JPS6332553A - フオトマスクブランクとフオトマスク - 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】 （産業上の利用分野〕 本発明は、ＩＣや１−８［等の半導体集積回路の製造工
程で用いられるフォトマスクブランク及びフォトマスク
に関する。

〔従来の技術〕

半導体集積回路の製造工程においては、フォトレジスト
を塗布したシリコンウェハ等の半導体基板に所定のパタ
ーンを形成する為、所定パターンを有するフォトマスク
が用いられている。

また、このフォトマスクを製作する為に、フォトマスク
ブランク（以下、単にブランクという、、）が用いられ
ている。ブランクは、例えば、石英ガラス等の透光性基
板の一主表面上に、スパッタリング法等の成膜方法によ
って、遮光性膜としてのクロム膜を被着してなる。また
、ブランクには低反射フォトマスクブランク（以下、単
に低反射ブランクという。）と貯ばれるものもあり、こ
の低反射ブランクは、例えば、透光性基板の一主表面上
に、アルゴンガスを用いるスパッタリング法によって、
遮光性膜としてのクロム膜を被着し、更に、酸素ガス及
び窒素ガスをアルゴンガスに混合してなる反応性ガスを
用いるスパッタリング法によって、クロム酸化物及びク
ロム窒化物を含有するり１」ムからなる反射防止膜を前
記したクロム膜上に被着してなり、この反射防止膜によ
ってブランクの表面反射率を低下させており、近年広く
用いられている。

次に、上記した低反射ブランクからフォトマスクを製作
する方法について以下に記す。

先ず、低反射ブランクの反射防止膜上にフォトレジスト
を塗布し、転写すべきパターンを有する露光マスクを通
して７オトレジストを露光し、現像し、次にエツチング
液を用いて反射防止膜及びクロム膜をエツチングし、次
にフォトレジストを剥離して、露光マスクのパターンを
転写したフォトマスクを製作している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、クロム酸化物及びクロム窒化物を含有す
るクロムからなる反射防止膜を有する低反射ブランクか
らフォトマスクを製作した場合、以下に記すような問題
点がある。

すなわち、上記した低反射ブランクにおいては、所定の
低い表面反射率（例えば１０％）を得る為に、反射防止
膜を構成するクロム酸化物及びクロム窒化物の含有量を
適宜選択・制御しなければならない。このようにクロム
酸化物及びクロム窒化物の含有量を適宜選択・制御する
と、その含有量に対応して反射防止膜のエツチング速度
が変化してしまう。前述したように反応性スパッタリン
グ法により反射防止膜を被着して成膜した場合、−殻内
にはクロム酸化物及びクロム窒化物の含有量が多くなる
程、そのエツチング速度は速（なる。その結果、クロム
膜のエツチング速度と比べて反射防止膜のエツチング速
度が速くなり、第４図に示すように、反射防止膜からな
るパターン１のエツチングがクロム膜からなるパターン
２のエツチングよりも過剰に進行し、単位時間あたりの
パターン線幅の減少聞（いわゆる、サイドエラ′ｆ−１
）が増大してしまう。なお、第４図中に図示した３は透
光性基板であり、また図示した４はレジストパターンで
ある。

本発明は、以上のような事情を鑑みてなされたものであ
り、サイドエッチ量を少なくして所望線幅のパターンを
形成することができるフォトマスクブランク、及びその
フォトマスクブランクを用いて製作されるフォトマスク
を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記した目的を達成するためになされたもの
であり、第１発明は、透光性基板の一生表面ヒに遮光性
膜と、クロム弗化物を少なくとも含有するクロムからな
る反射防止膜とを順次積層してなるフォトマスクブラン
クであり、その実施態様は前記反射防止膜がクロム弗化
物と、クロム窒化物及びクロム酸化物のうち少な（とも
一つとを含有してなるクロムからなるフォトマスクブラ
ンクである。また、第２発明は、透光性基板の−１表面
上に遮光性膜と、クロム弗化物を少なくとも含有するク
ロムからなる反射防ｔｈ：膜とを順次積層し、前記遮光
性膜及び前記反射防止膜を選択的にパターン化してなる
フォトマスクである。

〔実施例〕

以下、先ず第１発明の実施例による低反射ブランクにつ
いて詳細に説明する。

第１図に示すように、本実施例による低反射ブランク５
は、石英ガラスからなる透光性基板６と、この透光性基
板６の−１表面上に被着された遮光性ｌ１１７（膜厚：
５５０人）と、遮光性膜７上に被着された反射防止膜８
（膜厚：２５０人）とからなる。

なお、遮光性ｇ！７はクロムからなり、また、反射防止
膜８はクロム弗化物、クロム窒化物及びクロム酸化物を
含有するクロムからなる。

次に、低反射ブランク５を製作する方法について説明す
る。

先ず、石英ガラスの両生表面を精密研磨し透光性基板６
（寸法：５Ｘ５Ｘ０．０９インチ）を得る。

次に、圧力２　Ｘ　１Ｇ”３ＴＯｒｒのアルゴン（Ａｒ
）のガス雰囲気中で、スパッタリング法によりクロムか
らなる遮光性膜７（膜厚：５５０人）を透光性基板６の
−１表面上に被着する。次に、圧力２　Ｘ　１０−”ｒ
ｏｒｒのアルゴン（Ａｒ）と酸素（０２）’と窒素（Ｎ
２）と四弗化炭素（ＣＦ４）との混合ガス（体積比６５
：１５：１５：５）雰囲気中で、反応性スパッタリング
法により、クロム弗化物とクロム窒化物とクロム酸化物
とを含有してなる反射防止膜８（ｌ厚＝２５０人）を遮
光性膜７上に被着して、低反射ブランク５を製作した。

なお、この低反射ブランク５の表面反射率は、波長４３
６ｎｍの紫外光に対して約１０％であった。

次に、低反射ブランク５を用いて製作される、第２発明
の実施例によるフォトマスクについて詳細に説明する。

第２図に示すように、本実施例によるフォトマスク９は
、前記の透光性基板６と、この透光性基板６の一主表面
上に形成された遮光性膜パターン７ａと、遮光性膜パタ
ーン７ａ上に形成された反射防止膜パターン８ａとから
なる。

次に、フォトマスク９を製作する方法について説明する
。

先ず、低反射ブランク５の反射防止膜８（第１図参照）
上にポジ型フォトレジスト（例；ヘキスト社製　ＡＺ−
１３５０、膜厚：　５０００人）をスピンコード法によ
り塗布する。次に、遮光パターンを有する露光マスクを
通して紫外光あるいは遠紫外光によりポジ型フォトレジ
ストを露光し、次に現像液（例；Ａｌ専用現像液）によ
り現像し、ポジ型フＡトレジストの被露光部分を除去し
てレジストパターンを形成する。続いて、エツチング液
（例；硝酸第２セリウムアンモニウム１６５９ど過３５
Ｆ、素酸（７０％）４２ｄニ純水を加えＴ　１０００／
ｄ！に：　Ｌ／　タＦＪ液。

液温２０℃）を用いて、反射防止膜８及び遮光性膜７（
第１図参照）を所定時間（本例；３５秒）エツチングし
、遮光性膜パターン７８及び反０４防正膜パターン８ａ
（第２図参照）を形成刃る。このとき、反射防止膜８中
にクロム弗化物が含０されている為、反射防止膜８のエ
ツチング速度がクロム弗化物の含有されていない場合と
比べて遅くなり、反射防止膜８のエツチング速度が遮光
性膜７のエツチング速度と略等しくなっている。それ故
、第３図に示したように、反射防止膜パターン８ａのエ
ツチングが遮光性膜パターン７ａのエツチングより過剰
に進行してしまうことが抑制・防止されて、反射防止膜
パターン８ａ及び遮光性膜パターン７ａからなるパター
ン１０のパターンエッヂが透光性基板６の一生表面に対
して略垂直状態となり、また、この場合のサイドエッチ
量も０．０７／１０ｓｅｃと極めて微小であった。なお
・、第３図中に図示した１１はレジストパターンである
。

なお、ここで比較例として、前述した低反射ブランク５
の反射防止膜８の代わりに、クロム弗化物を含有せずク
ロム窒化物及びクロム酸化物を含有するクロムからなる
反射防止膜を具備してなる低反射ブランクを用意した。

そして、低反射ブランク５からフォトマスク９を製作し
た場合と同様のフォトリソグラフィ一工程を経てフォト
マスクを製作した場合、そのサイドエッチ量は０．１３
μｍ／１０ｓｅｃであった。

以上のように、第１発明の実施例による低反射ブランク
５によれば、反射防止ｇ３８がクロム弗化物を含有する
ので、反射防止膜のエツチング速度を遅くして反射防止
膜パターン８ａの過剰なエツチングの進行を抑制・防止
することができる。そして、パターン１０のパターンエ
ッチを透光性基板６の一生表面に対して略垂直状にし、
サイドエッチ量を微小にして、所望線幅のパターンを有
するフォトマスク９を製作することができる。また、反
射防止膜８へのクロム弗化物の含有ωを変化させること
によって、反射防止膜８のエツチング速度を変化させる
ことができる。従って、反）１防止ｒＩＡ８の下の遮光
性膜のエツチング速度に対応して反射防止膜８のエツチ
ング速度を制御して、上記したと同様に所望線幅のパタ
ーンを有するフォトマスクを製作することができる。

一方、第２発明の実施例によるフォトマスク９によれば
、所望線幅のパターンが形成されているので、レジスト
付きシリコンウェハ等の被転写板にパターンを確実に転
写することができる。

本発明は、上記した実施例に限定されるものではない。

本実施例中の低反射ブランク５の反射防止ｐ：！８は、
クロム弗化物、クロム窒化物及びクロム酸化物を含有す
るクロムからなったが、クロム弗化物と、クロム窒化物
、クロム酸化物及びクロム炭化物のうち少なくとも一つ
とを含有してなるクロムからなってもよく、要は、所望
の表面反射率を得ることができて、かつクロム弗化物を
少なくとも含有するクロムからなればよい。また、その
膜厚も２５０人に限定されず、所望する表面反射率等に
応じて適宜決定してよい。

また、遮光性膜７はクロムからなったが、所望の遮光性
（光学濃度）を有すればクロム中にクロム炭化物、クロ
ム硼化物、クロム窒化物等を含有してなってもよく、ま
た、その膜厚も５５０人に限定されず所望する光学濃度
等に応じて適宜決定してよい。さらに、遮光性１７はタ
ンタル、チタン。

アルミニウム、モリブデン、タングステン、ニッケル等
のエツチング可能な金属や、これらの金属の窒化物、炭
化物１Ｍ化物、珪化物等の膜や、これらの二層以上の多
層膜からなってもよい。

また、透光性基板６は石英ガラス以外に、ソーダライム
ガラス、アルミノシリケートガラス、アルミノボロシリ
ケートガラス及びサファイア等からなってもよく、その
寸法も必要に応じて選択決定してよい。

次に、低反射ブランク５を製作する方法において、反射
防止膜８を成膜するとき、混合ガスとしてＡｒと０２と
Ｎ２とＣＦ４とからなるものを用いたが、ＣＦ　　ガス
の代わりにＮＦ　　、　ＨＦ、　　Ｃ２ｒ６゜ＣＣＩ　
　Ｆ　　、　ＣＢｒＦ３等の弗素を含有するガスを用い
てもよく、また、Ｏ及びＮ２ガスの代わりにＮＯ，ＮＯ
、Ｎ　　Ｏガス等を用いてもよく、また、反射防止膜８
を成膜する方法も反応性スパッタリング法以外に、ＣＶ
Ｄ法やイオンブレーティング法等を採用してもよい。ま
た、反射防止膜８を成膜するときの圧力も２　Ｘ　１Ｏ
−３Ｔｏｒｒに限定されず、また、Ａｒと０　とＮ２と
ＣＦ４との混合ガスの体積比も適宜決定してよい。

また、遮光性ｇ１７を成膜する方法において、その成膜
時の圧力も２　ｘ　１０’Ｔｏｒｒに限定されず適宜選
択決定してよく、また、その成膜方法もスパッタリング
法以外に、真空蒸着法、　ＣＶＤ法、イオンブレーティ
ング法等を採用してもよい。

次に、フォトマスク９を製作する方法において、低反射
ブランク５の反射防止１１８上にポジ型フォトレジスト
を塗布したが、フォトレジストとしてはネガ型のもので
あってもよく、また、その膜厚ち適宜決定してよく、さ
らに、フォトレジストの塗布方法もスピンコード法以外
にロールコート法やスプレーコート法等を採用してもよ
い。さらに、レジストとしてはポジ型あるいはネガ型フ
ォトレジスト以外に、ポジ型あるいはネガ型電子線レジ
ストを使用し電子線による露光法を採用してもよい。

また、エツチング液としては実施例中に例示したものに
限定されず、反射防止ｗＡ８及び遮光性膜７の各組成及
び膜厚等に応じて適宜選択してよい。

〔発明の効果〕

第１発明の低反射ブランクによれば、反射防止膜がクロ
ム弗化物を含有し、そのクロム弗化物の含有量を制御す
ることによって反射防止膜のエツチング液度を適宜制御
して、形成される反射防止膜パターンの過剰なエツチン
グの進行を抑制・防止でき、サイドエッチ伝を微小にし
て所望線幅のパターンを有するフォトマスクを製作する
ことができる。

また、第２発明のフォトマスクによれば、被転写板に所
望線幅のパターンを確実に転写することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１発明の実施例による低反射フォトマスクブ
ランクをを示す断面図、第２図は第２発明の実施例によ
るフォトマスクを示す断面図、第３図は第１発明の実施
例による低反射フォトマスクブランクを用いることによ
って形成された、反射防止膜パターン及び遮光性膜パタ
ーンからなるパターンの断面を示ず断面図、並びに第４
図は従来の低反射フォトマスクブランクを用いることに
よって形成された、反射防止膜パターン及び遮光性膜パ
ターンの断面を示す断面図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）透光性基板の一主表面上に遮光性膜と、クロム弗
   化物を少なくとも含有するクロムからなる反射防止膜と
   を順次積層してなるフォトマスクブランク。
2. （２）反射防止膜がクロム弗化物と、クロム窒化物及び
   クロム酸化物のうち少なくとも一つとを含有してなるク
   ロムからなることを特徴とする特許請求の範囲第（１）
   項記載のフォトマスクブランク。
3. （３）透光性基板の一主表面上に遮光性膜と、クロム弗
   化物を少なくとも含有するクロムからなる反射防止膜と
   を順次積層し、前記遮光性膜及び前記反射防止膜を選択
   的にパターン化してなることを特徴とするフォトマスク
   。