JP5201813B2 - マスクブランク及びマスクの製造方法 - Google Patents
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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マスクブランク及びマスクに関する。
例えば、半導体デバイスの微細加工技術に用いられるフォトマスク（レチクル）は、透明基板上に形成された、マスクパターンとしての転写機能（遮光性、位相制御、透過率制御、反射率制御など）を発現させることを主目的として形成される薄膜（以下、マスクパターンを形成するための薄膜という）、例えば遮光性膜、をパターニングすることにより製造される。遮光性膜のパターニングは、例えば、レジストパターンをマスクとしたドライエッチングにより行われる。レジストパターンは、例えば、電子線リソグラフィー法等により形成される。
近年、マスク製造分野において、電子線リソグラフィー法で用いる電子線の加速電圧を５０ｋｅＶ以上にすることが検討されている。これは、電子線レジスト中を通過する電子線の前方散乱を少なくするとともに、電子ビームの集束性を上げることによって、より微細なレジストパターンが解像されるようにする必要があるからである。電子線の加速電圧が低いとレジスト表面やレジスト中で前方散乱が生じ、前方散乱があるとレジストの解像性が悪化する。しかし、電子線の加速電圧を５０ｋｅＶ以上とした場合、加速電圧に反比例して前方散乱が減少し前方散乱によってレジストに付与されるエネルギーが減少するため、例えば、１０〜２０ｋｅＶ等の加速電圧の時に使用していた電子線レジストではレジストの感度が不足し、スループットが落ちてしまう。そこで、マスク製造分野においても、半導体ウエハの微細加工技術に用いられているような化学増幅型レジスト膜を使用する必要がでてきた。化学増幅型レジスト膜は、高加速電圧に対して感度が高くしかも高い解像性を有する（例えば、特許文献１参照。）。
化学増幅型レジストでは、例えば、電子線露光により化学増幅型レジスト膜中に酸を発生させ、この酸を触媒として感酸物質が反応しポリマーの溶解性が変化して、ポジ型あるいはネガ型のレジストが得られる。
特開２００３−１０７６７５号公報
化学増幅型レジストでは、例えば、電子線露光により化学増幅型レジスト膜中に酸を発生させ、この酸を触媒として感酸物質が反応しポリマーの溶解性が変化して、ポジ型あるいはネガ型のレジストが得られる。
ところで、マスク製造分野において化学増幅型レジスト膜を使用した場合、化学増幅型レジストが塗布などにより直接形成されることになる膜（レジストに対しその下地に相当する膜）、例えばクロム系の遮光性膜などのマスクパターンを形成するための薄膜、の表面近傍の膜密度が比較的疎な状態や荒れた状態（即ち平滑でない状態）であると、電子線露光により化学増幅型レジスト膜中に生成される触媒物質の酸が、レジストに対しその下地に相当するマスクパターンを形成するための薄膜中（特にその表層中）に移動し易くなるとともに、マスクパターンを形成するための薄膜中（特にその表層中）に酸が捕捉されことで移動が促進され、このためレジスト膜の底部における酸の濃度が著しく低下し（一般に失活と呼ばれる）、この結果、レジストパターンの裾部分において、ポジ型の化学増幅型レジスト膜においては「裾引き」、ネガ型では「食われ」といった形状不良が生じる。従来、この失活によるレジストパターンの著しい形状不良の問題を解決するために、マスクパターンを形成するための薄膜と化学増幅型レジスト膜との間に、化学増幅型レジスト膜中の酸がマスクパターンを形成するための薄膜中（特にその表層中）に移動することを防止しうる密度を有する失活抑制膜を設けた構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１記載の失活抑制膜は、表面が比較的疎な状態や荒れた状態の前記マスクパターンを形成するための薄膜に比べ、失活抑制膜の表面は平滑であり、「裾引き」や「食われ」を生じさせない表面状態を結果的に有していると考えられる。特許文献１に
は、Ｓｉを含む材料や金属シリサイドを含む材料等のシリサイド系材料、Ｍｏを含む材料、Ｔａを含む材料等の無機膜や、有機バーク等の有機膜を、失活抑制膜として導入する構成が開示されている。
は、Ｓｉを含む材料や金属シリサイドを含む材料等のシリサイド系材料、Ｍｏを含む材料、Ｔａを含む材料等の無機膜や、有機バーク等の有機膜を、失活抑制膜として導入する構成が開示されている。
しかしながら、上記特許文献１記載の失活抑制膜を、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）６５ｎｍ以下のフォトリソグラフィーに使用されるマスクブランクに適用した場合、以下のような課題があることが判明した。
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、上記の半導体デザインルール（ＤＲＡＭ ｈｐ６５ｎｍ以下）でのフォトリソグラフィーにおいては、半導体基板上に転写される回路パターンのサイズは露光光の波長よりもかなり小さくなってきているため、回路パターンをそのまま４倍程度に拡大した転写パターンが形成された転写用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ＯＰ
Ｃマスクや、ライン状などの遮光パターンの中心部に位相シフターを設ける構造（マスクエンハンサー）によって、マスクパターンの遮光性を強調してラインパターンの解像度を向上させる位相シフトマスク（エンハンサーマスク）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。また、エンハンサーマスクにおける遮光パターンや位相シフターの線幅も非常に細い線幅のパターンが必要となる。
尚、エンハンサーマスクは、遮光パターン周辺から遮光パターンの裏側に回り込む光の強度と、位相シフターを透過する光の強度とがちょうど釣り合うように、パターン幅と位相シフター幅とを調整すると、マスクエンハンサーを透過した光の振幅強度は、マスクエンハンサーの中心と対応する位置で０になるような分布を持ち、マスクエンハンサーを透過した光の強度（振幅強度の２乗）も、マスクエンハンサーの中心と対応する位置で０になるような分布を持つマスクである。
しかしながら、上記特許文献１記載の失活抑制膜を用いて、上記半導体デザインルール（ＤＲＡＭ ｈｐ６５ｎｍ以下）の転写用マスク作製のマスクブランクに適用した場合、マスクパターンを形成するための薄膜上の化学増幅型レジストパターンとして１００ｎｍのラインアンドスペースパターンは解像しているものの、設計寸法と実際に基板上に形成された転写パターンの寸法との差（実寸法差）が大きくなり、上記半導体デザインルール（ＤＲＡＭ ｈｐ６５ｎｍ以下）で要求されるLinearity（リニアリティ）が１０ｎｍ以
下の要求に応えられないという問題が発生した。
そこで本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、転写用マスクの転写パターン線幅の設計寸法と、基板上に形成された転写パターン線幅寸法との差（実寸法差）を抑え、Linearityを１０ｎｍ以下に抑えることが可能なマスクブランク及びマスクを
提供することを目的とする。
そこで、超解像マスクとして、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ＯＰ
Ｃマスクや、ライン状などの遮光パターンの中心部に位相シフターを設ける構造（マスクエンハンサー）によって、マスクパターンの遮光性を強調してラインパターンの解像度を向上させる位相シフトマスク（エンハンサーマスク）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。また、エンハンサーマスクにおける遮光パターンや位相シフターの線幅も非常に細い線幅のパターンが必要となる。
尚、エンハンサーマスクは、遮光パターン周辺から遮光パターンの裏側に回り込む光の強度と、位相シフターを透過する光の強度とがちょうど釣り合うように、パターン幅と位相シフター幅とを調整すると、マスクエンハンサーを透過した光の振幅強度は、マスクエンハンサーの中心と対応する位置で０になるような分布を持ち、マスクエンハンサーを透過した光の強度（振幅強度の２乗）も、マスクエンハンサーの中心と対応する位置で０になるような分布を持つマスクである。
しかしながら、上記特許文献１記載の失活抑制膜を用いて、上記半導体デザインルール（ＤＲＡＭ ｈｐ６５ｎｍ以下）の転写用マスク作製のマスクブランクに適用した場合、マスクパターンを形成するための薄膜上の化学増幅型レジストパターンとして１００ｎｍのラインアンドスペースパターンは解像しているものの、設計寸法と実際に基板上に形成された転写パターンの寸法との差（実寸法差）が大きくなり、上記半導体デザインルール（ＤＲＡＭ ｈｐ６５ｎｍ以下）で要求されるLinearity（リニアリティ）が１０ｎｍ以
下の要求に応えられないという問題が発生した。
そこで本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、転写用マスクの転写パターン線幅の設計寸法と、基板上に形成された転写パターン線幅寸法との差（実寸法差）を抑え、Linearityを１０ｎｍ以下に抑えることが可能なマスクブランク及びマスクを
提供することを目的とする。
本願発明者は、基板上に形成される転写パターンの実寸法差が大きくなる原因について鋭意検討した。
その結果、マスクパターンを形成するための薄膜（失活抑制膜等は含まれない）上に、特許文献１記載の失活抑制膜を形成した基板について、イオンクロマト分析をしたところ
、汚染物質の存在が明らかとなった。そして、この汚染物質は、石英基板単独や石英基板／失活抑制膜単独の基板のイオンクロマト分析結果ではほとんど検出されず（従って前記汚染物質は失活抑制膜や基板が原因で生ずるのではないことが判る）、基板／マスクパターンを形成するための薄膜単独の基板のイオンクロマト分析結果で比較的多く検出されることから、マスクパターンを形成するための薄膜から失活抑制膜を通過して現れる汚染物質（汚染イオン等）であることが明らかとなった。
そして、これらの汚染物質（汚染イオン等）は、マスクパターンを形成するための薄膜から失活抑制膜を通って化学増幅型レジスト膜中に入り込み、化学増幅型レジストの機能（主反応）を低下させ、Linearityの向上や化学増幅型レジストの更なる解像性向上の阻
害要因となることを突き止めた。この場合、化学増幅型レジストの機能（主反応）の低下としては、例えば、酸としての機能の低下（例えば、酸の触媒作用（反応性）の低下や、酸の中和による触媒作用の消滅）や、その他の反応性の低下などであると考えられる。このとき、化学増幅型レジスト中の酸濃度自体の低下はなく、従って酸濃度の低下による失活とは概念が異なる。
そして、マスクパターンを形成するための薄膜から化学増幅型レジスト膜中に入り込み、化学増幅型レジストの機能（主反応）を低下させる汚染物質が、マスクパターンを形成するための薄膜から化学増幅型レジスト膜中に入り込むことを遮断（絶縁）しうる膜（汚染物質の侵入を阻止しうる膜）を化学増幅型レジスト膜の底部（底面）に設けることが、マスクブランク上に形成される化学増幅型レジスト及び、レジストパターンをマスクとして形成される転写パターンの解像性の更なる向上と、パターン精度の向上に必要であることを見い出した。
その結果、マスクパターンを形成するための薄膜（失活抑制膜等は含まれない）上に、特許文献１記載の失活抑制膜を形成した基板について、イオンクロマト分析をしたところ
、汚染物質の存在が明らかとなった。そして、この汚染物質は、石英基板単独や石英基板／失活抑制膜単独の基板のイオンクロマト分析結果ではほとんど検出されず（従って前記汚染物質は失活抑制膜や基板が原因で生ずるのではないことが判る）、基板／マスクパターンを形成するための薄膜単独の基板のイオンクロマト分析結果で比較的多く検出されることから、マスクパターンを形成するための薄膜から失活抑制膜を通過して現れる汚染物質（汚染イオン等）であることが明らかとなった。
そして、これらの汚染物質（汚染イオン等）は、マスクパターンを形成するための薄膜から失活抑制膜を通って化学増幅型レジスト膜中に入り込み、化学増幅型レジストの機能（主反応）を低下させ、Linearityの向上や化学増幅型レジストの更なる解像性向上の阻
害要因となることを突き止めた。この場合、化学増幅型レジストの機能（主反応）の低下としては、例えば、酸としての機能の低下（例えば、酸の触媒作用（反応性）の低下や、酸の中和による触媒作用の消滅）や、その他の反応性の低下などであると考えられる。このとき、化学増幅型レジスト中の酸濃度自体の低下はなく、従って酸濃度の低下による失活とは概念が異なる。
そして、マスクパターンを形成するための薄膜から化学増幅型レジスト膜中に入り込み、化学増幅型レジストの機能（主反応）を低下させる汚染物質が、マスクパターンを形成するための薄膜から化学増幅型レジスト膜中に入り込むことを遮断（絶縁）しうる膜（汚染物質の侵入を阻止しうる膜）を化学増幅型レジスト膜の底部（底面）に設けることが、マスクブランク上に形成される化学増幅型レジスト及び、レジストパターンをマスクとして形成される転写パターンの解像性の更なる向上と、パターン精度の向上に必要であることを見い出した。
本願発明者は、更に、マスクパターンを形成するための薄膜と化学増幅型レジスト膜との間に形成される膜について、ＧＩＸＲ分析をしたとこころ、特許文献１記載の失活抑制膜（例えば中性有機バーク）は、レジスト膜のボトム（底面）から化学増幅型レジスト膜中に入り込む汚染物質（汚染イオン等）を十分に阻止できず、この汚染物質の侵入阻止の点では膜密度と膜厚が十分であるとは言えないことが判明した。
そして、化学増幅型レジストの機能の低下をもたらす物質（イオン等）のレジスト膜の底部からレジスト膜内への移動を阻止しうる機能を有する所定の膜密度（１．４ｇ／ｃｍ3以上）と膜厚（２ｎｍ以上）の樹脂膜を、前記薄膜と化学増幅型レジスト膜との間に介
挿することによって、マスクブランク上に形成される化学増幅型レジスト及び、レジストパターンをマスクとして形成される転写パターンの解像性の更なる向上と、パターン精度の向上に必要であることを見い出して、本願発明に至った。
そして、化学増幅型レジストの機能の低下をもたらす物質（イオン等）のレジスト膜の底部からレジスト膜内への移動を阻止しうる機能を有する所定の膜密度（１．４ｇ／ｃｍ3以上）と膜厚（２ｎｍ以上）の樹脂膜を、前記薄膜と化学増幅型レジスト膜との間に介
挿することによって、マスクブランク上に形成される化学増幅型レジスト及び、レジストパターンをマスクとして形成される転写パターンの解像性の更なる向上と、パターン精度の向上に必要であることを見い出して、本願発明に至った。
本発明によれば、パターン描画して化学増幅型のレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして基板上に形成される転写用パターンのLinearityを１０ｎｍ
以下に抑えることが可能なマスクブランク、及び転写用マスクを提供することができる。
以下に抑えることが可能なマスクブランク、及び転写用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）基板上に成膜されたマスクパターンを形成するための薄膜と、この薄膜の上方に成膜された化学増幅型のレジスト膜を備えるマスクブランクであって、
前記レジスト膜の化学増幅機能を阻害する物質がレジスト膜の底部からレジスト膜内へ移動することを阻止する保護膜を、前記薄膜とレジスト膜との間に備えていることを特徴とするマスクブランク。
（構成２）基板上に成膜されたマスクパターンを形成するための薄膜と、この薄膜の上方に成膜された化学増幅型のレジスト膜を備えるマスクブランクであって、
前記薄膜と前記レジスト膜との間に、膜厚が２ｎｍ以上であって、膜密度が１．４ｇ／ｃｍ3以上である樹脂膜を備えていることを特徴とするマスクブランク。尚、前記膜密度
は、Ｘ線反射法（Grazing Incidence X-ray Reflectively technique（ＧＸＩＲ））によ
って求めた膜密度とする。
（構成３）前記樹脂膜により、前記レジスト膜の化学増幅機能を阻害する物質のレジスト膜の底部からレジスト膜内への移動が阻止されることを特徴とする構成２記載のマスクブランク。
（構成４）前記樹脂膜は、前記薄膜のパターニング処理において除去されるように構成したことを特徴とする構成２又は３に記載のマスクブランク。
（構成５）前記薄膜は金属膜であることを特徴とする構成１乃至４の何れか一に記載のマスクブランク。
（構成６）前記薄膜は反応性スパッタリング法により成膜された膜であることを特徴とする構成１乃至５の何れか一に記載のマスクブランク。
（構成７）前記マスクブランクは、前記化学増幅型のレジスト膜を形成する前のマスクブランクであることを特徴とする構成１乃至６の何れか一に記載のマスクブランク。
（構成８）構成１乃至７の何れか一に記載のマスクブランクにおける前記薄膜をパターニングして転写パターンを基板上に形成されていることを特徴とする転写マスク。
（構成１）基板上に成膜されたマスクパターンを形成するための薄膜と、この薄膜の上方に成膜された化学増幅型のレジスト膜を備えるマスクブランクであって、
前記レジスト膜の化学増幅機能を阻害する物質がレジスト膜の底部からレジスト膜内へ移動することを阻止する保護膜を、前記薄膜とレジスト膜との間に備えていることを特徴とするマスクブランク。
（構成２）基板上に成膜されたマスクパターンを形成するための薄膜と、この薄膜の上方に成膜された化学増幅型のレジスト膜を備えるマスクブランクであって、
前記薄膜と前記レジスト膜との間に、膜厚が２ｎｍ以上であって、膜密度が１．４ｇ／ｃｍ3以上である樹脂膜を備えていることを特徴とするマスクブランク。尚、前記膜密度
は、Ｘ線反射法（Grazing Incidence X-ray Reflectively technique（ＧＸＩＲ））によ
って求めた膜密度とする。
（構成３）前記樹脂膜により、前記レジスト膜の化学増幅機能を阻害する物質のレジスト膜の底部からレジスト膜内への移動が阻止されることを特徴とする構成２記載のマスクブランク。
（構成４）前記樹脂膜は、前記薄膜のパターニング処理において除去されるように構成したことを特徴とする構成２又は３に記載のマスクブランク。
（構成５）前記薄膜は金属膜であることを特徴とする構成１乃至４の何れか一に記載のマスクブランク。
（構成６）前記薄膜は反応性スパッタリング法により成膜された膜であることを特徴とする構成１乃至５の何れか一に記載のマスクブランク。
（構成７）前記マスクブランクは、前記化学増幅型のレジスト膜を形成する前のマスクブランクであることを特徴とする構成１乃至６の何れか一に記載のマスクブランク。
（構成８）構成１乃至７の何れか一に記載のマスクブランクにおける前記薄膜をパターニングして転写パターンを基板上に形成されていることを特徴とする転写マスク。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のマスクブランクは、基板上に成膜されたマスクパターンを形成するための薄膜と、この薄膜の上方に成膜された化学増幅型のレジスト膜を備えるマスクブランクであって、
前記レジスト膜の化学増幅機能を阻害する物質がレジスト膜の底部からレジスト膜内へ移動することを阻止する保護膜を、前記薄膜とレジスト膜との間に備えていることを特徴とする（構成１）。
構成１に係る発明では、上述した化学増幅型レジストの機能を阻害する物質がレジスト膜の底部からレジスト膜内へ移動することを阻止する保護膜を、マスクパターンを形成するための薄膜と化学増幅型レジスト膜との間に設けることによって、化学増幅型レジスト及び、レジストパターンをマスクとして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。
構成１に係る発明は、マスクパターンを形成するための薄膜上に存在する化学増幅型レジストの機能を阻害する物質（イオン）であって、化学増幅型レジスト膜の底面において該レジスト膜の外部から化学増幅型レジスト膜中に入り込むことを遮断する機能を有する保護膜を化学増幅型レジスト膜の底面（底面直下）に設けたものである。
また、構成１に係る発明は、マスクパターンを形成するための薄膜上に存在する化学増幅型レジストの機能を阻害する物質（イオン）が、化学増幅型レジスト膜の底面において該レジスト膜の外部から化学増幅型レジスト膜中に入り込み、それにより化学増幅型レジスト膜中に含まれる前記物質（イオン）の濃度が増加することにより、化学増幅型レジストの機能を阻害することを防止するために、そのような防止機能を有する保護膜を、マスクパターンを形成するための薄膜と化学増幅型レジスト膜との間に介挿したものである。
本発明のマスクブランクは、基板上に成膜されたマスクパターンを形成するための薄膜と、この薄膜の上方に成膜された化学増幅型のレジスト膜を備えるマスクブランクであって、
前記レジスト膜の化学増幅機能を阻害する物質がレジスト膜の底部からレジスト膜内へ移動することを阻止する保護膜を、前記薄膜とレジスト膜との間に備えていることを特徴とする（構成１）。
構成１に係る発明では、上述した化学増幅型レジストの機能を阻害する物質がレジスト膜の底部からレジスト膜内へ移動することを阻止する保護膜を、マスクパターンを形成するための薄膜と化学増幅型レジスト膜との間に設けることによって、化学増幅型レジスト及び、レジストパターンをマスクとして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。
構成１に係る発明は、マスクパターンを形成するための薄膜上に存在する化学増幅型レジストの機能を阻害する物質（イオン）であって、化学増幅型レジスト膜の底面において該レジスト膜の外部から化学増幅型レジスト膜中に入り込むことを遮断する機能を有する保護膜を化学増幅型レジスト膜の底面（底面直下）に設けたものである。
また、構成１に係る発明は、マスクパターンを形成するための薄膜上に存在する化学増幅型レジストの機能を阻害する物質（イオン）が、化学増幅型レジスト膜の底面において該レジスト膜の外部から化学増幅型レジスト膜中に入り込み、それにより化学増幅型レジスト膜中に含まれる前記物質（イオン）の濃度が増加することにより、化学増幅型レジストの機能を阻害することを防止するために、そのような防止機能を有する保護膜を、マスクパターンを形成するための薄膜と化学増幅型レジスト膜との間に介挿したものである。
また、本発明のマスクブランクは、基板上に成膜されたマスクパターンを形成するための薄膜と、この薄膜の上方に成膜された化学増幅型のレジスト膜を備えるマスクブランクであって、
前記薄膜とレジスト膜との間に、膜厚が２ｎｍ以上であって、膜密度が１．４ｇ／ｃｍ3以上である樹脂膜を備えていることを特徴とする（構成２）。尚、前記膜密度は、Ｘ線
反射法（Grazing Incidence X-ray Reflectively technique（ＧＸＩＲ））によって求めた膜密度とする。
構成２に係る発明では、マスクパターンを形成するための薄膜と化学増幅型レジスト膜との間に、膜厚が２ｎｍ以上であって、膜密度が１．４ｇ／ｃｍ3以上である樹脂膜を介
挿することにより、化学増幅型レジストの機能を阻害する物質（イオン）が、該レジスト膜の底部から化学増幅型レジスト内へ移動することを効果的に阻止できる（構成３）ので、化学増幅型レジスト及び、レジストパターンをマスクとして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。
上記膜厚、膜密度の数値が下回る場合においては、前記マスクパターンを形成するための薄膜上に存在する前記化学増幅型レジストの機能を阻害させる原因となる物質（イオン）が化学増幅型レジスト膜内に移動することを確実に防止できない恐れがあるので好ましくない。
好ましい膜厚及び膜密度は、膜厚が２ｎｍ以上２０ｎｍ以下、膜密度が１．６ｇ／ｃｍ3以上、更に好ましくは、膜厚が５ｎｍ以上２０ｎｍ以下、膜密度が１．７ｇ／ｃｍ3以上が望ましい。これにより、マスクブランク上に形成される化学増幅型レジスト及び、レジストパターンをマスクとして形成される転写パターンの解像性の更なる向上を確実に実現できる。具体的には、半導体デザインルールでＤＲＡＭハーフピッチが６５ｎｍ以下の微細パターン形成用マスクに要求されるパターン精度を満足することができるマスクブランクを確実に実現できる。
前記薄膜とレジスト膜との間に、膜厚が２ｎｍ以上であって、膜密度が１．４ｇ／ｃｍ3以上である樹脂膜を備えていることを特徴とする（構成２）。尚、前記膜密度は、Ｘ線
反射法（Grazing Incidence X-ray Reflectively technique（ＧＸＩＲ））によって求めた膜密度とする。
構成２に係る発明では、マスクパターンを形成するための薄膜と化学増幅型レジスト膜との間に、膜厚が２ｎｍ以上であって、膜密度が１．４ｇ／ｃｍ3以上である樹脂膜を介
挿することにより、化学増幅型レジストの機能を阻害する物質（イオン）が、該レジスト膜の底部から化学増幅型レジスト内へ移動することを効果的に阻止できる（構成３）ので、化学増幅型レジスト及び、レジストパターンをマスクとして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。
上記膜厚、膜密度の数値が下回る場合においては、前記マスクパターンを形成するための薄膜上に存在する前記化学増幅型レジストの機能を阻害させる原因となる物質（イオン）が化学増幅型レジスト膜内に移動することを確実に防止できない恐れがあるので好ましくない。
好ましい膜厚及び膜密度は、膜厚が２ｎｍ以上２０ｎｍ以下、膜密度が１．６ｇ／ｃｍ3以上、更に好ましくは、膜厚が５ｎｍ以上２０ｎｍ以下、膜密度が１．７ｇ／ｃｍ3以上が望ましい。これにより、マスクブランク上に形成される化学増幅型レジスト及び、レジストパターンをマスクとして形成される転写パターンの解像性の更なる向上を確実に実現できる。具体的には、半導体デザインルールでＤＲＡＭハーフピッチが６５ｎｍ以下の微細パターン形成用マスクに要求されるパターン精度を満足することができるマスクブランクを確実に実現できる。
本発明において、マスクブランクには、フォトマスクブランク、位相シフトマスクブランク、反射型マスクブランク、インプリント用転写プレート基板も含まれる。また、マスクブランクには、レジスト膜付きマスクブランク、レジスト膜形成前のマスクブランク（構成７）が含まれる。レジスト膜形成前のマスクブランクには、マスクパターンを形成するための薄膜上に本発明に係る保護膜又は本発明に係る樹脂膜が形成されたマスクブランクも含まれる。位相シフトマスクブランクには、ハーフトーン膜上にクロム系材料等の遮光性膜が形成される場合を含む。尚、この場合、マスクパターンを形成するための薄膜は、ハーフトーン膜や遮光性膜を指す。また、反射型マスクブランクの場合は、多層反射膜上、又は多層反射膜上に設けられたバッファ層上に、転写パターンとなるタンタル系材料やクロム系材料の吸収体膜が形成される構成、インプリント用転写プレートの場合には、転写プレートとなる基材上にクロム系材料等の転写パターン形成用薄膜が形成される構成を含む。マスクには、フォトマスク、位相シフトマスク、反射型マスク、インプリント用転写プレートが含まれる。マスクにはレチクルが含まれる。
本発明において、マスクパターンを形成するための薄膜としては、露光光等を遮断する遮光膜、露光光等の透過量を調整・制御する半透光性膜、露光光等の反射率を調整・制御する反射率制御膜（反射防止膜を含む）、露光光等に対する位相を変化させる位相シフト膜、遮光機能と位相シフト機能を有するハーフトーン膜等が含まれる。
また、本発明のマスクブランクは、前記樹脂膜又は保護膜が、前記薄膜のパターニング処理において除去されるように構成することにより（構成４）、マスクブランク上に形成された化学増幅型レジスト膜のパターンを前記薄膜に忠実に転写することができる。即ち、前記樹脂膜又は保護膜により得られたマスクブランク上の化学増幅型レジスト膜の解像性を、そのまま維持するように薄膜に転写することができ、薄膜をパターニングして得られる転写用パターンの解像性も良好となり、パターン精度も良好である。
また、本発明のマスクブランクは、前記樹脂膜又は保護膜が、前記薄膜のパターニング処理において除去されるように構成することにより（構成４）、マスクブランク上に形成された化学増幅型レジスト膜のパターンを前記薄膜に忠実に転写することができる。即ち、前記樹脂膜又は保護膜により得られたマスクブランク上の化学増幅型レジスト膜の解像性を、そのまま維持するように薄膜に転写することができ、薄膜をパターニングして得られる転写用パターンの解像性も良好となり、パターン精度も良好である。
本発明のマスクブランクは、前記マスクパターンを形成するための薄膜が、金属膜である場合に特に効果的である（構成５）。金属膜としては、クロム、タンタル、モリブデン、チタン、ハフニウム、タングステンや、これらの元素を含む合金、又は上記元素や上記合金を含む材料からなる膜が挙げられる。
また、本発明のマスクブランクは、前記マスクパターンを形成するための薄膜が、反応性スパッタリング法により成膜された膜であることを特徴とする（構成６）。スパッタリング時に使用する反応性ガスとしては、酸素ガス、窒素ガス、一酸化窒素ガス、炭酸ガス、炭化水素ガス、又はこれらの混合ガスが挙げられる。反応性スパッタリング法により成膜されたマスクパターンを形成するための薄膜の表面は、一般に、化学増幅型レジストの機能を阻害する物質を補足されやすい状態（例えば、表面が粗くなる）となりやすいので、上記課題が特に問題化しやすいので、反応性スパッタリング法により成膜されたマスク
パターンを形成するための薄膜と、本発明の保護膜を組み合わせると特に効果がある。
パターンを形成するための薄膜と、本発明の保護膜を組み合わせると特に効果がある。
構成６に係るマスクパターンを形成するための薄膜としては、ドライエッチング速度を高めた薄膜とすることが、転写用パターンの微細化、パターン精度向上の点で好ましい。具体的には、金属がクロムの場合、ドライエッチング速度を高める添加元素を添加する。ドライエッチング速度を高める添加元素としては、酸素及び／又は窒素が挙げられる。
クロムを含む薄膜に酸素を含む場合の酸素の含有量は、５〜８０原子％の範囲が好適である。酸素の含有量が５原子％未満であると、ドライエッチング速度を高める効果が得られにくい。一方、酸素の含有量が８０原子％を超えると、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭハーフピッチ６５ｎｍ以下で適用される露光光の波長（２００ｎｍ以下）の例えば、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）においての吸収係数が小さくなるため、所望の光学濃度を得るために膜厚を厚くする必要が生じてしまい、パターン精度の向上が図れなくなるので好ましくない。
また、クロムを含む薄膜に窒素を含む場合の窒素の含有量は、２０〜８０原子％の範囲が好適である。窒素の含有量が２０原子％未満であると、ドライエッチング速度を高める効果が得られにくい。一方、窒素の含有量が８０原子％を超えると、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭハーフピッチ６５ｎｍ以下で適用される露光光の波長（２００ｎｍ以下）の例えば、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）においての吸収係数が小さくなるため、所望の光学濃度を得るために膜厚を厚くする必要が生じてしまい、パターン精度の向上が図れなくなるので好ましくない。
また、クロムを含む薄膜中に酸素と窒素の両方を含んでもよい。その場合の含有量は、酸素と窒素の合計が１０〜８０原子％の範囲とするのが好適である。また、クロムを含む薄膜中に酸素と窒素の両方を含む場合の酸素と窒素の含有比は、特に制約はされず、吸収係数等の兼ね合いで適宜決定される。
尚、酸素及び／又は窒素を含むクロム薄膜は、他に炭素、水素、ヘリウムなどの元素を含んでもよい。
尚、ドライエッチングガス中の酸素の量を低減するという観点からは、酸素を含まないドライエッチングガスを用いることも可能である。
クロムを含む薄膜に酸素を含む場合の酸素の含有量は、５〜８０原子％の範囲が好適である。酸素の含有量が５原子％未満であると、ドライエッチング速度を高める効果が得られにくい。一方、酸素の含有量が８０原子％を超えると、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭハーフピッチ６５ｎｍ以下で適用される露光光の波長（２００ｎｍ以下）の例えば、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）においての吸収係数が小さくなるため、所望の光学濃度を得るために膜厚を厚くする必要が生じてしまい、パターン精度の向上が図れなくなるので好ましくない。
また、クロムを含む薄膜に窒素を含む場合の窒素の含有量は、２０〜８０原子％の範囲が好適である。窒素の含有量が２０原子％未満であると、ドライエッチング速度を高める効果が得られにくい。一方、窒素の含有量が８０原子％を超えると、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭハーフピッチ６５ｎｍ以下で適用される露光光の波長（２００ｎｍ以下）の例えば、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）においての吸収係数が小さくなるため、所望の光学濃度を得るために膜厚を厚くする必要が生じてしまい、パターン精度の向上が図れなくなるので好ましくない。
また、クロムを含む薄膜中に酸素と窒素の両方を含んでもよい。その場合の含有量は、酸素と窒素の合計が１０〜８０原子％の範囲とするのが好適である。また、クロムを含む薄膜中に酸素と窒素の両方を含む場合の酸素と窒素の含有比は、特に制約はされず、吸収係数等の兼ね合いで適宜決定される。
尚、酸素及び／又は窒素を含むクロム薄膜は、他に炭素、水素、ヘリウムなどの元素を含んでもよい。
尚、ドライエッチングガス中の酸素の量を低減するという観点からは、酸素を含まないドライエッチングガスを用いることも可能である。
クロム系薄膜は、ドライエッチングによってエッチング（パターニング）することが、クロム系薄膜のパターン精度の向上の観点から好ましい。
クロム系薄膜のドライエッチングには、塩素系ガス、又は、塩素系ガスと酸素ガスとを含む混合ガスからなるドライエッチングガスを用いることが好ましい。この理由は、クロムと酸素、窒素等の元素とを含む材料からなるクロム系薄膜に対しては、上記のドライエッチングガスを用いてドライエッチングを行うことにより、ドライエッチング速度を高めることができ、ドライエッチング時間の短縮化を図ることができ、断面形状の良好な遮光膜パターンを形成することができるからである。ドライエッチングガスに用いる塩素系ガスとしては、例えば、Ｃｌ2、ＳｉＣｌ4、ＨＣｌ、ＣＣｌ4、ＣＨＣｌ3等が挙げられる。
クロム系薄膜のドライエッチングには、塩素系ガス、又は、塩素系ガスと酸素ガスとを含む混合ガスからなるドライエッチングガスを用いることが好ましい。この理由は、クロムと酸素、窒素等の元素とを含む材料からなるクロム系薄膜に対しては、上記のドライエッチングガスを用いてドライエッチングを行うことにより、ドライエッチング速度を高めることができ、ドライエッチング時間の短縮化を図ることができ、断面形状の良好な遮光膜パターンを形成することができるからである。ドライエッチングガスに用いる塩素系ガスとしては、例えば、Ｃｌ2、ＳｉＣｌ4、ＨＣｌ、ＣＣｌ4、ＣＨＣｌ3等が挙げられる。
本発明のマスクブランクは、前記化学増幅型レジスト膜が、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）され、レジストパターンが形成されるものである場合に特に有用である。
本願発明は、５０ｋｅＶ対応ＥＢリソグラフィーを適用した場合において、マスクブランク上に形成される化学増幅型レジストパターンの解像性の更なる向上を意図しているためである。
尚、本発明における化学増幅型レジスト膜には、例えば、露光によりレジスト膜中に生成される触媒物質の酸が、引き続き行われる熱処理工程においてポリマーの溶解性を制御する官能基或いは官能物質と反応することによりレジスト機能を発現するレジスト膜が含まれる。ここで、レジスト機能の発現は、例えば、官能基等を外すことによってアルカリに溶解するようになることをいう。
本願発明は、５０ｋｅＶ対応ＥＢリソグラフィーを適用した場合において、マスクブランク上に形成される化学増幅型レジストパターンの解像性の更なる向上を意図しているためである。
尚、本発明における化学増幅型レジスト膜には、例えば、露光によりレジスト膜中に生成される触媒物質の酸が、引き続き行われる熱処理工程においてポリマーの溶解性を制御する官能基或いは官能物質と反応することによりレジスト機能を発現するレジスト膜が含まれる。ここで、レジスト機能の発現は、例えば、官能基等を外すことによってアルカリに溶解するようになることをいう。
本発明のマスクブランクは、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。このようなマスクブランクとしては、ＯＰＣマスクやマスクエンハンサー構造を有するマスク（エンハンサーマスク）が挙げられる。これらのマスク（ＯＰＣマスクやエンハンサーマスク）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マスクの製造に、特に有用である。
本発明の転写用マスクは、上記本発明に係るマスクブランクにおける前記薄膜をパターニングして形成された転写パターンを基板上に形成されていることを特徴とする（構成８）。
上記本発明の転写用マスクは、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭハーフピッチ６５ｎｍ以下で対応する転写用マスクで要求されるパターン精度を満足しうる。
上記本発明の転写用マスクは、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭハーフピッチ６５ｎｍ以下で対応する転写用マスクで要求されるパターン精度を満足しうる。
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、マスクブランク１０は、バイナリマスク用のマスクブランクであり、透明基板１２、遮光性膜１３（遮光層１４と、反射防止層１６との積層膜）、保護膜１８、及び化学増幅型レジスト膜２０を備える。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るマスクブランク１０の一例を示す模式図である。本例において、マスクブランク１０は、バイナリマスク用のマスクブランクであり、透明基板１２、遮光性膜１３（遮光層１４と、反射防止層１６との積層膜）、保護膜１８、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、遮光層１４と反射防止層１６との積層膜である。
遮光層１４は、透明基板１２上に、例えば、窒化クロム膜２２及び炭化窒化クロム膜２４をこの順で有する。窒化クロム膜２２は、窒化クロム（ＣｒＮ）を主成分とする層であり、例えば１０〜２０ｎｍの膜厚を有する。炭化窒化クロム膜２４は、炭化窒化クロム（ＣｒＣＮ）を主成分とする層であり、例えば２５〜６０ｎｍの膜厚を有する。
反射防止層１６は、例えば、クロムに酸素及び窒素が含有されている膜（ＣｒＯＮ膜）であり、炭化窒化クロム膜２４上に形成される。反射防止層１６の膜厚は、例えば、１５〜３０ｎｍである。
これら遮光層１４、反射防止層１６は、クロムをスパッタリングターゲットとし、反応性ガス（例えば、酸素ガス、窒素ガス、一酸化窒素ガス、炭酸ガス、炭化水素系ガス、又はこれらの混合ガス）雰囲気中での反応性スパッタリング法により成膜することができる。
尚、遮光性膜１３は、上記のように、透明基板１２側から窒化クロム膜２２、炭化窒化クロム膜２４、酸化窒化クロム膜の材料で構成され、遮光性膜１３の膜厚方向の略全域にクロム及び、酸素及び窒素の少なくとも一方の元素が含まれることによって、あるいは更に各層について主に窒素を多く含めることによって、塩素系ガスを用いたドライエッチング時のドライエッチング速度を高めることができる。
また、遮光性膜１３の材料としては、クロム単体や、クロムに酸素、窒素、炭素、水素からなる元素を少なくとも１種を含むもの（Ｃｒを含む材料）、などが挙げられる。遮光性膜１３の膜構造としては、上記膜材料からなる単層、複数層構造とすることができる。また、異なる組成においては、段階的に形成した複数層構造や、連続的に組成が変化した膜構造とすることができる。
遮光層１４は、透明基板１２上に、例えば、窒化クロム膜２２及び炭化窒化クロム膜２４をこの順で有する。窒化クロム膜２２は、窒化クロム（ＣｒＮ）を主成分とする層であり、例えば１０〜２０ｎｍの膜厚を有する。炭化窒化クロム膜２４は、炭化窒化クロム（ＣｒＣＮ）を主成分とする層であり、例えば２５〜６０ｎｍの膜厚を有する。
反射防止層１６は、例えば、クロムに酸素及び窒素が含有されている膜（ＣｒＯＮ膜）であり、炭化窒化クロム膜２４上に形成される。反射防止層１６の膜厚は、例えば、１５〜３０ｎｍである。
これら遮光層１４、反射防止層１６は、クロムをスパッタリングターゲットとし、反応性ガス（例えば、酸素ガス、窒素ガス、一酸化窒素ガス、炭酸ガス、炭化水素系ガス、又はこれらの混合ガス）雰囲気中での反応性スパッタリング法により成膜することができる。
尚、遮光性膜１３は、上記のように、透明基板１２側から窒化クロム膜２２、炭化窒化クロム膜２４、酸化窒化クロム膜の材料で構成され、遮光性膜１３の膜厚方向の略全域にクロム及び、酸素及び窒素の少なくとも一方の元素が含まれることによって、あるいは更に各層について主に窒素を多く含めることによって、塩素系ガスを用いたドライエッチング時のドライエッチング速度を高めることができる。
また、遮光性膜１３の材料としては、クロム単体や、クロムに酸素、窒素、炭素、水素からなる元素を少なくとも１種を含むもの（Ｃｒを含む材料）、などが挙げられる。遮光性膜１３の膜構造としては、上記膜材料からなる単層、複数層構造とすることができる。また、異なる組成においては、段階的に形成した複数層構造や、連続的に組成が変化した膜構造とすることができる。
保護膜１８は、化学増幅型レジスト膜２０の機能を低下させることを防止するための層（化学増幅機能を阻害する物質が、化学増幅型レジスト膜２０の底部から化学増幅型レジ
スト膜内へ移動することを阻止する層）であり、反射防止層１６を挟んで遮光性膜１３上に形成される。
スト膜内へ移動することを阻止する層）であり、反射防止層１６を挟んで遮光性膜１３上に形成される。
尚、保護膜１８は、化学増幅型レジスト膜２０に対してレジストパターンを形成する際に使用する現像液に対して耐性を有し、保護膜をエッチングする際に使用するエッチャントに対してエッチングレートが高く、更にはレジストパターンをマスクにして遮光性膜１３をエッチングする際に使用するエッチャントでエッチング可能であってそのエッチングレートが高い、ことが好ましい。
尚、本実施形態の変形例において、マスクブランク１０は、位相シフトマスク用のマスクブランクであっても良い。この場合、マスクブランク１０は、例えば、透明基板１２と遮光性膜１３との間に、位相シフト膜を更に備える。位相シフト膜としては、例えば、クロム系（ＣｒＯ、ＣｒＦ等）、モリブデン系（ＭｏＳｉＯＮ、ＭｏＳｉＮ、ＭｏＳｉＯ等）、タングステン系（ＷＳｉＯＮ、ＷＳｉＮ、ＷＳｉＯ等）、シリコン系（ＳｉＮ、ＳｉＯＮ等）の各種公知のハーフトーン膜を用いることができる。位相シフトマスク用のマスクブランク１０は、位相シフト膜を、遮光性膜１３上に備えても良い。
以下、本発明の実施例及び比較例を示す。
（実施例１）
（レジスト膜付き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、窒化クロム膜２２、炭化窒化クロム膜２４、酸化窒化クロム膜（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）。遮光性膜１３は、膜厚方向の略全域に窒素を含むとともに、各層について主に窒素を多く含めることによって、塩素系ガスに対するドライエッチング速度を高めたものとした。遮光性膜１３の膜厚は６８ｎｍとした。
次に、遮光性膜１３上に、回転塗布法により臭素原子を含有するノボラック系樹脂からなる保護膜１８を形成した後、１５０℃で１０分間熱処理して、厚さ１０ｎｍで形成した（図１）。
次に、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３００ｎｍ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マスクブランク１０を得た（図１）。
（実施例１）
（レジスト膜付き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、窒化クロム膜２２、炭化窒化クロム膜２４、酸化窒化クロム膜（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）。遮光性膜１３は、膜厚方向の略全域に窒素を含むとともに、各層について主に窒素を多く含めることによって、塩素系ガスに対するドライエッチング速度を高めたものとした。遮光性膜１３の膜厚は６８ｎｍとした。
次に、遮光性膜１３上に、回転塗布法により臭素原子を含有するノボラック系樹脂からなる保護膜１８を形成した後、１５０℃で１０分間熱処理して、厚さ１０ｎｍで形成した（図１）。
次に、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３００ｎｍ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マスクブランク１０を得た（図１）。
（比較例１）
（レジスト膜付き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、窒化クロム膜２２、炭化窒化クロム膜２４、酸化窒化クロム膜（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）。遮光性膜１３は、膜厚方向の略全域に窒素を含むとともに、各層について主に窒素を多く含めることによって、塩素系ガスに対するドライエッチング速度を高めたものとした。遮光性膜１３の膜厚は６８ｎｍとした。
次に、有機バーク（シプレー社製ＢＡＲＬ）を回転塗布法で１０ｎｍ塗布して、失活抑制膜１８’を形成した（図１）。
次に、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３００ｎｍ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マスクブランク１０を得た（図１）。
（レジスト膜付き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、窒化クロム膜２２、炭化窒化クロム膜２４、酸化窒化クロム膜（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）。遮光性膜１３は、膜厚方向の略全域に窒素を含むとともに、各層について主に窒素を多く含めることによって、塩素系ガスに対するドライエッチング速度を高めたものとした。遮光性膜１３の膜厚は６８ｎｍとした。
次に、有機バーク（シプレー社製ＢＡＲＬ）を回転塗布法で１０ｎｍ塗布して、失活抑制膜１８’を形成した（図１）。
次に、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３００ｎｍ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マスクブランク１０を得た（図１）。
（ＧＩＸＲ分析）
実施例１及び比較例１における化学増幅型レジスト膜２０形成前の基板試料、についてＸ線反射率法（Grazing Incidence X-ray Reflectively technique：GIXR）によって膜密度を求めた。尚、Ｘ線入射測定で使用した入射Ｘ線の波長は、０．１５４１ｎｍ（ＣｕＫα１線）とした。
その結果、比較例１に係る基板試料における失活抑制膜１８’の膜密度は１．３ｇ／ｃｍ3であった。
これに対し、実施例１に係る基板試料については、保護膜１８の膜密度は１．８ｇ／ｃｍ3であった。
実施例１及び比較例１における化学増幅型レジスト膜２０形成前の基板試料、についてＸ線反射率法（Grazing Incidence X-ray Reflectively technique：GIXR）によって膜密度を求めた。尚、Ｘ線入射測定で使用した入射Ｘ線の波長は、０．１５４１ｎｍ（ＣｕＫα１線）とした。
その結果、比較例１に係る基板試料における失活抑制膜１８’の膜密度は１．３ｇ／ｃｍ3であった。
これに対し、実施例１に係る基板試料については、保護膜１８の膜密度は１．８ｇ／ｃｍ3であった。
（レジストパターンの形成）
実施例１及び比較例１に係るマスクブランクについて、化学増幅型レジストパターンの解像性の違いを比較するために、化学増幅型レジストパターンを形成した。具体的には、各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。
その結果、実施例１及び比較例１においては、化学増幅型レジストパターンの裾部分に裾引き状の突起部が形成されていないことが確認された。また、実施例１においては８０ｎｍのライン＆スペースの化学増幅型レジストパターンが解像されていることが確認されが、比較例１においては、１００ｎｍのライン＆スペースの化学増幅型レジストパターンが解像しているにとどまっていた。
実施例１及び比較例１に係るマスクブランクについて、化学増幅型レジストパターンの解像性の違いを比較するために、化学増幅型レジストパターンを形成した。具体的には、各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。
その結果、実施例１及び比較例１においては、化学増幅型レジストパターンの裾部分に裾引き状の突起部が形成されていないことが確認された。また、実施例１においては８０ｎｍのライン＆スペースの化学増幅型レジストパターンが解像されていることが確認されが、比較例１においては、１００ｎｍのライン＆スペースの化学増幅型レジストパターンが解像しているにとどまっていた。
（マスクの作製）
続いて、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、保護膜１８又は失活抑制膜１８’並びに遮光性膜１３をパターニングし、その後、化学増幅型レジスト膜２０並びに保護膜１８又は失活抑制膜１８’を、アルカリ性水溶液に浸すことにより除去した。
その結果、実施例１においては、遮光性膜１３のパターンをＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で調べた結果、８０ｎｍのラインアンドスペースパターンが解像され、パターンエッジラフネスも小さく良好であった。一方、比較例１においては、遮光性膜１３のパターンは、１００ｎｍのラインアンドスペースパターンが解像しているにとどまった。
図２に実施例１、比較例１のマスクパターンの設計寸法に対する実寸法差を調べた結果を示す。実施例１においては、１２０ｎｍから１０００ｎｍの設計寸法に対する実寸法差が１０ｎｍ以下であったのに対して、比較例１では、１２０ｎｍから１０００ｎｍにおける実寸法差が約２５ｎｍと大きかった。この実施例１のマスクは、半導体デザインルール
ＤＲＡＭハーフピッチ６５ｎｍにおけるLinearity１０ｎｍ以下を満足するものであっ
た。
続いて、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、保護膜１８又は失活抑制膜１８’並びに遮光性膜１３をパターニングし、その後、化学増幅型レジスト膜２０並びに保護膜１８又は失活抑制膜１８’を、アルカリ性水溶液に浸すことにより除去した。
その結果、実施例１においては、遮光性膜１３のパターンをＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で調べた結果、８０ｎｍのラインアンドスペースパターンが解像され、パターンエッジラフネスも小さく良好であった。一方、比較例１においては、遮光性膜１３のパターンは、１００ｎｍのラインアンドスペースパターンが解像しているにとどまった。
図２に実施例１、比較例１のマスクパターンの設計寸法に対する実寸法差を調べた結果を示す。実施例１においては、１２０ｎｍから１０００ｎｍの設計寸法に対する実寸法差が１０ｎｍ以下であったのに対して、比較例１では、１２０ｎｍから１０００ｎｍにおける実寸法差が約２５ｎｍと大きかった。この実施例１のマスクは、半導体デザインルール
ＤＲＡＭハーフピッチ６５ｎｍにおけるLinearity１０ｎｍ以下を満足するものであっ
た。
（実施例２）
実施例１における保護膜を、アクリル系樹脂に変えた以外は実施例１と同様にマスクブランク及びマスクを作製した。尚、該保護膜の膜厚は、２５ｎｍとした。上述と同様にＧＩＸＲ分析による保護膜の膜密度を測定したところ、１．４ｇ／ｃｍ3であった。
尚、実施例２においても、８０ｎｍのラインアンドスペースの化学増幅型レジストパターンが解像されていることが確認された。
また、作製したマスクにおいても、遮光性膜パターンからなる８０ｎｍのラインアンドスペースパターンが解像され、１２０ｎｍから１０００ｎｍの設計寸法に対する実寸法差が１０ｎｍ以下であり、半導体デザインルール ＤＲＡＭハーフピッチ６５ｎｍにおけるLinearity１０ｎｍ以下を満足するものであった。
実施例１における保護膜を、アクリル系樹脂に変えた以外は実施例１と同様にマスクブランク及びマスクを作製した。尚、該保護膜の膜厚は、２５ｎｍとした。上述と同様にＧＩＸＲ分析による保護膜の膜密度を測定したところ、１．４ｇ／ｃｍ3であった。
尚、実施例２においても、８０ｎｍのラインアンドスペースの化学増幅型レジストパターンが解像されていることが確認された。
また、作製したマスクにおいても、遮光性膜パターンからなる８０ｎｍのラインアンドスペースパターンが解像され、１２０ｎｍから１０００ｎｍの設計寸法に対する実寸法差が１０ｎｍ以下であり、半導体デザインルール ＤＲＡＭハーフピッチ６５ｎｍにおけるLinearity１０ｎｍ以下を満足するものであった。
（実施例３、４）
上述の実施例２における保護膜の分子量、粘度、ベーク条件を適宜調整することで、膜密度と膜厚の異なるマスクブランク（膜密度が２．３ｇ／ｃｍ3で膜厚が５ｎｍのマスク
ブランク（実施例３）、膜密度が１．５ｇ／ｃｍ3、膜厚が２０ｎｍのマスクブランク（
実施例４）を作製し、さらにこのマスクブランクを使ってマスクを作製した。
その結果、実施例２と同様に、８０ｎｍのラインアンドスペースの化学増幅型レジストパターンが解像されていることが確認された。
また、作製したマスクにおいても、遮光性膜パターンからなる８０ｎｍのラインアンドスペースパターンが解像され、１２０ｎｍから１０００ｎｍの設計寸法に対する実寸法差が１０ｎｍ以下であり、半導体デザインルール ＤＲＡＭハーフピッチ６５ｎｍにおけるLinearity１０ｎｍ以下を満足するものであった。
尚、上述の実施例３において、さらに保護膜の膜密度を高くし、膜厚を２ｎｍとした場合においても実施例２と同様の効果が確認できた。
上述の実施例２における保護膜の分子量、粘度、ベーク条件を適宜調整することで、膜密度と膜厚の異なるマスクブランク（膜密度が２．３ｇ／ｃｍ3で膜厚が５ｎｍのマスク
ブランク（実施例３）、膜密度が１．５ｇ／ｃｍ3、膜厚が２０ｎｍのマスクブランク（
実施例４）を作製し、さらにこのマスクブランクを使ってマスクを作製した。
その結果、実施例２と同様に、８０ｎｍのラインアンドスペースの化学増幅型レジストパターンが解像されていることが確認された。
また、作製したマスクにおいても、遮光性膜パターンからなる８０ｎｍのラインアンドスペースパターンが解像され、１２０ｎｍから１０００ｎｍの設計寸法に対する実寸法差が１０ｎｍ以下であり、半導体デザインルール ＤＲＡＭハーフピッチ６５ｎｍにおけるLinearity１０ｎｍ以下を満足するものであった。
尚、上述の実施例３において、さらに保護膜の膜密度を高くし、膜厚を２ｎｍとした場合においても実施例２と同様の効果が確認できた。
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。
本発明は、半導体デバイスやフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）液晶表示デバイス等の製造において使用されるマスクブランク及びマスクに好適に利用できる。
１０・・マスクブランク、１２・・透明基板、１３・・遮光性膜、１４・・遮光層、１６・・反射防止層、１８・・保護膜、２０・・化学増幅型レジスト膜
Claims (9)
- 半導体デザインルールＤＲＡＭ ｈｐ６５ｎｍ以下の転写用マスクを作製するためのマスクブランクの製造方法であって、
基板上にマスクパターンを形成するための薄膜を成膜する工程と、
前記薄膜とこの薄膜の上方に成膜される化学増幅型のレジスト膜との間に、膜厚が２ｎｍ以上２５ｎｍ以下であって、膜密度が１．４ｇ／ｃｍ3以上である樹脂膜を成膜する工程とを含み、
前記樹脂膜は、前記レジスト膜によるレジストパターンをマスクとして、前記薄膜と共にエッチングされる材料からなることを特徴とするマスクブランクの製造方法。尚、前記膜密度は、Ｘ線反射法（Grazing Incidence X-ray Reflectively technique（ＧＩＸＲ））によって求めた膜密度とする。 - 前記樹脂膜により、前記レジスト膜の化学増幅機能を阻害する物質のレジスト膜の底部からレジスト膜内への移動が阻止されるマスクブランクが得られることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
- 前記樹脂膜は、前記薄膜と共に塩素系ガスを含むエッチングガスでエッチングされる材料からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の製造方法。
- 前記薄膜は金属膜であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一に記載の製造方法。
- 前記薄膜は反応性スパッタリング法により成膜された膜であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一に記載の製造方法。
- 前記樹脂膜の膜厚が５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であり、膜密度が１．６ｇ／ｃｍ3以上であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一に記載の製造方法。
- 前記樹脂膜の膜厚が５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であり、膜密度が１．７ｇ／ｃｍ3以上であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一に記載の製造方法。
- 前記樹脂膜上にレジスト膜を成膜する工程を備えることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一に記載の製造方法。
- 転写マスクの製造方法であって、
請求項１乃至８の何れか一に記載のマスクブランクの製造方法によって製造されたマスクブランクにおける前記薄膜をパターニングして転写パターンを基板上に形成する工程を含むことを特徴とする転写マスクの製造方法。
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