JP2000511300A - 減衰する埋め込まれた移相フォトマスク・ブランク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 １８０°の移相を作り出し得且つ選択されたリソグラフィー波長＜４００ｎｍにおいて少なくとも０．００１の光学的透過率を有する減衰する埋め込まれた移相フォトマスク・ブランクは、アルミニウム化合物の少なくとも１層及び選択されたリソグラフィー波長＜４００ｎｍにおいてアルミニウム化合物より光学的に吸収性である少なくとも１つの成分を含んでなり、そしてアルミニウム化合物の少なくとも１層及び選択されたリソグラフィー波長＜４００ｎｍにおいてアルミニウム化合物より光学的に吸収性である少なくとも１つの成分を基板上に付着させることによって製造される。

Description

【発明の詳細な説明】 減衰する埋め込まれた移相フォトマスク・ブランク 技術分野 本発明は、短波長（即ち＜４００ｎｍ）光を用いる光リソグラフィーにおける 移相フォトマスク・ブランク（ｐｈｏｔｏｍａｓｋ ｂｌａｎｋ）に関する。更 に特に本発明は、透過光の位相を、空気中、同一の路長を伝播する光に対して１ ８０°だけ減衰及び変化させる移相フォトマスク・ブランクに関する。そのよう なフォトマスク・ブランクは、通常減衰する（ａｔｔｅｎｕａｔｉｎｇ）［埋め 込まれた（ｅｍｂｅｄｄｅｄ）］移相フォトマスク・ブランクまたはハーフトー ン移相フォトマスク・ブランクとして技術的に知られている。 背景の技術 エレクトロニクス工業は、高密度集積回路の製造のために、光学的リソグラフ ィーを０．２５ｍｍ及びそれ以下の臨界的寸法まで拡張することを探求している 。これを達成するには、短波長、即ち＜４００ｎｍで作業するためのリソグラフ フォトマスク・ブランクが必要であろう。将来の光学的リソグラフィーの目標と される２つの波長は、２４８ｎｍ（ＫｒＦレーザーの波長）及び１９３ｎｍ（Ａ ｒＦレーザーの波長）である。移相マスクは、破壊的な光学的干渉により小さい 回路の特徴のパターン化されたコントラストを高める。 光を減衰させ、その位相を変える移相フォトマスク及びフォトマスク・ブラン クの概念は、Ｈ．Ｉ．スミス（Ｓｍｉｔｈ）により米国特許第４８９０３０９号 （「ｐ−位相変位減衰器を用いるリソグラフィーマスク」）において明らかにさ れた。公知の減衰する埋め込まれた移相フォトマ スク・ブランクは、２つの範疇に分類される：（１）Ｃｒ、Ｃｒ酸化物、Ｃｒ炭 化物、Ｃｒ窒化物、Ｃｒフッ化物またはこれらの組み合わせ物を含むＣｒに基づ くフォトマスク・ブランク、及び（２）ＳｉＯ₂またはＳｉ₃Ｎ₄を、大方不透明 な材料例えばＭｏＮまたはＭｏＳｉ₂と一緒に含むＳｉＯ₂またはＳｉ₃Ｎ₄に基づ くフォトマスク・ブランク。普通後者の材料は、一般に「ＭｏＯＳｉＮ」として 言及される。 Ｃｒに基づくフォトマスク・ブランクは、化学的に耐性があり、不透明なＣｒ フォトマスク・ブランクに対して開発されたよく知られる加工工程の多くを利用 できるという利点を有している。ＳｉＯ₂またはＳｉ₃Ｎ₄に基づく第２の範疇の フォトマスク・ブランクは、その深いＵＶへの透明性と無害な弗素に基づく化学 を含むドライエッチングの容易さとを利用する。しかしながら、更に短波長（＜ ２００ｎｍ）に対するフォトマスク・ブランクの開発の必要性は、専らＣｒ（酸 化物、炭化物、窒化物、フッ化物またはこれらの組み合わせ物）に基づくフォト マスク・ブランクがその様な波長において光学的に吸収し過ぎるから、Ｃｒ化学 をより望ましくない物にしている。この短波長の状況における「ＭｏＳｉＯＮ」 フォトマスク・ブランクの欠点は、Ｓｉに富み過ぎ、結果として石英（ＳｉＯ₂ ）基材に対して貧弱なエッチング選択性しか有さない。即ちそれは弗素エッチン グ剤では貧弱な更なる材料層をエッチングするエッチング工程を必要とする。 更に、水素化された非晶性カーボン層、タンタル及びそのＣｒ金属層との化合 物、或いはハフニウム化合物からなる１つまたはそれ以上の層を含んでなる減衰 する埋め込まれた移相フォトマスク・ブランクに関する文献も参照できる。 発明の概略 本発明は、アルミニウム化合物の少なくとも１層及び選択されたリソグラフィ ー波長＜４００ｎｍにおいてアルミニウム化合物より光学的に吸収性である少な くとも１つの成分を含んでなる、１８０°の移相を作り出し得且つ選択されたリ ソグラフィー波長（＜４００ｎｍ）において少なくとも０．００１の光学的透過 率を有する、減衰する埋め込まれた移相フォトマスク・ブランクを含んでなる。 窒化アルミニウム、オキシ窒化アルミニウム及び酸化アルミニウムは、好適な アルミニウム化合物の例である。これらの化合物は短波長において比較的透明で あり、強固であり、エッチングでき、また石英基板に対してエッチング選択性を 有する。より光学的に吸収性の成分は、元素状金属、金属酸化物、金属窒化物及 びこれらの混合物からなる群から好適に選択される。最も好適には、より光学的 に吸収性の成分は、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｉｎ、Ｃｏ、Ｂｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｃｒ、 Ｎｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、ランタニド系の金属及びＷの酸化物、或いはＴｉ 、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｚｒ、ＨｆまたはＶの窒化物、及び元素状金属 から選択される。 他の観点において、本発明は、アルミニウム化合物の少なくとも１層及び選択 されたリソグラフィー波長＜４００ｎｍにおいてアルミニウム化合物より光学的 に吸収性である少なくとも１つの成分を基板上に付着させることを含んでなる、 １８０°の移相を作り出し得且つ選択されたリソグラフィー波長（＜４００ｎｍ ）において少なくとも０．００１の光学的透過率を有する減衰する埋め込まれた 移相フォトマスク・ブランクを製造する方法を含んでなる。 本発明のこれらの及び他の特徴は、図面及び請求の範囲を参考にして、本明細 書を更に読むことによって明らかになるであろう。 図面の簡単な説明 図１は、６％Ｎ₂／Ａｒガス混合物中で製造した本発明のＡｌ／ＡｌＮサーメ ット・フォトマスク・ブランク（ｃｅｒｍｅｔ ｐｈｏｔｏｍａｓｋ ｂｌａｎ ｋ）のＸ線回折図である。 図２は、１０％Ｎ₂／Ａｒガス混合物中で製造した本発明のＡｌ／ＡｌＮサー メット・フォトマスク・ブランクのＸ線回折図である。 図３は、２０％Ｎ₂／Ａｒガス混合物中で製造した本発明のＡｌ／ＡｌＮサー メット・フォトマスク・ブランクのＸ線回折図である。 図４は、サーメット・フォトマスク・ブランクの屈折率（ｎ）とそのスパッタ リング中の窒素分圧との関係を示すグラフである。 図５は、サーメット・フォトマスク・ブランクの吸光係数（ｋ）とそのスパッ タリング中の窒素分圧との関係を示すグラフである。 図６は、サーメット・フォトマスク・ブランクに対するＮ₂分圧の関数として の埋め込まれた移相器（ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｈｉｆｔｅｒ）透過率（Ｔ％）を 示すグラフである。 図７は、ＡｌＮ／ＣｒＮ多層フォトマスク・ブランクにおける屈折率（ｎ）と ＡｌＮ％との関係を示すグラフである。 図８は、ＡｌＮ／ＣｒＮ多層フォトマスク・ブランクにおける吸光係数（ｋ） とＡｌＮ％との関係を示すグラフである。 図９は、ＡｌＮ／ＣｒＮフォトマスク・ブランクの、ＡｌＮ％の関数としての 光学的透過率（Ｔ％）を示すグラフである。 図１０は、Ａｌ₂Ｏ₃／ＣｒＯ_X複合フォトマスク・ブランクにおける 屈折率（ｎ）とＡｌ₂Ｏ₃％との関係を示すグラフである。 図１１は、Ａｌ₂Ｏ₃／ＣｒＯ_X複合フォトマスク・ブランクにおける吸光係数 （ｋ）とＡｌ₂Ｏ₃％との関係を示すグラフである。 図１２は、Ａｌ₂Ｏ₃／ＣｒＯ_X複合フォトマスク・ブランクの、Ａｌ₂Ｏ₃％の 関数としての光学的透過率（Ｔ％）を示すグラフである。 図１３は、ＡｌＮ／ＣｒＮ複合フォトマスク・ブランク中のＡｌＮ％の関数と しての埋め込まれた移相器透過率（Ｔ％）を示すグラフである。 発明の詳細な説明 技術的に公知のように、「フォトマスク・ブランク」は術語「フォトマスク」 が影像された後のフォトマスク・ブランクを記述するために使用されるという点 で「フォトマスク」と異なる。本明細書ではこの慣例に従う試みがなされている が、同業者はこの特徴が本発明の材料の観点でないことを認識しよう。従って本 明細書において、術語「フォトマスク・ブランク」は、広義には影像された及び 影像されてないフォトマスク・ブランクの双方を含んで使用されることを理解す べきである。 本発明の移相フォトマスク・ブランクは、３つの異なった形態を仮定するるこ とができる：（１）サーメット、（２）多層、または（３）複合材料。フォトマ スク・ブランクの好適な製造法は、物理的蒸着法（例えばスパッタリングまたは 蒸発）によるが、ある材料を基板上に付着させる同業者には公知の他の方法も使 用することができよう。 サーメット 「サーメット」は、元素状金属を、セラミック・マトリックス中に均一に不均 一に分散させて含んでなるフォトマスク・ブランクを言及するのに使用される。 本発明との関連において、サーメットはＭ／ＡｌＸと して示される。但し、Ｍは小濃度の金属を示し、ＡｌＸはアルミニウム化合物の セラミック・マトリックスを示す。 サーメット例えばＡｌ／ＡｌＮまたはＲｕ／Ａｌ₂Ｏ₃は、スパッタリングまた は電子線蒸発により製造される。スパッタリングの場合、スパッタリング実験に 先立って、ステンレス鋼室を、クリオポンプで少なくとも１ｘ１０^-4Ｐａのバッ クグランド圧力まで脱気する。この場合、ターボ分子または拡散ポンプも適当で ある。ここでは直径５〜２０ｃｍの金属ターゲットが使用される。ＤＣマグネト ロン、ＲＦマグネトロン、及びＲＦダイオード・スパッタリング法は、すべてサ ーメットを製造するのに有効である。サーメットをスパッタリングするには、タ ーゲットは、Ａｌ／ＡｌＮに関して単一金属、或いはＣｒ−ＳｉＯフィルムに関 して多成分ターゲットであってよい。スパッタリングの条件は元素状金属の場合 には化学組成を決定し、一方ターゲット成分の比は多成分材料の化学組成を決定 する。 フィルムを基板上に付着させる前に、金属ターゲットを純Ａｒ中で少なくとも ３０分間スパッタリングして綺麗な反応性表面を作るように予備スパッタリング または予備調整する。ついでフィルムをＡｒ及びＮ₂分圧中でスパッタリングし て窒化物を、Ｏ₂中で酸化物を、或いはＯ₂＋Ｎ₂中でオキシ窒化物を製造する。 典型的な全スパッタリング圧力は、１．３ｘ１０^-2Ｐａまたはそれ以下で、濃密 なフィルムの成長を促進する。しかし他のフィルムの特性を調整するために有利 であれば、より高い圧力を用いることも可能である。一般に真空条件、ターゲッ トの予備調整、及びスパッタリング条件は、サーメット、多層、及び複合物に対 して同様である。 電子線蒸発によりサーメットを製造する場合、フィルムの蒸着に先立って、真 空系を、少なくとも１ｘ１０^-4Ｐａ以下のバックグランド圧力まで脱気する。Ａ ｌ化合物及び金属の蒸着に対しては、別の蒸発源を使用する。これらの電子線加 熱源のそれぞれからの材料の付着速度は、独立に監視して石英結晶速度制御器に より制御する。蒸着法によって製造されるサーメットの化学組成は、相対的な付 着速度によって制御できる。一般に真空及び付着に対する作業は、蒸着されるサ ーミット、多層、及び複合物に対して同様である。 多層 「多層」は、Ａｌ化合物の層とより光学的に吸収性の成分の層との交互の層か らなるフォトマスク・ブランクを示すために使用される。これらの多層の製造を 容易にするために、Ａｌ化合物及びより光学的に吸収性成分が同一種であること 、例えばそれら両方が窒化物または酸化物であるということは好適である。層は 超薄膜（１〜２単層）またはそれより非常に厚くてもよい。相対的な層の厚さは 、光学的な性質を制御する。この層化は、周期的でも非周期的でもよく、また層 はすべて同一の厚さを有していてもよく、それぞれ異なってもよい。傾斜した厚 さの層も、同一の透過において異なるフィルムの反射性を工作するために有利に 使用できる。多層化は、同一の工程条件を維持しつつ、個々の層の厚さを選択す ることによって光学的な性質が処理できるから魅力的である。 多層フォトマスク・ブランクは、Ａｒ及び他の反応性ガス例えばＮ₂またはＯ₂ の分圧中、別々の金属ターゲットからスパッタリングすることによって製造され る。このターゲットは、そのスパッタリングされたフラックスが重ならないよう に物理的に離して置く。両方のターゲット は同一のスパッタリングのガス環境で処理するが、各ターゲットに適用される電 力及び結果としてのスパッタリング速度は普通異なる。多層の成長は、回転テー ブル上の基板を各ターゲット下に連続的に通過させることによって進行せしめう る。薄膜の化学組成は、個々の層の厚さによって調節し、その付着速度によって 制御し、ある期間基板を各ターゲットの下で停止させることによって調整できる 。他に基板を一定速度で回転させ、個々の相の厚さをスパッタリング速度で固定 することもできる。基板がターゲットの下を通過するとき、それが停止する時間 をプログラムに組み込んで、周期的または非周期的構造が製造できる。 複合物 「複合物」という用語は、Ａ１化合物及びＴｉ、Ｆｅ、Ｉｎ、Ｃｏ、Ｂｉ、Ｍ ｎ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔa,，Ｍｏ、ランタニド系の金属及び Ｗの酸化物、或いはＴｉ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｚｒ、ＨｆまたはＶの 窒化物、から選択されるより光学的に吸収性の成分の原子状または分子の混合物 を含んでなるフォトマスク・ブランクを言及するために使用される。この混合物 は均一でも不均一でもよい。多層の場合のように、これらの複合材料の製造を容 易にするために、Ａ1化合物及びより光学的に吸収性の成分が同一種のものであ ることは好適である。複合物は、より光学的に吸収性の成分が金属酸化物または 窒化物であり、一方サーメットではそれが元素状金属であるという点でサーメッ トとは異なる。 複合物フォトマスク・ブランクは、少なくとも２つのターゲットからの共スパ ッタリングにより製造される。このターゲットは、基板をＡｌ化合物及びより光 学的に吸収性の成分で同時にコーテイングして原子状 混合物を達成するように共焦点の幾何的配列を有する。これらの化学組成は、個 々のターゲットの相対的付着速度によって制御される。他に、複合物は、最初に 組成的に同等の多層を成長させ、ついでそれを加熱し、層の内部拡散によって化 学的に均一にして、或いは所望の化学性を有する多成分ターゲットからフィルム を付着させて製造してもよい。 光学的性質 光学的性質（屈折率ｎ及び吸光係数ｋ）は、光学的反射と透過データを組合わ せることによりエネルギー範囲１．５〜６．６５ｅＶに相当する１８６〜８００ ｎｍからの３つの入射角において、可変角分光学的偏向解析法で決定した。光学 的定数は、基板においてより光を通さない（５０％）界面層と薄膜の最上相とを 考慮した薄膜の光学的モデルを用いることにより、上記データに同時に適合させ た。光学的性質のスペクトル的依存性の知識から、１８０°移相に相当する薄膜 の厚さ、光学的透過率、及び反射率が計算できる。これに関しては、一般に本明 細書に参考文献として引用されるＯ．Ｓ．ヘブンズ（Ｈｅａｖｅｎｓ）、薄ぃ固 体フィルムの光学的性質、５５〜６２ページ、ドーバー（Ｄｏｖｅｒ，）、１９ ９１を参照のこと。 実施例 実施例１〜８：Ａｌ／ＡｌＮサーメット 製造 表１は、Ａｌ／ＡｌＮサーメットの合成条件を要約する。ここに、ＰはＡｒ＋ Ｎ₂の全圧であり、％ＮはＡｒ＋Ｎ₂ガス混合物中のＮ₂の％であり、Ｐｗは電力 であり、ＶｓはＡｌターゲットに適用される電圧であり、Ｒはフィルムに対する 付着速度であり、そしてｄは厚さである。タ ーゲットは直径７．６ｃｍのＡｌであり、クリオポンプで約２．６ｘ１０^-5Ｐａ の典型的なバックグランド圧を用いるスパッタリング系でＲＦマグネトロン・ス パッタリングした。フィルムのスパッタリングに先立って、Ａｌターゲットを約 １時間５００Ｗで１．３Ｐａ下に予備スパッタリング処理した。これは、Ｎ₂の 導入前にターゲットの表面を高度に反応性の金属Ａｌにするために行った。フィ ルムを、Ｎ₂2０％／Ａｒ８０％の分圧においてＡｌターゲットから反応的にスパ ッタリングした場合にＡｌＮが性成し、一方Ａｒ単独中でスパッタリングした場 合に金属Ａｌフィルムが生成した。中間的な分圧でのスパッタリングは、ＡｌＮ 及びＡｌ層からなるフィルムを生成した。 Ｘ線回折により、少なくとも２０％のＮ₂中でスパッタリウングしたフィルム は、ウルツアイト（ｗｕｒｔｚｅｉｔ）構造とｃ軸組織（ｔｅｘｔｕｒｅ）を有 する単相ＡｌＮであった。１０％以下のＮ₂分圧では、Ａｌ及びＡｌＮピークが 回折図にはっきりと現れた。６％Ｎ₂の場合、回折図はＡｌのピークが主であり 、ＡｌＮは痕跡程度しか検出されなかった。１０％Ｎ₂において、結晶相に対し て^〜５％の感度を有するＸ線回折図はＡｌＮだけを検知し、フィルムの光学的吸 収の増加はＡｌの存在に対する暗黙の証拠である。これらのＸ線回折図を図１〜 ３に示す。 １４〜２０％Ｎ₂において、サーメットの付着速度は^〜３Å／秒においてほと んど一定であり、Ａｌターゲットが窒素で飽和され、Ｘ線回折で示されるように 単一相ＡｌＮフィルムの成長と一致することを示唆する。１４％Ｎ₂以下におい て、付着速度は急激に上昇した。これは金属様のスパッタリングが始まったシグ ナルであり、スパッタリング速度はターゲット及び基板表面においてＮ到達速度 を越え、かくしてＮの濃度また はフラックスが単一相のＡｌＮフィルムを形成するのには不十分となる。これら の条件下において、Ａｌ＋ＡｌＮのサーメットが形成される。これは１４％以下 のＮ₂の分圧に対するＡｌ／ＡｌＮサーメットの生成が同時に起こる光学的吸収 の増加とも一致する。 光学的な及び移相の性質 図４及び５は、Ａｌ／ＡｌＮサーメットの２４８ｎｍ及び１９３ｎｍにおける 光学的定数の、スパッタリング中のＮ₂分圧に対する依存性を要約する。これら のデータの主な特徴は、１３％Ｎ₂付近の、正確にはＡｌターゲットの、窒素飽 和様式から窒素不足またはまたは更に金属状態様式への遷移を意味して、付着速 度が増加するＮ₂％の、光学的定数の急激な変化である。Ｎ不足ターゲット様式 でスパッタリングされたフィルム中のＡｌ／ＡｌＮサーメットの生成は、ｎを低 下させ、ｋを増大させた。これは１９３ｎｍにおけるＡｌの光学的定数（ｎ＝０ ．１及びｋ＝２．２)と一致する。２４８ｎｍにおいても同様の傾向があり、ｎ はＮ₂スパッタリングガス圧と共によりゆっくりと変化した。 図６は、相対的なＡｌＮ濃度の関数としてのＡｌ／ＡｌＮサーメットにおける １８０°移相に相当するフィルムの厚さに対して計算した１９３及び２４８ｎｍ での光学的透過率を要約する。移相フォトマスク・ブランクに対する魅力的な特 徴を有するサーメットは、１０％未満のＡｌ金属濃度を推定する１０〜１３％の Ｎ₂分圧に対して達成された。特に、１１％Ｎ₂に対して１８０°の移相は、^〜６ ％の透過率を有する厚さ６４ＯＡのフィルムの場合に１９３ｎｍで、及び１２． ４％の透過を有する厚さ９７０Ａのフィルムにおいて２４８ｎｍで達成された。 実施例９：Ｒｕ／Ａｌ₂Ｏ₃サーメット 製造 Ｒｕ及びＡｌ₂Ｏ₃に対して別々の起源を用いて、電子線蒸発により、Ｒｕ／Ａ ｌ₂Ｏ₃サーメットを製造した。蒸着に先立って、真空室を、ターボ分子ポンプを 用いて約７ｘ１０^-5Ｐａのバックグランド圧まで脱気した。起源の金属は、容積 約８ｃｍ³を有するカーボンでライニングした水冷Ｃｕ炉に小片に破砕して充填 した純度９９．６％の２．５ｃｍｘ２．５ｃｍｘ０．０５１ｃｍのＡｌ₂Ｏ₃であ った。純度９９．９５％及び容積約５ｃｍ³のＲｕボタンを、他の水冷したＣｕ 炉へ入れた。厚さ２．２８６ｍｍ及び２．５ｃｍｘ３．８ｃｍの石英基板を金属 チップで回転できるアルミニウムテーブルに取り付け、Ｒｕ及びＡｌ₂Ｏ₃源の上 で、そこから等距離（約６４ｃｍ離れている）に位置させた。 石英結晶速度制御装置によって監視し且つ制御されたＡｌ₂Ｏ₃及びＲｕの成長 速度が安定化するまで、金属シャッター（ｓｈａｔｔｅｒ）で基板を蒸着から遮 蔽したる。そしてＲｕ及びＡｌ₂Ｏ₃源に対する電子線流を、約１１ｋＶの電子線 電圧でそれぞれ徐々に５７ｍＡ及び７５ｍＡ まで上昇させた。この結果、Ｒｕ金属に対して１．５Å／秒及びＡｌ₂Ｏ₃に対し て８．８Å／秒の平均付着速度となった。これは成長するＲｕ／Ａｌ₂Ｏ₃サーメ ット中Ｒｕ約１５容量％に相当した。これらの速度を安定化させた後、シャッタ ーを開け、回転する（３〜５ｒｐｍ）石英基板にＡｌ₂Ｏ₃及びＲｕを同時に蒸着 させた。全厚さ約１０００Åの薄膜が均一に基板をコーテイングするまで付着を 維持し、ついでシャッターを閉じ、電子線流を停止した。 光学的な及び移相の性質 可変角分光学的エリプソメトリー（ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｒｙ）及び光学的反 射及び透過データから、光学的性質（屈折率及び吸光係数）を１９３及び２４８ ｎｍで決定した。１９３ｎｍにおいて複合屈折率（ｃｏｍｐｌｅｘ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ｒｅｆｒａｃｔｉｏｎ）（ｎ−ｉｋ）は１．８８〜ｉ０．４６であり、 ２４８ｎｍにおいて１．９３〜ｉ０．３１であることが決定された。これらの両 波長において、１８０°移相に相当するフィルム厚さにおける光学的透過性を決 定した。２４８ｎｍにおいて１８０°の移相は、１０．１％の透過を有する１３ ５０Åのフィルム厚さにおいてこの１５％Ｒｕ／Ａｌ₂Ｏ₃で達成することができ た。また１９３ｎｍにおいて、１１１６Åの厚さのフィルムは３％の透過で１８ ０°の移相を達成した。両方のデザインは、埋め込まれた移相フォトマスク・ブ ランクに対して魅力的な範囲の光学的透過にある。 実施例１０〜１７：ＡｌＮ／ＣｒＮ多層 製造 スパッタリングするフラックスが重ならないように、回転するテーブル上の基 板を、物理的に離して真空室中においたＣｒ及びＡｌターゲッ ト下に連続的に停止して、周期的なＡｌＮ／ＣｒＮ多層をスパッタリングした。 このスパッタリングは、全圧１．３ｘ１０^-2Ｐａの２５％Ｎ₂／７５％Ａｒガス 混合物中で行った。これらの多層において、個々のＡｌＮ及びＣｒＮの厚さは、 ＡｌＮに対して測定される静止付着速度１．５Å／秒及びＣｒＮに対して２．３ Åを用いて、基板を各ターゲットの下に停止させる時間をプログラムすることに より固定した。 ＡｌＮは直径１５ｃmのＡ１ターゲットからスパッタリングされたＲＦダイオ ードであり、ＣｒＮは直径７．６ｃｍのスパッタリング・ガンからスパッタリン グされたＲＦマグネトロンであった。普通のＲＦ電源からの４５０ワットを、そ の別々のＲＦマシン・ネットワークによりこれらの個々のターゲットに分割した 。ＡｌＮ及びＣｒＮのそれぞれのスパッタリング速度を、より厚いフィルムから 決定した。連続した多層実験に先立ち、Ｎ₂を導入する前に、Ａｌ及びＣｒの新 しい反応性の金属表面を形成させるために、純Ａｒ１．３ｘ１０^-2Ｐａで約１時 間に亘り両ターゲットを同時に予備スパッタリングした。スパッタリング中、Ａ ｌＮターゲットを１６００ボルトでバイアスし、一方Ｃｒを３１０ボルトでバイ アスした。表２はある期間におけるＡｌＮ及びＣｒＮの層の厚さ、並びにフィル ム中の２層の全数（Ｎ）を要約する。１０００Å近くに維持した全フィルムの厚 さは２層の厚さ（ＡｌＮ＋ＣｒＮ）に２層の数Ｎを乗じた値に相当する。 光学的な及び移相の性質 ２４８及び１９３ｎｍにおける光学的定数（ｎ、ｋ）を、ＣｒＮ及びＡｌＮの 相対容積濃度の関数として、ＣｒＮ／ＡｌＮ多層に対し図７及び８に示す。２４ ８ｎｍにおいて吸光係数は概して５０％ＣｒＮ／ＡｌＮの０．６から６％ＣｒＮ ／ＡｌＮの０．１６まで低下した。この同一の組成範囲において、ｎは６％Ｃｒ Ｎ／ＡｌＮで^〜２．０から２．２５へゆっくり増加した。これらの傾向はＡｌＮ の非常に小さい吸収と大きい屈折率と一致する。１９３ｎｍにおいて、この傾向 は２０％ＣｒＮ／ＡｌＮまで同様であったが、それよりＣｒＮ濃度の低い場合に は異なった。 図９は、相対的ＡｌＮ網度の関数としての、ＡｌＮ／ＣｒＮ多層における１８ ０°移相に対する１９３及び２４８ｎｍでの計算された光学的透過を要約する。 １８０°移相は、２４８及び１９３ｎｍの双方において光学的透過率（５〜１０ ％）の許容範囲内で達成された。８０％ＡｌＮ濃度まで、光学的透過は、理想的 に同調しうる材料系に特徴的な１８ ０°移相デザインに対し組成に滑らかに徐々に依存した。 実施例１８〜２０：Ａｌ₂Ｏ₃／ＣｒＯ_X多層 製造 ＣｒＯ_X／Ａｌ₂Ｏ₃多層は、５０％０₂／Ａｒガス混合物（全圧１．３ｘ１０^-2 Ｐａ）中において、直径１５ｃmのＡ１ターゲットからのＲＦダイオード・スパ ッタリング及び直径７．６ｃｍのＣｒＯ_XターゲットからのＲＦマグネトロン・ スパッタリングにより製造した。個々の酸化物層の厚さは各酸化物の厚いフィル ムから決定されるそれぞれの静的付着速度から計算した。Ａｌ₂Ｏ₃に対する速度 は０．３６Å／秒、ＣｒＯ_Xに対するそれは０．５４Å／秒であった。単一の供 給源からのＲＦ電源（５００ワット）を、適合したネットワークにより個々のタ ーゲットに分割した。ターゲットの電圧は、Ａｌターゲットに対して１２７５ボ ルト、Ｃｒターゲットに対して２８５ボルトであった。表３はＡｌ₂Ｏ₃及びＣｒ Ｏ_Xの層の厚さ及びフィルムの全層数（Ｎ）を要約する。 光学的な及び移層の性質 ＣｒＯ_X／Ａｌ₂Ｏ₃多層の、相対的容量濃度または厚さの関数としての光学的 定数を図１０及び１１に示す。ＣｒＯ_X／Ａｌ₂Ｏ₃多層に関し、２４８ｎｍにお けるｎ及びｋの依存性は化学組成と共に系統的に変化した。Ａｌ₂Ｏ₃濃度の増加 は吸光係数を減じたが、これはＡｌ₂Ｏ₃の５〜 ６．５Ｖ間の測定された透明性並びにそのバンドギャップ^〜９ｅＶと一した。 図１２は、相対的Ａｌ₂Ｏ₃濃度及び厚さの関数としての、Ａｌ₂Ｏ₃／ＣｒＯ_X 多層における１８０°移相に対する１９３及び２４８ｎｍでの計算された光学的 透過率を要約する。このデータは、光学的透過５〜１５％での１８０°移相が５ ０％以下のＡｌ₂Ｏ₃濃度に対し、Ａｌ₂Ｏ₃／ＣｒＯ_X多層おいて達成できること を示す。 実施例２１：ＡｌＮ／ＭｏＮ_X多層 製造 スパッタリングするフラックスが重ならないように物理的に離したＡ１（直径 ５ｃｍ）及びＭｏ（直径７．６ｃｍ）ターゲットからＡｌＮ／ＭｏＮ_X多層、２ ５ｘ（ＡｌＮ４０Å＋ＭｏＮ_X１０Å）をスパッタリングした。最初Ａｒ１．３ ｘ１０^-2Ｐａ中において両ターゲットを同時に予備スパッタリングした。この時 Ｍｏは１５０Ｗ（３００Ｖ）でスパッタリングされるＤＣマグネトロンであり、 Ａｌは３００Ｗ（１９５Ｖ）で６０分間スパッタリングされるＤＣマグネトロン であった。予備スパッタリング後、全圧１．３ｘ１０^-2Ｐａの２５％Ｎ₂／Ａｒ 中においてＡｌＮ／ＭｏＮ_X多層を石英基板上に成長させた。付着速度はＭｏＮ_X に対し０．８６Å／秒、ＡｌＮに対し１．０Å／秒であった。 光学的な及び移層の性質 可変角分光学的エリプソメトリー並びに光学的反射及び透過データから、光学 的性質（屈折率及び透過係数）を１９３及び２４８ｎｍで決定した。１９３ｎｍ において複合屈折率（ｎ−ｉｋ）は２．３６５〜ｉ０．６２０であり、２４８ｎ ｍにおいて２．２８８〜ｉ０．３７であること が決定された。これらの両波長において、１８０°移相に相当するフィルム厚さ における光学的透過性を決定した。２４８ｎｍにおいて、１８０°の移相は、１ ２．７％の透過を有する９８０Ａのフィルムの厚さにおいてこのＡｌＮ／ＭｏＮ_X 多層で達成することができた。そして１９３ｎｍにおいて、７２５Ａの厚さの フィルムは４．１％の透過で１８０°の移相を達成した。両方のデザインは、埋 め込まれた移相フォトマスク・ブランクに対して魅力的な範囲の光学的透過にあ る。 実施例２２〜２４：ＡｌＮ−ＣｒＮ複合物 製造 ＡｌＮ−ＣｒＮ複合物を、２０％Ｎ₂／Ａｒガス混合物中において、直径５ｃ ｍのＡｌ及びＣｒターゲットから反応的にスパッタリングすることにより製造し た。Ａ１はＲＦマグネトロン・スパッタリングであり、ＣＲはＤＣマグネトロン ・スパッタリングであった。スパッタリングしたフラックスが石英基板上で重な らないように、各ターゲットから約１５ｃｍの所に配置した共焦点の形で２つの スパッタリング・ガンを配置した。ステンレス鋼室をポンプで１．１ｘ１０^-4Ｐ ａのバックグランド圧にした後、Ｃｒ及びＡｌターゲットを１．３ｘ１０^-2Ｐａ のＡｒ中で予備スパッタリングした。Ｃｒターゲットは１５０Ｗ、Ａｌターゲッ トは４００Ｗであった。予備スパッタリング後、３つの異なる化学組成を有する ＡｌＮ−ＣｒＮ複合物を、静置したＣｒ及びＡｌターゲットから単一の石英基板 上に、同時に且つ反応的にスパッタリングすることによって付着させた。スパッ タリング実験の詳細を表４に要約する。各フィルムは約１０００Åの厚さであっ た。 光学的な及び移相の性質 可変角分光学的エリプソメトリー並びに光学的反射及び透過データから、光学 的性質（屈折率及び透過係数）を１９３及び２４８ｎｍで決定した。図１３は、 複合物中の相対的ＡｌＮ濃度の関数としての、１８０°移相を有するＡｌＮ−Ｃ ｒＮ複合物における１９３及び２４８ｎｍでの計算された光学的透過を要約する 。このデータは、光学的透過５〜１５％での１８０°移相が約５０％以上のＡｌ Ｎ濃度に対し、ＡｌＮ−ＣｒＮ複合物において達成できることを示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＮ，ＪＰ，ＫＲ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．アルミニウム化合物の少なくとも１層及び選択されたリソグラフィー波長 ＜４００ｎｍにおいてアルミニウム化合物より光学的に吸収性である少なくとも １つの成分を含んでなる、１８０°の移相を作り出し得且つ選択されたリソグラ フィー波長＜４００ｎｍにおいて少なくとも０．００１の光学的透過率を有する 減衰する埋め込まれた移相フォトマスク・ブランク。 ２．フォトマスク・ブランクがサーメット・フォトマスク・ブランクである、 請求の範囲１のフォトマスク・ブランク。 ３．フォトマスク・ブランクが多層フォトマスク・ブランクである、請求の範 囲１のフォトマスク・ブランク。 ４．アルミニウム化合物及びより光学的に吸収性の成分の交互の層を含んでな る、請求の範囲３のフォトマスク・ブランク。 ５．フォトマスク・ブランクが複合物フォトマスク・ブランクである、請求の 範囲１のフォトマスク・ブランク。 ６．アルミニウム化合物が窒化アルミニウム、オキシ窒化アルミニウム及び酸 化アルミニウムからなる群から選択される、請求の範囲１のフォトマスク・ブラ ンク。 ７．より光学的に吸収性の成分が元素状金属、金属酸化物、金属窒化物及びこ れらの混合物からなる群から選択される、請求の範囲１のフォトマスク・ブラン ク。 ８．より光学的に吸収性の成分が、（ａ）元素状金属、（ｂ）Ｔｉ、Ｆｅ、Ｉ ｎ、Ｃｏ、Ｂｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｃr、Ｎｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、ラン タニド系の金属及びＷの酸化物、（ｃ）Ｔｉ、Ｎｂ、 Ｍｏ、Ｃr、Ｗ、Ｔａ、Ｚｒ、ＨｆまたはＶの窒化物、及び（ｄ）これらの混合 物、からなる群から選択される、請求の範囲１のフォトマスク・ブランク。 ９．選択されるリソグラフィー波長が１９３、２４８及び３６５ｎｍからなる 群から選択される、請求の範囲１のフォトマスク・ブランク。 １０．アルミニウム化合物の少なくとも１層及び選択されたリソグラフィー波 長＜４００ｎｍにおいてアルミニウム化合物より光学的に吸収性である少なくと も１つの成分を基板上に付着させることを含んでなる、１８０°の移相を作り出 し得且つ選択されたリソグラフィー波長＜４００ｎｍにおいて少なくとも０．０ ０１の光学的透過率を有する減衰する埋め込まれた移相フォトマスク・ブランク の製造法。 １１．付着工程が物理的蒸着を含んでなる、請求の範囲１０の方法。 １２．物理的蒸着工程がスパッタリング及び蒸発からなる群から選択される、 請求の範囲１１の方法。 １３．アルミニウム化合物が窒化アルミニウム、オキシ窒化アルミニウム及び 酸化アルミニウムからなる群から選択される、請求の範囲１０の方法。 １４．より光学的に吸収性の成分が元素状金属、金属酸化物、金属窒化物及び これらの混合物からなる群から選択される、請求の範囲１０の方法。 １５．より光学的に吸収性の成分が、（ａ）元素状金属、（ｂ）Ｔｉ、Ｆｅ、 Ｉｎ、Ｃｏ、Ｂｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、ラ ンタニド系の金属及びＷの酸化物、（ｃ）Ｔｉ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、 Ｚｒ、ＨｆまたはＶの窒化物、及び（ｄ）これ らの混合物、からなる群から選択される、請求の範囲１０の方法。 １６．より光学的に吸収性の成分が元素状金属であり、そして付着された層が アルミニウム化合物内に分散された元素状金属を含んでなる、請求の範囲１０の 方法。 １７．アルミニウム化合物及びより光学的に吸収性の成分の交互の層を付着さ せて、多層フォトマスク・ブランクを製造する、請求の範囲１０の方法。 １８．より光学的に吸収性の成分が元素状金属ではなく、そして付着された層 がアルミニウム化合物及びより光学的に吸収性の成分の混合物を含んでなる、複 合物フォトマスク・ブランクを製造する、請求の範囲１０の方法。 １９．選択されるリソグラフィー波長が１９３、２４８及び３６５ｎｍからな る群から選択される、請求の範囲１０の方法。