JPS6365933B2 - - Google Patents
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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
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体、IC、LSI等の製造に用いら
れるフオトマスクブランクとフオトマスクの製造
方法に関する。より詳しくは、シリコンウエー
ハ、フオトマスクブランク等の被微細加工基板上
に塗布されたレジストに所定のパターンを転写す
る際に使用されるフオトマスクの製造方法とその
素材となるフオトマスクブランクに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a photomask blank used in the manufacture of semiconductors, ICs, LSIs, etc., and a method of manufacturing the photomask. More specifically, the present invention relates to a method for manufacturing a photomask used to transfer a predetermined pattern to a resist coated on a substrate to be microfabricated, such as a silicon wafer or a photomask blank, and a photomask blank as a material thereof.
このフオトマスクは、LSIの高密度化に伴つ
て、微細化が進み、最近のフオトマスクの製造方
法は、従来の湿式エツチング法から乾式エツチン
グ法に移行しつゝある。
Photomasks have become increasingly finer as LSIs have become more dense, and recent photomask manufacturing methods have been shifting from the conventional wet etching method to dry etching methods.
この乾式エツチング法によるフオトマスクの製
造方法は、先ず、ガラス、石英等の透光性基板の
主表面を研磨し、その主表面上にCrを主成分と
する遮光性膜をスパツタリング法により成膜し
て、フオトマスクブランクを製作する。次に、前
記遮光性膜上にフオトレジストを塗布した後、選
択的露光工程、現像工程、リンス工程及び乾燥工
程を経て得られたレジストパターン付きフオトマ
スクブランクをプラズマ反応室内で四塩化炭素等
のガスプラズマにより乾式エツチングして、遮光
性膜を選択的パターン形成する。そして、この遮
光性膜パターン上のレジストパターンを酸素プラ
ズマ処理により除去して、フオトマスクを得る。 In this dry etching method, the photomask is manufactured by first polishing the main surface of a transparent substrate made of glass, quartz, etc., and then forming a light-shielding film containing Cr as a main component on the main surface by sputtering. to produce a photomask blank. Next, after coating a photoresist on the light-shielding film, a photomask blank with a resist pattern obtained through a selective exposure process, a development process, a rinsing process, and a drying process is placed in a plasma reaction chamber using carbon tetrachloride, etc. The light-shielding film is selectively patterned by dry etching using gas plasma. Then, the resist pattern on this light-shielding film pattern is removed by oxygen plasma treatment to obtain a photomask.
このような乾式エツチング法により得たフオト
マスクは、湿式エツチング法によるものと対比し
て、サイドエツチング量が少なく、過剰エツチン
グに対するパターン幅変化も少なく、エツチング
時間の許容幅も大きいという利点がある。 A photomask obtained by such a dry etching method has the advantage that the amount of side etching is small, the change in pattern width due to excessive etching is small, and the allowable range of etching time is large, as compared to a photomask obtained by a wet etching method.
しかしながら、遮光性膜のエツチングを乾式エ
ツチング法を使用して行つても、フオトレジスト
の現像工程において、湿式で行つているために、
前述した通り、エツチング工程前に乾燥工程が必
要になる。この乾燥工程において、レジストパタ
ーン付きフオトマスクブランクは、レジストパタ
ーンで被覆されていない遮光性膜の露出表面上に
異物が付着していることがしばしばある。例え
ば、この異物は６インチ角の基板において１枚あ
たり数十〜数百個も付着している。このような異
物は次の乾式エツチング工程においてマスクにな
り、その異物下の遮光性膜部分はエツチングされ
ず、いわゆる黒欠陥を発生してしまう。
However, even if the light-shielding film is etched using a dry etching method, the photoresist development process is performed using a wet method.
As mentioned above, a drying process is required before the etching process. In this drying process, in the photomask blank with a resist pattern, foreign matter often adheres to the exposed surface of the light-shielding film that is not covered with the resist pattern. For example, tens to hundreds of foreign particles are attached to each 6-inch square substrate. Such foreign matter acts as a mask in the next dry etching step, and the portion of the light-shielding film under the foreign matter is not etched, resulting in so-called black defects.
かゝる異物の除去手段としては、有機溶剤、
酸、アルカリ等により洗浄することが考えられる
が、前述した乾燥工程後のレジストパターン付き
フオトマスクブランクにおいては、そのレジスト
パターンをそのまゝ維持して、付着した異物のみ
を除去することは、現状の製造方法を使用する場
合には不可能である。それ故、現状では、現像液
及びリンス液、並びに現像、リンス及び乾燥の各
工程における環境において異物を除去するための
管理を厳しく行つているが、根本的に改善するこ
とまでに至つていない。 As means for removing such foreign substances, organic solvents,
Although cleaning with acid, alkali, etc. may be possible, for photomask blanks with a resist pattern after the drying process described above, it is currently not possible to maintain the resist pattern as it is and remove only the attached foreign matter. This is not possible when using the manufacturing method of Therefore, at present, strict controls are being implemented to remove foreign substances from the developing solution, rinsing solution, and the environment during each development, rinsing, and drying process, but fundamental improvements have not yet been made. .
本発明によるフオトマスクブランクとフオトマ
スクの製造方法は、上記した問題点を解決すべく
なされたものであり、先ず、フオトマスクブラン
クは、透光性基板上に第１遮光性膜と第２遮光性
膜を順次積層し、この第１遮光性膜が乾式エツチ
ングされる成膜材料であり、第２遮光性膜が前記
乾式エツチングに対して耐性を有し、かつ湿式エ
ツチングされる成膜材料であることを特徴とし、
フオトマスクの製造方法は、前記フオトマスクブ
ランクを素材にして、第２遮光性膜を選択的に湿
式エツチングして第１遮光性膜上に第２遮光性膜
パターンを形成し、この第２遮光性膜パターンを
マスクにして第１遮光性膜を選択的に乾式エツチ
ングすることを特徴としている。
A photomask blank and a method for manufacturing a photomask according to the present invention have been made in order to solve the above-mentioned problems. First, a photomask blank is produced by forming a first light-shielding film and a second light-shielding film on a light-transmitting substrate. Films are sequentially laminated, and the first light-shielding film is a film-forming material that is dry-etched, and the second light-shielding film is a film-forming material that is resistant to the dry etching and is wet-etched. It is characterized by
The photomask manufacturing method includes using the photomask blank as a raw material, selectively wet-etching the second light-shielding film to form a second light-shielding film pattern on the first light-shielding film, and forming a second light-shielding film pattern on the first light-shielding film. The method is characterized in that the first light-shielding film is selectively dry-etched using the film pattern as a mask.
本発明によれば、第１遮光性膜をエツチングす
る前工程において、第２遮光性膜パターン上のレ
ジストパターンを除去し、洗浄及び乾燥をする工
程を入れることができることから、第２遮光性膜
パターンで被覆されていない第１遮光性膜の露出
表面を充分に洗浄して、異物を除去することがで
きる。
According to the present invention, in the process before etching the first light-shielding film, the resist pattern on the second light-shielding film pattern can be removed, and the process of cleaning and drying can be included. The exposed surface of the first light-shielding film that is not covered with the pattern can be sufficiently cleaned to remove foreign matter.
以下、本発明の実施例を第１図を参照して詳述
する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
先ず、石英ガラスを所定寸法（本例：６×６×
0.12インチ）に加工し、この石英ガラスの両主表
面を研磨し、純水及びイソプロピルアルコール等
により洗浄し、乾燥して成膜前の石英ガラスから
なる透光性基板１を得る。この透光性基板１の一
主表面上にTaをターゲツトとしてスパツタリン
グ法によりTa膜からなる第１遮光性膜２（膜
厚：800Å）を被着する。次に、この第１遮光性
膜２上にCrをターゲツトとしてスパツタリング
法によりCr膜からなる第２遮光性膜３（膜厚：
200Å）を積層して、第１遮光性膜２と第２遮光
性膜３を成膜したフオトマスクブランク４を得る
（第１図ａ）。なお、このフオトマスクブランク４
の光学濃度は3.0であつた。 First, cut the quartz glass to a specified size (this example: 6 x 6 x
0.12 inch), both main surfaces of this quartz glass are polished, washed with pure water, isopropyl alcohol, etc., and dried to obtain a transparent substrate 1 made of quartz glass before film formation. A first light-shielding film 2 (thickness: 800 Å) made of a Ta film is deposited on one main surface of the light-transmitting substrate 1 by sputtering using Ta as a target. Next, a second light-shielding film 3 (thickness:
200 Å) to obtain a photomask blank 4 on which a first light-shielding film 2 and a second light-shielding film 3 are formed (FIG. 1a). In addition, this photomask blank 4
The optical density was 3.0.
次に、このフオトマスクブランク４の主表面、
すなわち第２遮光性膜３上にポジ型フオトレジス
ト５（本例：ヘキスト社製MP―1350，膜厚：
5000Å）を塗布した後、所望のパターン線幅を得
るべく露光マスク６を通して、ポジ型フオトレジ
スト５の上方から遠紫外光ないし紫外光７（波
長：200〜400nm）を露光する（同図ｂ）。 Next, the main surface of this photomask blank 4,
That is, a positive photoresist 5 (this example: MP-1350 manufactured by Hoechst Co., Ltd., film thickness:
5000 Å), the positive photoresist 5 is exposed to deep ultraviolet light or ultraviolet light 7 (wavelength: 200 to 400 nm) through an exposure mask 6 from above to obtain the desired pattern line width (see figure b). .
次に、現像液（本例：MP―1350専用デベロツ
パ）により所定時間（本例：70秒）現像処理し
て、ポジ型フオトレジスト５の露光部分を除去
し、未露光部分にレジストパターン８を第２遮光
性膜３上に形成する（同図ｃ）。 Next, development is performed for a predetermined time (this example: 70 seconds) using a developer (this example: MP-1350 exclusive developer) to remove the exposed areas of the positive photoresist 5 and form a resist pattern 8 on the unexposed areas. It is formed on the second light-shielding film 3 (c in the same figure).
次に、第２遮光性膜３に対応したエツチング液
（本例：硝酸セリウムアンモンと過塩素酸との混
合液）を用いて、所定時間（本例：15秒）で湿式
エツチングを行い、第２遮光性膜パターン９を第
１遮光性膜２上に形成する（同図ｄ）。この湿式
エツチングにおいて、下層の第１遮光性膜２は、
本例ではエツチングされにくいが、膜厚が多少薄
くなる程度（例：800Å→600Å）までエツチング
されてもよい。 Next, wet etching is performed for a predetermined time (in this example: 15 seconds) using an etching solution suitable for the second light-shielding film 3 (this example: a mixture of cerium ammonium nitrate and perchloric acid). A second light-shielding film pattern 9 is formed on the first light-shielding film 2 (d in the same figure). In this wet etching, the lower first light-shielding film 2 is
In this example, it is difficult to be etched, but it may be etched to the extent that the film thickness becomes somewhat thinner (for example, from 800 Å to 600 Å).
次に、レジストパターン８を剥離液（本例：熱
濃硫酸90℃）により除去した後、常温の硫酸中に
浸して温度を下げ、水、イソプロピルアルコール
中で超音波洗浄し、フレオン蒸気中で乾燥する
（同図ｅ）。 Next, the resist pattern 8 is removed with a stripping solution (this example: hot concentrated sulfuric acid at 90°C), then immersed in sulfuric acid at room temperature to lower the temperature, ultrasonically cleaned in water and isopropyl alcohol, and washed in Freon vapor. Dry (e).
次に、第２遮光性膜パターン９付きブランクを
平行平板型プラズマエツチング装置内に入れて、
CF4ガスを反応ガスとして乾式エツチングする。
この時、第２遮光性膜パターン９はCF4ガスプラ
ズマによりおかされず、マスクとして作用するこ
とから、この第２遮光性膜パターン９の被覆され
ていない第１遮光性膜２の露出表面のみが乾式エ
ツチングされて、結局、第１遮光性膜パターン１
０と第２遮光性膜パターン９からなる２層構造の
遮光性膜パターンを有するフオトマスク１１が得
られる（同図ｆ）。 Next, the blank with the second light-shielding film pattern 9 is placed in a parallel plate type plasma etching apparatus,
Dry etching using CF4 gas as the reaction gas.
At this time, since the second light-shielding film pattern 9 is not disturbed by the CF 4 gas plasma and acts as a mask, only the exposed surface of the first light-shielding film 2 that is not covered by the second light-shielding film pattern 9 is exposed. is dry-etched, and finally the first light-shielding film pattern 1 is formed.
A photomask 11 having a two-layer light-shielding film pattern consisting of a light-shielding film pattern 9 and a light-shielding film pattern 9 is obtained (f in the same figure).
本実施例によれば、乾式エツチング終了後、本
来、遮光性膜が残存してはいけない部分（1μm以
上の寸法を有する黒欠陥）は、６インチ角１枚当
り平均８〜９個程度（試料数：10枚）になり、非
常に少なくすることができた。また、サイドエツ
チングに起因するレジストパターンと実際の遮光
性膜パターンとの寸法変化は、第２遮光性膜が薄
く湿式エツチング時間が短かいために、0.1μm程
度と微小であつたことから、微細パターンに適す
るという乾式エツチングの利点を充分に活かすこ
とができた。 According to this example, after the completion of dry etching, the number of areas where the light-shielding film should not remain (black defects with dimensions of 1 μm or more) is on average about 8 to 9 per 6-inch square sheet (sample (Number: 10 pieces), which made it possible to reduce the number to a very small number. In addition, the dimensional change between the resist pattern and the actual light-shielding film pattern due to side etching was minute, about 0.1 μm, because the second light-shielding film was thin and the wet etching time was short. I was able to take full advantage of the advantage of dry etching, which is suitable for patterns.
本発明は、以上の実施例に挙げた成膜材料、湿
式エツチング液、及び乾式ガスプラズマに限定さ
れるものではない。第１遮光性膜については、
Taの代わりに、Mo、Ni、Ｗ、Nb、Ｖ、Zr及び
これらのケイ化物等の乾式エツチングが可能な遮
光性膜であればよい。第２遮光性膜については、
金属Crの代わりに、CrにＯ、Ｎ及びＣを含有し
たCrを主成分とする遮光性膜であつてもよい。
第１、第２の遮光性膜の相互膜厚関係について
は、乾式エツチングによる利点を有効に活用する
ことを考慮して、第１遮光性膜の膜厚が第２遮光
性膜のそれよりも厚いことが好ましい。湿式エツ
チング液については、被エツチング材料との関係
で適宜選定され、実施例以外にも、Cr膜に対し
てはNaOH＋K3〔Fe（CN）6〕等でもよい。乾式エ
ツチングのエツチングガスについても被エツチン
グ材料との関係で適宜選定され、Mo膜又はＷ膜
に対してCF4＋（O2）等の通りである。その他成
膜法については真空蒸着法やイオンプレーテイン
グ法、透光性基板についてはアルミノシリケート
ガラスなど多成分系ガラス、レジストについては
ネガ型フオトレジストやポジ型又はネジ型のEB
レジスト等にそれぞれ変更してよいことは勿論で
ある。 The present invention is not limited to the film forming materials, wet etching solutions, and dry gas plasmas mentioned in the above examples. Regarding the first light-shielding film,
Instead of Ta, any light-shielding film that can be dry etched may be used, such as Mo, Ni, W, Nb, V, Zr, or their silicides. Regarding the second light-shielding film,
Instead of metal Cr, it may be a light-shielding film whose main component is Cr containing O, N, and C.
Regarding the mutual thickness relationship between the first and second light-shielding films, in consideration of effectively utilizing the advantages of dry etching, the thickness of the first light-shielding film is greater than that of the second light-shielding film. Preferably, it is thick. The wet etching solution is appropriately selected in relation to the material to be etched, and in addition to the embodiments, NaOH+K 3 [Fe(CN) 6 ] or the like may be used for a Cr film. The etching gas for dry etching is also selected appropriately depending on the material to be etched, such as CF 4 +(O 2 ) for Mo film or W film. Other film-forming methods include vacuum evaporation and ion plating, multi-component glasses such as aluminosilicate glass are used for transparent substrates, and negative photoresist, positive or screw-type EB are used for resists.
Of course, the resists and the like may be changed.
以上の通り、本発明のフオトマスクブランクに
よれば、乾式エツチングされる第１遮光性膜と、
前記乾式エツチングに対して耐性を有し、かつ湿
式エツチングされる第２遮光性膜を透光性基板上
に順次積層していることから、このフオトマスク
ブランクを素材にしてフオトマスクを製造する場
合に、上層の第２遮光性膜を湿式エツチングした
後に、レジスト除去、洗浄及び乾燥を行うことが
でき、次いで下層の第１遮光性膜を乾式エツチン
グすることができ、従来の乾式エツチングによつ
て発生しがちであつた黒色欠陥を非常に少なく
し、フオトマスクの品質を向上させることができ
る。
As described above, according to the photomask blank of the present invention, the first light-shielding film is dry-etched;
Since the second light-shielding film, which is resistant to the dry etching and can be wet-etched, is sequentially laminated on the light-transmitting substrate, it is possible to manufacture a photomask using this photomask blank as a material. After wet-etching the upper second light-shielding film, the resist can be removed, washed and dried, and then the lower first light-shielding film can be dry-etched, which can be removed by conventional dry etching. The black defects that tend to occur can be greatly reduced, and the quality of photomasks can be improved.
第１図は本発明によるフオトマスクブランクと
フオトマスクの製造方法の実施例を示す工程図で
ある。
１……透光性基板、２……第１遮光性膜、３…
…第２遮光性膜、４……フオトマスクブランク、
５……ポジ型フオトレジスト、６……露光マス
ク、７……遠紫外光ないし紫外光、８……レジス
トパターン、９……第２遮光性膜パターン、１０
……第１遮光性膜パターン、１１……フオトマス
ク。
FIG. 1 is a process diagram showing an embodiment of the method for manufacturing a photomask blank and a photomask according to the present invention. 1... Transparent substrate, 2... First light-shielding film, 3...
...Second light-shielding film, 4...Photomask blank,
5...Positive photoresist, 6...Exposure mask, 7...Deep ultraviolet light or ultraviolet light, 8...Resist pattern, 9...Second light-shielding film pattern, 10
...First light-shielding film pattern, 11...Photomask.
Claims (1)
を透光性基板側から順次成膜したフオトマスクブ
ランクにおいて、第１遮光性膜が乾式エツチング
される成膜材料であり、第２遮光性膜が前記乾式
エツチングに対して耐性を有し、かつ湿式エツチ
ングされる成膜材料であることを特徴とするフオ
トマスクブランク。 ２ 第１遮光性膜がTa、Mo、Ni、Ｗ、Nb、
Ｖ、Zr、又はこれらのケイ化物からなる膜であ
り、第２遮光性膜がCr膜、又は酸素、窒素及び
炭素のうち少なくとも１つを含有したCrを主成
分とする膜であることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のフオトマスクブランク。 ３ 透光性基板上に第１遮光性膜と第２遮光性膜
を透光性基板側から順次成膜してなるフオトマス
クブランクの第１遮光性膜と第２遮光性膜を選択
的にパターン化するフオトマスクの製造方法にお
いて、第１遮光性膜が乾式エツチングされる成膜
材料であり、第２遮光性膜が前記乾式エツチング
に対して耐性を有し、かつ湿式エツチングされる
成膜材料であり、第２遮光性膜を選択的に湿式エ
ツチングして第１遮光性膜上に第２遮光性膜パタ
ーンを形成し、この第２遮光性膜パターンをマス
クにして第１遮光性膜を選択的に乾式エツチング
することを特徴とするフオトマスクの製造方法。 ４ 第１遮光性膜がTa、Mo、Ni、Ｗ、Nb、
Ｖ、Zr、又はこれらのケイ化物からなる膜であ
り、第２遮光性膜がCr膜、又は酸素、窒素及び
炭素のうち少なくとも１つを含有したCrを主成
分とする膜であることを特徴とする特許請求の範
囲第３項記載のフオトマスクの製造方法。[Claims] 1. In a photomask blank in which a first light-shielding film and a second light-shielding film are sequentially formed on a light-transmitting substrate from the light-transmitting substrate side, the first light-shielding film is dry-etched. A photomask blank characterized in that the second light-shielding film is a film-forming material that is resistant to the dry etching and is a film-forming material that can be wet-etched. 2 The first light-shielding film is Ta, Mo, Ni, W, Nb,
A film made of V, Zr, or a silicide thereof, and characterized in that the second light-shielding film is a Cr film or a film mainly composed of Cr containing at least one of oxygen, nitrogen, and carbon. A photomask blank according to claim 1. 3 Selectively deposit the first light-shielding film and the second light-shielding film on a photomask blank, which is formed by sequentially forming a first light-shielding film and a second light-shielding film on a light-transmitting substrate from the light-transmitting substrate side. In the method for producing a patterned photomask, the first light-shielding film is a film-forming material that is dry-etched, and the second light-shielding film is resistant to the dry-etching and is a film-forming material that is wet-etched. The second light-shielding film is selectively wet-etched to form a second light-shielding film pattern on the first light-shielding film, and the second light-shielding film pattern is used as a mask to form the first light-shielding film. A method for producing a photomask characterized by selective dry etching. 4 The first light-shielding film is Ta, Mo, Ni, W, Nb,
A film made of V, Zr, or a silicide thereof, and characterized in that the second light-shielding film is a Cr film or a film mainly composed of Cr containing at least one of oxygen, nitrogen, and carbon. A method for manufacturing a photomask according to claim 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60109782A JPS61267762A (en) | 1985-05-22 | 1985-05-22 | Production of photomask |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60109782A JPS61267762A (en) | 1985-05-22 | 1985-05-22 | Production of photomask |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61267762A JPS61267762A (en) | 1986-11-27 |
| JPS6365933B2 true JPS6365933B2 (en) | 1988-12-19 |
Family
ID=14519082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60109782A Granted JPS61267762A (en) | 1985-05-22 | 1985-05-22 | Production of photomask |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61267762A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI478770B (en) * | 2010-06-22 | 2015-04-01 | Toshiba Lighting & Technology | Photocatalyst deodorization device |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007271661A (en) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Hoya Corp | Mask blank and halftone phase shift mask |
| CN104914663B (en) * | 2014-03-11 | 2020-01-07 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | Photomask manufacturing method |
-
1985
- 1985-05-22 JP JP60109782A patent/JPS61267762A/en active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI478770B (en) * | 2010-06-22 | 2015-04-01 | Toshiba Lighting & Technology | Photocatalyst deodorization device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61267762A (en) | 1986-11-27 |
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