(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲットと、このターゲットと対向する位置に配設された成膜対象である透明基板とをチャンバ内に備え、このチャンバ内に反応性ガスを含むスパッタガスを供給して、反応性スパッタリングを行うことにより透明基板上に位相シフト膜を成膜するフォトマスク用ブランクスの製造方法において、上記ターゲットとして、ＭＳｉ（但し、ＭはＷ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｖ、Ｃｏ、Ｃｒ及びＮｉから選ばれる少なくとも１種の金属である）で表されるターゲットと、単結晶シリコンからなるターゲットを各々１個以上配設すると共に、該ターゲットと基板とを相対的に移動させながら反応性スパッタリングを行うことを特徴とするフォトマスク用ブランクスの製造方法。
【請求項２】
上記ＭＳｉターゲットが、化学量論的に安定な組成、又は化学量論的に安定な組成よりもシリコンの量が少ない組成である請求項１記載のフォトマスク用ブランクスの製造方法。
【請求項３】
上記位相シフト膜が、酸素、窒素、炭素及びフッ素から選ばれるいずれか１種以上を含むＭＳｉ（但し、Ｍは上記と同じ意味である）を主成分とする請求項１又は２記載のフォトマスク用ブランクスの製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の方法により得られたフォトマスク用ブランクスをリソグラフィ法によりパターン形成することを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォトリソグラフィーに用いるフォトマスク用ブランクス及びフォトマスクの製造方法に関し、更に詳述すると、ＬＳＩ，ＶＬＳＩ等の高密度半導体集積回路、ＣＣＤ（電荷結合素子），ＬＣＤ（液晶表示素子）用の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用ブランクスの製造方法及びフォトマスクの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体集積回路をはじめとして、ＣＣＤ（電荷結合素子），ＬＣＤ（液晶表示素子）用のカラーフィルター、及び磁気ヘッド等の微細加工などの広範囲な用途を有するフォトマスクは、一般的には、石英基板等の透光性基板上にクロムを主成分とした遮光膜を所定のパターンで形成したものである。近年では半導体集積回路の高集積化などの市場要求に伴って回路パターンの微細化が進み、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。
【０００３】
しかしながら、露光波長の短波長化は、解像度を改善する反面、焦点深度の減少を招き、パターン転写プロセスの安定性が低下し、製品の歩留まりに悪影響を及ぼすという問題があった。
【０００４】
このような問題に対し、より微細加工を行うために位相シフト膜と呼ばれる光の干渉を利用して、制御よく微細な形状に加工する方法が提案されている。例えば酸素が添加されたクロム膜やモリブデンシリサイドを位相シフト膜として用い、単独で用いるもの（特開平４−１３６８５４号公報）、遮光膜と位相シフト膜とを組み合わせて用いるもの（特公昭６２―５９２９６号公報）などが提案されている。
【０００５】
また、位相シフトマスクの一つとして、遮光される部分に僅かに光を通し、かつ透過部との光の位相を変化させる層（位相シフト膜）を設けたハ−フトーン型位相シフトマスクと呼ばれるものが提案されている。
【０００６】
このハーフトーン型位相シフトマスクとしては、例えばモリブデンシリサイド酸化物（ＭｏＳｉＯ）、モリブデンシリサイド酸化窒化物（ＭｏＳｉＯＮ）などからなる位相シフト膜を有するものが提案されている（特開平７−１４０６３５号公報）。
【０００７】
このようなハ−フトーン型位相シフトマスクに限らず、フォトマスクを製造する場合、まず、ターゲットを用いたスパッタリングにより石英基板上に薄膜を形成したフォトマスク用ブランクスを作成する。例えば、モリブデンシリサイド酸化物からなるフォトマスク用ブランクスを製造する際には、モリブデンシリサイドのターゲットを用い、石英基板が置かれたチャンバ内にアルゴンガスと酸素ガスとの混合ガスを供給しながら反応性スパッタリングを行うことにより、石英基板上にモリブデンシリサイド酸化物の薄膜（位相シフト膜）が形成される。
【０００８】
この場合、モリブデンシリサイドのターゲットは、上記のようにフォトマスク用ブランクスを製造する場合だけでなく、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体集積回路を作製する場合のスパッタリングターゲットとしても使用されているが、このようなモリブデンシリサイドのターゲットは、モリブデンシリサイドとシリコンを加熱処理し、化合させた後、粉砕し、更にこれをプレス成形することにより製造されている。
【０００９】
しかしながら、金属とシリコン粉末とを焼結させた焼結体からなる金属シリサイドターゲットを用いて成膜を行うと発塵が多くなり、このため、成膜中に塵等が基板又は薄膜上に付着してパーティクルや欠陥が生じてしまうという問題がある。特に、金属シリサイドターゲットにおいて化学量論比よりＳｉを多くした場合、Ｓｉ粒子が多くなるため、更に発塵し易くなってしまうという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、パーティクルや欠陥の発生が著しく少ないフォトマスク用ブランクス及びフォトマスクを得ることができるフォトマスク用ブランクスの製造方法及びフォトマスクの製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、ターゲットと、このターゲットと対向する位置に配設された成膜対象である透明基板とをチャンバ内に備え、このチャンバ内に反応性ガスを含むスパッタガスを供給して、反応性スパッタリングを行うことにより透明基板上に位相シフト膜を成膜するフォトマスク用ブランクスの製造方法において、上記ターゲットとして、ＭＳｉ（但し、ＭはＷ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｖ、Ｃｏ、Ｃｒ及びＮｉから選ばれる少なくとも１種の金属である）で表されるターゲットと、単結晶シリコンからなるターゲットを各々１個以上配設すると共に、これらターゲットと基板とを相対的に移動させながら反応性スパッタリングを行うことにより、ターゲット自体からの発塵を極めて少なくすることができ、位相シフト膜中に欠陥、パーティクルの発生が著しく少ない高品質なフォトマスク用ブランクス及び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。
【００１２】
即ち、本発明は、下記のフォトマスク用ブランクス及びフォトマスクの製造方法を提供する。
請求項１：
ターゲットと、このターゲットと対向する位置に配設された成膜対象である透明基板とをチャンバ内に備え、このチャンバ内に反応性ガスを含むスパッタガスを供給して、反応性スパッタリングを行うことにより透明基板上に位相シフト膜を成膜するフォトマスク用ブランクスの製造方法において、上記ターゲットとして、ＭＳｉ（但し、ＭはＷ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｖ、Ｃｏ、Ｃｒ及びＮｉから選ばれる少なくとも１種の金属である）で表されるターゲットと、単結晶シリコンからなるターゲットを各々１個以上配設すると共に、該ターゲットと基板とを相対的に移動させながら反応性スパッタリングを行うことを特徴とするフォトマスク用ブランクスの製造方法。
請求項２：
上記ＭＳｉターゲットが、化学量論的に安定な組成、又は化学量論的に安定な組成よりもシリコンの量が少ない組成である請求項１記載のフォトマスク用ブランクスの製造方法。
請求項３：
上記位相シフト膜が、酸素、窒素、炭素及びフッ素から選ばれるいずれか１種以上を含むＭＳｉ（但し、Ｍは上記と同じ意味である）を主成分とする請求項１又は２記載のフォトマスク用ブランクスの製造方法。
請求項４：
請求項１乃至３のいずれか１項記載の方法により得られたフォトマスク用ブランクスをリソグラフィ法によりパターン形成することを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【００１３】
本発明によれば、反応性スパッタ法によりフォトマスク用ブランクス及びフォトマスクを製造する方法において、ＭＳｉ（但し、ＭはＷ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｖ、Ｃｏ、Ｃｒ及びＮｉから選ばれる少なくとも１種の金属である）で表されるターゲットと、単結晶シリコンからなるターゲットを各々１個以上用いると共に、これらターゲットと基板とを相対的に移動させながら反応性スパッタリングを行うことにより、従来の金属シリサイドのターゲット、特に化学量論比よりもＳｉが多いターゲットを用いた場合に比べてターゲットからの発塵を減少させることができ、この発塵が基板又は薄膜上に付着して欠陥、パーティクルの発生が著しく少なく、従ってパターン欠陥の少ない高品質なフォトマスク用ブランクス及びフォトマスクが得られ、更なる半導体集積回路の微細化、高集積化に十分対応することができるものである。
【００１４】
以下、本発明について更に詳しく説明する。
本発明のフォトマスク用ブランクスの製造方法は、ターゲットと、このターゲットと対向する位置に配設された成膜対象である透明基板とをチャンバ内に備え、このチャンバ内に反応性ガスを含むスパッタガスを供給して、反応性スパッタリングを行うことにより透明基板上に位相シフト膜を成膜するフォトマスク用ブランクスの製造方法において、上記ターゲットとして、ＭＳｉ（但し、ＭはＷ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｖ、Ｃｏ、Ｃｒ及びＮｉから選ばれる少なくとも１種の金属である）で表されるターゲットと、単結晶シリコンからなるターゲットを各々１個以上配設すると共に、これらターゲットと基板とを相対的に移動させながら反応性スパッタリングを行うものである。
【００１７】
また、単結晶シリコンは、その抵抗率が低い方が異常放電が少ないことから好ましく、抵抗率は０．１Ωｃｍ以下、特に０．０５Ωｃｍ以下であることが好ましい。
【００１８】
ターゲットとしては、少なくとも１個のＭＳｉ（但し、ＭはＷ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｖ、Ｃｏ、Ｃｒ及びＮｉから選ばれる少なくとも１種の金属である。）で表されるターゲットと、少なくとも１個の単結晶シリコンターゲットを用いる。この場合、ＭＳｉターゲットが、化学量論的に安定な組成、又は化学量論的に安定な組成よりもシリコンの量が少ない組成であることが好ましい。例えばＭがＭｏの場合には、化学量論比であるＭｏＳｉ2ターゲットと、単結晶シリコンターゲットとを用いることができる。これにより、発塵の多い化学量論比よりＳｉを多く含むＭｏＳｉ2.3ターゲットなどを用いることなく、実質的に化学量論比よりＳｉを多く含む発塵の少ないターゲットが得られる。
【００１９】
ターゲットとしては、例えば円板状、正方形板状、長方形板状、円筒状等の種々の形状のターゲットを用いることができるが、特に円板状のターゲットが好ましい。なお、円板状ターゲットの直径は通常５０ｍｍ〜４００ｍｍ程度、厚みは３ｍｍ〜２０ｍｍ程度である。
【００２０】
なお、成膜に用いる基板としては、特に制限されず、例えば透明な石英基板、アルミノシリケートガラス、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウムが好ましい。
【００２１】
本発明の製造方法は、ＭＳｉ（但し、ＭはＷ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｖ、Ｃｏ、Ｃｒ及びＮｉから選ばれる少なくとも１種の金属である）で表されるターゲットと、単結晶シリコンからなるターゲットを各々１個以上用い、これらターゲットと基板とを相対的に移動させながら反応性スパッタリングを行うものである。
【００２２】
本発明において、ターゲットと基板とを相対的に移動させるということは、基板に対してターゲットを移動させてもよく、ターゲットに対して基板を移動させてもよく、又はターゲット及び基板の両方を移動させてもよく、要するに、基板位置とターゲット位置とが異なる位置となるように何らかの方法で移動させることをいう。
【００２３】
具体的には、図１に示したようなスパッタ装置を用いて反応性スパッタリングを行うことができる。この図１のスパッタ装置は、回転可能な円盤状ターゲット支持台３と、回転可能な円盤状基板支持台４とを備え、ターゲット支持台３の所定位置に異なる種類の第１のターゲット１と第２のターゲット１ａとをそれぞれ配置し、これらターゲットと対峙するように基板２，２を基板支持台４に取り付け、ターゲット支持台３を固定した状態で、基板支持台４を図１中矢印方向に回転させながら反応性スパッタリングを行うものである。なお、図１では、基板及びターゲットは２個ずつ配置しているが、基板は１個でもよく、ターゲットは少なくとも２種の２個以上であれば特に制限されず、更に複数個設けることもできる。
【００２４】
また、図２に示したように、基板支持台４を固定した状態でターゲット１，１ａを配置したターゲット支持台３を図２中矢印方向に回転させながら反応性スパッタリングを行うこともできる。更に、図示を省略しているが、ターゲット支持台３及び基板支持台４を互いに異なる方向に回転させながら反応性スパッタリングを行うこともできる。
【００２５】
更に、（１）交互に２種のターゲットを複数個設けて、基板を回転運動又は並進運動させることにより、ターゲットと基板とを相対的に移動させながら反応性スパッタリングを行う方法、（２）チャンバ内の一方にＭＳｉ（但し、ＭはＷ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｖ、Ｃｏ、Ｃｒ及びＮｉから選ばれる少なくとも１種の金属である）で表されるターゲット、他方に単結晶シリコンターゲットを各々１個ずつ設けて、これらターゲット間で基板を往復運動させながら反応性スパッタリングを行う方法、（３）図３に示したように、少なくとも２種のターゲット１…を各々複数個設けて、例えばベルトコンベア等の移動機構５上に取り付けられた複数個の基板２を図３中矢印方向に連続的に移動させながら反応性スパッタリングを行う方法などを採用することもできる。
【００２６】
スパッタリング方法としては、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、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。なお、成膜装置は通過型でも、枚葉型でも構わない。
【００２７】
成膜する際のスパッタリングガスの組成は、アルゴン等の不活性ガスに酸素ガスや窒素ガス、各種酸化窒素ガス、各種酸化炭素ガス等の炭素を含むガスを成膜される位相シフト膜が所望の組成を持つように、適宜に添加することにより成膜することができる。この場合、炭素を含むガスとしては、メタン等の各種炭化水素ガス、一酸化炭素や二酸化炭素の酸化炭素ガス等があるが、二酸化炭素は炭素源及び酸素源として使用できると共に、反応性が低く安定なガスであることから特に好ましい。
【００２８】
このようにして成膜される位相シフト膜は、酸素、窒素、炭素及びフッ素から選ばれるいずれか１種以上を含むＭＳｉ（但し、ＭはＷ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｖ、Ｃｏ、Ｃｒ及びＮｉから選ばれる少なくとも１種の金属である。）を主成分とするものが好ましく、これらの中でもＭｏＳｉＯＣ膜、ＭｏＳｉＯＮＣ膜、ＭｏＳｉＦＯＮＣ膜が好ましい。
【００２９】
具体的には、ＭｏＳｉＯＣを成膜する場合には、ターゲットとしてモリブデンケイ素と単結晶シリコンとの２種のターゲットを用い、スパッタガスとしてアルゴンガスと二酸化炭素ガスとの混合ガスを用いて反応性スパッタリングを行うことが好ましい。また、ＭｏＳｉＯＮＣ膜を成膜する場合には、ターゲットとしてモリブデンケイ素と単結晶シリコンとを用い、スパッタガスとしてアルゴンガスと二酸化炭素ガスと窒素ガスとの混合ガスを用いて反応性スパッタリングを行うことが好ましい。
【００３０】
次に、本発明のフォトマスク用ブランクスを用いてフォトマスクを製造する場合は、図４（Ａ）に示したように、上記のようにして基板１１上に位相シフト膜１２を形成した後、この位相シフト膜１２の上にレジスト膜１３を形成し、図４（Ｂ）に示したように、レジスト膜１３をパターンニングし、更に、図４（Ｃ）に示したように、位相シフト膜１２をドライエッチング又はウエットエッチングした後、図４（Ｄ）に示したように、レジスト膜１３を剥離する方法などが採用し得る。この場合、レジスト膜の塗布、パターンニング（露光、現像）、ドライエッチング又はウエットエッチング、レジスト膜の除去は、公知の方法によって行うことができる。
【００３１】
本発明の製造方法により得られるフォトマスクは、膜中のパーティクルや欠陥が極めて少なく、従ってパターン欠陥の発生を少なくすることができるものである。
【００３２】
【実施例】
以下、実施例、参考例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００３３】
〔参考例１〕
６”角の石英基板と、ターゲットとして単結晶シリコン１個と、モリブデンターゲット１個とを設けた図１に示したようなスパッタ装置を用いて、ＡｒとＣＯ2とＮ2とを流量比で７：４：４に混合したスパッタガスを流して、基板を回転させながらＤＣマグネトロンスパッタ法によりＭｏＳｉＯＮＣ膜を膜厚１５０ｎｍに成膜した。
【００３４】
得られたＭｏＳｉＯＮＣ膜の０．３μｍ以上の大きさのパーティクル数をレーザー散乱光で測定した。結果を表１に示す。
【００３５】
〔実施例１〕
６”角の石英基板と、ターゲットとして単結晶シリコン１個と、ＭｏＳｉ2ターゲット１個とを設けた図１に示したようなスパッタ装置を用いて、ＡｒとＣＯ2とＮ2とを流量比で７：４：４に混合したスパッタガスを流して、基板を回転させながらＤＣマグネトロンスパッタ法によりＭｏＳｉＯＮＣ膜を膜厚１５０ｎｍに成膜した。
【００３６】
得られたＭｏＳｉＯＮＣ膜の０．３μｍ以上の大きさのパーティクル数をレーザー散乱光で測定した。結果を表１に示す。
【００３７】
〔比較例１〕
ターゲットとしてＭｏＳｉ2.3を１個設けたスパッタ装置を用いた以外は参考例１と同じ条件でＭｏＳｉＯＮＣ膜を膜厚１５０ｎｍに成膜した。
【００３８】
得られたＭｏＳｉＯＮＣ膜の０．３μｍ以上の大きさのパーティクル数をレーザー散乱光で測定した。結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
0004458216.tif 000002
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、ＭＳｉ（但し、ＭはＷ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｖ、Ｃｏ、Ｃｒ及びＮｉから選ばれる少なくとも１種の金属である）で表されるターゲットと、単結晶シリコンからなるターゲットを各々１個以上用いると共に、これらターゲットと基板とを相対的に移動させながら反応性スパッタリングを行うことによって、ターゲットからの発塵が著しく減少し、欠陥、パーティクルの発生が極めて少ない高品質なフォトマスク用ブランクス及びフォトマスクを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスパッタ装置を示した概略側面図である。
【図２】同別のスパッタ装置の概略側面図である。
【図３】同更に別のスパッタ装置の概略側面図である。
【図４】フォトマスクの製造方法を示した説明図であり、（Ａ）はレジスト膜を形成した状態、（Ｂ）はレジスト膜をパターニングした状態、（Ｃ）はドライエッチング又はウエットエッチングを行った状態、（Ｄ）はレジスト膜を除去した状態の概略断面図である。
【符号の説明】
１  ターゲット
２  １１  基板
３  ターゲット支持台
４  基板支持台
１２  位相シフト膜
１３  レジスト膜
【図１】
0004458216.tif 000003
【図２】
0004458216.tif 000004
【図３】
0004458216.tif 000005
【図４】
0004458216.tif 000006