(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光光に対して透明な基板上に少なくとも１種の機能性透明膜を含む積層体が形成されているフォトマスクブランクであって、
前記積層体は、前記機能性透明膜の成膜工程、前記機能性透明膜の成膜後に１回の照射時間が１秒以下の閃光照射処理を少なくとも１回施す工程、前記機能性透明膜とは異なる機能性膜を積層して前記積層体を形成する工程、の何れかの工程後に２６０℃〜３２０℃の温度範囲内で４時間以上の加熱処理が少なくとも１回施されている、
ことを特徴とするフォトマスクブランク。
【請求項２】
前記フォトマスクブランクは、フォトマスク製造工程終了後の前記機能性透明膜の反り変化量が±０．０５μｍ以内である、請求項１に記載のフォトマスクブランク。
【請求項３】
前記反り変化量は、前記フォトマスクブランクの主面中央を中心とする一辺が１３２ｍｍの矩形領域内での測定値である、請求項２に記載のフォトマスクブランク。
【請求項４】
前記機能性透明膜はハーフトーン位相シフト膜を含む、請求項１乃至３の何れか１項に記載のフォトマスクブランク。
【請求項５】
露光光に対して透明な基板上に少なくとも１種の機能性透明膜を含む積層体が形成されているフォトマスクブランクの製造方法であって、
前記基板上に少なくとも１種の機能性透明膜を成膜する工程と、
該機能性透明膜の前記基板上での反り量の絶対値が０．１μｍ以上となる場合に１回の照射時間が１秒以下の閃光照射処理を施す工程と、
前記機能性透明膜とは異なる機能性膜を積層して前記積層体を形成する工程と、を備え、更に、
前記３つの何れかの工程の後に２６０℃〜３２０℃の温度範囲内で４時間以上の加熱処理を少なくとも１回施す工程を備えている、
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６】
前記加熱処理および前記閃光照射処理は、前記加熱処理を施す工程および前記閃光照射処理を施す工程の実施後の前記機能性透明膜の前記基板上での反り量が±０．０５μｍ以内となる条件下で実施される、請求項５に記載のフォトマスクブランクの製造方法。
【請求項７】
前記機能性透明膜を含む積層体の前記基板上での反り量は、前記フォトマスクブランクの主面中央を中心とする一辺が１３２ｍｍの矩形領域内での測定値である、請求項５または６の何れか１項に記載のフォトマスクブランクの製造方法。
【請求項８】
前記機能性透明膜はハーフトーン位相シフト膜を含む、請求項５乃至７の何れか１項に記載のフォトマスクブランクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフォトマスクブランクに関し、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、及び磁気ヘッド等の微細加工に用いられるフォトマスクを製造するためのフォトマスクブランクに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体加工技術の分野においては、大規模集積回路の高集積化に伴い、回路パターンの更なる微細化が求められてきており、回路を構成する配線パターンの細線化技術や、セルを構成する層間の配線のためのコンタクトホールパターンの微細化技術への要求もますます厳しくなってきている。その結果、これら配線パターンやコンタクトホールパターンを形成するための光リソグラフィ用フォトマスクの製造においても、より微細かつ正確な回路パターンの書込技術が求められている。
【０００３】
フォトマスクに描画されたパターンをレジスト膜上に照射する際にフォトマスクの形状変化が起こると、パターンの照射位置の精度が低下し不良品となることが知られている。この問題を解決するためには、フォトマスクの基板形状の制御が必要なことが明らかにされている（特許文献１：特開２００３−５０４５８号公報）。特許文献１には、フォトマスクを作製するための基板として特定の表面形状をもったものを使用することにより、フォトマスクを露光機のマスクステージ上に吸着固定した時の表面形状変化を抑制できることが報告されている。
【０００４】
従来より、フォトマスク用透明基板やフォトマスクブランクの平坦性は重要視されてきており、フォトマスク用透明基板上に遮光膜や位相シフト膜等の光学膜を成膜する際、基板の形状が変化してしまわないよう、光学膜のもつ応力を制御し、「そり」つまり基板表面の形状変化を抑制する技術についても多数の報告がある（例えば、特許文献２：特開２００４−１９９０３５号公報）。
【０００５】
また、更なるパターン細線化に対応するため、液浸露光やダブルパターニングあるいはこれらを組み合わせた技術も実用化されてきている。ここで、液浸露光とは、半導体露光装置のレンズと露光対象基板（例えばシリコンウエハ）との間を、空気（屈折率１．００）よりも屈折率の高い液体（例えば屈折率が１．４４の純水）で満たしてパターニングの精度を高める手法である。ダブルパターニングとは、１つの回路パターンを密集度の低い２つの回路パターンに分割して露光を行なう方法で、上記２つのパターンは順次基板に転写されることになる。つまり、一方の回路パターンを転写した後に、その回路パターンのライン間に他方の回路パターンを転写することにより、より高い解像度が実現されることになる。
【０００６】
例えば、ｈｐ３２対応のダブルパターニング用のフォトマスクには、基板上に塗布されたレジストを露光する際の重ね合わせ精度として、概ね３〜４ｎｍが求められる。このような高い重ね合わせ精度の要求に加え、露光光も波長１９３ｎｍと短波長であり焦点深度（ＤＯＦ）は浅くなるため、高精度パターニングのためのフォトマスクには高い平坦度が求められることになる。
【０００７】
焦点深度を浅くすることなく解像度を高める方法のひとつに位相シフト法がある。位相シフト法では、位相シフト部を通過した光と透光部を通過した光との位相差が概ね１８０°異なるようにパターン形成されたフォトマスク（位相シフトマスク）が用いられる。位相シフト部を通過した光と透光部を通過した光は相互に干渉して位相がずれた透過光となり、この透過光の位相情報を利用して解像性能を向上させる技術である。なお、位相シフトマスクにはレベンソン型やハーフトーン型などがあるが、比較的構造が簡単なハーフトーン位相シフトマスクが広く用いられている。
【０００８】
ハーフトーン位相シフトマスクとしては、モリブテンシリサイド酸化膜（ＭｏＳｉＯ）、モリブテンシリサイド酸化窒化物（ＭｏＳｉＯＮ）、モリブデンシリサイド窒化物（ＭｏＳｉＮ）からなる位相シフト膜を有するものが用いられている（特許文献３：特開平０７−１４０６３５号公報）。
【０００９】
このような位相シフトマスクは、位相シフトマスクブランクの主面上に電子線描画法やフォトリソグラフィ法によりパターン形成されたものである。具体的には、位相シフトマスクブランクの位相シフト膜上にレジストを塗布し、電子線又は紫外線により所望の部分を感光させた後に現像してレジストパターンを得ることで当該所望部分の位相シフト膜を露出させる。そして、レジストパターンをマスクとして位相シフト膜の露出部をエッチングにより除去して基板面を露出させた後にレジストパターンを剥離して、位相シフトマスクが得られる。
【００１０】
一般的に、フォトマスクブランクでは、位相シフト膜等の機能性透明膜はスパッタリング法により形成されるが、フォトマスクブランクの作製用として露光装置に載置した際に高い平坦性を示す透明基板を用いたとしても、その成膜プロセスの過程で膜中に応力が生じ、基板そのものが歪み、フォトマスクブランクに反りが発生する。そして、フォトマスク製造工程中に、位相シフト膜等の内に蓄積された応力が解放されると、この応力解放によって基板の反りの状態は、選択した透明基板の当初の状態から変化してしまう。
【００１１】
このような基板の反り量変化がフォトマスクの製造工程中に生じると、結果として、露光時のフォトマスクの平坦性が損なわれることになり、パターン露光における実効上のＤＯＦが低下して解像度不良を引き起こす原因となる。
【００１２】
もっとも、位相シフト膜等の機能性透明膜内の応力が他の機能性膜と同程度となるような条件で膜形成すればこのような問題が生じることはないが、機能性透明膜が備えるべき諸特性を満たす成膜条件が、同時に、低応力の膜を形成する条件でもあるという条件を見出すことは極めて難しく、事実上不可能である。このため、機能性透明膜の諸特性を満足させるための条件で成膜した後に、改めて膜の低応力化を図るための工程を設けることが必要となる。
【００１３】
このような膜内応力を低減するための手法として、外部からのエネルギ付与が知られている。具体的なエネルギ付与の手段として、ホットプレート、ヒータ、ハロゲンランプ、赤外ランプ等があり得るが、これらの手段では、機能性透明膜に蓄積された応力が大きい場合、これを十分に解放するためには極めて大きな熱エネルギを与える必要がある。しかし、付与する熱エネルギが大きすぎると機能性透明膜の特性自体が変化して本来の機能を果たさなくなる。
【００１４】
このような不都合は、レーザーアニールにより瞬時に熱エネルギを付与すれば回避できるが、レーザ光は単波長の光であるため、その効果は、機能性透明膜がもつレーザ光波長に対する光吸収率に依存するという問題がある。（特許文献４：特開２００２−２２９１８３号公報）。
【００１５】
このような問題を解決するため、閃光ランプ光を所定のエネルギ密度で照射して機能性透明膜応力を低減するという方法が知られている（特許文献２：特開２００４−１９９０３５号公報）。この手法によれば、閃光ランプ光の照射エネルギ量を適正化することにより、機能性透明膜であるハーフトーン位相シフト膜の反り量を±０．０５μｍ以下にすることも可能である（特許文献５：特開２００５−３３１５５４号公報）。そして、このような反り量の小さなハーフトーン位相シフト膜を形成した後に、その他の機能性膜である遮光膜や反射防止膜を成膜して積層体を形成し、フォトマスクブランクとされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００３−５０４５８号公報
【特許文献２】特開２００４−１９９０３５号公報
【特許文献３】特開平０７−１４０６３５号公報
【特許文献４】特開２００２−２２９１８３号公報
【特許文献５】特開２００５−３３１５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
最先端のフォトマスクブランクに求められる平坦性（反り量）は、フォトマスクブランクの主面中央を中心とする一辺が１３２ｍｍの矩形領域内での測定値で±０．０５μｍ、より厳しいものでは±０．０３μｍとされている。ここで、膜中に蓄積されている歪みにより基板が凹状に反る場合を圧縮応力とし、反り量を−（マイナス）で表す。また膜中に蓄積されている歪みにより基板が凸状に反る場合を引張応力とし、反り量を＋（プラス）で表す。
【００１８】
加えて、微細パターンを精度よく形成するためには、フォトマスクの重ね合わせ精度を高める等の必要があり、フォトマスクブランクでフォトマスクを製造する工程中に生じる反り変化量を小さく抑える必要がある。
【００１９】
これまでは、フォトマスクを製造する工程で、例えば０．４μｍ程度の大きな膜応力を持つ機能性透明膜を成膜した場合でも、閃光ランプ光により適正な照射エネルギを付与し、ハーフトーン位相シフト膜を形成すれば、反り量を低く抑えられ、パターンを形成したフォトマスクにおけるハーフトーン位相シフト膜の反り変化量を充分に抑えられると考えてきた。しかし、実際にこれをフォトマスクとした場合、フォトマスクブランクからのハーフトーン位相シフト膜の反り変化量が±０．０６μｍも変化することがわかってきた。
【００２０】
本発明者は鋭意努力によって、この原因がフォトマスクのパターン形成のため、フォトマスクブランクにレジストパターンを形成する際などに与えられる熱履歴であることを突き止めた。そして本発明者は、位相シフト膜を形成し、これに閃光照射処理を施す前または後に、熱履歴以上の温度により一定時間以上の加熱処理が必要であること、この加熱処理を行うことによって、ハーフトーン位相シフト膜の反り変化量が半分以下となり、その結果、このハーフトーン位相シフト膜を含む積層体により形成されたフォトマスクブランクをフォトマスクとした場合のハーフトーン位相シフト膜の反り変化量が、従来の半分以下となることを突き止めたものである。
【００２１】
本発明の目的とするところは、平坦性が高く（すなわち反りが小さく）、フォトマスク製造工程終了後の反り変化量も小さいフォトマスクブランクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上述の課題を解決するために、本発明に係るフォトマスクブランクは、露光光に対して透明な基板上に少なくとも１種の機能性透明膜を含む積層体が形成されているフォトマスクブランクであって、前記積層体は、前記機能性透明膜の成膜工程、前記機能性透明膜の成膜後に１回の照射時間が１秒以下の閃光照射処理を少なくとも１回施す工程、前記機能性透明膜とは異なる機能性膜を積層して前記積層体を形成する工程、の何れかの工程後に２６０℃〜３２０℃の温度範囲内で４時間以上の加熱処理が少なくとも１回施されていることを特徴とする。
【００２３】
前記フォトマスクブランクは、フォトマスク製造工程終了後の前記機能性透明膜の反り変化量が±０．０５μｍ以内であり、フォトマスク製造時の反り変化量を小さくすることができる。
【００２４】
前記反り変化量は、前記フォトマスクブランクの主面中央を中心とする一辺が１３２ｍｍの矩形領域内での測定値である。
【００２５】
一態様では、前記機能性透明膜はハーフトーン位相シフト膜を含む。
【００２６】
また、本発明に係るフォトマスクブランクの製造方法は、露光光に対して透明な基板上に少なくとも１種の機能性透明膜を含む積層体が形成されているフォトマスクブランクの製造方法であって、前記基板上に少なくとも１種の機能性透明膜を成膜する工程と、該機能性透明膜の前記基板上での反り量の絶対値が０．１μｍ以上となる場合に１回の照射時間が１秒以下の閃光照射処理を施す工程と、前記機能性透明膜とは異なる機能性膜を積層して前記積層体を形成する工程と、を備え、更に、前記３つの何れかの工程の後に２６０℃〜３２０℃の温度範囲内で４時間以上の加熱処理を少なくとも１回施す工程を備えていることを特徴とする。
【００２９】
さらに、好ましくは、前記加熱処理および前記閃光照射処理は、前記加熱処理を施す工程および前記閃光照射処理を施す工程の実施後の前記機能性透明膜の前記基板上での反り量が±０．０５μｍ以内となる条件下で実施される。
【００３０】
前記機能性透明膜を含む積層体の前記基板上での反り量は、前記フォトマスクブランクの主面中央を中心とする一辺が１３２ｍｍの矩形領域内での測定値である。
【００３１】
一態様では、前記積層体はハーフトーン位相シフト膜を含む。
【発明の効果】
【００３２】
本発明では、機能性透明膜の成膜工程、機能性透明膜の成膜後に閃光照射処理を少なくとも１回施す工程、機能性透明膜とは異なる機能性膜を積層して積層体を形成する工程、の何れかの工程後に加熱処理を少なくとも１回施すこととしたので、
内部に応力を蓄積した機能性透明膜の応力解放が効率的になされ、その結果、平坦性が高く（すなわち反りが小さく）、フォトマスク製造工程終了後の反り変化量も小さいフォトマスクブランクを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るフォトマスクブランクの製造方プロセスの一例を説明するためのフロー図である。（機能性透明膜に加熱処理および閃光照射処理）
【図２】本発明に係るフォトマスクブランクの製造方プロセスの一例を説明するためのフロー図である。（機能性透明膜に閃光照射処理および加熱処理）
【図３】本発明に係るフォトマスクブランクの製造方プロセスの一例を説明するためのフロー図である。（機能性透明膜に閃光照射処理、他の機能性膜形成後に加熱処理）
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下に、図面を参照して本発明に係るフォトマスクブランクおよびその製造方法について説明する。
【００３５】
上述したように、微細パターンを精度よく形成するためには、フォトマスクの重ね合わせ精度を高める等の必要があり、フォトマスクブランクでフォトマスクを製造する工程中に生じる反り変化量を小さく抑える必要がある。この問題につき本発明者らが検討した結果、内部に応力を蓄積した機能性透明膜を含む積層体から効率的に応力を解放するためには、該機能性透明膜に閃光照射を施すことに加え、さらに加熱処理も施すことが有効であるとの知見を得るに至った。
【００３６】
すなわち、本発明に係るフォトマスクブランクの製造方法では、露光光に対して透明な基板上に少なくとも１種の機能性透明膜を含む積層体が形成されているフォトマスクブランクを製造するに際し、基板上に少なくとも１種の機能性透明膜を成膜する工程、該機能性透明膜の基板上での反り量の絶対値が０．１μｍ以上となる場合に閃光照射処理を施す工程、上記機能性透明膜とは異なる機能性膜を積層して積層体を形成する工程の、３つ工程のうちの何れかの工程実施後に加熱処理を少なくとも１回施す。該機能性透明膜の基板上での反り量の絶対値の上限は特に定めは無いが、０．４μｍにおいても効果があることが確認されている。
【００３７】
図１は、本発明に係るフォトマスクブランクの製造方プロセスの一例を説明するためのフロー図である。この図では、露光光に対して透明な基板上に、機能性透明膜として位相シフト膜および他の機能性膜として遮光膜から成る積層体を形成したフォトマスクブランクの製造例を示しており、このうちの位相シフト膜が、基板上での反り量の絶対値が０．１μｍ以上であり、この位相シフト膜の応力解放のために加熱処理および閃光照射処理を其々１回実施する場合のフローを示している。
【００３８】
先ず、位相シフト膜を成膜し（Ｓ１０１）、これに加熱処理を施し（Ｓ１０２）、続いて閃光照射処理を施す（Ｓ１０３）。これらの応力解放処理後の位相シフト膜の上に遮光膜を成膜し（Ｓ１０４）、フォトマスクブランクを得る（Ｓ１０５）。
【００３９】
加熱処理および閃光照射処理の条件等については後述するが、これらの処理をどの段階でどのように施すかは様々な態様があり得る。
【００４０】
図２は、本発明に係るフォトマスクブランクの製造方プロセスの他の例を説明するためのフロー図で、位相シフト膜を成膜し（Ｓ１０１）、これに閃光照射処理を施し（Ｓ１０３）、加熱処理を施し（Ｓ１０２）、これらの応力解放処理後の位相シフト膜の上に遮光膜を成膜し（Ｓ１０４）、フォトマスクブランクを得る（Ｓ１０５）。
【００４１】
図３は、本発明に係るフォトマスクブランクの製造プロセスのもうひとつの例を説明するためのフロー図で、位相シフト膜を成膜し（Ｓ１０１）、これに閃光照射処理を施し（Ｓ１０３）、続いて遮光性膜を成膜して積層体を得る（Ｓ１０４）。この積層体に加熱処理（Ｓ１０２）を施してフォトマスクブランクを得る（Ｓ１０５）。
【００４２】
上述の加熱処理は、２６０℃〜３２０℃の温度範囲内で２時間以上実施することが好ましく、より好ましくは４時間以上実施する。処理温度が２６０℃より低いと機能性透明膜内の応力解放が不充分となる一方、３２０℃より高いと解放される応力以上の応力が蓄積されるおそれがある。より好ましい温度範囲は２８５℃〜３１５℃である。このような温度で熱処理をすることにより、レジストパターンを形成する際などに与えられる熱履歴による基板の反り変化量を±０．０５μｍ、より好ましくは±０．０３μｍの範囲内に抑制することができる。
【００４３】
なお、加熱処理の雰囲気は窒素等の不活性ガスが基本であるが、積層体を形成した後に加熱処理を施す場合には、例えば、窒素ガス中の酸素含有量が１６％以上２４％の雰囲気中で加熱処理すると、最表面が適度に酸化されて薬品耐性を向上させることができる。雰囲気中の酸素含有量が１６％より低いと薬品耐性向上効果が不充分である一方、酸素含有量が２４％より高いと表面荒れが生じるおそれがある。
【００４４】
閃光照射処理は、１回の照射時間が長すぎると基板の形状そのものが変化してしまうおそれがある。従って、１回の照射時間は１秒以下とすることが好ましく、より好ましくは１０ミリ秒以下、さらに好ましくは１ミリ秒以下である。なお、１回の照射時間の下限は、通常０．１ミリ秒である。また、閃光照射は、基板を５０℃〜３００℃に保持した状態で実行することが好ましい。閃光照射処理中このように加温するのは、閃光照射処理を連続して行う際、チャンバ内の温度を一定に保ちプロセスを安定化するためである。
【００４５】
応力解放させる対象の機能性透明膜ごとに閃光の吸収効率は異なる。このため、適切な閃光照射エネルギ密度は機能性透明膜の組成等に応じて調整する必要がある。
【００４６】
本発明者らの検討の結果に基づくと、機能性透明膜がハーフトーン位相シフト膜である場合、ＫｒＦエキシマレーザ光に対する透過率が５％〜７％のハーフトーン位相シフト膜に対する適切な閃光照射エネルギ密度範囲は５．５Ｊ／ｃｍ2〜１６．５Ｊ／ｃｍ2である。
【００４７】
ＫｒＦエキシマレーザ光に対する透過率が１８％〜３２％のハーフトーン位相シフト膜に対する適切な閃光照射エネルギ密度範囲は１６．８Ｊ／ｃｍ2〜３１．０Ｊ／ｃｍ2である。
【００４８】
ＡｒＦエキシマレーザ光に対する透過率が５％〜７％のハーフトーン位相シフト膜に対する適切な閃光照射エネルギ密度範囲は１４．７Ｊ／ｃｍ2〜２７．５Ｊ／ｃｍ2である。
【００４９】
ＡｒＦエキシマレーザ光に対する透過率が１８％〜３２％のハーフトーン位相シフト膜に対する適切な閃光照射エネルギ密度範囲は２１．０Ｊ／ｃｍ2〜３６．０Ｊ／ｃｍ2である。
【００５０】
閃光照射の雰囲気は、アルゴン等の不活性ガス、窒素、あるいはアルゴン等の不活性ガス、窒素、酸素、これらガスの２種以上の混合ガスのほか、真空中や大気中で閃光照射を行ってもよいが、パーティクルの飛散を防止する観点からは、真空中で閃光照射を行うことが好ましい。
【００５１】
本発明において閃光照射処理を施すに際し、１回の照射で完了してもよいし複数回に分けて照射してもよい。
【００５２】
また、図１〜図３には、加熱処理（Ｓ１０２）と閃光照射処理（Ｓ１０３）を各１回実施する例を示したが、複数回行ってもよい。
【００５３】
露光光に対して透明な基板としては、合成石英ガラスやフッ化カルシウム等を例示することができる。
【００５４】
露光光に対して透明な基板上に成膜される機能性透明膜には、例えば、閃光ランプ光に対し透過性のあるエッチングストッパ膜、位相シフト膜などがあり、他の機能性膜には、閃光ランプ光に対し遮光性のある遮光膜、反射防止膜などがある。フォトマスクブランクはこれらの機能性透明膜を少なくとも１種とこの機能性透明膜とは異なる機能性膜（他の機能性膜）を含む積層体を備えている。
【００５５】
これらの機能性透明膜は閃光光に対して半透明であり、閃光照射処理の際には、当該機能性透明膜は閃光光の一部を吸収し、膜の応力を低減することができる。
【００５６】
基板上に形成される機能性透明膜と他の機能性膜の積層体は、これを構成する機能性膜の露光波長に対する個々の光学濃度の総計が、２．５以上であることが好ましく、より好ましくは３．０以上である。
【００５７】
基板上への機能性膜の成膜には、公知の方法を用いることが可能であるが、スパッタリング法による成膜が好ましく、膜中に酸素、窒素、炭素等の軽元素を含有させる必要がある場合には、反応性スパッタリング法が好ましい。なお、スパッタリングガスは、アルゴン等の不活性ガスに酸素、窒素、各種酸化窒素、各種酸化炭素等の酸素、窒素、炭素等を含むガスとすることができる。
【００５８】
スパッタリングの方式は、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。また、成膜装置は通過型でも枚葉型でも構わない。
【００５９】
機能性透明膜がハーフトーン位相シフト膜である場合、一般的に、露光波長に対し６％前後の低透過率タイプと１８％以上３２％以下の高透過率タイプに分類することができる。
【００６０】
ハーフトーン位相シフト膜には、アモルファスシリコン膜や、酸素、窒素、炭素等を含有する金属化合物膜等がある。一般には、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好ましい。
【００６１】
このようなハーフトーン位相シフト膜中に含有される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等が例示される。このうちＭｏをベースにしたものは、耐薬品性に優れ、しかも膜内応力の緩和効果が大きい。具体的には、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）からなるハーフトーン位相シフト膜が例示される。
【００６２】
ハーフトーン位相シフト膜の厚さは、ハーフトーン位相シフトマスク使用時の露光波長や位相シフト層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。
【００６３】
上述の加熱処理工程および閃光照射処理工程は、両工程実施後の機能性透明膜の基板上での反り量が±０．０５μｍ以内となる条件下で実施される。このような製造方法に得られた位相シフトマスクのハーフトーン位相シフト膜の反り変化量を±０．０５μｍ以内に抑えることができる。
【実施例】
【００６４】
以下に、実施例および比較例により、本発明に係るフォトマスクブランクの製造方法を具体的に説明する。
【００６５】
［位相シフト膜の成膜］
一辺が６インチで厚さが０．２５インチの角型石英基板上に、反応性ＤＣスパッタリング法によりＭｏＳｉＯＮからなる膜厚７５０Åのハーフトーン位相シフト膜を機能性透明膜として成膜した。上記のＭｏＳｉＯＮ膜は、ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）を露光光とした場合の位相差が約１８０°で透過率が約５％となるようにとなるように膜組成を調整した。具体的な成膜条件は下記のとおりである。
【００６６】
スパッタガスとしてはアルゴンと酸素と窒素を用い、チャンバ内のガス圧が０．０５Ｐａになるように調整した。ターゲットとしてはＭｏターゲット、Ｓｉターゲットの２種を用い、基板を３０ｒｐｍで回転させながら成膜した。このハーフトーン位相シフト膜の組成をＥＳＣＡで調べたところ、Ｍｏ：Ｓｉ：Ｏ：Ｎ＝１：４：１：４(原子比)であった。
【００６７】
上記ＭｏＳｉＯＮ膜を成膜した後の基板上での反りを、基板の主面中央を中心とする一辺が１３２ｍｍの矩形領域内で評価した。ＭｏＳｉＯＮ膜は基板側に対して凹状であり、膜中に蓄積されている歪みは圧縮応力で、反り量は−０．４μｍであった。なお、以下では、機能性透明膜が基板側に対して凹状のものは圧縮応力が蓄積されておりで、機能性透明膜が基板側に対して凸状のものは引張応力が蓄積されているとして表現することがある。
【００６８】
［実施例１］
上記のＭｏＳｉＯＮ膜を成膜した基板を８０℃に保持した状態で、ＭｏＳｉＯＮ膜の反りが±０．０５μｍ以内となる条件で閃光ランプ光を照射した（Ｓ１０３）。このときの閃光エネルギ密度は単位面積当たり１９Ｊ／ｃｍ2で、照射時間は０．１〜１０ｍｓｅｃである。なお、閃光エネルギ密度の制御は、ランプに印加する電圧調整により行った。
【００６９】
続いて、３００℃で６時間の加熱処理を実行した（Ｓ１０２）。このときの雰囲気は、酸素が２０％で窒素が８０％である。このとき、ハーフトーン位相シフト膜の反り量は＋０．０３μｍであった。
【００７０】
これらの閃光照射処理および加熱処理に続き、クロム系の遮光膜および酸化クロム系の反射防止膜を積層させ（Ｓ１０４）、ハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランクとした（Ｓ１０５）。
【００７１】
このようにして得られたフォトマスクブランクに、スピンコート法によりＥＢレジストを膜厚１５０ｎｍで塗布し、膜中に残存する溶剤を除去するためのプリベーク（１００℃で１０分間）を行った。
【００７２】
このレジスト膜を電子線ビーム露光した後にポストベーク（１２０℃で５分間）し、更に、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）のアルカリ水溶液で現像してレジストパターンを形成した。なお、レジストパターン形成後には１４０℃で６分間の熱処理を施した。レジストパターン形成後、フォトマスクブランクにパターンを形成し、ハーフトーン型位相シフトマスクとした。
【００７３】
このようにして製造したフォトマスクのハーフトーン位相シフト膜の反り量は＋０．０２μｍであった。つまり、フォトマスク製造工程終了後のハーフトーン位相シフト膜の反り変化量は−０．０１μｍであった。これらの結果を表１に纏めた。
【００７４】
［実施例２］
上記のＭｏＳｉＯＮ膜を成膜した基板を、３００℃で６時間の加熱処理を実行した（Ｓ１０２）。このときの雰囲気は、酸素が２０％で窒素が８０％である。
【００７５】
続いて、８０℃に保持した状態で、ＭｏＳｉＯＮ膜の反りが±０．０５μｍ以内となる条件で閃光ランプ光を照射した（Ｓ１０３）。このときの閃光エネルギ密度は単位面積当たり１９Ｊ／ｃｍ2で、照射時間は０．１〜１０ｍｓｅｃである。このとき、ハーフトーン位相シフト膜の反り量は＋０．０２μｍであった。
【００７６】
その後は実施例１と同様の工程でフォトマスクを製造したところ、このフォトマスクのハーフトーン位相シフト膜の反り量は−０．０１μｍであった。つまり、フォトマスク製造工程終了後のハーフトーン位相シフト膜の反り変化量は−０．０３μｍであった。これらの結果を表１に纏めた。
【００７７】
［比較例１］
上記のＭｏＳｉＯＮ膜を成膜した基板を８０℃に保持した状態で、ＭｏＳｉＯＮ膜の反りが±０．０５μｍ以内となる条件で閃光ランプ光を照射した。このときの閃光エネルギ密度は単位面積当たり１９Ｊ／ｃｍ2で、照射時間は０．１〜１０ｍｓｅｃである。このとき、ハーフトーン位相シフト膜の反り量は−０．０１μｍであった。
【００７８】
その後は実施例１および２と同様の工程でフォトマスクを製造したところ、このフォトマスクのハーフトーン位相シフト膜の反り量は−０．０７μｍであった。つまり、フォトマスク製造工程終了後のハーフトーン位相シフト膜の反り変化量は−０．０６μｍであった。これらの結果を表１に纏めた。
【００７９】
【表１】
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【００８０】
上記結果は、内部に応力を蓄積した機能性透明膜を含む積層体に対して、閃光照射を施すことに加え、加熱処理も施すことにより、応力の変化量を低減できることを意味している。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
以上説明したように、本発明によれば、内部に応力を蓄積した機能性透明膜を含む積層体に対して加熱処理および閃光照射処理を其々少なくとも１回施すこととしたので、その結果、平坦性が高く（すなわち反りが小さく）、フォトマスク製造工程終了後の反り変化量も小さいフォトマスクブランクを提供することが可能となる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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