JP4462423B2 - フォトマスクブランクの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体集積回路、ＣＣＤ（電荷結合素子）、ＬＣＤ（液晶表示素子）用カラーフィルター、磁気ヘッド等の微細加工に用いられるフォトマスクブランクの製造方法に関する。

高集積化が進む半導体集積回路の製造等に使用されるリソグラフィー技術は、より微細なパターン形成を求めて露光装置における短波長化が進み、紫外光であるｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）から遠紫外光であるＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、更にはＦ₂レーザ（１５７ｎｍ）へとシフトしようとしている。しかしながら、露光波長の短波長化は解像度を改善する反面、焦点深度（ＤＯＦ）の減少を招き、プロセスマージンの狭さから安定性が低下し、製品の歩留まりに悪影響を及ぼすという問題が生じた。

このＤＯＦの減少は、露光波長の短波長化のみならず、フォトマスクの平坦度の低さによっても生じる。即ち、光学系の中に置かれたフォトマスクが平坦でない場合、基板に照射される像は、マスクの位置により、異なる焦点をもつことになり、そのずれの分だけＤＯＦが失われることになる。そこで、より微細なパターンを形成する際のＤＯＦを確保するため、焦点ずれの原因となるフォトマスクの平坦度の向上が追及されている。リソグラフィーにおける焦点ずれを軽減するためには、ウエハー露光時に、露光パターンを許容される誤差内で所定の位置と幅で描画できる程度に、原画に当たるマスクパターンを正確に位置させる必要がある。理想的には、露光装置への装着時に極めて良好な平坦性をもった基板上に遮光膜パターンや位相シフト膜パターン等が形成されていることが望まれる。

このような問題の解決手段として、装着時の歪みを考慮してフォトマスク基板を選択するという技術が開示されている（特許文献１：特開２００３−５０４５８号公報）。ここでは、装着時の平坦性をテストする材料として透明基板上に遮光膜を形成した基板が使用され、装着後に好ましい平坦性を与える基板の形状について言及されている。しかし、遮光膜が強い応力をもつ膜である場合、フォトマスク用透明基板から、遮光性膜等を成膜するフォトマスクブランク、更に遮光性膜等をエッチング加工するフォトマスクへの各々の加工工程において、まず、膜を成膜することにより膜応力で基板が変形し、更に、パターン形成のために膜を部分的に除去すると、再び基板が変形してしまう。

そこで、高精度のフォトマスクを歩留まりよく製造するためには、このような途中での変形を加味した上で透明基板を選択するか、良好な形状の透明基板を準備し、加工前後で透明基板が変形しないように、膜がもつ応力をコントロールするかのいずれかが必要となる。

このような問題を解決する試みとしては、位相シフト膜と遮光膜とを有するフォトマスクブランクに対し、位相シフト膜が与える膜応力と逆の膜応力を与える遮光膜を形成することで、基板の変形を小さくする方法が開示されている（特許文献２：特開平１１−２４９２８３号公報）。しかし、この方法では、フォトマスクに加工した際に、透明基板上に残る位相シフト膜と遮光膜との位置や面積が、形成されるパターンによって異なるため、パターン毎に位相シフト膜がもつ膜応力と遮光膜がもつ膜応力とがパターン形成後につり合うように調整しなければならず、このような調整は多種多様なパターンに形成されるフォトマスクに対応するためには実質的に不可能であり、本質的な解決手段は得られていない。

特開２００３−５０４５８号公報 特開平１１−２４９２８３号公報 特開平７−１４０６３５号公報 特開２００４−１９９０３５号公報

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、透明基板上に遮光膜、反射防止膜等として成膜されるクロム系材料膜を成膜した後に生じるフォトマスクブランクの反りを抑制し、また、フォトマスクブランクを加工して膜をパターン形成することにより膜応力が解放されて生じる反りの変化を極めて低くすることができるフォトマスクブランクの製造方法を提供することを目的とする。

本発明者は、フォトマスクブランクからフォトマスクへの加工により生じる反りの変化を、透明基板の形状と膜パターン形成前後の膜応力とを勘案してフォトマスクブランク毎に個々に最適化するより、膜応力自体を低く抑えることにより解消する方が実用上有利であり、特に、半透過膜とクロム系遮光膜のように、特性の異なる膜が積層されている場合には、それらの膜応力を調整して両者をつり合わせる手法より、各々の膜応力自体を低くできれば、様々な膜パターンに対応することができる、より汎用性の高いフォトマスクブランクとなり、フォトマスクブランク及びフォトマスクの形状変化自体も小さくすることができると考え、鋭意検討を重ねた結果、透明基板上に遮光膜、反射防止膜等として成膜されるクロム系材料膜をスパッタリングにより、スパッタリング時の被スパッタリング物の温度を１００℃以下に制御し、好ましくはターゲットに印加する単位スパッタリング面積当たりの電力を５Ｗ／ｃｍ²以上として成膜すれば、成膜されたクロム系材料膜は、膜応力が極めて低い膜となることを見出した。

そして、このクロム系材料膜を成膜する方法は、ハーフトーン位相シフト膜等の半透過膜と、クロム（Ｃｒ）、クロム酸化物（ＣｒＯ）、クロム窒化物（ＣｒＮ）、クロム炭化物（ＣｒＣ）、クロム酸化窒化物（ＣｒＯＮ）、クロム酸化炭化物（ＣｒＯＣ）及びクロム酸化窒化炭化物（ＣｒＯＮＣ）から選ばれるクロム系材料膜とを備えるハーフトーン位相シフトマスクブランク等のフォトマスクブランクを製造する際に好適であり、例えば、透明基板上に半透過膜をスパッタリングにより成膜し、次いで、半透過膜上にクロム系材料膜をスパッタリングにより、クロム系材料膜のスパッタリング時の被スパッタリング物の温度を１００℃以下に制御して成膜することにより、透明基板上に半透過膜とクロム系材料膜とを順に設けたフォトマスクブランクを製造すれば、成膜されたクロム系材料膜は、膜応力が極めて低い膜となり、更に、閃光ランプによる膜応力緩和の手法と組み合わせて、半透過膜を成膜後、成膜された半透過膜に閃光ランプ光を照射することにより半透過膜の膜応力を低減させてから、クロム系材料膜を成膜すれば、基板上に形成されたいずれの膜の膜応力も極めて低くなり、基板全体のひずみ変化が極めて起きにくいフォトマスクブランクが得られることを見出し、本発明をなすに至った。

即ち、本発明は、以下のフォトマスクブランクの製造方法を提供する。
請求項１：
透明基板上に半透過膜と、クロム（Ｃｒ）、クロム酸化物（ＣｒＯ）、クロム窒化物（ＣｒＮ）、クロム炭化物（ＣｒＣ）、クロム酸化窒化物（ＣｒＯＮ）、クロム酸化炭化物（ＣｒＯＣ）及びクロム酸化窒化炭化物（ＣｒＯＮＣ）から選ばれるクロム系材料膜とを順に設けてなるフォトマスクブランクの製造方法であって、透明基板上に上記半透過膜をスパッタリングにより成膜し、その後、成膜された半透過膜に閃光ランプ光を照射することにより半透過膜の膜応力を低減させ、次いで、該半透過膜上に上記クロム系材料膜をスパッタリングにより、該クロム系材料膜のスパッタリング時の被スパッタリング物の温度を１００℃以下に制御して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。
請求項２：
上記半透過膜がハーフトーン位相シフト膜であ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の製造方法。
請求項３：
上記ハーフトーン位相シフト膜が、モリブデンシリサイド酸化物（ＭｏＳｉＯ）、モリブデンシリサイド窒化物（ＭｏＳｉＮ）、モリブデンシリサイド炭化物（ＭｏＳｉＣ）、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酸化炭化物（ＭｏＳｉＯＣ）及びモリブデンシリサイド酸化窒化炭化物（ＭｏＳｉＯＮＣ）から選ばれる膜であることを特徴とする請求項２記載のフォトマスクブランクの製造方法。
請求項４：
上記クロム系材料膜のスパッタリング時のターゲットに印加する単位スパッタリング面積当たりの電力を５Ｗ／ｃｍ²以上としてスパッタリングすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のフォトマスクブランクの製造方法。
請求項５：
上記クロム系材料膜が、遮光膜、反射防止膜又はそれらの積層膜であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のフォトマスクブランクの製造方法。
請求項６：
上記クロム系材料膜の膜厚が６０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載のフォトマスクブランクの製造方法。
請求項７：
閃光ランプ光を３〜４０Ｊ／ｃｍ ² のエネルギー密度で、１秒以下照射することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載のフォトマスクブランクの製造方法。

本発明によれば、基板上にクロム系材料膜を形成する場合に、スパッタリングにより膜応力の極めて低いクロム系材料膜を形成することができることから、クロム系材料膜を成膜してフォトマスクブランクを製造する前後、及びそのクロム系材料膜を加工して膜パターンを形成する前後における膜応力の変化により反りが大きく変化することを避けることができ、精度の高い露光が可能なフォトマスクを与えるフォトマスクブランクを安定して製造することができる。

特に、ハーフトーン位相シフト膜等の半透過膜とクロム系材料膜とを備えるフォトマスクブランクを製造する際に、本発明の方法は好適であり、例えば、閃光ランプによる膜応力緩和の手法と組み合わせると、基板上に形成されたいずれの膜の膜応力も低くできることから、基板全体のひずみ変化が極めて起きにくいハーフトーン位相シフトマスクブランク等のフォトマスクブランクを提供することができる。

以下、本発明について更に詳しく説明する。
本発明は、透明基板上にクロム系材料膜を設けてなるフォトマスクブランクの製造方法であり、このクロム系材料膜をスパッタリングにより、スパッタリング時の被スパッタリング物の温度を１００℃以下に制御して成膜するものである。

本発明のフォトマスクブランクは、透明基板上にクロム系材料膜が設けられたものであり、透明基板としては、石英ガラス、アルミノシリケートガラス、フッ化カルシウム等の、フォトマスクを使用してパターン露光を行う際に使用する光（露光光）に対して透明な基板が挙げられ、図１に示されるように、透明基板１上にクロム系材料膜２が直接設けられたものや、図２に示されるように、透明基板１上にハーフトーン位相シフト膜等の半透過膜３などの他の膜を介してクロム系材料膜２が設けられたものが挙げられる。

本発明においては、このようなフォトマスクブランクのクロム系材料膜をスパッタリングにより成膜し、その際、スパッタリング時の被スパッタリング物の温度を１００℃以下に制御する。即ち、クロム系材料膜をスパッタリングにより成膜する際に、クロム系材料膜スパッタリング時の透明基板、半透過膜等の膜が成膜された透明基板などのクロム系材料膜が成膜される被スパッタリング物の温度を１００℃以下、好ましくは８０℃以下に制御する。

フォトマスクブランクの製造において、透明基板上に各種膜をスパッタリングにより成膜する際、従来、透明基板等の被スパッタリング物の被スパッタリング面に付着している水分等を揮散させて除去するために、透明基板等の被スパッタリング物を加熱することが一般的に行われているが、その温度はある程度高い方がよいため、通常１２０℃程度とされている。そして、この加熱工程の直後からスパッタリングが開始されるため、スパッタリング時の被スパッタリング物の温度、即ち、スパッタリング面の温度が１００℃を超えた状態で膜が成膜される。

これに対して、本発明においては、クロム系材料膜のスパッタリング時の被スパッタリング物の温度を常に１００℃以下に制御してスパッタリングすることにより、成膜されるクロム系材料膜の膜応力を低くすることができる。

なお、上記クロム系材料膜のスパッタリング時の被スパッタリング物の温度は、室温以上であり、製造環境にもよるが、例えば１０℃以上、特に２０℃以上であることが好ましい。

上記クロム系材料膜のスパッタリング時の被スパッタリング物の温度を上記範囲とするには、スパッタリングにより被スパッタリング物の温度が上昇しても１００℃を超えることがない所定の温度でスパッタリングを開始すればよい。このスパッタリング開始温度条件は、被スパッタリング物とターゲットとの距離によって、また、スパッタリング時のパワー等が装置及び設定条件によって異なるため、予め求めておく必要がある。なお、低い温度からスパッタリングを行う場合には、被スパッタリング物の表面の水分等を除去する加熱を減圧下で行った後、減圧下での冷却は効率が低いため、別に加熱時の圧力より減圧度の低い冷却室を設けて冷却すると効率よく冷却することができる。

クロム系材料膜としては、遮光膜、反射防止膜等として機能するものを挙げることができ、単層であっても複層であってもよく、複層の場合、例えば、遮光膜と反射防止膜との積層膜であってもよい。このような積層膜としては、例えば、基板側から遮光膜と反射防止膜が積層された２層膜、基板側から第１の反射防止膜、遮光膜、第２の反射防止膜が積層された３層膜などが挙げられる。

このクロム系材料膜の組成は、その機能や露光光の波長により選定されるものであるが、具体的には、クロム（Ｃｒ）、クロム酸化物（ＣｒＯ）、クロム窒化物（ＣｒＮ）、クロム炭化物（ＣｒＣ）、クロム酸化窒化物（ＣｒＯＮ）、クロム酸化炭化物（ＣｒＯＣ）、クロム酸化窒化炭化物（ＣｒＯＮＣ）等のクロム化合物などが挙げられ、特に、クロム酸化窒化物（ＣｒＯＮ）、クロム酸化窒化炭化物（ＣｒＯＮＣ）が好ましい。なお、クロム酸化窒化物（ＣｒＯＮ）における各元素の好適な含有率は、Ｃｒが２０〜９５原子％、特に３０〜８５原子％、Ｏが０〜６０原子％、特に５〜５０原子％、Ｎが０〜３０原子％、クロム酸化窒化炭化物（ＣｒＯＮＣ）における各元素の好適な含有率は、Ｃｒが２０〜９５原子％、特に３０〜８５原子％、Ｏが０〜６０原子％、特に５〜５０原子％、Ｎが０〜３０原子％、Ｃが０〜３０原子％である。

クロム系材料膜の成膜に用いるターゲットとしては、通常、金属クロムターゲットを使用するが、クロム化合物膜を成膜する際には、場合により、成膜する化合物膜の組成に合わせてクロムと、酸素、窒素及び炭素から選ばれる１種以上の元素とを含有するクロム化合物ターゲットを用いてもよい。なお、スパッタガスとしては、ネオン、アルゴン、クリプトン等の不活性ガス（雰囲気ガス）が用いられる。

また、金属クロムターゲット又はクロム化合物ターゲットを用い、上述したような不活性ガスと共に、酸素、窒素又は炭素を含む反応性ガス、例えば、酸素ガス（Ｏ₂）、窒素ガス（Ｎ₂）、酸化窒素ガス（ＮＯ，ＮＯ₂，Ｎ₂Ｏ）、酸化炭素ガス（ＣＯ，ＣＯ₂）、炭化水素ガス（例えばメタンガス）などを、成膜するクロム系材料膜の組成に合わせて適宜選定して反応性スパッタリングによりクロム系材料膜を成膜することも可能である。

本発明の方法によれば、例えば、成膜されるクロム系材料膜の膜厚が１００ｎｍであるとき、その膜応力を２６０ＭＰａ以内（即ち、２６０ＭＰａの引張応力から２６０ＭＰａの圧縮応力の範囲内）、特に、１７０ＭＰａ以内（即ち、１７０ＭＰａの引張応力から１７０ＭＰａの圧縮応力の範囲内）とすることができ、例えば、６インチ四角形状の透明基板に対して膜厚１５０ｎｍ以下、特に１００ｎｍ以下のクロム系材料膜を成膜した場合において、クロム系材料膜成膜前後の反り量の変化量を０．３μｍ以下、特に０．２μｍ以下に低減することができる。

なお、本発明において、反り量として説明したものは次のように求めることができる。まず透明基板の主面（露光光の光路に対して直交する面であり、各種膜が成膜される（成膜された）面である。）の全面に亘って多数のサンプル点（例えば、主面上に縦横各々１ｍｍ間隔の直線により形成された升目を仮想した場合の各々の直線の交点をサンプル点とする）を定めて、各サンプル点から主面の水平基準面（最小二乗平面）を求め、この水平基準面から各サンプル点の変位量のうちの最大値（正の値となる）と最小値（負の値となる）との差（最大値の絶対値と最小値の絶対値との和）を反り量、即ち、平坦度として求めることができる。そして膜の成膜前後の反り量の差が、反り量の変化量となる。このような反り量や反り量変化量は、（株）ニデック製フラットネステスターＦＴ−９００などにより測定することができる。

更に、本発明は、図２に示されるような、透明基板上に半透過膜、特にハーフトーン位相シフト膜と、クロム系材料膜とを順に設けてなるフォトマスクブランクのクロム系材料膜を成膜する場合にも好適である。この場合、具体的には、透明基板上にハーフトーン位相シフト膜等の半透過膜をスパッタリングにより成膜し、次いで、クロム系材料膜をスパッタリングにより、スパッタリング時の被スパッタリング物の温度を１００℃以下に制御して成膜することにより半透過膜とクロム系材料膜とが順に設けられたフォトマスクブランクを得ることができる。

この場合、透明基板として、石英ガラス、アルミノシリケートガラス、フッ化カルシウム等の、フォトマスクを使用してパターン露光を行う際に使用する光（露光光）に対して透明な基板に、まず、ハーフトーン位相シフト膜等の半透過膜を成膜する。

ハーフトーン位相シフト膜等の半透過膜については、既に多くのものが報告されており（例えば、特許文献３：特開平７−１４０６３５号公報）、いずれの半透過膜も対象とし得るが、特に好ましいものとして、ケイ素と、ケイ素以外の金属と、酸素、窒素及び炭素から選ばれる１種又は２種以上とを含有する層を単層又は多層で含むハーフトーン位相シフト膜が挙げられる。

このハーフトーン位相シフト膜のケイ素以外の金属としては、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｖ、Ｃｏ、Ｃｒ又はＮｉ等が挙げられるが、Ｍｏを含むものが反りの低減や耐薬品性向上の効果が大きい。Ｍｏを含むものとしては、モリブデンシリサイド酸化物（ＭｏＳｉＯ）、モリブデンシリサイド窒化物（ＭｏＳｉＮ）、モリブデンシリサイド炭化物（ＭｏＳｉＣ）、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酸化炭化物（ＭｏＳｉＯＣ）、モリブデンシリサイド酸化窒化炭化物（ＭｏＳｉＯＮＣ）などが挙げられ、特に、モリブデンシリサイド酸化窒化物（ＭｏＳｉＯＮ）が好ましい。なお、モリブデンシリサイド酸化窒化物（ＭｏＳｉＯＮ）における各元素の好適な含有率は、Ｍｏが０．２〜２５原子％、Ｓｉが１０〜４２原子％、Ｏが０〜６０原子％、Ｎが０〜５７原子％である。

このようなモリブデンシリサイド系のハーフトーン位相シフト膜は、ターゲットとしてＭｏＳｉ等を用い、スパッタガスとして、ネオン、アルゴン、クリプトン等の不活性ガス（雰囲気ガス）と、酸素、窒素又は炭素を含む反応性ガス（例えば、酸素ガス（Ｏ₂）、窒素ガス（Ｎ₂）、酸化窒素ガス（ＮＯ，ＮＯ₂，Ｎ₂Ｏ）、酸化炭素ガス（ＣＯ，ＣＯ₂）、炭化水素ガス（例えばメタンガス）など）とを、成膜するハーフトーン位相シフト膜の組成に合わせて適宜選定して用いた反応性スパッタリング法により成膜することができる。

なお、ハーフトーン位相シフト膜の厚さは、位相シフトマスクとして使用する際の露光光の波長や、設定するハーフトーン位相シフト膜の透過率や位相シフト量等によっても異なるが、通常３０〜２００ｎｍ、特に５０〜１３０ｎｍであることが好ましい。

次に、半透過膜上に、前述した方法と同様の方法でクロム系材料膜を成膜することにより、半透過膜とクロム系材料膜とが順に設けられたフォトマスクブランクを得ることができる。

このような半透過膜とクロム系材料膜とが順に設けられたフォトマスクブランクにおいて、成膜されるクロム系材料膜は、フォトマスクにおける遮光パターンと、半透過膜パターンが形成された露光領域の外周部に形成される遮光枠とになるが、その場合、クロム系材料膜には露光光に対する遮光機能と反射防止機能との双方が要求される。そのため、クロム系材料膜は、露光光に対する光学濃度ｋが好ましくは２．５以上となるように、材料及び膜厚が設計される。このようなクロム系材料膜の構成については多数の公知例（例えば、特許文献２：特開平１１−２４９２８３号公報）があり、本発明は、いずれの構成のものに対しても適用可能である。

更に、成膜した半透過膜によっては、スパッタリングにより成膜したままの状態では膜応力が高すぎる場合があるが、その場合には、クロム系材料膜の成膜の前に膜応力を低減（緩和）しておくことが好ましい。膜応力の緩和方法としては、ホットプレートや、ヒータ、ハロゲンランプ、赤外線ランプ、ファーネス、ＲＴＰ（Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等による処理があるが、本発明では閃光ランプによる処理（特許文献４：特開２００４−１９９０３５号公報参照）を用い、半透過膜を成膜後、成膜された半透過膜に閃光ランプ光を照射することにより半透過膜の膜応力を低減させることができる。この閃光ランプ光により半透過膜に与える照射エネルギーは、半透過膜の光吸収スペクトルによって調整する必要があるが、通常、３〜４０Ｊ／ｃｍ²のエネルギー密度で、１秒以下で照射することが好適であり、この範囲内で膜応力を緩和する最も好ましい照射量を選定することができる。

なお、本発明においては、上述したクロム系材料膜をスパッタリングにより成膜する際に、ターゲットに印加する単位スパッタリング面積当たりの電力を５Ｗ／ｃｍ²以上としてスパッタリングすることも好適である。スパッタリングにおいては、ターゲットに電力を印加すると、被スパッタリング物に向かってスパッタ粒子が放出されるが、一般に用いられる円柱状や角柱状のターゲットを用いた場合、被スパッタリング物に対向する端面からスパッタ粒子が放出されることになる。この場合、このスパッタ粒子が放出される面（スパッタリング面）の単位面積当たりの電力を５Ｗ／ｃｍ²以上としてスパッタリングを行うものであり、これにより、成膜されるクロム系材料膜の膜応力を従来に比べ、更に低くすることができる。

本発明において用いる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であってもよい。なお、成膜装置は通過型でも枚葉型でも構わない。

本発明は、膜応力低減による反り量の減少効果が大きく得られることから、膜応力がより高くなる比較的膜厚が厚いクロム系材料膜、例えば、膜厚６０ｎｍ以上、特に７０〜１５０ｎｍのクロム系材料膜を成膜する場合に特に好適である。

以下、実施例、参考例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。

［参考例１，２、比較例１］
一辺が６インチの角形石英基板上に、Ｃｒターゲットを用いた反応性ＤＣスパッタリングにて、ターゲットに印加する単位スパッタリング面積当たりの電力を６．８Ｗ／ｃｍ²に設定し、スパッタ圧力を０．２Ｐａとし、基板を予め加熱した後スパッタリング開始時の基板の温度を表１に示される温度とし、遮光膜（ＣｒＯＮ膜）及び反射防止膜（ＣｒＯＮ膜）からなるクロム系材料膜を、波長４５０ｎｍに対する光学濃度が２．９となるように雰囲気ガス量及び反応性ガス量を下記のように調整することにより膜組成を調整しながら、基板側から遮光膜７０．０ｎｍ、反射防止膜３０．０ｎｍ、総膜厚１００．０ｎｍとなるように成膜してフォトマスクブランクを得た。なお、得られたフォトマスクブランクのスパッタリング終了時の温度は表１に示される温度であった。

＜雰囲気ガス量及び反応性ガス量＞
遮光膜
雰囲気ガス Ａｒ：２０〜３０ＳＣＣＭ
反応性ガス Ｎ₂Ｏ：９〜１５ＳＣＣＭ
反射防止膜
雰囲気ガス Ａｒ：４５〜６０ＳＣＣＭ
反応性ガス Ｎ₂：１０〜４５ＳＣＣＭ
Ｎ₂Ｏ：１２〜３５ＳＣＣＭ

得られたフォトマスクブランクのクロム系材料膜の膜応力を測定したところ、いずれも表１に示される値の引張応力であり、また、得られたフォトマスクブランクのクロム系材料膜成膜前後の反り量の変化量をクロム系材料膜成膜前の基板の反り量を基準として測定したところ、表１に示される値であった。なお、膜応力及び反り量は（株）ニデック製フラットネステスターＦＴ−９００を使用して測定した（以下の膜応力及び反り量の測定において同じ。）。

［実施例１］
一辺が６インチの角型石英基板上に、ＭｏＳｉターゲットを用いた反応性ＤＣスパッタリングにて、ハーフトーン位相シフト膜（ＭｏＳｉＯＮ膜）を、後述する閃光ランプ照射後に、露光光（ＡｒＦエキシマレーザ：１９３ｎｍ）に対する位相差が１８０°、ハーフトーン位相シフト膜を形成していない基板の露光光に対する透過率を１００％としたときの透過率が６％となるように、定法に従い、アルゴン、窒素、酸素を用いて膜厚７０．０ｎｍに成膜した。このハーフトーン位相シフト膜の膜応力を測定したところ、１２００ＭＰａの圧縮応力であった。

次に、上記ハーフトーン位相シフト膜を設けた基板を温度８０℃に加熱した後、キセノン閃光ランプから発光する光をエネルギー密度２２．１Ｊ／ｃｍ²で１ミリ秒間照射した。閃光ランプ光照射後のハーフトーン位相シフト膜の膜応力を測定したところ、１５０ＭＰａの引張応力であった。

次に、基板上の閃光ランプ光照射後のハーフトーン位相シフト膜上に、Ｃｒターゲットを用いた反応性ＤＣスパッタリングにて、ターゲットに印加する単位スパッタリング面積当たりの電力を６．８Ｗ／ｃｍ²に設定し、スパッタ圧力を０．２Ｐａとし、ハーフトーン位相シフト膜が成膜された基板を予め加熱した後スパッタリング開始時のハーフトーン位相シフト膜が成膜された基板の温度を２３℃とし、遮光膜（ＣｒＯＮ膜）及び反射防止膜（ＣｒＯＮ膜）からなるクロム系材料膜を、波長４５０ｎｍに対する光学濃度が２．９となるように雰囲気ガス量及び反応性ガス量を下記のように調整することにより膜組成を調整しながら、基板側から遮光膜７０．０ｎｍ、反射防止膜３０．０ｎｍ、総膜厚１００．０ｎｍとなるように成膜してフォトマスクブランク（ハーフトーン位相シフトマスクブランク）を得た。なお、得られたフォトマスクブランクのクロム系材料膜のスパッタリング終了時の温度は４３℃であった。

＜雰囲気ガス量及び反応性ガス量＞
遮光膜
雰囲気ガス Ａｒ：２０〜３０ＳＣＣＭ
反応性ガス Ｎ₂Ｏ：９〜１５ＳＣＣＭ
反射防止膜
雰囲気ガス Ａｒ：４５〜６０ＳＣＣＭ
反応性ガス Ｎ₂：１０〜４５ＳＣＣＭ
Ｎ₂Ｏ：１２〜３５ＳＣＣＭ

得られたフォトマスクブランクのクロム系材料膜成膜前後の反り量の変化量をクロム系材料膜成膜前のハーフトーン位相シフト膜を成膜した基板の反り量を基準として測定したところ、０．２７μｍであり、また反り量より膜応力を求めたところ、２３０ＭＰａの引張応力であった。

本発明の方法により製造されるフォトマスクブランクの一例を示す断面図である。 本発明の方法により製造されるフォトマスクブランクの他の例（ハーフトーン位相シフトマスクブランクの例）を示す断面図である。

符号の説明

１ 基板
２ クロム系材料膜
３ 半透過膜（ハーフトーン位相シフト膜）

Claims (7)

1. 透明基板上に半透過膜と、クロム（Ｃｒ）、クロム酸化物（ＣｒＯ）、クロム窒化物（ＣｒＮ）、クロム炭化物（ＣｒＣ）、クロム酸化窒化物（ＣｒＯＮ）、クロム酸化炭化物（ＣｒＯＣ）及びクロム酸化窒化炭化物（ＣｒＯＮＣ）から選ばれるクロム系材料膜とを順に設けてなるフォトマスクブランクの製造方法であって、透明基板上に上記半透過膜をスパッタリングにより成膜し、その後、成膜された半透過膜に閃光ランプ光を照射することにより半透過膜の膜応力を低減させ、次いで、該半透過膜上に上記クロム系材料膜をスパッタリングにより、該クロム系材料膜のスパッタリング時の被スパッタリング物の温度を１００℃以下に制御して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。
2. 上記半透過膜がハーフトーン位相シフト膜であ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の製造方法。
3. 上記ハーフトーン位相シフト膜が、モリブデンシリサイド酸化物（ＭｏＳｉＯ）、モリブデンシリサイド窒化物（ＭｏＳｉＮ）、モリブデンシリサイド炭化物（ＭｏＳｉＣ）、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酸化炭化物（ＭｏＳｉＯＣ）及びモリブデンシリサイド酸化窒化炭化物（ＭｏＳｉＯＮＣ）から選ばれる膜であることを特徴とする請求項２記載のフォトマスクブランクの製造方法。
4. 上記クロム系材料膜のスパッタリング時のターゲットに印加する単位スパッタリング面積当たりの電力を５Ｗ／ｃｍ²以上としてスパッタリングすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のフォトマスクブランクの製造方法。
5. 上記クロム系材料膜が、遮光膜、反射防止膜又はそれらの積層膜であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のフォトマスクブランクの製造方法。
6. 上記クロム系材料膜の膜厚が６０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載のフォトマスクブランクの製造方法。
7. 閃光ランプ光を３〜４０Ｊ／ｃｍ ² のエネルギー密度で、１秒以下照射することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載のフォトマスクブランクの製造方法。

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