JPS6232782B2 - - Google Patents
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- JPS6232782B2 JPS6232782B2 JP3720281A JP3720281A JPS6232782B2 JP S6232782 B2 JPS6232782 B2 JP S6232782B2 JP 3720281 A JP3720281 A JP 3720281A JP 3720281 A JP3720281 A JP 3720281A JP S6232782 B2 JPS6232782 B2 JP S6232782B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals 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
- G03F1/54—Absorbers, e.g. of opaque materials
- G03F1/58—Absorbers, e.g. of opaque materials having two or more different absorber layers, e.g. stacked multilayer absorbers
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals 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
- G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
- G03F1/46—Antireflective coatings
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24802—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]
- Y10T428/24851—Intermediate layer is discontinuous or differential
- Y10T428/24868—Translucent outer layer
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Description
本発明は半導体集積回路などの製造工程におい
て用いられるフオトマスク用材料としてのフオト
マスクブランク及びその製造法に関するものであ
る。フオトマスクブランクとは、透明基板上に遮
光膜を施した通常のブランク及び遮光膜上に反射
防止膜を施した低反射ブランクとを含むものと
し、ここでは、遮光膜及び反射防止膜としてクロ
ムを主成分とした膜を用いたクロムブランク及び
低反射クロムブランクについて主に説明する。従
来、クロムブランクは金属クロムの真空蒸着やス
パツタリングなどにより、ガラス基板上に金属ク
ロム膜を遮光膜として付着させ製造していた。ま
た、低反射クロムブランクは上記の方法で製造さ
れた金属クロム膜上に、酸素分圧下で金属クロム
を用いた真空蒸着法、酸化クロム（Cr2O3）を用
いた真空蒸着法、あるいはアルゴンと酸素の混合
ガスを用いたスパツタリングなどにより形成され
たクロム酸化物の表面反射防止膜を有している。 従来の方法で製造された低反射クロムブランク
は金属クロム膜がクロム酸化物膜に比べて大きく
エツチングされ、所謂アンダーカツトの状態が生
じるため、微細なパターン寸法のコントロールが
非常に困難であるという欠点があつた。さらに、
表面分光反射率に関しては、従来のクロム酸化物
による表面反射防止用の膜では、ある特定波長で
の表面分光反射率は低くできるが、広い波長域
（350〜600nm）にわたつて平坦に低くした膜を安
定して製造することは非常に困難であるという欠
点があつた。この欠点は表面反射防止用の膜の膜
厚が変動した場合、露光波長での表面分光反射率
も大きく変化することを示し、またフオトマスク
製造工程においてフオトレジストの膜厚等の変動
により、レジスト塗布後の表面分光反射率も大き
く変化することを示している。これらの欠点は微
細パターンに要求される厳しい寸法コントロール
を行う上で大きな障害となつている。 本発明はアンダーカツト量が小さく、表面分光
反射率が広い波長域で平坦で安定した表面反射防
止用の膜を製造する製造方法を提供することを目
的としている。 アンダーカツトの発生を防止する１つの方法と
して、低反射クロムブランクに適したエツチング
時間範囲内で、金属クロム膜及びクロム酸化物膜
のエツチング液に対する溶解速度をより小さくす
ることが考えられるが、本発明者等は金属クロム
膜の溶解速度をその上のクロム酸化物膜の溶解速
度に比べて同じか、遅くすることによつて、上述
した問題を解決した。 本発明の特徴は、スパツタリングにより、クロ
ム膜中にクロム炭化物を含有させ、従来の方法に
よるクロム膜に比べエツチング液による溶解速度
を遅くすることによりアンダーカツトの量を減少
させる製造方法、及びスパツタリングにより、表
面反射防止用としてのクロム酸化物膜にクロム窒
化物を含有させることにより、広い波長域（350
〜600nｍ）にわたつて表面分光反射率を平坦に
低くする製造方法である。 ここで、従来の低反射ブランクの製造方法を一
実施例をあげて説明する。表面を精密研磨された
ガラス基板上に圧力５×10-3Torrのアルゴンガ
ス中で成膜速度約35Å／secでプレーナマグネト
ロン直流スパツタリングで光学濃度3.0、膜厚約
800Åの金属クロム膜を付着させる。 次に、この金属クロム膜上に金属クロムを用
い、圧力１×10-4Torrの酸素雰囲気中で、成膜
速度１Å／secで真空蒸着法により、膜厚約250Å
のクロム酸化物を付着させた。 第１図は上述した従来の方法による低反射ブラ
ンクの特性であり、曲線ａは低反射ブランクの表
面分光反射率を示し、曲線ｂはフオトレジスト
AZ−1350（シプレイ・フアーイースト株式会
社、商品名）を塗布後の表面分光反射率を示す。
このような特性を有する低反射ブランクに対し
て、硝酸第２セリウムアンモニウム165ｇと過塩
素酸（70％）42mlに純水を加えて1000mlにしたエ
ツチング液（19〜20℃）でウエツトエツチングに
よりパターンを形成した場合、約20秒、エツチン
グすると、金属クロムが過剰にエツチングされて
アンダーカツトの状態が生じた。ここで、10秒あ
たりのパターン幅の減少量（以下サイドエツチ量
という）は約0.20μ／10secである。 以下、本発明に係るクロムブランクの製造方法
の実施例を示す。まず、ガラス基板を精密研磨を
し、そのガラス基板と金属クロムをプレーナマグ
ネトロン直流スパツタリング装置内に搬入した。
この場合、スパツタガスはアルゴンと炭素を含む
メタンの混合ガス（全圧約１×10-3Torr）と
し、スパツタ時間は約15秒であつた。 また、スパツタのパワーは光学濃度3.0の膜が
得られるような値に設定した。ガラス基板上にク
ロム炭化物を含有するクロム膜を付着させたクロ
ムブランクを製造した。表１に本発明によりアル
ゴンとメタンの混合比を変化させた時のクロム炭
化物を含有するクロム膜の膜厚、エツチング時間
及び膜厚方向の溶解速度を示す。また表１中に比
較例としてメタンを混合しなかつた時すなわちア
ルゴンのみをスパツタガスとして上記同一条件で
スパツタリングをして製造した金属クロム膜の膜
厚、エツチング時間及び膜厚方向の溶解速度を記
してある。
て用いられるフオトマスク用材料としてのフオト
マスクブランク及びその製造法に関するものであ
る。フオトマスクブランクとは、透明基板上に遮
光膜を施した通常のブランク及び遮光膜上に反射
防止膜を施した低反射ブランクとを含むものと
し、ここでは、遮光膜及び反射防止膜としてクロ
ムを主成分とした膜を用いたクロムブランク及び
低反射クロムブランクについて主に説明する。従
来、クロムブランクは金属クロムの真空蒸着やス
パツタリングなどにより、ガラス基板上に金属ク
ロム膜を遮光膜として付着させ製造していた。ま
た、低反射クロムブランクは上記の方法で製造さ
れた金属クロム膜上に、酸素分圧下で金属クロム
を用いた真空蒸着法、酸化クロム（Cr2O3）を用
いた真空蒸着法、あるいはアルゴンと酸素の混合
ガスを用いたスパツタリングなどにより形成され
たクロム酸化物の表面反射防止膜を有している。 従来の方法で製造された低反射クロムブランク
は金属クロム膜がクロム酸化物膜に比べて大きく
エツチングされ、所謂アンダーカツトの状態が生
じるため、微細なパターン寸法のコントロールが
非常に困難であるという欠点があつた。さらに、
表面分光反射率に関しては、従来のクロム酸化物
による表面反射防止用の膜では、ある特定波長で
の表面分光反射率は低くできるが、広い波長域
（350〜600nm）にわたつて平坦に低くした膜を安
定して製造することは非常に困難であるという欠
点があつた。この欠点は表面反射防止用の膜の膜
厚が変動した場合、露光波長での表面分光反射率
も大きく変化することを示し、またフオトマスク
製造工程においてフオトレジストの膜厚等の変動
により、レジスト塗布後の表面分光反射率も大き
く変化することを示している。これらの欠点は微
細パターンに要求される厳しい寸法コントロール
を行う上で大きな障害となつている。 本発明はアンダーカツト量が小さく、表面分光
反射率が広い波長域で平坦で安定した表面反射防
止用の膜を製造する製造方法を提供することを目
的としている。 アンダーカツトの発生を防止する１つの方法と
して、低反射クロムブランクに適したエツチング
時間範囲内で、金属クロム膜及びクロム酸化物膜
のエツチング液に対する溶解速度をより小さくす
ることが考えられるが、本発明者等は金属クロム
膜の溶解速度をその上のクロム酸化物膜の溶解速
度に比べて同じか、遅くすることによつて、上述
した問題を解決した。 本発明の特徴は、スパツタリングにより、クロ
ム膜中にクロム炭化物を含有させ、従来の方法に
よるクロム膜に比べエツチング液による溶解速度
を遅くすることによりアンダーカツトの量を減少
させる製造方法、及びスパツタリングにより、表
面反射防止用としてのクロム酸化物膜にクロム窒
化物を含有させることにより、広い波長域（350
〜600nｍ）にわたつて表面分光反射率を平坦に
低くする製造方法である。 ここで、従来の低反射ブランクの製造方法を一
実施例をあげて説明する。表面を精密研磨された
ガラス基板上に圧力５×10-3Torrのアルゴンガ
ス中で成膜速度約35Å／secでプレーナマグネト
ロン直流スパツタリングで光学濃度3.0、膜厚約
800Åの金属クロム膜を付着させる。 次に、この金属クロム膜上に金属クロムを用
い、圧力１×10-4Torrの酸素雰囲気中で、成膜
速度１Å／secで真空蒸着法により、膜厚約250Å
のクロム酸化物を付着させた。 第１図は上述した従来の方法による低反射ブラ
ンクの特性であり、曲線ａは低反射ブランクの表
面分光反射率を示し、曲線ｂはフオトレジスト
AZ−1350（シプレイ・フアーイースト株式会
社、商品名）を塗布後の表面分光反射率を示す。
このような特性を有する低反射ブランクに対し
て、硝酸第２セリウムアンモニウム165ｇと過塩
素酸（70％）42mlに純水を加えて1000mlにしたエ
ツチング液（19〜20℃）でウエツトエツチングに
よりパターンを形成した場合、約20秒、エツチン
グすると、金属クロムが過剰にエツチングされて
アンダーカツトの状態が生じた。ここで、10秒あ
たりのパターン幅の減少量（以下サイドエツチ量
という）は約0.20μ／10secである。 以下、本発明に係るクロムブランクの製造方法
の実施例を示す。まず、ガラス基板を精密研磨を
し、そのガラス基板と金属クロムをプレーナマグ
ネトロン直流スパツタリング装置内に搬入した。
この場合、スパツタガスはアルゴンと炭素を含む
メタンの混合ガス（全圧約１×10-3Torr）と
し、スパツタ時間は約15秒であつた。 また、スパツタのパワーは光学濃度3.0の膜が
得られるような値に設定した。ガラス基板上にク
ロム炭化物を含有するクロム膜を付着させたクロ
ムブランクを製造した。表１に本発明によりアル
ゴンとメタンの混合比を変化させた時のクロム炭
化物を含有するクロム膜の膜厚、エツチング時間
及び膜厚方向の溶解速度を示す。また表１中に比
較例としてメタンを混合しなかつた時すなわちア
ルゴンのみをスパツタガスとして上記同一条件で
スパツタリングをして製造した金属クロム膜の膜
厚、エツチング時間及び膜厚方向の溶解速度を記
してある。
【表】
表１に示すように、実施例に係る炭化物含有の
クロム膜は金属クロム膜に比して溶解速度が遅い
ことがわかる。また、アルゴンとメタンとの混合
比を変えることによつて溶解速度の異なる遮光膜
を形成できる。 次に、クロム炭化物を含有するクロム膜上に、
クロム窒化物を含有するクロム酸化物膜を付着さ
せることにより低反射クロムブランクを形成した
場合について説明する。 まず、アルゴン90、メタン10の混合ガス全圧２
×10-3Torrにおいて、570Åのクロム炭化物を含
有するクロム膜を上記の方法でガラス基板上に付
着させ、続いて同一真空中で、アルゴン80、一酸
化炭素20の混合ガス全圧約1.3×10-3Torr雰囲気
中で、プレーナマグネトロン直流スパツタリング
により約250Åのクロム窒化物を含むクロム酸化
物を付着させ低反射ブランクを製造した。本実施
例ではエツチング時間は約43秒、サイドエツチ量
は0.06μ／10secであつた。 第２図の曲線ａは上述した方法により製作され
た低反射マスクブランクの表面分光反射率を示し
ており、曲線ｂはフオトレジストAZ−1350を塗
布した後の表面分光反射率を示している。 なお、上記実施例ではプレーナマグネトロン直
流スパツタリングで行なつたが、本発明はこれに
限定されることなく、一般に行なわれている例え
ば交流スパツタリングのようなスパツタリングで
も同様の効果が得られる。 以上のように本発明によれば表１より明らかな
ように、クロム膜中にクロムの炭化物を含有する
ことによつて従来の金属クロム膜よりも溶解速度
が遅くなり、アルゴンとメタンとの混合比により
エツチング時間も調節可能となる。このため、サ
イドエツチ量が従来の方法では約0.20μ／10sec
であつたが、本発明では0.06μ／10secと大幅に
改良された。表面分光反射率は第１図及び第２図
の曲線ａを比較することにより例えば波長域400
〜500nｍの間においては従来の方法では最大値
が10％にくらべて本発明は最大値11％で若干増加
はしているが、350〜600nｍの波長域では従来の
方法よりも平坦となる。更に、この実施例に係る
フオトマスクブランクは600nｍ以上の波長域に
おける表面分光反射率において第１図に示された
従来のものよりも改善されており、より広い波長
域にわたる使用が可能である。したがつて、本発
明のように、表面反射防止膜として、クロム酸化
物にクロムの窒化物を含有させたものを使用する
ことにより、表面分光反射率をも改善することが
できる。また、レジスト塗布後の反射率の変動を
少なくし、パターン幅の精度の高いフオトマスク
が得られる。
クロム膜は金属クロム膜に比して溶解速度が遅い
ことがわかる。また、アルゴンとメタンとの混合
比を変えることによつて溶解速度の異なる遮光膜
を形成できる。 次に、クロム炭化物を含有するクロム膜上に、
クロム窒化物を含有するクロム酸化物膜を付着さ
せることにより低反射クロムブランクを形成した
場合について説明する。 まず、アルゴン90、メタン10の混合ガス全圧２
×10-3Torrにおいて、570Åのクロム炭化物を含
有するクロム膜を上記の方法でガラス基板上に付
着させ、続いて同一真空中で、アルゴン80、一酸
化炭素20の混合ガス全圧約1.3×10-3Torr雰囲気
中で、プレーナマグネトロン直流スパツタリング
により約250Åのクロム窒化物を含むクロム酸化
物を付着させ低反射ブランクを製造した。本実施
例ではエツチング時間は約43秒、サイドエツチ量
は0.06μ／10secであつた。 第２図の曲線ａは上述した方法により製作され
た低反射マスクブランクの表面分光反射率を示し
ており、曲線ｂはフオトレジストAZ−1350を塗
布した後の表面分光反射率を示している。 なお、上記実施例ではプレーナマグネトロン直
流スパツタリングで行なつたが、本発明はこれに
限定されることなく、一般に行なわれている例え
ば交流スパツタリングのようなスパツタリングで
も同様の効果が得られる。 以上のように本発明によれば表１より明らかな
ように、クロム膜中にクロムの炭化物を含有する
ことによつて従来の金属クロム膜よりも溶解速度
が遅くなり、アルゴンとメタンとの混合比により
エツチング時間も調節可能となる。このため、サ
イドエツチ量が従来の方法では約0.20μ／10sec
であつたが、本発明では0.06μ／10secと大幅に
改良された。表面分光反射率は第１図及び第２図
の曲線ａを比較することにより例えば波長域400
〜500nｍの間においては従来の方法では最大値
が10％にくらべて本発明は最大値11％で若干増加
はしているが、350〜600nｍの波長域では従来の
方法よりも平坦となる。更に、この実施例に係る
フオトマスクブランクは600nｍ以上の波長域に
おける表面分光反射率において第１図に示された
従来のものよりも改善されており、より広い波長
域にわたる使用が可能である。したがつて、本発
明のように、表面反射防止膜として、クロム酸化
物にクロムの窒化物を含有させたものを使用する
ことにより、表面分光反射率をも改善することが
できる。また、レジスト塗布後の反射率の変動を
少なくし、パターン幅の精度の高いフオトマスク
が得られる。
第１図は従来のフオトマスクブランクの特性を
示す図及び第２図は本発明の一実施例に係るフオ
トマスクブランクの特性を示す図である。 ａ：ブランクの表面分光反射率曲線、ｂ：レジ
スト塗布後の表面分光反射率曲線。
示す図及び第２図は本発明の一実施例に係るフオ
トマスクブランクの特性を示す図である。 ａ：ブランクの表面分光反射率曲線、ｂ：レジ
スト塗布後の表面分光反射率曲線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 透明基板上に表面被覆を施したフオトマスク
ブランクにおいて、前記表面被覆はクロム炭化物
を含有するクロム膜を遮光膜として備えているこ
とを特徴とするフオトマスクブランク。 ２ 透明基板上に表面被覆を施したフオトマスク
ブランクにおいて、前記表面被覆は遮光膜と、該
遮光膜上に形成された表面反射防止膜とを有し、
前記遮光膜はクロム炭化物を含有するクロム膜に
よつて形成され、他方、前記表面反射防止膜はク
ロム窒化物を含有するクロム酸化物層によつて形
成されていることを特徴とするフオトマスクブラ
ンク。 ３ 透明基板上に表面被覆を被着してフオトマス
クブランクを製造する方法において、クロム炭化
物を含有するクロム膜をスパツタリングによつて
前記透明基板上に遮光膜として被着する工程及び
前記遮光膜上にクロム窒化物を含有するクロム酸
化物層をスパツタリングによつて形成する工程と
によつて、前記表面被覆を前記透明基板上に被着
することを特徴とするフオトマスクブランクの製
造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3720281A JPS57151945A (en) | 1981-03-17 | 1981-03-17 | Photomask blank and its manufacture |
| US06/550,006 US4530891A (en) | 1981-03-17 | 1983-12-29 | Photo-mask blank for use in lithography including a modified chromium compound |
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