JPH0650387B2 - Photomask and manufacturing method thereof - Google Patents
Photomask and manufacturing method thereofInfo
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- JPH0650387B2 JPH0650387B2 JP7107286A JP7107286A JPH0650387B2 JP H0650387 B2 JPH0650387 B2 JP H0650387B2 JP 7107286 A JP7107286 A JP 7107286A JP 7107286 A JP7107286 A JP 7107286A JP H0650387 B2 JPH0650387 B2 JP H0650387B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、半導体集積回路などの製造において、フオ
トリソグラフイーによつてウエーハに所望のパターンを
転写するために使用されるフオトマスクすなわち露光マ
スクと、その製造方法とに関する。ここでフオトマスク
と称するものは、透明の基板の表面上に、パターンなし
で広く遮光層を付着させたいわゆるフオトマスクブラン
クと、このフオトマスクブランクの遮光層の或るパター
ンの部分をエツチングなどによつて除去して、透明の基
板の表面上に、前記パターンに相補的なパターンの遮光
層を残置するようにした狭義のフオトマスクとの、双方
を含むものとする。The present invention relates to a photomask or exposure mask used for transferring a desired pattern onto a wafer by photolithography in the manufacture of semiconductor integrated circuits and the like. , Its manufacturing method. Here, what is called a photomask is a so-called photomask blank in which a light-shielding layer is widely attached without a pattern on the surface of a transparent substrate, and a part of a pattern of the light-shielding layer of this photomask blank is etched by etching. And a photomask in a narrow sense in which a light-shielding layer having a pattern complementary to the pattern is left on the surface of the transparent substrate.
（従来の技術） 第４図に示すように、フオトマスク101は、一般に、合
成石英ガラス、低膨脹ガラスなどの透明な基板102の表
面上に、適当な厚さの薄膜遮光層103を付着させたもの
からなり、薄膜遮光層103としてCrまたはTaなどの層を
採用したものは、古くから知られている。(Prior Art) As shown in FIG. 4, a photomask 101 is generally formed by depositing a thin film light-shielding layer 103 having an appropriate thickness on the surface of a transparent substrate 102 such as synthetic quartz glass or low expansion glass. The thin film light-shielding layer 103 made of a material such as Cr or Ta has been known for a long time.
さらに、フオトマスクの光学的特性を改善するため、第
５図に示すように、フオトマスク101の基板102の表面上
に付着された薄膜遮光層103の表面上に、さらに薄膜反
射防止層104を付着させることも、知られている。例え
ば、CrまたはTaなどからなる薄膜遮光層103に対して、C
r2O3からなる薄膜反射防止層104が採用される。Further, in order to improve the optical characteristics of the photomask, a thin film antireflection layer 104 is further attached on the surface of the thin film light shielding layer 103 attached on the surface of the substrate 102 of the photomask 101, as shown in FIG. That is also known. For example, for the thin film light shielding layer 103 made of Cr or Ta, C
A thin film antireflection layer 104 made of r 2 O 3 is adopted.
かかる周知のフオトマスクの特性を改善するため、モリ
ブデンシリサイド、タングステンシリサイド、タンタル
シリサイドまたはチタンシリサイドなどの金属シリサイ
ド或いはポリシリコンまたはこれに不純成分をドープさ
せたポリサイドのような高屈折率物質で、例えば厚さ８
００Å程度の薄膜遮光層103を形成することが、最近考
えられている。この高屈折率物質からなる薄膜遮光層10
3、特に金属シリサイド例えばモリブデンシリサイドか
らなる薄膜遮光層103は、所望のパターンを得るための
ドライエツチングが容易であり、またパターン作成後の
洗浄工程の際に欠陥が生じることがない、という点で、
極めてすぐれている。In order to improve the properties of such known photomasks, metal silicide such as molybdenum silicide, tungsten silicide, tantalum silicide or titanium silicide, or a high refractive index material such as polysilicon or polycide doped with impurities, for example, 8
It has recently been considered to form the thin film light-shielding layer 103 having a thickness of about 00Å. Thin film light-shielding layer 10 made of this high refractive index material
3, in particular, the thin film light-shielding layer 103 made of metal silicide such as molybdenum silicide is easy to dry-etch to obtain a desired pattern, and does not cause a defect in a cleaning step after pattern formation. ,
It's extremely good.
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、高屈折率物質からなる薄膜遮光層を採用
しようとする場合には、多くの問題点が生じる。(Problems to be Solved by the Invention) However, many problems occur when a thin film light-shielding layer made of a high refractive index material is adopted.
第１に、これら高屈折率物質は一般に反射率が高いの
で、フオトリソグラフイーを行なう際に、薄膜遮光層と
ウエーハとの間の多重反射によつて、露光精度が低下す
る。この欠点を除去するための最適の手段は、前述した
ように、薄膜遮光層の表面上に薄膜反射防止層を付着さ
せて、反射率を低下させることである。First, since these high-refractive index materials generally have high reflectance, the exposure accuracy is lowered due to multiple reflection between the thin film light-shielding layer and the wafer when performing photolithography. As described above, the optimum means for eliminating this defect is to attach a thin film antireflection layer on the surface of the thin film light shielding layer to reduce the reflectance.
しかるに、薄膜反射防止層は、明らかに、薄くなる程望
ましいにも拘わらず、高屈折率物質からなる薄膜遮光層
に対して必要な薄膜反射防止層は、古くから知られてい
る薄膜遮光層に対するものよりも、かなり厚くなる。However, although the thin-film antireflection layer is obviously desirable to be thinner, the thin-film antireflection layer required for the thin-film light-shielding layer made of a high-refractive-index material is required for the thin-film light-shielding layer that has been known for a long time. Thicker than anything.
この点について、高屈折率物質であるモリブデンシリサ
イドからなる薄膜遮光層と、古くから知られているCrお
よびTaからそれぞれなる薄膜遮光層とについて例示する
と、モリブデンシリサイド、CrおよびTaの、光の波長43
6nmにおける光学定数は、 Ｎ（モリブデンシリサイド）＝4.75-2.59i Ｎ(Cr) ＝2.38-2.97i Ｎ(Ta) ＝2.55-2.95i で表わされ、Ｎの実数部で示される屈折率ｎは、モリブ
デンシリサイドの場合に著しく大きい。この光学定数か
ら、薄膜遮光層に対して必要な薄膜反射防止層の厚さｄ
を求めることができ、λを、薄膜反射防止層を設けたと
きに反射率が極小値を取る光の波長、(n1)を、薄膜反射
防止層の屈折率とすると、ｄは次のようになる。In this regard, when exemplifying a thin film light-shielding layer made of molybdenum silicide, which is a high refractive index material, and a thin film light-shielding layer made of Cr and Ta, which have been known for a long time, the wavelengths of light of molybdenum silicide, Cr and Ta are shown. 43
The optical constant at 6 nm is expressed by N (molybdenum silicide) = 4.75-2.59i N (Cr) = 2.38-2.97i N (Ta) = 2.55-2.95i, and the refractive index n shown by the real part of N is , It is remarkably large in the case of molybdenum silicide. From this optical constant, the thickness d of the thin film antireflection layer required for the thin film light-shielding layer
Where λ is the wavelength of the light whose reflectance has a minimum value when the thin film antireflection layer is provided, and (n1) is the refractive index of the thin film antireflection layer, d is as follows: Become.
ｄ（モリブデンシリサイド）＝0.21λ／(n1) ｄ(Cr) ＝0.15λ／(n1) ｄ(Ta) ＝0.155λ／(n1) 従つて、λおよび(n1)が等しいとすれば、モリブデンシ
リサイドからなる薄膜遮光層に対して必要な薄膜反射防
止層の厚さｄ（モリブデンシリサイド）は、CrおよびTa
からそれぞれなる薄膜遮光層に対して必要な薄膜反射防
止層の厚さｄ(Cr)およびｄ(Ta)より約４０％大になる。
ｄの値について例示すれば、λが通常選択されるように
４００−４３６nmであり、薄膜反射防止層が、従来から
知られているように、Cr2O3−その光学定数N(Cr2O3)＝
2.55−0.22i−からなる場合には、 ｄ（モリブデンシリサイド）＝359Å ｄ(Cr) ＝256Å ｄ(Ta) ＝265Å になる。d (molybdenum silicide) = 0.21λ / (n1) d (Cr) = 0.15λ / (n1) d (Ta) = 0.155λ / (n1) Therefore, if λ and (n1) are equal, molybdenum silicide The thickness d (molybdenum silicide) of the thin film antireflection layer required for the thin film light-shielding layer consisting of
The thickness d (Cr) and d (Ta) of the thin-film antireflection layer required for the thin-film light-shielding layers each consisting of the above are about 40% larger.
As an example of the value of d, λ is 400 to 436 nm so that it is usually selected, and the thin film antireflection layer, as is conventionally known, has Cr 2 O 3 -its optical constant N (Cr 2 O 3 ) =
In the case of 2.55-0.22i-, d (molybdenum silicide) = 359Å d (Cr) = 256Å d (Ta) = 265Å.
従つて、高屈折率物質からなる薄膜遮光層に対しては、
特に、薄膜反射防止層が屈折率の大きい物質からなるこ
とが、望ましくかつ一般に必要である。Therefore, for the thin film light-shielding layer made of a high refractive index material,
In particular, it is desirable and generally necessary that the thin film antireflective layer be comprised of a material having a high refractive index.
第２の問題点として、薄膜反射防止層は、フオトマスク
ブランクから前述した狭義のフオトマスクを作る際に、
薄膜遮光層と同じドライエツチング条件でエツチングで
きることが望ましい。かかる特性も、薄膜反射防止層に
対して要望され、または要求される。A second problem is that the thin film antireflection layer is used for making a photomask in a narrow sense described above from a photomask blank.
It is desirable that etching can be performed under the same dry etching conditions as the thin film light shielding layer. Such properties are also desired or required for thin film antireflective layers.
上述した点以外に、薄膜反射防止層は、耐酸性および耐
アルカリ性のすぐれた物質からなることも、望ましく若
しくは必要である。In addition to the above-mentioned points, it is also desirable or necessary that the thin film antireflection layer is made of a material having excellent acid resistance and alkali resistance.
この発明は、前述したような高屈折率物質からなる薄膜
遮光層に関する問題点を解決することを、その主な目的
とする。The main object of the present invention is to solve the above-mentioned problems associated with a thin film light-shielding layer made of a high refractive index material.
（問題点を解決するための手段） 上述した問題点を解決するため、この発明によれば、透
明の基板の表面上に付着するように、薄膜遮光層を形成
し、この薄膜遮光層の表面上に付着するように、薄膜反
射防止層を形成することからなるフオトマスク製造方法
において、或いはこの製造方法に従つて製造されたフオ
トマスクにおいて、薄膜遮光層は、モリブデンシリサイ
ド、タングステンシリサイド、タンタルシリサイド、チ
タンシリサイド、ポリシリコンまたはポリサイドのよう
な高屈折率物質からなり、薄膜反射防止層は、酸化タン
タル、窒化タンタルまたはこれらの混合物を主成分とす
る。(Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, a thin film light-shielding layer is formed so as to adhere to the surface of a transparent substrate, and the surface of the thin film light-shielding layer is formed. In a photomask manufacturing method comprising forming a thin film antireflection layer so as to adhere to the photomask, or in a photomask manufactured according to this manufacturing method, the thin film light-shielding layer comprises molybdenum silicide, tungsten silicide, tantalum silicide, titanium. The thin film antireflection layer is made of a material having a high refractive index such as silicide, polysilicon, or polycide, and the thin film antireflection layer is mainly composed of tantalum oxide, tantalum nitride, or a mixture thereof.
実施例によれば、基板の表面上に薄膜遮光層が付着形成
され、その上に、上述したような材料の薄膜反射防止層
が付着形成される。According to the embodiment, a thin film light-shielding layer is deposited on the surface of the substrate, and a thin film antireflection layer of the above-described material is deposited thereon.
薄膜反射防止層の形成は、マグネトロンスパツタリング
によつて達成することが望ましい。このマグネトロンス
パツタリングで、特に望ましいのは、タンタルをターゲ
ツトとし、Ar，O2，N2のうちの少くとも二つを含む混合
ガスを反応ガスとする、反応性マグネトロンスパツタリ
ングである。The formation of the thin film antireflection layer is preferably achieved by magnetron sputtering. Particularly desirable in this magnetron sputtering is reactive magnetron sputtering in which tantalum is used as the target and a mixed gas containing at least two of Ar, O 2 and N 2 is used as the reaction gas.
マグネトロンスパツタリングの際に、基板の温度は、望
ましくは、５０℃と２５０℃の間の一定値に実質上維持
される。During magnetron sputtering, the temperature of the substrate is preferably maintained substantially at a constant value between 50 ° C and 250 ° C.
薄膜遮光層の形成は、望ましくは、直流マグネトロンス
パツタリングによつて達成される。The formation of the thin film light blocking layer is preferably accomplished by DC magnetron sputtering.
（作用） 上述したような構成のこの発明によれば、高屈折率物質
例えばモリブデンシリサイドからなる薄膜遮光層に対し
て、薄膜反射防止層の厚さを400Å以下に押さえても、
通常のフオトリソグラフイーに使用される遠紫外からの
５００nmまでの波長域の光について、反射率が３０％以
下、特に400−436nmの波長域の光について、反射率が５
−１５％の、すぐれた光学特性を有するフオトマスクが
得られる。(Operation) According to the present invention having the above-described configuration, even if the thickness of the thin film antireflection layer is suppressed to 400 Å or less for the thin film light shielding layer made of a high refractive index material such as molybdenum silicide,
For light in the wavelength range up to 500 nm from far-ultraviolet used for ordinary photolithography, the reflectance is 30% or less, and particularly for the light in the wavelength range of 400-436 nm, the reflectance is 5
A photomask with excellent optical properties of -15% is obtained.
このフオトマスクにおいて、薄膜反射防止層は、薄膜遮
光層と同じドライエツチング条件で、ドライエツチング
できる。In this photomask, the thin film antireflection layer can be dry etched under the same dry etching conditions as the thin film light shielding layer.
さらに、このフオトマスクは、耐酸性および耐アルカリ
性のすぐれたものである。Furthermore, this photomask has excellent acid resistance and alkali resistance.
かくして、この発明によつて得られたフオトマスクによ
れば、この発明に従うような薄膜遮光層に、これに従う
薄膜反射防止層を設けたことによつて、薄膜遮光層のパ
ターンをフオトリソグラフイーによつてウエーハに転写
する際のパターン転写精度が改善される。Thus, according to the photomask obtained by the present invention, the thin-film light-shielding layer according to the present invention is provided with the thin-film antireflection layer according to the thin-film light-shielding layer. As a result, the accuracy of pattern transfer when transferring onto a wafer is improved.
（実施例） 以下、必要に応じて図面を参照しながら、この発明の実
施例について説明する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings as necessary.
第１実施例として、十分に研摩した合成石英ガラスの基
板の表面上に、直流マグネトロン方式によるスパツタリ
ングによつて、厚さ８００Åのモリブデンシリサイド薄
膜遮光層を形成した。その際に、スパツタリングターゲ
ツトとしては、モリブデンとシリコンの真空焼結体を使
用した。また、スパツタリング条件は、次の通りであつ
た。As a first example, an 800 Å thick molybdenum silicide thin film light-shielding layer was formed on the surface of a sufficiently polished synthetic quartz glass substrate by sputtering using a DC magnetron method. At that time, a vacuum sintered body of molybdenum and silicon was used as the sputtering target. The spattering conditions were as follows.
スパツタリングガス：100％アルゴン、 ガス圧力：３×10-3トール、 基板とターゲツトの間の距離：６cm 基板温度：１００℃、 スパツタリング時間：２０秒、 使用電力：0.6KVA。Sputtering gas: 100% Argon, gas pressure: 3 × 10 -3 Torr, distance between substrate and target: 6 cm, substrate temperature: 100 ° C., sputtering time: 20 seconds, power consumption: 0.6 KVA.
次に、かくして形成されたモリブデンシリサイド薄膜遮
光層の表面上に、反応性直流マグネトロンスパツタリン
グによつて、厚さ２８０Åの酸化タンタルおよび窒化タ
ンタルを主成分とする薄膜反射防止層を形成した。その
際に、スパツタリングターゲツトとしては、タンタルを
使用した。また、スパツタリング条件は、次の通りであ
つた。Next, on the surface of the thus formed molybdenum silicide thin film light-shielding layer, a thin film antireflection layer mainly composed of tantalum oxide and tantalum nitride having a thickness of 280Å was formed by reactive DC magnetron sputtering. At that time, tantalum was used as the sputter target. The spattering conditions were as follows.
スパツタリングガス：Ar(80%)+O2(10%)+N2(10%)の混合
ガス、 ガス圧力：4.5×10-3トール、 使用電力：0.5KVA、 スパツタリング速度：850Å／分、 薄膜遮光層を形成した基板とターゲツトの間の距離：１
１cm、 基板の温度：スパツタリングの際に200℃±10℃に制
御。Sputtering gas: Mixed gas of Ar (80%) + O 2 (10%) + N 2 (10%), Gas pressure: 4.5 × 10 -3 Torr, Power consumption: 0.5KVA, Sputtering speed: 850Å / min , Distance between substrate with thin film shading layer and target: 1
1cm, Substrate temperature: Controlled to 200 ℃ ± 10 ℃ during spattering.
上述のようにして形成された薄膜反射防止層において、
Ta：Ｎ：Ｏの組成比（原子数比）は、１：0.42：0.42で
あつた。In the thin film antireflection layer formed as described above,
The composition ratio (atomic ratio) of Ta: N: O was 1: 0.42: 0.42.
かくして得られたフオトマスクブランクは、第１図に示
すような構成である。この図に示すように、フオトマス
クブランク１１は、合成石英ガラスの基板１２と、基板
１２の表面上に付着する、モリブデンシリサイドの薄膜
遮光層１３と、この薄膜遮光層１３の表面上に付着す
る、酸化タンタルおよび窒化タンタルを主成分とする薄
膜反射防止層１４とからなる。The photomask blank thus obtained has a structure as shown in FIG. As shown in this figure, a photomask blank 11 is attached to a substrate 12 of synthetic quartz glass, a thin film light-shielding layer 13 of molybdenum silicide attached to the surface of the substrate 12, and a surface of this thin-film light-shielding layer 13. , A thin film antireflection layer 14 containing tantalum oxide and tantalum nitride as main components.
このフオトマスクブランク１１の反射率は、Hg−ｇ線に
対して９％、その光学濃度は、ほぼ３であつた。また薄
膜反射防止層の光学定数Ｎは、Ｎ＝３−0.6iであつた。The reflectance of this photomask blank 11 was 9% with respect to the Hg-g line, and its optical density was about 3. The optical constant N of the thin film antireflection layer was N = 3-0.6i.
第１図に示すような第１実施例によるフオトマスクブラ
ンク１１と、第４図に図示されたような従来のフオトマ
スクブラング101（合成石英ガラスの基板102の表面上
に、第１実施例の場合と同様に厚さ８００Åのモリブデ
ンシリサイド薄膜遮光層103を形成したもの−薄膜反射
防止層なし）とについて、分光反射率を測定した。その
結果は、第２図に示す通りであり、この図で、横軸はnm
単位で表わした光の波長を示し、縦軸は％で表わした反
射率を示す。また、Ｕは、第１実施例によるフオトマス
クブランク１１の分光反射率を示す曲線、Ｖは、従来の
フオトマスクブランク101の分光反射率を示す曲線であ
る。第２図から明らかなように、第１実施例によるフオ
トマスクブランクは、従来のものに比べて反射率が大幅
に低減し、波長300−500nmの範囲で望ましい反射率５−
１５％の範囲内に十分納まる。A photomask blank 11 according to the first embodiment shown in FIG. 1 and a conventional photomask blank 101 (shown in FIG. 4 on the surface of a substrate 102 of synthetic quartz glass, the first embodiment). In the same manner as in the above (3), the spectral reflectance was measured for the 800 Å thick molybdenum silicide thin film light-shielding layer 103 formed-without a thin film antireflection layer). The results are shown in Fig. 2, where the horizontal axis is nm.
The wavelength of light is shown in units, and the vertical axis shows the reflectance in%. Further, U is a curve showing the spectral reflectance of the photomask blank 11 according to the first embodiment, and V is a curve showing the spectral reflectance of the conventional photomask blank 101. As is apparent from FIG. 2, the photomask blank according to the first embodiment has a significantly reduced reflectance as compared with the conventional one, and the desired reflectance in the wavelength range of 300 to 500 nm
It is well within the 15% range.
次いで、前述した第１実施例のフオトマスクブランク上
にフオトレジスト画像を形成し、CCl4(80%)+O2(20%)の
混合ガスを使用して、ドライエツチングを行ない、フオ
トマスク（狭義の）を得た。この際に、極間距離7.5cm
の平行平板対向電極型エツチング装置を使用し、0.4Ｗ
／cm2の電力密度で、６分間のエツチング処理を遂行し
た。Then, a photoresist image is formed on the photomask blank of the first embodiment described above, dry etching is performed using a mixed gas of CCl 4 (80%) + O 2 (20%), and a photomask (narrow definition) is formed. Got). At this time, the distance between the poles is 7.5 cm
0.4W by using the parallel plate opposed electrode type etching device
An etching process was performed for 6 minutes at a power density of / cm 2 .
かくして得られた（狭義の）フオトマスクにおいて、１
μｍ幅の画像寸法に対して、その寸法偏差は0.05μｍ以
下であつた。In the thus obtained (narrowly defined) photomask, 1
The size deviation was 0.05 μm or less with respect to the image size of μm width.
次ぎに、前述したようにして得られた（狭義の）フオト
マスクに対して、H2SO4・110℃・60分の熱硫酸耐酸試験
および５％NaOH・25℃・60分の耐アルカリ試験を行つ
た。これらの試験のいずれにおいても、フオトマスクの
特性に対して問題となるような反射率の変化、光学濃度
の変化および欠陥の発生などは、全く見られなかつた。Next, the hot mask obtained in the above-mentioned manner (in a narrow sense) was subjected to a hot sulfuric acid acid resistance test of H 2 SO 4 , 110 ° C. for 60 minutes and an alkali resistance test of 5% NaOH, 25 ° C. for 60 minutes. I went. In all of these tests, no change in reflectance, change in optical density, or occurrence of defects, which would be a problem for the characteristics of the photomask, was observed.
第２実施例として、低膨脹ガラスの基板の表面上に、第
１実施例の場合と同一の方法および条件で、モリブデン
シリサイドの薄膜遮光層を形成し、次いで、この薄膜遮
光層の表面上に、基板の温度をそれぞれ100℃、150℃、
250℃および３００℃に設定した以外は第１実施例の場
合と同一の方法および条件で、酸化タンタルおよび窒化
タンタルを主成分とする薄膜反射防止層を形成した。As a second embodiment, a thin film light-shielding layer of molybdenum silicide is formed on the surface of a low expansion glass substrate by the same method and conditions as in the first embodiment, and then on the surface of this thin film light-shielding layer. , The substrate temperature is 100 ℃, 150 ℃,
A thin film antireflection layer containing tantalum oxide and tantalum nitride as main components was formed by the same method and conditions as in the first embodiment except that the temperature was set at 250 ° C and 300 ° C.
上記、の種々の基板温度条件でそれぞれ得られた計４種
類のフオトマスクブランクについて、ドライエツチング
性、光学的性質、耐酸性および耐アルカリ性に関する試
験を行なつた。A total of four types of photomask blanks obtained under the above various substrate temperature conditions were tested for dry etching property, optical property, acid resistance and alkali resistance.
その結果によれば、第２実施例で得られたフオトマスク
ブランクの反射率、光学濃度、耐酸性および耐アルカリ
性は、前記基板温度に拘わりなく、第１実施例の場合と
実質上同じてあつた。According to the result, the reflectance, optical density, acid resistance and alkali resistance of the photomask blank obtained in the second embodiment are substantially the same as those in the first embodiment regardless of the substrate temperature. It was
しかしながら、第１実施例の場合と同じエツチング条件
でエツチングを行なつた場合に、例えば前記基板温度が
100℃、200℃および３００℃の場合に、エツチング速度
がそれぞれ120、90および60Å／分になるように、薄膜
反射防止層の形成のためのスパツタリングの際の基板設
定温度が高くなると、ドライエツチング性が低下すると
いう結果が得られた。However, when etching is performed under the same etching conditions as in the first embodiment, for example, the substrate temperature is
At 100 ℃, 200 ℃ and 300 ℃, the dry etching is performed when the substrate set temperature during the sputtering for forming the thin film antireflection layer becomes high so that the etching speed becomes 120, 90 and 60Å / min, respectively. The result was that the sex decreased.
第３実施例として、薄膜反射防止層を形成するためのス
パツタリングにおいて、スパツタリングガスとしてAr(1
5%)+N2(85%)Ar(75%)+O2(25%)およびN2(95%)+O2(5%)の混
合ガスをそれぞれ採用したことを除いて、第２実施例の
場合と全く同一の方法および条件でフオトマスクブラン
クを製作し、これに対して種々の試験を行なつた。As a third embodiment, in spattering for forming a thin film antireflection layer, Ar (1
5%) + N 2 (85%) Ar (75%) + O 2 (25%) and N 2 (95%) + O 2 (5%) mixed gas, respectively. Photomask blanks were manufactured by the same method and conditions as in the case of the example, and various tests were conducted on them.
その結果によれば、この第３実施例の場合にも、薄膜反
射防止層の形成のためのスパツタリングの際の基板設定
温度が高くなると、エツチング速度が低下した。According to the result, also in the case of the third embodiment, the etching speed decreased when the substrate set temperature during the sputtering for forming the thin film antireflection layer increased.
上述した実施例以外に、次のような種々の変型が存し、
これら変型はいずれも、実験によつて確認されたところ
によれば、前述したようなこの発明の目的を達成し、こ
の発明のすぐれた作用が得られる。In addition to the above-described embodiment, there are various modifications such as the following.
According to what is confirmed by experiments, all of these modifications achieve the above-mentioned object of the present invention and obtain the excellent action of the present invention.
(1)薄膜反射防止層を形成するのに、第１実施例では、
タンタルをターゲツトとする反応性マグネトロンスパツ
タリングが採用されているが、その代りに、酸化タンタ
ルおよび窒化タンタルの混合物の焼結体をスパツタリン
グターゲツトとし、アルゴンをスパツタリングガスとす
る、RFマグネトロン方式のスパツタリングを採用する。(1) In forming the thin film antireflection layer, in the first embodiment,
Reactive magnetron sputtering using tantalum as a target is adopted, but instead, a sintered body of a mixture of tantalum oxide and tantalum nitride is used as a sputtering target, and argon is used as a sputtering gas. Uses magnetron type spattering.
(2)フオトマスクブランク１１を第３図に示すように構
成する。このフオトマスクブランク１１は、前述した実
施例の場合と同様な基板１２、薄膜遮光層１３および薄
膜反射防止層１４以外に、基板１２と薄膜遮光層１３の
間に、第２薄膜反射防止層１５を有する。この変型にお
いて、第２薄膜反射防止層１５は、薄膜反射防止層１４
と同様に、酸化タンタル、窒化タンタルまたはこれらの
混合物を主成分とする。また、薄膜遮光層１３、薄膜反
射防止層１４および第２薄膜反射防止層15の厚さは、例
えば、それぞれ約650Å、約400Åおよび約３００Åにさ
れる。(2) The photomask blank 11 is constructed as shown in FIG. This photomask blank 11 includes a second thin film antireflection layer 15 between the substrate 12 and the thin film light shielding layer 13 in addition to the substrate 12, the thin film light shielding layer 13 and the thin film antireflection layer 14 similar to those in the above-described embodiment. Have. In this modification, the second thin film antireflection layer 15 is the thin film antireflection layer 14
Similarly, the main component is tantalum oxide, tantalum nitride, or a mixture thereof. The thicknesses of the thin film light-shielding layer 13, the thin film antireflection layer 14, and the second thin film antireflection layer 15 are, for example, about 650Å, about 400Å and about 300Å, respectively.
(3)前述した実施例では、薄膜遮光層としてモリブデン
シリサイドが使用されているが、その代りに、モリブデ
ンシリサイド以外の高屈折率物質も薄膜遮光層に使用で
きる。この高屈折率物質の例としては、タングステンシ
リサイド、タンタルシリサイドおよびチタンシリサイド
などの金属シリサイド並びにポリシリコンおよびポリサ
イド（不純成分をドープしたポリシリコン）が存する。(3) In the embodiments described above, molybdenum silicide is used as the thin film light-shielding layer, but instead, a high refractive index material other than molybdenum silicide can also be used in the thin film light-shielding layer. Examples of this high refractive index material are metal silicides such as tungsten silicide, tantalum silicide and titanium silicide, and polysilicon and polycide (polysilicon doped with impure components).
（発明の効果） この発明は、モリブデンシリサイドのような高屈折率物
質からなる薄膜遮光層に対して、耐酸性および耐アルカ
リ性が強くかつ屈折率が大きい酸化タンタル、窒化タン
タルまたはこれらの混合物を主成分とする薄膜反射防止
層を選択したので、フオトマスクとして望ましくない薄
膜反射防止層の厚さの増大を押さえながら、光学的特
性、ドライエツチング性、耐酸性および耐アルカリ性に
すぐれ、従つてフオトリソグラフイーの際のパターン転
写精度が高いフオトマスクを得ることができる。(Effects of the Invention) The present invention mainly uses tantalum oxide, tantalum nitride, or a mixture thereof having a strong acid resistance and alkali resistance and a large refractive index for a thin film light shielding layer made of a high refractive index material such as molybdenum silicide. Since a thin film anti-reflection layer was selected as a component, it has excellent optical properties, dry etching resistance, acid resistance and alkali resistance while suppressing the increase in the thickness of the thin film anti-reflection layer which is not desirable as a photomask. In this case, it is possible to obtain a photomask with high pattern transfer accuracy.
また、この発明による方法において、特に薄膜反射防止
層の形成を、スパツタリングによつて、望ましくはAr，
O2，N2のうちの少くとも二つを含む混合ガスを反応ガス
とする反応性マグネトロンスパツタリングによつて、達
成するようにすれば、フオトマスクが量産できる。Further, in the method according to the present invention, the thin film antireflection layer is formed by sputtering, preferably Ar,
A photomask can be mass-produced if it is achieved by reactive magnetron sputtering that uses a mixed gas containing at least two of O 2 and N 2 as a reaction gas.
第１図は、この発明によるフオトマスクの一実施例の図
解的断面図である。第２図は、第１図のフオトマスクと
従来のフオトマスクの分光反射率を示す線図である。第
３図は、第１図のフオトマスクの変型を示す、第１図と
同様の図である。第４図および第５図は、従来のフオト
マスクを示す、第１図と同様の図である。 図面において、１１はフオトマスク，１２は基板，１３
は薄膜遮光層，１４は薄膜反射防止層，１５は第２薄膜
反射防止層を示す。FIG. 1 is a schematic sectional view of an embodiment of a photomask according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the spectral reflectances of the photomask of FIG. 1 and a conventional photomask. FIG. 3 is a view similar to FIG. 1, showing a modification of the photomask of FIG. 4 and 5 are views similar to FIG. 1 showing a conventional photomask. In the drawing, 11 is a photomask, 12 is a substrate, and 13
Is a thin film light shielding layer, 14 is a thin film antireflection layer, and 15 is a second thin film antireflection layer.
Claims (9)
たは間接に付着する、モリブデンシリサイド、タングス
テンシリサイド、タンタルシリサイド、チタンシリサイ
ド、ポリシリコンまたはポリサイドのような高屈折率物
質からなる薄膜遮光層と、前記遮光層の表面上に直接付
着する、酸化タンタル、窒化タンタルまたはこれらの混
合物を主成分とする薄膜反射防止層とによつて構成され
たフオトマスク。1. A thin film light shield made of a transparent substrate and a high refractive index material such as molybdenum silicide, tungsten silicide, tantalum silicide, titanium silicide, polysilicon or polycide, which is deposited directly or indirectly on the surface of the substrate. A photomask constituted by a layer and a thin film antireflection layer mainly composed of tantalum oxide, tantalum nitride or a mixture thereof, which is directly deposited on the surface of the light shielding layer.
タル、窒化タンタルまたはこれらの混合物を主成分とす
る第２の薄膜反射防止層が介在する、特許請求の範囲第
１項に記載のフオトマスク。2. The second thin film antireflection layer containing tantalum oxide, tantalum nitride or a mixture thereof as a main component is interposed between the substrate and the light shielding layer. Photo mask.
イド、タングステンシリサイド、タンタルシリサイド、
チタンシリサイド、ポリシリコンまたはポリサイドのよ
うな高屈折率物質からなる薄膜遮光層を、直接または間
接に形成し、前記遮光層の表面上に、酸化タンタル、窒
化タンタルまたはこれらの混合物を主成分とする薄膜反
射防止層を直接に形成することを特徴とするフオトマス
クの製造方法。3. A molybdenum silicide, a tungsten silicide, a tantalum silicide, on the surface of a transparent substrate,
A thin film light-shielding layer made of a high-refractive-index material such as titanium silicide, polysilicon, or polycide is formed directly or indirectly, and tantalum oxide, tantalum nitride, or a mixture thereof is a main component on the surface of the light-shielding layer. A method for manufacturing a photomask, which comprises directly forming a thin film antireflection layer.
タンタルまたはこれらの混合物を主成分とする第２薄膜
反射防止層を直接形成し、前記第２薄膜反射防止層の表
面上に、前記遮光層を直接形成する、特許請求の範囲第
３項に記載の製造方法。4. A second thin film antireflection layer having tantalum oxide, tantalum nitride or a mixture thereof as a main component is directly formed on the surface of the substrate, and the second thin film antireflection layer is provided on the surface of the second thin film antireflection layer. The manufacturing method according to claim 3, wherein the light shielding layer is directly formed.
ツタリングによつて達成する、特許請求の範囲第３項に
記載の製造方法。5. The manufacturing method according to claim 3, wherein the formation of the antireflection layer is achieved by magnetron sputtering.
成を、マグネトロンスパツタリングによつて達成する、
特許請求の範囲第４項に記載の製造方法。6. Forming the antireflection layer or any one of them by magnetron sputtering.
The manufacturing method according to claim 4.
タルをターゲツトとし、Ar，O2，N2のうちの少くとも二
つを含む混合ガスを反応ガスとする、反応性マグネトロ
ンスパツタリングである、特許請求の範囲第５項または
第６項に記載の製造方法。7. The magnetron sputtering is reactive magnetron sputtering using tantalum as a target and a mixed gas containing at least two of Ar, O 2 and N 2 as a reaction gas. The manufacturing method according to claim 5 or 6.
前記基板の温度を、50℃と250℃の間の一定値に実質上
維持する、特許請求の範囲第５項から第７項のいずれか
１項に記載の製造方法。8. At the time of the magnetron sputtering,
The manufacturing method according to any one of claims 5 to 7, wherein the temperature of the substrate is substantially maintained at a constant value between 50 ° C and 250 ° C.
パツタリングによつて達成する、特許請求の範囲第３項
から第８項のいずれか１項に記載の製造方法。9. The manufacturing method according to claim 3, wherein the formation of the light shielding layer is achieved by direct magnetron sputtering.
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|---|---|---|---|
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|---|---|
| JPS62229152A JPS62229152A (en) | 1987-10-07 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009230112A (en) * | 2008-02-27 | 2009-10-08 | Hoya Corp | Photomask blank, photomask, and photomask manufacturing method |
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-
1986
- 1986-03-31 JP JP7107286A patent/JPH0650387B2/en not_active Expired - Lifetime
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| JP2009230112A (en) * | 2008-02-27 | 2009-10-08 | Hoya Corp | Photomask blank, photomask, and photomask manufacturing method |
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| JPS62229152A (en) | 1987-10-07 |
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