(57)【要約】【課題】  露光波長が短波長であっても十分に反射率を低下させることができる反射防止膜を有するフォトマスクブランクを提供する。【解決手段】  フォトマスクブランクであって、少なくとも基板上に、Ｃｒを含む遮光膜と、１層または２層以上の反射防止膜を具備し、前記反射防止膜の少なくとも１層の膜は酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素から選択されるいずれかを含むフォトマスクブランク。および、フォトマスクブランクであって、少なくとも基板上に、Ｃｒを含む遮光膜と、２層以上から成る反射防止膜を具備し、前記反射防止膜が、少なくとも、露光波長で透過率が高い膜の層と、露光波長でこれより透過率が低く、検査波長で露光波長より透過率が高い膜の層から構成されているフォトマスクブランク。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトマスクブランクであって、少なくとも基板上に、Ｃｒを含む遮光膜と、１層または２層以上の反射防止膜を具備し、前記反射防止膜の少なくとも１層の膜は酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素から選択されるいずれかを含むことを特徴とするフォトマスクブランク。
【請求項２】
フォトマスクブランクであって、少なくとも基板上に、Ｃｒを含む遮光膜と、２層以上から成る反射防止膜を具備し、前記反射防止膜が、少なくとも、露光波長で透過率が高い膜の層と、露光波長でこれより透過率が低く、検査波長で露光波長より透過率が高い膜の層から構成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３】
前記反射防止膜は、少なくとも、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素から選択されるいずれかを含む膜の層と、Ｃｒを含む膜の層から構成されている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】
露光波長において反射率が１２％以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項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】
露光波長が２４８ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項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】
露光波長が１９３ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項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】
検査波長での反射率が１０〜２０％であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のフォトマスクブランク。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のフォトマスクブランクの遮光膜にパターンが形成された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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路、ＣＣＤ（電荷結合素子）、ＬＣＤ（液晶表示素子）用カラーフィルター、及び磁気ヘッド等の微細加工に好適に用いられるフォトマスクブランク、フォトマスクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩ，ＶＬＳＩ等の高密度半導体集積回路や、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や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】
上記フォトマスクとしては、石英ガラス、アルミノシリケートガラス等の透明な基板の上に、一般的にはクロム（Ｃｒ）から成る遮光膜をスパッタ法もしくは真空蒸着法等で形成したフォトマスクブランクを用い、この遮光膜に所定のパターンを形成したものをフォトマスクとして用いている。
【０００４】
このようなフォトマスクの製造は、基板上に遮光膜を形成したフォトマスクブランクに、フォトレジストや電子線レジストを塗布した後に所定のパターンに選択的に露光し、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クロム膜を除去した後に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成る所定のパターンが形成されたフォトマスクを製造することができる。
【０００５】
このようなフォトマスクをリソグラフィー法に使用した場合、Ｃｒ系の遮光膜は反射率が大きく、被露光物であるシリコンウエーハ等で反射した光が、投影レンズを通ってフォトマスクで反射し、再びシリコンウエーハに戻る多重反射を防止するため、通常、遮光膜には反射防止膜を形成している。
【０００６】
このような反射防止膜を有するフォトマスクブランクおよびフォトマスクとしては、透明基板上に形成されたＣｒ遮光膜の表面側に反射防止膜としてＣｒＯ膜を形成し、Ｃｒ遮光膜と透明基板の境界層にも反射防止膜を形成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）。また、これらの反射防止膜にはＣｒＯＮを用いたもの（例えば特許文献２および特許文献３参照）を用いることが開示されている。
また、遮光膜にはＣｒ（例えば特許文献２参照）やＣｒＣ（例えば特許文献４参照）等を用いることが知られている。
【０００７】
また、解像度をあげるためにハーフトーン膜を形成した上にＣｒ膜を形成したマスクブランクも実用化されている。
【０００８】
【特許文献１】特公昭６２−３７３８５号公報
【特許文献２】特許第１５６５２４３号明細書
【特許文献３】特許第１４８９６１３号明細書
【特許文献４】特許第１４２００９５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ブランクの反射率は、前述したフォトマスクと半導体基板等の被露光物の間の多重反射を防止するため、露光波長で低いことが求められている。一方、近年では半導体集積回路の高集積化等の市場要求に伴って、フォトマスクのパターンの微細化が急速に進み、これに対して露光波長の短波長化を図ることにより対応してきた。ところが、露光波長が２４８，１９３ｎｍ，１５７ｎｍと短波長化するにしたがって、Ｃｒ系膜を用いた反射防止膜では充分に反射率を低下させることができないという問題が生じてきた。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、露光波長が短波長であっても十分に反射率を低下させることができる反射防止膜を有する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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明は、フォトマスクブランクであって、少なくとも基板上に、Ｃｒを含む遮光膜と、１層または２層以上の反射防止膜を具備し、前記反射防止膜の少なくとも１層の膜は酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素から選択されるいずれかを含むことを特徴とするフォトマスクブランクである（請求項１）。
【００１２】
このように、Ｃｒを含む遮光膜と１層または２層以上の反射防止膜を具備するフォトマスクブランクにおいて、反射防止膜の少なくとも１層の膜が酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素から選択されるいずれかを含むものであれば、露光波長が短波長であっても反射率を十分に低減することができるフォトマスクブランクとなる。
【００１３】
また本発明は、フォトマスクブランクであって、少なくとも基板上に、Ｃｒを含む遮光膜と、２層以上から成る反射防止膜を具備し、前記反射防止膜が、少なくとも、露光波長で透過率が高い膜の層と、露光波長でこれより透過率が低く、検査波長で露光波長より透過率が高い膜の層から構成されていることを特徴とするフォトマスクブランクである（請求項２）。
このようにＣｒを含む遮光膜と、２層以上から成る反射防止膜を具備し、前記反射防止膜が、少なくとも露光波長で透過率が高い膜の層と、露光波長でこれより透過率が低く、検査波長で露光波長より透過率が高い膜から構成されていれば、フォトマスクブランク全体として、露光波長で反射率が低いものとなり、フォトリソグラフィーに用いた際に優れた特性を有し、検査波長では所定の反射率が得られるため、欠陥検査等において十分な感度を得ることができるものとなる。
【００１４】
この場合、前記反射防止膜は、少なくとも、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素から選択されるいずれかを含む膜の層と、Ｃｒを含む膜の層から構成されていることが好ましい（請求項３）。
このように反射防止膜が酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素から選択されるいずれかを含む膜の層と、Ｃｒを含む膜の層から構成されていれば、フォトマスクブランク全体として、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素を含む膜の層により露光波長が短波長でも低い反射率とすることができ、Ｃｒを含む膜の層により検査波長で所定の反射率が得られるため、欠陥検査等において十分な感度を得ることができるものとなる。
【００１５】
この場合、露光波長において反射率が１２％以下であることが好ましい（請求項４）。
このように露光波長において反射率が１２％以下であれば、例えば、前述のフォトマスクとシリコンウエーハなどの被露光物の間の多重反射を十分に防止することができるため好ましい。
【００１６】
この場合、露光波長が２４８ｎｍ以下であることが好ましい（請求項５）。さらに好ましくは、露光波長が１９３ｎｍ以下であることが好ましい（請求項６）。
本発明のフォトマスクブランクは、このように露光波長が短波長であっても、反射率を低いものとすることができるため、フォトリソグラフィーに用いた場合に、フォトマスクと被露光物間の多重反射を防いで、所望の微細な幅のパターンを正確に形成することができ、半導体集積回路装置などにおける高集積化、微細化に十分対応することができるものである。
【００１７】
この場合、検査波長での反射率が１０〜２０％であることが好ましい（請求項７）。
このように検査波長での反射率が１０〜２０％であれば、例えば欠陥検査における検査波長においても所定の反射率を得ることができ、十分な感度を得ることができ、その結果、精度良くブランクの検査を行うことができる。
【００１８】
そして本発明は、本発明のフォトマスクブランクの遮光膜にパターンが形成されたものであることを特徴とするフォトマスクである（請求項８）。
本発明のフォトマスクブランクは、露光波長が短波長であっても低反射率であるため、これにパターンを形成したフォトマスクは、フォトリソグラフィーで所望の微細な幅のパターンを正確に形成することができ、半導体集積回路装置などにおける高集積化、微細化に十分対応することができるものとなる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明によれば、Ｃｒから成る遮光膜を有するフォトマスクブランクおよびフォトマスクであって、露光波長が短波長であっても反射率が低いフォトマスクブランクおよびフォトマスクを得ることができる。さらに、検査波長において、検査に必要な所望の反射率を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら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。
本発明者は、前記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、反射防止膜に酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素から選択されるいずれかを含む膜を用いることにより、露光波長が短波長でも低い反射率を得ることができ、さらにはこれとＣｒを含んだ膜の２層構造にすることによって欠陥検査等での検査波長においても所定の反射率を得られるようにし、本発明をなすに至った。
【００２１】
図１は本発明のフォトマスクブランクの構造の一例を示す図である。本発明のフォトマスクブランク１０では、基板１上にＣｒから成るＣｒ遮光膜２が形成されている。本発明では、従来のＣｒＯ，ＣｒＯＮ等から成るＣｒ系反射防止膜に替えて、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素から選択されるいずれかを含むＳｉ反射防止膜３ＳがＣｒ遮光膜２上に形成されている。
【００２２】
一般に反射防止膜は、膜内の多重反射の干渉効果を利用して所定の波長の反射率を低減する。つまり反射防止膜内を往復した光と反射光との干渉を利用し、反射光強度を抑えている。しかし、反射防止膜内の吸収係数が大きくなると、膜内を往復する間に光が減衰し、反射防止膜の機能が果たせなくなる。一般にフォトマスクブランクでは、ＣｒＯ，ＣｒＯＮ，ＣｒＯＮＣ等から成る膜が用いられるが、これらは短波長での吸収係数が大きく、反射率を充分に低減することはできない。
【００２３】
そこで本発明者らは、反射防止膜に酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素から選択されるいずれかを含む膜を用いることを発想した。前述したように、Ｃｒ系遮光膜を有するフォトマスクブランクの反射防止膜としては、通常、ＣｒＯ，ＣｒＯＮ等から成る膜が用いられてきた。しかし、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素から選択されるいずれかを含む膜を反射防止膜として用いることによって良好な耐薬品性を持たせたままで、反射防止膜の短波長での吸収率を低下させ、膜内の多重反射の効果を充分大きくし、膜の反射率を低下させることができる。
【００２４】
一方、欠陥検査等の検査波長では、一般に露光に用いられる波長より長い波長が用いられ、たとえば露光波長を１９３ｎｍ、２４８ｎｍとするフォトマスクブランクでは、３６５ｎｍ程度の波長が用いられる。この検査波長において充分な感度を得るためには１０−２０％程度の反射率を必要とする。
【００２５】
そのため、図１に示すような単層膜で反射防止膜を構成すると、露光波長ではある程度反射率を制御できても、検査波長での反射率を所定の値にあわせこむことが困難な場合がある。
【００２６】
そこで、このような場合は、反射防止膜を２層以上にすることによって、検査波長でも反射率を所定値に合わせこむことができる。
図３は、本発明の別のフォトマスクブランクの構造の例を示した図である。このフォトマスクブランク１０’では、基板１上にＣｒから成るＣｒ遮光膜２が形成されている。そして、Ｃｒ遮光膜２上には、Ｃｒを含むＣｒ反射防止膜３Ｃと、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素から選択されるいずれかを含むＳｉ反射防止膜３Ｓが順次形成されている。Ｓｉ反射防止膜３Ｓは露光波長で透過率が高く、Ｃｒ反射防止膜３Ｃは露光波長で３Ｓより透過率が低く、検査波長で露光波長より透過率が高い膜として作用する。これによりフォトマスクブランク１０’全体として、短波長の露光波長で反射率が低く、長波長の検査波長で検査に必要な所定の反射率を有するものとなる。
【００２７】
反射防止膜の構成としては、図３に示すように、短波長（露光波長）で透過率が高く反射防止効果が大きい膜３Ｓを表面側にし、短波長で３Ｓより透過率が低く、長波長（検査波長）で短波長より透過率が高い膜３Ｃを基板側に配置することができるし、逆に短波長で反射防止効果が大きい膜３Ｓを基板側に配置し、短波長で３Ｓより透過率が低く、長波長で短波長より透過率が高い膜３Ｃをこの上の表面側に配置することもできる。しかし、短波長での反射防止効果が大きい膜を表面側にした方が膜の設計が行いやすい。
【００２８】
本発明のフォトマスクブランクおよびフォトマスクが使用できる露光波長には特に制限はないが２４８ｎｍ以下、特に１９３ｎｍ以下とすることで効果が大きい。
さらに、マスクとシリコンウエーハ等の被露光物の間における多重反射を低減できるため、フォトマスクブランクの露光波長での反射率は小さければ小さいほど好ましいが、例えば、反射率１５％以下とすることが好ましく、特に好ましくは１２％以下、さらには１０％以下とすることが好ましい。
【００２９】
このような本発明のフォトマスクブランクは、ターゲットとしてＳｉ、Ｃｒを用いた反応性スパッタ法等により、基板側から遮光膜、反射防止膜を順次成膜することにより製造することができる。
【００３０】
スパッタ法としては、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、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、あるいはその他の方式であっても良い。また、成膜装置は通過型でも枚葉型でも構わない。
【００３１】
具体的には、Ｃｒから成る遮光膜を成膜する際には、例えば石英等から成る透明基板上に、Ｃｒをターゲットとして、スパッタガスとしてＡｒを用いてＣｒ膜をスパッタ成膜する。
【００３２】
Ｃｒを含む反射防止膜として例えばＣｒＯＮＣ膜を成膜する際には、Ｃｒをターゲットとして、スパッタガスとしてＣＯ２，Ｏ２等の酸素を含むガスと、Ｎ２，ＮＯ２等の窒素を含むガスと、ＣＨ４，ＣＯ２等の炭素を含むガスとを混合して用いるか、これらにＡｒ等の不活性ガスを混合したガスを用いてＣｒＯＮＣ膜を成膜する。
【００３３】
酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素から選択されるいずれかを含む反射防止膜を成膜する際には、Ｓｉをターゲットとして、スパッタガスとしては、反応性ガスとしては酸化珪素を成膜する際にはＯ２等の酸素を含むガスを用い、窒化珪素を成膜する際にはＮ２等の窒素を含むガスを用い、酸化窒化珪素を成膜する際にはＮ２、ＮＯ２等の窒素を含むガスとＯ２等の酸素を含むガスを混合して用い、あるいは、これらにＡｒ等の不活性ガスを混合したガスを用いて酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素から選択されるいずれかを含む反射防止膜を成膜する。
【００３４】
このようにして得られる本発明のフォトマスクブランクの遮光膜に、リソグラフィー法によりパターンを形成することにより、例えば図２に示すように、図１に示したフォトマスクブランクに、遮光部４と透光部５が設けられた本発明のフォトマスク１１を製造することができる。
この場合のフォトリソグラフィー法におけるレジスト膜の塗布、パターニング（露光、現像）、ドライエッチング又はウエットエッチング、レジスト膜の除去等の工程は、公知の方法によって行うことができる。
【実施例】
【００３５】
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより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インチの角形石英基板上にＣｒをターゲットにして、スパッタガスとしてＡｒを用いて、放電中のガス圧０．３Ｐａ、放電電力２５０Ｗ、成膜前加熱温度１２０℃でＤＣスパッタ法にて、Ｃｒ遮光膜の成膜を膜厚７０ｎｍとなるように行った。次に、このＣｒ遮光膜上にＣｒをターゲットにして、スパッタガスとしてＡｒとＣＯ２とＮ２を用いてＣｒＯＮＣからなる反射防止膜を膜厚１２ｎｍとなるように形成した。さらに、このＣｒＯＮＣ膜上にＳｉをターゲットにして、スパッタガスとしてＡｒとＮ２を用いてＳｉＮから成る反射防止膜を膜厚８ｎｍとなるように形成し、フォトマスクブランクを製造した。
なお、別途、石英基板上にＳｉＮ膜のみを形成したサンプルを作製し、ＳｉＮ膜の吸収係数を測定したところ、ＳｉＮ膜の吸収係数は、波長１９３ｎｍで０．３以下、波長２４８ｎｍで０．１未満、波長３６５ｎｍで０．１未満であった。また、石英基板上にＣｒＯＮＣ膜のみを形成したサンプルを作製し、ＣｒＯＮＣ膜の吸収係数を測定したところ、ＣｒＯＮＣ膜の吸収係数は、波長１９３ｎｍで１．２以上、波長２４８ｎｍで１．１、波長３６５ｎｍで０．８であった。
【００３６】
得られたフォトマスクブランクの反射率を、波長１９３ｎｍ，２４８ｎｍ，３６５ｎｍで測定した。その結果、波長１９３ｎｍでの反射率は５％、波長２４８ｎｍでの反射率が４％、波長３６５ｎｍでの反射率が１４％であった。
このように、本発明の実施例のフォトマスクブランクは、短波長であっても反射率が低く、反射防止効果に優れることが判る。一方、検査波長となる長波長では、検査時に十分な感度を得ることができることが判る。
【００３７】
（比較例１）
６インチの角形石英基板上に実施例１と同様にしてＣｒ遮光膜の成膜を行った。次に、このＣｒ遮光膜上にＣｒをターゲットにして、スパッタガスとしてＡｒとＣＯ２とＮ２を用いてＣｒＯＮＣからなる反射防止膜のみを２０ｎｍ形成し、フォトマスクブランクを製造した。
【００３８】
得られたフォトマスクブランクの反射率を、波長１９３ｎｍ，２４８ｎｍ，３６５ｎｍで測定した。その結果、波長１９３ｎｍでの反射率は２３％、波長２４８ｎｍでの反射率が１７％、波長３６５ｎｍでの反射率が１３％であった。
このように、比較例のフォトマスクブランクは、露光波長となる短波長で反射率が高く、反射防止効果が低いことが判る。
【００３９】
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。
【００４０】
例えば、上記では、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素から選択されるいずれかを含む反射防止膜が１層の場合を例に挙げて説明したが、２層以上設けても良い。また、反射防止膜は遮光膜上に積層する場合に限られず、遮光膜を挟んで上下に設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明のフォトマスクブランクの構造の一例を示す図である。
【図２】本発明のフォトマスクの構造の例を示す図である。
【図３】本発明の別のフォトマスクブランクの構造を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１…基板、  ２…Ｃｒ遮光膜、  ３Ｓ…Ｓｉ反射防止膜、  ３Ｃ…Ｃｒ反射防止膜、  ４…遮光部、  ５…透光部、  １０，１０’…フォトマスクブランク、  １１…フォトマスク。
【図１】
2005004180.tif 000003
【図２】
2005004180.tif 000004
【図３】
2005004180.tif 000005