JPS62297850A - 低反射フオトマスク - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔概　要〕 透明基板上に高融点金属の珪化物の光吸収体パターンが
形成され、該パターンの表面が前記高融点金属の酸化物
、珪化物、珪化酸化物或いは珪化窒化物によってコーテ
ィングされた低反射フォトマスク。このコーティング層
は、その表面からの反射光と光吸収体上面からの反射光
が逆位相となる厚さに設定されており、反射光を減殺す
ると共にマスク構造体の化学的、物理的強度を増す。

〔産業上の利用分野〕

本発明は半導体装置等の製造に使用されるフォトマスク
に関わり、特にＴ　ｉ＋　Ｍｏ＋　Ｔａ、　Ｗの如き高
融点金属の光吸収体パターンからの反射を無くすように
構成された低反射フォトマスクに関わる。

フォトマスクはガラス等の透明基板にクロムのような不
透明材料を被着し、これを所望のパターンに整形するこ
とによって製作される。

クロム膜は６００人もあれば通常光の透過率は略０であ
るが、反射率は約６０％あり、Ａｆのように表面反射の
強い膜のパターニングでは、繰り返し反射を生じてパタ
ーン周縁が不明確になることが起こる。

クロムに限らず一触に高融点金属層の反射率は４５〜６
０％であり、これを光吸収体として使用すると同様の不
都合が生ずる。

この問題を解決する手段として、酸化クロム膜の光透過
性を利用して反射率を低下させることも行われている。

これは、クロムパターンの表面に酸化クロムを３００〜
４００　人の厚さにコーティングし、４００ｎｍ程度の
光では酸化クロム表面からの反射光と酸化クロム／クロ
ム層界面からの反射光とが互いに逆位相となるようにし
たもので、両者の干渉により総合的な反射率を低減する
ものである。

酸化クロム（Ｃｒｚ　Ｏｓ）は、３００〜４００　ｎｍ
の光の透過率が低く、長波長の光に対して透明という特
徴があり、フォトマスク用の吸収体として使用されるこ
ともあるが、水ｉ艮うンプのｉ、ｈ、ｇｖｌ線スペクト
ル付近の波長に対して若干の透過率を有するので、フォ
トマスクに使用するには２０００〜３０００人の厚さが
必要である。また、反射率も２０〜３０％あって、光吸
収体として十分な特性を持つとは言い難＜、上記のよう
に低反射化皮膜として利用されることが多い。

酸化クロム以外にも酸化鉄のような材料が使用されるこ
とがあり、これ等の材料の単層或いは複層が光吸収体と
して被着整形され、マスクが形成される。酸化物系の光
吸収体材料は長波長側の可視光に対し透明であることか
らシースルーマスクとも呼ばれる。

フォトマスクは使用しているうちにフォトレジストやご
みが付着するので、それを除去するため酸化性の強酸等
で洗浄処理しなければならない。

従ってマスクを構成する材料は、このような化学処理に
対する耐性を備えていることも必要である。

その他、長寿命であるためにはガラス基板への付着力が
強固でなければならず、更に、微細パターンを実現する
ためには加工性も良好であることが要求される。

〔従来の技術〕

フォトマスクの光吸収体材料としては上記の如く、クロ
ム、酸化クロムのばか酸化鉄のような材料も使用され、
基板にはソーダライム系のガラスが使用されていた。近
年、基板には石英系の低膨張係数のガラスが使用される
ようになっている。

低反射マスクも上記の如き酸化クロム／クロムの組み合
わせのものが大半を占めている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

フォトマスク用の材料は光学的特性の他に上記のように
耐薬品性やガラス基板への強固な付着力、バターニング
の際のドライエツチングに対する適性も要求される。従
来のクロム系の材料はこれ等の要求に対しては十分満足
し得るとは言い難いものである。

特に基板への付着力の問題は低膨張ガラスが使用される
ようになったことから顕在化したもので、従来使用され
ていたソーダライム系のガラスに対してはクロム系の材
料は熱膨張率は近イ以しており、化学的な付着力が主た
る問題であったのが、低膨張基板の使用に伴って熱サイ
クルに対する耐性も要求されるようになったものである
。

クロム系の材料は洗浄用の強酸に対する耐性も十分とは
言えず、またクロム層をドライエツチングによってパタ
ーンを形成するには酸素の添加が必要であり、そのため
フォトレジストとクロム層のエツチング速度差を十分に
とれなくなるという問題がある。

本発明の目的は耐薬品性や付着力に優れ、ドライエツチ
ング特性も良好な材料を使用することにより、総合特性
のより優れた低反射フォトマスクを提供することである
。

ｃ問題点を解決するための手段〕 上記目的は特許請求の範囲の項に記された本発明のフォ
トマスクによって達成されるものであるが、後出の実施
例に従って本発明を要約すると、光吸収体として高融点
金属の珪化物を使用し、低反射化コーテイング膜を高融
点金属の酸化物、珪化物、珪化酸化物或いは珪化窒化物
で構成することによって、バターニングが容易で耐薬品
性や付着力の優れた低反射フォトマスクを提供するもの
である。

〔作　用〕

Ｔ　ｉ、　Ｍｏ、　Ｔａ、　Ｗ等の高融点金属の珪化物
は石英系ガラスへの付着力が強固であるが、これ等の材
料の熱膨張率が高融点金属単体よりも小で、石英系ガラ
スのそれにより近いことも実効的に付着力を助長してい
る。

本発明において特徴的に使用される材料は、洗浄用の強
酸に対する耐性がより大であることから、マスクの耐用
回数を増加させることになる。

光吸収体パターンの表面を高融点金属の酸化物、珪化物
、珪化酸化物あるいは珪化窒化物の皮膜で被覆すること
による反射率の低下は、通常の低反射化マスクにおける
と同様、該皮膜の表面からの反射光と、光吸収体層との
界面からの反射光とを逆位相とすることにより、これ等
の光をｔ百般する結果として生ずるものである。

〔実施例〕

図は本発明のマスクの構成を示す模式断面図である。

ガラス基板１の上に光吸収体Ｎ２のパターンが形成され
、その上に低反射化皮膜３が被着している。外面的な構
造は従来の低反射マスクと同じであり、その構成材料が
異なる。本発明のマスクでは光吸収体２はＴｉ、Ｍｏ、
Ｔａ、Ｗから選ばれた高融点金属の珪化物（シリサイド
）である、低反射化皮膜３は厚さ１００〜５００人で、
４００ｎｍ程度の光に対し反射率を低下せしめるように
設定されている。

その材料は実施例毎に異なるが、高融点金属の酸化物、
窒化物、珪化酸化物或いは珪化窒化物である。

第１の実施例ではこの低反射化皮膜３として前記高融点
金属の酸化物が使用される。

光吸収体となる高融点金属の珪化物層は、高融点金属単
体とシリコンの２種のターゲットを用意し、別個に電子
線或いはイオン線で叩くことにより、スパッタリングで
形成される。該珪化物の組成は化学量論的なものに限ら
れることはなく、例えばＭ　Ｓ　ｉｚ、　ｓのような組
成を持つ。

スパッタリングのターゲットを別個に用意するのは、第
２層として酸化物層を連続形成するのに好都合な故であ
る。即ち、必要な厚さに珪化物層を堆積した後、Ｓｉの
スパッタリングのみを停止すると共に、Ａｒ雰囲気に酸
素を添加する操作だけで、連続的に高融点金属の酸化物
層を堆積することが出来る。

かかる構成の二重層をＲＩＢのようなドライエツチング
によってバターニングする場合、雰囲気は珪化物層のエ
ツチングに適したもの、例えばＣＣＩ＊　＋　Ｏｚ　（
５０％）、とすることによって上層の酸化物層もエンチ
ングすることが出来る。圧力は０．１〜０．３　ｔｏｒ
ｒで、これは以下の実施例に於けるＲＩＥに共通する処
理条件である。

第２の実施例では低反射化皮膜は前記高融点金属の窒化
物である。光吸収体である高融点金属珪化物の組成や堆
積方法は第１の実施例と同様であり、第２層として窒化
物層を堆積するのも、酸素に代えて窒素をＡｒ雰囲気に
添加する点が異なるだけである。ドライエツチングによ
るバターニングも同様の処理が行われる。

第３の実施例では低反射化皮膜は光吸収体を形成する高
融点金属の珪化酸化物である。ここで珪化酸化物と称す
るものは珪化物と酸化物の混合体であって、必ずしも化
学Ｈａ的組成を有するものではなく、ＭＳｉオＯｙと表
記される組成を持つ。

本発明ではｘ＝ｌ〜２．５、ｙ＝２〜６であるが、ｙの
値が小になると該層の反射率が増し、総合的な反射率も
大になるので、ｙ＝ｓ〜６程度とするのが望ましい。

この実施例の二重層は、珪化物のスパッタリング堆積を
実施しながら、途中でＡｒ雰囲気に酸素を添加すること
によって形成することが出来る。

スパッタリング用のターゲットとして高融点金属とＳｔ
の合金を使用することも可能であるが、第１或いは第２
の実施例のようにターゲットを高融点金属単体とＳｉと
に分けておくと、珪化酸化物を堆積する時に上記ｘ、ｙ
値を任意に選択することが出来る。

この二重層のバターニングをＲＩＢによって行う場合、
上層のＭＳｉｘＯｙのエツチングガスはＣＣＩオ＋０ｘ
（１０％）が適当であり、下層のＭＳｉ。

に対しては０□を５０％にしたものが適当である。

その他、ＣＦ４を使用して二重層を共通にエツチングす
ることも出来る。

第４の実施例では前記低反射化皮膜は高融点金属の珪化
窒化物である。これは第１の実施例に対する第２の実施
例と同様、第３の実施例の酸素を窒素に換えたもので、
上層を堆積するスパッタリングの雰囲気が窒素になる他
は、同様の処理条件で堆積、エツチングが行われる。

上記の各実施例において、高融点金属はＴｉ。

Ｍ　ｏ　＋　Ｔ　ａ　＋　Ｗから選ばれた一つであり、
その単体に比べ珪化物はガラス基板への付着力が大であ
る。

また、耐薬品性や加工性も優れている。更に、高融点金
属としてＣｒを使用した場合にも、その単体と酸化物を
組み合わせた通常の構成に較べてこれ等の特性が改善さ
れる。

〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明の低反射フォトマスクは耐
薬品性、付着力、加工性に優れている。

また、石英系ガラスを基板に使用する場合でも、高融点
金属単体に比べると、珪化物の熱膨張係数は基板のそれ
により近くなるので、付着力が弱められることがない、
上記実施例ではフォトマスクの総合的な反射率は０〜１
５％になっている。

【図面の簡単な説明】

図は本発明のマスクの構成を示す模式断面図である。 図において、 １はガラス基板、 ２は光吸収体、 ３は低反射化皮膜である。 堀ツ １ガラス基板

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 透明基板上に、光の吸収体を所望のパターンに形成して
   なるフォトマスクであって、 前記光吸収体が高融点金属の珪化物層を含む材料で構成
   され、 該吸収体の表面に、 前記高融点金属の酸化物或いは珪化物又は前記高融点金
   属の珪化酸化物或いは珪化窒化物の皮膜が被着されてお
   り、 該皮膜の厚さは、フォトリソグラフィに利用される波長
   の光に関し、 該皮膜の表面から反射する光の位相と、 該皮膜とその下層の前記光吸収体との界面から反射する
   光の位相とが、 互いに逆位相となるように設定されていることを特徴と
   する低反射フォトマスク。