JP6783551B2

JP6783551B2 - マスクブランクスの製造方法

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Publication number: JP6783551B2
Application number: JP2016101664A
Authority: JP
Inventors: 恵二郎山川; 泰広小池; 紀之田中; 祐一古山
Original assignee: Ulvac Coating Corp
Current assignee: Ulvac Coating Corp
Priority date: 2016-05-20
Filing date: 2016-05-20
Publication date: 2020-11-11
Anticipated expiration: 2036-05-20
Also published as: JP2017207713A

Description

本発明はマスクブランクスの製造方法に関し、特にＤＣマグネトロンスパッタリング法によるマスクブランクスの製造方法に用いて好適な技術に関する。

半導体デバイス等の製造技術においては、各種パターンの微細化を図るために、透明基板の上に遮光性の転写パターンを備えたフォトマスクが利用されている。フォトマスクにおける転写パターンは、透明基板に形成された遮光膜の上にレジストマスクを形成し、このレジストマスクを用いて遮光膜をパターニングすることにより得られる。

マスクブランクスは、透明基板の上に、露光光を遮光する遮光膜と、露光光の反射を防止する反射防止膜とを具備する。これら、遮光膜および反射防止膜は、クロムを用いたスパッタリング法により透明基板であるガラス基板に積層される。

再公表ＷＯ２００９／０８４５１６号公報

しかし、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりスパッタをおこなうと、ターゲット表面に絶縁物が付着形成され、これに電荷が蓄積されることで異常放電が生じ、パーティクルが発生し、このパーティクルがマスクブランクスに付着して歩留まりが低下する可能性があるという問題があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、ターゲットにおける電荷の蓄積を抑制し、異常放電によるパーティクル発生を抑制するという目的を達成しようとするものである。

本発明のマスクブランクスの製造方法は、透明基板の上に、露光光を遮光する遮光膜と、露光光の反射を防止する反射防止膜とを具備するマスクブランクスの製造方法であって、
前記遮光膜と前記反射防止膜とを、Ｃｒを含んだ同一のターゲットによってスパッタリング法により成膜する遮光膜成膜工程と反射防止膜成膜工程とを有し、
これらの成膜工程において、
前記遮光膜成膜工程と前記反射防止膜成膜工程とが同一チャンバで連続しておこなわれるとともに、
これらの成膜工程において、
スパッタ粒子が前記透明基板の法線方向に対して斜め方向から入射するように、スパッタカソードが所定角度傾斜されており、
前記スパッタカソードには、ＤＣ電力およびＲＦ電力が印加され、
前記遮光膜成膜工程におけるＤＣ電力が１．０ｋＷ〜１．６ｋＷの範囲に設定され、ＲＦ電力が、５０Ｗ〜１５０Ｗの範囲に設定され、
前記遮光膜成膜工程における前記ＲＦ電力と前記ＤＣ電力との比が、
ＲＦ電力／ＤＣ電力＝０．０３〜０．１
の範囲に設定され、
前記反射防止膜成膜工程におけるＤＣ電力が１．０ｋＷ〜１．６ｋＷの範囲に設定され、ＲＦ電力が、５０Ｗ〜１５０Ｗの範囲に設定され、
前記反射防止膜成膜工程における前記ＲＦ電力と前記ＤＣ電力との比が、
ＲＦ電力／ＤＣ電力＝０．０５〜０．１５
の範囲に設定されていることにより上記課題を解決した。
本発明において、記遮光膜の成膜に先立って、前記ターゲットのクリーニング工程を有することがより好ましい。
また、本発明において、前記遮光膜成膜工程における設定圧力が０．０６０Ｐａ〜０．０７０Ｐａの範囲に設定され、前記反射防止膜成膜工程における設定圧力が０．１０Ｐａ〜０．３０Ｐａの範囲に設定され、
前記遮光膜成膜工程における設定圧力と前記反射防止膜成膜工程における設定圧力との比が、
遮光膜成膜工程設定圧力／反射防止膜成膜工程設定圧力＝０．１７８〜０．４７３
の範囲に設定されている手段を採用することもできる。
また、前記ターゲット表面積と、前記透明基板表面積の比が、０．８７〜１．２５の範囲に設定されていることができる。
また、前記透明基板の法線方向に対して斜め方向から入射するスパッタ粒子の角度が２２°〜３０°の範囲に設定されていることが好ましい。
本発明においては、前記遮光膜成膜工程における雰囲気ガスが、Ａｒ，Ｎ_２，ＮＯを含むものとされ、前記反射防止膜成膜工程における雰囲気ガスが、Ａｒ，ＣＨ_４，ＮＯを含むものとされることができる。
本発明のマスクブランクスの製造方法は、前記透明基板に、位相シフト膜が設けられてなることができる。

本発明のマスクブランクスの製造方法は、透明基板の上に、露光光を遮光する遮光膜と、露光光の反射を防止する反射防止膜とを具備するマスクブランクスの製造方法であって、
前記遮光膜と前記反射防止膜とを、Ｃｒを含んだ同一のターゲットによってスパッタリング法により成膜する遮光膜成膜工程と反射防止膜成膜工程とを有し、
これらの成膜工程において、
前記遮光膜成膜工程と前記反射防止膜成膜工程とが同一チャンバで連続しておこなわれるとともに、
これらの成膜工程において、
スパッタ粒子が前記透明基板の法線方向に対して斜め方向から入射するように、スパッタカソードが所定角度傾斜されており、
前記スパッタカソードには、ＤＣ電力およびＲＦ電力が重畳して印加されることにより、ターゲットのスパッタ面に付着した絶縁物がチャージアップされ、これがイオンや電子により絶縁破壊されることで異常放電が起こりやすくなってしまい、これに起因する膜中に異物が混入すること、表面の粗い膜になること、または、遮光膜あるいは反射防止膜の表面にパーティクルが付着することといった問題の発生を防止することができる。また、連続成膜時において、付着パーティクルが所定の値内に維持する、安定した品質を維持し、優れた欠陥品質の製品を量産することができる。また異常放電の防止、放電の安定化により、面内分布の良好な均一な膜を得ることができる。またプラズマ密度の向上により、緻密な膜を成膜でき、基板との良好な密着性をえることができる。さらには結晶サイズの微細化、表面を平滑にすることができ、微細パターンを形成するマスクブランクスに好適な膜特性を得ることができる。また低欠陥マスクブランクスが製造でき、緻密な膜特性を得ることができることから、従来よりも微細化に対応した微細パターンを転写するマスクブランクスの製造方法に利用することができ、例えばＡｒＦ用マスクブランクスに利用することができる。

本発明において、記遮光膜の成膜に先立って、前記ターゲットのクリーニング工程を有することにより、遮光膜あるいは反射防止膜の表面におけるパーティクルの付着を防止することができる。また連続成膜時において、付着パーティクルが所定の値内に維持して、優れた欠陥品質の製品を量産することができる。また成膜開始時のターゲット表面の状態を安定させることができ、膜特性を所定の範囲内に維持させることができる。

本発明のマスクブランクスの製造方法は、前記遮光膜成膜工程における前記ＤＣ電力と前記ＲＦ電力との比が、の範囲に設定され、
前記反射防止膜成膜工程における前記ＤＣ電力と前記ＲＦ電力との比が、０．０５〜０．１５の範囲に設定されていることにより、ターゲット表面の異常放電を抑制し、さらにＲＦ電力増加に伴うターゲット近傍の着膜量の増加を抑え、ターゲット近傍にある防着板からのパーティクル発生を防止することで、遮光膜あるいは反射防止膜の表面におけるパーティクルの付着を防止することができる。また、連続成膜時において、付着パーティクルが所定内に維持して、優れた欠陥品質の製品を量産することができる。

また、本発明において、前記遮光膜成膜工程と前記反射防止膜成膜工程とにおける設定圧力の比が、０．２〜０．７の範囲に設定されている手段を採用することにより、圧力比がこの範囲に設定することが必要で、このため、パーティクルの発生防止が難しい遮光膜および反射防止膜をパーティクルなしに成膜することができる。また、遮光膜、反射防止膜の面内分布を良好にすることができ、光学濃度では１．９〜３．１の値に制御でき、反射率では１３％〜２１％に制御することができる。

また、前記ターゲット表面積と、前記透明基板表面積の比が、０．８７〜１．２５の範囲に設定されていることにより、１５２ｍｍ角程度の透明基板に対して、均一な膜特性を有する遮光膜および反射防止膜をパーティクルの発生なしに成膜することができる。また、遮光膜、反射防止膜の面内分布を良好にすることができ、光学濃度では１．９〜３．１の値に制御でき、反射率では１３％〜２１％に制御することができる。

また、前記透明基板の法線方向に対して斜め方向から入射するスパッタ粒子の角度が２２°〜３０°の範囲に設定されていることにより、スパッタによりターゲットのスパッタ面から放出されるスパッタ粒子の放出角度をα、透明基板にスパッタ粒子が入射する角度をβ、Ｔ−Ｓ距離をｒ、ｎを正の実数としたとき、スパッタ粒子の輸送中の散乱と反応を無視した場合、一般に、成膜レートは、「（ｃｏｓα）ｎ・ｃｏｓβ／ｒ^２」に比例するという関係があるため、成膜レートを所定の範囲に設定することができる。また、遮光膜、反射防止膜の面内分布を良好にすることができ、光学濃度では１．９〜３．１の値に制御でき、反射率では１３％〜２１％に制御することができる。

本発明においては、前記遮光膜成膜工程における雰囲気ガスが、Ａｒ，Ｎ_２，ＮＯを含むものとされ、前記反射防止膜成膜工程における雰囲気ガスが、Ａｒ，ＣＨ_４，ＮＯを含むものとされることにより、均一な膜特性を有する遮光膜および反射防止膜をパーティクルの発生なしに成膜することができる。また、上記以外でも、遮光膜成膜には、ＣＨ_４、ＮＯ_２、ＣＯ_２なども使用することが可能であり、反射防止膜成膜工程には、Ｎ_２、ＮＯ_２、ＣＯ_２を使用することも可能である。さらに、ガス量制御によって、面内分布を良好にすることができ、光学濃度では１．９〜３．１の値に制御でき、反射率では１３％〜２１％に制御することができる。

本発明のマスクブランクスの製造方法は、前記透明基板に、位相シフト膜が設けられてなることにより、位相シフト膜に遮光膜成膜および反射防止膜を成膜することが可能となる。

本発明によれば、均一な膜特性を有する遮光膜および反射防止膜をパーティクルの発生なしに成膜することができ、連続成膜時において、付着パーティクルが所定内に維持して、優れた欠陥品質の製品を量産することができるという効果を奏することが可能となる。

本発明に係るマスクブランクスの製造方法の第１実施形態における製造装置を示す断面図である。本発明に係るマスクブランクスの製造方法の第１実施形態を示す模式断面図である。本発明に係るマスクブランクスの製造方法の第１実施形態の工程を示すフローチャートである。スパッタ粒子の放出角、入射角及びＴ−Ｓ距離の関係を示す模式図である。本発明に係るマスクブランクスの製造方法の第１実施形態におけるＤＣ電力＋ＲＦ電力での透明基板上のパーティクル分布（ａ）、ＤＣ電力のみでの透明基板上のパーティクル分布（ｂ）を示す模式図である。本発明に係るマスクブランクスの製造方法の第２実施形態を示す模式断面図である。本発明に係るマスクブランクスの製造方法の実施例を示すグラフである。本発明に係るマスクブランクスの製造方法の実施例を示すグラフである。本発明に係るマスクブランクスの製造方法の実施例を示すグラフである。

以下、本発明に係るマスクブランクスの製造方法の第１実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態におけるマスクブランクスの製造方法における製造装置を示す断面図であり、図において、符号１０は、製造装置（スパッタ装置）である。

本実施形態に係るスパッタ装置１０は、図１に示すように、真空チャンバ（チャンバ）１１と、真空チャンバ１１に取り付けられたスパッタカソード１２と、コントローラ１３とを具備する。

真空チャンバ１１は内部に処理室Ｃを画成しており、図示しない真空排気手段を介して処理室Ｃを所定の真空度にまで減圧可能とされている。また、処理室Ｃの内部にアルゴン（Ａｒ）等の成膜ガスなどを導入するためのガス導入配管１９が真空チャンバ１１の周縁から処理室Ｃ内へ取り付けられている。

基板支持台１４は、真空チャンバ１１内の略中央に設置され、内部には静電チャック用電極１４１が適宜設置されている。これにより、透明基板２を基板支持台１４の表面に密着させることができる。また、基板支持台１４の周囲には防着板１７が配設されて、スパッタされたスパッタ粒子の真空チャンバ１１内壁への付着を抑制する。

基板支持台１４は、台座１５の上に設置される。台座１５は、その下面中心部に回転軸１５Ｌが取り付けられており、モータ等の駆動源（図示せず）を介して回転可能に構成されている。これにより、透明基板２をその中心のまわりに自転させる基板回転機構が構成されている。なお、回転軸１５Ｌは、軸受機構（図示せず）や磁性流体シール等のシール機構１５１を介して真空チャンバ１１に取り付けられている。

スパッタカソード１２は、スパッタ粒子が透明基板２の法線方向に対して斜め方向から入射するように、各々所定角度傾斜して真空チャンバ１１の上部に取り付けられている。スパッタカソード１２には、ターゲットＴが処理室Ｃに面して設置されている。また、図示を省略するが、スパッタカソード１２には、ターゲットＴを冷却可能に支持するバッキングプレートや、ターゲットＴの表面に磁場を形成する磁気回路等が設置されている。

ターゲットＴは、クロム（Ｃｒ）で構成される。

真空チャンバ１１内には、成膜のオンオフを選択するためのシャッタ機構１６が、ターゲットＴの対向位置とこれを覆わない位置とを切り替え可能として処理室Ｃの内部に設けられる。

シャッタ機構１６は、遮蔽板１６１と、この遮蔽板１６１を回転させる回動軸１６２とを備えている。遮蔽板１６１は、例えば、スパッタカソードを覆うことができる大きさの傘状の金属板からなり、スパッタカソードの対応部位に予め開口が形成されている。そして、回動軸１６２を駆動させて１６１の回転位置を適宜調整することにより、スパッタターゲットの開口状態を選択できるようにする。シャッタ機構１６は、スパッタカソードを覆う状態と覆わない状態とを切り替えることができれば、この構成に限られるものではない。

ターゲットＴは、真空チャンバ１１外部に設置された電源１８に接続される。電源１８は、ＲＦ電源と可変電源とからなるものとされる。ＲＦ電源は、例えば、周波数１３．５６ＭＨｚ、電力１５０Ｗである。可変電源は、可変直流電源で構成される。可変電源の電力可変範囲は、例えば０．１〜２ｋＷ〜６ｋＷである。

コントローラ１３（制御ユニット）は、典型的にはコンピュータで構成されており、スパッタ装置１０の全体の動作、すなわち上記真空排気手段、ガス流量、静電チャック用電
極１４１、ＲＦ電源と可変電源からなる電源１８等を制御する。コントローラ１３は、真空チャンバ１１外部に設置されている。

コントローラ１３は、所定の成膜ガスを供給してＣｒからなるターゲットＴをスパッタし、透明基板２に遮光膜３を成膜する遮光膜成膜工程の状態と、異なる所定の成膜ガスを供給してＣｒからなるターゲットＴをスパッタし、遮光膜３表面に反射防止膜４を成膜する反射防止膜成膜工程の状態とを順に切り替える。本実施形態において、電源１８の可変電源は、可変直流電源で構成されており、当該可変電源は、上記遮光膜成膜工程の状態と反射防止膜成膜工程の状態とを切り替える切替部を構成する。また、ガス導入配管１９には、Ａｒ、Ｎ_２、ＮＯ、ＣＨ_４などの成膜ガスから選択されたガスを切り替えて供給可能なガス供給手段が接続されている。

本実施形態においては、前記遮光膜成膜工程における前記ＤＣ電力と前記ＲＦ電力との比が、０．０３（５０／１６００）〜０．１（１５０／１６００）の範囲に設定され、前記反射防止膜成膜工程における前記ＤＣ電力と前記ＲＦ電力との比が、０．０５（５０／１０００）〜０．１５（１５０／１０００）の範囲に設定される。

具体的には、電源１８においては、前記遮光膜成膜工程におけるＤＣ電力が１．０ｋＷ〜１．６ｋＷの範囲に設定され、ＲＦ電力が、５０Ｗ〜１５０Ｗの範囲に設定され、前記反射防止膜成膜工程におけるＤＣ電力が１．０ｋＷ〜１．６ｋＷの範囲に設定され、ＲＦ電力が、５０Ｗ〜１５０Ｗの範囲に設定される。

また、本実施形態においては、前記遮光膜成膜工程と前記反射防止膜成膜工程とにおける設定圧力の比が、０．２（０．０６／０．３）〜０．７（０．０７／０．１）の範囲に設定される。

具体的には、電源１８においては、前記遮光膜成膜工程における設定圧力が０．０６０Ｐａ〜０．０７０Ｐａの範囲に設定され、０．０６５Ｐａ〜０．０７０Ｐａの範囲がより好ましい。前記反射防止膜成膜工程における設定圧力が０．１０Ｐａ〜０．３０Ｐａの範囲に設定され、０．１５Ｐａ〜０．２５Ｐａの範囲に設定されることがより好ましい。

また、本実施形態においては、前記ターゲットＴの表面積と、成膜される透明基板２の表面積の比が、０．８７〜１．２５の範囲に設定されている。

具体的には、ターゲットＴはφ１６０ｍｍとされ、透明基板２は１５２ｍｍ角とされている。

また、本実施形態においては、前記透明基板２の法線方向に対して斜め方向から入射するスパッタ粒子の角度が２２°〜３０°の範囲となるように設定されている。

本実施形態においては、前記遮光膜成膜工程における雰囲気ガスが、Ａｒ，Ｎ_２，ＮＯを含むものとされ、前記反射防止膜成膜工程における雰囲気ガスが、Ａｒ，ＣＨ_４，ＮＯを含むものとされる。このとき、遮光膜中のＮ量：２０Ａｔｏｍ％〜３０Ａｔｏｍ％、Ｏ量：５Ａｔｏｍ％〜１５Ａｔｏｍ％となることが好ましく、反射防止膜中のＣ量：５〜１５Ａｔｏｍ％となることが好ましい。
また、具体的には、これらの流量が、
遮光膜成膜工程
Ａｒ：１１〜１４ｓｃｃｍ
Ｎ_２：７〜９ｓｃｃｍ
ＮＯ：０．２〜０．３ｓｃｃｍ
反射防止膜成膜工程
Ａｒ：２０〜５０ｓｃｃｍ（３０〜４８ｓｃｃｍがより好ましい。）
ＣＨ_４：１．５〜３ｓｃｃｍ
ＮＯ：１５〜２０ｓｃｃｍ（１８〜２０ｓｃｃｍがより好ましい。）
とされている。

スパッタ装置１０は、例えば図２に模式的に示すマスクブランクス１を製造する。次に、マスクブランクス１の構成について説明する。

図２は、本実施形態におけるマスクブランクスの製造方法において製造されるマスクブランクス１を示す模式断面図である。
マスクブランクス１は、図２に示すように、透明基板２の上に、露光光を遮光する遮光膜３と、露光光の反射を防止する反射防止膜４とを具備する。

透明基板２は、例えば、石英からなるものとされるが、ガラス等、とすることができる。

遮光膜３としては、例えば、クロムおよびその酸化物、窒化物、炭化物、酸窒化物を用いることができる。

反射防止膜４としては、例えばクロム、モリブデン、タングステン、タンタル、チタン、バナジウム、ジルコニウムからなる群から選択されるいずれか一種の酸化物、窒化物、炭化物、酸窒化物を用いることができる。本実施形態においては、クロムを選択することが好ましい。

マスクブランクス１の最上層には、化学増幅フォトレジストを用いて形成されるマスク層が備えられることができる。また、マスク層と反射防止膜４との間には、化学増幅フォトレジストを用いて形成されて、マスク層の解像性の低下を抑制するための抑制層が備えられていることができる。

次に、スパッタ装置１０を用いたマスクブランクス１の製造方法について説明する。

図３は、本実施形態におけるマスクブランクスの製造方法における工程を示すフローチャートである。
本実施形態にかかるマスクブランクス１の製造方法は、図３に示すように、以下の工程を有する。すなわち、クリーニング工程Ｓ０１、準備工程Ｓ０２、ガス設定工程Ｓ０３、プラズマ準備工程Ｓ０４、シャッタ開工程Ｓ０５、遮光膜成膜工程Ｓ０６、シャッタ閉工程Ｓ０７、ガス設定工程Ｓ０８、プラズマ準備工程Ｓ０９、シャッタ開工程Ｓ１０、反射防止膜成膜工程Ｓ１１、シャッタ閉工程Ｓ１２、後工程Ｓ１３、の各工程である。

図３に示すクリーニング工程Ｓ０１においては、スパッタ装置１０内にターゲットTをセットする。その後、処理室Ｃ内を所定の真空度に減圧する。
クリーニング工程Ｓ０１においては、シャッタ機構１６はターゲットを覆った状態で、ガス導入配管１９を介してガス供給手段からＡｒガスを供給して処理室Ｃを０．０７Ｐａ程度（０．０１〜０．１Ｐａ）にするとともに、電源１８から１．０ｋＷ〜２．０ｋＷのＤＣ電力、５０Ｗ〜１５０ＷのＲＦ電力を供給して、ターゲットＴのクリーニングをおこなう。この場合、電源１８では可変電源からＤＣ電力＋ＲＦ電力が印加される。

次いで、図３に示す準備工程Ｓ０２においては、基板支持台１４上に、被成膜対象である透明基板２を載置する。この際、透明基板２は洗浄等の前処理を経たものとされる。この状態で、再度クリーニングをおこなうこともできる。

ここで、ターゲットＴ表面の大きさがφ１６０ｍｍとされ、透明基板２における表面の大きさは、１５２ｍｍ角程度とされ、これらの比が、０．８７〜１．２５の範囲に設定される。

次いで、図３に示すガス設定工程Ｓ０３においては、電源１８からの電力供給をおこなわないとともに、コントローラ１３によって、ガス導入配管１９を介してガス供給手段から遮光膜成膜工程の状態となるように、成膜ガスを供給する。具体的には、Ａｒ，Ｎ_２，ＮＯを含むものとされ、その流量は、Ａｒ：１１〜１４ｓｃｃｍ、Ｎ_２：７〜９ｓｃｃｍ、ＮＯ：０．２〜０．３ｓｃｃｍとされ、処理室における設定圧力が０．０６Ｐａ〜０．０７Ｐａの範囲となるように設定される。

次いで、図３に示すプラズマ準備工程Ｓ０４においては、ガス設定工程Ｓ０３で供給したガス状態を維持しつつ、コントローラ１３によって、電源１８からＤＣ電力が１．０ｋＷ〜１．６ｋＷの範囲に設定され、ＲＦ電力が、５０Ｗ〜１５０Ｗの範囲に設定される。

次いで、図３に示すシャッタ開工程Ｓ０５においては、シャッタ機構１６によりターゲットＴが開放された状態とされる。

次いで、図３に示す遮光膜成膜工程Ｓ０６においては、基板支持台１４を所定の回転速度で回転させながらターゲットＴをスパッタすることで、透明基板２上に膜厚均一性が高くパーティクルのない遮光膜３を成膜することができる。このときのターゲットＴの供給電力は、ＤＣ電力が１．０ｋＷ〜１．６ｋＷの範囲に設定され、ＲＦ電力が、５０Ｗ〜１５０Ｗの範囲に設定される。

次いで、図３に示すシャッタ閉工程Ｓ０７においては、シャッタ機構１６によりターゲットＴが閉塞された状態とされる。

次いで、図３に示すガス設定工程Ｓ０８においては、電源１８からの電力供給を維持した状態を維持したまま、コントローラ１３によって、ガス導入配管１９を介してガス供給手段から反射防止膜成膜工程の状態となるように、成膜ガスを供給する。具体的には、Ａｒ，ＣＨ_４，ＮＯを含むものとされ、その流量は、Ａｒ：２０〜５０ｓｃｃｍ、ＣＨ_４：１．５〜３ｓｃｃｍ、ＮＯ：１５〜２０ｓｃｃｍとされ、処理室における設定圧力が０．１Ｐａ〜０．３Ｐａの範囲となるように設定される。

次いで、図３に示すプラズマ準備工程Ｓ０９においては、ガス設定工程Ｓ０３で供給したガス状態を維持しつつ、コントローラ１３によって、電源１８からＤＣ電力が１．０ｋＷ〜１．６ｋＷの範囲に設定され、ＲＦ電力が、５０Ｗ〜１５０Ｗの範囲に設定される。

次いで、図３に示すシャッタ開工程Ｓ１０においては、シャッタ機構１６によりターゲットＴが開放された状態とされる。

次いで、図３に示す反射防止膜成膜工程Ｓ１１においては、基板支持台１４を所定の回転速度で回転させながらターゲットＴをスパッタすることで、透明基板２上に膜厚均一性が高くパーティクルのない反射防止膜４を成膜することができる。このときのターゲットＴの供給電力は、ＤＣ電力が１．０ｋＷ〜１．６ｋＷの範囲に設定され、ＲＦ電力が、５０Ｗ〜１５０Ｗの範囲に設定される。遮光膜３と反射防止膜４とは、電力供給を維持したまま連続して成膜する。

次いで、図３に示すシャッタ閉工程Ｓ１２においては、シャッタ機構１６によりターゲットＴが閉塞された状態とされる。

次いで、図３に示す後工程Ｓ１３においては、電源１８からの電力供給を停止し、処理室Ｃから処理後の透明基板２を搬出し、レジスト形成、エッチングなどの所定の処理をおこなうことになる。

図４は、スパッタ粒子の放出角、入射角及びＴ−Ｓ距離の関係を示す模式図、図５は、ＤＣ電力＋ＲＦ電力での透明基板上のパーティクル分布（ａ）、ＤＣ電力のみでの透明基板上のパーティクル分布（ｂ）を示す模式図である。

ここで、図４に示すように、スパッタによりターゲット１０のスパッタ面１０ａから放出されるスパッタ粒子の放出角度をα、透明基板２にスパッタ粒子が入射する角度をβ、Ｔ−Ｓ距離をｒ、ｎを正の実数とする。スパッタ粒子の輸送中の散乱と反応を無視した場合、一般に、成膜レートは、「（ｃｏｓα）ｎ・ｃｏｓβ／ｒ２」に比例するという関係がある。成膜レートを早めるためには、放出角度αと入射角度βをより小さく、Ｔ−Ｓ距離を小さくすることが必要である。また、膜特性という観点で良質な膜を得るためには、Ｔ−Ｓ距離を最適な距離にして成膜する必要がある。具体的には、透明基板２の法線方向に対して斜め方向から入射するスパッタ粒子の角度βが２２°〜３０°の範囲に設定され、放出角度αが１０．５°〜２６．３°の範囲に設定されている。

本実施形態における遮光膜成膜工程Ｓ０６、および、反射防止膜成膜工程Ｓ１１においては、同一の成膜室Ｃで連続して成膜処理をおこなうとともに、電源１８においてＤＣ電力とＲＦ電力を重畳して印加しそれぞれの成膜処理をおこない、同時に、放出角度αと入射角度βを上記のように設定することにより、図５（ａ）に示すように、Ｔ−Ｓ距離を最適な状態としたままで、１５２ｍｍ角程度の大型の透明基板２に対して、均一な膜特性を有する遮光膜３および反射防止膜４をパーティクルの発生なしに成膜することができる。

なお、電源１８においてＤＣ電力のみとして印加して成膜処理をおこなった場合には、図５（ａ）に示すように、透明基板２の周縁部２ａにおいて、パーティクルの発生が著しくなる。

以下、本発明に係るマスクブランクスの製造方法の第２実施形態を、図面に基づいて説明する。
図６は、本実施形態におけるマスクブランクスの製造方法において製造されるマスクブランクス１を示す模式断面図であり、本実施形態において、上述した第１実施形態と異なるのは、位相シフト膜５に関する点であり、これ以外の上述した第１実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施形態におけるマスクブランクス１は、例えばハーフトーン型の位相シフトマスクブランクスとされ、図６に示すように、透明基板２の上に、所定の光学特性が得られる厚み（例えば、５０ｎｍ〜２００ｎｍ）で形成される位相シフト膜５と、露光光を遮光する遮光膜３と、露光光の反射を防止する反射防止膜４とを具備する。

位相シフト膜５は、金属を主たる構成成分として含む膜であり、金属の酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、炭化窒化物及び酸化炭化窒化物から選択される１つで構成することができ、また、これらの中から選択される２種以上を積層して構成することもできる。位相シフト膜５は、１９３ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長領域の何れかの光（例えば、波長３６５ｎｍのｉ線）に対して１８０°の位相差をもたせることが可能な厚さ（例えば、５０〜１７０ｎｍ）で形成される。

次に、スパッタ装置１０を用いたマスクブランクス１の製造方法について説明する。
本実施形態にかかるマスクブランクス１の製造方法は、シフト膜成膜工程を有することができる。

次いで、シフト膜成膜工程においては、まず、図３に示すガス設定工程Ｓ０３と同様に、電源１８からの電力供給をおこなわないとともに、コントローラ１３によって、ガス導入配管１９を介してガス供給手段からシフト膜成膜工程の状態となるように、位相シフト膜５を成膜する成膜ガスを供給する。

さらに、図３に示すプラズマ準備工程Ｓ０４と同様に、上記のガス設定工程で供給したガス状態を維持しつつ、コントローラ１３によって、電源１８から電力を供給する。

次いで、図３に示すシャッタ開工程Ｓ０５と同様に、シャッタ機構１６によりターゲットＴが開放された状態とされる。

次いで、図３に示す遮光膜成膜工程Ｓ０６と同様に、基板支持台１４を所定の回転速度で回転させながらターゲットＴをスパッタすることで、透明基板２上に膜厚均一性が高くパーティクルのない位相シフト膜５を成膜する。

次いで、図３に示すシャッタ閉工程Ｓ０７と同様に、シャッタ機構１６によりターゲットＴが閉塞された状態とし、シフト膜成膜工程を終了する。
この後、必要であれば、エッチングストッパ層を成膜する。

本実施形態のマスクブランクスの製造方法によれば、位相シフトマスクブランクスにおいても、均一な膜特性を有する遮光膜３および反射防止膜４をパーティクルの発生なしに成膜することができる。

以下、本発明にかかる実施例を説明する。

本発明における実施例として、図１に示す装置を用いて、図２に示すマスクブランクスを製造した。ＲＦ電源はマッチングボックスを介して、カソード電極と接続し、ＤＣ電源はローパスフィルターを介してカソード電極と接続し、成膜をおこなった。
ここでは、１５２ｍｍ角の透明基板２に対して、φ１６０ｍｍのターゲットを用い、スパッタ粒子の角度βを２２°とした。
また、測定波長２４８ｎｍ／１９３ｎｍにて、光学濃度２．０±０．１、表面反射率，測定波長２４８ｎｍにて、１３〜１７％狙いで成膜を実施した。
また、クリーニング工程、遮光膜成膜工程、反射防止膜成膜工程における条件を表１に示す。

これらの成膜後に、欠陥検査機：Ｍ６６４０（レーザーテック株式会社製）によって膜上のパーティクルをカウントした。その結果をパーティクルの大きさごとに表２に示す。
ここで、ＤＣ成膜としたものは、反射率１５．５６％（２４８ｎｍ）、光学濃度は２．００（２４８ｎｍ）であった。
ＤＣ＋ＲＦ成膜１としたものは、反射率１５．８５％（２４８ｎｍ）、光学濃度は１．９８（２４８ｎｍ）であった。
ＤＣ＋ＲＦ成膜２としたものは、反射率１５．２４％（２４８ｎｍ）、光学濃度は２．００（１９３ｎｍ）であった。
また、成膜枚数ごとの膜上における欠陥個数を図７に示す。

これらの結果から、本発明は従来より欠陥を低減したマスクブランクスを提供でき、特に０．３μｍ以上の大きさの欠陥の増加を防止できることがわかる。

また、図７に示す結果から、ＲＦパワ−１７５Ｗの場合、成膜枚数２１枚目よりパーティクルの増大がみられた。また、ＲＦパワ−１５０Ｗの場合、成膜枚数５４枚目までパーティクルの増大はなかった。したがって、ＲＦパワー１５０Ｗ以下にて、連続成膜時において、安定した品質を維持し、量産に適応することができることがわかる。

さらに、成膜後の特性面内分布を測定した。それぞれの成膜条件を表３〜表５に示す。

・実験例１
遮光膜成膜工程における雰囲気ガスをＡｒ：１１．２ｓｃｃｍ／Ｎ２：８．２ｓｃｃｍ／ＮＯ：０．２ｓｃｃｍに設定、
反射防止膜成膜工程における雰囲気ガスをＡｒ：４３ｓｃｃｍ／Ａｒ＋ＣＨ_４（３０％）：５ｓｃｃｍ／ＮＯ：２０ｓｃｃｍに設定し、実験例１の膜を得た。このときの圧力は、遮光膜０．０６６Ｐａと反射防止膜０．２４Ｐａであった。
実験例１：反射率１５．６２％（２４８ｎｍ）の膜を得た。このときの面内分布は良好であった。また光学濃度は２．０１（１９３ｎｍ）を得た。４７５ｎｍの面内レンジ０．０１であった。

・実験例２
遮光膜成膜工程における雰囲気ガスをＡｒ：１１．２ｓｃｃｍ／Ｎ２：８．２ｓｃｃｍ／ＮＯ：０．２ｓｃｃｍに設定、
反射防止膜成膜工程における雰囲気ガスをＡｒ：３６ｓｃｃｍ／Ａｒ＋ＣＨ_４（３０％）：５ｓｃｃｍ／ＮＯ：２０ｓｃｃｍに設定し、実験例２の膜を得た。このときの圧力は、遮光膜０．０６６Ｐａと反射防止膜０．２１Ｐａであった。
実験例２：反射率１５．４３％（２４８ｎｍ）の膜を得た。このときの面内分布は良好であった。面内レンジは、実験例１と比較し、０．９６倍であった。また光学濃度は２．０１（２４８ｎｍ）を得た。４７５ｎｍにおける面内レンジ０．０２であった。
またオージェ電子分光にて、膜中の含有量を調べた。遮光膜中のＮ量：２０〜３０ａｔｏｍ％、Ｏ量５〜１５ａｔｏｍ％の範囲にあった。反射防止膜中のＣ量が５〜１５ａｔｏｍ％の範囲にあった。

・実験例３
遮光膜成膜工程における雰囲気ガスをＡｒ：１１．２ｓｃｃｍ／Ｎ２：８．２ｓｃｃｍ／ＮＯ：０．２ｓｃｃｍに設定、
反射防止膜成膜工程における雰囲気ガスをＡｒ：７５ｓｃｃｍ／ＮＯ：１９ｓｃｃｍに設定し、実験例３の膜を得た。このときの圧力は、遮光膜０．０６６Ｐａと反射防止膜０．３７Ｐａであった。
実験例３：反射率１６．０８％（２４８ｎｍ）の膜を得た。このときの面内分布は、面内レンジにて、実験例１と比較し、１．２２倍と大きくなった。また光学濃度は２．００（２４８ｎｍ）を得た。４７５ｎｍにおける面内レンジ０．０１であった。
またオージェ電子分光にて、膜中の含有量を調べた。遮光膜中のＮ量：２０〜３０ａｔｏｍ％、Ｏ量５〜１５ａｔｏｍ％の範囲にあった。反射防止膜中のＣ量が５ａｔｏｍ％以下であった。

・実験例４
遮光膜成膜工程における雰囲気ガスをＡｒ：８．３ｓｃｃｍ／Ｎ２：８．２ｓｃｃｍ／Ａｒ＋ＣＨ_４（３０％）：４．１ｓｃｃｍ／ＮＯ：０．２ｓｃｃｍに設定、
反射防止膜成膜工程における雰囲気ガスをＡｒ：３２ｓｃｃｍ／Ａｒ＋ＣＨ_４（３０％）：１０／ＮＯ：２０ｓｃｃｍに設定し、実験例４の膜を得た。このときの圧力は、遮光膜０．０７Ｐａと反射防止膜０．２Ｐａであった。
実験例４：反射率１５．６４％（２４８ｎｍ）の膜を得た。このときの面内分布は良好であった。面内レンジは、実験例１と比較し、０．９４倍であった。また光学濃度は１．９９（２４８ｎｍ）を得た。４７５ｎｍにおける面内Ｒａｎｇｅ０．０１であった。
またオージェ電子分光にて、膜中の含有量を調べた。遮光膜中のＮ量：２０〜３０ａｔｏｍ％、Ｏ量５〜１５ａｔｏｍ％の範囲にあった。反射防止膜中のＣ量が５〜１５ａｔｏｍｉｃ％の範囲にあった。

・実験例５
遮光膜成膜工程における雰囲気ガスをＡｒ：１１．２ｓｃｃｍ／Ｎ２：８．２ｓｃｃｍ／ＮＯ：０．２ｓｃｃｍに設定、
反射防止膜成膜工程における雰囲気ガスをＡｒ：３６ｓｃｃｍ／Ａｒ＋ＣＨ_４（３０％）：５ｓｃｃｍ／ＮＯ：２０ｓｃｃｍに設定し、実験例３と同様の膜を得た。このときの圧力は、遮光膜０．０６６Ｐａと反射防止膜０．２１Ｐａであった。
実験例５：反射率１５．４２％（２４８ｎｍ）の膜を得た。このときの面内分布は良好であった。面内レンジは、実験例１と比較し、０．９１倍であった。また光学濃度は３．００（２４８ｎｍ）を得た。４７５ｎｍにおける面内レンジ０．０２であった。

・実験例６
遮光膜成膜工程における雰囲気ガスをＡｒ：１１．２ｓｃｃｍ／Ｎ２：８．２ｓｃｃｍ／ＮＯ：０．２ｓｃｃｍに設定、
反射防止膜成膜工程における雰囲気ガスをＡｒ：２８ｓｃｃｍ／Ａｒ＋ＣＨ_４（３０％）：５ｓｃｃｍ／ＮＯ：２０ｓｃｃｍに設定し、実験例４と同様の膜を得た。このときの圧力は、遮光膜０．０６６Ｐａと反射防止膜０．１７Ｐａであった。
実験例６：反射率１９．４０％（２４８ｎｍ）の膜を得た。このときの面内分布は良好であった。面内レンジは、実験例１と比較し、０．９２倍であった。また光学濃度は３．０１（２４８ｎｍ）を得た。４７５ｎｍにおける面内レンジ０．０２であった。

・実験例７
遮光膜成膜工程における雰囲気ガスをＡｒ：８．３ｓｃｃｍ／Ｎ２：８．２ｓｃｃｍ／Ａｒ＋ＣＨ_４（３０％）：４．１ｓｃｃｍ／ＮＯ：０．２ｓｃｃｍに設定、
反射防止膜成膜工程における雰囲気ガスをＡｒ：２４ｓｃｃｍ／Ａｒ＋ＣＨ_４（３０％）：１０／ＮＯ：２０ｓｃｃｍに設定し、実験例７の膜を得た。このときの圧力は、遮光膜０．０６６Ｐａと反射防止膜０．１５Ｐａであった。
実験例７：反射率１８．８４％（２４８ｎｍ）の膜を得た。このときの面内分布は良好であった。面内レンジは、実験例１と比較し、０．９７倍であった。また光学濃度は３．０１（２４８ｎｍ）を得た。４７５ｎｍにおける面内レンジ０．０２であった。

これらの実験例において、特性安定性として、７０枚目まで抜き取りで特性推移を確認した。光学濃度（１９３ｎｍ）と表面反射率（２４８ｎｍ）の成膜枚数による変化を確認した。ここで、分光光度計：Ｕ４０００（日立ハイテク製）にて反射率測定をおこなうとともに、分光光度計：Ｕ３３１０（日立ハイテク製）にて光学濃度測定をおこなった。その結果を図８，図９に示す。

これらの結果から、成膜時間の調整により、ＯＤレンジが０．０２と良好であることがわかった。

本発明の活用例として、従来より欠陥を低減し、欠陥サイズを微細化したマスクブランクスを提供できることから、より微細化したパターンを形成する際の欠陥を防止でき、従来より、微細化に対応した微細パターンを転写するマスクブランクスの製造方法に利用できる。例えばＡｒＦ用マスクブランクスがある。

１…マスクブランクス
２…透明基板
３…遮光膜
４…反射防止膜
１０…スパッタ装置
１１…真空チャンパ
１２…スパッタカソード
１３…コントローラ
１４…基板支持台
１６…シャッタ機構
１８…電源
Ｔ…ターゲット

Claims

透明基板の上に、露光光を遮光する遮光膜と、露光光の反射を防止する反射防止膜とを具備するマスクブランクスの製造方法であって、
前記遮光膜と前記反射防止膜とを、Ｃｒを含んだ同一のターゲットによってスパッタリング法により成膜する遮光膜成膜工程と反射防止膜成膜工程とを有し、
これらの成膜工程において、
前記遮光膜成膜工程と前記反射防止膜成膜工程とが同一チャンバで連続しておこなわれるとともに、
これらの成膜工程において、
スパッタ粒子が前記透明基板の法線方向に対して斜め方向から入射するように、スパッタカソードが所定角度傾斜されており、
前記スパッタカソードには、ＤＣ電力およびＲＦ電力が印加され、
前記遮光膜成膜工程におけるＤＣ電力が１．０ｋＷ〜１．６ｋＷの範囲に設定され、ＲＦ電力が、５０Ｗ〜１５０Ｗの範囲に設定され、
前記遮光膜成膜工程における前記ＲＦ電力と前記ＤＣ電力との比が、
ＲＦ電力／ＤＣ電力＝０．０３〜０．１
の範囲に設定され、
前記反射防止膜成膜工程におけるＤＣ電力が１．０ｋＷ〜１．６ｋＷの範囲に設定され、ＲＦ電力が、５０Ｗ〜１５０Ｗの範囲に設定され、
前記反射防止膜成膜工程における前記ＲＦ電力と前記ＤＣ電力との比が、
ＲＦ電力／ＤＣ電力＝０．０５〜０．１５
の範囲に設定されていることを特徴とするマスクブランクスの製造方法。
前記遮光膜の成膜に先立って、前記ターゲットのクリーニング工程を有することを特徴とする請求項１記載のマスクブランクスの製造方法。
前記遮光膜成膜工程における設定圧力が０．０６０Ｐａ〜０．０７０Ｐａの範囲に設定され、前記反射防止膜成膜工程における設定圧力が０．１０Ｐａ〜０．３０Ｐａの範囲に設定され、
前記遮光膜成膜工程における設定圧力と前記反射防止膜成膜工程における設定圧力との比が、
遮光膜成膜工程設定圧力／反射防止膜成膜工程設定圧力＝０．１７８〜０．４７３
の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１または２記載のマスクブランクスの製造方法。
前記ターゲット表面積と、前記透明基板表面積の比が、０．８７〜１．２５の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか記載のマスクブランクスの製造方法。
前記透明基板の法線方向に対して斜め方向から入射するスパッタ粒子の角度が２２°〜３０°の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか記載のマスクブランクスの製造方法。
前記遮光膜成膜工程における雰囲気ガスが、Ａｒ，Ｎ_２，ＮＯを含むものとされ、前記反射防止膜成膜工程における雰囲気ガスが、Ａｒ，ＣＨ_４，ＮＯを含むものとされることを特徴とする請求項１から５のいずれか記載のマスクブランクスの製造方法。
前記透明基板には、位相シフト膜が設けられてなることを特徴とする請求項１から６のいずれか記載のマスクブランクスの製造方法。