスプラズマを使用して上記低反射
層をエツチング除去して上記低反射層に上記所望
のパターンを形成する工程とを備えることを特徴
とするマスク製作方法。 ２ 上記高分子材料は電子線用レジストであるこ
とを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載のマ
スク製作方法。 ３ 上記高分子材料は光用レジストであることを
特徴とする、特許請求の範囲第１項記載のマスク
製作方法。 ４ 上記電子線は照射部分と非照射部分の段差が
少なくとも500Å以上になるような照射量で照射
されることを特徴とする、特許請求の範囲第１項
ないし第３項のいずれかに記載のマスク製作方
法。 ５ 上記高分子材料は電子線の照射により照射部
分と非照射部分とで少なくとも500Å以上の段差
を生じる材料であることを特徴とする、特許請求
の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載のマ
スク製作方法。 ６ 上記金属イオンはタングステン（Ｗ）、ある
いはモリブデン（Mo）、あるいは銅（Cu）、もし
くはアルミニウム（Al）であることを特徴とす
る、特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれ
かに記載のマスク製作方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10197378A JPS5528077A (en) | 1978-08-21 | 1978-08-21 | Production of mask |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10197378A JPS5528077A (en) | 1978-08-21 | 1978-08-21 | Production of mask |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5528077A JPS5528077A (en) | 1980-02-28 |
| JPS6159505B2 true JPS6159505B2 (ja) | 1986-12-16 |
Family
ID=14314801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10197378A Granted JPS5528077A (en) | 1978-08-21 | 1978-08-21 | Production of mask |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5528077A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0191704U (ja) * | 1987-12-09 | 1989-06-15 | ||
| JPH0191703U (ja) * | 1987-12-09 | 1989-06-15 | ||
| JPH0191702U (ja) * | 1987-12-09 | 1989-06-15 | ||
| JPH02195846A (ja) * | 1989-01-25 | 1990-08-02 | Miyazaki Ishiyama Seika Kk | 千切り大根の保存方法 |
| JPH0314430A (ja) * | 1989-06-08 | 1991-01-23 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 流状物充填袋の整袋方法及び装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56133738A (en) * | 1980-03-25 | 1981-10-20 | Mitsubishi Electric Corp | Forming method for pattern of photomask |
-
1978
- 1978-08-21 JP JP10197378A patent/JPS5528077A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0191704U (ja) * | 1987-12-09 | 1989-06-15 | ||
| JPH0191703U (ja) * | 1987-12-09 | 1989-06-15 | ||
| JPH0191702U (ja) * | 1987-12-09 | 1989-06-15 | ||
| JPH02195846A (ja) * | 1989-01-25 | 1990-08-02 | Miyazaki Ishiyama Seika Kk | 千切り大根の保存方法 |
| JPH0314430A (ja) * | 1989-06-08 | 1991-01-23 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 流状物充填袋の整袋方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5528077A (en) | 1980-02-28 |
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