(57)【要約】【課題】マスクパターンの剥離を抑制したフォトマスクブランクおよびフォトマスクを提供する。【解決手段】基板と、該基板上に形成される少なくとも一層の遮光膜と、少なくとも一層の反射防止膜を具備するフォトマスクブランクであって、少なくともシリコンを含有するバッファ膜を備え、該バッファ膜が前記基板と前記遮光膜との間又は前記基板と反射防止膜との間に形成されているものであることを特徴とするフォトマスクブランク、及びこのフォトマスクブランクにリソグラフィ法によりパターン形成してなることを特徴とするフォトマスク。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板上に形成される少なくとも一層の遮光膜と、少なくとも一層の反射防止膜を具備するフォトマスクブランクであって、少なくともシリコンを含有するバッファ膜を備え、該バッファ膜が前記基板と前記遮光膜との間又は前記基板と前記反射防止膜との間に形成されているものであることを特徴とするフォトマスクブランク。
【請求項２】
前記遮光膜又は前記反射防止膜が、酸素、窒素、炭素、及びシリコンの少なくとも１種の元素と、クロムを含む材料で形成されているもの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。
【請求項３】
前記バッファ膜のシリコン含有量が、前記遮光膜及び前記反射防止膜のシリコン含有量よりも多いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフォトマスクブランク。
【請求項４】
前記バッファ膜が、酸素、窒素、炭素、及びクロムの少なくとも１種の元素を含む材料で形成されているもの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。
【請求項５】
前記バッファ膜の厚さが、０．５〜２００ｎｍであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のフォトマスクブランク。
【請求項６】
前記基板が、石英ガラス又はアルミノシリケートガラスからなるもの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。
【請求項７】
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にリソグラフィ法によりパターン形成してなるものであることを特徴とするフォトマスク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路及び高密度集積回路等の製造工程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。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＳＩ、ＶＬＳＩ等の高密度半導体集積回路、ＣＣＤ（電荷結合素子）やＬＣＤ（液晶表示素子）用のカラーフィルター、磁気ヘッド等の微細加工には、フォトマスクを使ったフォトリソグラフィー技術が用いられている。
【０００３】
この微細加工に使われるフォトマスクは、以下のように製造される。まず、石英ガラス、アルミノシリケートガラス等の露光光の波長で透明な基板の上に、一般的には耐久性の高いクロム系の材質からなる露光光を遮蔽する遮光膜を、スパッタリングや真空蒸着等の方法により形成し、フォトマスクブランクを作製する。
【０００４】
次に、フォトマスクブランクからフォトマスクを作製する場合、以下のような工程で行われる。まず、前述したように基板上に遮光膜を形成したフォトマスクブランクの表面にフォトレジストや電子線レジストを塗布し、所定のパターンに選択的に露光する。その後、現像、リンスおよび乾燥の各工程を経てレジストパターンを形成する。次いでこのレジストパターンをマスクにして、硝酸セリウムアンモニウムと過塩素酸の混合水溶液からなるエッチング液を用いてウエットエッチングを行うか、または塩素系ガスを用いたドライエッチングを行い、マスクされていない部分の遮光膜を除去する。その後レジストを除去することによって、遮光部と透光部とからなる所定のパターンが形成されたフォトマスクが製造される。
【０００５】
このようなフォトマスクをリソグラフィー法に使用する場合、クロムからなる遮光膜は露光光の波長における反射率が高いので、露光によりシリコンウエーハなどの半導体基板上にパターンを転写する際に、被露光物である半導体基板の表面で反射した露光光が再び投影レンズを通り、フォトマスク上に形成された遮光膜で反射し、再び半導体基板に戻る場合がある。このような多重反射光は基板上に転写されるパターンの品質を劣化させる。従ってこのような多重反射を防止する必要があり、その目的で、通常は遮光膜の表面に反射率の低い反射防止膜を形成する。
【０００６】
例えば、このような反射防止膜を備えたフォトマスクブランクの構造として、合成石英等の基板上にスパッタリング法もしくは真空蒸着法等で遮光膜を形成し、さらに遮光膜の表層部に、シリコンウェーハなどの半導体基板から反射した露光光が遮光膜で再度反射するのを防止する反射防止膜を設けているもの（２層構造膜）や、基板側にも反射防止膜を設けているもの（３層構造膜）等がある。
【０００７】
従来、基板側の反射防止膜としてクロム炭化物及びクロム窒化物を含有するクロム炭化窒化物膜を、遮光膜としてクロム膜を、表層側の反射防止膜としてクロム酸化物及びクロム窒化物を含有するクロム酸化窒化物膜を順次積層したフォトマスクブランクが提案されている（例えば特許文献１参照）。さらに、反射防止膜として酸化クロムと窒化クロムの混合組成膜を用いたもの（例えば特許文献２）、窒素を含む酸化クロム膜を用いたもの（例えば特許文献３及び特許文献４参照）等が提案されている。また、窒化クロムを用いた単層膜（例えば特許文献５参照）等も提案されている。
また、これらの特許文献には、遮光膜又は反射防止膜に含有される窒素、酸素、炭素等は、反射率などの光学特性、膜の強度、フォトマスク作製時のエッチング速度に影響を与えることが記述されている。これらの元素は、例えばスパッタリング法で膜を形成する場合には、これらの元素からなる反応性スパッタガスを用いることで膜に含有させることが可能である。
【０００８】
【特許文献１】
特公昭６２−３７３８５号公報
【特許文献２】
特公昭６１−４６８２１号公報
【特許文献３】
特公昭６２−２７３８７号公報
【特許文献４】
特公昭６２−２７３８６号公報
【特許文献５】
特公平４−１３３９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
高密度半導体集積回路等の微細化、高集積化の要求にともない、フォトマスク上に形成されるマスクパターンにも微細化が求められている。しかし、フォトマスクブランクにこのような微細なパターンを形成した場合、基板と、遮光膜及び反射防止膜とからなる遮光部との密着性が不十分となり、フォトマスクを作製する際の工程、例えば、洗浄により形成したパターンの遮光部が剥離してピンホール等の欠陥が発生するという問題が生じる場合がある。
【００１０】
このように、パターンの微細化につれて密着性が不十分であることによる剥離が起きやすくなると、マスクパターンの欠陥数が増加し、その結果、製品の歩留まりの低下、生産コストの上昇につながる恐れがある。
それゆえに、今後もますます微細化が要求されるマスクパターンの製造において、マスクパターンの遮光部の剥離を防止し、パターンの欠陥の発生を抑制する方法が望まれていた。
【００１１】
本発明は、上記課題を解決し、微細なパターンが形成されるフォトマスクにおいても、マスクパターンの遮光部の剥離を防止し、パターンの欠陥の発生を抑制するのに適したフォトマスクブランクおよびフォトマスクを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明では、上記問題を解決すべく、基板と、該基板上に形成される少なくとも一層の遮光膜と、少なくとも一層の反射防止膜を具備するフォトマスクブランクであって、少なくともシリコンを含有するバッファ膜を備え、該バッファ膜が前記基板と前記遮光膜との間又は前記基板と反射防止膜との間に形成されているものであることを特徴とするフォトマスクブランクを提供する（請求項１）。
【００１３】
このように少なくともシリコンを含有するバッファ層を備え、該バッファ膜が、基板と遮光膜又は反射防止膜との間に形成されることにより、遮光膜又は反射防止膜がバッファ膜を介して基板に十分に密着し、遮光部の剥離を抑制することができる。
【００１４】
また、前記遮光膜又は前記反射防止膜が、酸素、窒素、炭素、及びシリコンの少なくとも１種の元素と、クロムを含む材料で形成されているものであることが好ましい（請求項２）。
このように、遮光膜又は反射防止膜が酸素、窒素、炭素、及びシリコンの少なくとも一種の元素と、クロムを含む材料で形成されることにより、それぞれ十分な光学特性を有するとともに、耐久性、密着性を高めることが可能であり、またエッチング特性や光学特性等の膜特性の調整も可能となる。
【００１５】
また、前記バッファ膜のシリコン含有量が、前記遮光膜及び前記反射防止膜のシリコン含有量よりも多いことが好ましい（請求項３）。
このように、バッファ膜のシリコン含有量が遮光膜及び反射防止膜のシリコン含有量よりも多いことにより、基板との密着性をより向上させ、遮光部の剥離抑制の効果を高めることができる。
【００１６】
また、前記バッファ膜が、酸素、窒素、炭素、及びクロムの少なくとも１種の元素を含む材料で形成されているものであることが好ましい（請求項４）。
このように、バッファ膜が酸素、窒素、炭素、及びクロムの少なくとも１種の元素を含む材料で形成されることにより、密着性や膜特性の制御性を高めることが可能である。
【００１７】
また、前記バッファ膜の厚さが、０．５〜２００ｎｍであることが好ましい（請求項５）。
このように、バッファ膜の厚さが０．５〜２００ｎｍの範囲内にあれば、基板や遮光膜又は反射防止膜の組成や膜厚、形成されるマスクパターンの特性等に応じて、高い密着性を有するに最適な厚さとすることができる。
【００１８】
また、前記基板が、石英ガラス又はアルミノシリケートガラスからなるものであることが好ましい（請求項６）。
このように、基板が石英ガラス又はアルミノシリケートガラスからなるものであれば、露光波長において透明であり、また、バッファ膜との密着性もより良好なものとすることができる。
【００１９】
さらに、前記本発明のフォトマスクブランクにリソグラフィ法によりパターン形成してなるものであることを特徴とするフォトマスクを提供する（請求項７）。
【００２０】
このように、上記に述べてきたようなシリコンを含有させたバッファ膜を備えたフォトマスクブランクに、リソグラフィ法によってマスクパターンを形成することにより作製されたフォトマスクは、パターン遮光部の剥離が抑制され、より欠陥が少ないものとなる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
これまで述べてきたように、微細マスクパターンが形成されるフォトブランクにおいて、基板と、マスクパターンの遮光部として機能する遮光膜又はその基板側に形成される反射防止膜との密着性がフォトマスクの品質を決める重要な要素となっている。
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、基板と遮光膜又は反射防止膜との間に、少なくともシリコンを含むバッファ膜を形成することにより、基板と遮光膜又は反射防止膜との密着性が高いフォトマスクが得られることを見出し、本発明をなすに至った。
【００２２】
図１は、本発明によるフォトマスクブランクの断面図の一例を示す概略図である。
図１に示すように、石英ガラスやアルミノシリケートガラス等のような露光光の波長で透明な基板１１の上に、最初に、少なくともシリコンを含有するバッファ膜１２を形成する。膜形成には、従来知られているようなスパッタリング法等の方法を用いることができる。このバッファ膜１２は、シリコンを含有しており、後述する遮光膜又は反射防止膜と比較して基板１１との密着性が高く、それゆえ、この上に順次積層される膜が基板から剥離するのを抑制するバッファ層として作用する。
【００２３】
次に、主にクロムからなる第一の反射防止膜１３ａを形成し、それに引き続き主にクロムからなる遮光膜１４、次いで第二の反射防止膜１３ｂを形成する。前述のように、クロムからなる遮光膜１４は反射率が大きいので、露光光の多重反射を防止するために通常反射防止膜を遮光膜１４の表面に形成するが、本実施形態では遮光膜１４の両面に反射防止膜１３ａ、１３ｂを形成した。
【００２４】
この主にクロムからなる第一の反射防止膜１３ａは、シリコンを含有したバッファ膜１２を介して基板１１上に形成されるため、従来のように基板上に直接形成される場合よりも、剥離しにくいものとなる。また、反射防止膜１３ａ、１３ｂと遮光膜１４の密着性はもともと高いので、基板上に形成されたこれらの膜は基板との密着性が高く、剥離しにくいものとなる。
【００２５】
図２は、図１に示したフォトマスクブランクの各膜を構成するクロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）の各元素の含有率を概略的に示したグラフである。横軸は含有率を、縦軸は形成された膜の積層状態をそれぞれ示す。
【００２６】
バッファ膜１２は、少なくともシリコンを含むが、本実施形態ではシリコンの含有率を高くした組成をもつものとしている。また、クロムを含んでいてもよい。クロムを含むことにより、反射防止膜１３ａとの密着性をさらに向上させることができる。
第一の反射防止膜１３ａは、クロムからなる組成をもつ。クロムの含有率は、反射防止膜として作用するよう、低反射率となる所望の値とすることができる。また、シリコンを含んでいてもよい。シリコンをふくむことにより、バッファ膜１２との密着性をさらに向上させることができる。
遮光膜１４は、主にクロムからなる組成をもち、クロムの含有率は、十分な遮光機能をもつよう、第一の反射防止膜１３ａよりも高い所望の値とすることができる。この膜も、シリコンを含んでいてもよい。
第二の反射防止膜１３ｂもクロムからなる組成をもち、クロムの含有率は、低反射率となるように所望の値とすることができる。この膜も、シリコンを含んでいてもよい。
【００２７】
このように、バッファ膜１２のシリコン含有率を高くすることにより、形成されたこれらの膜と基板との密着性を高めることが可能であり、マスクパターンの遮光部となる膜の剥離を抑制することができる。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明の実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
６インチ角の石英基板上にクロムターゲットとシリコンターゲットを用いて、クロムターゲットとシリコンターゲットのパワー比率を１：９として、スパッタガスとしてＡｒ３２ｓｃｃｍ、反応性スパッタガスとしてＣＯ２  １．０ｓｃｃｍ、Ｎ２  １０ｓｃｃｍを流して、放電中のガス圧を０．３Ｐａ、スパッタ電力密度を７．１Ｗ／ｃｍ２として、直流（ＤＣ）スパッタリング法にてバッファ膜であるＣｒＳｉＣＯＮを３ｎｍ成膜した。
【００２９】
更に連続して、クロムターゲットとシリコンターゲットのパワー比率を１：１として、スパッタガスとしてＡｒ３２ｓｃｃｍ、反応性スパッタガスとしてＣＯ２  １．０ｓｃｃｍ、Ｎ２  １０ｓｃｃｍを流して、放電中のガス圧を０．３Ｐａ、スパッタ電力密度を７．１Ｗ／ｃｍ２として、ＤＣスパッタリング法にて反射防止膜であるＣｒＳｉＣＯＮを３ｎｍ成膜した。
【００３０】
更に連続して、クロムターゲットとシリコンターゲットのパワー比率を９：１にして、Ａｒ３２ｓｃｃｍ、ＣＯ２  ０．７ｓｃｃｍ、Ｎ２  １ｓｃｃｍを流して、放電中のガス圧を０．３Ｐａ、スパッタ電力密度を６．６Ｗ／ｃｍ２として、ＤＣスパッタリング法にて遮光膜であるＣｒＳｉＣＯＮを７０ｎｍ成膜した。
【００３１】
更に連続して、クロムターゲットとシリコンターゲットのパワー比率を９：１にして、Ａｒ３２ｓｃｃｍ、ＣＯ２  １４ｓｃｃｍ、Ｎ２  １０ｓｃｃｍを流して、放電中のガス圧を０．３Ｐａ、スパッタ電力密度を６．６Ｗ／ｃｍ２、温度を１２０℃として、ＤＣスパッタリング法にて反射防止膜であるＣｒＳｉＣＯＮを２５ｎｍ成膜した。
【００３２】
こうして得られたフォトマスクブランクの膜面にスクラブ洗浄を６０分間行った。その後欠陥検査を行ったところピンホールは９個であった。
【００３３】
（比較例１）
６インチ角の石英基板上にクロムターゲットを用いて、スパッタガスとしてＡｒ３２ｓｃｃｍ、反応性スパッタガスとしてＣＯ２  １．０ｓｃｃｍ、Ｎ２  １０ｓｃｃｍを流して、放電中のガス圧を０．３Ｐａ、スパッタ電力密度を７．１Ｗ／ｃｍ２として、ＤＣスパッタ法にて反射防止膜であるＣｒＣＯＮを３ｎｍ成膜した。
【００３４】
更に連続して、Ａｒ３２ｓｃｃｍ、ＣＯ２  ０．７ｓｃｃｍ、Ｎ２  １ｓｃｃｍを流して、放電中のガス圧を０．３Ｐａ、スパッタ電力密度を６．６Ｗ／ｃｍ２として、ＤＣスパッタリング法にて遮光膜であるＣｒＣＯＮを７０ｎｍ成膜した。
【００３５】
更に連続して、Ａｒ３２ｓｃｃｍ、ＣＯ２  １４ｓｃｃｍ、Ｎ２  １０ｓｃｃｍを流して、放電中のガス圧を０．３Ｐａ、スパッタ電力密度を６．６Ｗ／ｃｍ２、温度を１２０℃として、ＤＣスパッタリング法にて反射防止膜であるＣｒＣＯＮを２５ｎｍ成膜した。
【００３６】
こうして得られたフォトマスクブランクの膜面にスクラブ洗浄を６０分行った。その後欠陥検査を行ったところピンホールは２９個であった。
【００３７】
以上の実施例及び比較例の結果からも明らかなように、本発明に従い、フォトマスクブランクの反射防止膜と基板の間にシリコンの含有率の高いバッファ膜を形成することにより、膜と基板の密着性が向上し剥離しにくくなり、スクラブ洗浄を行ったことによるピンホール欠陥の発生が著しく減少した。
【００３８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は単なる例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００３９】
例えば、実施例では、基板として石英を用いたが、アルミノシリケートガラスや他の成分からなるガラス等、露光光を透過するものであれば、基板として適用できる。
また、実施例では、反射防止膜を遮光膜の両面に形成させたが、基板側のみ又は表層部のみ形成させてもよい。また、反射防止膜と遮光膜はそれぞれ複数層形成させてもよい。
また、膜の形成方法としては、ＤＣスパッタリング法だけに限らず、高周波（ＲＦ）スパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法等や真空蒸着法等であってもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、基板と遮光膜又は反射防止膜との間に少なくともシリコンを含むバッファ膜を形成することにより、基板と遮光膜又は反射防止膜との密着性を向上させたフォトマスクブランクを得ることができる。従って、工程中及び微細パターン形成後に遮光部が剥離しにくくなり、より欠陥数が少ないフォトマスクブランクを得ることが可能となる。
特に、バッファ膜のシリコン含有量が遮光膜及び反射防止膜のシリコン含有量よりも多いことにより、バッファ膜と基板の密着性がさらに向上し、遮光部の剥離抑制の効果を高めることができる。
また、上記に述べてきたようなフォトマスクブランクに、リソグラフィ法によってマスクパターンを形成することにより作製されたフォトマスクであれば、マスクパターンの剥離が抑制され、より欠陥が少ないものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフォトマスクブランクの断面図の一例を示す概略図である。
【図２】図１に示したフォトマスクブランクの膜を構成するクロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）各元素の含有率を概略的に示したグラフである。
【符号の説明】
１１…基板、
１２…バッファ膜、
１３ａ、１３ｂ…反射防止膜、
１４…遮光膜。
【図１】
2004333649.tif 000003
【図２】
2004333649.tif 000004