JPS5910056B2 - Mask making method - Google Patents
Mask making methodInfo
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- JPS5910056B2 JPS5910056B2 JP53003131A JP313178A JPS5910056B2 JP S5910056 B2 JPS5910056 B2 JP S5910056B2 JP 53003131 A JP53003131 A JP 53003131A JP 313178 A JP313178 A JP 313178A JP S5910056 B2 JPS5910056 B2 JP S5910056B2
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- photomask
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- mask
- photomask material
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体装置の製造工程において用いられるフォ
トマスクを電子ビームによつて製作するマスク製作方法
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a mask manufacturing method for manufacturing a photomask used in a semiconductor device manufacturing process using an electron beam.
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クロム等
のハードマスクは、従来のエマルジョンマスクに比較し
て、膜厚の薄いものが使用可能であるために、パターン
の微細化が可能であり、かつ、その寿命も長くなる等の
多くの利点をもつ。In recent years, in the manufacture of semiconductor devices, especially semiconductor devices that require fine patterns, hard masks such as chrome used in the photolithography process can be thinner than conventional emulsion masks. In addition, it has many advantages, such as making it possible to miniaturize the pattern and increasing its lifespan.
このようなハードマスクは、例えば材料がクロムの場合
、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500〜1000A程度の厚さでフォトマス
クとして形成されたものである。また、このようなフォ
トマスク技術の進歩と共に電子ビーム露光技術を用いた
マスク製作方法も開発され、実用化されるようになつた
。For example, when the material of such a hard mask is chromium, a chromium film is formed as a photomask with a thickness of about 500 to 1000 Å on a transparent glass substrate by sputtering or vapor deposition. Further, with the progress of photomask technology, a mask manufacturing method using electron beam exposure technology has also been developed and put into practical use.
この電子ビーム露光技術を使用すると、LSI等の半導
体装置の設計時間を大巾に短縮することが可能となり、
またマスク製造コストもこれまでの光(紫外線)を用い
たマスク製作方法よりも安価にすること及び幅が2μm
からサブミクロンの微細パターン加工も十分に可能とな
る。しかしながら、電子ビーム露光を用いたマスク製作
方法で、特に2μm幅以下の微細パターンを製作する場
合、パターン形成の際に用いられるレジスト処理、露光
後の現像処理、エツチング処理等を正確に行なう必要が
生じる。Using this electron beam exposure technology, it is possible to significantly shorten the design time of semiconductor devices such as LSI,
In addition, the mask manufacturing cost is lower than the conventional mask manufacturing method using light (ultraviolet light), and the width is 2 μm.
This makes it possible to process submicron fine patterns. However, when manufacturing fine patterns with a width of 2 μm or less using a mask manufacturing method using electron beam exposure, it is necessary to accurately perform resist processing, post-exposure development processing, etching processing, etc. used during pattern formation. arise.
つまり、電子ビームにより微細パターンを描画しても、
その後の現像処理で現像オーバ又は現像によるレジスト
の膜べり、エツチング処理におけるレジストの膜べり、
オーバエツチング等による膜べり等のため、最終的には
微細パターンマスクが得られないことがある。従つて最
近のように、ガスプラズマ又は反応性スパツタによつて
ドライエツチングをし、微細なパターンを得る場合には
、一層レジストの膜べりが問題になる。In other words, even if a fine pattern is drawn using an electron beam,
Resist film removal due to overdevelopment or development during subsequent development processing, resist film removal during etching processing,
In the end, a fine pattern mask may not be obtained due to film erosion due to overetching or the like. Therefore, when dry etching is performed using gas plasma or reactive sputtering to obtain a fine pattern, as has been the case recently, resist film erosion becomes a problem.
また、クロム、酸化クロム等のハードマスクを製作する
場合、従来&ち第1図Aに示すようにガラス基板1の上
にクロム、酸化クロム等のフオトマスク材料2をスパツ
タ又は蒸着方法で被着し、被着されたフオトマスク材料
2の上に電子線用のレジスト材料3、例えばPMMA(
ポリメチルメタクリレート)、PBS(ポリブテンスル
ホン)、COP(メタクリル酸グリシジル−アクリル酸
エチル共重合体)等を塗布する。Furthermore, when manufacturing a hard mask made of chromium, chromium oxide, etc., conventionally, as shown in FIG. , a resist material 3 for electron beam, for example PMMA (
Polymethyl methacrylate), PBS (polybutenesulfone), COP (glycidyl methacrylate-ethyl acrylate copolymer), etc. are applied.
次いで、第2図BにBMで示すように電子線、X線等の
照射によつて所望のパターンをレジスト材料3の上に形
成する。その後、現像処理によつてパターンを形成し、
第1図Cに示す基板を得る。Next, as shown by BM in FIG. 2B, a desired pattern is formed on the resist material 3 by irradiation with electron beams, X-rays, etc. After that, a pattern is formed through development processing,
A substrate shown in FIG. 1C is obtained.
フオトマスク材料2がクロムの場合、従来は、硝酸第2
セリウムアンモニウム〔Ce(NH4)2(NO2)6
〕と過塩素酸〔HClO4〕との混合水溶液等の薬品に
よるウエツトケミカルエツチングが適用されていた。When the photomask material 2 is chromium, conventionally, nitric acid 2
Cerium ammonium [Ce(NH4)2(NO2)6
] and perchloric acid [HClO4].
また、既に述べたが、最近ではLSI等半導体装置のパ
ターンの微細化に伴い、エツチング技術も進歩し、ガス
プラズマ又は反応性スパツタを利用したドライエツチン
グ技術が開発されたため、この技術によるエツチングも
フj
適用されるようになつた。Furthermore, as already mentioned, with the miniaturization of patterns for semiconductor devices such as LSIs, etching technology has also advanced, and dry etching technology using gas plasma or reactive sputtering has been developed, so etching using this technology is also possible. j now applicable.
ところで、フオトマスク材料3として広く用いられてい
るクロムに対するドライエツチングは、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+2C1−+CrO2C
l2と推測される反応によつて達成される。By the way, dry etching of chromium, which is widely used as photomask material 3, is performed by glow-discharging a mixed gas containing oxygen and a halogen element such as chlorine.
This is achieved by a reaction presumed to be 12.
このようにしてハードマスクが製作されるが、前述のよ
うに現像処理及びエツチング処理によるレジスト材料3
の膜ベリが第1図C及びDに3aで示すように生じる。A hard mask is manufactured in this way, and as described above, the resist material 3 is processed by development and etching.
Film burrs occur as shown at 3a in FIGS. 1C and 1D.
このため、いわゆるパターンの切れに問題が生じたりす
る。また膜べりを考慮し、予めレジスト材料3の膜厚を
厚くしておくと、レジストの解像度及びコントラストが
低下する結果となり、微細加工で大きな問題が生ずる。
本発明は、このような問題を解決するためになされたも
のであり、製造工程が簡単化され、歩留の向上とパター
ン精度の向上が可能な半導体装置.用のマスク製作方法
を提供することを目的とする。本発明のマスク製造方法
は、ガラス基板の上にスパツタ又は蒸着方法によつてフ
オトマスク材料、例えばクロム、酸化クロム、クロム及
び酸化クロムの混合物、酸化鉄等を被着する工程と、こ
のフオトマスク材料の上に高分子材料、例えば川V仏(
ポリメチルメタクリレート)、PBS(ポリブテンスル
フオン)又はCOP(メタクリル酸グリシジル及びアク
リル酸エチル共重合体)等を塗布する工程と、次に所望
のパターンを、前記フオトマスク材料と前記高分子材料
が反応する程度に電子線で描画する工程と、ガスプラズ
マ、例えば塩素等のハロゲン元素と酸素を含んだ混合ガ
スのプラズマにより前記高分子材料を除去し、更に前記
電子線によつて描画された前記フオトマスク材料の領域
(又は逆に描画されていない領域)を選択的にエツチン
グする工程とを含むものであり、上記順序でマスク製作
を行なうものである。この場合、酸化クロムには、タン
グステン又はモリブデンのいずれか一方又は両方を含ん
でいてもよい。以下、本発明の一実施例について第2図
を参照して説明する。第2図は本発明の各製造工程にお
ける基板の断面図である。基板は、まずガラス基板1の
上に通常に用いられる低反射クロムであるクロム膜4を
スパツタ又は蒸着によつて被着し、更にその上に酸化ク
ロムからなるフオトマスク材o料5を同じようにして約
100Aの厚さで被着したものである。For this reason, a problem may arise in so-called pattern cutting. Furthermore, if the film thickness of the resist material 3 is increased in advance in consideration of film erosion, the resolution and contrast of the resist will be reduced, causing a big problem in microfabrication.
The present invention has been made to solve these problems, and provides a semiconductor device that simplifies the manufacturing process, improves yield, and improves pattern accuracy. The purpose is to provide a mask manufacturing method for The mask manufacturing method of the present invention includes the steps of depositing a photomask material, such as chromium, chromium oxide, a mixture of chromium and chromium oxide, iron oxide, etc., on a glass substrate by sputtering or vapor deposition; Polymer materials on top, such as river V Buddha (
The photomask material and the polymeric material react to form a desired pattern. The photomask material is further drawn by the electron beam, and the polymer material is removed by a gas plasma, for example, a plasma of a mixed gas containing a halogen element such as chlorine and oxygen. This process includes a step of selectively etching the area (or, conversely, the area that is not drawn), and the mask is manufactured in the above order. In this case, the chromium oxide may contain either or both of tungsten and molybdenum. An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of the substrate in each manufacturing process of the present invention. For the substrate, first, a chromium film 4, which is a commonly used low-reflection chromium, is deposited on a glass substrate 1 by sputtering or vapor deposition, and then a photomask material 5 made of chromium oxide is deposited in the same manner on top of the chromium film 4. It was deposited to a thickness of approximately 100A.
第2図Aに示すように、フオトマスク材料5の上にPM
MA,PBS,COP等の電子線用レジストを塗布して
レジスト材料3を形成する。As shown in FIG. 2A, PM
A resist material 3 is formed by applying an electron beam resist such as MA, PBS, or COP.
レジスト材料3は、0MR,KTFR,AZ等のフオト
レジスト及びその他高分子材料が用いられる。次に、第
2図Bに示すように、所望のパターンを電子ビームBM
で基板上に描画する。この場合、レジスト材料3の膜厚
は、できるたけ薄いのがよい。これは、電子ビームBM
がレジスト材料3内で散乱したり、基板により後方散乱
したりするのを小さくしてパターンの精度を高めるため
である。電子ビーム量は、レジスト材料3及びフオトマ
スク材料5の種類によつて異なるが、レジスト材料3と
フオトマスク材料5とが反応を生する程度に高ければよ
い。例えば、レジスト材料3がPBSで、その膜厚が約
1000Aである場合、電子ビーム量は0.5A/Cr
A程度の電流密度である。ただし、前述の反応は、電子
ビームBMの描画速度にも関連しているので、この描画
速度も電流密度の設定要因として含めて決定されなけれ
ばならない。次に、フオトマスク材料5の上のレジスト
材料3を酸素プラズマ等で、第2図Cに示すように、全
面的に除去し、更にプラズマエツチングによつて電子ビ
ームBMで照射されてレジスト材料3と反応したフオト
マスク材料5の領域5a及びクロム膜4のエツチングを
行ない、第2図D及びEに示すような基板を形成する。As the resist material 3, photoresists such as OMR, KTFR, AZ, and other polymeric materials are used. Next, as shown in FIG. 2B, a desired pattern is formed using an electron beam BM.
Draw on the board with . In this case, the film thickness of the resist material 3 is preferably as thin as possible. This is an electron beam BM
This is to improve pattern accuracy by reducing scattering within the resist material 3 or back scattering by the substrate. The amount of electron beam varies depending on the types of resist material 3 and photomask material 5, but it is sufficient as long as it is high enough to cause a reaction between resist material 3 and photomask material 5. For example, when the resist material 3 is PBS and its film thickness is about 1000A, the electron beam amount is 0.5A/Cr
The current density is about A. However, since the above-mentioned reaction is also related to the writing speed of the electron beam BM, this writing speed must also be included in the determination of the current density. Next, the resist material 3 on the photomask material 5 is completely removed using oxygen plasma or the like, as shown in FIG. The reacted areas 5a of the photomask material 5 and the chromium film 4 are etched to form a substrate as shown in FIGS. 2D and 2E.
この場合、プラズマエツチングは、例えば四塩化炭酸(
CCl4)と空気の混合ガスを使用して行なわれる。In this case, plasma etching can be performed, for example, using carbonate tetrachloride (
It is carried out using a gas mixture of CCl4) and air.
このようなエツチングilζ電子ビームBMの照射によ
つてレジスト材料3が分解して生成された物質、例えば
水素と一酸化炭素がフオトマスク材料5と反応して、フ
オトマスク材料5がガスプラズマ中で揮発し易い、即ち
エツチングされ易い状態に変化することによつて達成さ
れると推測される。Substances generated by the decomposition of the resist material 3 by the irradiation with the etching electron beam BM, such as hydrogen and carbon monoxide, react with the photomask material 5, causing the photomask material 5 to volatilize in the gas plasma. It is presumed that this is achieved by changing the state to a state where it is easy to be etched, that is, easily etched.
従つて、電子ビームBMで照射された領域5aに接した
クロム膜4の領域4aは、エツチングによつて選択的に
除去されて第2図Eに示すような基板が形成される。Therefore, the region 4a of the chromium film 4 in contact with the region 5a irradiated with the electron beam BM is selectively removed by etching to form a substrate as shown in FIG. 2E.
フ
このことは、第2図Eに示す基板が、従来必要とした現
像処理工程を経ることなく、得られることを示ずもので
ある。This does not indicate that the substrate shown in FIG. 2E can be obtained without going through the conventional development process.
前述から明らかなように、レジスト材料3及びフオトマ
スク材料5の材質によつてエツチングの効果が異なつて
来る。As is clear from the foregoing, the etching effect differs depending on the materials of the resist material 3 and photomask material 5.
即ち、酸化クロム膜であるフオトマスク材料5に含まれ
る酸素濃度や他の不純物質の在存によつてエツチング速
度が大きく影響される。この不純物質は、タングステン
、モリブテン等であつてもよく、これらを含むフオトマ
スク材料5は、四塩化炭素及び空気の混合ガスにょるプ
ラズマエツチングにおいてほとんどエツチングされず、
不揮発性である。第3図&ζ本発明の他の実施例を示す
各工程における基板の断面図を示す。That is, the etching rate is greatly influenced by the oxygen concentration contained in the photomask material 5, which is a chromium oxide film, and the presence of other impurities. This impurity may be tungsten, molybdenum, etc., and the photomask material 5 containing these is hardly etched in plasma etching using a mixed gas of carbon tetrachloride and air.
Non-volatile. FIG. 3 &ζShows cross-sectional views of a substrate at each step showing another embodiment of the present invention.
この場合は、プラズマエツチングで反応したクロム膜4
の領域4bが第3図Bに示すように除去される。第4図
&翫本発明の更に他の実施例を示ず各工程における基板
の断面図を示す。In this case, the chromium film 4 reacted by plasma etching
The area 4b is removed as shown in FIG. 3B. FIG. 4 shows a cross-sectional view of a substrate in each step without showing yet another embodiment of the present invention.
この場合&ζプラズマエツチングで反応した領域4bが
第4図Bに示すように残留する。なお、前述の説明では
、フオトマスク材料5が低反射クロム(クロム+酸化ク
ロム)である場合を示したが、これはクロム等の金属材
料であつてもよい。In this case, a region 4b reacted by &ζ plasma etching remains as shown in FIG. 4B. In the above description, the photomask material 5 is made of low-reflection chromium (chromium + chromium oxide), but it may also be made of a metal material such as chromium.
また、レジスト材料3と反応するフオトマスク材料5が
四塩化炭素等のガスプラズマ中でエツチングされる場合
を示したが、レジスト材料3、フオトマスク材料5及び
プラズマのガスの種類によつてエツチングの対称を反転
させることができる。以上のように、本発明によれば、
現像処理の工程が省略でき、これによつて歩留が向上し
、更に現像エツチングによるレジスト材料の膜ベリもな
くなるため、パターンの精度も向上し、微細加工が可能
となる効果がある。In addition, although the photomask material 5 that reacts with the resist material 3 is etched in a gas plasma of carbon tetrachloride or the like, the symmetry of the etching can be changed depending on the types of the resist material 3, the photomask material 5, and the plasma gas. Can be reversed. As described above, according to the present invention,
The development process can be omitted, which improves the yield.Furthermore, since there is no film burr of the resist material due to development and etching, pattern accuracy is improved and microfabrication becomes possible.
第1図は従来のマスク製作の各工程における基板の断面
図、第2図は本発明の一実施例によるマスク製作の各工
程における基板の断面図、第3図及び第4図は本発明の
他の実施例によるマスク製作の各工程における基板の断
面図である。
1・・・・・・ガラス基板、2,5・・・・・・フオト
マスク材料、3・・・・・・レジスト膜、4・・・・・
・クロム膜。FIG. 1 is a sectional view of a substrate in each step of conventional mask manufacturing, FIG. 2 is a sectional view of a substrate in each step of mask manufacturing according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are sectional views of a substrate in each step of mask manufacturing according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a cross-sectional view of a substrate in each step of mask manufacturing according to another embodiment. 1...Glass substrate, 2,5...Photomask material, 3...Resist film, 4...
・Chromium film.
Claims (1)
マスク材料を被着する工程と、被着した前記フォトマス
ク材料の上に高分子材料を塗布する工程と、電子線によ
つて前記フォトマスク材料及び高分子材料を反応させて
パターンを描画する工程と、前記高分子材料及び前記電
子線によつて描画された前記フォトマスク材料の領域を
ガスプラズマによりエッチング除去する工程とから構成
され、上記順序でマスク製作を行なうことを特徴とする
マスク製作方法。 2 フォトマスク材料はクロム及び酸化クロムの少なく
ともいずれか一方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 フォトマスク材料は酸化鉄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 高分子材料は電子線用レジスト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 酸化クロムはタングステン又はモリブデンのいずれ
か一方又は両方を含む酸化クロムであることを特徴とす
る特許請求の範囲第2項記載のマスク製作方法。 6 ガスプラズマはハロゲン元素及び酸素を含む混合ガ
スで発生され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。 7 ガラス基板の上にスパッタ又は蒸着法によりフォト
マスク材料を被着する工程と、被着した前記フォトマス
ク材料の上に高分子材料を塗布する工程と、電子線によ
つて前記フォトマスク材料及び高分子材料を反応させて
パターンを描画する工程と、前記高分子材料及び前記電
子線によつて反応した部分をマスクとして他の前記フォ
トマスク材料の領域をガスプラズマによりエッチング除
去する工程とから構成され、上記順序でマスク製作を行
なうことを特徴とするマスク製作方法。[Claims] 1. A step of depositing a photomask material on a glass substrate by sputtering or vapor deposition, a step of applying a polymer material on the deposited photomask material, and a step of applying an electron beam to the photomask material. a step of drawing a pattern by reacting the photomask material and the polymer material; and a step of etching away the region of the photomask material drawn by the polymer material and the electron beam using gas plasma. A mask manufacturing method comprising: manufacturing a mask in the above order. 2. The mask manufacturing method according to claim 1, wherein the photomask material is at least one of chromium and chromium oxide. 3. The mask manufacturing method according to claim 1, wherein the photomask material is iron oxide. 4. The mask manufacturing method according to claim 1, wherein the polymer material is an electron beam resist. 5. The mask manufacturing method according to claim 2, wherein the chromium oxide is a chromium oxide containing either tungsten or molybdenum, or both. 6. The mask manufacturing method according to claim 1, wherein the gas plasma is generated with a mixed gas containing a halogen element and oxygen. 7. A step of depositing a photomask material on a glass substrate by sputtering or vapor deposition, a step of applying a polymer material on the deposited photomask material, and a step of depositing the photomask material and the photomask material with an electron beam. Consisting of a step of drawing a pattern by reacting a polymeric material, and a step of etching away other regions of the photomask material by gas plasma using the polymeric material and the portions reacted by the electron beam as a mask. and manufacturing the mask in the above order.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53003131A JPS5910056B2 (en) | 1978-01-13 | 1978-01-13 | Mask making method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53003131A JPS5910056B2 (en) | 1978-01-13 | 1978-01-13 | Mask making method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5496371A JPS5496371A (en) | 1979-07-30 |
| JPS5910056B2 true JPS5910056B2 (en) | 1984-03-06 |
Family
ID=11548792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53003131A Expired JPS5910056B2 (en) | 1978-01-13 | 1978-01-13 | Mask making method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5910056B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0695502B2 (en) * | 1984-05-10 | 1994-11-24 | 三菱電機株式会社 | Pattern formation method by dry etching |
| JPH0626209B2 (en) * | 1985-09-27 | 1994-04-06 | 日本電気株式会社 | Etching method |
-
1978
- 1978-01-13 JP JP53003131A patent/JPS5910056B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5496371A (en) | 1979-07-30 |
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