JP3276954B2 - 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並びに微細パターン形成方法 - Google Patents

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並びに微細パターン形成方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】技術分野 本発明は、半導体集積回路装置等の製造プロセスにおけ
る微細加工の際に、フォトリソグラフィー法のマスクと
して使用されるフォマスク及びフォトマスクの素材であ
るフォトマスクブランク、並びに、それらを製造する方
法に関する。
【０００２】背景技術 現在、半導体集積回路装置を製造する際に配線その他の
領域の形成プロセスにおいてフォトリソグラフィー技術
が適用されている。フォトリソグラフィー工程において
露光の原版として使用されるフォトマスクブランクとし
ては、透明基板上にクロム（Ｃｒ）の遮光膜を形成した
基本構成、あるいは、露光光による遮光膜表面での反射
を防止するために、更に酸化窒素クロム（ＣｒＯＮ）膜
などの反射防止膜を積層させた複数層構造を有するフォ
トマスクブランクが知られている。
【０００３】このようなフォトマスクブランクを製造す
る場合、スパッタターゲットが配置された真空チャンバ
内に透明基板を導入し、反応性スパッタ法により透明基
板上に遮光膜を成膜する方法が採られている。このよう
な成膜方法において、フォトマスクブランクの生産性を
上げるために、スパッタ電力をあげて成膜を行うことが
考えられる。しかし、スパッタ電力を上げると、成膜速
度すなわち堆積速度は速くなるものの、ターゲット中に
不純物が存在していた場合、成膜後の薄膜中におけるパ
ーティクルの発生頻度が増加し、歩留まりが低下する可
能性がある。
【０００４】そこで、高歩留まりによる生産性向上を目
的として、成膜速度すなわち堆積速度を下げるために、
スパッタ電力を下げるということを本発明者は検討し
た。しかし、単にスパッタ条件として、パワー（スパッ
タ電力）を下げる点のみに着目すると、以下のような問
題点が新たに発生することが明らかになった。
【０００５】すなわち、フォトマスクブランクを構成す
る薄膜の成膜速度をそれぞれ遅くすると、概して、透明
基板上に堆積する膜の結晶粒が大きくなり、それに伴
い、結晶粒同士が引っ張り合うために極度の膜応力が発
生することが判明した。膜応力発生のメカニズムについ
ては定かではないが、膜の堆積速度に起因しているとも
想定される。そして、特に、クロム系の薄膜により構成
されるフォトマスクブランク、例えば、３層構造を有す
るＣｒＮ／ＣｒＣ／ＣｒＯＮのような構成を有するフォ
トマスクブランクの場合、最も膜厚の大きいＣｒＣにお
いて、この問題が深刻化することが明らかとなった。さ
らに、本発明者らが考察した結果、膜応力は、薄膜を形
成する膜材料にも大きく影響されることがわかった。特
に、クロム系薄膜の場合、クロムに炭素を含む炭化クロ
ム膜や、クロムに酸素を含む酸化クロム膜の場合、この
応力の問題が深刻化することが明らかとなった。
【０００６】一連の製造工程を経て製造された、前述し
たような膜応力を有する薄膜を含んでなるフォトマスク
ブランク、並びに、それをパターニングして得られたフ
ォトマスクにおいては、引っ張り応力が発生してしま
い、基板そりが発生している。したがって、このような
フォトマスクブランクからフォトマスクを作成すると、
パターニング精度が設計通りにならず、不良品を生産し
てしまうおそれがある。すなわち、半導体集積回路装置
の製造においては、配線設計が重要であって、このよう
なフォトマスクを使用して半導体ウェハ等にパターンを
転写すると、設計通りのパターンが半導体ウェハ上に形
成されず、回路の動作不良の原因となるため、このよう
なフォトマクスは使用できずに不良品になってしまう。
【０００７】そこで、本願発明者は、前述したような低
パワーでのスパッタ法による成膜条件下で形成される薄
膜における膜応力の問題を回避できるフォトマスクブラ
ンクの製造方法について検討した。
【０００８】フォトマスクブランクを構成する薄膜の膜
質は、スパッタ電力の条件を除き、以下のスパッタ条件
に基づいて決定されるものであって、それぞれのパラメ
ーターについて本願発明者は検討および実験を行った。
【０００９】まず、スパッタに使用されるガス圧につい
て検討を行った。このとき、スパッタ条件としてガス圧
のみに着目し、他のパラメーターを一定値に設定して、
実験及び検討を行った。
【００１０】図１１に透明基板上にＣｒＮ／ＣｒＣ／Ｃ
ｒＯＮを形成したフォトマスクブランクにおいて、Ｃｒ
Ｃを形成する際のガス圧と、膜応力に起因した基板反り
の変化量との関係を示す特性図を示す。ここで基板反り
の変化量は、平坦度変化量とし、この平坦度変化量は、
透明基板の平坦度を初期値とし、その初期値の平坦度と
透明基板上に薄膜を形成したときの平坦度との差とし
た。平坦度変化量の符号は、−（マイナス）の場合に引
張応力的変化を、＋（プラス）の場合に圧縮応力的変化
を示すものとする。なお、平坦度は、ＴＲＯＰＥＬ社製
ＡＳ８０１９によって測定した。この特性図によれば、
ガス圧が低い方が変化量が少なく、ガス圧が高い方が変
化量が大きくなる（膜応力が大きくなる）ことが明らか
である。つまり、この検討結果によれば、ガス圧を高く
すると、堆積速度が低くなり過ぎて平坦度変化量が大き
くなる（膜応力が大きくなる）ので、好ましくなく、さ
らに、ガス圧を、低くすると、成膜安定性が悪くなるの
で好ましくないことが判明した。
【００１１】次に、混合ガスを構成するガスの種類につ
いて検討を行った。スパッタ条件として、パワー、ガス
圧は変化させず、ガス成分のみに着目した場合に、他の
パラメーターを一定値に設定して、実験及び検討を行っ
た。
【００１２】一般に、膜の応力を制御するのに、スパッ
タに使用されるガスとして、不活性ガス中に反応性ガス
を混合する方法が用いられている。本発明者らは、まず
反応性ガスに着目し、例えば反応性ガスとして窒素
（Ｎ）を採用してスパッタを行った。その結果、窒素の
量が多すぎると、異常放電によるパーティクルが発生す
ることがわかった。よって、反応性ガスＮ（窒素）を導
入する際には、導入量に限界があるので、混合ガスの成
分（不活性ガス中に占める反応性ガスの量）を適量化さ
せる必要があることが判明した。例えば、ＣｒＣの遮光
膜上にＣｒＯＮの反射防止膜を形成したフォトマスクブ
ランクのとき、低波長（例えば、３６５ｎｍ）の用途に
使用する場合、光学特性の関係上、ＣｒＯＮ膜の膜厚を
薄くする必要がある。ＣｒＯＮ膜の膜厚を薄くするため
に、反応性ガスである一酸化窒素（ＮＯ）ガスの導入量
を減らしたが、このことによって、ＣｒＯＮ膜中におけ
るＮ（窒素）原子の低下により膜応力が発生した。一
方、前記ＣｒＯＮ膜形成時に、逆に、反応性ガスである
一酸化窒素（ＮＯ）ガスの導入量を増加させ過ぎること
で、Ｎ（窒素）原子の影響によりスパッタ時に異常放電
が発生し、前述したパーティクルの問題で膜質が悪化し
てしまうという問題が生じた。したがって、反応性ガス
としてＮ（窒素）の導入量を最適化するとしても、導入
量と膜質との関係において、最適なスパッタ条件を作り
出すのは困難であることが判明した。
【００１３】このように、膜応力については成膜条件と
しての各パラメーター、すなわち、ガス圧、ガス流量比
およびスパッタ電力等を変化させて成膜した場合、成膜
された膜の光学特性の変化、または、膜質の変化等、光
学特性および膜質の両特性を制御することは非常に困難
であった。したがって、スパッタにおけるパワーを下げ
るという条件の下で前述の混合ガスを構成するガスの種
類として、制御性の良好な不活性ガスを探索すること
で、前記目的を達成することを試みた。
【００１４】本発明は、前述した問題点に鑑みてなされ
たもので、混合ガスの構成を変更させることで、低膜応
力の薄膜を有し、膜質が良好で、且つ、高歩留まりで量
産可能なフォトマスクブランク、フォトマスク、及びそ
れらの製造方法を提供することを目的とする。
【００１５】発明の開示 上述の課題を解決するための手段としての第１の発明
は、透明基板上に少なくとも遮光機能を有する薄膜を形
成したフォトマスクブランクにおいて、前記薄膜にヘリ
ウムが含まれていることを特徴とするフォトマスクブラ
ンクである。
【００１６】第２の発明は、透明基板上に少なくとも遮
光機能を有する薄膜を形成したフォトマスクブランクに
おいて、前記薄膜は、雰囲気ガスが導入された真空チャ
ンバー内にスパッタターゲットを配置し、スパッタリン
グにより形成されたものであって、前記薄膜は、雰囲気
ガス中に占めるヘリウムガスの含有量を３０〜９０堆積
％とし、堆積速度を０．５ｎｍ／ｓｅｃ〜６ｎｍ／ｓｅ
ｃの範囲で成膜したものであることを特徴とするフォト
マスクブランクである。
【００１７】第３の発明は、前記薄膜は、炭素又は酸素
のうち選ばれた少なくとも１種を含む膜であることを特
徴とする第１又は第２の発明にかかるフォトマスクブラ
ンクである。
【００１８】第４の発明は、前記薄膜は、炭素を含む遮
光膜と、酸素を含む反射防止膜とを含む積層膜であるこ
とを特徴とする第３の発明にかかるフォトマスクブラン
クである。
【００１９】第５の発明は、前記薄膜は、薄膜表面側か
ら透明基板側に向って酸素が連続的に減少し、かつ炭素
が連続的に増加していることを特徴とする第４の発明に
かかるフォトマスクブランクである。
【００２０】第６の発明は、炭素が０〜２５ａｔ％、酸
素が０〜７０ａｔ％であることを特徴とする第４又は第
５の発明にかかるフォトマスクブランクである。
【００２１】第７の発明は、前記薄膜に、さらに窒素が
含まれていることを特徴とする第１〜第６のいずれかの
発明にかかるフォトマスクブランクである。
【００２２】第８の発明は、前記薄膜の結晶粒は、１〜
７ｎｍであることを特徴とする第１〜第７のいずれかの
発明にかかるフォトマスクブランクである。
【００２３】第９の発明は、前記透明基板と前記薄膜と
の間に、前記薄膜に含まれる同じ金属材料と窒素とを含
む窒化膜が形成されていることを特徴とする第１〜第８
のいずれかの発明にかかるフォトマスクブランクであ
る。
【００２４】第１０の発明は、前記薄膜は、薄膜表面か
ら透明基板側に向かって酸素が連続的に減少し、かつ炭
素が連続的に増加しており、前記窒化膜における窒素
は、前記薄膜に含まれる窒素の含有量より相対的に多く
含まれると共に、前記窒化膜の窒素が増加するにしたが
って前記金属が減少することを特徴とする第９の発明に
かかるフォトマスクブランクである。
【００２５】第１１の発明は、前記薄膜は、クロムを含
む膜であることを特徴とする第１〜第１０のいずれかの
発明にかかるフォトマスクブランクである。
【００２６】第１２の発明は、前記透明基板は石英ガラ
スからなることを特徴とする第１〜第１１のいずれかの
発明にかかるフォトマスクブランクである。
【００２７】第１３の発明は、第１〜第１２のいずれか
の発明にかかるフォトマスクブランクの透明基板上に形
成した前記薄膜、又は、前記薄膜及び前記窒化膜をパタ
ーニングすることによってマスクパターンが形成されて
いることを特徴とするフォトマスクである。
【００２８】第１４の発明は、雰囲気ガスが導入された
真空チャンバー内にスパッタターゲットを配置し、スパ
ッタリング法により透明基板上に少なくとも遮光機能を
有する薄膜を形成するフォトマスクブランクの製造方法
において、予め雰囲気ガス中に含まれるヘリウムガスの
含有量と、前記薄膜の膜応力との相関関係を求めてお
き、前記薄膜が前記薄膜をパターニングしたときに得ら
れるマスタパターンが、所望なパターン位置精度となる
ような膜応力となるように、ヘリウムガスの含有量を前
記相関関係から求め、このヘリウムガス含有量を含む雰
囲気ガスの中で、前記薄膜をスパッタ成膜することを特
徴とするフォトマスクブランクの製造方法である。
【００２９】第１５の発明は、雰囲気ガスが導入された
真空チャンバー内にスパッタターゲットを配置し、スパ
ッタリング法により透明基板上に少なくとも遮光機能を
有する薄膜を形成するフォトマスクブランクの製造方法
において、前記薄膜は、堆積速度が０．５ｎｍ／ｓｅｃ
〜６ｎｍ／ｓｅｃで構成され、前記雰囲気ガスは、ヘリ
ウムガスを含むことを特徴とするフォトマスクブランク
の製造方法である。
【００３０】第１６の発明は、雰囲気ガスが導入された
真空チャンバー内にスパッタターゲットを配置し、スパ
ッタリング法により透明基板上に少なくとも遮光機能を
有する薄膜を形成したフォトマスクブランクの製造方法
において、前記薄膜は、スパッタ電力が９５０〜３００
０Ｗで成膜され、前記雰囲気ガスは、ヘリウムガスを含
むことを特徴とするフォトマスクブランクの製造方法で
ある。
【００３１】第１７の発明は、前記雰囲気ガス中に占め
るヘリウムガスの含有量が３０〜９０体積％であること
を特徴とする第１４〜第１６のいずれかの発明にかかる
フォトマスクブランクの製造方法である。
【００３２】第１８の発明は、前記雰囲気ガス中に占め
るヘリウムガスの含有量が４０〜６５体積％であること
を特徴とする第１４〜第１７のいずれかの発明にかかる
フォトマスクブランクの製造方法である。
【００３３】第１９の発明は、前記薄膜は、炭素又は酸
素のうちの選ばれた少なくとも１種を含む膜であること
を特徴とする第１４〜第１８のいずれかの発明にかかる
フォトマスクブランクの製造方法である。
【００３４】第２０の発明は、前記薄膜は、炭素を含む
遮光膜と、酸素を含む反射防止膜とを含む積層膜であっ
て、前記遮光膜又は反射防止膜の少なくともいずれか一
方が、ヘリウムガスを含む雰囲気ガス中でスパッタ成膜
することを特徴とする第１９の発明にかかるフォトマス
クブランクの製造方法である。
【００３５】第２１の発明は、前記透明基板と前記薄膜
との間に、前記薄膜に含まれる同じ金属と窒素とを含む
窒化膜を形成することを特徴とする第１４〜第２０のい
ずれかの発明にかかるフォトマスクブランクの製造方法
である。
【００３６】第２２の発明は、前記薄膜、又は、前記薄
膜及び前記窒化膜をインラインスパッタリング法で形成
することを特徴とする請求項１４〜２１のいずれかの発
明にかかるフォトマスクブランクの製造方法である。
【００３７】第２３の発明は、前記薄膜はクロムを含む
膜であることを特徴とする第１４〜第２２のいずれかの
発明にかかるフォトマスクブランクの製造方法である。
【００３８】第２４の発明は、前記透明基板は石英ガラ
スからなることを特徴とする第１４〜第２３のいずれか
の発明にかかるフォトマスクブランクの製造方法であ
る。
【００３９】第２５の発明は、第１４〜第２４のいずれ
かの発明にかかる製造方法によって得られたフォトマス
クブランクの前記透明基板上に形成された膜を選択的に
除去してマスクパターンを形成することを特徴とするフ
ォトマスクの製造方法である。
【００４０】第２６の発明は、基板上にフォトリソグラ
フィー法によって微細パターンを形成する微細パターン
形成方法において、微細パターンの転写を行う際に用い
るマスクとして第１３の発明にかかるフォトマスクを用
いることを特徴とする微細パターン形成方法である。
【００４１】発明の実施をするための最良の形態 （実施例１） 図１は実施例１に係るフォトマスクブランクの断面図、
図２は実施例１のフォトマスクの断面図である。
【００４２】図１に示す実施例１に係るフォトマスクブ
ランク１では、透明基板２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×０．０９インチの
石英ガラス基板を用いている。そして、前記透明基板２
上に、第１遮光膜３としての窒化クロムＣｒＮ〔Ｃｒ：
８０原子％、Ｎ：２０原子％（以下、ａｔ％という）、
膜厚：１５０オングストローム〕、第２遮光膜４として
の炭化クロムＣｒＣ膜（Ｃｒ：９４ａｔ％、Ｃ：６ａｔ
％、膜厚：６００オングストローム）、反射防止膜５と
しての酸化窒化クロム（ＣｒＯＮ）膜（Ｃｒ：３０ａｔ
％、Ｏ：４５ａｔ％、Ｎ：２５ａｔ％、膜厚：２５０オ
ングストローム）が形成されている。
【００４３】ここで、反射防止膜５（ＣｒＯＮ膜）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
素の含有量によって決まり、膜厚を適宜調査することに
よって制御する。なお、一般に表面反射率を制御する上
で、露光光の波長付近で膜厚に対する反射率依存性が少
なくなるように組成が選択される。
【００４４】そして、図２に示すフォトマスク１１は、
図１のフォトマスクブランク１をエッチングすることに
より形成されるものである。
【００４５】次に、フォトマスクブランク１の製造上の
特徴と、それによるフォトマスクブランク１としての効
果について説明する。
【００４６】図３は実施例１のフォトマスクブランク
１、図４は実施例１のフォトマスク１１の、それぞれの
製造方法を説明するための模擬的断面図である。
【００４７】ここでは、石英基板の主表面及び側面（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２を使用すると共に、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中（Ａ
ｒ：８０体積％、Ｎ2 :２０体積％、圧力:０．３パスカ
ル）で反応性スパッタリングにより、図３（ａ）に示す
ように、第1遮光膜３として、膜厚１５０オングストロー
ムのＣｒＮ膜を形成した。得られたＣｒＮ膜における窒
素の含有量は２０ａｔ％であった。
【００４８】ここで、前記透明基板２としては、石英以
外に、蛍石、各種ガラス（例えば、ソーダライムガラ
ス、アルミノシリケートガラス、アルミノボロシリケー
トガラス等）、弗化カルシウム、弗化マグネシウム、シ
リコン等が用いられる。
【００４９】特に、透明基板２としては、露光光である
紫外域の波長で吸収の少ない石英ガラスが良いが、一般
に、他のソーダライムガラス、アルミノボロシリケード
ガラスと比較して、石英ガラスはクロム膜との熱膨張係
数の差や硝種の違いによるものと思われる膜応力が大き
い。従って、本発明は、フォトマスク用ガラス基板とし
て適している石英ガラス基板との組合せにおいて適して
いる。
【００５０】ついで、図３（ｂ）に示すように、クロム
ターゲットを用い、アルゴン、メタン及びヘリウムによ
りなる混合ガス雰囲気（Ａｒ：３０体積％、ＣＨ4 ：１
０体積％、Ｈｅ：６０体積％、圧力０．３パスカル、ス
パッタ電力：１６５０Ｗ、堆積速度：３．５ｎｍ／ｓｅ
ｃ)中で、反応性スパッタリングにより、第２遮光膜４と
して、膜厚６００オングストロームのＣｒＣ膜を形成し
た。なお、前記フォトマスクブランク１におけるＣｒＣ
膜中の炭素含有量を測定したところ、６ａｔ％であり、
エッチングレートは０．３ｎｍ／秒(以下ｓｅｃと記す)
であった。また、ＣｒＣ膜の結晶粒径を透過型電子顕微
鏡（ＴＥＭ）で測定したところ、粒子径が１〜７ｎｍで
あった。
【００５１】本発明のフォトマスクブランク１の製造方
法は、不活性ガスとしてのヘリウムを混合ガスの一種と
して含ませることにより、上記問題点を解決するもので
ある。ここで、図３（ｂ）では、Ｈｅの混合ガスにおけ
る含有量を６０体積％にした例について示したが、前記
混合ガスにおけるそれぞれのガスの混合の割合について
は、実験結果に基づき後に詳述する。
【００５２】さらに、前記ＣｒＣ膜上に、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：８０体積％、ＮＯ：２０体積％、圧力：０．３
パスカル）中で反応性スパッタリングにより、図３
（ｃ）に示すように、反射防止膜５として、膜厚２５０
オングストロームのＣｒＯＮ膜を、ＣｒＣ膜形成と連続
的に形成し、超音波洗浄を行ってフォトマスクブランク
１を得た。
【００５３】なお、前記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量を測定したとこ
ろ、酸素は４５ａｔ％、窒素は２５ａｔ％であった。こ
のようにして作製されたフォトマスクブランク１の光学
特性を市販の装置を使用して測定したところ、それぞ
れ、波長３６５ｎｍにおいて、光学濃度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、膜質が良好であった。
【００５４】また、最終的に得られたＣｒＮ／ＣｒＣ／
ＣｒＯＮ膜のフォトマスクブランク１のシート抵抗を測
定したところ、２５(／□以下であり、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づらいことを示してい
る。
【００５５】また、昇温脱離ガス分析装置（ＴＤＳ）
（電子科学社製：EMD-WA 1000）によって、フォトマス
クブランク１に含まれるＨｅを分析した。ここで、昇温
脱離分析法は、試料をプログラム加熱した場合の脱離ガ
スの組成を質量分析計によって同定する分析法である。
【００５６】今回の分析における具体的な加熱方法は、
真空系外にある赤外ランプの光を透明性の高い溶融石英
製のロッドを通じて測定室内に導くようになっており、
ロッドの上端に前記不透明石英製の試料台が載せられて
いる。上記得られたフォトマスクブランク１から１０ｍ
ｍ□に切り出した試料を、昇温脱離ガス分析装置の不透
明石英製の試料台に載せ、下より導入された赤外線で試
料を加熱する。試料温度は、薄膜表面に接触した熱電対
により測定を行う。尚、このとき、真空度を〜４×１０
-7Ｐａ、昇温速度を１０〜６０℃／ｍｉｎとし、室温を
〜８５０℃まで変化させたときの質量数（ｍ／ｅ）＝４
（He）のガス脱離挙動について質量分析計で測定を行っ
た。
【００５７】図７はフォトマスクブランク１についてHe
の昇温脱離ガス分析結果（パイログラム）を示すもの
で、試料温度に対する質量数（ｍ／ｅ）＝４の脱離量変
化を示している。ここで、パイログラムとは、横軸に温
度の目盛り、縦軸に特定質量数（ここでは４（He））の
出力を目盛ったものをいう。図７の横軸は、試料温度、
縦軸は、質量分析計によって測定した質量数（ｍ／ｅ）
＝４の脱離量を任意強度で表したものである。
【００５８】以上の結果から、フォトマスクブランク１
は、質量数（ｍ／ｅ）＝４（He）の脱離が観測され、膜
中にヘリウム（He）が含まれていることが確認された。
【００５９】尚、このヘリウムの脱離は、マスクパター
ンを形成する際に行われるレジスト膜のベーク温度以上
から行われることが好ましく、具体的には、ヘリウムの
脱離は、２５０℃以上となることが望ましい。
【００６０】また、上述した評価と同じ方法で、平坦度
変化量を測定したところ、−１．４μｍと、変化が小さ
く、膜応力が小さいことが確認された。
【００６１】このように、炭化クロム膜を形成する際の
スパッタリングにおいて、混合ガスとしてヘリウムを含
有することによって、ＣｒＣ膜を形成している粒子の径
が１〜７ｎｍと小さくなり、膜応力のない良好な薄膜が
得られ、平坦度変化量が少ないフォトマスクブランク１
が得られる。このメカニズムについては定かではない
が、ＣｒＣ膜の結晶が微細化しているもののアモルファ
スにはなっておらず、Ｃｒ粒子の結合に関与しないヘリ
ウム（Ｈｅ）原子が入り込むことによって、Ｃｒの結晶
成長を妨げながらＣｒＣ膜が成膜していくものではない
かと推定される。
【００６２】そして、図４（ａ）に示すように、前記反
射防止膜５としてのＣｒＯＮ膜上にレジスト６を塗布
し、パターン露光及び現象により、レジストパターンを
図４（ｂ）に示すように形成した。なお、ＣｒＯＮ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
するものであり、それゆえに、耐久性が良く、フォトマ
スクブランク１としての良好な特性を示す。よって、後
の工程で使用するレジストとの密着性が良好となり、前
記パターニングに際して、安定した高精度のパターニン
グが実施される。
【００６３】次に、前述したパターニングの後に、硝酸
第２セリウムアンモニウム１６５ｇと濃度７０％の過塩
素酸４２ｍｌに純水を加えて１０００ｍｌとしたエッチ
ング液を温度１９℃〜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、前記レジスト
パターンをマスクとしてＣｒＯＮ膜を図４（ｃ）に示す
ようにパターニングした。
【００６４】このウエットエッチングにて、ＣｒＯＮ膜
のパターニング、ＣｒＣ膜のパターニング、ＣｒＮ膜の
パターニングが連続して行われ、酸素プラズマや硫酸を
用いて通常の方法で前記レジストを剥離した後、図４
（ｄ）に示すように、所望パターンを有するフォトマス
ク１１を得た。この得られたフォトマスク１１における
マスクパターンの位置精度を測定したところ、設計値と
変わらず極めて良好であった。
【００６５】ここで、本発明で使用する混合ガス中のヘ
リウムＨｅの含有量について説明する。まず、上述の実
施例１において、ＣｒＮ膜の形成時には、膜成分として
窒素が混在しているため、
【００６６】結晶粒径が微細になり膜厚も薄いので膜応
力は問題にならず、混合ガス中にＨｅを含有せず、反応
性ガスである窒素を制御することで、前述のように良質
な薄膜が得られた。そして、ＣｒＣ膜については、基板
上に膜を形成した場合、ＣｒとＣは引張応力的変化を示
すことから、混合ガス中においてＡｒを含有するだけで
なく、Ｈｅを６０体積％含有する混合ガスを用いた。ま
た、ＣｒＯＮ膜については、ＣｒとＯ（酸素）が含まれ
る膜は同様に引張応力変化を示す傾向にあるが、窒素が
含まれていることと、比較的膜厚が薄いことにより、混
合ガス中にＨｅを含有させなかった。
【００６７】図５にＣｒＣ膜の形成時における混合ガス
中のＨｅ含有量と、応力に起因した基板反りの変化量
（平坦度変化量）との関係を示す特性図を示す。スパッ
タの制御性確保のためにＨｅを増加させると、放電が不
安定になるので、混合ガス中のＨｅの含有量は、９０体
積％程度にとどめる必要がある。又、混合ガス中のＨｅ
の含有量を４０〜６５体積％程度にすると、ガス圧の関
係上最も高品質の膜質が得られた。また、この時の薄膜
の堆積速度は約４ｎｍ／ｓｅｃであり、かつ、透明基板
上に膜を形成したことによる平坦度変化量は約−１．３
μｍと極めて小さかった。
【００６８】さらに、混合ガス中のＨｅの含有量を４０
体積％程度にしても、スパッタパワーを調整することに
より、良好な膜を得ることができた。また、混合ガス中
のＨｅの含有量を３０体積％程度にすると、平坦度変化
量が約−１．８μｍとなったが、このフォトマスクブラ
ンク１を使用して作成したフォトマスク１１におけるマ
スクパターンのパターン位置精度は、良品として識別で
きる範囲内であった。なお、マスクパターンのパターン
位置精度の点から平坦度変化量が−２μｍ以下とするこ
とが好ましい。
【００６９】なお、混合ガス中のＨｅ以外のガス成分に
ついては、エッチングレートを考慮した上で、膜質に応
じて、含有量を調整することが望ましい。これらの点を
考慮して、混合ガス中のＨｅの含有量は、３０〜９０体
積％、好ましくは、４０〜６５体積％とすることが望ま
しい。
【００７０】また、特性図には示さないが、スパッタパ
ワー（スパッタ電力）をさらに低下させ、薄膜の堆積速
度を０．５ｎｍ／ｓｅｃに設定してフォトマスクブラン
ク１を作成したが、問題となるような膜応力は発生せ
ず、フォトマスクブランク１およびこれを使用して作成
したフォトマスク１１としては、平坦度変化量が少な
く、パターン位置精度も良好で、良品の範囲内であっ
た。逆にスパッタパワー（スパッタ電力）を高くして、
薄膜の堆積速度を約６ｎｍ／ｓｅｃに設定してフォトマ
スクブランク１を作成した場合も、特に薄膜内に問題と
なるようなパーティクルは認められず、フォトマスクブ
ランク１およびこれを使用して作成したフォトマスク１
１としては良品の範囲内であった。なお、このときのス
パッタガス圧は、０．２〜０．６Ｐａとし、スパッタ電
力は９５０〜３０００Ｗであった。好ましくは、膜応
力、膜欠陥の関係上、スパッタ電力は、１２００〜２０
００Ｗが望ましい。
【００７１】また、上記スパッタ条件の元で作製された
実施例１のフォトマスクブランク１には、昇温脱離ガス
分析装置（ＴＤＳ）によって、ｍ／ｅ＝４（ヘリウム）
の脱離が観測され、膜中にヘリウム（Ｈｅ）が含まれて
いることを示したが、混合ガス中のＨｅガス含有量を８
０体積％、６０体積％、４０体積％と変化させた場合の
ｍ／ｅ＝４の相対強度比を測定したところ、ｍ／ｅ＝４
の相対強度（ヘリウム）は、混合ガス中のＨｅ含有量に
比例して増加していることが確認された。この結果か
ら、混合ガス中のＨｅ含有量を調整することによって、
スパッタ成膜して得られる膜中に含まれるＨｅの含有量
を調節することができる。なお、上記相対強度は、図７
のパイログラムにおける積分強度比を試料面積比で割っ
た値とする（この場合、Ｈｅガス含有量を８０体積％の
場合の相対強度を１とした）。
【００７２】このように、少なくともＣｒＣ膜を形成す
る際に、雰囲気ガス中にＨｅガスを導入することによ
り、膜応力を抑えることができると共に、ターゲットか
らの不純物の悪影響を受けることなく、高歩留まりを確
保しつつ、膜質が良好なフォトマスクブランク１を得る
ことができた。また、ＣｒＣ膜の膜厚を約２５０〜１１
００オングストローム程度、ＣｒＯＮ膜の膜厚を約２０
０〜３００オングストローム程度で形成しても、特に膜
応力は発生せず、良好なフォトマスクブランク１及びこ
れを使用したフォトマスク１１を得ることができた。ま
た、ＣｒＣ膜だけでなく、ＣｒＯＮ膜の形成時にＨｅガ
スを導入して膜応力を抑えることも可能である。この場
合は、さらに良好な膜質を有するフォトマスクブランク
１が得られる。
【００７３】（実施例２） 実施例１では、特にスパッタ装置については限定せず、
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。つまり、例えば、真空チ
ャンバ内にスッパタリングターゲットを配置し、反応性
スパッタ法によって、バッチ式に、各反応室内で１種類
ずつの膜を成膜していくという方法について、実施例１
は適用可能である。
【００７４】フォトマスクブランクの製造においては、
生産性を向上するために、近年インライン型連続スパッ
タ装置が適用されるようになってきた。そこで、本発明
のフォトマスクブランクの製造方法において、高歩留ま
りを実現しつつ、さらなる量産性向上を目的として、イ
ンライン型連続スパッタ装置を使用する場合が考えられ
る。図６に簡略化したインライン型連続スパッタリング
装置の概略図を示す。インライン型連続スパッタリング
装置は、パレットに搭載された数枚の透明基板上にそれ
ぞれ連続して膜付けを行うもので、１つの真空チャンバ
内において搬送が行われながら一連の膜付けが行われる
ものである。したがって、この場合、複数種類の膜を同
一チャンバ内（同一の真空度）でスパッタ成膜するの
で、これらの膜について良好な膜質を得るためには、イ
ンライン型スパッタリング法特有の製造条件の設定が重
要となる。インライン型スパッタリング法においては、
基板の搬送速度と生産効率との関係が連鎖しており、生
産効率を考え搬送速度を上げると、基板を把持するパレ
ットを搬送する搬送機構においてパーティクルが生じや
すくなるので、歩留まりが低下する。従って、パレット
の搬送速度を下げてスパッタした場合、一般的に堆積速
度を下げて成膜しなければならず、その結果、生産効率
が落ちるだけでなく、膜応力が発生することになる。実
施例２においては、インライン型連続スパッタ装置を適
用して、低膜応力で膜質が良好で、かつ、高歩留まりが
で量産可能なフォトマスクブランク及びフォトマスクを
製造する方法について説明する。
【００７５】実施例２の方法としては、量産化に対応し
た成膜方法として有効なインライン型連続スパッタリン
グ法に、実施例１の技術を適用した製造方法について説
明する。すなわち、通常のスパッタ装置と実施例２のイ
ンライン型連続スパッタリング装置との違いは、Ａｒな
どの不活性ガス雰囲気中に複数のターゲットを配置し、
透明基板を連続的に所定の搬送速度でスパッタターゲッ
ト間に搬送しながら、透明基板上に複数の種類の膜を連
続的に成膜することである。
【００７６】図８は実施例２にかかるフォトマスクブラ
ンクの断面図であり、図９は実施例２にかかるフォトマ
スクの断面図である。
【００７７】図８に示す実施例に係るフォトマスクブラ
ンク３１では、透明基板１２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×０．０９インチ
の石英ガラス基板を用いている。そして、前記透明基板
１２上に、クロムと窒素とを含む窒化クロム膜からなる
第１遮光膜１３（膜厚：１５０オングストローム）、ク
ロムと炭素とを含む炭化クロム膜からなる第２遮光膜１
４（膜厚：６００オングストローム）、クロムと酸素と
窒素とを含む酸化窒化クロム膜からなる反射防止膜１５
（膜厚：２５０オングストローム）が形成されている。
そして、図９に示すフォトマスク３２は、図８のフォト
マスクブランクをエッチングすることによりパターンを
形成したものである。
【００７８】次に、実施例２における本発明のフォトマ
スクブランク３１、及びフォトマスク３２の製造方法に
ついて説明する。両主表面及び端面が精密研磨された５
インチ×５インチ×０．０９インチの石英ガラスよりな
る透明基板１２を、基板ホルダ（パレット）に装着し、
図６に示すインライン型連続スパッタリング装置に導入
する。このインラインスパッタリング装置は、簡略化す
ると、図６に示すように導入チャンバ２１、スパッタチ
ャンバ（真空チャンバ）２２、取り出しチャンバ２３の
３つの部屋で構成されている。これらの各部屋は仕切板
でそれぞれ仕切られている。そして、パレットに搭載さ
れた透明基板１２が、図の矢印の方向に沿って搬送され
る構成になっている。以下に各部屋の構成をパレットの
搬送方向に沿って説明する。
【００７９】導入チャンバ２１は、空気の排気を行い内
部の環境を真空にする部屋である。次のスパッタチャン
バ２２においては、遮光膜として例えば第１遮光膜１３
であるクロムと窒素とを含む窒化クロム（ＣｒＮ）、第
２遮光膜１４であるクロムと炭素とを含む炭化クロム
（ＣｒＣ）、反射防止膜１５として例えばクロムと酸素
と窒素とを含む酸化窒化クロム（ＣｒＯＮ）が成膜され
る。つまり、図３に示した成膜工程を実施する。スパッ
タチャンバ２２内には、図示しないが、これら第１、第
２遮光膜１３，１４、及び反射防止膜１５を形成するた
めのＣｒによる複数のターゲットが設けられ、各ターゲ
ット付近には雰囲気ガスを導入するための複数のバルブ
が設けられている。最後の取り出しチャンバ２３は、導
入チャンバ２１と同様に、空気の排気を行い内部の環境
を真空にするものである。
【００８０】以上のようなインライン型連続スパッタリ
ング装置を用いてフォトマスクブランク３１を製造する
場合は、まず、石英ガラス製の透明基板１２が装着され
たパレットを導入チャンバ２１に導入する。そして、導
入チャンバ２１内を大気状態から真空にし、次いでパレ
ットをスパッタチャンバ２２内に搬入する。
【００８１】このスパッタチャンバ２２内においては、
パレットに装着された透明基板１２を２５ｃｍ／ｍｉｎ
の速度で搬送し、第１のターゲットでは、第１のバルブ
によりＡｒとＮ2 との混合ガス（Ａｒ：８０体積％、Ｎ
2 ：２０体積％）を導入し、まず反応性スパッタリング
により膜厚１５０オングストロームの第１遮光膜１３
〔図３（ａ）参照〕としての窒化クロム（ＣｒＮ）膜を
形成する。また、第２のターゲットでは、第２のバルブ
によりＡｒ、ＣＨ4 及びＨｅとの混合ガス（Ａｒ：３０
体積％、ＣＨ4：１０体積％、Ｈｅ：６０体積％）を導
入し、反応性スパッタリングにより膜厚６００オングス
トロームの第２遮光膜１４〔図３（ｂ）参照〕としての
炭化クロム（ＣｒＣ）膜を形成する。次に、第３のター
ゲットでは、第３のバルブによりＡｒとＮＯとの混合ガ
ス（Ａｒ：８０体積％、ＮＯ：２０体積％）を導入し、
反応性スパッタリングにより膜厚２５０オングストロー
ムの反射防止膜１５〔図３（ｃ）参照〕としての酸化窒
化クロム（ＣｒＯＮ）膜を形成する。このように、連続
して３層の膜を形成する。なお、成膜時のスパッタチャ
ンバ２２内の圧力は０．３パスカル、第２遮光膜１４用
のターゲットのスパッタ電力は、１６５０Ｗとし、上記
第２遮光膜１４の堆積速度は、３．４ｎｍ／ｓｅｃであ
った。
【００８２】その後、パレットは真空排気された取り出
しチャンバ２３内に移送される。そして、スパッタチャ
ンバ２２と取り出しチャンバ２３とを仕切板によって完
全に仕切った後、取り出しチャンバ２３を大気圧状態に
戻す。これにより、成膜されたフォトマスクブランク３
１が得られる。なお、スパッタチャンバ２２へのパレッ
トの導入は、導入チャンバ２１がスパッタチャンバ２２
内の真空状態と同等になったときに次々と連続的に行わ
れ、常にスパッタチャンバ２２内には複数のパレットが
導入された状態となる。
【００８３】このようにして作製されたフォトマスクブ
ランク３１の光学特性を市販の装置を使用して測定した
ところ、それぞれ波長３６５ｎｍにおいて、光学濃度
３．０、表面反射率１２％であった。また、パレットか
らのパーティクルも発生せず、膜欠陥もなく、膜質が良
好であった。
【００８４】また、シート抵抗値を測定したところ、２
５Ω／□以下であり、良好な導電性が得られた。
【００８５】また、この得られたフォトマスクブランク
３１の膜組成分析の結果を図１０に示す。図１０の膜組
成分析は、オージエ電子分光法（ＡＥＳ）で測定した。
図１０の膜組成分析結果は、オージエ電子分光法ではＨ
ｅの含有量が検出されないため、Ｈｅの含有量を除いた
他の元素（Ｃｒ，Ｏ，Ｎ，Ｃ，Ｓｉ）の合計量を１００
ａｔ％としたときの相対含有率を示すものである。図１
０のオージエ電子分光法による測定結果からわかるよう
に、インライン型スパッタリング法で形成したフォトマ
スクブランク３１を構成する膜が、それぞれ連続的に組
成が変化していることがわかる。
【００８６】具体的には、反射防止膜１５と第２遮光膜
１４においては、薄膜表面側から透明基板１２側に向っ
て酸素が連続的に減少し、かつ炭素が連続的に増加して
いる膜となっており、何れの膜にも窒素が含まれてい
る。
【００８７】酸素は、主に表面反射率を制御するために
含有され、所望の光学特性を得るために適宜含有量を調
節する。反射防止機能を有するための酸素の含有量は、
０〜７０ａｔ％、膜の平均値で、１０〜６０ａｔ％とす
ることがよい。また、炭素は、主にエッチング速度を制
御するために含有され、マスクにしたときのパターン形
状が、所望の形状になるように、適宜含有量を調節す
る。好ましい炭素の含有量は、０〜２５ａｔ％、膜の平
均値で、０．２〜２０ａｔ％とすることがよい。窒素
は、主にエッチング速度を制御するために含有される。
一般に、クロムに酸素や炭素が含まれると、エッチング
速度が遅くなり、窒素を含有させることによってエッチ
ング速度を早くすることを目的として含有される。含有
量は、マスクにしたときのパターン形状が、所望の形状
になるように、適宜含有量を調節する。好ましい窒素の
含有量は、０〜４５ａｔ％、膜の平均値で、１０〜３５
ａｔ％とすることがよい。
【００８８】また、第１遮光膜１３の窒化膜の窒素は、
前記反射防止膜と第２遮光膜１４に含まれる窒素の含有
量より相対的に多く含むとともに、窒素が連続的に変化
している。
【００８９】第１遮光膜１３における窒素は、パターニ
ングしたときの膜欠陥（黒欠陥）を防止し、さらに透明
基板との密着性を向上させる目的で含有する。反射防止
膜１５と第２遮光膜１４に含まれる窒素の含有量より相
対的に窒素を多く含有することによって、エッチング速
度が速くなるので、エッチングによる膜のこり（黒欠
陥）を防止することができる。また、緻密な膜となるの
で膜剥れを防止することができる。窒素の含有量は、０
〜６５ａｔ％、膜の平均値で５〜６０ａｔ％とすること
がよい。また、第１遮光膜１３には、窒素以外に、若干
量の炭素、酸素を含んでいても良い。
【００９０】また、上記元素（Ｃｒ，Ｏ，Ｎ，Ｃ）が連
続的に変化させることによって、フォトマスクのパター
ン断面形状が、各膜での段差がなく、滑らかなパターン
にすることができる。
【００９１】これら光学特性、所望のパターン形状を得
るためのエッチング速度の制御性を考慮して、本発明に
おけるフォトマスクブランク３１は、反射防止膜１５と
第２遮光膜１４においては、薄膜表面側から透明基板１
２側に向って酸素が連続的に減少し、かつ炭素が連続的
に増加しており、第１遮光膜１３の窒化膜における窒素
が、前記反射防止膜１５と第２遮光膜１４に含まれる窒
素の含有量より相対的に多く含むとともに、窒素が連続
的に変化している構成にしている。
【００９２】また、上述の実施例１と同様に、昇温脱離
ガス分析装置（ＴＤＳ）によって、フォトマスクブラン
ク３１を分析したところ、上述と同様に質量数（ｍ／
ｅ）＝４（ヘリウム）の脱離が観測され、膜中にヘリウ
ム（Ｈｅ）が含まれていることが確認された。
【００９３】また、上述した評価と同じ方法で、平坦度
変化量を測定したところ、−０．７５μｍと変化量が小
さく、膜応力が小さいことが確認された。そして、実施
例１と同様の方法で作製したフォトマスク３２における
マスクパターンの位置精度も極めて良好であった。
【００９４】また、インライン型スパッタリング法によ
って、組成が連続的に変化した膜が形成されているの
で、フォトマスク３２の各パターンの断面も各膜での段
差がなく、滑らかで垂直なパターンが得られた。
【００９５】このように、透明基板１２上に膜を形成し
たとき、膜応力が引張応力的な変化を示すクロムと、炭
素とを含む炭化クロム膜、クロムと、酸素とを含む酸化
クロム膜、特に膜厚が大きい炭化クロム膜（ＣｒＣ）を
形成する際、雰囲気ガス中にＨｅガスを導入することに
より、膜応力を抑えることができたと共に、炭化クロム
膜上に連続的に形成された酸素を含む酸化窒化クロム
（ＣｒＯＮ）膜においても膜応力のない膜を得ることが
できた。そして、さらに、インライン型連続スパッタリ
ング法の適用により量産性を維持しつつ、膜質が良好な
フォトマスクブランク３１を得ることができた。
【００９６】（比較例１〜２） 上述の実施例１及び２において第２遮光膜を、ＡｒとＣ
Ｈ4の混合ガス（Ａｒ：９０体積％、ＣＨ4：１０体積
％）とした他は、実施例１及び２と同様にしてフォトマ
スクブランク及び、フォトマスクを作製した。その結
果、フォトマスクブランクの平坦度変化量はそれぞれ、
−２．５μｍ、−２．８μｍと−２．０μｍの値を超
え、フォトマスクのパターン位置精度が悪かった。ま
た、実施例１と同様に、比較例１のフォトマスクブラン
クについて、昇温脱離ガス分析装置（ＴＤＳ）によるｍ
／ｅ＝４（Ｈｅ）の脱離を観測したところ、図７のとお
り、ヘリウムは検出されなかった。
【００９７】（実施例３） 次に、遮光機能と位相シフト機能を有するフォトマスク
ブランク（位相シフトマスクブランク）に適用した例を
示す。
【００９８】５インチ×５インチ×０．０９インチの石
英ガラス基板上に、アルゴンと酸素とヘリウムからなる
雰囲気ガス中でクロムをターゲットとしたスパッタリン
グにより、膜厚１３５０Åで、酸素を４５ａｔ％含む酸
化クロム膜を形成してｉ線（波長：３６５ｎｍ）用の位
相シフトマスクブランクを作製した。得られた位相シフ
トマスクブランクの透過率、屈折率を測定したところ、
それぞれ７％、２．３５であった。また、上述した評価
と同じ方法で、平坦度変化量を測定したところ、−１．
５μｍと変化量が小さく、膜応力が小さいことが確認さ
れた。ＣＣｌ4 ＋Ｏ2混合ガスを用いたドライエッチン
グ法により、所望のパターンを有する位置シフトマスク
を得た。なお、位相シフト量を測定したところ、ほぼ１
８０゜であった。また、パターン位置精度も設計値と変
わらず良好であった。
【００９９】また、上記実施例１〜３のフォトマスク、
位相シフトマスクを使用して、半導体ウェーハなどの被
転写体に対し、露光・現像処理を行ったところ、被転写
体に良好な微細パターンを形成することができた。
【０１００】以上、好ましい例を挙げて本発明を説明し
たが、これに限らず、透明基板上に形成する膜（遮光
膜、反射防止膜等）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。
【０１０１】また、実施例１，２において形成した第１
遮光膜のＣｒＮ膜を省略しても構わない。この場合、膜
構成としては、ＣｒＣ膜／ＣｒＯＮ膜となる。
【０１０２】また、ハーフトーン型位相シフトマスクな
どの位相シフトマスクの位相シフトパターンの上又は下
に、本発明の方法によって少なくとも遮光機能を有する
薄膜を形成することもできる。
【０１０３】また、薄膜の材料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（前述
の平坦度変化量の符号が−（マイナス））を引き起こす
材料であれば何でも構わない。例えば、主として遷移金
属（Ｔｉ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｗなど）を含む材
料からなるものが挙げられる。
【０１０４】産業上の利用可能性 本発明は、ＩＣ（半導体集積回路）やＬＳＩ（高密度集
積回路）の製造工程で微細パターン転写のマスクとして
用いられるフォトマスク及びこのフォトマスクの素材で
あるフォトマスクブランクを得るのに利用できる。特
に、微細なマスクパターンを形成するために透明基板上
に形成された薄膜が、透明基板に有害な反りを起こさせ
る大きさの応力の生じないものであり、かつ、膜質が良
好で、高歩留まりで量産可能なフォトマスクブランク及
びフォトマスクを得ることを可能にするものである。 ［図面の簡単な説明］
【図１】本発明の実施例１のフォトマスクブランクの断
面図である。
【図２】本発明の実施例１のフォトマスクの断面図であ
る。
【図３】本発明の実施例１のフォトマスクブランクの製
造工程（ａ）〜（ｃ）を順を追って示す図である。
【図４】本発明の実施例１のフォトマスクの製造工程
（ａ）〜（ｄ）を順を追って示す図である。
【図５】本発明の製造方法を実施した場合のヘリウム含
有量と基板の反り（平坦度変化量）の関係を示す特性図
である。
【図６】本発明の製造方法を実施するインライン型連続
スパッタリング装置の概略構成図である。
【図７】実施例１のフォトマスクブランク１についての
Ｈｅの昇温脱離ガス分析結果（パイログラム）を示すグ
ラフである。
【図８】本発明の実施例２のフォトマスクブランクの断
面図である。
【図９】本発明の実施例２のフォトマスクの断面図であ
る。
【図１０】実施例２のフォトマスクブランクの膜組成を
オージェ電子分光法で測定した結果を示すグラフであ
る。
【図１１】従来のフォトマスクブランクのＣｒＣ膜形成
の際のガス圧と基板の反り（平坦度変化量）との関係を
示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−225936（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−272746（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−297570（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−9847（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−242252（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03F 1/08 - 1/16 H01L 21/027

Claims (26)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 透明基板上に少なくとも遮光機能を有す
    る薄膜を形成したフォトマスクブランクにおいて、 前記薄膜にヘリウム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。
  2. 【請求項２】 透明基板上に少なくとも遮光機能を有す
    る薄膜を形成したフォトマスクブランクにおいて、 前記薄膜は、雰囲気ガスが導入された真空チャンバー内
    にスパッタターゲットを配置し、スパッタリングにより
    形成されたものであって、 前記薄膜は、雰囲気ガス中に占めるヘリウムガスの含有
    量を３０〜９０堆積％とし、堆積速度を０．５ｎｍ／ｓ
    ｅｃ〜６ｎｍ／ｓｅｃの範囲で成膜したものであること
    を特徴とするフォトマスクブランク。
  3. 【請求項３】 前記薄膜は、炭素又は酸素のうち選ばれ
    た少なくとも１種を含む膜であ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。
  4. 【請求項４】 前記薄膜は、炭素を含む遮光膜と、酸素
    を含む反射防止膜とを含む積層膜であることを特徴とす
    る請求項３記載のフォトマスクブランク。
  5. 【請求項５】 前記薄膜は、薄膜表面側から透明基板側
    に向って酸素が連続的に減少し、かつ炭素が連続的に増
    加していることを特徴とする請求項４記載のフォトマス
    クブランク。
  6. 【請求項６】 炭素が０〜２５ａｔ％、酸素が０〜７０
    ａｔ％であることを特徴とする請求項４又は５記載のフ
    ォトマスクブランク。
  7. 【請求項７】 前記薄膜に、さらに窒素が含まれている
    ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のフォ
    トマスクブランク。
  8. 【請求項８】 前記薄膜の結晶粒は、１〜７ｎｍである
    ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のフォ
    トマスクブランク。
  9. 【請求項９】 前記透明基板と前記薄膜との間に、前記
    薄膜に含まれる同じ金属材料と窒素とを含む窒化膜が形
    成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか
    に記載のフォトマスクブランク。
  10. 【請求項１０】 前記薄膜は、薄膜表面から透明基板側
    に向かって酸素が連続的に減少し、かつ炭素が連続的に
    増加しており、前記窒化膜における窒素は、前記薄膜に
    含まれる窒素の含有量より相対的に多く含まれると共
    に、前記窒化膜の窒素が増加するにしたがって前記金属
    が減少することを特徴とする請求項９記載のフォトマス
    クブランク。
  11. 【請求項１１】 前記薄膜は、クロムを含む膜であるこ
    とを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のフォ
    トマスクブランク。
  12. 【請求項１２】 前記透明基板は石英ガラスからなるこ
    とを特徴とする請求項１〜１１記載のいずれかに記載の
    フォトマスクブランク。
  13. 【請求項１３】 請求項１〜１２のいずれかの発明にか
    かるフォトマスクブランクの透明基板上に形成した前記
    薄膜、又は、前記薄膜及び前記窒化膜をパターニングす
    ることによってマスクパターンが形成されていることを
    特徴とするフォトマスク。
  14. 【請求項１４】 雰囲気ガスが導入された真空チャンバ
    ー内にスパッタターゲットを配置し、スパッタリング法
    により透明基板上に少なくとも遮光機能を有する薄膜を
    形成するフォトマスクブランクの製造方法において、 予め雰囲気ガス中に含まれるヘリウムガスの含有量と、
    前記薄膜の膜応力との相関関係を求めておき、 前記薄膜が前記薄膜をパターニングしたときに得られる
    マスタパターンが、所望なパターン位置精度となるよう
    な膜応力となるように、ヘリウムガスの含有量を前記相
    関関係から求め、このヘリウムガス含有量を含む雰囲気
    ガスの中で、前記薄膜をスパッタ成膜することを特徴と
    するフォトマスクブランクの製造方法。
  15. 【請求項１５】 雰囲気ガスが導入された真空チャンバ
    ー内にスパッタターゲットを配置し、スパッタリング法
    により透明基板上に少なくとも遮光機能を有する薄膜を
    形成するフォトマスクブランクの製造方法において、 前記薄膜は、堆積速度が０．５ｎｍ／ｓｅｃ〜６ｎｍ／
    ｓｅｃで構成され、 前記雰囲気ガスは、ヘリウムガス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。
  16. 【請求項１６】 雰囲気ガスが導入された真空チャンバ
    ー内にスパッタターゲットを配置し、スパッタリング法
    により透明基板上に少なくとも遮光機能を有する薄膜を
    形成したフォトマスクブランクの製造方法において、 前記薄膜は、スパッタ電力が９５０〜３０００Ｗで成膜
    され、 前記雰囲気ガスは、ヘリウムガス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。
  17. 【請求項１７】 前記雰囲気ガス中に占めるヘリウムガ
    スの含有量が３０〜９０体積％であることを特徴とする
    請求項１４〜１７のいずれかに記載のフォトマスクブラ
    ンクの製造方法。
  18. 【請求項１８】 前記雰囲気ガス中に占めるヘリウムガ
    スの含有量が４０〜６５体積％であることを特徴とする
    請求項１４〜１６のいずれかに記載のフォトマスクブラ
    ンクの製造方法。
  19. 【請求項１９】 前記薄膜は、炭素又は酸素のうちの選
    ばれた少なくとも１種を含む膜であることを特徴とする
    請求項１４〜１８のいずれかに記載のフォトマスクブラ
    ンクの製造方法。
  20. 【請求項２０】 前記薄膜は、炭素を含む遮光膜と、酸
    素を含む反射防止膜とを含む積層膜であって、前記遮光
    膜又は反射防止膜の少なくともいずれか一方が、ヘリウ
    ムガスを含む雰囲気ガス中でスパッタ成膜することを特
    徴とする請求項１９記載のフォトマスクブランクの製造
    方法。
  21. 【請求項２１】 前記透明基板と前記薄膜との間に、前
    記薄膜に含まれる同じ金属と窒素とを含む窒化膜を形成
    することを特徴とする請求項１４〜２０のいずれかに記
    載のフォトマスクブランクの製造方法。
  22. 【請求項２２】 前記薄膜、又は、前記薄膜及び前記窒
    化膜をインラインスパッタリング法で形成することを特
    徴とする請求項１４〜２１のいずれかに記載のフォトマ
    スクブランクの製造方法。
  23. 【請求項２３】 前記薄膜はクロムを含む膜であること
    を特徴とする請求項１４〜２２のいずれかに記載のフォ
    トマスクブランクの製造方法。
  24. 【請求項２４】 前記透明基板は石英ガラスからなるこ
    とを特徴とする請求項１４〜２３のいずれかに記載のフ
    ォトマスクブランクの製造方法。
  25. 【請求項２５】 請求項１４〜２４のいずれかの発明に
    かかる製造方法によって得られたフォトマスクブランク
    の前記透明基板上に形成された膜を選択的に除去してマ
    スクパターンを形成することを特徴とするフォトマスク
    の製造方法。
  26. 【請求項２６】 基板上にフォトリソグラフィー法によ
    って微細パターンを形成する微細パターン形成方法にお
    いて、 微細パターンの転写を行う際に用いるマスクとして請求
    項１３記載のフォトマスクを用いることを特徴とする微
    細パターン形成方法。
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