JPS5910055B2 - Mask making method - Google Patents
Mask making methodInfo
- Publication number
- JPS5910055B2 JPS5910055B2 JP53003129A JP312978A JPS5910055B2 JP S5910055 B2 JPS5910055 B2 JP S5910055B2 JP 53003129 A JP53003129 A JP 53003129A JP 312978 A JP312978 A JP 312978A JP S5910055 B2 JPS5910055 B2 JP S5910055B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- chromium
- resist
- metal ions
- ions
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、主に半導体装置の製造工程において用いられ
るフォトマスクであるクロムマスクの製作方法に関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method of manufacturing a chrome mask, which is a photomask used mainly in the manufacturing process of semiconductor devices.
近年半導体装置、特に微細パターンを要する半導体装置
の製造において、写真製版工程で使用されるフォトマス
ク材料としてのクロムプレートは、従来のエマルジョン
マスクに比較して寿命、微細パターンの可能性等の点に
おいて多くの利点を有する。In recent years, in the manufacture of semiconductor devices, especially semiconductor devices that require fine patterns, chrome plates as a photomask material used in the photolithography process are inferior to conventional emulsion masks in terms of lifespan, possibility of forming fine patterns, etc. Has many advantages.
このようなクロムプレートは、透明なガラス基板上にス
パッタ法又は蒸着法等によりクロム膜を500〜100
0A程度の厚さに形成したものである。このクロムプレ
ートは、更にその上にOMR、、KTFR、AZ等のフ
ォトレジスト又はPMMA(ポリメチルメタクリレート
)、PBS(ポリブデンスルフオン)、COP(メタク
リル酸グリシジル−アクリル酸エチル共重合体)等の電
子線用レジストを塗布し、所望のパターンを光又は電子
線により照射してフォトマスクを製作する。パターンを
形成するとき、クロム膜のエッチングには、従来、硝酸
第2セリウムアンモニウム〔Ce(NH4)2(N02
)6〕と、過塩素酸〔HCl04〕との混合水溶液等に
よる即ち薬品によるウェットケミカルエッチングが適用
されていたが、近年、ガスプラズマ又は反応性スパッタ
を利用したドライエッチング技術が開発されたため、こ
の技術によるエッチングも適用されるようになつた。と
ころで、クロム膜のドライエッチングは、主に塩素など
のハロゲン元素と酸素とを含んだ混合ガスをグロー放電
させることによつて、Cr+20+2Cl→cro2c
l2と推測される反応によつて達成される。このような
クロム膜のエッチング即ちドライエツチングが盛んに利
用されるようになつた理由は、超LSIの製造で微細加
工が必要とされるようになつたところにある。Such a chrome plate is made by depositing a 500 to 100 chrome film on a transparent glass substrate by sputtering or vapor deposition.
It is formed to a thickness of about 0A. This chrome plate is further coated with a photoresist such as OMR, KTFR, or AZ, or an electronic material such as PMMA (polymethyl methacrylate), PBS (polybutene sulfonate), or COP (glycidyl methacrylate-ethyl acrylate copolymer). A photomask is manufactured by applying a line resist and irradiating a desired pattern with light or electron beams. When forming a pattern, ceric ammonium nitrate [Ce(NH4)2(N02
)6] and perchloric acid [HCl04], i.e., wet chemical etching using chemicals, but in recent years, with the development of dry etching technology using gas plasma or reactive sputtering, this Etching techniques also began to be applied. By the way, dry etching of a chromium film is performed mainly by glow discharging a mixed gas containing a halogen element such as chlorine and oxygen.
This is achieved by a reaction presumed to be 12. The reason why such etching of chromium films, that is, dry etching, has come to be widely used is that microfabrication has become necessary in the manufacture of VLSIs.
つまシ、ウエツトエツチングでは、半導体装置の基板と
レジストとの接着性が問題となり、パターンの微細化が
困難となるためである。クロム膜のマスクを製作する際
、従来はマスクの使用目的に応じて、ポジ型レジストと
ネガ型レジストを使い分けている。This is because, with pick-up and wet etching, the adhesion between the substrate of the semiconductor device and the resist becomes a problem, making it difficult to miniaturize the pattern. When manufacturing chrome film masks, conventionally, positive resists and negative resists are used depending on the purpose of the mask.
しかし、このような使い分けによつて製作工程が煩雑と
なり、レジストの使い分けを誤る危険も少なくなかつた
。このため、現像、エツチング等の各処理工程を分ける
必要が生じ、マスク製作工程の煩雑化を招く結果となつ
ていた。この場合、クロム膜のドライエツチングにおけ
るエツチングスピードは、クロム膜に含まれる不純物、
例えば酸素不純物に大きく関連していることが知られて
いる。However, such selective use complicates the manufacturing process, and there is a considerable risk of using the wrong resist. For this reason, it has become necessary to separate each treatment process such as development and etching, resulting in a complicated mask manufacturing process. In this case, the etching speed in dry etching of the chromium film depends on the impurities contained in the chromium film.
For example, it is known to be strongly related to oxygen impurities.
この不純物は、タングステン、モリブデン等の金属の不
純物であつてもよく、これによつて更にエツチングスピ
ードが変化することがわかつた。このような不純物は、
蒸着工程においてヒータの材質等によつてもたらされた
ものと思われる。オージエ分析によると、クロムに対し
てタングステン、モリブデン等が1/10〜]/5の割
合で混入された場合には、クロム膜のエツチングスピー
ドが極端に低下することがわかつた。従つて、本発明は
、前述の事実に注目して従来技術の改良を行なうもので
あり、製作工程が簡単なマスク製作方法を提供すること
を目的とする。This impurity may be a metal impurity such as tungsten or molybdenum, which has been found to further change the etching speed. Such impurities are
This seems to be caused by the material of the heater during the vapor deposition process. According to Auger analysis, it was found that when tungsten, molybdenum, etc. were mixed at a ratio of 1/10 to 1/5 of chromium, the etching speed of the chromium film was extremely reduced. Therefore, the present invention has been made to improve the prior art by paying attention to the above-mentioned fact, and aims to provide a mask manufacturing method with a simple manufacturing process.
本発明のマスク製作方法は、ガラス基板の上にスパツタ
又は蒸着法によつてクロム膜を形成する工程と、このク
ロム膜の上にレジストを塗布した後X線又は電子線を照
射し現像等によりパターンを形成する工程と、金属イオ
ン、例えばタングステン、モリブデン、鉄、銅等のイオ
ンを注入する工程と、上記レジストを除去した後ガスプ
ラズマ又は反応性スバツタによつてドライエツチングを
行なう工程とから構成され、上記順序に従つて製作する
ものである。この場合、クロム膜を酸化クロム膜とする
ことも司能である。The mask manufacturing method of the present invention includes the steps of forming a chromium film on a glass substrate by sputtering or vapor deposition, and after applying a resist on the chromium film, irradiating it with X-rays or electron beams and developing it. It consists of a step of forming a pattern, a step of implanting metal ions such as tungsten, molybdenum, iron, copper, etc., and a step of dry etching using gas plasma or reactive sputtering after removing the resist. and manufactured according to the above order. In this case, it is also possible to use a chromium oxide film as the chromium film.
以下、本発明の実施例である第1図を参照して説明する
。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be explained with reference to FIG. 1.
第1図は各マスク製作工程に}ける基板の断面図を示す
ものである。第1図Aはガラス基板1の上にスパツタ又
は蒸着法により、クロム膜2を被着形成したものである
。次にクロム膜2の上にレジスト膜3を第1図Bに示す
ように塗布する。レジスト膜3は、例えばポジ型のAZ
l35O、ネガ型の0MRsKTFRでよいし、また、
最近のパターン微細化の点で注目されているPMMRs
PBS等の電子線用ボジ型レジスト又はCOP等の電子
線用ネガ型レジストであつてもよい。次に光又は電子線
をレジスト膜3に照射した後、現像処理でパターン形成
を行ない、第1図Cに示す基板を得る。FIG. 1 shows a cross-sectional view of the substrate in each mask manufacturing process. In FIG. 1A, a chromium film 2 is formed on a glass substrate 1 by sputtering or vapor deposition. Next, a resist film 3 is applied onto the chromium film 2 as shown in FIG. 1B. The resist film 3 is, for example, a positive type AZ
135O, negative type 0MRsKTFR may be used, and
PMMRs are attracting attention in terms of recent pattern refinement.
It may be a positive resist for electron beams such as PBS or a negative resist for electron beams such as COP. Next, after irradiating the resist film 3 with light or electron beams, a pattern is formed by a development process to obtain the substrate shown in FIG. 1C.
次に、イオン注入技術により、タングステン、モリブデ
ン、鉄、銅等の金属イオンIを第1図Dに矢印で示すよ
うにしてイオン注入する。Next, metal ions I such as tungsten, molybdenum, iron, copper, etc. are implanted by ion implantation technology as indicated by arrows in FIG. 1D.
イオン注入はクロム膜2の表面から数十〜数百λあれば
よく、加速エネルギは金属イオンIの種類によつて異な
るが、50〜100KeV程度である。次に、クロム膜
2上のレジスト膜3を除去し(第1図E)、更に塩素等
のハ・ロゲン元素と酸素とを含んだ混合ガスをグロー放
電させるプラズマエツチングによつてクロム膜2を除去
する処理をする。この場合、第1図Fに示すように、金
属イオンIがイオン注入されなかつたクロム膜2の領域
2aは、選択的に除去され、金属イオンIがイオン注入
されたクロム膜2の領域2bは残留する。これは、領域
2bのエツチングスピードが領域2aのエツチングスピ
ードよりも遅いことに基づく。第2図は、このようない
わゆる反転エツチングを行なう各工程における基板の断
面図を示すものであり、本発明の他の実施例を示すもの
である。The ion implantation may be carried out at a distance of several tens to hundreds of λ from the surface of the chromium film 2, and the acceleration energy varies depending on the type of metal ion I, but is approximately 50 to 100 KeV. Next, the resist film 3 on the chromium film 2 is removed (Fig. 1E), and the chromium film 2 is further removed by plasma etching in which a mixed gas containing a halogen element such as chlorine and oxygen is glow-discharged. Process to remove. In this case, as shown in FIG. 1F, the region 2a of the chromium film 2 into which the metal ions I have not been implanted is selectively removed, and the region 2b of the chromium film 2 into which the metal ions I have been implanted is removed. remain. This is based on the fact that the etching speed of region 2b is slower than that of region 2a. FIG. 2 shows cross-sectional views of the substrate at each step of performing such so-called reverse etching, and shows another embodiment of the present invention.
第2図において、ガラス基板1の上に形成された酸化ク
ロム膜4に対しイオン注入を行ない、第2図AVC示す
ようなイオン注入された領域4aが形成される。次に、
領域4aの上にレジスト膜3を第2図Bに示すように形
成し、この基板に対してガスプラズマによるエツチング
を行なう。このエツチングにおいては、レジスト膜3が
分解して、例えば水素、一酸化炭素等を生成し、酸化ク
ロム膜4及び領域4aと反応することによつてレジスト
膜3の周辺からエツチングが進行する。これによつて、
第2図Cに示すような基板が形成され、更にエツチング
が進行すると、最終的には、第2図Dに示すように、レ
ジスト膜3で覆われていた部分の酸化クロム膜4及び領
域4aが全て除去された基板を得る。このようにして、
レジスト膜3で覆われていた部分の酸化クロム膜4及び
領域4aがエツチングされる理由は、十分に解明されて
はいない。In FIG. 2, ions are implanted into a chromium oxide film 4 formed on a glass substrate 1, and an ion-implanted region 4a as shown in FIG. 2 AVC is formed. next,
A resist film 3 is formed on the region 4a as shown in FIG. 2B, and the substrate is etched using gas plasma. In this etching, the resist film 3 decomposes to generate hydrogen, carbon monoxide, etc., which react with the chromium oxide film 4 and the region 4a, so that etching progresses from the periphery of the resist film 3. By this,
When a substrate as shown in FIG. 2C is formed and further etching progresses, the chromium oxide film 4 and the region 4a covered with the resist film 3 are finally removed, as shown in FIG. 2D. Obtain a substrate from which all of the In this way,
The reason why the portion of the chromium oxide film 4 and the region 4a covered with the resist film 3 are etched has not been fully elucidated.
しかし、前述のように、レジスト膜3がガスプラズマ中
で分解し、これによつて生成された水素及び一酸化炭素
等の物質がタングステン等を含む酸化クロム膜4及び領
域4aと反応し、更にこれに対してガスプラズマ中のハ
ロゲン元素等と反応してエツチングが進むものと推測さ
れている。第3図は本発明の更に他の実施例を示すもの
である。However, as mentioned above, the resist film 3 decomposes in the gas plasma, and the resulting substances, such as hydrogen and carbon monoxide, react with the chromium oxide film 4 and the region 4a containing tungsten, etc. On the other hand, it is presumed that etching progresses by reacting with halogen elements in the gas plasma. FIG. 3 shows still another embodiment of the present invention.
この場合は、ガラス基板1の上に順にクロム膜2、酸化
クロム膜4及び酸化クロム膜4にイオン注入された領域
4aが形成されて第3図Aに示す基板を得る。次に、ガ
スプラズマによつて基板をエツチングし、第3図Bに示
すような基板を得る。な}、イオン注入の処理工程を行
なわなければレジスト膜3をマスクとする通常のエツチ
ングは勿論司能である。In this case, a chromium film 2, a chromium oxide film 4, and a region 4a in which ions are implanted into the chromium oxide film 4 are formed in this order on the glass substrate 1 to obtain the substrate shown in FIG. 3A. Next, the substrate is etched using gas plasma to obtain a substrate as shown in FIG. 3B. However, if the ion implantation process is not performed, normal etching using the resist film 3 as a mask is of course effective.
以上のように、本発明は、ポジ型又はネガ型のレジスト
のみでパターンの反転が達成される。As described above, in the present invention, pattern reversal is achieved using only positive or negative resist.
また、これによつて得られるパターンは、イオンの直進
性によつてパターンのいわゆる切れがよくなり、サイド
エツチングが少なくなる。従つて本発明は、微細加工を
必要とするLSI.超LSI等のマスク製作及びドライ
エツチングによる膜ベリの大きなレジストに対しても好
適に実施することができる。更に本発明は、タングステ
ン、モリブデン等の金属イオンを注入した酸化クロムを
用いることによつて、レジストで覆われている領域をエ
ツチングする反転エツチングができる。Furthermore, the resulting pattern has good so-called sharpness due to the linearity of the ions, and side etching is reduced. Therefore, the present invention is applicable to LSI. This method can also be suitably applied to resists with large film burrs due to mask fabrication and dry etching for VLSIs and the like. Further, in the present invention, by using chromium oxide into which metal ions such as tungsten or molybdenum are implanted, reverse etching can be performed to etch the region covered with resist.
従つて本発明は、レジスト膜を除去する工程を省略でき
るので、マスク製作工程を簡略化することができる。即
ち、本発明は、レジスト膜で覆われたクロム膜又は領域
をエツチングで除去することができるので、従来技術に
訃けるレジストの反転工程が必要としなくなり、かつ微
細加工が容易となる効果がある。Therefore, in the present invention, the process of removing the resist film can be omitted, so the mask manufacturing process can be simplified. That is, in the present invention, since the chromium film or region covered with the resist film can be removed by etching, there is no need for the resist reversal process that is disadvantageous in the conventional technology, and microfabrication is facilitated. .
第1図は本発明の一実施例を示す各工程に卦ける基板の
断面図、第2図は酸化クロム膜を用いた反転エツチング
の各工程における基板の断面図、第3図は本発明の更に
他の実施例における基板の断面図である。
1・・・・・・ガラス基板、2・・・・・・クロム膜、
3・・・・・・レジスト膜、4・・・・・・酸化クロム
膜。FIG. 1 is a cross-sectional view of a substrate in each step showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of a substrate in each step of reverse etching using a chromium oxide film, and FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view of a substrate in still another embodiment. 1...Glass substrate, 2...Chromium film,
3...Resist film, 4...Chromium oxide film.
Claims (1)
膜又は酸化クロム膜を形成する工程と、上記クロム膜又
は酸化クロム膜の上にレジストを塗布した後X線又は電
子線を照射し現像によりパターンを形成する工程と、金
属イオンを注入する工程と、上記レジストを除去した後
ガスプラズマ又は反応性スパッタによつて上記金属イオ
ンを注入した上記クロム膜又は酸化クロム膜の部分をマ
スクとしてその他の部分を除去するようにドライエッチ
ングを行なう工程とを備えたことを特徴とするマスク製
作方法。 2 金属イオンはタングステンのイオンであることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載のマスク製作方法。 3 金属イオンはモリブデンのイオンであることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載のマスク製作方法。 4 金属イオンは鉄のイオンであることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載のマスク製作方法。 5 金属イオンは銅のイオンであることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載のマスク製作方法。[Claims] 1. A step of forming a chromium film or chromium oxide film on a glass substrate by sputtering or vapor deposition, and a step of applying X-rays or electron beams after applying a resist on the chromium film or chromium oxide film. A step of forming a pattern by irradiation and development, a step of implanting metal ions, and after removing the resist, the portion of the chromium film or chromium oxide film into which the metal ions are implanted by gas plasma or reactive sputtering. A method for manufacturing a mask, comprising the step of performing dry etching to remove other parts as a mask. 2. The mask manufacturing method according to claim 1, wherein the metal ions are tungsten ions. 3. The mask manufacturing method according to claim 1, wherein the metal ions are molybdenum ions. 4. The mask manufacturing method according to claim 1, wherein the metal ions are iron ions. 5. The mask manufacturing method according to claim 1, wherein the metal ions are copper ions.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53003129A JPS5910055B2 (en) | 1978-01-13 | 1978-01-13 | Mask making method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53003129A JPS5910055B2 (en) | 1978-01-13 | 1978-01-13 | Mask making method |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58221102A Division JPS6018139B2 (en) | 1983-11-22 | 1983-11-22 | Mask making method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5496369A JPS5496369A (en) | 1979-07-30 |
| JPS5910055B2 true JPS5910055B2 (en) | 1984-03-06 |
Family
ID=11548740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53003129A Expired JPS5910055B2 (en) | 1978-01-13 | 1978-01-13 | Mask making method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5910055B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5950528A (en) * | 1982-09-14 | 1984-03-23 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Formation of minute pattern |
| JPS6358446A (en) * | 1986-08-29 | 1988-03-14 | Hoya Corp | Pattern forming method |
-
1978
- 1978-01-13 JP JP53003129A patent/JPS5910055B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5496369A (en) | 1979-07-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0020776B1 (en) | Method of forming patterns | |
| US5948570A (en) | Process for dry lithographic etching | |
| US6749974B2 (en) | Disposable hard mask for photomask plasma etching | |
| US4165395A (en) | Process for forming a high aspect ratio structure by successive exposures with electron beam and actinic radiation | |
| JP3333274B2 (en) | Self-aligned fabrication of phase shift lithography masks having three or more phase shifts | |
| EP0095209A2 (en) | Method of forming a resist mask resistant to plasma etching | |
| JPS6323657B2 (en) | ||
| EP0190867B1 (en) | Process for manufacturing a photomask | |
| JPH0122728B2 (en) | ||
| JPS6018139B2 (en) | Mask making method | |
| US4101782A (en) | Process for making patterns in resist and for making ion absorption masks useful therewith | |
| JPH04344645A (en) | Lithography technology and manufacture of phase shift mask | |
| JPS5910055B2 (en) | Mask making method | |
| JPH0466345B2 (en) | ||
| JPS6159505B2 (en) | ||
| JP2610402B2 (en) | Method of manufacturing T-shaped gate by double exposure | |
| JPH03129349A (en) | Production of photomask | |
| JPS62493B2 (en) | ||
| WO1983003485A1 (en) | Electron beam-optical hybrid lithographic resist process | |
| US4954424A (en) | Pattern fabrication by radiation-induced graft copolymerization | |
| JPS6358446A (en) | Pattern forming method | |
| JPH0762228B2 (en) | Electron beam resist and manufacturing method thereof | |
| JPS5910056B2 (en) | Mask making method | |
| EP0308902A2 (en) | Method for forming pattern by using langmuir-blodgett film | |
| KR20260034018A (en) | Phase shift mask blank and manufacturing method of phase shift mask |