JP2003195483A

JP2003195483A - フォトマスクブランク、フォトマスク、及びそれらの製造方法

Info

Publication number: JP2003195483A
Application number: JP2001399790A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Yamada; 剛之山田; Masaru Mitsui; 勝三井; Masao Ushida; 正男牛田
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2003-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】フォトマスクブランクを製造するに当たっ
て、反射防止機能を有する層を含む遮光膜の膜応力を低
減する。【解決手段】フォトマスクブランク１は、透明基板２
上に、反射防止機能を有する反射防止膜５を含む遮光膜
を形成してなる。遮光膜は、反射防止膜５の他に、クロ
ム窒化物からなる第１遮光膜３と、クロム炭化物からな
る第２遮光膜４との積層構造を有してなる。この様な遮
光膜を、全体としての膜厚が、６０ナノメートル〜７７
ナノメートルの範囲となるよう成膜する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フォトマスク及び
その原板であるフォトマスクブランク並びにそれらの製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路や液晶表示装置等の製造
において、フォトリソグラフィ工程ではフォトマスクが
使用される。フォトマスクは、その原板としての所謂フ
ォトマスクブランクを用いて製作される。フォトマスク
ブランクは、透明基板上に遮光膜を積層した構成を基本
とする。但し、この基本構成では、露光の際に露光光が
遮光膜の表面で反射してしまう問題がある。そこで、迷
光の発生を防止してパタンの転写精度を向上させるべ
く、遮光膜の上に酸化窒素クロム（ＣｒＯＮ）膜等の反
射防止層を更に積層したフォトマスクブランクを用いる
のが有効である。

【０００３】一方、この種のフォトマスクブランクは複
数層構造を有する為製造が困難である。また、場合によ
っては成膜後において遮光膜等に応力が残り、これに起
因してフォトマスクブランクそのものの平坦度が悪化す
る等の懸念がある。この様に、反射防止機能を有する反
射防止層を含む遮光膜には、反射防止層を含まない単な
る遮光膜に比べて、膜応力の発生と云う特有の問題があ
る。更に、本願発明者の研究によれば、上記の問題は遮
光膜が炭化クロム膜や酸化クロム膜を含んでなる場合に
特に深刻化する事が判明した。そこで、かかる問題を解
消する技術が本出願人によって既に出願されている（国
際公開番号：ＷＯ００／０７０／７２参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この技術は、遮光性機
能を有する薄膜にヘリウム（Ｈｅ）を添加せしめると云
う全く新規な着想に基づいて実現されたものであり、膜
応力の低減や膜質の向上等、従来の技術に勝る数多くの
特徴を発揮するものであったが、コスト低減等の観点か
ら更に優れた技術が望まれていた。本発明の目的は、フ
ォトマスク或いはフォトマスクブランクを製造するに当
たって、反射防止機能を有する層を含む遮光膜の膜応力
を低減する技術を提供する事にある。また、本発明の目
的は、品質の良いフォトマスクを実現する技術を提供す
る事にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】フォトマスクブランクに
おいて、反射防止機能を有する層を含む遮光膜の厚み
は、露光光に対して過不足のない遮光性を発揮する範囲
内に設定される。本発明は、その範囲の中でも、膜応力
を低減できる最適な範囲を探求する事を一目的として幾
多の研究を重ねた結果成されたものである。露光光とし
ては、Ｇ線、ｉ線、ＫｒＦレーザ、又はＡｒＦレーザ等
を使用できる。

【０００６】すなわち、本発明の第１の態様によれば、
透光性基板上に、反射防止機能を有する反射防止層を含
む遮光膜を形成してなるフォトマスクブランクにおい
て、前記遮光膜の膜厚を、６０ナノメートル〜７７ナノ
メートルの範囲としたことを特徴とするフォトマスクブ
ランクが提供される。

【０００７】前記遮光膜は、Ｇ線、ｉ線、ＫｒＦレー
ザ、又はＡｒＦレーザに対して遮光性を発揮するよう構
成されてなる。前記遮光膜は、ＫｒＦレーザに対して遮
光性を発揮するよう構成されてなるのが好ましい。発揮
する遮光性には過不足がない。ここで、Ｇ線の波長は４
３５［ｎｍ］、ｉ線の波長は３６５［ｎｍ］、ＫｒＦレ
ーザの波長は２４８［ｎｍ］、ＡｒＦレーザの波長は１
９３［ｎｍ］である。

【０００８】本発明の第２の態様によれば、第１の態様
によるフォトマスクブランクにおいて、前記遮光膜が、
炭素、酸素、及び窒素のうち少なくとも１つの元素を含
有するクロム膜を有してなることを特徴とするフォトマ
スクブランクが提供される。

【０００９】本発明の第３の態様によれば、第１又は第
２の態様によるフォトマスクブランクにおいて、前記反
射防止層が、クロムと、酸素及び窒素の少なくとも何れ
か一方と、の化合物からなることを特徴とするフォトマ
スクブランクが提供される。

【００１０】本発明の第４の態様によれば、第１乃至第
３の何れかの態様によるフォトマスクブランクにおい
て、前記遮光膜は前記反射防止層と化合物よりなる遮光
層とから構成されてあり、当該遮光層は更に、クロム窒
化物からなる第１の層とクロム炭化物からなる第２の層
との積層構造を有してなることを特徴とするフォトマス
クブランクが提供される。

【００１１】本発明の第５の態様によれば、第１乃至第
４の何れかの態様によるフォトマスクブランクにおい
て、前記反射防止膜は、Ｇ線、ｉ線、ＫｒＦレーザ、及
びＡｒＦレーザのうち少なくとも何れか１つが有する波
長に対して反射防止機能を有するよう構成されてなるこ
とを特徴とするフォトマスクブランクが提供される。

【００１２】本発明の第６の態様によれば、第１乃至第
５の何れかの態様によるフォトマスクブランクを用いて
製造したことを特徴とするフォトマスクが提供される。

【００１３】ここで、この第６の態様によるフォトマス
クは、Ｇ線、ｉ線、ＫｒＦレーザ、又はＡｒＦレーザを
用いた露光に適用できる。この第６の態様によるフォト
マスクは、ＫｒＦレーザを用いた露光に適用して好適で
ある。

【００１４】本発明の第７の態様によれば、反射防止機
能を有する反射防止層を含む遮光膜を、当該膜厚が６０
ナノメートル〜７７ナノメートルの範囲となるよう透光
性基板上に形成する成膜工程を含むことを特徴とするフ
ォトマスクブランクの製造方法が提供される。

【００１５】本発明の第８の態様によれば、第７の態様
によるフォトマスクブランクの製造方法において、前記
成膜工程には、クロムと酸素及び窒素の少なくとも何れ
か一方との化合物からなる前記反射防止層を、Ｇ線、ｉ
線、ＫｒＦレーザ、及びＡｒＦレーザのうち少なくとも
何れか１つが有する波長に対して反射防止機能を有する
ように成膜する工程が含まれていることを特徴とするフ
ォトマスクブランクの製造方法が提供される。

【００１６】本発明の第９の態様によれば、第７又は第
８の態様によるフォトマスクブランクの製造方法におい
て、前記成膜工程には、クロム窒化物からなる層と、ク
ロム炭化物からなる層と、の積層構造を有してなる遮光
層を成膜する工程が含まれていることを特徴とするフォ
トマスクブランクの製造方法が提供される。

【００１７】本発明の第９の態様によれば、第７乃至第
９の何れかの態様による製造方法によって得られたフォ
トマスクブランクにおける前記遮光膜を選択的に除去し
てマスクパタンを形成する工程を含むことを特徴とする
フォトマスクの製造方法が提供される。

【００１８】以下に、従来技術と本発明の相違点等につ
いて説明する。前述したＷＯ００／０７０／７２号公報
記載の技術では、基本となる請求の範囲においても又全
ての実施例においても一貫してＨｅを必須の構成要件と
しており、このＨｅを欠いた場合には遮光膜の膜応力を
低減できないのは明らかである。これに対して本発明
は、Ｈｅを全く用いなくて上記目的を達成できる様にし
ようとするものである。又本発明では、露光光としてＧ
線、ｉ線、ＫｒＦレーザ、又はＡｒＦレーザ（好ましく
はＫｒＦレーザ）の様な波長の短いものを対象としてお
り、これによって極めて微細な露光パタンにも対応でき
る等の点で優位にたつ。

【００１９】また、本発明は、反射防止機能を有さない
単なる遮光膜を対象とした技術等とは決定的に相違す
る。例えば、特開平１０−６９０５５号公報には、クロ
ム膜の厚みを６０〜７０［ｎｍ］としたブランクマスク
が開示されている。但し、当該公報には一貫して反射防
止層に関する示唆がなく、従って６０〜７０［ｎｍ］な
る数値範囲が反射防止層を考慮した値と云う事はできな
い。しかも、この数値範囲はドライエッチングを行う場
合においてのみ有効である点に注意を要する。反射防止
層を含む遮光膜の膜厚を最適化する事と、反射防止層を
含まない単なる遮光膜の膜厚範囲を数値限定する事とで
は、根本的な技術思想や技術的意義等全ての点において
決定的に相違するのである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１〜図５は、第１〜第３
実施例を説明する為の図であり、図１はフォトマスクブ
ランクを示す断面図、図２はフォトマスクを示す断面
図、図３はフォトマスクブランクの製造方法を説明する
為の図、図４はフォトマスクの製造方法を説明する為の
図、図５は各実施例において採用した条件等をまとめた
ものである。〔第１実施例〕図１に示す様に、第１実施例によるフォ
トマスクブランク１では、透光性基板として、両主表面
及び端面が精密研磨された５インチ×５インチ×０．０
９インチの石英ガラス基板（透明基板）を用いている。
透明基板２の上には、第１遮光膜３としての窒化クロム
（ＣｒＮ）膜が膜厚１５［ｎｍ］で形成されている。こ
のＣｒＮには、クロム（Ｃｒ）が８０原子％（以下、
「ａｔ％」と記す。）、窒素（Ｎ）が２０ａｔ％含まれ
ている。第１遮光膜３の上には、第２遮光膜４としての
炭化クロム（ＣｒＣ）膜が膜厚２５［ｎｍ］で形成され
ている。このＣｒＣには、Ｃｒが９４ａｔ％、炭素
（Ｃ）が６ａｔ％含まれている。第２遮光膜４の上に
は、反射防止膜５としての酸化窒化クロム（ＣｒＯＮ）
が膜厚２０［ｎｍ］で形成されている。このＣｒＯＮに
は、Ｃｒが３０ａｔ％、酸素（Ｏ）が４５ａｔ％、Ｎが
２５ａｔ％含まれている。

【００２１】そして、第１遮光膜３、第２遮光膜４、及
び反射防止膜５の３つの膜によって、本発明で云う遮光
膜を構成している。このうち反射防止膜５によって、本
発明で云う反射防止層を構成している。そして、上述の
様に本実施例においては、遮光膜全体としての膜厚を６
０［ｎｍ］としたものである。

【００２２】反射防止膜（ＣｒＯＮ膜）５における表面
反射率は、反射防止膜５中に含まれる酸素と窒素の含有
率によって制御できる。また、反射防止膜５の表面反射
率は、その膜厚を適宜調整することによって制御でき
る。反射防止膜５の表面反射率を制御するに当たり、露
光光の波長付近において膜厚に対する反射率依存性が少
なくなる様に、その組成を選択するのが好ましい。図２
は、第１実施例によるフォトマスクを示す断面図であ
る。このフォトマスク１１は、フォトマスクブランク１
の前記遮光膜をパタンニングする事により遮光膜パタン
を形成して製作したものである。

【００２３】以下、図３を参照してフォトマスクブラン
ク１の製造方法について説明する。先ず、石英基板の主
表面及び端面（側面）を精密研磨して得た５インチ×５
インチ×０．０９インチの透明基板２を用い、クロムタ
ーゲットを用いて、アルゴン（Ａｒ）と窒素（Ｎ）の混
合ガス雰囲気（Ａｒ：７２体積％、Ｎ２：２８体積％、
圧力０．３［Ｐａ］）中で反応性スパッタリングによ
り、図３（ａ）に示す様に、第１遮光膜３として膜厚１
５［ｎｍ］のＣｒＮ膜を形成した。得られたＣｒＮ膜に
おける窒素の含有率は２０ａｔ％であった。

【００２４】尚、透明基板２としては石英以外に、ソー
ダライム硝子、アルミノシリケート硝子、アルミノボロ
シリケート硝子その他の硝子、蛍石、弗化カルシウム、
弗化マグネシウム、又はシリコン等を用いる事ができ
る。特に、透明基板２としては、露光光が有する紫外域
の波長において吸収の少ない石英硝子が好ましい。

【００２５】但し、一般に石英硝子を用いた場合は、ソ
ーダライム硝子やアルミノボロシリケート硝子等を用い
る場合にに比べて、クロム膜との熱膨張係数差や硝種の
相違に起因する膜応力が発生する。本発明によれば、こ
の問題が解消されフォトマスク用の透光性基板として好
適な石英硝子を何らの支障もなく使用できる。

【００２６】次いで、クロムターゲットを用い、アルゴ
ンとメタンから成る混合ガス雰囲気（Ａｒ：９６．５体
積％、ＣＨ４：３．５体積％、圧力０．３［Ｐａ］）中
で、反応性スパッタリングにより、図３（ｂ）に示す様
に、第２遮光膜４として膜厚２５［ｎｍ］のＣｒＣ膜を
形成した。得られたＣｒＣ膜中の炭素含有率は６ａｔ％
であり、そのエッチングレートは０．３［ｎｍ／秒］で
あった。また、ＣｒＣ膜の結晶粒子径を透過型電子顕微
鏡（ＴＥＭ）で測定したところ、１〜７［ｎｍ］であっ
た。

【００２７】次いで、クロムターゲットを用い、アルゴ
ンと一酸化窒素の混合ガス雰囲気（Ａｒ：８７．５体積
％、ＮＯ；１２．５体積％、圧力：０．３［Ｐａ］）中
で反応性スパッタリングにより、図３（ｃ）に示す様
に、反射防止膜５としてＣｒＯＮ膜を形成した。ここ
で、ＣｒＯＮ膜の形成はＣｒＣ膜の形成と連続的に行っ
た。しかる後、スクラブ洗浄を行ってフォトマスクブラ
ンク１を得た。この場合において、ＣｒＯＮ膜が、フォ
トリソグラフィ工程におけるフォトマスク使用時の露光
光、及びこのＣｒＯＮ膜の上に塗布するフォトレジスト
への露光光、の双方に対して良好な反射防止機能を発揮
する様に、その膜厚を２０［ｎｍ］とした。尚、フォト
リソグラフィ工程では、露光光として波長２４８［ｎ
ｍ］のＫｒＦエキシマレーザを用いる。また、フォトレ
ジストへの露光光には、波長３６５［ｎｍ］のｉ線を用
いる。

【００２８】得られたフォトマスクブランク１における
ＣｒＯＮ膜中の酸素及び窒素の含有率を測定したとこ
ろ、酸素は４５ａｔ％、窒素は２５ａｔ％であった。ま
た、フォトマスク１の光学特性を市販の装置を使用して
測定したところ、波長２４８［ｎｍ］において光学濃度
（ＯＤ）２．５、表面反射率１２％であった。また、全
ての膜において膜欠陥もなく、膜質は良好であった。

【００２９】また、得られたフォトマスクブランク１の
平坦度変化量をＴＲＯＰＥＬ社製ＦＭ２００によって測
定したところ、−０．１［μｍ］であり、その平坦度の
極めて高い事が確認された。尚、平坦度変化量の符号
は、−（マイナス）の場合には引張応力的変化を、＋
（プラス）の場合には圧縮応力変化を示すものとする。

【００３０】また、フォトマスクブランク１における、
ＣｒＮ／ＣｒＣ／ＣｒＯＮ膜のシート抵抗を測定したと
ころ、２５［Ω／□］であり、良好な導電性が得られ
た。これは、電子露光の際にＣｒＯＮ膜とレジストとの
間に電荷の蓄積が起こりにくい事を示している。

【００３１】次に、図４を参照してフォトマスク１１の
製造方法について説明する。先ず、図４（ａ）に示す様
に、反射防止膜５の上に、フォトレジスト６を塗布し
た。次いで、パタン露光及び現像により、図４（ｂ）に
示す様に、レジストパタンを形成した。ここで、ＣｒＯ
Ｎは、反射防止機能を有するだけでなく、酸化防止機能
をも有しており、耐久性が良好である。また、ＣｒＯＮ
は、フォトレジストとの密着性が良好である。従って、
安定した高精度のパタンニングを行える。この様に、Ｃ
ｒＯＮは、フォトマスクブランクに用いて好適である。

【００３２】次いで、硝酸第２セリウムアンモニウム１
６５［ｇ］と、濃度７０％の過塩素酸４２［ｍｌ］に純
粋を加えて１０００［ｍｌ］としてエッチング液を摂氏
１９［℃］〜摂氏２０［℃］に保持し、このエッチング
液によってウエットエッチングを施して、レジストパタ
ンをマスクとして、図４（ｃ）に示す様に、ＣｒＯＮ膜
５をパタンニングした。

【００３３】このウエットエッチングにて、ＣｒＯＮ膜
５のパタンニング、ＣｒＣ膜４のパタンニング、及びＣ
ｒＮ膜３のパタンニングを連続して行った。ここで、前
記遮光膜には、ＣｒＣ膜が含まれている。これにより、
エッチングレートを最適化できた。しかる後、酸素プラ
ズマや硫酸を用いて通常の方法でフォトレジストを剥離
し、図４（ｄ）に示す様に、所望のパタンを有するフォ
トマスク１１を得た。得られたフォトマスク１１におけ
るマスクパタンの位置精度を測定したところ、設定値と
変わらず極めて良好であった。

【００３４】本実施例によれば、次の様な効果が得られ
る。（１）反射防止膜５を含んでなる遮光膜の膜厚を６０
［ｎｍ］に設定したので、遮光膜全体として充分な遮光
性（光学濃度）が得られ、且つこの遮光膜に発生する膜
応力を低減できる。膜応力を低減できるので、フォトマ
スクブランク１或いはフォトマスク１１の平坦度変化量
を最小限に抑制できる。これにより、パタンの転写精度
を向上できる。遮光膜をＣｒＮ膜、ＣｒＣ膜、及びＣｒ
ＯＮ膜の３層から構成すると共に、その膜厚を全体とし
て６０［ｎｍ］とした。従って、この遮光膜が必要な光
学濃度を有する一方で、当該遮光膜に発生する引っ張り
応力を最小限に抑制できた。これにより、フォトマスク
ブランク１或いはフォトマスク１１の基板そりを回避で
きた。

【００３５】（２）前記クロム窒化物からなる膜（第１
遮光膜３）は、透明基板２の上に他の膜を介さずに直接
成膜されている。窒素は、パタンニングした際の膜欠陥
（黒欠陥）を防止するだけでなく、透明基板２との密着
性を向上させる機能を発揮するので、フォトマスク１１
における遮光膜のパタン精度を向上できる。これによ
り、精度の高いフォトマスク１１を得る事ができる。

【００３６】（３）前記遮光膜は、窒素を含有し遮光性
を有する第１遮光膜３と、炭素を含有し遮光性を有する
第２遮光膜４と、前記反射防止層としての反射防止膜５
と、を積層してなる。遮光膜中の窒素及び炭素の含有量
（ａｔ％）を調整する事によってエッチングレートを最
適化できる。これにより、フォトマスクブランク或いは
フォトマスクの量産性を向上できる。第１遮光膜３の窒
素含有量を調整することにより、遮光膜の光学濃度を調
整することもできる。

【００３７】（４）遮光膜は化合物からなる。即ち、遮
光膜は、ＣｒＮ、ＣｒＣ、或いはＣｒＯＮ等の化合物か
ら成る。従って、その耐性の向上を図れると共に、クロ
ムその他の単体から成る遮光膜に比べて膜応力の発生を
低減できる。

【００３８】（５）反射防止膜５は酸素を含有して成
る。従って、酸素を含有しないものに比べてエッチング
時間を短縮できる。

【００３９】（６）反射防止膜５は、フォトマスク１１
の製造においてフォトレジスト６への露光に用いる露光
光（ｉ線）の波長（３６５［ｎｍ］）に対して反射防止
機能を発揮する。従って、フォトマスク１１における遮
光膜のパタンニング精度を向上できる。これにより、精
度の高いフォトマスク１１を得る事ができる。

【００４０】（７）前記反射防止膜はＣｒＯＮから成
り、当該ＣｒＯＮ膜は前記遮光膜の最も外側に配されて
いる。ＣｒＯＮは、フォトレジストとの密着性が良好な
ので、フォトマスクを製造するに当たり、安定した高精
度のパタンニングを行える。

【００４１】（８）反射防止膜５は、フォトリソグラフ
ィ工程における露光光（ＫｒＦレーザ）の波長（２４８
［ｎｍ］）に対して良好な反射防止機能を発揮する。従
って、迷光の発生を抑制でき、その結果パタンの転写精
度を向上できる。

【００４２】尚、実施例１では、スパッタ装置は特に限
定せず、一般的なスパッタ装置に適用可能な反応性スパ
ッタ法による成膜を例として説明した。実施例１は、例
えば真空チャンバ内にスパッタリングターゲットを配置
し、反応性スパッタリング法によってバッチ式に、各反
応室で１種類づつの膜を成膜する方法に適用できる。ま
た、所謂インライン型連続スパッタリング装置を用いる
こともできる。この場合は、ＣｒＮ膜、ＣｒＣ膜、及び
ＣｒＯＮ膜を連続して形成できるので、フォトマスクブ
ランクの量産性を向上できる。

【００４３】〔第２実施例〕先ず、石英基板の主表面及
び端面を精密研磨して得た５インチ×５インチ×０．０
９インチの透明基板を２用い、クロムターゲットを用い
て、アルゴンと窒素の混合ガス雰囲気（Ａｒ：８０体積
％、Ｎ₂：２０体積％、圧力０．３［Ｐａ］）中で反応
性スパッタリングにより、第１遮光膜３として膜厚１５
［ｎｍ］のＣｒＮ膜を形成した。得られたＣｒＮ膜にお
ける窒素の含有率は２０ａｔ％であった。

【００４４】次いで、クロムターゲットを用い、アルゴ
ンとメタンから成る混合ガス雰囲気中（Ａｒ：９５体積
％、ＣＨ₄：５体積％、圧力０．３［Ｐａ］）で、反応
性スパッタリングにより、第２遮光膜４として膜厚３５
［ｎｍ］のＣｒＣ膜を第１遮光膜３の上に形成した。得
られたＣｒＣ膜中の炭素含有率は６ａｔ％であり、その
エッチングレートは０．３［ｎｍ／秒］であった。ま
た、ＣｒＣ膜の結晶粒子径を透過型電子顕微鏡（ＴＥ
Ｍ）で測定したところ、１〜７［ｎｍ］であった。

【００４５】次いで、クロムターゲットを用い、アルゴ
ンと一酸化窒素の混合ガス雰囲気（Ａｒ：８５．５体積
％、ＮＯ；１４．５体積％、圧力：０．３［Ｐａ］）で
反応性スパッタリングにより、反射防止膜５としてＣｒ
ＯＮ膜を第２遮光膜４の上に形成した。この場合におい
て、ＣｒＯＮ膜が、マスク使用時の露光光であるＫｒＦ
（波長２４８［ｎｍ］）、及びフォトレジストへの露光
光であるｉ線（波長３６５［ｎｍ］）に対して良好な反
射防止機能を発揮する様に、その膜厚を２０［ｎｍ］と
した。即ち、第２実施例において遮光膜の厚みは全体と
して、７０［ｎｍ］となるよう設定した。また、ＣｒＯ
Ｎ膜の形成は、ＣｒＣ膜の形成と連続的に行った。しか
る後、スクラブ洗浄を行ってフォトマスクブランク１を
得た。

【００４６】得られたフォトマスクブランク１における
ＣｒＯＮ膜中の酸素及び窒素の含有率を測定したとこ
ろ、酸素は４５ａｔ％、窒素は２５ａｔ％であった。ま
た、フォトマスク１の光学特性を市販の装置を使用して
測定したところ、波長２４８［ｎｍ］において光学濃度
（ＯＤ）３．０、表面反射率１２％であった。また、全
ての膜において膜欠陥もなく、膜質は良好であった。

【００４７】また、フォトマスクブランク１における、
ＣｒＮ／ＣｒＣ／ＣｒＯＮ膜のシート抵抗を測定したと
ころ、２５［Ω／□］であり、良好な導電性が得られ
た。これは、電子露光の際にＣｒＯＮ膜とレジストとの
間に電荷の蓄積が起こりにくい事を示している。

【００４８】次いで、得られたフォトマスクブランク１
における反射防止膜５の上にフォトレジストを塗布し
た。次いで、パタン露光及び現像により、レジストパタ
ンを形成した。露光には、ｉ線（波長３６５［ｎｍ］）
を使用した。

【００４９】次いで、硝酸第２セリウムアンモニウム１
６５［ｇ］と、濃度７０％の過塩素酸４２［ｍｌ］に純
水を加えて１０００［ｍｌ］としてエッチング液を摂氏
１９［℃］〜摂氏２０［℃］に保持し、このエッチング
液によってウエットエッチングを施して、レジストパタ
ンをマスクとしてＣｒＯＮ膜をパタンニングした。

【００５０】更に、このウエットエッチングにて、Ｃｒ
ＯＮ膜のパタンニング、ＣｒＣ膜のパタンニング、及び
ＣｒＮ膜のパタンニングを連続して行い、酸素プラズマ
や硫酸を用いて通常の方法でレジストを剥離し、所望パ
タンを有するフォトマスクを得た。得られたフォトマス
クにおけるマスクパタンの位置精度を測定したところ、
設定値と変わらず極めて良好であった。本実施例では、
遮光膜の膜厚を７０［ｎｍ］とした。これにより、この
遮光膜が膜応力を生ぜしめる事無く、優れた遮光性を発
揮することとなった。

【００５１】〔第３実施例〕先ず、石英基板の主表面及
び端面を精密研磨して得た５インチ×５インチ×０．０
９インチの透明基板を用い、クロムターゲットを用い、
アルゴンと窒素の混合ガス雰囲気（Ａｒ：７２体積％、
Ｎ２：２８体積％、圧力０．３［Ｐａ］）中で反応性ス
パッタリングにより、第１遮光膜として膜厚２０［ｎ
ｍ］のＣｒＮ膜を形成した。

【００５２】次いで、クロムターゲットを用い、アルゴ
ンとメタンから成る混合ガス雰囲気中（Ａｒ：９６．５
体積％、ＣＨ₄：３．５体積％、圧力０．３［Ｐａ］）
で、反応性スパッタリングにより、第２遮光膜として膜
厚３７［ｎｍ］のＣｒＣ膜を第１遮光膜上に形成した。
得られたＣｒＣ膜中の炭素含有率は６ａｔ％であり、そ
のエッチングレートは０．３［ｎｍ／秒］であった。ま
た、ＣｒＣ膜の結晶粒子径を透過型電子顕微鏡（ＴＥ
Ｍ）で測定したところ、１〜７［ｎｍ］であった。

【００５３】次いで、クロムターゲットを用い、アルゴ
ンと一酸化窒素の混合ガス雰囲気（Ａｒ：８７．５体積
％、ＮＯ；１２．５体積％、圧力：０．３［Ｐａ］）で
反応性スパッタリングにより、反射防止膜としてＣｒＯ
Ｎ膜を第２遮光膜上に形成した。この場合において、Ｃ
ｒＯＮ膜が、マスク使用時の露光光であるＫｒＦ（波長
２４８［ｎｍ］）に対して反射防止機能を発揮する様
に、その膜厚を１５［ｎｍ］とした。即ち、第３実施例
において遮光膜の厚みは全体として、７２［ｎｍ］とな
るよう設定した。また、ＣｒＯＮ膜の形成は、ＣｒＣ膜
の形成と連続的に行った。しかる後、スクラブ洗浄を行
ってフォトマスクブランクを得た。

【００５４】得られたフォトマスクブランクにおけるＣ
ｒＯＮ膜中の酸素及び窒素の含有率を測定したところ、
酸素は４５ａｔ％、窒素は２５ａｔ％であった。また、
フォトマスク１の光学特性を市販の装置を使用して測定
したところ、波長２４８［ｎｍ］において光学濃度（Ｏ
Ｄ）３．１、表面反射率１２％であった。また、全ての
膜において膜欠陥もなく、膜質は良好であった。

【００５５】また、フォトマスクブランクにおける、Ｃ
ｒＮ／ＣｒＣ／ＣｒＯＮ膜のシート抵抗を測定したとこ
ろ、２５［Ω／□］であり、良好な導電性が得られた。
これは、電子露光の際にＣｒＯＮ膜とレジストとの間に
電荷の蓄積が起こりにくい事を示している。

【００５６】次いで、得られたフォトマスクブランクに
おけるＣｒＯＮ膜上に、フォトレジストを塗布した。次
いで、パタン露光及び現像により、レジストパタンを形
成した。

【００５７】次いで、硝酸第２セリウムアンモニウム１
６５［ｇ］と、濃度７０％の過塩素酸４２［ｍｌ］に純
水を加えて１０００［ｍｌ］としてエッチング液を摂氏
１９［℃］〜摂氏２０［℃］に保持し、このエッチング
液によってウエットエッチングを施して、レジストパタ
ンをマスクとしてＣｒＯＮ膜をパタンニングした。

【００５８】更に、このウエットエッチングにて、Ｃｒ
ＯＮ膜のパタンニング、ＣｒＣ膜のパタンニング、及び
ＣｒＮ膜のパタンニングを連続して行い、酸素プラズマ
や硫酸を用いて通常の方法でレジストを剥離し、所望パ
タンを有するフォトマスクを得た。得られたフォトマス
クにおけるマスクパタンの位置精度を測定したところ、
設定値と変わらず極めて良好であった。本実施例では、
遮光膜の膜厚を７２［ｎｍ］とした。これにより、この
遮光膜が膜応力を生ぜしめる事無く、優れた遮光性を発
揮することとなった。

【００５９】以上、好ましい例として第１〜第３実施例
について説明した。当該各実施例によるフォトマスクを
用いて、半導体ウエハその他の被転写体に対し露光及び
現像処理を行ったところ、被転写体に良好な微細パタン
を形成する事ができた。

【００６０】尚、上記各実施例において、前記遮光膜と
してはＣｒ単体や、Ｃｒに炭素、酸素、窒素、弗素のう
ち少なくとも１種を含む材料とすることもできる。ま
た、ＣｒＮ膜を省略しても構わない。この場合、遮光膜
はＣｒＣ膜とＣｒＯＮ膜とから構成される。また、薄膜
の素材として、主としてクロムを含む膜を挙げたが、こ
れに限らず引張応力的変化を引き起こす素材などを用い
て差し支えない。そのような素材としては、主として遷
移金属（Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ等）を含む
ものが挙げられる。

【００６１】以下に、比較例１及び比較例２について説
明する。各比較例において設定した条件等を図６にまと
めた。〔比較例１〕ＣｒＮ膜の膜厚を１５［ｎｍ］、ＣｒＣ膜
の膜厚を２０［ｎｍ］、ＣｒＯＮ膜の膜厚を２０［ｎ
ｍ］とし、遮光膜全体としての膜厚が５５［ｎｍ］とな
るように実施例１〜３と同様の手順でフォトマスクを製
造した。但し、反応性スパッタリングにおいて、ＣｒＮ
膜を製造する際のガス体積比をＡｒ：８０体積％、
Ｎ₂：２０体積％とし、ＣｒＣ膜を製造する際のガス体
積比をＡｒ：９５体積％、ＣＨ₄：５体積％とし、Ｃｒ
ＯＮ膜を製造する際のガス体積比をＡｒ：８５．５体積
％、ＮＯ：１４．５体積％とした。得られたフォトマス
クの遮光膜は、露光光（ＫｒＦレーザ）に対して充分な
遮光性を発揮せず、パタンの転写精度が悪化した。

【００６２】〔比較例２〕ＣｒＮ膜の膜厚を２０［ｎ
ｍ］、ＣｒＣ膜の膜厚を６０［ｎｍ］、ＣｒＯＮ膜の膜
厚を２５［ｎｍ］とし、遮光膜全体としての膜厚が１０
５［ｎｍ］となるように実施例１〜３と同様の手順でフ
ォトマスクを製造した。但し、反応性スパッタリングに
おいて、ＣｒＮ膜を製造する際のガス体積比をＡｒ：８
０体積％、Ｎ₂：２０体積％とし、ＣｒＣ膜を製造する
際のガス体積比をＡｒ：９５体積％、ＣＨ₄：５体積％
とし、ＣｒＯＮ膜を製造する際のガス体積比をＡｒ：８
７体積％、ＮＯ：１３体積％とした。得られたフォトマ
スクの遮光膜は、ＫｒＦレーザに対して光学濃度４．０
以上の充分な遮光性を示した反面、大きな引張膜応力が
発生した。これに起因して、フォトマスクが反ってしま
い、パタンの転写精度が悪化した。得られたフォトマス
クの平坦度変化量を測定したところ、−０．２［μｍ］
であった。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、品質の良いフォトマス
クブランク或いはフォトマスクが実現される。また、本
発明によれば、フォトマスク或いはフォトマスクブラン
クを製造するに当たって、反射防止機能を有する層を含
む遮光膜の膜応力を低減することが実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例によるフォトマスクブランクを示す図で
ある。

【図２】実施例によるフォトマスクを示す図である。

【図３】実施例によるフォトマスクブランクの製造方法
を説明する為の図である。

【図４】実施例によるフォトマスの製造方法を説明する
為の図である。

【図５】各実施例における設定条件をまとめた表を示す
図である。

【図６】各比較例における設定条件をまとめた表を示す
図である。

【符号の説明】

１フォトマスクブランク２透明基板（透光性基板）３第１遮光膜（ＣｒＮ膜）４第２遮光膜（ＣｒＣ膜）５反射防止膜（ＣｒＯＮ膜）１１フォトマスク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者牛田正男東京都新宿区中落合２丁目７番５号ホーヤ株式会社内Ｆターム(参考） 2H095 BA07 BC05 BC14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透光性基板上に、反射防止機能を有する反
射防止層を含む遮光膜が形成されてなるフォトマスクブ
ランクにおいて、前記遮光膜の膜厚が、６０ナノメートル〜７７ナノメー
トルの範囲とされていることを特徴とするフォトマスク
ブランク。
【請求項２】前記遮光膜が、炭素、酸素、及び窒素のう
ち少なくとも１つの元素を含有するクロム膜を有してな
ることを特徴とする請求項１記載のフォトマスクブラン
ク。
【請求項３】前記反射防止層が、クロムと、酸素及び窒
素の少なくとも何れか一方と、の化合物からなることを
特徴とする請求項１又は２記載のフォトマスクブラン
ク。
【請求項４】前記遮光膜は、前記反射防止層と、化合物
よりなる遮光層と、から構成されてあり、当該遮光層は更に、クロム窒化物からなる第１の層と、
クロム炭化物からなる第２の層と、の積層構造を有して
なることを特徴とする請求項１乃至３の何れか記載のフ
ォトマスクブランク。
【請求項５】前記反射防止膜は、Ｇ線、ｉ線、ＫｒＦレ
ーザ、及びＡｒＦレーザのうち少なくとも何れか１つが
有する波長に対して反射防止機能を有するよう構成され
てなることを特徴とする請求項１乃至４の何れか記載の
フォトマスクブランク。
【請求項６】請求項１乃至５の何れか記載のフォトマス
クブランクを用いて製造されたことを特徴とするフォト
マスク。
【請求項７】反射防止機能を有する反射防止層を含む遮
光膜を、当該膜厚が６０ナノメートル〜７７ナノメート
ルの範囲となるよう透光性基板上に形成する成膜工程を
含むことを特徴とするフォトマスクブランクの製造方
法。
【請求項８】前記成膜工程には、クロムと、酸素及び窒
素の少なくとも何れか一方と、の化合物からなる前記反
射防止層を、Ｇ線、ｉ線、ＫｒＦレーザ、及びＡｒＦレ
ーザのうち少なくとも何れか１つが有する波長に対して
反射防止機能を有するように成膜する工程が含まれてい
ることを特徴とする請求項７記載のフォトマスクブラン
クの製造方法。
【請求項９】前記成膜工程には、クロム窒化物からなる
層と、クロム炭化物からなる層と、の積層構造を有して
なる遮光層を成膜する工程が含まれていることを特徴と
する請求項７又は８記載のフォトマスクブランクの製造
方法。
【請求項１０】請求項７乃至９の何れか記載の製造方法
によって得られたフォトマスクブランクにおける前記遮
光膜を選択的に除去してマスクパタンを形成する工程を
含むことを特徴とするフォトマスクの製造方法。