JP5054766B2

JP5054766B2 - フォトマスクブランク及びフォトマスク

Info

Publication number: JP5054766B2
Application number: JP2009514089A
Authority: JP
Inventors: 寿幸鈴木; 淳志小湊; 靖大久保; 順野澤; 守男細谷
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2028-04-25
Also published as: WO2008139904A1; KR20100009558A; JPWO2008139904A1; TW200905375A

Description

本発明は、半導体デバイスや表示デバイス（表示パネル）等の製造において使用されるフォトマスクブランク及びフォトマスクに関する。

半導体デバイス等の微細化は、性能、機能の向上（高速動作や低消費電力化等）や低コスト化をもたらす利点があり、微細化はますます加速されている。この微細化を支えているのがリソグラフィー技術であり、転写用フォトマスクは、露光装置、レジスト材料とともにキー技術となっている。
近年、位相シフト技術などの超解像技術（Resolution Enhancement Technology：RET）を適用したフォトマスクが使用されている。位相シフトマスクは、位相シフターによる光の干渉作用を利用して転写パターンの解像度を向上できるようにしたフォトマスクである。
また、通常、半導体基板を微細加工する際のフォトリソグラフィーは縮小投影露光で行われるため、転写用フォトマスクに形成されるパターンサイズは、半導体基板上に形成されるパターンサイズの４倍程度の大きさとされている。しかし、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）４５ｎｍ以降でのフォトリソグラフィーにおいては、マスク上の回路パターンのサイズは露光光の波長よりも小さくなってきているため、回路パターンをデザイン通りに転写パターンが形成された転写用フォトマスクを使用して縮小投影露光すると、露光光の干渉などの影響で、転写パターン通りの形状を半導体基板上のレジスト膜に転写することができなくなる。
そこで、超解像技術を使用したフォトマスクとして、光近接効果補正（Optical Proximity Effect Correction：ＯＰＣ）を行うことで、転写特性を劣化させる光近接効果の補正技術を適用したＯＰＣマスク等が用いれられている。例えば、ＯＰＣマスクには回路パターンの１／２以下サイズのＯＰＣパターン（例えば、１００ｎｍ未満の線幅のアシストバーやハンマーヘッド等）を形成する必要がある。
特許文献１には、上記ＯＰＣパターンの高精度化に適した遮光膜として、Ｓｉ：Ｍｏ＝４：１〜１５：１（原子比）の遮光膜が提案されている。このＳｉ：Ｍｏ＝４：１〜１５：１（原子比）の遮光膜は、遮光性能がクロム系膜に比べ高いことから、遮光膜の薄膜化が可能となり、この結果、ドライエッチング時間の短縮、及びレジスト膜厚の薄膜化、により遮光性膜のパターニング精度の向上が可能となる。
特開２００６−７８８０７号公報

半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）４５ｎｍ以降の微細パターンの形成には、開口数がＮＡ＞１の高ＮＡ（Hyper-NA）露光方法、例えば液浸露光を利用する必要がある。
液浸露光は、ウエハと露光装置の最下レンズとの間を液体で満たすことで、屈折率が１の空気の場合に比べて、液体の屈折率倍にＮＡを高められるため、解像度を向上できる露光方法である。開口数（ＮＡ：Numerical Aperture）は、ＮＡ＝ｎ×ｓｉｎθで表される。θは露光装置の最下レンズの最も外側に入る光線と光軸とがなす角度、ｎはウエハと露光装置の最下レンズとの間の媒質の屈折率である。
ところで、上記特許文献１記載のＳｉ：Ｍｏ＝４：１〜１５：１（原子比）の遮光膜を有するフォトマスクを、開口数がＮＡ＞１の液浸露光方法を適用し、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）４５ｎｍ以降の微細パターンの形成に適用した場合、期待したＣＤ精度が得られない、という課題があることが判明した。
その原因としては、液浸露光装置側の影響（例えば設定条件の不適切や、最下レンズに対する液体の影響（例えば曇りなど））や、ウエハ上のレジストに対する液体の影響（例えばレジストの膨張など）、様々な要因が考えられる。
本発明は、上記課題を解決することが可能なフォトマスクブランク及びフォトマスクを提供することを目的とする。

本発明者らは、上記原因について検討及び究明を重ねる過程において、以下の知見を得た。
本発明者らは、上記した様々な要因に加え、従前との違いを更に模索するなかで、高ＮＡ＞１を利用する場合、露光の際のマスク基板裏面への光入射角度が大きくなる点に着目し、そのことによって従前は実質的に無視することのできた基板内での多重反射の影響を受け、このことがＣＤ精度を低下させる主原因の一つになるのではないかと本発明者らは考えた。
具体的には、例えば、図５に示すように、露光の際のマスク基板裏面への光入射角度が大きくなる（具体的には基板裏面の垂線となす角が例えば１０〜２０°となる）と、遮光膜の遮光帯等で反射された光がガラス基板裏面で再反射され、その再反射された光が被転写側に入射し、この被転写側に入射した光の影響を受ける。そして、遮光帯からの反射が大きい場合、隣接ショットへ影響するフレア（Flare）や、パターンエリア内での露光量超過エラー（Dose Error）につながり、要求される厳しいＣＤ精度を満たすことができない、主原因の一つになるのではないかと本発明者らは考えた。
そして、本発明者らは、上記の対策として、開口数がＮＡ＞１の露光方法を利用して半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）４５ｎｍ以降（以下）の微細パターンの形成する際に、
マスク基板裏面への光入射角度が大きくなることに起因して、基板内で多重上反射され（特に基板内で２回反射され）被転写側に入射する光（以下、所定の光という）の影響が大きくなるが、
この所定の光の影響を低減すること（具体的には、前記遮光膜の基板側の反射率を、所定の光の影響が実質的に無視しうる程度まで低減すること、より具体的には例えば、裏面反射防止膜を、前記遮光膜と前記透明基板との間に設けること）が、上記課題の解決に効果的であることを確認し、したがって、上述した「主原因の一つではないかとの推定」が実効的に正しいことを明らかにして、本発明に至った。

尚、上記の対策として、他に、遮光帯の幅を広くし、反射回数を増やして減衰させることが考えられ、上記課題の解決に効果があることがわかった。しかし、遮光帯の幅を広くする場合、図６に示すように、（１）評価専用パターンであるＴＥＧ（Test Element Group）パターンをメインパターン（Ａ、Ｂのエリア）に近づける、あるいは、（２）ＡとＢの複数チップを転写可能なマルチチップマスクでの取り高（ＡとＢの面積や数）を上げる、などのニーズからは離れる方向となる。
また、上記の対策として、他に、マスク基板裏面へ入射する入射角度の大きな光をマスク基板裏面で反射させ、基板内に入射させないようにする対策、例えば、マスク基板裏面に反射防止膜（例えばＴｉＯ_２／ＳｉＯ_２の多層）を設ける対策も考えられ、効果があることがわかった。しかし、この場合、表面側の遮光膜等のエッチングプロセス等の際に裏面の反射防止膜が影響を受けることがある。また、欠陥品質の点でも実現性が低い。

ところで、上記特許文献１記載のＳｉ：Ｍｏ＝４：１〜１５：１（原子比）の遮光膜を有するフォトマスクを、開口数がＮＡ＝０．８の露光方法を適用し、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）９０ｎｍの微細パターンの形成に適用した場合、ｈｐ９０ｎｍとしての微細パターンのＣＤ精度に問題は生じない。
この理由は、以下のように考えられる。
（１）ＮＡ＜１の場合、基板裏面に入射する光の入射角度は、ほぼ基板裏面に垂直（基板裏面の垂線となす角が数°）であり、ステッパの照明光学系側で反射防止対策が取られていることから、裏面反射の影響を実質的に回避可能である。
（２）ＮＡ＜１の場合即ちほぼ基板裏面に垂直入射する光に限られる場合だと、マスク基板内で多重反射される光があっても、多数回（例えば４回以上）反射されて無視できる強度まで減衰されるので、マスク基板内での多重反射の影響は無視できる。

本発明によれば、２００ｎｍ以下の露光光波長を利用して半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）４５ｎｍ以降の微細パターンの形成する際に、被転写基板上に形成される転写パターンの解像性の更なる向上に寄与すると共に、パターン精度の向上に寄与できる、フォトマスクブランク及び転写用フォトマスクを提供することができる。

本発明は、以下の構成を有する。
（構成１）
２００ｎｍ以下の露光光波長に供されるフォトマスクの素材であり、透明基板上に遮光性膜を備えるフォトマスクブランクであって、
前記遮光性膜は、
珪素及び遷移金属を主成分として含み、膜の屈折率ｎ_１が１．０〜１．７、膜の消衰係数ｋ_１が２．５〜３．５、膜厚ｔ_１が２０〜５０ｎｍである遮光膜と、
前記遮光膜の上に接して形成された表面反射防止膜と、
前記遮光膜の下に接して形成され、珪素、遷移金属、酸素及び窒素を含み、膜の屈折率ｎ_２が１．０〜３．５、膜の消衰係数ｋ_２が２．５以下、膜厚ｔ_２が５〜４０ｎｍである裏面反射防止膜とを備え、
ｎ_１＜ｎ_２又はｋ_１＞ｋ_２の関係、かつｔ_１＞ｔ_２の関係を満たし、
遮光性膜全体の膜厚が６２ｎｍ以下であることを特徴とするフォトマスクブランク。
（構成２）
前記遮光膜における珪素と遷移金属との原子比が珪素：金属＝２超：１〜１９：１であることを特徴とする構成１に記載のフォトマスクブランク。
（構成３）
前記遮光膜における珪素と遷移金属との原子比が珪素：金属＝２超：１〜４未満：１であることを特徴とする構成１に記載のフォトマスクブランク。
（構成４）
前記裏面反射防止膜における珪素と遷移金属との原子比が珪素：金属＝２超：１〜９：１であることを特徴とする構成１乃至３のいずれか１項に記載のフォトマスクブランク。
（構成５）
前記裏面反射防止膜における珪素と遷移金属との原子比が珪素：金属＝２超：１〜４未満：１であることを特徴とする構成１乃至３のいずれか１項に記載のフォトマスクブランク。
（構成６）
前記透明基板側からの光の入射に対する裏面反射率が約３０％以下であることを特徴とする構成１乃至５のいずれか１項に記載のフォトマスクブランク。
（構成７）
前記裏面反射防止膜は、遷移金属シリサイド酸化物、遷移金属シリサイド窒化物、遷移金属シリサイド酸窒化物、遷移金属シリサイド酸化炭化物、遷移金属シリサイド窒化炭化物又は遷移金属シリサイド酸窒化炭化物を主成分とすることを特徴とする構成１乃至６のいずれか１項に記載のフォトマスクブランク。
（構成８）
前記表面反射防止膜は、クロム酸化物、クロム窒化物、クロム酸窒化物、クロム酸化炭化物、クロム窒化炭化物又はクロム酸窒化炭化物を主成分とすることを特徴とする構成１乃至７のいずれか１項に記載のフォトマスクブランク。
（構成９）
前記表面反射防止膜は、遷移金属シリサイド酸化物、遷移金属シリサイド窒化物、遷移金属シリサイド酸窒化物、遷移金属シリサイド酸化炭化物、遷移金属シリサイド窒化炭化物又は遷移金属シリサイド酸窒化炭化物を主成分とすることを特徴とする構成１乃至７のいずれか１項に記載のフォトマスクブランク。
（構成１０）
前記遷移金属がモリブデンであることを特徴とする構成１乃至９のいずれか１項に記載のフォトマスクブランク。
（構成１１）
前記表面反射防止膜上に設けられ、膜厚が２００ｎｍ以下であるレジスト膜を備えることを特徴とする構成１乃至１０のいずれか１項に記載のフォトマスクブランク。
（構成１２）
構成１乃至１１のいずれか１項に記載のフォトマスクブランクを用いて作製されたことを特徴とする転写用フォトマスク。
（構成１３）
２００ｎｍ以下の露光光波長に供されるフォトマスクの素材であり、透明基板上に遮光性膜を備えるフォトマスクブランクであって、
前記遮光性膜は、
珪素及び遷移金属を主成分として含み、珪素及び遷移金属の原子比が２超：１〜１９：１であり、膜厚ｔ_１が２０〜５０ｎｍである遮光膜と、
前記遮光膜の上に接して形成された表面反射防止膜と、
前記遮光膜の下に接して形成され、珪素、遷移金属、酸素及び窒素を含み、膜厚ｔ_２が５〜４０ｎｍである裏面反射防止膜とを備え、
ｔ_１＞ｔ_２の関係を満たし、
遮光性膜全体の膜厚が６２ｎｍ以下であることを特徴とするフォトマスクブランク。
（構成１４）
２００ｎｍ以下の露光光波長に供されるフォトマスクの素材であり、透明基板上に遮光性膜を備えるフォトマスクブランクであって、
前記遮光性膜は、
珪素及び遷移金属を主成分として含み、珪素及び遷移金属の原子比が２超：１〜１９：１である遮光膜と、
前記遮光膜の上に接して形成された表面反射防止膜と、
前記遮光膜の下に接して形成され、珪素、遷移金属、酸素及び窒素を含み、珪素及び遷移金属の原子比が２超：１〜９：１である裏面反射防止膜とを備えることを特徴とするフォトマスクブランク。

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のフォトマスクブランクは、２００ｎｍ以下の露光光波長に供されるフォトマスクの素材であり、透明基板上に遮光性膜を備えるフォトマスクブランクであって、
前記遮光性膜は、
珪素及び遷移金属を主成分として含み、膜の屈折率ｎ_１が１．０〜１．７、膜の消衰係数ｋ_１が２．５〜３．５、膜厚ｔ_１が２０〜５０ｎｍである遮光膜と、
前記遮光膜の上に接して形成された表面反射防止膜と、
前記遮光膜の下に接して形成され、珪素、遷移金属、酸素及び窒素を含み、膜の屈折率ｎ_２が１．０〜３．５、膜の消衰係数ｋ_２が２．５以下、膜厚ｔ_２が５〜４０ｎｍである裏面反射防止膜とを備え、
ｎ_１＜ｎ_２又はｋ_１＞ｋ_２の関係、かつｔ_１＞ｔ_２の関係を満たし、
遮光性膜全体の膜厚が６２ｎｍ以下であることを特徴とする（構成１）。
本発明のフォトマスクブランクは、前記遮光膜の基板側の反射率を、所定の光の影響が実質的に無視しうる程度（約３０％以下）まで低減しうる裏面反射防止膜（裏面反射率低減膜）を、前記遮光膜と前記透明基板との間に形成したものである。
また、本発明は、遮光膜の光学特性（ｎ_１、ｋ_１、ｔ_１）と、遮光膜と透明基板との間に形成される裏面反射防止膜の光学特性（ｎ_２、ｋ_２、ｔ_２）と、の双方をそれぞれ厳密に制御することによって、遮光膜の裏面側の反射率を厳密に制御可能（例えば最小値又は極小値に制御可能）である。
したがって、マスク基板裏面への光入射角度が大きくなることに起因して、基板内で多重反射され（特に基板内で２回反射され）被転写側に入射する光（以下、所定の光という）の影響が大きくなるが、この所定の光の影響を実効的に低減すること、具体的には、前記遮光膜の基板側の反射率を、所定の光の影響が実質的に無視しうる程度まで低減すること、が可能となる。
これにより、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）４５ｎｍ以降の微細パターンの形成する際に、被転写基板上に形成される転写パターンの解像性の更なる向上に寄与すると共に、パターン精度の向上に寄与でき、期待したＣＤ精度が得られる。
さらに、裏面反射防止膜を備える遮光性膜として、薄膜化を可能としたものである。具体的には、遮光性膜の膜厚が６２ｎｍ以下の制限下で、遮光膜が珪素及び遷移金属を主成分として含み、膜の屈折率ｎ_１が１．０〜１．７、膜の消衰係数ｋ_１が２．５〜３．５、膜厚ｔ_１が２０〜５０ｎｍとすると共に、裏面反射防止膜が珪素、遷移金属、酸素及び窒素を含み、膜の屈折率ｎ_２が１．０〜３．５、膜の消衰係数ｋ_２が２．５以下、膜厚ｔ_２が５〜４０ｎｍとすることによって、相対的に、遮光膜の膜厚を厚く、裏面反射防止膜の膜厚を薄い構成とすることができる。即ち、遮光膜の組成及び膜厚と、裏面反射防止膜の組成及び膜厚とを各々制御することによって、遮光性膜全体の薄膜化が可能となる。
遮光膜の膜厚ｔ_１が２０ｎｍ未満、又は裏面反射防止膜の膜厚ｔ_２が４０ｎｍを超えると、遮光性膜全体として充分な光学濃度が得られない場合がある。また、遮光膜の膜厚ｔ_１が５０ｎｍを超える、又は裏面反射防止膜の膜厚ｔ_２が５ｎｍ未満であると、充分な表面反射率又は裏面反射率が得られない場合がある。
前記構成１に記載の膜厚範囲において、遮光膜の屈折率ｎ_１が１．０〜１．７の範囲外、又は裏面反射防止膜の屈折率ｎ_２が１．０〜３．５の範囲外であると、遮光膜による反射光と裏面反射防止膜による反射光とによる干渉がうまく作用せずに充分な裏面反射防止機能が得られない場合がある。また、珪素、遷移金属、酸素及び窒素を含む裏面反射防止膜において、ｎ_２が３．５を超える膜を形成することは困難である。前記構成１に記載の膜厚範囲において、遮光膜の消衰係数ｋ_１が２．５未満だと遮光性膜として充分な光学濃度が得られない場合がある。また、珪素及び遷移金属を含む遮光膜の消衰係数ｋ_１が３．５を超える膜を形成することは困難である。また裏面反射防止膜の消衰係数ｋ_２が２．５を超えると、充分な裏面反射率が得られない場合がある。

開口数がＮＡ＞１の露光方法は、２００ｎｍ以下（以降）の露光光波長、具体的には、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ２エキシマレーザ（１５７ｎｍ）等に好適に適用される。
ＡｒＦエキシマレーザ用では、遮光膜のｎ_１は１．２〜１．６、ｋ_１は２．８〜３．３であることが更に好ましく、遮光膜と透明基板との間に形成される裏面反射防止膜のｎ_２は２．０〜２．６、ｋ_２は０．３〜１．０であることが更に好ましい。即ち、ｎ_１＜ｎ_２であり、ｋ_１＞ｋ_２であることが望ましい。

本発明のフォトマスクブランクにおいて、遮光膜における珪素と遷移金属との原子比は、珪素：金属＝２超：１〜１９：１（原子比）であることが好ましい（構成２）。
この理由は、珪素（Ｓｉ）の原子比が２以下になると金属割合が高くても遮光性能が低くなる傾向にあるからである。一方、珪素（Ｓｉ）の原子比が１９を超えるとターゲットの導電性が低くなりＤＣスパッタでは良好な品質が得られないためである。さらに、この場合、金属割合が低くなるので、遮光膜単体の遮光性能が低く（消衰係数が小さく）なり、遮光性膜全体としての薄膜化が困難になる。また、遮光膜における珪素と遷移金属との原子比が珪素：金属＝２：１（原子比）であると、遮光性能がクロム系膜に比べ高い特性が得られない。

本発明では、遮光膜における珪素と遷移金属との原子比は、珪素：金属＝２超：１〜４未満：１（原子比）であることが更に好ましい（構成３）。
この範囲内であると、珪素：金属＝４：１〜１９：１（原子比）に比べ、遮光膜単体の遮光性の向上を図ることができ、さらに遮光性膜の薄膜化が可能となる。

本発明のフォトマスクブランクにおいて、遮光膜は、単層膜でも多層膜でもよいが、より高い加工性を得るためには、単層膜であることが好ましい。また、遮光膜が多層膜である場合においては、遮光膜を構成するすべての層が主成分として珪素と遷移金属とを含み、かつ珪素と遷移金属の原子比が上記範囲内であることが好ましい。

遮光膜を構成する遷移金属としてはモリブデン、タンタル、タングステン、バナジウム、チタン、ニオブ、ジルコニウム、ハフニウム、等が好適な材料として例示されるが、特にモリブデンが好ましい（構成１０）。

フォトマスク上に成膜された膜が、十分な遮光性を備えるものとして機能するためには、遮光膜と表面及び裏面反射防止膜とを備えるバイナリーマスクブランクにおいては遮光膜と表面及び裏面反射防止膜とを合わせ、また、ハーフトーン位相シフトマスクブランクにおいてはハーフトーン位相シフト膜と遮光膜と表面及び裏面反射防止膜とを合わせて、露光光に対し、光学濃度ＯＤが２．５以上、特に２．８以上、とりわけ３．０以上であることが要求される。
そのため、上記珪素と遷移金属を主成分とする遮光膜は、実質的に珪素と遷移元素とのみからなっていても、その他の成分として、更に酸素、窒素、炭素等の軽元素を含んでいてもよいが、これらの軽元素を一定量以上含有すると十分な遮光性が得られなくなる場合があるため、例えば、本発明のフォトマスクブランクが特に好ましく適用される波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ露光用のフォトマスクブランクとしては、窒素、炭素の含有率は各々２０原子％以下、酸素の含有率は１０原子％以下、特に窒素、炭素及び酸素の合計が４０原子％以下であることが好ましい。

また、遮光膜の膜厚は２０〜５０ｎｍであることが好ましい。膜厚が２０ｎｍ未満では十分な遮光効果が得られない場合があり、５０ｎｍを超えると厚さ２００ｎｍ以下の薄いレジストで高精度の加工が困難になったり、膜応力により基板の反りの原因になったりするおそれがある。

遮光膜は、公知の方法で形成することができるが、最も容易に均質性に優れた膜を得る方法としてスパッタリングによる成膜が常用されており、本発明においてもスパッタリング法は好ましい成膜方法である。ターゲットとしては、珪素と遷移金属の含有比を２超：１〜１９：１（好ましくは２超：１〜４未満：１）に調整したターゲットを単独で使用してもよいし、珪素ターゲット、遷移金属ターゲット、及び珪素と遷移金属とからなるターゲット（遷移金属シリサイドターゲット）から適宜選択して、ターゲットのスパッタリング面積又はターゲットに対する印加電力を調整することにより珪素と遷移金属の比を調整してもよい。
なお、遮光膜に酸素、窒素、炭素等の軽元素を含有させる場合は、スパッタリングガスに反応性ガスとして、酸素を含むガス、窒素を含むガス、炭素を含むガス、これらの混合ガスを適宜導入して反応性スパッタリングにより成膜することが可能である。

本発明のフォトマスクブランクにおいて、裏面反射防止膜が珪素、遷移金属、酸素及び窒素を含み、珪素と遷移金属との原子比が珪素：金属＝２超：１〜９：１であることが好ましく（構成４）、珪素：金属＝２超：１〜４未満：１であるとさらに好ましい（構成５）。
この理由は、珪素（Ｓｉ）の原子比が２以下になると基板との付着が悪くなる。一方、珪素（Ｓｉ）の原子比が９を超えると金属割合が低くなるので、遮光性能が低くなり薄膜化が困難になる可能性がある。また、裏面反射防止膜における珪素及び遷移金属の原子比と、遮光膜における珪素及び遷移金属の原子比とを同じものとすると、スパッタリングの際に珪素と遷移金属との含有率が同じターゲットを使用することができるため、製造工程が容易となるのに加え、互いの膜のエッチングレート差が小さくなるので、遮光性膜のパターン断面形状が良好となり望ましい。
また、本発明のフォトマスクブランクにおいて、上述のとおり、パターン精度を向上させるために、裏面反射率を低減させると効果的であるが、液浸露光になるとパターン精度に対する要求も高くなるため、裏面反射率は３０％以下が望ましい（構成６）。

本発明の他のフォトマスクブランクは、２００ｎｍ以下の露光光波長に供されるフォトマスクの素材であり、透明基板上に遮光性膜を備えるフォトマスクブランクであって、
前記遮光性膜は、
珪素及び遷移金属を主成分として含み、珪素及び遷移金属の原子比が２超：１〜１９：１であり、膜厚ｔ_１が２０〜５０ｎｍである遮光膜と、
前記遮光膜の上に接して形成された表面反射防止膜と、
前記遮光膜の下に接して形成され、珪素、遷移金属、酸素及び窒素を含み、膜厚ｔ_２が５〜４０ｎｍである裏面反射防止膜とを備え、
ｔ_１＞ｔ_２の関係を満たし、
遮光性膜全体の膜厚が６２ｎｍ以下であることを特徴とする（構成１３）。
構成１３に係るフォトマスクブランクは、表面反射防止膜及び裏面反射防止膜を備える遮光性膜として、遮光膜が珪素及び遷移金属を主成分として含み、珪素及び遷移金属の原子比が２超：１〜１９：１であり、膜厚ｔ_１が２０〜５０ｎｍとすると共に、裏面反射防止膜が珪素、遷移金属、酸素及び窒素を含み、膜厚ｔ_２が５〜４０ｎｍとし、ｔ_１＞ｔ_２の関係を満たすことによって、相対的に、遮光膜の膜厚を厚く、裏面反射防止膜の膜厚を薄い構成とすることができる。即ち、遮光膜の組成及び膜厚と、裏面反射防止膜の膜厚とを各々制御することによって、遮光性膜全体の薄膜化が可能となる。
遮光膜の膜厚ｔ_１が２０ｎｍ未満、又は裏面反射防止膜の膜厚ｔ_２が４０ｎｍを超えると、遮光性膜全体として充分な光学濃度が得られない場合がある。また、遮光膜の膜厚ｔ_１が５０ｎｍを超える、又は裏面反射防止膜の膜厚ｔ_２が５ｎｍ未満であると、充分な表面反射率又は裏面反射率が得られない場合がある。

本発明の他のフォトマスクブランクは、２００ｎｍ以下の露光光波長に供されるフォトマスクの素材であり、透明基板上に遮光性膜を備えるフォトマスクブランクであって、
前記遮光性膜は、
珪素及び遷移金属を主成分として含み、珪素及び遷移金属の原子比が２超：１〜１９：１である遮光膜と、
前記遮光膜の上に接して形成された表面反射防止膜と、
前記遮光膜の下に接して形成され、珪素、遷移金属、酸素及び窒素を含み、珪素及び遷移金属の原子比が２超：１〜９：１である裏面反射防止膜とを備えることを特徴とする（構成１４）。
構成１４に係るフォトマスクブランクは、表面反射防止膜及び裏面反射防止膜を備える遮光性膜として、遮光膜が珪素及び遷移金属を主成分として含み、珪素及び遷移金属の原子比が２超：１〜１９：１とすると共に、裏面反射防止膜が珪素、遷移金属、酸素及び窒素を含み、珪素及び遷移金属の原子比が２超：１〜９：１とすることによって、相対的に、遮光膜の膜厚を厚く、裏面反射防止膜の膜厚を薄い構成とすることができる。即ち、遮光膜の組成と、裏面反射防止膜の組成とを各々制御することによって、遮光性膜全体の薄膜化が可能となる。
遮光膜における珪素と遷移金属との原子比は、珪素：金属＝２超：１〜１９：１（原子比）であることが好ましい理由は、珪素（Ｓｉ）の原子比が２以下になると金属割合が高くても遮光性能が低くなる傾向にあるからである。一方、珪素（Ｓｉ）の原子比が１９を超えるとターゲットの導電性が低くなりＤＣスパッタでは良好な品質が得られないためである。さらに、この場合、金属割合が低くなるので、遮光膜単体の遮光性能が低く（消衰係数が小さく）なり、遮光性膜全体としての薄膜化が困難になる。また、遮光膜における珪素と遷移金属との原子比が珪素：金属＝２：１（原子比）であると、遮光性能がクロム系膜に比べ高い特性が得られない。
裏面反射防止膜における珪素と遷移金属との原子比は、珪素：金属＝２超：１〜９：１であることが好ましい理由は、珪素（Ｓｉ）の原子比が２以下になると基板との付着が悪くなる。一方、珪素（Ｓｉ）の原子比が９を超えると金属割合が低くなるので、遮光性能が低くなり薄膜化が困難になる可能性がある。

本発明において、遮光膜と透明基板との間に形成される裏面反射防止膜は、遷移金属シリサイド酸化物、遷移金属シリサイド窒化物、遷移金属シリサイド酸窒化物、遷移金属シリサイド酸化炭化物、遷移金属シリサイド窒化炭化物、遷移金属シリサイド酸窒化炭化物などの遷移金属シリサイド化合物を主成分とするものであることが好ましい（構成７）。
この場合、遷移金属としては、モリブデン、タンタル、タングステン、バナジウム、チタン、ニオブ、ジルコニウム、ハフニウム、等が好適な材料として例示でき、これらの遷移金属のうちの２以上の遷移金属を含む場合も例示できるが、エッチング加工性からは、遮光膜の遷移金属と同一のものを用いることが好ましく、特に、モリブデンが最も好ましい（構成１０）。また、低反射（反射防止）及び薄膜化の観点から、遷移金属シリサイド酸窒化物、特にモリブデンシリサイド酸窒化物（ＭｏＳｉＯＮ）が好ましい。
この場合、裏面反射防止膜の原子組成は、遷移金属＝１．７〜２８原子％、Ｓｉ＝１０〜５７原子％、Ｏ＝０〜６０原子％、Ｎ＝０〜５７原子％、Ｃ＝０〜３０原子％の範囲で、かつ後述する膜厚とした場合、露光光に対する光学濃度ＯＤが０．１〜０．８、好ましくは０．１５〜０．４の範囲になるように設定することが好ましい。この裏面反射防止膜の膜厚は、５〜４０ｎｍの膜厚とすることにより反射防止効果が得られ、特に、ＡｒＦエキシマレーザー露光用としては７〜１０ｎｍであることが好ましい。

本発明においては、上述したような遮光膜上に、更に表面反射防止膜を積層することができる。
表面反射防止膜は、基本的には公知のものがいずれも使用可能であるが、加工性を考慮し、構成として２つの態様が挙げられる。

１つは、表面反射防止膜と遮光膜とを、レジストをエッチングマスクとして同時にエッチング加工してしまう場合に適する表面反射防止膜で、遷移金属シリサイド酸化物、遷移金属シリサイド窒化物、遷移金属シリサイド酸窒化物、遷移金属シリサイド酸化炭化物、遷移金属シリサイド窒化炭化物、遷移金属シリサイド酸窒化炭化物などの遷移金属シリサイド化合物を主成分とするものである（構成９）。
この場合、遷移金属としては、モリブデン、タンタル、タングステン、バナジウム、チタン、ニオブ、ジルコニウム、ハフニウム、等が好適な材料として例示できるが、エッチング加工性からは、遮光膜の遷移金属と同一のものを用いることが好ましく、特に、モリブデンが最も好ましい（構成１０）。

この場合、表面反射防止膜の原子組成は、遷移金属＝１．７〜２８原子％、Ｓｉ＝１０〜５７原子％、Ｏ＝０〜６０原子％、Ｎ＝０〜５７原子％、Ｃ＝０〜３０原子％の範囲で、かつ後述する膜厚とした場合、露光光に対する光学濃度ＯＤが０．０３〜０．３、好ましくは０．０５〜以上０．２の範囲になるように設定することが好ましい。この表面反射防止膜の膜厚は、フォトマスクの作製又は使用時に必要な検査に用いる光の波長によっても異なるが、通常５〜３０ｎｍの膜厚とすることにより反射防止効果が得られ、特に、ＡｒＦエキシマレーザ露光用としては７〜１５ｎｍであることが好ましい。この表面反射防止膜のドライエッチング特性は遮光膜及び裏面反射防止膜と同等であることから、１回のエッチング加工により遮光膜と表面反射防止膜と裏面反射防止膜とをエッチングして遮光パターンを形成することができる。
このような表面反射防止膜は、上述した遮光膜と同様の方法によって得ることができる。

一方、もう一つの表面反射防止膜の態様は、クロム酸化物、クロム窒化物、クロム酸窒化物、クロム酸化炭化物、クロム窒化炭化物、クロム酸窒化炭化物などのクロム化合物を主成分とするものである（構成８）。
クロム化合物のエッチング条件である塩素系ドライエッチングはレジストにダメージを与えるものである。クロム化合物の表面反射防止膜の膜厚は１３〜３０ｎｍ程度で十分なため、レジストに問題となるようなダメージを与える前に短時間でクロム化合物の表面反射防止膜のエッチングを終了することができるためパターンローディングの低減も可能となり、１００〜２００ｎｍの膜厚のレジストでも精度良く加工することが可能である。

また、Ｃｌ_２＋Ｏ_２の混合ガスによるドライエッチングでは、珪素と遷移金属とを含有する遮光膜（酸素を多く含む場合）をエッチング加工することは実質的にできないが、クロム化合物の表面反射防止膜をＣｌ２＋Ｏ２の混合ガスによるドライエッチングでエッチング加工した後、この表面反射防止膜をエッチングマスクとして珪素と遷移金属とを含有する遮光膜をフッ素系ドライエッチングでエッチング加工すると、表面反射防止膜であるクロム化合物膜がフッ素系ドライエッチングによりほとんどエッチングされないため、エッチングマスクの役目を果たし、高精度なエッチングが可能となる。

この場合、表面反射防止膜の原子組成はＣｒ＝３０〜８５原子％、Ｏ＝２０〜６０原子％、Ｎ＝０〜５０原子％、Ｃ＝０〜２０原子％の範囲で、後述する膜厚とした場合、露光光に対する光学濃度ＯＤが０．０３以上０．３以下、好ましくは０．０５以上０．２以下の範囲になるように設定することが好ましい。この表面反射防止膜の膜厚は、フォトマスクの作製又は使用時に必要な検査に用いる光の波長によっても異なるが、通常５〜３０ｎｍの膜厚とすることにより反射防止効果が得られ、特にＡｒＦ露光用としては７〜１５ｎｍであることが好ましい。
このような表面反射防止膜は、公知の方法によって得ることができるが、常用される方法はクロムターゲットを用い、反応性ガス又は反応性ガスとアルゴン等の不活性ガスとの混合ガス気流中で反応性スパッタリングを行う方法である。

次に上述した本発明に係るフォトマスクブランクを使用して、転写用フォトマスクを得る方法について説明する。
上述したように、本発明のフォトマスクブランクを加工する際、反射防止膜に遷移金属シリサイド化合物を使用した場合と、クロム化合物を使用した場合では工程が一部異なるため、まず、表面反射防止膜が遷移金属シリサイド化合物である場合から説明する。

まず、初めに遷移金属シリサイド化合物の表面反射防止膜を有するフォトマスクブランク上にレジストパターンを形成する。
この工程では、レジストを塗布する前に基板（フォトマスクブランク）表面上に、樹脂層を形成する。樹脂層を形成することにより、微細なレジストパターンの剥がれや、倒れという問題の発生を低減することができる。
尚、上記工程では、樹脂層の形成に替えて、レジストを塗布する前に基板（フォトマスクブランク）表面の表面エネルギーを下げるための表面処理を行うことできる。処理方法として最も好ましい方法は、半導体製造工程で常用されるＨＭＤＳやその他の有機珪素系表面処理剤で表面をアルキルシリル化する方法で、処理剤ガス中に基板を暴露する方法や、表面に直接塗布する方法が好ましく用いられる。この処理を行うことにより、微細パターンの剥がれや、倒れという問題の発生を低減することができる。

次に、上記工程を経た基板（フォトマスクブランク）上にレジストを塗布し、乾燥してレジスト膜を得る。レジストは、使用する描画装置に応じて適切なものを選択する必要があるが、通常使用されるＥＢ描画用としては、芳香族骨格をポリマー中に有するポジ型又はネガ型のレジスト、また、本発明が特に有効に用いられる微細パターン用のフォトマスク製造用としては、化学増幅型レジストを用いることが好ましい。

レジスト膜厚は良好なパターン形状が得られる範囲で、かつエッチングマスクとしての機能を果たし得る範囲である必要があるが、特にＡｒＦ露光用マスクとして微細なパターンを形成しようとした場合には、膜厚は２００ｎｍ以下であることが好ましく、更に１５０ｎｍ以下であることが好ましい。なお、シリコーン系樹脂を使用したレジストと芳香族系樹脂を使用した下層膜の組み合わせによる２層レジスト法や、芳香族系化学増幅型レジストとシリコーン系表面処理剤を組み合わせた表面イメージング法を利用した場合には、更に膜厚を減じることも可能である。塗布条件、乾燥方法については使用するそれぞれのレジストに適する方法を適宜選定する。

レジストへの描画は、ＥＢ照射による方法や、光照射による方法があるが、一般的にはＥＢ照射による方法が微細パターンを形成するためには好ましい方法である。化学増幅型レジストを使用した場合には、通常３〜４０μＣ／ｃｍ^２の範囲のエネルギーにより描画を行い、描画後、加熱処理を行い、その後にレジスト膜を現像処理してレジストパターンを得る。

次に、上記で得たレジストパターンをエッチングマスクとして遮光膜のエッチング加工を行う。エッチングは公知のフッ素系のドライエッチングで行うことにより、この態様の表面反射防止膜の場合は、表面反射防止膜及び遮光膜を同時にエッチング加工することができる。
また、表面反射防止膜をエッチングした後、遮光膜を塩素系ドライエッチングでエッチングすることも可能であり、この場合、酸素を多く含む遷移金属シリサイド化合物の膜はエッチングされず、酸素含有量が少ない遷移金属シリサイド化合物の膜はエッチングされるから、表面反射防止膜の酸素含有量を遮光膜の酸素含有量より多く設定すれば、表面反射防止膜をエッチングマスクとすることもでき、より高精度な加工を行うことができる。

更に、エッチングにより遮光パターンを得た後、レジストを所定の剥離液で剥離すると、遮光膜パターンが形成されたフォトマスクが得られる。

また、上記の通り、表面反射防止膜をエッチング後、塩素系ドライエッチングを用いて遮光膜をエッチング除去すれば、オーバーエッチングを防止することが可能である。なお、表面反射防止膜が形成されていない構成のフォトマスクブランクを加工する場合も、上述した方法と同様の方法で可能である。

本発明の転写用フォトマスクは、上述したように、上記本発明に係るフォトマスクブランクを用いて作製されたことを特徴とする（構成１２）。
本発明の転写用フォトマスクは、開口数がＮＡ＞１の露光方法及び２００ｎｍ以下の露光光波長を利用して半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）４５ｎｍ以降の微細パターンの形成するパターン転写方法において使用されるフォトマスクとして特に有用である。

本発明において、フォトマスクブランクには、レジスト膜付きフォトマスクブランク、レジスト膜形成前のフォトマスクブランクが含まれる。

本発明のフォトマスクブランクは、フォトマスクブランク上に１００ｎｍ未満の線幅のレジストパターンを形成するために用いられるものである場合に特に有効である。このようなフォトマスクブランクとしては、ＯＰＣ構造を有するフォトマスクが挙げられる。このＯＰＣマスクでは、本パターンの解像性を向上させる目的で本パターンの周囲に設けられる補助パターンの幅が最も狭いため、これらのパターンを有するフォトマスクを用いたパターン転写に、特に有用である。

本発明において、基板としては、合成石英基板、ソーダライムガラス基板、無アルカリガラス基板、低熱膨張ガラス基板などが挙げられる。

以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るフォトマスクブランク１０の一例を示す模式図である。本例において、フォトマスクブランク１０は、バイナリマスク用のフォトマスクブランクであり、透明基板１２、遮光性膜１３及び化学増幅型レジスト膜２０を備える。

透明基板１２は、例えば、合成石英基板、ソーダライムガラス等の材料からなる。遮光性膜１３は、裏面反射防止膜２２と、遮光膜２４と、表面反射防止膜１６との積層膜である。
遮光性膜１３は、透明基板１２上に、例えば、酸窒化モリブデンシリサイド膜２２及びモリブデンシリサイド膜２４をこの順で有する。酸窒化モリブデンシリサイド膜２２は、モリブデン、珪素、酸素、窒素を主成分とする層（ＭｏＳｉＯＮ）であり、例えば５〜４０ｎｍの膜厚を有する。モリブデンシリサイド膜２４は、モリブデンと珪素を主成分とする層（ＭｏＳｉ）であり、例えば２５〜５０ｎｍの膜厚を有する。
表面反射防止膜１６は、例えば、クロムに酸素及び窒素が含有されている酸化窒化クロム膜（ＣｒＯＮ膜）であり、遮光膜２４上に形成される。表面反射防止膜１６の膜厚は、例えば、５〜３０ｎｍである。

以下、本発明の実施例及び比較例を示す。
（実施例１）
（フォトマスクブランクの作製）
透明基板１２としてサイズ６インチ角、厚さ０．２５インチの合成石英基板を用い、透明基板１２上に、遮光性膜１３として、ＭｏＳｉＯＮ膜（裏面反射防止膜）２２、ＭｏＳｉ膜（遮光膜）２４、ＣｒＯＮ膜（表面反射防止膜）１６、をそれぞれスパッタリング法で連続的に形成した（図１）。
詳しくは、Ｍｏ：Ｓｉ＝１０：９０（原子％比）のターゲットを用い、ＡｒとＯ_２とＮ_２をスパッタリングガスとして、モリブデン、シリコン、酸素、窒素からなる膜（ＭｏＳｉＯＮ）を７ｎｍの膜厚で形成し、次いで、同じターゲットを用い、Ａｒをスパッタリングガスとして、モリブデン及びシリコンからなる膜（ＭｏＳｉ）を３３ｎｍの膜厚で形成し、次いで、Ｃｒターゲットを用い、ＡｒとＯ_２とＮ_２をスパッタリングガスとして、クロム、酸素、窒素からなる膜（ＣｒＯＮ）を１７ｎｍの膜厚で形成した。遮光性膜１３の合計膜厚は５７ｎｍとした。また、ＭｏＳｉ膜のｎは１．２、ｋは２．８であり、ＭｏＳｉＯＮ膜のｎは２．３、ｋは０．５であった。
上記により、ＡｒＦエキシマレーザー露光用の遮光性膜を形成したフォトマスクブランクを得た。

（反射率及び光学濃度の測定）
上記で得られた基板試料について、表裏面の分光反射率及び光学濃度の測定結果を図２に示す。尚、分光透過率及び光学濃度は分光光度計（日立製作所社製：Ｕ−４１００）により測定した。
ＡｒＦエキシマレーザーの露光波長１９３．４ｎｍにおいて、膜を形成した側（表面側）の反射率は１５．８％、基板裏面側の反射率は２９．６％であった。光学濃度は３．０３であった。
また、遮光性膜１３として、ＭｏＳｉ膜２４を単独で石英基板上に形成し、その光学濃度を調べたところ、約４０ｎｍで約３であった。また、ＭｏＳｉ膜２４を単独で石英基板上に形成し、基板裏面側の反射率を調べたところ、波長１９３．４ｎｍにおいて６７％であった。

（実施例２）
（フォトマスクブランクの作製）
透明基板１２としてサイズ６インチ角、厚さ０．２５インチの合成石英基板を用い、透明基板１２上に、遮光性膜１３として、ＭｏＳｉＯＮ膜２２（裏面反射防止膜）、ＭｏＳｉ膜２４、酸化窒化クロム膜（表面反射防止層１６）、をそれぞれスパッタリング法で連続的に形成した（図１）。
詳しくは、Ｍｏ：Ｓｉ＝２５：７５（原子％比）のターゲットを用い、ＡｒとＯ_２とＮ_２をスパッタリングガスとして、モリブデン、シリコン、酸素、窒素からなる膜（ＭｏＳｉＯＮ）を１０ｎｍの膜厚で形成し、次いで、同じターゲットを用い、Ａｒをスパッタリングガスとして、モリブデン及びシリコンからなる膜（ＭｏＳｉ）を３２ｎｍの膜厚で形成し、次いで、Ｃｒターゲットを用い、ＡｒとＯ_２とＮ_２をスパッタリングガスとして、クロム、酸素、窒素からなる膜（ＣｒＯＮ）を２０ｎｍの膜厚で形成した。遮光性膜１３の合計膜厚は６２ｎｍとした。また、ＭｏＳｉ膜のｎは１．３、ｋは３．０であり、ＭｏＳｉＯＮ膜のｎは２．３、ｋは０．５であった。
上記により、ＡｒＦエキシマレーザー露光用の遮光性膜を形成したフォトマスクブランクを得た。

（反射率及び光学濃度の測定）
上記で得られた基板試料について、表裏面の分光反射率及び光学濃度の測定結果を図３に示す。尚、分光透過率及び光学濃度は分光光度計（日立製作所社製：Ｕ−４１００）により測定した。
ＡｒＦエキシマレーザーの露光波長１９３．４ｎｍにおいて、膜を形成した側（表面側）の反射率は１６．８％、基板裏面側の反射率は約２３％であった。光学濃度は３．２であった。
また、遮光性膜１３として、ＭｏＳｉ膜２４を単独で石英基板上に形成し、その光学濃度を調べたところ、約３０ｎｍで約３であった。また、ＭｏＳｉ膜２４を単独で石英基板上に形成し、基板裏面側の反射率を調べたところ、波長１９３．４ｎｍにおいて６６％であった。

（実施例３）
（フォトマスクブランクの作製）
透明基板１２としてサイズ６インチ角、厚さ０．２５インチの合成石英基板を用い、透明基板１２上に、遮光性膜１３として、ＭｏＳｉＯＮ膜２２（裏面反射防止膜）、ＭｏＳｉ膜２４、酸化窒化クロム膜（表面反射防止層１６）、をそれぞれスパッタリング法で連続的に形成した（図１）。
詳しくは、Ｍｏ：Ｓｉ＝１０：９０（原子％比）のターゲットを用い、ＡｒとＯ_２とＮ_２をスパッタリングガスとして、モリブデン、シリコン、酸素、窒素からなる膜（ＭｏＳｉＯＮ）を８ｎｍの膜厚で形成し、次いで、Ｍｏ：Ｓｉ＝２５：７５（原子％比）のターゲットを用い、Ａｒをスパッタリングガスとして、モリブデン及びシリコンからなる膜（ＭｏＳｉ）を２９ｎｍの膜厚で形成し、次いで、Ｃｒターゲットを用い、ＡｒとＯ_２とＮ_２をスパッタリングガスとして、クロム、酸素、窒素からなる膜（ＣｒＯＮ）を２０ｎｍの膜厚で形成した。遮光性膜１３の合計膜厚は５７ｎｍとした。また、ＭｏＳｉ膜のｎは１．３、ｋは３．０であり、ＭｏＳｉＯＮ膜のｎは２．２、ｋは０．５であった。
上記により、ＡｒＦエキシマレーザー露光用の遮光性膜を形成したフォトマスクブランクを得た。

（反射率及び光学濃度の測定）
上記で得られた基板試料について、表裏面の分光反射率及び光学濃度の測定結果を図４に示す。尚、分光透過率及び光学濃度は分光光度計（日立製作所社製：Ｕ−４１００）により測定した。
ＡｒＦエキシマレーザーの露光波長１９３．４ｎｍにおいて、膜を形成した側（表面側）の反射率は１６．９％、基板裏面側の反射率は約２３％であった。光学濃度は３．２であった。
また、遮光性膜１３として、ＭｏＳｉ膜２４を単独で石英基板上に形成し、その光学濃度を調べたところ、約３０ｎｍで約３であった。また、ＭｏＳｉ膜２４を単独で石英基板上に形成し、基板裏面側の反射率を調べたところ、波長１９３．４ｎｍにおいて６６％であった。

（比較例１）
実施例１においてＭｏＳｉＯＮ膜２２（裏面反射防止膜）を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様とした。
ＡｒＦエキシマレーザーの露光波長１９３．４ｎｍにおいて、膜を形成した側（表面側）の反射率は１５．８％、基板裏面側の反射率は６７％であった。

（レジスト膜付きフォトマスクブランクの作製）
上記実施例１〜３及び比較例１で得られた各フォトマスクブランクにおける遮光性膜１３上に、回転塗布法により化学増幅型レジスト膜２０を厚さ１５０ｎｍで形成した（図１）。
詳しくは、化学増幅型レジスト膜２０として、電子線露光用化学増幅型ポジレジスト（ＦＥＰ１７１：富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製）を回転塗布法で厚さ１５０ｎｍ塗布し、その後、ホットプレートで１３０℃で１０分熱処理して、化学増幅型レジスト膜２０を乾燥させ、ＡｒＦエキシマレーザー露光用のレジスト膜付きフォトマスクブランクスであるフォトマスクブランク１０を得た（図１）。

（レジストパターンの形成）
実施例１〜３及び比較例１に係るレジスト膜付きマスクブランクについて、各フォトマスクブランクを電子線露光装置を用い５０ｋｅＶ以上の加速電圧で加速された電子線によってパターン露光（描画）し、その後、露光後のベーク処理及び現像処理をして、化学増幅型レジストパターンを形成した。

（フォトマスクの作製）
レジストパターンをマスクとし、塩素ガスと酸素ガスとを含むエッチングガスを用いたドライエッチングにより、酸化窒化クロム膜（表面反射防止層１６）をパターニングした。さらに、パターニングされた酸化窒化クロム膜（表面反射防止層１６）をマスクとして、弗素系ガスを含むエッチングガスを用いたドライエッチングにより、ＭｏＳｉ膜２４並びにＭｏＳｉＯＮ膜２２（裏面反射防止膜）、をパターニングした。最後に化学増幅型レジスト膜２０を除去してＡｒＦエキシマレーザー露光用のフォトマスクを作製した。

（フォトマスクを用いたパターン転写）
実施例１〜３で得られたフォトマスクを、開口数がＮＡ＞１の液浸露光方法を適用し、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）４５ｎｍ以降の微細パターンの形成に適用した場合、期待したＣＤ精度が得られた。
尚、実施例１に対し実施例２，３のフォトマスクを用いた場合の方がＣＤ精度が明らかに（格段）に良かった。
比較例１で得られたフォトマスクを、開口数がＮＡ＞１の液浸露光方法を適用し、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）４５ｎｍ以降の微細パターンの形成に適用した場合、期待したＣＤ精度が得られなかった。露光機側での調整（例えばデフォーカス）などを行ったが結果は同様であった。

比較例１で得られたフォトマスクを、開口数がＮＡ＝０．８の露光方法を適用し、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）６５ｎｍの微細パターンの形成に適用した。この場合、露光機側での調整（例えばデフォーカス）などで、ｈｐ６５ｎｍとしての微細パターンのＣＤ精度に問題はなかった。
この理由については、前述した。

以上、本発明を実施形態及び実施例を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は、上記実施形態及び実施例に記載の範囲には限定されない。上記実施形態及び実施例に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることは、当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

本発明の第１の実施形態に係るフォトマスクブランク１０の一例を示す模式図である。本発明の実施例１に係るフォトマスクブランクの分光反射率及び光学濃度を示す図である。本発明の実施例２に係るフォトマスクブランクの分光反射率及び光学濃度を示す図である。本発明の実施例３に係るフォトマスクブランクの分光反射率及び光学濃度を示す図である。本発明の課題を説明するための模式図である。本発明の課題を解決するための他の手段を説明するための模式図である。

符号の説明

１０・・フォトマスクブランク、１２・・透明基板、１３・・遮光性膜、１６・・表面反射防止膜、２０・・化学増幅型レジスト膜、２２・・裏面反射防止膜、２４・・遮光膜

Claims

２００ｎｍ以下の露光光波長に供されるフォトマスクの素材であり、透明基板上に遮光性膜を備えるフォトマスクブランクであって、
前記遮光性膜は、
珪素及び遷移金属を主成分として含み、膜の屈折率ｎ_１が１．０〜１．７、膜の消衰係数ｋ_１が２．５〜３．５、膜厚ｔ_１が２０〜５０ｎｍである遮光膜と、
前記遮光膜の上に接して形成された表面反射防止膜と、
前記遮光膜の下に接して形成され、珪素、遷移金属、酸素及び窒素を含み、膜の屈折率ｎ_２が１．０〜３．５、膜の消衰係数ｋ_２が２．５以下、膜厚ｔ_２が５〜４０ｎｍである裏面反射防止膜とを備え、
ｎ_１＜ｎ_２又はｋ_１＞ｋ_２の関係、かつｔ_１＞ｔ_２の関係を満たし、
遮光性膜全体の膜厚が６２ｎｍ以下であることを特徴とするフォトマスクブランク。
前記遮光膜における珪素と遷移金属との原子比が珪素：金属＝２超：１〜１９：１であることを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクブランク。
前記遮光膜における珪素と遷移金属との原子比が珪素：金属＝２超：１〜４未満：１であることを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクブランク。
前記裏面反射防止膜における珪素と遷移金属との原子比が珪素：金属＝２超：１〜９：１であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のフォトマスクブランク。
前記裏面反射防止膜における珪素と遷移金属との原子比が珪素：金属＝２超：１〜４未満：１であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のフォトマスクブランク。
前記透明基板側からの光の入射に対する裏面反射率が約３０％以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のフォトマスクブランク。
前記裏面反射防止膜は、遷移金属シリサイド酸化物、遷移金属シリサイド窒化物、遷移金属シリサイド酸窒化物、遷移金属シリサイド酸化炭化物、遷移金属シリサイド窒化炭化物又は遷移金属シリサイド酸窒化炭化物を主成分とすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のフォトマスクブランク。
前記表面反射防止膜は、クロム酸化物、クロム窒化物、クロム酸窒化物、クロム酸化炭化物、クロム窒化炭化物又はクロム酸窒化炭化物を主成分とすることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のフォトマスクブランク。
前記表面反射防止膜は、遷移金属シリサイド酸化物、遷移金属シリサイド窒化物、遷移金属シリサイド酸窒化物、遷移金属シリサイド酸化炭化物、遷移金属シリサイド窒化炭化物又は遷移金属シリサイド酸窒化炭化物を主成分とすることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のフォトマスクブランク。
前記遷移金属がモリブデンであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のフォトマスクブランク。
前記表面反射防止膜上に設けられ、膜厚が２００ｎｍ以下であるレジスト膜を備えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のフォトマスクブランク。
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のフォトマスクブランクを用いて作製されたことを特徴とする転写用フォトマスク。
２００ｎｍ以下の露光光波長に供されるフォトマスクの素材であり、透明基板上に遮光性膜を備えるフォトマスクブランクであって、
前記遮光性膜は、
珪素及び遷移金属を主成分として含み、珪素及び遷移金属の原子比が２超：１〜１９：１であり、膜厚ｔ_１が２０〜５０ｎｍである遮光膜と、
前記遮光膜の上に接して形成された表面反射防止膜と、
前記遮光膜の下に接して形成され、珪素、遷移金属、酸素及び窒素を含み、膜厚ｔ_２が５〜４０ｎｍである裏面反射防止膜とを備え、
ｔ_１＞ｔ_２の関係を満たし、
遮光性膜全体の膜厚が６２ｎｍ以下であることを特徴とするフォトマスクブランク。
２００ｎｍ以下の露光光波長に供されるフォトマスクの素材であり、透明基板上に遮光性膜を備えるフォトマスクブランクであって、
前記遮光性膜は、
珪素及び遷移金属を主成分として含み、珪素及び遷移金属の原子比が２超：１〜１９：１である遮光膜と、
前記遮光膜の上に接して形成された表面反射防止膜と、
前記遮光膜の下に接して形成され、珪素、遷移金属、酸素及び窒素を含み、珪素及び遷移金属の原子比が２超：１〜９：１である裏面反射防止膜とを備えることを特徴とするフォトマスクブランク。