JP2004333653A - 位相シフトマスクブランク及び位相シフトフォトマスク - Google Patents
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Abstract
【課題】基板上に、少なくとも位相シフト膜とメタル含有膜を有する位相シフトマスクブランクであって、該位相シフト膜と該メタル含有膜の密着性を向上した位相シフトマスクブランクを提供する。
【解決手段】位相シフトマスクブランクであって、少なくとも、基板上に、金属シリサイド化合物を主成分とする１層以上の位相シフト膜と、１層以上のメタル含有膜を具備し、前記位相シフト膜とメタル含有膜との界面にＳｉＯｘ層を具備し、前記位相シフト膜と前記ＳｉＯｘ層の界面に、膜の組成が連続的に変化した層を有するものであることを特徴とする位相シフトマスクブランク。
【選択図】 図１
【解決手段】位相シフトマスクブランクであって、少なくとも、基板上に、金属シリサイド化合物を主成分とする１層以上の位相シフト膜と、１層以上のメタル含有膜を具備し、前記位相シフト膜とメタル含有膜との界面にＳｉＯｘ層を具備し、前記位相シフト膜と前記ＳｉＯｘ層の界面に、膜の組成が連続的に変化した層を有するものであることを特徴とする位相シフトマスクブランク。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、位相シフトマスクブランクに関し、特に、位相シフト膜によって露光波長の光の強度を減衰させることができるハーフトーン型位相シフトマスクブランクに関する。さらに、本発明は、このような位相シフトマスクブランクにパターンを形成した位相シフトフォトマスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、磁気ヘッドなどの微細加工には、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。このフォトリソグラフィーで使われるフォトマスクは、フォトマスクブランクにパターンを形成することで製造される。
【０００３】
フォトマスクブランクとしては、通常、石英ガラス等の透光性基板上にクロム等からなる遮光膜を設けたものが使用されている。
【０００４】
しかし、近年、フォトリソグラフィー技術において、さらに微細な加工が求められている。さらなる微細化に応える技術として、フォトリソグラフィーで使われるフォトマスクに位相シフトフォトマスクを用いる位相シフトリソグラフィーが注目を集めている。位相シフトリソグラフィーは、フォトリソグラフィー技術において、解像度を上げてさらに微細な加工を可能とする技術のひとつであり、位相シフトマスクを透過する露光光間に位相差を与えることによる透過光相互の干渉を利用して解像度を飛躍的に向上できるようにしたものである。
【０００５】
このような位相シフトフォトマスクには、レベンソン型、補助パターン型、自己整合型などのタイプが知られており、近年開発が活発に行われているが、位相シフトフォトマスクのひとつとして、いわゆるハーフトーン型位相シフトフォトマスクと呼ばれるものがあり、現在最も実用化の可能性が高い位相シフトフォトマスクとなっている。
【０００６】
このハーフトーン型位相シフトフォトマスクは、透明基板上に形成するマスクパターンを、実質的に露光に寄与する強度の光を透過させる光透過部と、実質的に露光に寄与しない強度の光を透過させる光半透過部とで構成されており、この光半透過部は露光光を実質的に遮断する遮光機能と、光の位相を通常１８０度シフトさせる位相シフト機能との二つの機能を併せ持つことを特徴とする。
【０００７】
そして、光透過部と光半透過部との境界付近を透過した光は、光透過部を透過した光と光半透過部を透過した光とで互いに位相が１８０度異なることから打ち消し合うように干渉する。このことで光透過部と光半透過部の境界部の光強度をほぼゼロとし境界部のコントラストすなわち解像度を向上させるのである。
【０００８】
このようなハーフトーン型位相シフトフォトマスクに使用される位相シフトマスクブランクとしては、構造が簡単で製造が容易な単層の位相シフト膜を有するものや、透過率、位相差、反射率、屈折率などの光学特性、薬品耐性などの耐久性等を満足させるための複数層の位相シフト膜を有するものがある。単層の位相シフト膜を有するものとしては、例えば、ＭｏＳｉＯ、ＭｏＳｉＯＮ等のモリブデンシリコン化合物を主成分として含む位相シフト膜を単層で形成したハーフトーン型位相シフトマスクブランクが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
また、位相シフト膜の上に遮光膜を形成することもできる。位相シフト膜上に形成する遮光膜としては、例えばクロム系の遮光膜が挙げられるが、クロム系の遮光膜は光反射率が大きい。そのため、位相シフトリソグラフィーにおいて、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位相シフトフォトマスクで反射し、再び半導体基板に戻るという恐れがある。したがって、これを防止するため、遮光膜の表面（位相シフト膜と反対側）又は裏面（位相シフト膜側）のいずれか片面、又は両面に反射防止膜を通常形成している。
例えば、被露光物である半導体基板で反射した光が位相シフトフォトマスクで再度反射されるのを防止するために、遮光膜の表面に反射防止膜を設けているものを２層構造膜と呼び、遮光膜の裏面にも反射防止膜を設けているものを３層構造膜と呼ぶ。
【００１０】
従来、フォトマスクブランクにおいて、遮光膜の裏面の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を、遮光膜としてクロム膜を、遮光膜の表面側の反射防止膜としてクロム酸化物及びクロム窒化物を含有するクロム酸化窒化物膜を順次積層した３層構造膜を有するフォトマスクブランクが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。さらに、反射防止膜としてＣｒＯＮを用いたもの（例えば、特許文献３、特許文献４参照。）、ＣｒＮを用いたもの（例えば、特許文献４、特許文献５参照。）等が提案されている。
一方、遮光膜として窒化クロムを用いた単層膜（例えば、特許文献６参照。）等も提案されている。
【００１１】
また、一般的に、位相シフトフォトマスクの製造工程においては、位相シフト膜上に電気伝導性を有する膜を形成し、電子線露光時のチャージアップを防ぐ方法が用いられている。尚、前記遮光膜及び／又は反射防止膜を、電気伝導性を有する材質のものとすることもある。
【００１２】
このように、位相シフトマスクブランク及び位相シフトフォトマスクにおいては、基板上に、通常、位相シフト膜の他、例えば遮光膜、反射防止膜、電気伝導性を有する膜といった１層以上のメタル含有膜を具備している。このような位相シフトマスクブランクの一例を図３に示す。この位相シフトマスクブランク３０は、基板３１の上に、位相シフト膜３２が設けられ、さらに位相シフト膜３２に直接積層されたメタル含有膜３５が設けられている。
しかし、このような従来の位相シフトマスクブランクに微細パターンを形成すると、位相シフト膜とメタル含有膜との界面の密着性が悪いため、位相シフト膜からメタル含有膜がはがれパーティクルの原因となるという問題が多発していた。
【００１３】
【特許文献１】
特開平７−１４０６３５号公報
【特許文献２】
特公昭６２−３７３８５号公報
【特許文献３】
特公昭６１−４６８２１号公報
【特許文献４】
特公昭６２−２７３８７号公報
【特許文献５】
特公昭６２−２７３８６号公報
【特許文献６】
特公平４−１３３９号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、基板上に、少なくとも位相シフターとして機能する位相シフト膜と、遮光膜、反射防止膜等として機能するメタル含有膜を有する位相シフトマスクブランクであって、前記位相シフト膜と前記メタル含有膜の密着性を向上した位相シフトマスクブランクを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、位相シフトマスクブランクであって、少なくとも、基板上に、金属シリサイド化合物を主成分とする１層以上の位相シフト膜と、１層以上のメタル含有膜を具備し、前記位相シフト膜とメタル含有膜との界面にＳｉＯｘ層を具備し、前記位相シフト膜と前記ＳｉＯｘ層の界面に、膜の組成が連続的に変化した層を有するものであることを特徴とする位相シフトマスクブランクを提供する（請求項１）。
【００１６】
このように、位相シフト膜とメタル含有膜との界面にＳｉＯｘ層を具備することで、位相シフト膜とメタル含有膜を直接密着させた場合と比較して、膜同士の密着性が向上し、その界面で位相シフト膜からメタル含有膜が剥離する可能性を減じることができる。さらに、前記位相シフト膜と前記ＳｉＯｘ層の界面に、膜の組成が連続的に変化した層（以下、連続変化層と言う場合がある。）を有するものであることで、位相シフト膜とＳｉＯｘ層の密着性も向上するため、位相シフト膜からＳｉＯｘ層が剥離する可能性も減じられる。そして、このようなＳｉＯｘ層、連続変化層を介して積層されることで、位相シフト膜とメタル含有膜の密着性がさらに向上する。したがって、位相シフトマスクブランクにより微細なパターンを形成しても、位相シフト膜からメタル含有膜が剥離する可能性がさらに低くなり、剥離した場合に生じるパーティクルの発生やピンホール等の欠陥の発生を防ぐことができる。
【００１７】
この場合、前記位相シフト膜中の金属シリサイド化合物が、金属シリサイド、金属シリサイド酸化物、金属シリサイド窒化物、金属シリサイド酸化窒化物、金属シリサイド酸化炭化物、金属シリサイド酸化窒化炭化物から選択される１以上の金属シリサイド化合物を主成分とするものであるものとすることができる（請求項２）。また、前記位相シフト膜中の金属シリサイド化合物の金属が、モリブデン、チタン、タンタル、タングステン、クロム、ジルコニウム、ゲルマニウムから選択される１以上の金属であるものとすることができる（請求項３）。
【００１８】
このような位相シフト膜中の金属シリサイド化合物を用い、さらにはこのような位相シフト膜中の金属シリサイド化合物の金属を用いることで、所望の光学特性及び耐久性を有する位相シフト膜とすることができる。
【００１９】
さらに、前記ＳｉＯｘ層の厚さが、１ｎｍ−２０ｎｍの範囲であるのが好ましい（請求項４）
【００２０】
このように、ＳｉＯｘ層の厚さが、１ｎｍ−２０ｎｍの範囲であれば、位相シフト膜とメタル含有膜を直接密着させる場合と比較して、ＳｉＯｘ層の存在により、位相シフト膜とメタル含有膜の界面の密着性を十分に向上させることができる。
【００２１】
この場合、前記位相シフト膜は、透過する露光光の位相を１８０±５度変換するもので、かつ３〜４０％の透過率を有するものであるのが好ましい（請求項５）。
【００２２】
このように、位相シフト膜は、透過する露光光の位相を１８０±５度変換するもので、かつ３〜４０％の透過率を有するものであれば、この位相シフトマスクブランクにパターンを形成した位相シフトフォトマスクは、位相シフトリソグラフィーにおいて、特に効果的に、光透過部と光半透過部の境界部のコントラストすなわち解像度を向上させることができるハーフトーン型位相シフトフォトマスクとなる。
【００２３】
この場合、前記メタル含有膜が、クロムシリサイド膜、クロム膜、クロム酸化膜、クロム炭化膜、クロム窒化膜、クロム酸化窒化膜、クロム酸化窒化炭化膜から選択されるいずれか１以上のメタル含有膜であるものとすることができる（請求項６）。
【００２４】
このように、前記メタル含有膜が、クロムシリサイド膜、クロム膜、クロム酸化膜、クロム炭化膜、クロム窒化膜、クロム酸化窒化膜、クロム酸化窒化炭化膜から選択されるいずれか１以上のメタル含有膜であれば、目的に応じて、例えば、遮光膜、反射防止膜、電気伝導性を有する膜といった所望の膜とすることができる。
【００２５】
さらに、本発明の位相シフトマスクブランクにパターン形成がされたものであることを特徴とする位相シフトフォトマスクが提供される（請求項７）。
【００２６】
本発明の位相シフトマスクブランクにパターンが形成された位相シフトフォトマスクであれば、微細パターンを形成しても位相シフト膜からメタル含有膜が剥離する可能性が低いので、位相シフトリソグラフィーにおいて、微細なパターンを半導体基板に良好に転写することのできる位相シフトフォトマスクとして用いることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明者らは、鋭意研究及び検討を重ねた結果、位相シフト膜とメタル含有膜を直接密着させるのではなく、位相シフト膜とメタル含有膜の界面に、ＳｉＯｘ層を設け、さらに、前記位相シフト膜と前記ＳｉＯｘ層の界面に、膜の組成が連続的に変化した層（連続変化層）を設けることにより、位相シフト膜とＳｉＯｘ層の密着性、さらには位相シフト膜とメタル含有膜の密着性を向上することができることに想到し、本発明を完成させたものである。
【００２８】
すなわち、本発明の位相シフトマスクブランクは、少なくとも、基板上に、金属シリサイド化合物を主成分とする１層以上の位相シフト膜と、１層以上のメタル含有膜を具備し、前記位相シフト膜とメタル含有膜との界面にＳｉＯｘ層を具備し、前記位相シフト膜と前記ＳｉＯｘ層の界面に、膜の組成が連続的に変化した層を有するものである。
尚、メタル含有膜は、位相シフト膜の上にあっても良いし、基板と位相シフト膜の間にあっても良い。
【００２９】
このような本発明の位相シフトマスクブランクの一例を図１に示す。この位相シフトマスクブランク１０は、基板１１上に、モリブデンシリサイド酸化窒化物を主成分とする位相シフト膜１２と、メタル含有膜１５を具備し、位相シフト膜１２とメタル含有膜１５の界面にＳｉＯｘ層１４を具備し、さらに、位相シフト膜１２とＳｉＯｘ層１４の界面に連続変化層１３を有する（図１（ａ））。連続変化層１３は、Ｍｏ、Ｓｉ、窒素、酸素の含有量が連続的に変化したもの、すなわち位相シフト膜１２とＳｉＯｘ層１４の組成が、連続的に変化したものとなっている（図１（ｂ））。
【００３０】
このように、位相シフト膜１２とメタル含有膜１５との界面にＳｉＯｘ層１４を具備することで、位相シフト膜とメタル含有膜を直接密着させた場合と比較して、膜同士の密着性が向上し、その界面で位相シフト膜からメタル含有膜が剥離するのを抑制することができる。さらに、位相シフト膜１２とＳｉＯｘ層１４の界面に、連続変化層１３を有するものであることで、位相シフト膜１２とＳｉＯｘ層１４の密着性も向上するため、位相シフト膜からＳｉＯｘ層が剥離する可能性も減じられる。そして、このようなＳｉＯｘ層、連続変化層を介して、位相シフト膜とメタル含有膜が積層されていることで密着性がさらに向上する。したがって、この位相シフトマスクブランクに微細なパターンを形成しても、位相シフト膜からメタル含有膜が剥離する可能性がさらに低くなり、剥離した場合に生じるパーティクルの発生やピンホール等の欠陥の発生を防ぐことができる。
【００３１】
また、本発明の位相シフトマスクブランクにおいて、位相シフト膜は、金属シリサイド化合物を主成分として含むものであるが、金属シリサイド化合物としては、例えば、金属シリサイド、金属シリサイド酸化物、金属シリサイド窒化物、金属シリサイド酸化窒化物、金属シリサイド酸化炭化物、金属シリサイド酸化窒化炭化物などを主成分とするものを挙げることができ、これらを単一又は複数で含むことができる。
【００３２】
さらに、位相シフト膜中の金属シリサイド化合物の金属としては、例えば、モリブデン、チタン、タンタル、タングステン、クロム、ジルコニウム、ゲルマニウムなどを挙げることができ、これらが単一又は複数で含まれて良い。
【００３３】
特に、位相シフト膜中の金属シリサイド化合物は、モリブデンシリサイド酸化炭化物（ＭｏＳｉＯＣ）、モリブデンシリサイド酸化窒化炭化物（ＭｏＳｉＯＮＣ）、モリブデンシリサイド酸化窒化物（ＭｏＳｉＯＮ）、モリブデンシリサイド窒化物（ＭｏＳｉＮ）のいずれかであることが好ましい。これらのモリブデンシリサイド化合物を主成分とする位相シフト膜をスパッタ成膜するためのモリブデンシリサイドターゲットは、緻密で高純度のものを得易いので、高品質の位相シフト膜を形成することができるからである。
【００３４】
また、位相シフト膜とメタル含有膜の界面に設けるＳｉＯｘ層は、厚さを、１ｎｍ−２０ｎｍの範囲とすることが好ましく、この範囲であれば、位相シフト膜とメタル含有膜を直接密着させる場合と比較して、位相シフト膜とメタル含有膜の界面の密着性を十分に向上させることができる。
【００３５】
位相シフトマスクブランクにおける基板としては、位相シフトリソグラフィーにおいて、露光波長に対して透明な基板であれば特に制限されるものではなく、例えば、石英基板、蛍石、低熱膨張ガラスなどが挙げられる。特に、石英基板又は二酸化珪素を主成分とする基板が好ましく用いられる。
【００３６】
また、位相シフト膜は、透過する露光光の位相を１８０±５度変換するもので、かつ数％〜数十％（好ましくは、３〜４０％）の透過率を有するものであるのが好ましい。このような光学特性を有する位相シフトマスクブランクにパターンを形成した位相シフトフォトマスクは、位相シフトリソグラフィーにおいて、特に効果的に、光透過部と光半透過部の境界部のコントラストすなわち解像度を向上させることができるハーフトーン型位相シフトフォトマスクとなる。
【００３７】
また、本発明の位相シフトマスクブランクにおいて、メタル含有膜は、例えば、クロムシリサイド膜、クロム膜、クロム酸化膜、クロム炭化膜、クロム窒化膜、クロム酸化窒化膜、クロム酸化窒化炭化膜などが挙げられ、これらが単層又は複数層で形成される。これらのメタル含有膜は、例えば遮光膜、反射防止膜、電気伝導性を有する膜などとして、その目的に応じて形成される。
【００３８】
このような本発明の位相シフトマスクブランクにパターンが形成された位相シフトフォトマスクであれば、微細パターンを形成しても位相シフト膜からメタル含有膜が剥離する可能性が低いので、パーティクルや欠陥の発生がなく位相シフトリソグラフィーにおいて、微細なパターンを良好に転写することができる位相シフトフォトマスクとして用いることができる。
【００３９】
以下、本発明の位相シフトマスクブランクを製造する方法について説明する。基板上に位相シフト膜、メタル含有膜、ＳｉＯｘ層等を成膜する方法としては、特に制限されないが、反応性スパッタ法が好ましい。
【００４０】
スパッタリング方法としては、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、あるいはその他の方式であってもよい。
【００４１】
スパッタ装置は、特に制限されないが、同時に多数のターゲットを放電させることのできる多元カソード式ターゲットを用い、各カソードの投入パワー比を変えることで、成膜される膜の組成を自由に変えることが可能となり、より好ましい。
尚、成膜装置は通過型でも枚葉型でも構わない。
【００４２】
位相シフト膜を成膜する際のスパッタリングターゲットとしては金属とシリコンを主成分とするものを用いる。この場合、ターゲットは、金属シリサイド、金属とシリコンのみからなるもの、あるいはこれらの組み合わせでも良く、膜の組成を面内で一定に保つために、金属に、酸素、窒素、炭素のいずれか、又はこれらを組み合わせて添加したものでも構わない。また、ＳｉＯｘ層を成膜する際のスパッタリングターゲットとしては、シリコンを主成分とするものを用いる。さらに、メタル含有膜を成膜する際のスパッタリングターゲットとしては金属を主成分とするものを用いる。
【００４３】
また、基板上に、位相シフト膜、メタル含有膜、ＳｉＯｘ層等を成膜する際のスパッタリングガスは、アルゴン等の不活性ガスに、酸素ガスや窒素ガス、各種酸化窒素ガス、各種酸化炭素ガス等の炭素を含むガスなどを、成膜される位相シフト膜、メタル含有膜、ＳｉＯｘ層が所望の組成を持つように適宜に添加した組成とすることで、所望の位相シフト膜、メタル含有膜、ＳｉＯｘ層をそれぞれ成膜することができる。この場合、炭素を含むガスとして、メタン等の各種炭化水素ガス、一酸化炭素や二酸化炭素の酸化炭素ガス等が挙げられるが、二酸化炭素を用いると炭素源及び酸素源として使用できると共に、反応性が低く安定なガスであることから特に好ましい。
【００４４】
成膜される位相シフト膜の透過率を上げたい時には、膜中に酸素及び窒素が多く取り込まれるようにスパッタリングガスに添加する酸素や窒素を含むガスの量を増やす方法、スパッタリングターゲットに予め酸素や窒素を多く添加した金属シリサイドを用いる方法、シリコンターゲットの投入パワー比を上げる方法などにより調整することができる。
【００４５】
図１に示される位相シフトマスクブランクを図４に示したような多元カソード式ターゲットのスパッタ装置を用いて製造する方法を例に挙げて説明する。
図４に示すスパッタ装置４０は、直流電源を用いるもので、スパッタリングターゲットとして、モリブデンシリサイドターゲット４１、シリコンターゲット４２、クロムターゲット４３を用いるものである。一般的に、成膜速度はターゲットに印加される電力に比例するので、各ターゲットに印加する放電電力の組み合わせを調整することで所望の膜組成が得られる。また、スパッタ装置４０は、スパッタリングガス導入口４５、ガス排出口４６、基板４４を載せるステージ４７を具備する。
【００４６】
先ず、スパッタリングガス導入口４５から所定のスパッタリングガスを導入しつつ、モリブデンシリサイドターゲット４１、シリコンターゲット４２を放電してスパッタリングを行い、それぞれのターゲットから飛散する膜成分を合成しながら基板４４上に位相シフト膜を所定の厚さまで成膜する。その後、シリコンターゲット４２の投入パワーはそのままで、モリブデンシリサイドターゲット４１の投入パワーを徐々に下げてゆき、また導入するスパッタリングガスの組成を徐々に変更していくことで、連続変化層を成膜する。その後、変更後の条件で、ＳｉＯｘ層を所定厚さまで成膜する。
次に、所定のスパッタリングガスを導入しつつ、クロムターゲット４３を放電してスパッタリングを行い、ＳｉＯｘ層の上に、クロム含有膜を所定の厚さまで成膜する。
尚、成膜中、それぞれのターゲットからの成分を均一に混合させることができるように、ステージ４７を回転自在として、基板４４を回転させておくことが望ましい。
【００４７】
次に、本発明の位相シフトマスクブランクを用いて位相シフトフォトマスクを製造する方法について、図２を参照して説明する。
先ず、図２（ａ）に示す位相シフトマスクブランク２０は、基板２１上に、位相シフト膜２２、メタル含有膜２５を有し、位相シフト膜２２とメタル含有膜２５の界面にはＳｉＯｘ層２４を有し、さらに位相シフト膜２２とＳｉＯｘ層２４の界面に連続変化層２３を有する。
そして、この位相シフトマスクブランクのメタル含有膜２５の上にレジスト膜２６を形成する。
次に、図２（ｂ）に示したように、レジスト膜２６に光を照射後、現像することでパターンを形成する。
次に、図２（ｃ）に示したように、パターンを形成したレジスト膜２６をマスクとしてメタル含有膜２５、ＳｉＯｘ層２４、連続変化層２３、位相シフト膜２２をエッチングする。
その後、図２（ｄ）に示したように、レジスト膜２６を除去してパターンを形成した位相シフトフォトマスク２７とする。
尚、この場合、レジスト膜の塗布、パターン形成（露光、現像）、レジスト膜の除去等は、公知の方法によって行うことができる。
【００４８】
【実施例】
以下、本発明を実施例および比較例を挙げて具体的に説明する。
（実施例１）
位相シフト膜及びメタル含有膜の成膜法として、ＤＣマグネトロンスパッタリング法を用いた。スパッタ装置として、多元カソード式ターゲットのスパッタ装置を用いた。スパッタリングターゲットは、位相シフト膜用として、モリブデンシリサイドターゲットとシリコンターゲットを用い、メタル含有膜用として、クロムターゲットを用いた。
【００４９】
図１に示す位相シフトマスクブランクを製造するために、先ず、モリブデンシリサイドターゲットとシリコンターゲットに１０００Ｗの放電電力を印加して、６インチ×６インチ（１５０ｍｍ×１５０ｍｍ）の石英基板上に、ＭｏＳｉＯＮを主成分とする位相シフト膜を約５０ｎｍの厚さまで成膜した。この時、スパッタリングガスとしてＡｒを１０ｓｃｃｍ、反応性スパッタリングガスとしてＯ２を２ｓｃｃｍ、Ｎ２を１００ｓｃｃｍで流し、かつガス圧を０．１５Ｐａとした。
【００５０】
次に、モリブデンシリサイドターゲットのパワーを１０００Ｗから０Ｗに徐々に下げると同時に、ガス流量を、Ａｒ１０ｓｃｃｍ、Ｏ２２ｓｃｃｍ、Ｎ２１００ｓｃｃｍから、それぞれＡｒ２０ｓｃｃｍ、Ｏ２１０ｓｃｃｍ、Ｎ２０ｓｃｃｍへと徐々に変更していくことで、連続変化層を１０ｎｍの厚さまで成膜し、この連続変化層の上に最終的にＳｉＯｘ層を成膜した。
このＳｉＯｘ層は、変更後の条件で５ｎｍの厚さまで成膜した。
【００５１】
次に、クロムターゲットに１０００Ｗの放電電力を印加して、ＳｉＯｘ層の上に、ＣｒＯＮ膜（メタル含有膜）を約５９ｎｍの厚さまで成膜した。この時、スパッタリングガスとしてＡｒを３０ｓｃｃｍ、反応性スパッタリングガスとしてＯ２を３ｓｃｃｍ、Ｎ２を７ｓｃｃｍで流し、かつガス圧を０．３Ｐａとした。
【００５２】
その後、得られた位相シフトマスクブランクのメタル含有膜に対しスクラブ洗浄を６０分行った。このブランクの欠陥検査を行ったところ、ピンホールは２０個であった。
【００５３】
（比較例１）
実施例１と同様の、成膜法、スパッタ装置、スパッタリングターゲットを用いた。
図３に示す位相シフトマスクブランクを製造するために、先ず、モリブデンシリサイドターゲットとシリコンターゲットに１０００Ｗの放電電力を印加し、６インチ×６インチ（１５０ｍｍ×１５０ｍｍ）の石英基板上に、ＭｏＳｉＯＮを主成分とする位相シフト膜を約７０ｎｍの厚さまで成膜した。成膜中、スパッタリングガスとしてＡｒを１０ｓｃｃｍ、反応性スパッタリングガスとしてＯ２を２ｓｃｃｍ、Ｎ２を１００ｓｃｃｍで流し、かつガス圧を０．１５Ｐａとした。
【００５４】
この膜上に、クロムターゲットに１０００Ｗの放電電力を印加し、ＣｒＯＮ膜（メタル含有膜）を約５９ｎｍ成膜した。成膜中、スパッタリングガスとしてＡｒを３０ｓｃｃｍ、反応性スパッタリングガスとしてＯ２を３ｓｃｃｍ、Ｎ２を７ｓｃｃｍで流し、かつガス圧を０．３Ｐａとした。
【００５５】
その後、得られた位相シフトマスクブランクのメタル含有膜に対しスクラブ洗浄を６０分行った。このブランクの欠陥検査を行ったところピンホールは６２個であった。
【００５６】
このように、実施例１の位相シフトマスクブランクは、比較例１と比較して、欠陥が非常に発生しにくいものとなっている。したがって、実施例１の位相シフトマスクブランクは、位相シフト膜とメタル含有膜、位相シフト膜とＳｉＯｘ層の密着性がかなり高いものであることが判る。
【００５７】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００５８】
例えば、上記実施例では、成膜法としてＤＣマグネトロンスパッタリング法を用いたが、これに限定されるものではなく、ＤＣスパッタリング、ＲＦスパッタリング等の方法を用いてもよい。
【００５９】
さらに、実施例では金属としてモリブデンを使用したが、この代わりにチタン、タンタル、タングステン、クロム、ジルコニウム、ゲルマニウム等を用いてもよく、また反応性ガスとして酸素及び窒素を用いたが、この他に酸化窒素、亜酸化窒素、炭酸ガス等を用いてもよい。
【００６０】
また上記では、位相シフト膜およびメタル含有膜がそれぞれ１層有する場合につき例を挙げて説明したが、これらは２層以上形成されても良い。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、位相シフト膜とメタル含有膜の界面にＳｉＯｘ層を設け、さらに位相シフト膜とＳｉＯｘ層の界面に、膜の組成を連続的に変化させた連続変化層を設けることで、位相シフト膜とＳｉＯｘ層の密着性を向上し、さらには位相シフト膜とメタル含有膜の密着性を向上することができる。したがって、この位相シフトマスクブランクに微細なパターンを形成しても、そのパターン形成中又は形成後に、位相シフト膜からメタル含有膜が剥離する恐れが少ない位相シフトマスクブランクを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の位相シフトマスクブランクの一例を示す図である。
（ａ）概略断面図、
（ｂ）それぞれの膜、層でのＭｏ、Ｓｉ、酸素、窒素の含有率を示すグラフである。
【図２】位相シフトフォトマスクの製造方法の一例を示すフロー図である。
【図３】従来の位相シフトマスクブランクの一例を示す概略断面図である。
【図４】スパッタ装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１０、２０、３０…位相シフトマスクブランク、
１１、２１、３１、４４…基板、 １２、２２、３２…位相シフト膜、
１３、２３…連続変化層、 １４、２４…ＳｉＯｘ層、
１５、２５、３５…メタル含有膜、
２６…レジスト膜、 ２７…位相シフトフォトマスク、
４０…スパッタ装置、 ４１…モリブデンシリサイドターゲット、
４２…シリコンターゲット、 ４３…クロムターゲット、
４５…スパッタリングガス導入口、 ４６…ガス排出口、
４７…ステージ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、位相シフトマスクブランクに関し、特に、位相シフト膜によって露光波長の光の強度を減衰させることができるハーフトーン型位相シフトマスクブランクに関する。さらに、本発明は、このような位相シフトマスクブランクにパターンを形成した位相シフトフォトマスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、磁気ヘッドなどの微細加工には、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。このフォトリソグラフィーで使われるフォトマスクは、フォトマスクブランクにパターンを形成することで製造される。
【０００３】
フォトマスクブランクとしては、通常、石英ガラス等の透光性基板上にクロム等からなる遮光膜を設けたものが使用されている。
【０００４】
しかし、近年、フォトリソグラフィー技術において、さらに微細な加工が求められている。さらなる微細化に応える技術として、フォトリソグラフィーで使われるフォトマスクに位相シフトフォトマスクを用いる位相シフトリソグラフィーが注目を集めている。位相シフトリソグラフィーは、フォトリソグラフィー技術において、解像度を上げてさらに微細な加工を可能とする技術のひとつであり、位相シフトマスクを透過する露光光間に位相差を与えることによる透過光相互の干渉を利用して解像度を飛躍的に向上できるようにしたものである。
【０００５】
このような位相シフトフォトマスクには、レベンソン型、補助パターン型、自己整合型などのタイプが知られており、近年開発が活発に行われているが、位相シフトフォトマスクのひとつとして、いわゆるハーフトーン型位相シフトフォトマスクと呼ばれるものがあり、現在最も実用化の可能性が高い位相シフトフォトマスクとなっている。
【０００６】
このハーフトーン型位相シフトフォトマスクは、透明基板上に形成するマスクパターンを、実質的に露光に寄与する強度の光を透過させる光透過部と、実質的に露光に寄与しない強度の光を透過させる光半透過部とで構成されており、この光半透過部は露光光を実質的に遮断する遮光機能と、光の位相を通常１８０度シフトさせる位相シフト機能との二つの機能を併せ持つことを特徴とする。
【０００７】
そして、光透過部と光半透過部との境界付近を透過した光は、光透過部を透過した光と光半透過部を透過した光とで互いに位相が１８０度異なることから打ち消し合うように干渉する。このことで光透過部と光半透過部の境界部の光強度をほぼゼロとし境界部のコントラストすなわち解像度を向上させるのである。
【０００８】
このようなハーフトーン型位相シフトフォトマスクに使用される位相シフトマスクブランクとしては、構造が簡単で製造が容易な単層の位相シフト膜を有するものや、透過率、位相差、反射率、屈折率などの光学特性、薬品耐性などの耐久性等を満足させるための複数層の位相シフト膜を有するものがある。単層の位相シフト膜を有するものとしては、例えば、ＭｏＳｉＯ、ＭｏＳｉＯＮ等のモリブデンシリコン化合物を主成分として含む位相シフト膜を単層で形成したハーフトーン型位相シフトマスクブランクが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
また、位相シフト膜の上に遮光膜を形成することもできる。位相シフト膜上に形成する遮光膜としては、例えばクロム系の遮光膜が挙げられるが、クロム系の遮光膜は光反射率が大きい。そのため、位相シフトリソグラフィーにおいて、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位相シフトフォトマスクで反射し、再び半導体基板に戻るという恐れがある。したがって、これを防止するため、遮光膜の表面（位相シフト膜と反対側）又は裏面（位相シフト膜側）のいずれか片面、又は両面に反射防止膜を通常形成している。
例えば、被露光物である半導体基板で反射した光が位相シフトフォトマスクで再度反射されるのを防止するために、遮光膜の表面に反射防止膜を設けているものを２層構造膜と呼び、遮光膜の裏面にも反射防止膜を設けているものを３層構造膜と呼ぶ。
【００１０】
従来、フォトマスクブランクにおいて、遮光膜の裏面の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を、遮光膜としてクロム膜を、遮光膜の表面側の反射防止膜としてクロム酸化物及びクロム窒化物を含有するクロム酸化窒化物膜を順次積層した３層構造膜を有するフォトマスクブランクが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。さらに、反射防止膜としてＣｒＯＮを用いたもの（例えば、特許文献３、特許文献４参照。）、ＣｒＮを用いたもの（例えば、特許文献４、特許文献５参照。）等が提案されている。
一方、遮光膜として窒化クロムを用いた単層膜（例えば、特許文献６参照。）等も提案されている。
【００１１】
また、一般的に、位相シフトフォトマスクの製造工程においては、位相シフト膜上に電気伝導性を有する膜を形成し、電子線露光時のチャージアップを防ぐ方法が用いられている。尚、前記遮光膜及び／又は反射防止膜を、電気伝導性を有する材質のものとすることもある。
【００１２】
このように、位相シフトマスクブランク及び位相シフトフォトマスクにおいては、基板上に、通常、位相シフト膜の他、例えば遮光膜、反射防止膜、電気伝導性を有する膜といった１層以上のメタル含有膜を具備している。このような位相シフトマスクブランクの一例を図３に示す。この位相シフトマスクブランク３０は、基板３１の上に、位相シフト膜３２が設けられ、さらに位相シフト膜３２に直接積層されたメタル含有膜３５が設けられている。
しかし、このような従来の位相シフトマスクブランクに微細パターンを形成すると、位相シフト膜とメタル含有膜との界面の密着性が悪いため、位相シフト膜からメタル含有膜がはがれパーティクルの原因となるという問題が多発していた。
【００１３】
【特許文献１】
特開平７−１４０６３５号公報
【特許文献２】
特公昭６２−３７３８５号公報
【特許文献３】
特公昭６１−４６８２１号公報
【特許文献４】
特公昭６２−２７３８７号公報
【特許文献５】
特公昭６２−２７３８６号公報
【特許文献６】
特公平４−１３３９号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、基板上に、少なくとも位相シフターとして機能する位相シフト膜と、遮光膜、反射防止膜等として機能するメタル含有膜を有する位相シフトマスクブランクであって、前記位相シフト膜と前記メタル含有膜の密着性を向上した位相シフトマスクブランクを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、位相シフトマスクブランクであって、少なくとも、基板上に、金属シリサイド化合物を主成分とする１層以上の位相シフト膜と、１層以上のメタル含有膜を具備し、前記位相シフト膜とメタル含有膜との界面にＳｉＯｘ層を具備し、前記位相シフト膜と前記ＳｉＯｘ層の界面に、膜の組成が連続的に変化した層を有するものであることを特徴とする位相シフトマスクブランクを提供する（請求項１）。
【００１６】
このように、位相シフト膜とメタル含有膜との界面にＳｉＯｘ層を具備することで、位相シフト膜とメタル含有膜を直接密着させた場合と比較して、膜同士の密着性が向上し、その界面で位相シフト膜からメタル含有膜が剥離する可能性を減じることができる。さらに、前記位相シフト膜と前記ＳｉＯｘ層の界面に、膜の組成が連続的に変化した層（以下、連続変化層と言う場合がある。）を有するものであることで、位相シフト膜とＳｉＯｘ層の密着性も向上するため、位相シフト膜からＳｉＯｘ層が剥離する可能性も減じられる。そして、このようなＳｉＯｘ層、連続変化層を介して積層されることで、位相シフト膜とメタル含有膜の密着性がさらに向上する。したがって、位相シフトマスクブランクにより微細なパターンを形成しても、位相シフト膜からメタル含有膜が剥離する可能性がさらに低くなり、剥離した場合に生じるパーティクルの発生やピンホール等の欠陥の発生を防ぐことができる。
【００１７】
この場合、前記位相シフト膜中の金属シリサイド化合物が、金属シリサイド、金属シリサイド酸化物、金属シリサイド窒化物、金属シリサイド酸化窒化物、金属シリサイド酸化炭化物、金属シリサイド酸化窒化炭化物から選択される１以上の金属シリサイド化合物を主成分とするものであるものとすることができる（請求項２）。また、前記位相シフト膜中の金属シリサイド化合物の金属が、モリブデン、チタン、タンタル、タングステン、クロム、ジルコニウム、ゲルマニウムから選択される１以上の金属であるものとすることができる（請求項３）。
【００１８】
このような位相シフト膜中の金属シリサイド化合物を用い、さらにはこのような位相シフト膜中の金属シリサイド化合物の金属を用いることで、所望の光学特性及び耐久性を有する位相シフト膜とすることができる。
【００１９】
さらに、前記ＳｉＯｘ層の厚さが、１ｎｍ−２０ｎｍの範囲であるのが好ましい（請求項４）
【００２０】
このように、ＳｉＯｘ層の厚さが、１ｎｍ−２０ｎｍの範囲であれば、位相シフト膜とメタル含有膜を直接密着させる場合と比較して、ＳｉＯｘ層の存在により、位相シフト膜とメタル含有膜の界面の密着性を十分に向上させることができる。
【００２１】
この場合、前記位相シフト膜は、透過する露光光の位相を１８０±５度変換するもので、かつ３〜４０％の透過率を有するものであるのが好ましい（請求項５）。
【００２２】
このように、位相シフト膜は、透過する露光光の位相を１８０±５度変換するもので、かつ３〜４０％の透過率を有するものであれば、この位相シフトマスクブランクにパターンを形成した位相シフトフォトマスクは、位相シフトリソグラフィーにおいて、特に効果的に、光透過部と光半透過部の境界部のコントラストすなわち解像度を向上させることができるハーフトーン型位相シフトフォトマスクとなる。
【００２３】
この場合、前記メタル含有膜が、クロムシリサイド膜、クロム膜、クロム酸化膜、クロム炭化膜、クロム窒化膜、クロム酸化窒化膜、クロム酸化窒化炭化膜から選択されるいずれか１以上のメタル含有膜であるものとすることができる（請求項６）。
【００２４】
このように、前記メタル含有膜が、クロムシリサイド膜、クロム膜、クロム酸化膜、クロム炭化膜、クロム窒化膜、クロム酸化窒化膜、クロム酸化窒化炭化膜から選択されるいずれか１以上のメタル含有膜であれば、目的に応じて、例えば、遮光膜、反射防止膜、電気伝導性を有する膜といった所望の膜とすることができる。
【００２５】
さらに、本発明の位相シフトマスクブランクにパターン形成がされたものであることを特徴とする位相シフトフォトマスクが提供される（請求項７）。
【００２６】
本発明の位相シフトマスクブランクにパターンが形成された位相シフトフォトマスクであれば、微細パターンを形成しても位相シフト膜からメタル含有膜が剥離する可能性が低いので、位相シフトリソグラフィーにおいて、微細なパターンを半導体基板に良好に転写することのできる位相シフトフォトマスクとして用いることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明者らは、鋭意研究及び検討を重ねた結果、位相シフト膜とメタル含有膜を直接密着させるのではなく、位相シフト膜とメタル含有膜の界面に、ＳｉＯｘ層を設け、さらに、前記位相シフト膜と前記ＳｉＯｘ層の界面に、膜の組成が連続的に変化した層（連続変化層）を設けることにより、位相シフト膜とＳｉＯｘ層の密着性、さらには位相シフト膜とメタル含有膜の密着性を向上することができることに想到し、本発明を完成させたものである。
【００２８】
すなわち、本発明の位相シフトマスクブランクは、少なくとも、基板上に、金属シリサイド化合物を主成分とする１層以上の位相シフト膜と、１層以上のメタル含有膜を具備し、前記位相シフト膜とメタル含有膜との界面にＳｉＯｘ層を具備し、前記位相シフト膜と前記ＳｉＯｘ層の界面に、膜の組成が連続的に変化した層を有するものである。
尚、メタル含有膜は、位相シフト膜の上にあっても良いし、基板と位相シフト膜の間にあっても良い。
【００２９】
このような本発明の位相シフトマスクブランクの一例を図１に示す。この位相シフトマスクブランク１０は、基板１１上に、モリブデンシリサイド酸化窒化物を主成分とする位相シフト膜１２と、メタル含有膜１５を具備し、位相シフト膜１２とメタル含有膜１５の界面にＳｉＯｘ層１４を具備し、さらに、位相シフト膜１２とＳｉＯｘ層１４の界面に連続変化層１３を有する（図１（ａ））。連続変化層１３は、Ｍｏ、Ｓｉ、窒素、酸素の含有量が連続的に変化したもの、すなわち位相シフト膜１２とＳｉＯｘ層１４の組成が、連続的に変化したものとなっている（図１（ｂ））。
【００３０】
このように、位相シフト膜１２とメタル含有膜１５との界面にＳｉＯｘ層１４を具備することで、位相シフト膜とメタル含有膜を直接密着させた場合と比較して、膜同士の密着性が向上し、その界面で位相シフト膜からメタル含有膜が剥離するのを抑制することができる。さらに、位相シフト膜１２とＳｉＯｘ層１４の界面に、連続変化層１３を有するものであることで、位相シフト膜１２とＳｉＯｘ層１４の密着性も向上するため、位相シフト膜からＳｉＯｘ層が剥離する可能性も減じられる。そして、このようなＳｉＯｘ層、連続変化層を介して、位相シフト膜とメタル含有膜が積層されていることで密着性がさらに向上する。したがって、この位相シフトマスクブランクに微細なパターンを形成しても、位相シフト膜からメタル含有膜が剥離する可能性がさらに低くなり、剥離した場合に生じるパーティクルの発生やピンホール等の欠陥の発生を防ぐことができる。
【００３１】
また、本発明の位相シフトマスクブランクにおいて、位相シフト膜は、金属シリサイド化合物を主成分として含むものであるが、金属シリサイド化合物としては、例えば、金属シリサイド、金属シリサイド酸化物、金属シリサイド窒化物、金属シリサイド酸化窒化物、金属シリサイド酸化炭化物、金属シリサイド酸化窒化炭化物などを主成分とするものを挙げることができ、これらを単一又は複数で含むことができる。
【００３２】
さらに、位相シフト膜中の金属シリサイド化合物の金属としては、例えば、モリブデン、チタン、タンタル、タングステン、クロム、ジルコニウム、ゲルマニウムなどを挙げることができ、これらが単一又は複数で含まれて良い。
【００３３】
特に、位相シフト膜中の金属シリサイド化合物は、モリブデンシリサイド酸化炭化物（ＭｏＳｉＯＣ）、モリブデンシリサイド酸化窒化炭化物（ＭｏＳｉＯＮＣ）、モリブデンシリサイド酸化窒化物（ＭｏＳｉＯＮ）、モリブデンシリサイド窒化物（ＭｏＳｉＮ）のいずれかであることが好ましい。これらのモリブデンシリサイド化合物を主成分とする位相シフト膜をスパッタ成膜するためのモリブデンシリサイドターゲットは、緻密で高純度のものを得易いので、高品質の位相シフト膜を形成することができるからである。
【００３４】
また、位相シフト膜とメタル含有膜の界面に設けるＳｉＯｘ層は、厚さを、１ｎｍ−２０ｎｍの範囲とすることが好ましく、この範囲であれば、位相シフト膜とメタル含有膜を直接密着させる場合と比較して、位相シフト膜とメタル含有膜の界面の密着性を十分に向上させることができる。
【００３５】
位相シフトマスクブランクにおける基板としては、位相シフトリソグラフィーにおいて、露光波長に対して透明な基板であれば特に制限されるものではなく、例えば、石英基板、蛍石、低熱膨張ガラスなどが挙げられる。特に、石英基板又は二酸化珪素を主成分とする基板が好ましく用いられる。
【００３６】
また、位相シフト膜は、透過する露光光の位相を１８０±５度変換するもので、かつ数％〜数十％（好ましくは、３〜４０％）の透過率を有するものであるのが好ましい。このような光学特性を有する位相シフトマスクブランクにパターンを形成した位相シフトフォトマスクは、位相シフトリソグラフィーにおいて、特に効果的に、光透過部と光半透過部の境界部のコントラストすなわち解像度を向上させることができるハーフトーン型位相シフトフォトマスクとなる。
【００３７】
また、本発明の位相シフトマスクブランクにおいて、メタル含有膜は、例えば、クロムシリサイド膜、クロム膜、クロム酸化膜、クロム炭化膜、クロム窒化膜、クロム酸化窒化膜、クロム酸化窒化炭化膜などが挙げられ、これらが単層又は複数層で形成される。これらのメタル含有膜は、例えば遮光膜、反射防止膜、電気伝導性を有する膜などとして、その目的に応じて形成される。
【００３８】
このような本発明の位相シフトマスクブランクにパターンが形成された位相シフトフォトマスクであれば、微細パターンを形成しても位相シフト膜からメタル含有膜が剥離する可能性が低いので、パーティクルや欠陥の発生がなく位相シフトリソグラフィーにおいて、微細なパターンを良好に転写することができる位相シフトフォトマスクとして用いることができる。
【００３９】
以下、本発明の位相シフトマスクブランクを製造する方法について説明する。基板上に位相シフト膜、メタル含有膜、ＳｉＯｘ層等を成膜する方法としては、特に制限されないが、反応性スパッタ法が好ましい。
【００４０】
スパッタリング方法としては、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、あるいはその他の方式であってもよい。
【００４１】
スパッタ装置は、特に制限されないが、同時に多数のターゲットを放電させることのできる多元カソード式ターゲットを用い、各カソードの投入パワー比を変えることで、成膜される膜の組成を自由に変えることが可能となり、より好ましい。
尚、成膜装置は通過型でも枚葉型でも構わない。
【００４２】
位相シフト膜を成膜する際のスパッタリングターゲットとしては金属とシリコンを主成分とするものを用いる。この場合、ターゲットは、金属シリサイド、金属とシリコンのみからなるもの、あるいはこれらの組み合わせでも良く、膜の組成を面内で一定に保つために、金属に、酸素、窒素、炭素のいずれか、又はこれらを組み合わせて添加したものでも構わない。また、ＳｉＯｘ層を成膜する際のスパッタリングターゲットとしては、シリコンを主成分とするものを用いる。さらに、メタル含有膜を成膜する際のスパッタリングターゲットとしては金属を主成分とするものを用いる。
【００４３】
また、基板上に、位相シフト膜、メタル含有膜、ＳｉＯｘ層等を成膜する際のスパッタリングガスは、アルゴン等の不活性ガスに、酸素ガスや窒素ガス、各種酸化窒素ガス、各種酸化炭素ガス等の炭素を含むガスなどを、成膜される位相シフト膜、メタル含有膜、ＳｉＯｘ層が所望の組成を持つように適宜に添加した組成とすることで、所望の位相シフト膜、メタル含有膜、ＳｉＯｘ層をそれぞれ成膜することができる。この場合、炭素を含むガスとして、メタン等の各種炭化水素ガス、一酸化炭素や二酸化炭素の酸化炭素ガス等が挙げられるが、二酸化炭素を用いると炭素源及び酸素源として使用できると共に、反応性が低く安定なガスであることから特に好ましい。
【００４４】
成膜される位相シフト膜の透過率を上げたい時には、膜中に酸素及び窒素が多く取り込まれるようにスパッタリングガスに添加する酸素や窒素を含むガスの量を増やす方法、スパッタリングターゲットに予め酸素や窒素を多く添加した金属シリサイドを用いる方法、シリコンターゲットの投入パワー比を上げる方法などにより調整することができる。
【００４５】
図１に示される位相シフトマスクブランクを図４に示したような多元カソード式ターゲットのスパッタ装置を用いて製造する方法を例に挙げて説明する。
図４に示すスパッタ装置４０は、直流電源を用いるもので、スパッタリングターゲットとして、モリブデンシリサイドターゲット４１、シリコンターゲット４２、クロムターゲット４３を用いるものである。一般的に、成膜速度はターゲットに印加される電力に比例するので、各ターゲットに印加する放電電力の組み合わせを調整することで所望の膜組成が得られる。また、スパッタ装置４０は、スパッタリングガス導入口４５、ガス排出口４６、基板４４を載せるステージ４７を具備する。
【００４６】
先ず、スパッタリングガス導入口４５から所定のスパッタリングガスを導入しつつ、モリブデンシリサイドターゲット４１、シリコンターゲット４２を放電してスパッタリングを行い、それぞれのターゲットから飛散する膜成分を合成しながら基板４４上に位相シフト膜を所定の厚さまで成膜する。その後、シリコンターゲット４２の投入パワーはそのままで、モリブデンシリサイドターゲット４１の投入パワーを徐々に下げてゆき、また導入するスパッタリングガスの組成を徐々に変更していくことで、連続変化層を成膜する。その後、変更後の条件で、ＳｉＯｘ層を所定厚さまで成膜する。
次に、所定のスパッタリングガスを導入しつつ、クロムターゲット４３を放電してスパッタリングを行い、ＳｉＯｘ層の上に、クロム含有膜を所定の厚さまで成膜する。
尚、成膜中、それぞれのターゲットからの成分を均一に混合させることができるように、ステージ４７を回転自在として、基板４４を回転させておくことが望ましい。
【００４７】
次に、本発明の位相シフトマスクブランクを用いて位相シフトフォトマスクを製造する方法について、図２を参照して説明する。
先ず、図２（ａ）に示す位相シフトマスクブランク２０は、基板２１上に、位相シフト膜２２、メタル含有膜２５を有し、位相シフト膜２２とメタル含有膜２５の界面にはＳｉＯｘ層２４を有し、さらに位相シフト膜２２とＳｉＯｘ層２４の界面に連続変化層２３を有する。
そして、この位相シフトマスクブランクのメタル含有膜２５の上にレジスト膜２６を形成する。
次に、図２（ｂ）に示したように、レジスト膜２６に光を照射後、現像することでパターンを形成する。
次に、図２（ｃ）に示したように、パターンを形成したレジスト膜２６をマスクとしてメタル含有膜２５、ＳｉＯｘ層２４、連続変化層２３、位相シフト膜２２をエッチングする。
その後、図２（ｄ）に示したように、レジスト膜２６を除去してパターンを形成した位相シフトフォトマスク２７とする。
尚、この場合、レジスト膜の塗布、パターン形成（露光、現像）、レジスト膜の除去等は、公知の方法によって行うことができる。
【００４８】
【実施例】
以下、本発明を実施例および比較例を挙げて具体的に説明する。
（実施例１）
位相シフト膜及びメタル含有膜の成膜法として、ＤＣマグネトロンスパッタリング法を用いた。スパッタ装置として、多元カソード式ターゲットのスパッタ装置を用いた。スパッタリングターゲットは、位相シフト膜用として、モリブデンシリサイドターゲットとシリコンターゲットを用い、メタル含有膜用として、クロムターゲットを用いた。
【００４９】
図１に示す位相シフトマスクブランクを製造するために、先ず、モリブデンシリサイドターゲットとシリコンターゲットに１０００Ｗの放電電力を印加して、６インチ×６インチ（１５０ｍｍ×１５０ｍｍ）の石英基板上に、ＭｏＳｉＯＮを主成分とする位相シフト膜を約５０ｎｍの厚さまで成膜した。この時、スパッタリングガスとしてＡｒを１０ｓｃｃｍ、反応性スパッタリングガスとしてＯ２を２ｓｃｃｍ、Ｎ２を１００ｓｃｃｍで流し、かつガス圧を０．１５Ｐａとした。
【００５０】
次に、モリブデンシリサイドターゲットのパワーを１０００Ｗから０Ｗに徐々に下げると同時に、ガス流量を、Ａｒ１０ｓｃｃｍ、Ｏ２２ｓｃｃｍ、Ｎ２１００ｓｃｃｍから、それぞれＡｒ２０ｓｃｃｍ、Ｏ２１０ｓｃｃｍ、Ｎ２０ｓｃｃｍへと徐々に変更していくことで、連続変化層を１０ｎｍの厚さまで成膜し、この連続変化層の上に最終的にＳｉＯｘ層を成膜した。
このＳｉＯｘ層は、変更後の条件で５ｎｍの厚さまで成膜した。
【００５１】
次に、クロムターゲットに１０００Ｗの放電電力を印加して、ＳｉＯｘ層の上に、ＣｒＯＮ膜（メタル含有膜）を約５９ｎｍの厚さまで成膜した。この時、スパッタリングガスとしてＡｒを３０ｓｃｃｍ、反応性スパッタリングガスとしてＯ２を３ｓｃｃｍ、Ｎ２を７ｓｃｃｍで流し、かつガス圧を０．３Ｐａとした。
【００５２】
その後、得られた位相シフトマスクブランクのメタル含有膜に対しスクラブ洗浄を６０分行った。このブランクの欠陥検査を行ったところ、ピンホールは２０個であった。
【００５３】
（比較例１）
実施例１と同様の、成膜法、スパッタ装置、スパッタリングターゲットを用いた。
図３に示す位相シフトマスクブランクを製造するために、先ず、モリブデンシリサイドターゲットとシリコンターゲットに１０００Ｗの放電電力を印加し、６インチ×６インチ（１５０ｍｍ×１５０ｍｍ）の石英基板上に、ＭｏＳｉＯＮを主成分とする位相シフト膜を約７０ｎｍの厚さまで成膜した。成膜中、スパッタリングガスとしてＡｒを１０ｓｃｃｍ、反応性スパッタリングガスとしてＯ２を２ｓｃｃｍ、Ｎ２を１００ｓｃｃｍで流し、かつガス圧を０．１５Ｐａとした。
【００５４】
この膜上に、クロムターゲットに１０００Ｗの放電電力を印加し、ＣｒＯＮ膜（メタル含有膜）を約５９ｎｍ成膜した。成膜中、スパッタリングガスとしてＡｒを３０ｓｃｃｍ、反応性スパッタリングガスとしてＯ２を３ｓｃｃｍ、Ｎ２を７ｓｃｃｍで流し、かつガス圧を０．３Ｐａとした。
【００５５】
その後、得られた位相シフトマスクブランクのメタル含有膜に対しスクラブ洗浄を６０分行った。このブランクの欠陥検査を行ったところピンホールは６２個であった。
【００５６】
このように、実施例１の位相シフトマスクブランクは、比較例１と比較して、欠陥が非常に発生しにくいものとなっている。したがって、実施例１の位相シフトマスクブランクは、位相シフト膜とメタル含有膜、位相シフト膜とＳｉＯｘ層の密着性がかなり高いものであることが判る。
【００５７】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００５８】
例えば、上記実施例では、成膜法としてＤＣマグネトロンスパッタリング法を用いたが、これに限定されるものではなく、ＤＣスパッタリング、ＲＦスパッタリング等の方法を用いてもよい。
【００５９】
さらに、実施例では金属としてモリブデンを使用したが、この代わりにチタン、タンタル、タングステン、クロム、ジルコニウム、ゲルマニウム等を用いてもよく、また反応性ガスとして酸素及び窒素を用いたが、この他に酸化窒素、亜酸化窒素、炭酸ガス等を用いてもよい。
【００６０】
また上記では、位相シフト膜およびメタル含有膜がそれぞれ１層有する場合につき例を挙げて説明したが、これらは２層以上形成されても良い。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、位相シフト膜とメタル含有膜の界面にＳｉＯｘ層を設け、さらに位相シフト膜とＳｉＯｘ層の界面に、膜の組成を連続的に変化させた連続変化層を設けることで、位相シフト膜とＳｉＯｘ層の密着性を向上し、さらには位相シフト膜とメタル含有膜の密着性を向上することができる。したがって、この位相シフトマスクブランクに微細なパターンを形成しても、そのパターン形成中又は形成後に、位相シフト膜からメタル含有膜が剥離する恐れが少ない位相シフトマスクブランクを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の位相シフトマスクブランクの一例を示す図である。
（ａ）概略断面図、
（ｂ）それぞれの膜、層でのＭｏ、Ｓｉ、酸素、窒素の含有率を示すグラフである。
【図２】位相シフトフォトマスクの製造方法の一例を示すフロー図である。
【図３】従来の位相シフトマスクブランクの一例を示す概略断面図である。
【図４】スパッタ装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１０、２０、３０…位相シフトマスクブランク、
１１、２１、３１、４４…基板、 １２、２２、３２…位相シフト膜、
１３、２３…連続変化層、 １４、２４…ＳｉＯｘ層、
１５、２５、３５…メタル含有膜、
２６…レジスト膜、 ２７…位相シフトフォトマスク、
４０…スパッタ装置、 ４１…モリブデンシリサイドターゲット、
４２…シリコンターゲット、 ４３…クロムターゲット、
４５…スパッタリングガス導入口、 ４６…ガス排出口、
４７…ステージ。
Claims (7)
- 位相シフトマスクブランクであって、少なくとも、基板上に、金属シリサイド化合物を主成分とする１層以上の位相シフト膜と、１層以上のメタル含有膜を具備し、前記位相シフト膜とメタル含有膜との界面にＳｉＯｘ層を具備し、前記位相シフト膜と前記ＳｉＯｘ層の界面に、膜の組成が連続的に変化した層を有するものであることを特徴とする位相シフトマスクブランク。
- 前記位相シフト膜中の金属シリサイド化合物が、金属シリサイド、金属シリサイド酸化物、金属シリサイド窒化物、金属シリサイド酸化窒化物、金属シリサイド酸化炭化物、金属シリサイド酸化窒化炭化物から選択される１以上の金属シリサイド化合物を主成分とするものであることを特徴とする請求項１に記載の位相シフトマスクブランク。
- 前記位相シフト膜中の金属シリサイド化合物の金属が、モリブデン、チタン、タンタル、タングステン、クロム、ジルコニウム、ゲルマニウムから選択される１以上の金属であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の位相シフトマスクブランク。
- 前記ＳｉＯｘ層の厚さが、１ｎｍ−２０ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の位相シフトマスクブランク。
- 前記位相シフト膜は、透過する露光光の位相を１８０±５度変換するもので、かつ３〜４０％の透過率を有するものであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の位相シフトマスクブランク。
- 前記メタル含有膜が、クロムシリサイド膜、クロム膜、クロム酸化膜、クロム炭化膜、クロム窒化膜、クロム酸化窒化膜、クロム酸化窒化炭化膜から選択されるいずれか１以上のメタル含有膜であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の位相シフトマスクブランク。
- 請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の位相シフトマスクブランクにパターン形成がされたものであることを特徴とする位相シフトフォトマスク。
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