JPS6280655A - フオトマスクブランクおよびフオトマスク - Google Patents

フオトマスクブランクおよびフオトマスク

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JPS6280655A
JPS6280655A JP60221225A JP22122585A JPS6280655A JP S6280655 A JPS6280655 A JP S6280655A JP 60221225 A JP60221225 A JP 60221225A JP 22122585 A JP22122585 A JP 22122585A JP S6280655 A JPS6280655 A JP S6280655A
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oxide
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Takehiro Taihichi
対比地 武博
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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
    • G03F1/50Mask blanks not covered by G03F1/20 - G03F1/34; 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
    • G03F1/38Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • G03F1/40Electrostatic discharge [ESD] related features, e.g. antistatic coatings or a conductive metal layer around the periphery of the mask substrate

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (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】 (産業上の利用分野) 本発明は、半導体、rc、LSI等の製造に用いられる
フォトマスクブランクおよびフォトマスクに関する。さ
らに詳しくは、本発明は、フォトマスク、と(にハード
マスクと一般に呼ばれる、透明基板表面に金属またはそ
れに代わる遮光性物質の薄膜を蒸着またはスパッタによ
って形成し、フォトリソグラフィ、エツチング技術を経
て、前記薄膜からなるIC,LSI用パターンを形成さ
れるフォトマスクブランクおよびフォトマスクに関する
ものである。
(従来の技術) 従来この種のフォトマスクは、半導体基板上に重ねられ
て転写露光用に用いられるが、フォトマスクの遮光パタ
ーンはガラス基板上に点在する金属クロムまたは酸化ク
ロムなどの被膜から構成されている。しかし、その被膜
はすべてが連続しているとは限らず、ガラス基板上に島
状に孤立して存在している部分もある。しかるにこのハ
ードマスクの遮光パターンを他に転写しようとして、銀
乳剤被膜を有する基板やレジストコートされた半導体基
板上に接触させた場合、密着、剥離によって静電気が発
生し、ハードマスクのパターン間するいは他の部品と放
電現象が起こり、とくに上記したパターンの島状部分の
金属クロムまたは酸化クロムなどからなる被膜の周辺部
に欠落が生じるという現象がみられる。この現象は、フ
ォトマスクが大形サイズになればなるほど顕著であり、
最近の半導体技術のパターン微細化からすると、このよ
うな部分のわずかな欠落はフォトマスクとしての機能を
全く失なわせるものであり致命的な欠陥となる。
また、静電気を帯びることは、ゴミを吸着しやすく、ゴ
ミによる不良パターンの発生等の原因にもなる。
さらに近年、半導体素子の微細化、高密度化に伴い、フ
ォトリングラフィにかわり電子線露光法が使用されるに
至っているが、上述したマスクは、ガラス基板が絶縁性
のため、電子線露光に際して照射部が帯電し画像の歪み
9位置ずれ等を生ずる欠点がある。
このような欠点を解決する手段として、フォトマスクに
透明な導電膜を設け、フォトマスクの帯電現象を解消す
ることが提案されている。しかし。
問題は、透明な導電膜に用いる材料にあるのであって1
例えば、酸化インジウムや酸化スズは、透明性に優れる
が、所望の導電度を得るには相当な厚さの膜が必要であ
り、その上に遮光膜としてミクロンオーダーの微細パタ
ーンを形成することは、パターンとしての荒れの問題が
生じる慣れがある。
それに前者酸化インジウムは、化学的耐久性に劣り遮光
用薄膜の金属クロムや酸化クロムをパターン化する際の
エツチング剤に侵されてしまうということがある。この
ほか透明な導電膜の材料として、モリブデン(Mo)、
タングステン(W)、タンタル(Ta )等の比較的侵
されにくい金属を薄く蒸着して透明導電膜とすることも
提案されているが、これらの材料は、本質的に金属であ
るから、透明性に劣り、またエツチング剤に侵されやす
(、さらに言えば、ガラス基板との接着性および遮光薄
膜である金属クロムや酸化クロムとの接着性にも問題が
無いとは言えない。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、大形サイズのフォトマスクに特に起こりがち
な静電気の放電現象の発生を防止し、透朋性および隣接
する層との接着性を向上させること、成膜が容易でかつ
耐薬品性等の化学的耐久性が高いこと1等を実現するフ
ォトマスクブランクおよびフォトマスクを提供するもの
である。
(発明の構成) すなわち、本発明は透明基板上に感光性樹脂の感光領域
の光に対して75%以上の透過率を有し膜厚30〜80
Aの酸化タンタル(TaOX :X≦2)の導電性薄膜
を設け、さらに感光性樹脂の感光領域の光に対して遮光
性の薄膜を設けたことを特徴とするフォトマスクブラン
クであり、かつ透明基板上に感光性樹脂の感光領域の光
に対して75%以上の透過率を有し膜厚30〜80Aの
酸化タンタル(TaOX :X≦2)からなる導電性薄
膜を設け。
さらに感光性1ttl]ftの感光領域の光に対して遮
光性のパターン化された薄膜を設けたことを特徴とする
フォトマスクである。
(発明の詳述) 以下さらに、本発明の詳細な説明すれば、第1図から第
6図は1本発明のフォトマスクブランクの種々の形状を
示すものであるが、透明基板(1)は。
たとえば、ソーダライムガラス、硼硅酸ガラス、石英ガ
ラス、水晶、サファイヤ等、光学的に透明な任意材料か
らなり、その厚みには本質的な制約はないが、通常0.
2〜6熊のものが用いられる。
第1図のものは、酸化タンタル(TaOX:χ≦2)の
透明導電膜(2)を透明基板(1)の表面に積層し、そ
の上に遮光性薄膜13)としての金属クロムが設げられ
ている。ここで、透明導電膜(2)は、他の実施例でも
共通であるので説明すると、酸化数Xは2以下とする。
もしもこの値が25となると、それは、五酸化タンタル
(Ta205)を意味し、全くの絶縁物となり、導電性
を示さない。膜厚は30〜80A(オングストローム)
とする。30Aより薄い膜では、導電性が不足気味であ
り、80Aより厚い膜では感光性樹脂の感光領域の光に
対して75%以上の光透過率を示さないからまずい。膜
厚の最適値は、40〜6OAであり、この時の面抵抗値
は10〜20 KQ/i  を示し良好である。(但し
、透明導電膜(2)を成膜した直後の値である。)第2
図は、酸化タンタル(TaOX :X≦2〕の透明導電
膜(2)の上に遮光性薄膜(3)として金属クロム膜(
3a)と酸化クロム膜(3b)とからなる二層構成を採
用している。上層の酸化クロム膜(3b)は。
表面の光反射を防止する役目を荷っている。
第3図は、遮光性薄膜(3)として、下側にも酸化クロ
ムの薄膜(5c)を設けたものである。薄膜(3c)は
、裏面の光反射を防止することと、@接する上下の層の
接着性を補強させる役目も荷っている。
遮光性薄膜(3)としては、上記のほか酸化クロムの単
層1嘆もありうる。
これらの膜は、公知のエツチング液例えば硝酸セリウム
と過酸化水素の混合液やドライエツチング法でパターン
化が可能であり、しかも下層のTaOxの導電性薄膜が
耐薬品性に富むので、エツチングされない。
導電性薄膜(TaOX)の成膜方法としては5反応性の
スパッタ蒸着法が良く1例えば、モル比でアルゴンガス
(Ar) 10に対して炭酸ガスを0.5〜20割合で
スパッター室へ導入し、スパッター室の圧力を10 ’
〜10 ’Torr程度に設定したDC?グネトロン方
式でターゲットを金属タンタルとしたスパッター蒸着法
があげられる。
酸素源として炭酸ガスを用いず酸素ガスを用いても良い
。その際はアルゴンガスに対してモル比で0.3〜1.
0程度の酸素ガスを用いる。しかし、酸素ガスは酸化力
が強すぎる傾向があり、酸素ガスよりも炭酸ガスを用い
たほうが、金属タンタルの酸化度(TaOXのXの値)
の制御がやりやすいので奨められる。酸化が進みすぎて
Ta205  になると、全くの絶縁膜となってしまい
1本発明の目的に反するから注意を要する。
以下に本発明の酸化タンタル導電膜つきのフォトマスク
の製造方法の一例を、図面の第4図fal〜(dlに基
いて述べる。
(実施例) 石英ガラス、硼ケイ酸系ガラス、ソーダライムガラス等
の透明基板(1)に対して、直流マグネトロンスパyり
装置を用いて、ターゲットとして金属タンタルを用い、
アルゴンガス流iJ 3 o SCCM 、炭酸ガス(
CO2)流量3 SC’C’Mに設定し、ターゲット電
流0.5 A、ターゲット電圧4oo〜45o■、スパ
ッタ放電時の圧力が5.8〜6.2X10−’ Tor
rの条件で、透明基板(1)の上に透明導電膜(2)の
Ta0x(X≦2)を50〜30A厚に成膜した。得ら
れた透明導電膜(2)の感光性樹脂の感光領域(300
〜500 nm)の光透過率は80〜90%で、表面電
気抵抗値は+  10〜20にΩ/cnlであった。こ
の上に、遮光性薄膜(3)として金属クロム80. O
Aおよび酸化クロム20OAの二層構成の膜を成膜して
表面の光反射率を低減したフォトマスクブランクを得た
これにAZ−1350(米国シソブレー社製ポジ型感光
性+tII脂)を1.2μ厚にスピンナー塗布してフォ
トレジスト層(4)とし、所望のパターンを部分露光し
た(第4図fat参照)。しかる後、AZ−13500
指定現像液を用いて露光部のフォトレジスト層(4)を
除去しく第4図(bl参照)、続いて硝酸セリウムアン
モンと過酸化水素からなる酸化クロム−金属クロム用腐
食液を用いて露出した遮光性薄膜+31を選択的に腐食
除去しく第4図(c)参照)。
しかる後、残存していたフォトレジス) Ii (4)
’を剥離液にて除去し、フォトマスクとした(第4図(
dl参照)。得られたマスクの接着性をテストするため
、鉄筆やカミソリ刃による摩擦試験を行なったが、膜の
剥がれ等の欠陥は生じなかった。
(発明の効果) 本発明のフォトマスクブランクおよびフォトマスクは以
上のようなものであり1本発明によれば。
フォトマスクに導電膜を付したので、静電気が帯電せず
、放電現象による遮光パターンの欠落あるいは静電気に
よるゴミ吸着などを防止できる。本発明による透明導電
膜の材料は酸化物であり、金属のように遮光性に富むも
のではないから、感光性樹脂の感光領域での光透過率も
75%以上(実際には80〜90係にもなる)とするこ
とが容易で、しかも酸化タンタルとして低酸化度のもの
を用いるから、導電率も所期の高い値が得られる。
そのほか、金属と異なり、耐薬品性が高く、遮光性薄膜
をエツチングする際にも下層の透明導電膜は侵されに<
<、エツチング剤の選定幅も広(なる。そのほか、酸化
タンタルの透明導電膜は、金属タンタル等の金属の透明
導電膜に比べて、隣接する上下の層との接着性が強固で
あり、実施例に述べたように、遮光性薄膜を鉄筆やカミ
ソリ刃で摩擦する試験でも剥離が起こらず、良好であっ
た。
【図面の簡単な説明】
第1図から第5図までは、本発明のフォトマスクブラン
クの種々の実施例を示す断面図であり。 第4図(3)〜(d)は1本発明のフォトマスクの製造
プロセスの一例を工程順に示す説明図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)透明基板上に感光性樹脂の感光領域の光に対して
    75%以上の透過率を有し膜厚30〜80Åの酸化タン
    タル(TaO_X:X≦2)の導電性薄膜を設け、さら
    に感光性樹脂の感光領域の光に対して遮光性の薄膜を設
    けたことを特徴とするフォトマスクブランク。
  2. (2)透明基板上に感光性樹脂の感光領域の光に対して
    75%以上の透過率を有し膜厚30〜80Åの酸化タン
    タル(TaO_X:X≦2)からなる導電性薄膜を設け
    、さらに感光性樹脂の感光領域の光に対して遮光性のパ
    ターン化された薄膜を設けたことを特徴とするフォトマ
    スク。
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