JP2001337437A - Producing method of blanks for photomask and method for producing photomask - Google Patents

Producing method of blanks for photomask and method for producing photomask

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JP2001337437A
JP2001337437A JP2000155781A JP2000155781A JP2001337437A JP 2001337437 A JP2001337437 A JP 2001337437A JP 2000155781 A JP2000155781 A JP 2000155781A JP 2000155781 A JP2000155781 A JP 2000155781A JP 2001337437 A JP2001337437 A JP 2001337437A
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target
film
sputtering
reactive
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Hideo Kaneko
英雄 金子
Sadaomi Inazuki
判臣 稲月
Satoshi Okazaki
智 岡崎
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a film which has high uniformity of optical characteristic in the surface of substrate. SOLUTION: This method for producing blanks for photomask is provided with a target and a substrate which is disposed on the position opposed to the target and is the object to be film-formed in a chamber and enables the reactive sputtering by supplying sputtering gases including a reactive gas into the chamber. This method for producing blanks for photomask is further characterized by that a target which is perforated with gas emitting holes communicated with a gas supplying pipe is used as the target and the reactive sputtering is performed while supplying the sputtering gas including the reactive gas toward the substrate through the gas emitting holes of the target.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、フォトリソグラフ
ィーに用いるフォトマスク用ブランクス製造方法及びフ
ォトマスクの製造方法に関し、更に詳述すると、LS
I,VLSI等の高密度半導体集積回路、CCD(電荷
結合素子),LCD(液晶表示素子)用のカラーフィル
ター及び磁気ヘッド等の微細加工に好適に用いられるフ
ォトマスク用ブランクスの製造方法及びフォトマスクの
製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a photomask blank used for photolithography and a method for manufacturing a photomask.
I. VLSI and other high-density semiconductor integrated circuits, CCDs (Charge Coupled Devices), color filters for LCDs (Liquid Crystal Display Devices), manufacturing methods of photomask blanks suitably used for fine processing of magnetic heads, etc. And a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
LSI,VLSI等の高密度半導体集積回路、CCD
(電荷結合素子),LCD(液晶表示素子)用のカラーフ
ィルター、及び磁気ヘッド等の微細加工には、フォトマ
スクを使ったフォトリソグラフィー技術が用いられてい
る。
2. Description of the Related Art
High density semiconductor integrated circuits such as LSI and VLSI, CCD
Photolithography technology using a photomask is used for fine processing of (charge-coupled devices), color filters for LCDs (liquid crystal display devices), and magnetic heads.

【0003】上記フォトマスクとしては、石英ガラス、
アルミノシリケートガラス等の透明な基板上に、通常ク
ロム系の遮光膜をスパッタリング法又は真空蒸着法等に
より成膜したフォトマスク用ブランクスの遮光膜に所定
のパターンを形成したものが用いられている。
[0003] As the photomask, quartz glass,
A chromium-based light-shielding film is usually formed on a transparent substrate such as aluminosilicate glass by a sputtering method or a vacuum evaporation method, and a light-shielding film of a photomask blank having a predetermined pattern is used.

【0004】このようなフォトマスクは、基板上にクロ
ム系の遮光膜を成膜したフォトマスク用ブランクスに、
フォトレジストや電子線レジストを塗布した後、所定の
パターンに選択的に露光し、現像工程、リンス工程及び
乾燥工程を経てレジストパターンを形成する。次いでこ
のレジストパターンをマスクして、硝酸セリウムアンモ
ニウムと過塩素酸の混合水溶液からなるエッチング液を
用いてウエットエッチングを行うか、又は塩素系ガスを
用いたドライエッチングを行うことによりマスクされて
いない部分のクロム系膜を除去し、その後レジストを除
去することにより遮光部と透光部とからなる所定のパタ
ーンを有するフォトマスクを形成することができる。
Such a photomask is used for a photomask blank in which a chromium-based light-shielding film is formed on a substrate.
After applying a photoresist or an electron beam resist, a predetermined pattern is selectively exposed to light, and a resist pattern is formed through a developing step, a rinsing step, and a drying step. Then, using the resist pattern as a mask, wet etching is performed using an etching solution composed of a mixed aqueous solution of cerium ammonium nitrate and perchloric acid, or a portion not masked by performing dry etching using a chlorine-based gas. By removing the chromium-based film and then removing the resist, a photomask having a predetermined pattern including a light-shielding portion and a light-transmitting portion can be formed.

【0005】この場合、クロム系の遮光膜は光反射率が
大きく、被露光物である半導体基板で反射した光が投影
レンズを通ってフォトマスクで反射し、再び半導体基板
に戻ることを防止するため、遮光膜の表面、表面及び裏
面に反射防止膜を通常形成している。
In this case, the chromium-based light-shielding film has a high light reflectance, and prevents light reflected on the semiconductor substrate as an object to be exposed from being reflected by the photomask through the projection lens and returning to the semiconductor substrate again. Therefore, an antireflection film is usually formed on the front surface, the front surface, and the back surface of the light-shielding film.

【0006】上記反射防止膜を有するフォトマスク及び
フォトマスク用ブランクスとしては、透明基板上に、反
射防止膜としてクロム炭化物及びクロム窒化物を含有す
るクロム炭化窒化物膜と、遮光膜としてクロム膜と、ク
ロム炭化物及びクロム窒化物を含有するクロム炭化窒化
物膜とを順次積層したフォトマスクブランクが提案され
ている(特公昭62−37385号公報)。また、反射
防止膜としてCrONを用いたもの(特公昭61−46
821号公報、特公昭62−32782号公報)、反射
防止膜としてCrNを用いたもの(特公昭62−273
86号公報、特公昭62−27387号公報)などが提
案されている。また、遮光膜としてCrを用いたもの
(特公昭61−46821号公報)、遮光膜としてCr
Cを用いたもの(特公昭62−27387号公報)など
が提案されている。
As a photomask having the antireflection film and a blank for the photomask, a chromium carbonitride film containing chromium carbide and chromium nitride as an antireflection film and a chromium film as a light shielding film are formed on a transparent substrate. There has been proposed a photomask blank in which chromium carbide and a chromium carbonitride film containing chromium nitride are sequentially laminated (Japanese Patent Publication No. 62-37385). Further, a film using CrON as an antireflection film (Japanese Patent Publication No. 61-46)
No. 821, Japanese Patent Publication No. 62-32782), an antireflection film using CrN (Japanese Patent Publication No. 62-273).
No. 86, Japanese Patent Publication No. 62-27387) and the like. Further, a light-shielding film using Cr (Japanese Patent Publication No. 61-46821) and a light-shielding film using Cr
A device using C (Japanese Patent Publication No. 62-27387) has been proposed.

【0007】また、解像度を上げるためにハーフトーン
膜を形成した上にクロム系膜を形成したフォトマスク用
ブランクスも実用化されている。
Further, photomask blanks in which a chromium-based film is formed on a half-tone film to increase the resolution have also been put to practical use.

【0008】更に、微細加工を行うために位相シフト膜
と呼ばれる光の干渉を利用して、微細な形状に加工する
方法も行われており、酸素が添加されたクロム膜やモリ
ブデンシリサイド膜を位相シフト膜として単独で用いる
もの(特開平4−136854号公報)、遮光膜と位相
シフト膜を組み合わせて用いるもの(特公昭62−59
296号公報)等が提案されている。また、Cr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C
rを膜材料としたもの(特開昭62−18560号公
報)、反応性ガスとして酸素とCH4を用いて反応性ス
パッタ成膜する方法(特開平7−43888号公報)な
どが提案されている。
Further, a method of processing into a fine shape using light interference called a phase shift film for performing fine processing has been performed, and a chromium film or a molybdenum silicide film to which oxygen is added is subjected to a phase shift. A film used alone as a shift film (Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-136854), a film used in combination with a light-shielding film and a phase shift film (Japanese Patent Publication No. 62-59)
296) has been proposed. In addition, Cr or C containing at least one of oxygen, nitrogen, and carbon
A method using r as a film material (Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-18560) and a method of forming a reactive sputter film using oxygen and CH 4 as reactive gases (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-43888) have been proposed. I have.

【0009】近年、LSIの高集積化と高速度化に伴
い、パターンルールのより微細化が求められ、そのパタ
ーン形成に用いられるフォトマスクについてもより微細
化することが求められてきており、その解決策の一つと
して膜質を均一化することが検討されている。特に位相
シフト膜では膜質にばらつきがあり、光学定数が変化す
ると、透過率、位相が変化し、位相シフト膜のない場所
との干渉の効果が面内で異なり、パターンの加工精度が
変化するため、より膜質均一性の高いものが望まれてい
る。
In recent years, as the integration and speed of LSIs have increased, the pattern rules have been required to be finer, and the photomasks used for forming the patterns have also been required to be finer. As one of the solutions, it has been studied to make the film quality uniform. In particular, phase shift films have variations in film quality, and when the optical constants change, the transmittance and phase change, and the effect of interference with a place without a phase shift film differs in the plane, resulting in a change in pattern processing accuracy. What has been desired is a film having higher film quality uniformity.

【0010】この場合、反射防止膜に用いられるCr酸
化物、また位相シフト膜に用いられるMoSiONなど
は一般的に反応性スパッタリング法によって成膜されて
いる。この反応性スパッタリング法とは、ターゲット材
料がそのままスパッタされて膜を形成するのではなく、
プロセスチャンバ中に酸素、窒素等の化合物を形成する
反応性ガスを成膜中に流すことにより、ターゲット材料
の酸化物、窒化物等の膜を形成する方法である。
In this case, Cr oxide used for the anti-reflection film and MoSiON used for the phase shift film are generally formed by a reactive sputtering method. With this reactive sputtering method, the target material is not sputtered as it is to form a film,
This is a method of forming a film of an oxide, a nitride, or the like of a target material by flowing a reactive gas that forms a compound such as oxygen or nitrogen into a process chamber during film formation.

【0011】上記反応性スパッタリングにおいて、反応
性ガスを含むスパッタガスのチャンバ内への導入方法と
しては、図5に示したように、チャンバ3の側壁にガス
供給口10を設けて、このガス供給口10からチャンバ
3内に反応性ガスを含むスパッタガスを流すことにより
反応性スパッタリングを行い、成膜することが一般に行
われている。
In the above reactive sputtering, as a method for introducing a sputtering gas containing a reactive gas into the chamber, a gas supply port 10 is provided on the side wall of the chamber 3 as shown in FIG. Generally, reactive sputtering is performed by flowing a sputter gas containing a reactive gas into the chamber 3 through the port 10 to form a film.

【0012】しかしながら、上記スパッタガスの供給方
法では、チャンバ内でガス濃度が異なってしまうと共
に、ターゲット面内の外縁部(ガス供給口側)で反応性
ガスが主に消費されてしまうため、基板の中央部乃至ガ
ス供給口の反対側の外縁部にまで反応性ガスが十分に行
き渡らず、ターゲット面上の反応性ガスの濃度分布に偏
りが生じ、成膜される膜の光学的特性等の膜質均一性が
損なわれてしまうという問題がある。
However, in the above method of supplying a sputtering gas, the gas concentration varies in the chamber, and the reactive gas is mainly consumed at the outer edge (gas supply port side) in the target surface. The reactive gas is not sufficiently distributed from the central portion to the outer edge portion on the opposite side of the gas supply port, and the concentration distribution of the reactive gas on the target surface is biased. There is a problem that film quality uniformity is impaired.

【0013】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、ターゲット面上で反応性ガスを均一濃度分布で供給
することができ、成膜される膜の膜質の面内分布が改善
され、基板面内の光学的特性の均一性が高い膜を得るこ
とができるフォトマスク用ブランクスの製造方法及びフ
ォトマスクの製造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and is capable of supplying a reactive gas with a uniform concentration distribution on a target surface, improving the in-plane distribution of film quality of a film to be formed, and improving the substrate quality. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a photomask blank and a method for manufacturing a photomask, which can obtain a film having high uniformity of in-plane optical characteristics.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記目的を達成するため、反応性スパッタリ
ング法における反応性ガスを含むスパッタガスの供給方
法について鋭意検討を重ねた結果、反応性ガス供給管と
連通したガス放出孔を穿設したターゲットを用い、この
ターゲットのガス放出孔を通じて基板に向かって反応性
ガスを含むスパッタガスを供給しながら反応性スパッタ
リングを行うことにより、ターゲット面上での反応性ガ
スの濃度分布が大幅に改善され、基板面内の光学的特性
等の膜質均一性の極めて高い膜が成膜できることを知見
した。
Means for Solving the Problems and Embodiments of the Invention In order to achieve the above object, the present inventors have made intensive studies on a method of supplying a sputtering gas containing a reactive gas in a reactive sputtering method, and as a result, By using a target having a gas emission hole communicating with the reactive gas supply pipe and performing reactive sputtering while supplying a sputtering gas containing a reactive gas toward the substrate through the gas emission hole of the target, the target It has been found that the concentration distribution of the reactive gas on the surface is greatly improved, and a film having extremely high film quality uniformity such as optical characteristics in the substrate surface can be formed.

【0015】即ち、本発明は、下記のフォトマスク用ブ
ランクスの製造方法及びフォトマスクの製造方法を提供
する。 請求項1:ターゲットと、このターゲットと対向する位
置に配設された成膜対象である基板とをチャンバ内に備
え、このチャンバ内に反応性ガスを含むスパッタガスを
供給して、反応性スパッタリングを行うことによりフォ
トマスク用ブランクスを製造する方法において、上記タ
ーゲットとしてガス供給管と連通したガス放出孔を穿設
したターゲットを用いると共に、このターゲットのガス
放出孔を通じて基板に向かって反応性ガスを含むスパッ
タガスを供給しながら反応性スパッタリングを行うこと
を特徴とするフォトマスク用ブランクスの製造方法。 請求項2:ターゲットにガス放出孔を穿設すると共に、
このターゲット周囲にガス放出孔を穿設したガス導入管
を配設し、これらガス放出孔を通じて基板に向かって反
応性ガスを含むスパッタガスを供給する請求項1記載の
フォトマスク用ブランクスの製造方法。 請求項3:ターゲット材料としてMoSi系材料又はC
r系材料を用いる請求項1又は2記載のフォトマスク用
ブランクスの製造方法。 請求項4:請求項1乃至3のいずれか1項記載の方法に
より得られたフォトマスク用ブランクスをリソグラフィ
法によりパターン形成することを特徴とするフォトマス
クの製造方法。
That is, the present invention provides the following method for manufacturing a photomask blank and a method for manufacturing a photomask. Claim 1: Reactive sputtering by providing a target and a substrate to be formed and disposed at a position facing the target in a chamber, and supplying a sputtering gas containing a reactive gas into the chamber. In the method of manufacturing a photomask blank by performing the above, while using a target provided with a gas discharge hole communicating with the gas supply pipe as the target, the reactive gas toward the substrate through the gas discharge hole of the target A method for producing a blank for a photomask, wherein reactive sputtering is performed while supplying a sputtering gas containing the same. Claim 2: A gas emission hole is formed in the target,
2. The method for producing a photomask blank according to claim 1, wherein a gas introduction pipe having gas emission holes is provided around the target, and a sputtering gas containing a reactive gas is supplied toward the substrate through the gas emission holes. . Claim 3: MoSi based material or C as target material
3. The method for producing a photomask blank according to claim 1, wherein an r-based material is used. In a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a photomask, comprising: forming a photomask blank obtained by the method according to any one of the first to third aspects by lithography.

【0016】本発明によれば、ターゲットと、このター
ゲットと対向する位置に配設された成膜対象である基板
とをチャンバ内に備え、このチャンバ内に反応性ガスを
含むスパッタガスを供給して、反応性スパッタリングを
行うことによりフォトマスク用ブランクスを製造する際
に、ガス供給管と連通したガス放出孔を穿設したターゲ
ットを用いると共に、このターゲットのガス放出孔を通
じて基板に向かって反応性ガスを含むスパッタガスを供
給しながら反応性スパッタリングを行うことにより、従
来のチャンバ側壁から反応性ガスを含むスパッタガスを
供給する方法のように、ターゲット面内の外縁部(ガス
供給口側)で反応性ガスが主に消費されてしまうため、
基板の中央部乃至ガス供給口の反対側の外縁部にまでス
パッタガスが十分に行き渡らないという不具合が解消さ
れ、ターゲット面上での反応性ガスの濃度分布が均一と
なり、基板面内の光学的特性等の膜質均一性が飛躍的に
向上した膜が成膜できるものである。
According to the present invention, a target and a substrate to be formed and disposed at a position facing the target are provided in a chamber, and a sputtering gas containing a reactive gas is supplied into the chamber. When manufacturing a photomask blank by performing reactive sputtering, a target having a gas discharge hole communicating with a gas supply pipe is used, and a reactive gas is discharged toward the substrate through the gas discharge hole of the target. By performing the reactive sputtering while supplying the sputtering gas containing the gas, the outer peripheral portion (the gas supply port side) in the target surface is formed like the conventional method of supplying the sputtering gas containing the reactive gas from the side wall of the chamber. Because the reactive gas is mainly consumed,
The problem that the sputtering gas does not sufficiently spread from the center of the substrate to the outer edge opposite to the gas supply port is eliminated, the concentration distribution of the reactive gas on the target surface becomes uniform, and optical It is possible to form a film in which film quality uniformity such as characteristics is dramatically improved.

【0017】また、本発明の製造方法によれば、ターゲ
ット面上での反応性ガスの濃度分布が均一な状態で供給
することが可能となり、成膜される膜の膜質の面内分布
が大幅に改善され、高い膜質の面内均一性が求められる
反射防止膜や位相シフト膜に最適なフォトマスク用ブラ
ンクス及びフォトマスクが得られ、より高精度なパター
ン加工が可能となり、更なる半導体集積回路装置におけ
る高集積化、微細化に対応し得るものである。
Further, according to the manufacturing method of the present invention, it is possible to supply a reactive gas with a uniform concentration distribution on the target surface, and the in-plane distribution of the film quality of the film to be formed is greatly increased. It is possible to obtain photomask blanks and photomasks that are optimal for anti-reflection films and phase shift films that require high in-plane uniformity of film quality, enabling more accurate pattern processing, and further semiconductor integrated circuits. It can respond to high integration and miniaturization of the device.

【0018】以下、本発明について更に詳しく説明す
る。本発明のフォトマスク用ブランクスの製造方法は、
図1に示したように、ターゲット1と、このターゲット
1と対向する位置に配設された成膜対象である基板2と
をチャンバ3内に備え、このチャンバ3内に反応性ガス
を含むスパッタガスを供給して、反応性スパッタリング
を行う際に、上記ターゲットとしてガス供給管5と連通
したガス放出孔4を穿設したターゲット1を用いると共
に、このターゲット1のガス放出孔4を通じて基板2に
向かって反応性ガスを含むスパッタガスを供給しながら
反応性スパッタリングを行うことを特徴とし、これによ
り、ターゲット面上での反応性ガスの濃度分布が均一と
なり、膜質均一性が向上するものである。なお、図1中
7はバッキングプレートを示す。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail. The method for producing a photomask blank of the present invention includes:
As shown in FIG. 1, a target 1 and a substrate 2 which is a film formation target disposed at a position facing the target 1 are provided in a chamber 3, and a sputtering gas containing a reactive gas is provided in the chamber 3. When supplying a gas and performing reactive sputtering, a target 1 having a gas discharge hole 4 communicating with a gas supply pipe 5 is used as the target, and the substrate 2 is passed through the gas discharge hole 4 of the target 1. It is characterized in that reactive sputtering is performed while supplying a sputtering gas containing a reactive gas toward the surface, whereby the concentration distribution of the reactive gas on the target surface becomes uniform and the film quality uniformity is improved. . In addition, 7 in FIG. 1 shows a backing plate.

【0019】ここで、ターゲットとしては、例えば円板
状、正方形板状、長方形板状、円筒状等の種々の形状の
ターゲットを用いることができるが、特に円板状のター
ゲットが好ましい。なお、円板状ターゲットの直径は通
常50mm〜400mm程度、厚みは3mm〜20mm
程度である。
Here, as the target, targets having various shapes such as a disk shape, a square plate shape, a rectangular plate shape, and a cylindrical shape can be used, but a disk-shaped target is particularly preferable. The diameter of the disk target is usually about 50 mm to 400 mm, and the thickness is 3 mm to 20 mm.
It is about.

【0020】また、ターゲット材料は、目的とする薄膜
の組成に応じて選定されるが、特にMoSi系材料又は
Cr系材料を用いることが好ましい。例えばMoSi系
膜を成膜するときはMoSi又はMoSiに酸素、窒
素、炭素などを添加したターゲットを用いることが好ま
しい。また、Cr系膜を成膜するときにはCr又はCr
に酸素、窒素、炭素などを添加したターゲットを用いる
ことが好ましい。
The target material is selected according to the composition of the target thin film, but it is particularly preferable to use a MoSi-based material or a Cr-based material. For example, when a MoSi-based film is formed, it is preferable to use MoSi or a target in which oxygen, nitrogen, carbon, or the like is added to MoSi. When forming a Cr-based film, Cr or Cr
It is preferable to use a target to which oxygen, nitrogen, carbon, or the like is added.

【0021】ターゲットの製造方法は、ターゲット材料
に応じて異なり、例えば純金属ターゲットは、室温で圧
延し、必要な形に切断することにより得られる。但し、
Hf,Re,W,Mo等の高融点材料は高温で圧延する
ことにより得ることができる。これら以外にもキャステ
ィング成形、金属粉末を成形する方法などを採用するこ
ともできる。合金(複合)ターゲットの場合は、合金を
真空融解させて圧延する方法、ターゲット表面を合金の
各成分金属で構成し、この複合ターゲットをスパッタす
る方法などにより形成することができる。非金属ターゲ
ットの場合は、ホットプレス、スリップキャスティン
グ、静水圧プレス、又は通常の焼結法などにより形成す
ることができる。
The method of manufacturing the target differs depending on the target material. For example, a pure metal target is obtained by rolling at room temperature and cutting it into a required shape. However,
High melting point materials such as Hf, Re, W, and Mo can be obtained by rolling at a high temperature. In addition to these, casting molding, a method of molding metal powder, and the like can also be employed. In the case of an alloy (composite) target, the target can be formed by a method in which the alloy is vacuum-melted and rolled, or a method in which the target surface is made of each component metal of the alloy and the composite target is sputtered. In the case of a non-metallic target, it can be formed by hot pressing, slip casting, isostatic pressing, or a usual sintering method.

【0022】本発明の製造方法に用いるターゲットとし
ては、図2に示したように、ガス供給管(図示せず)と
連通したガス放出孔4を穿設したターゲット1を用い
る。この場合、ターゲットに穿設するガス放出孔の数、
ガス放出孔の大きさ、ガス放出孔の基板面内での配列に
ついては、対向する位置に設けられた基板に対して反応
性ガスを含むスパッタガスが偏りなく均一に供給できれ
ば特に制限されないが、例えば直径200mmの円形タ
ーゲットの場合には、直径0.5mm〜10mmのガス
放出孔を1〜300個、基板面内において均等(例えば
放射状に配置する、相似円周上に配置する等)に配列す
ることが好ましい。
As the target used in the manufacturing method of the present invention, as shown in FIG. 2, a target 1 having a gas discharge hole 4 communicating with a gas supply pipe (not shown) is used. In this case, the number of gas emission holes drilled in the target,
The size of the gas emission holes and the arrangement of the gas emission holes in the substrate surface are not particularly limited as long as the sputtering gas containing the reactive gas can be uniformly supplied to the substrate provided at the opposed position without bias. For example, in the case of a circular target having a diameter of 200 mm, 1 to 300 gas discharge holes having a diameter of 0.5 mm to 10 mm are uniformly arranged (for example, radially arranged or arranged on a similar circle) in the substrate surface. Is preferred.

【0023】また、図3に示したように、ターゲット1
にガス放出孔4を穿設すると共に、このターゲット1の
周囲にガス放出孔4を穿設したガス導入管6を配設し、
これらターゲット及びガス導入管のガス放出孔4を通じ
て基板1に向かって反応性ガスを含むスパッタガスを供
給することが、膜質均一性を更に高める点から好まし
い。この場合、ガス導入管にはガス放出孔を好ましくは
1個以上、より好ましくは1〜20個程度設けることが
できる。なお、ガス導入管のガス放出孔も均等に設ける
ことが好ましい。
Further, as shown in FIG.
A gas introduction hole 6 having a gas emission hole 4 is provided around the target 1.
It is preferable to supply a sputtering gas containing a reactive gas toward the substrate 1 through the gas discharge holes 4 of the target and the gas introduction pipe from the viewpoint of further improving the film quality uniformity. In this case, the gas introduction pipe may be provided with one or more gas discharge holes, more preferably about 1 to 20 gas discharge holes. In addition, it is preferable to provide the gas discharge holes of the gas introduction pipe evenly.

【0024】なお、ターゲットに設けるガス放出孔の大
きさ、数、配列を適宜調整することにより、ターゲット
面上での反応性ガスの濃度分布を微調整することがで
き、基板面内の光学的特性などの膜質均一性を向上させ
ることができると共に、所望の組成の濃度勾配を持たせ
ることもできる。
By appropriately adjusting the size, number, and arrangement of the gas emission holes provided in the target, the concentration distribution of the reactive gas on the target surface can be finely adjusted, and the optical distribution in the substrate surface can be finely adjusted. The uniformity of film quality such as characteristics can be improved, and a concentration gradient of a desired composition can be provided.

【0025】なお、ターゲットにガス放出孔を穿設する
方法としては、上記のようにして得られるターゲットを
ドリルで深さ方向に穴をあけ、予めガスが流れる通路に
なるように溝をきったバッキングプレートに、ターゲッ
トの穴がバッキングプレートの溝上にくるようにターゲ
ットとバッキングプレートを張り合わせて形成し、バッ
キングプレートの溝の端をガス導入口とするか、又は予
めガスが流れる通路になるように溝をきり、この溝の端
がガス導入口となるようにバッキングプレートを加工し
たものにターゲットを張り合わせて、バッキングプレー
トの溝の直上になるようにターゲットに穴をあける等の
方法により形成することができる。
As a method of forming a gas discharge hole in the target, the target obtained as described above was drilled in the depth direction with a drill, and a groove was previously formed so as to be a passage through which gas flows. On the backing plate, the target and the backing plate are bonded together so that the target hole is on the groove of the backing plate, and the end of the groove of the backing plate is used as a gas inlet or a passage through which gas flows in advance. Cut the groove, glue the target to the processed backing plate so that the end of this groove becomes the gas inlet, and form a hole in the target just above the groove of the backing plate, etc. Can be.

【0026】スパッタガスとしては、Ar,Ne,Kr
等の不活性ガスに目的とする膜組成に応じて反応性ガス
を含ませたスパッタガスが好適に用いられる。この場
合、反応性ガスとしては、CH4,CO2,CO等の炭素
を含むガス、NO,NO2,N2等の窒素を含むガス、C
2,NO,O2等の酸素を含むガスなどが挙げられる。
As the sputtering gas, Ar, Ne, Kr
A sputtering gas in which a reactive gas is added to an inert gas such as the above in accordance with a desired film composition is preferably used. In this case, as the reactive gas, a gas containing carbon such as CH 4 , CO 2 , CO, a gas containing nitrogen such as NO, NO 2 , N 2 , a gas containing C,
Gases containing oxygen such as O 2 , NO, and O 2 are mentioned.

【0027】本発明の製造方法は、アルゴン、クリプト
ン等の不活性ガスと酸素、窒素、二酸化炭素等の反応性
ガスとを混合したスパッタガスをターゲットのガス放出
孔から供給して反応性スパッタリングを行うものである
が、特にターゲットのガス放出孔とターゲットの周囲の
リング状のガス導入管に設けたガス放出孔とからスパッ
タガスを供給することが好ましい。なお、スパッタガス
の供給方法としてはこれらに限られるものではなく、タ
ーゲットのガス放出孔と、チャンバ側壁などに設けたガ
ス供給口とから同時にスパッタガスを供給してもよい。
この場合、酸素、窒素,二酸化炭素等の反応性ガスのみ
をターゲットのガス放出孔から導入し、Ar,Ne,K
r等の不活性ガスをチャンバ側壁のガス供給口から導入
することが好ましい。
According to the production method of the present invention, reactive sputtering is performed by supplying a sputtering gas obtained by mixing an inert gas such as argon and krypton and a reactive gas such as oxygen, nitrogen and carbon dioxide from a gas discharge hole of a target. In particular, it is preferable to supply the sputtering gas from the gas discharge holes of the target and the gas discharge holes provided in the ring-shaped gas introduction pipe around the target. The method of supplying the sputtering gas is not limited to these, and the sputtering gas may be supplied simultaneously from the gas discharge hole of the target and the gas supply port provided on the side wall of the chamber.
In this case, only reactive gases such as oxygen, nitrogen, carbon dioxide, etc. are introduced from the gas discharge holes of the target, and Ar, Ne, K
It is preferable to introduce an inert gas such as r from a gas supply port on the side wall of the chamber.

【0028】なお、ターゲットのガス放出孔へのスパッ
タガスの供給は、特に制限されず、例えばターゲット支
持台にガス供給管と連通する溝を形成し、この溝とガス
放出孔とを連通させることなどにより供給することがで
きる。
The supply of the sputtering gas to the gas discharge holes of the target is not particularly limited. For example, a groove communicating with the gas supply pipe is formed on the target support and the groove is communicated with the gas discharge holes. And so on.

【0029】成膜に用いる基板は、例えば透明な石英、
アルミノシリケートガラス、フッ化カルシウム、フッ化
マグネシウムなどを用いることができる。
The substrate used for film formation is, for example, transparent quartz,
Aluminosilicate glass, calcium fluoride, magnesium fluoride, or the like can be used.

【0030】反応性スパッタ法としては、直流(DC)
電源を用いたものでも、高周波(RF)電源を用いたも
のでもよく、またマグネトロンスパッタリング方式であ
っても、コンベンショナル方式であってもよいが、DC
スパッタの方が機構が単純である点で好ましい。また、
マグネトロンを用いた方が成膜速度が速くなり、生産性
が向上する点から好ましい。なお、成膜装置は通過型で
も枚葉型でも構わない。
As the reactive sputtering method, direct current (DC)
A power source or a radio frequency (RF) power source may be used, and a magnetron sputtering method or a conventional method may be used.
Sputtering is preferred because the mechanism is simple. Also,
The use of a magnetron is preferred in that the film formation rate is increased and productivity is improved. Note that the film forming apparatus may be a passing type or a single wafer type.

【0031】本発明の製造方法により得られるフォトマ
スク用ブランクスは、上記構成をとることにより、ター
ゲット面上での反応性ガスの濃度分布が均一化し、膜質
の面内分布が均一となり、下記式で示される反射率のバ
ラツキDが好ましくは0.1以下、より好ましくは0.
05以下であり、図5に示したような従来のスパッタ装
置を用いた方法に比べて均一な光学特性を備えたもので
ある。 (max−min)/(max+min)=D 〔式中、maxは反射率の測定値の最大値、minは反
射率の測定値の最小値を示す。〕
The blank for photomasks obtained by the manufacturing method of the present invention has the above structure, whereby the concentration distribution of the reactive gas on the target surface becomes uniform, and the in-plane distribution of the film quality becomes uniform. Is preferably 0.1 or less, more preferably 0.1 or less.
05 or less, and has more uniform optical characteristics than the conventional method using a sputtering apparatus as shown in FIG. (Max-min) / (max + min) = D [where, max represents the maximum value of the reflectance measurement value, and min represents the minimum value of the reflectance measurement value. ]

【0032】例えば、図1に示したようなスパッタリン
グ装置を用いて、図2に示したようにガス放出孔を多数
穿設したMoSiをターゲットとして用い、スパッタガ
スとしてArと酸素と窒素との混合ガスを用いて反応性
スパッタリングによりMoSiON膜を成膜し、このM
oSiON膜の400〜450nmの波長での反射率を
ナノメトリクス社製のナノスペックなどを用いて、反射
率の面内分布を5mm間隔で測定した場合、基板面内の
反射率の上記式で示されるバラツキDは0.1以下、よ
り好ましくは0.05以下となる。
For example, using a sputtering apparatus as shown in FIG. 1, MoSi having a large number of gas emission holes as shown in FIG. 2 as a target, and a mixture of Ar, oxygen and nitrogen as a sputtering gas. A MoSiON film is formed by reactive sputtering using a gas.
When the reflectivity of the oSiON film at a wavelength of 400 to 450 nm is measured at an interval of 5 mm using an in-plane distribution of reflectivity using Nanometrics manufactured by Nanometrics, the reflectivity in the substrate surface is represented by the above equation. The variation D is 0.1 or less, more preferably 0.05 or less.

【0033】なお、本発明のフォトマスク用ブランクス
の膜構成としては2層膜又は3層膜だけでなく、4層構
造膜とすることもできる。更に露光波長の位相を変化さ
せる位相シフト膜と組み合わせたものでもよい。また、
透過型だけでなく反射型マスクにも適応することができ
る。
The film structure of the photomask blank of the present invention may be not only a two-layer film or a three-layer film but also a four-layer film. Further, a combination with a phase shift film for changing the phase of the exposure wavelength may be used. Also,
The present invention can be applied not only to a transmission type but also to a reflection type mask.

【0034】本発明のフォトマスク用ブランクスを用い
てフォトマスクを製造する場合は、図4(A)に示した
ように、上記のようにして基板11上に薄膜層12を形
成した後、この薄膜層12の上にレジスト膜13を形成
し、図4(B)に示したように、レジスト膜13をパタ
ーニングし、更に図4(C)に示したように、薄膜層1
2をドライエッチング又はウエットエッチングした後、
図4(D)に示したように、レジスト膜13を剥離する
方法などが採用し得る。この場合、レジスト膜の塗布、
パターニング(露光、現像)、ドライエッチング又はウ
エットエッチング、レジスト膜の除去は、公知の方法に
よって行うことができる。
In the case of manufacturing a photomask using the photomask blank of the present invention, as shown in FIG. 4A, after forming the thin film layer 12 on the substrate 11 as described above, A resist film 13 is formed on the thin film layer 12, the resist film 13 is patterned as shown in FIG. 4B, and further, as shown in FIG.
2 after dry or wet etching,
As shown in FIG. 4D, a method of removing the resist film 13 or the like can be employed. In this case, application of a resist film,
Patterning (exposure and development), dry etching or wet etching, and removal of the resist film can be performed by known methods.

【0035】本発明の製造方法により得られるフォトマ
スクは、面内の光学的特性等の膜質均一性が高いので、
所望とする微細な幅のパターンを正確に形成することが
でき、更なる半導体集積回路装置などにおける高集積
化、微細化に十分対応することができるものである。
The photomask obtained by the manufacturing method of the present invention has high uniformity of film quality such as in-plane optical characteristics.
A pattern having a desired fine width can be accurately formed, and it is possible to sufficiently cope with further high integration and miniaturization in a semiconductor integrated circuit device or the like.

【0036】[0036]

【実施例】以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具
体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限される
ものではない。
EXAMPLES The present invention will be described below in detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

【0037】〔実施例1〕6”の石英基板上に、8”の
MoSi2.3をターゲット(図2に示したような配列で
直径3mmのガス放出孔が21個設けられている。)に
して、図1に示したスパッタリング装置を用いて、Ar
と酸素と窒素とを体積比で7:4:4に混合したスパッ
タガスを流して放電中のガス圧0.3Pa、500W、
成膜温度120℃でDCスパッタ法にてMoSiON膜
の成膜を行った。
[Example 1] On a 6 "quartz substrate, 8" MoSi 2.3 was used as a target (21 gas discharge holes having a diameter of 3 mm and arranged in the arrangement shown in FIG. 2). Using the sputtering apparatus shown in FIG.
And a gas pressure of 0.3 Pa, 500 W during discharge by flowing a sputtering gas in which oxygen and nitrogen are mixed in a volume ratio of 7: 4: 4.
A MoSiON film was formed by a DC sputtering method at a film formation temperature of 120 ° C.

【0038】得られたMoSiON膜について、450
nmの波長での反射率をナノメトリクス社製のナノスペ
ックを用い、反射率の基板面内分布を5mm間隔で測定
したところ下記式で示されるバラツキDは0.038で
あった。 (max−min)/(max+min)=D 〔式中、maxは反射率の測定値の最大値、minは反
射率の測定値の最小値を示す。〕
With respect to the obtained MoSiON film, 450
The reflectivity at the wavelength of nm was measured using Nanospec manufactured by Nanometrics Co., Ltd., and the in-plane distribution of the reflectivity was measured at intervals of 5 mm. The variation D represented by the following equation was 0.038. (Max-min) / (max + min) = D [where, max represents the maximum value of the reflectance measurement value, and min represents the minimum value of the reflectance measurement value. ]

【0039】〔比較例1〕6”の石英基板上に、8”の
MoSi2.3をターゲット(ガス放出孔なし)にして、
Arと酸素と窒素とを体積比で7:4:4に混合したス
パッタガスを図5に示したスパッタリング装置のチャン
バ側壁のガス供給口10から流して、放電中のガス圧
0.3Pa、500W、成膜温度120℃でDCスパッ
タ法にてMoSiON膜の成膜を行った。
[Comparative Example 1] On a 6 "quartz substrate, 8" MoSi 2.3 was used as a target (without gas release holes).
A sputtering gas in which Ar, oxygen, and nitrogen are mixed at a volume ratio of 7: 4: 4 flows from the gas supply port 10 on the side wall of the chamber of the sputtering apparatus shown in FIG. 5, and the gas pressure during discharge is 0.3 Pa and 500 W. The MoSiON film was formed at a film forming temperature of 120 ° C. by a DC sputtering method.

【0040】得られたMoSiON膜について、450
nmの波長での反射率をナノメトリクス社製のナノスペ
ックを用い、反射率の基板面内分布を5mm間隔で測定
したところ下記式で示されるバラツキDは0.24であ
った。 (max−min)/(max+min)=D 〔式中、maxは反射率の測定値の最大値、minは反
射率の測定値の最小値を示す。〕
With respect to the obtained MoSiON film, 450
The reflectivity at a wavelength of nm was measured using a Nanospec manufactured by Nanometrics Co., Ltd., and the distribution of the reflectivity in the plane of the substrate was measured at intervals of 5 mm. Variation D represented by the following equation was 0.24. (Max-min) / (max + min) = D [where, max represents the maximum value of the reflectance measurement value, and min represents the minimum value of the reflectance measurement value. ]

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明によれば、ガス放出孔を穿設した
ターゲットを用い、このターゲットのガス放出孔を通じ
て基板に向かって反応性ガスを含むスパッタガスを供給
しながら反応性スパッタリングを行うことにより、従来
のチャンバ側壁から反応性ガスを含むスパッタガスを供
給する方法のように、ターゲット面内の外縁部(ガス供
給口側)で反応性ガスが主に消費されてしまうため、基
板の中央部乃至ガス供給口の反対側の外縁部にまでスパ
ッタガスが十分に行き渡らないという不具合が解消さ
れ、ターゲット面上の反応性ガスの濃度分布が均一とな
り、光学的特性等の膜質均一性の高い膜を成膜すること
ができる。
According to the present invention, reactive sputtering is performed by using a target having a gas discharge hole and supplying a sputtering gas containing a reactive gas toward the substrate through the gas discharge hole of the target. Thus, unlike the conventional method of supplying a sputtering gas containing a reactive gas from the side wall of the chamber, the reactive gas is mainly consumed at the outer edge portion (gas supply port side) in the target surface, so that the center of the substrate is The problem that the sputtering gas does not sufficiently spread to the outer edge portion opposite to the gas supply port is resolved, the concentration distribution of the reactive gas on the target surface becomes uniform, and the film quality uniformity such as optical characteristics is high. A film can be formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例に係るスパッタリング装置の
概略図である。
FIG. 1 is a schematic view of a sputtering apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図2】本発明のターゲットの平面図である。FIG. 2 is a plan view of a target of the present invention.

【図3】同別のターゲットの平面図である。FIG. 3 is a plan view of another target.

【図4】フォトマスクの製造法を示した説明図であり、
(A)はレジスト膜を形成した状態、(B)はレジスト
膜をパターニングした状態、(C)はドライエッチング
又はウエットエッチングを行った状態、(D)はレジス
ト膜を除去した状態の概略断面図である。
FIG. 4 is an explanatory view showing a method for manufacturing a photomask,
(A) is a state in which a resist film is formed, (B) is a state in which the resist film is patterned, (C) is a state in which dry etching or wet etching is performed, and (D) is a schematic cross-sectional view in a state in which the resist film is removed. It is.

【図5】従来のスパッタリング装置の概略図である。FIG. 5 is a schematic view of a conventional sputtering apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ターゲット 2 11 基板 3 チャンバ 4 ガス放出孔 5 ガス供給管 6 ガス導入管 7 バッキングプレート 10 ガス供給口 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Target 2 11 Substrate 3 Chamber 4 Gas discharge hole 5 Gas supply pipe 6 Gas introduction pipe 7 Backing plate 10 Gas supply port

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡崎 智 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−1 信越化学工業株式会社精密機能材料研究所 内 Fターム(参考) 2H095 BC05 BC08  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Satoshi Okazaki 28-1 Nishifukushima, Kazagi-son, Nakakubijo-gun, Niigata Prefecture F-term (reference) 2H095 BC05 BC08

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ターゲットと、このターゲットと対向す
る位置に配設された成膜対象である基板とをチャンバ内
に備え、このチャンバ内に反応性ガスを含むスパッタガ
スを供給して、反応性スパッタリングを行うことにより
フォトマスク用ブランクスを製造する方法において、上
記ターゲットとしてガス供給管と連通したガス放出孔を
穿設したターゲットを用いると共に、このターゲットの
ガス放出孔を通じて基板に向かって反応性ガスを含むス
パッタガスを供給しながら反応性スパッタリングを行う
ことを特徴とするフォトマスク用ブランクスの製造方
法。
A chamber includes a target and a substrate to be formed, which is disposed at a position facing the target, and a sputtering gas containing a reactive gas is supplied into the chamber to generate a reactive gas. In the method for manufacturing a photomask blank by performing sputtering, a target having a gas discharge hole communicated with a gas supply pipe is used as the target, and a reactive gas is directed toward the substrate through the gas discharge hole of the target. And performing reactive sputtering while supplying a sputtering gas containing the same.
【請求項2】 ターゲットにガス放出孔を穿設すると共
に、このターゲット周囲にガス放出孔を穿設したガス導
入管を配設し、これらガス放出孔を通じて基板に向かっ
て反応性ガスを含むスパッタガスを供給する請求項1記
載のフォトマスク用ブランクスの製造方法。
2. A gas discharge hole is formed in a target, and a gas introduction pipe having a gas discharge hole is provided around the target. A sputtering gas containing a reactive gas is directed toward the substrate through the gas discharge hole. The method for producing a photomask blank according to claim 1, wherein a gas is supplied.
【請求項3】 ターゲット材料としてMoSi系材料又
はCr系材料を用いる請求項1又は2記載のフォトマス
ク用ブランクスの製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein a MoSi-based material or a Cr-based material is used as the target material.
【請求項4】 請求項1乃至3のいずれか1項記載の方
法により得られたフォトマスク用ブランクスをリソグラ
フィ法によりパターン形成することを特徴とするフォト
マスクの製造方法。
4. A method for manufacturing a photomask, comprising: patterning a photomask blank obtained by the method according to claim 1 by a lithography method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012215829A (en) * 2011-01-25 2012-11-08 Hoya Corp Spattering device for manufacturing mask blank, manufacturing method of mask blank for display device, and manufacturing method of mask for display device

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