WO2000007072A1

WO2000007072A1 - Photomask blank, photomask, methods of manufacturing the same, and method of forming micropattern

Info

Publication number: WO2000007072A1
Application number: PCT/JP1999/004124
Authority: WO
Inventors: Masaru Mitsui; Haruhiko Yamagata; Masao Ushida
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1998-07-31
Filing date: 1999-07-30
Publication date: 2000-02-10
Anticipated expiration: 2001-01-31
Also published as: US6899979B1; KR20010024372A; EP1022614B1; US7217481B2; JP3276954B2; US20050142463A1; EP1022614A4; EP1022614A1; TW417187B; KR100424853B1

Description

明細書

フォトマスクブランク-、フォトマスク、及びそれらの製造方法並びに微細パターン形成方法技術分野

本発明は、半導体集積回路装置等の製造プロセスにおける微細加工の際に、フォトリソグラフィ一法のマスクとして使用されるフォマスク及びフォトマスクの素材であるフォトマスクブランク、並びに、それらを製造する方法に関する。背景技術

現在、半導体集積回路装置を製造する際に配線その他の領域の形成プロセスにおいてフォトリソグラフィー技術が適用されている。フォトリソグラフィ一工程において露光の原版として使用されるフォトマスクブランクとしては、透明基板上にクロム（ C r ) の遮光膜を形成した基本構成、あるいは露光光による遮光膜表面での反射を防止するために、更に酸化窒素クロム（ C r 〇 N ) 膜などの反射防止膜を積層させた複数層構造を有するフォトマスクブランクが知られている。

このようなフォトマスクブランクを製造する場合、スパッ夕夕一ゲッ卜が配置された真空チャンバ内に透明基板を導入し、反応性スパッ夕法により透明基板上に遮光膜を成膜する方法が採られている。このような成膜方法において、フォトマスクブランクの生産性を上げるために、スパッタ電力をあげて成膜を行うことが考えられる。しかし、スパッ夕電力を上げると、成膜速度すなわち堆積速度は速くなるものの、夕一ゲット中に不純物が存在していた場合、成膜後の薄膜中におけるパーティクルの発-生頻度が増加し、歩留まりが低下する可能性がある。

そこで、高歩留まりによる生産性向上を目的として、成膜速度すなわち堆積速度を下げるために、スパッ夕電力を下げるということを本発明者は検討した。しかし、単にスパッ夕条件として、パワー（スパッタ電力）を下げる点のみに着目すると、以下のような問題点が新たに発生することが明らかになった。

すなわち、フォトマスクブランクを構成する薄膜の成膜速度をそれぞれ遅くすると、概して、透明基板上に堆積する膜の結晶粒が大きくなり、それに伴い、結晶粒同士が引っ張り合うために極度の膜応力が発生することが判明した。膜応力発生のメカニズムについては定かではないが、膜の堆積速度に起因しているとも想定される。そして、特に、クロム系の薄膜により構成されるフォトマスクブランク、例えば、 3 層構造を有する C r N / C r C / C r O Nのような構成を有するフォトマスクブランクの場合、最も膜厚の大きい C r じにおいて、この問題が深刻化することが明らかとなった。さらに、本発明者らが考察した結果、膜応力は、薄膜を形成する膜材料にも大きく影響されることがわかった。特に、クロム系薄膜の場合、クロムに炭素を含む炭化クロム膜や、クロムに酸素を含む酸化クロム膜の場合、この応力の問題が深刻化することが明らかとなった。

一連の製造工程を経て製造された、前述したような膜応力を有する薄膜を含んでなるフォトマスクブランク、並びに、それをパ夕一ニングして得られたフォトマスクにおいては、引っ張り応力が発生してしまい、基板そりが発生している。したがって、このようなフォ卜マスクブランクからフォトマスクを作成すると、パ夕一ニング精度が設計通りにならず、不良品を生産してしまうおそれがある。すなわち、半導体集積回路装置の製造においては、配線設計が重要であって、このようなフォトマスクを使用して半導体ウェハ等にパターンを転写すると、設計通りのパターンが半導体ウェハ上に形成されず、回路の動作不良の原因となるため、このようなフォトマスクは使用できずに不良品になってしまう。

そこで、本願発明者は、前述したような低パワーでのスパッ夕法による成膜条件下で形成される薄膜における膜応力の問題を回避できるフォトマスクブランクの製造方法について検討した。

フォトマスクブランクを構成する薄膜の膜質は、スパッ夕電力の条件を除き、以下のスパッタ条件に基づいて決定されるものであって、それぞれのパラメーターについて本願発明者は検討および実験を行った。

まず、スパッ夕に使用されるガス圧について検討を行った。このとき、スパッ夕条件としてガス圧のみに着目し、他のパラメ一夕一を一定値に設定して、実験及び検討を行った。

第 1 1 図に透明基板上に C r N / C r C / C r O Nを形成したフォトマスクブランクにおいて、 C r C を形成する際のガス圧と、膜応力に起因した基板反りの変化量との関係を示す特性図を示す。ここで基板反りの変化量は、平坦度変化量とし、この平坦度変化量は、透明基板の平坦度を初期値とし、その初期値の平坦度と透明基板上に薄膜を形成したときの平坦度との差とした。平坦 -度変化量の符号は、一（マイナス）の場合に引張応力的変化を、 + (プラス）の場合に圧縮応力的変化を示すものとする。なお、平坦度は、 T R O P E L社製 A S 8 0 1 0 によって測定した。この特性図によれば、ガス圧が低い方が変化量が少なく、ガス圧が高い方が変化量が大きくなる（膜応力が大きくなる）ことが明らかである。つまり、この検討結果によれば、ガス圧を高くすると、堆積速度が低くなり過ぎて平坦度変化量が大きくなる（膜応力が大きくなる）ので、好ましくなく、さらに、ガス圧を、低くすると、成膜安定性が悪くなるので好ましくないことが判明した。

次に、混合ガスを構成するガスの種類について検討を行つた。スパッ夕条件として、パワー、ガス圧は変化させず、ガス成分のみに着目した場合に、他のパラメ一ターを一定値に設定して、実験及び検討を行った。

一般に、膜の応力を制御するのに、スパッ夕に使用されるガスとして、不活性ガス中に反応性ガスを混合する方法が用いられている。本発明者らは、まず反応性ガスに着目し、例えば反応性ガスとして窒素（ N ) を採用してスパッ夕を行つた。その結果、窒素の量が多すぎると、異常放電によるパーティクルが発生することがわかった。よって、反応性ガス N (窒素）を導入する際には、導入量に限界があるので、混合ガスの成分（不活性ガス中に占める反応性ガスの量）を適量化させる必要があることが判明した。例えば、 C r Cの遮光膜上に C r O Nの反射防止膜を形成したフォトマスクブランクのとき、低波長（例えば、 3 6 5 n m) の用途に使用する場合、光学特性の関係上、 C r O N膜の膜厚を薄くする必要がある。 C r O N膜の膜厚を薄くするために、反応性ガスである一酸化窒素（ N O) ガスの導入量を減らしたが、このことによって、 C r O N膜中における N (窒素）原子の低下により膜応力が発生した。一方、前記 C r O N膜形成時に、逆に、反応性ガスである一酸化窒素（N O) ガスの導入量を増加させ過ぎることで、 N (窒素）原子の影響によりスパッ夕時に異常放電が発生し、前述したパーティクルの問題で膜質が悪化してしまうという問題が生じた。したがって、反応性ガスとして N (窒素）の導入量を最適化するとしても、導入量と膜質との関係において、最適なスパッタ条件を作り出すのは困難であることが判明した。

このように、膜応力については成膜条件としての各パラメ —夕一、すなわち、ガス圧、ガス流量比およびスパッ夕電力等を変化させて成膜した場合、成膜された膜の光学特性の変化、または、膜質の変化等、光学特性および膜質の両特性を制御することは非常に困難であった。したがって、スパッ夕におけるパワーを下げるという条件の下で前述の混合ガスを構成するガスの種類として、制御性の良好な不活性ガスを探索することで、前記目的を達成することを試みた。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、混合ガスの構成を変更させることで、低膜応力の薄膜を有し、膜質が良好で、且つ、高歩留まりで量産可能なフォトマスクブランク、フォトマスク、及びそれらの製造方法を提供することを目的とする。発明の開示

上述の課題を解決するための手段としての第 1 の発明は、透明基板上に少なくとも遮光機能を有する薄膜を形成したフォ卜マスクブランクにおいて、

前記薄膜にヘリゥムが含ま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。

第 2 の発明は、

透明基板上に少なくとも遮光機能を有する薄膜を形成したフォトマスクブランクにおいて、

前記薄膜は、雰囲気ガスが導入された真空チャンバ一内にスパッタタ一ゲットを配置し、スパッタリングにより形成されたものであって、

前記薄膜は、雰囲気ガス中に占めるヘリウムガスの含有量を 3 0 〜 9 0堆積％とし、堆積速度を 0 . 5 n m / s e c 〜

6 n m / s e c の範囲で成膜したものであることを特徴とするフォトマスクブランクである。

第 3 の発明は、

前記薄膜は、炭素又は酸素のうち選ばれた少なくとも 1 種を含む膜であることを特徴とする第 1 又は第 2 の発明にかかるフォトマスクブランクである。

第 4 の発明は、

前記薄膜は、炭素を含む遮光膜と、酸素を含む反射防止膜とを含む積層膜であることを特徴とする第 3 の発明にかかるフォトマスクブランクである。第 5 の発明は、

前記薄膜は、薄膜表面側から透明基板側に向って酸素が連続的に減少し、かつ炭素が連続的に増加していることを特徴とする第 4の発明にかかるフォトマスクブランクである。

第 6 の発明は、炭素が 0 〜 2 5 a t %、酸素が 0 〜 7 0 a t %であることを特徴とする第 4又は第 5 の発明にかかるフォ卜マスクブランクである。

第 7 の発明は、

前記薄膜に、さらに窒素が含まれていることを特徴とする第 1 〜第 6 のいずれかの発明にかかるフォトマスクブランクである。

第 8 の発明は、

前記薄膜の結晶粒は、 l 〜 7 n mであることを特徴とする第 1 〜第 7 のいずれかの発明にかかるフォトマスクブランクである。

第 9 の発明は、

前記透明基板と前記薄膜との間に、前記薄膜に含まれる同じ金属材料と窒素とを含む窒化膜が形成されていることを特徵とする第 1 〜第 8 のいずれかの発明にかかるフォトマスクブランクである。

第 1 0 の発明は、

前記薄膜は、薄膜表面から透明基板側に向かって酸素が連続的に減少し、かつ炭素が連続的に増加しており、前記窒化膜における窒素は、前記薄膜に含まれる窒素の含有量より相対的に多く含まれると共に、前記窒化膜の窒素が増加するにしたがって前記金属が減少することを特徴とする第 9の発明にかかるフォトマスクブランクである。第 1 1 の発明は、

前記薄膜は、クロムを含む膜であることを特徴とする第 1 〜第 1 0 のいずれかの発明にかかるフォトマスクブランクである。

第 1 2の発明は、

前記透明基板は石英ガラスからなることを特徴とする第 1〜第 1 1のいずれかの発明にかかるフォトマスクブランクである。

第 1 3 の発明は、

第 1 〜第 1 2 のいずれかの発明にかかるフォトマスクブランクの透明基板上に形成した前記薄膜、又は、前記薄膜及び前記窒化膜をパターニングすることによってマスクパターンが形成されていることを特徴とするフォトマスクである。

第 1 4の発明は、

雰囲気ガスが導入された真空チャンバ一内にスパッ夕夕ーゲットを配置し、スパッタリング法により透明基板上に少なくとも遮光機能を有する薄膜を形成するフォトマスクブランクの製造方法において、

予め雰囲気ガス中に含まれるヘリウムガスの含有量と、前記薄膜の膜応力との相関関係を求めておき、

前記薄膜が前記薄膜をパターニングしたときに得られるマスクパターンが、所望なパターン位置精度となるような膜応力となるように、ヘリゥムガスの含有量を前記相関関係から求め、このヘリゥムガス含有量を含む雰囲気ガスの中で、前記薄膜をスパッタ成膜することを特徴とするフォトマスクブランクの製造方法である。

第 1 5の発明は、

雰囲気ガスが導入された真空チヤンバ一内にスパッ夕夕ーゲットを配置し、スパッタリング法により透明基板上に少なくとも遮光機能を有する薄膜を形成するフォトマスクブランクの製造方法において、

前記薄膜は、堆積速度が X) . 5 nmZ s e c〜 6 nmZ s e cで構成され、

前記雰囲気ガスは、ヘリウムガスを含むことを特徴とするフォトマスクブランクの製造方法である。

第 1 6 の発明は、

雰囲気ガスが導入された真空チャンバ一内にスパッ夕夕ーゲットを配置し、スパッタリング法により透明基板上に少なくとも遮光機能を有する薄膜を形成したフォトマスクブランクの製造方法において、

前記薄膜は、スパッタ電力が 9 5 0〜 3 0 0 0 Wで成膜され、前記雰囲気ガスは、ヘリウムガスを含むことを特徴とするフォトマスクブランクの製造方法である。

第 1 7 の発明は、

前記雰囲気ガス中に占めるヘリウムガスの含有量が 3 0 〜 9 0 体積％であることを特徴とする第 1 4〜第 1 6 のいずれかの発明にかかるフォトマスクブランクの製造方法である。

第 1 8 の発明は、

前記雰囲気ガス中に占めるヘリウムガスの含有量が 4 0〜 6 5 体積％であることを特徴とする第 1 7 の発明にかかるフォトマスクブランクの製造方法である。

第 1 9 の発明は、

前記薄膜は、炭素又は酸素のうちの選ばれた少なくとも 1 種を含む膜であることを特徴とする第 1 4〜第 1 8 のいずれかの発明にかかるフォトマスクブランクの製造方法である。

第 2 0 の発明は、

前記薄膜は、炭素を含遮光膜と、酸素を含む反射防止膜とを含む積層膜であって、前記遮光膜又は反射防止膜の少なくともいずれか一方が、ヘリウムガスを含む雰囲気ガス中でスパッタ成膜することを特徴とする第 1 9 の発明にかかるフォトマスクブランクの製造方法である。

第 2 1 の発明は、

前記透明基板と前記薄膜との間に、前記薄膜に含まれる同じ金属と窒素とを含む窒化膜を形成することを特徴とする第 1 4〜第 2 0 のいずれかの発明にかかるフォトマスクブランクの製造方法である。

第 2 2 の発明は、

前記薄膜、又は、前記薄膜及び前記窒化膜をインライクスパッ夕リング法で形成することを特徴とする請求の範囲 1 4〜 2 1 のいずれかの発明にかかるフォトマスクブランクの製造方法である , 第 2 3 の発明は、

前記薄膜はクロムを含む膜であることを特徴とする第 1 4〜第 2 2 のいずれかの発明にかかるフォトマスクブランクの製造方法である。

第 2 4 の発明は、

前記透明基板は石英ガラスからなることを特徴とする第 1 4〜第 2 3 のいずれかの発明にかかるフォトマスクブランクの製造方法である。

第 2 5 の発明は、第 1 4〜第 2 4 のいずれかの発明にかかる製造方法によって得られたフォトマスクブランクの前記透明基板上に形成された膜を選択的に除去してマスクパターンを形成することを特徴とするフォトマスクの製造方法である。

第 2 6 の発明は、

基板上にフォトリソグラフィ一法によって微細パターンを形成する微細パターン形成方法において、

微細パターンの転写を行う際に用いるマスクとして第 1 3 の発明にかかるフォトマスクを用いることを特徴とする微細パターン形成方法である。

図面の簡単な説明

第 1 図は本発明の実施例 1 のフォトマスクブランクの断面図であり、第 2 図は本発明の実施例 1 のフォトマスクの断面図であり、第 3 図は本発明の実施例 1 のフォトマスクブランクの製造工程（ a ) 〜（ c ) を順を追って示す図であり、第

4 図は本発明の実施例 1 のフォトマスクの製造工程（ a ) 〜

( c ) を順を追って示す図であり、第 5 図は本発明の製造方法を実施した場合のヘリウム含有量と基板の反り（平坦度変化量）の関係を示す特性図であり、第 6 図は本発明の製造方法を実施するインライン型連続スパッタリング装置の概略構成図であり、第 7 図は実施例 1 のフォトマスクブランク 1 についての H e の昇温脱離ガス分析結果（パイログラム）を示すグラフであり、第 8 図は本発明の実施例 2 のフォトマスクブランクの断面図であり、第 9 図は本発明の実施例 2 のフォトマスクの断面図であり、第 1 0 図は実施例 2 のフォトマスクブランクの膜組成をォ一ジェ電子分光法で測定した結果を示すグラフであり、第 1 1 図は従来のフォトマスクブランクの C r C膜形成の際のガス圧と基板の反り（平坦度変化量）との関係を示すグラフである。発明の実施をするための最良の形態

(実施例 1 )

第 1 図は実施例 1 に係るフォトマスクブランクの断面図、第 2 図は実施例 1 のフォトマスクの断面図である。

第 1 図に示す実施例 1 に係るフォトマスクブランク 1 では、透明基板 2 として、両主表面及び端面が精密研磨された 5ィンチ X 5インチ X 0 . 0 9インチの石英ガラス基板を用いている。そして、前記透明基板 2 上に、第 1遮光膜 3 としての窒化クロム C r N 〔 C r ： 8 0原子％、 N ： 2 0原子％ (以下、 a t %という）、膜厚： 1 5 0オングストローム〕、第 2遮光膜 4 としての炭化クロム C r C膜（ C r ： 9 4 a t %、 C ： 6 a t % , 膜厚： 6 0 0オングストローム）、反射防止膜 5 としての酸化窒化クロム（ C r O N) 膜（ C r ： 3 0 a t %、 O ： 4 5 a t % , N ： 2 5 a t % , 膜厚： 2 5 0オンダストローム）が形成されている。

ここで、反射防止膜 5 ( C r O N膜）における表面反射率は、反射防止膜 5 中に含まれる酸素と窒素の含有量によって決まり、膜厚を適宜調査することによって制御する。なお、一般に表面反射率を制御する上で、露光光の波長付近で膜厚に対する反射率依存性が少なくなるように組成が選択される。

そして、第 2 図に示すフォトマスク 1 1 は、第 1 図のフォトマスクブランク 1 をエッチングすることにより形成されるものである。

次に、フォトマスクブランク 1 の製造上の特徴と、それによるフォトマスクブラン-クとしての効果について説明する。

第 3 図は実施例 1 のフォトマスクブランク、第 4 図は実施例 1 のフォトマスクの、それぞれの製造方法を説明するための模擬的断面図である。

ここでは、石英基板の主表面及び側面（端面）を精密研磨して得た、 5 インチ X 5 インチ X 0 . 0 9 インチの透明基板 2 を使用すると共に、クロムターゲットを用い、アルゴンと窒素の混合ガス雰囲気中（ A r ： 8 0体積％、 Ν 2 : 2 0体積 % ,圧力： 0 . 3 パスカル）で反応性スパッタリングにより，第 3 図（ a ) に示すように、第 1遮光膜 3 として.膜厚 1 5 0 ォングストロームの C r N膜を形成した。得られた C r N膜における窒素の含有量は 2 0 a t %であった。

ここで、前記透明基板 1 としては、石英以外に、蛍石、各種ガラス（例えば、ソーダライムガラス、アルミノシリケ一トガラス、アルミノポロシリゲートガラス等）、弗化カルシゥム、弗化マグネシウム、シリコン等が用いられる。

特に、透明基板としては、露光光である紫外域の波長で吸収の少ない石英ガラスが良いが、一般に、他のソ一ダライムガラス、アルミノポロシリケ一ドガラスと比較して、石英ガラスはクロム膜との熱膨張係数の差ゃ硝種の違いによるものと思われる膜応力が大きい。従って、本発明は、フォトマスク用ガラス基板として適している石英ガラス基板との組合せにおいて適している。

ついで、第 3 図（ b ) に示すように、クロムターゲットを用い、アルゴン、メタン及びヘリウムによりなる混合ガス雰囲気（A r ： 3 0体積％、 C H 4 ： 1 0体積％ > H e ： 6 0 体積％、圧力 0 . 3パスカル、スパッタ電力： 1 6 5 0 W、堆積速度： 3 . 4 n m/ s e c )中で、反応性スパッタリングにより、第 2遮光膜 4 として、膜厚 6 0 0オングストロームの C r C膜を形成した。なお、前記フォトマスクブランクにおける C r C膜中の炭素含有量を測定したところ、 6 a t % であり、エッチングレートは 0 . 3 n mZ秒（以下 s e c と記す）であった。また、 C r C膜の結晶粒径を透過型電子顕微鏡 ( T E M) で測定したところ、粒子径が 1 〜 7 n mであった。本発明のフォトマスクブランクの製造方法は、不活性ガスとしてのヘリゥムを混合ガスの一種として含ませることにより、上記問題点を解決するものである。ここで、第 3 図

( b ) では、 H e の混合ガスにおける含有量を 6 0体積％にした例について示したが、前記混合ガスにおけるそれぞれのガスの混合の割合については、実験結果に基づき後に詳述する。

さらに、前記 C r C膜上に、クロムターゲットを用い、ァルゴンと一酸化窒素の混合ガス雰囲気（A r ： 8 0体積％、 N O : 2 0体積％、圧力： 0 . 3パスカル）中で反応性スパッタリングにより、第 3 図（ c ) に示すように、反射防止膜 5 として、膜厚 2 5 0オングストロ一ムの C r O N膜を、 C r C膜形成と連続的に形成し、超音波洗浄を行ってフォトマスクブランク 1 を得た。

なお、前記フォトマスクブランクにおける C r O N膜中の酸素及び窒素の含有量を測定したところ、酸素は 4 5 a t %、窒素は 2 5 a t %であった。このようにして作製されたフォトマスクブランクの光学特性を市販の装置を使用して測定したところ、それぞれ、波-長 3 6 5 n mにおいて、光学濃度 3. 0 、表面反射率 1 2 %であった。また、全ての膜において膜欠陥もなく、膜質が良好であった。

また、最終的に得られた C r N/ C r C Z C r O N膜のフォトマスクブランクのシート抵抗を測定したところ、 2 5 Ω ロ以下であり、良好な導電性が得られた。これは、電子露光の際に、 C r 〇 N膜とレジストとの間に電荷の蓄積が起こりづらレ ^ことを示している。

また、昇温脱離ガス分析装置（ T D S ) (電子科学社製： EMD-WA 1000) によって、フォトマスクブランク 1 に含まれる H e を分析した。ここで、昇温脱離分析法は、試料をプログラム加熱した場合の脱離ガスの組成を質量分析計によつて同定する分析法である。

今回の分析における具体的な加熱方法は、真空系外にある赤外ランプの光を透明性の高い溶融石英製のロッドを通じて測定室内に導くようになつており、ロッドの上端に前記不透明石英製の試料台が載せられている。上記得られたフォトマスクブランクから 1 0 mm口に切り出した試料を、昇温脱離ガス分析装置の不透明石英製の試料台に載せ、下より導入された赤外線で試料を加熱する。試料温度は、薄膜表面に接触した熱電対により測定を行う。尚、このとき、真空度を〜 4 X I 0 - ⁷ P a , 昇温速度を 1 0〜 6 0 ° C Zm i n とし、室温を〜 8 5 0 ° Cまで変化させたときの質量数（mZ e ) = 4 (He) のガス脱離挙動について質量分析計で測定を行った。第 7 図はフォトマスクブランク 1 について Heの昇温脱離ガス分析結果（パイログラム）を示すもので、試料温度に対する質量数（mZ e ) = 4の脱離料変化を示している。ここで、パイログラムとは、横軸に温度の目盛り、縦軸に特定質量数 (ここでは 4 (He) ) の出力を目盛ったものをいう。第 7 図の横軸は、試料温度、縦軸は、質量分析計によって測定した質量数（mZ e ) = 4の脱離量を任意強度で表したものである。

以上の結果から、フォトマスクブランク 1 は、質量数（m / e ) = 4 (He) の脱離が観測され、膜中にヘリウム（H e) が含まれていることが確認された。

尚、このヘリウムの脱離は、マスクパターンを形成する際に行われるレジスト膜のベーク温度以上から行われることが好ましく、具体的には、ヘリウムの脱離は、 2 5 0 ° C以上となることが望ましい。

また、上述した評価と同じ方法で、平坦度変化量を測定したところ、一 1 . 4 mと、変化が小さく、膜応力が小さいことが確認された。このように、炭化クロム膜を形成する際のスパッタリングにおいて、混合ガスとしてヘリウムを含有することによって、 C r C膜を形成している粒子の径が 1 〜 7 n mと小さくなり、膜応力のない良好な薄膜が得られ、平坦度変化量が少ないフォトマスクブランクが得られる。このメカニズムについては定かではないが、 C r C膜の結晶が微細化しているもののアモルファスにはなっておらず、 C r粒子の結合に関与しないヘリウム（H e ) 原子が入り込むことによって、 C r の結晶成長を妨げながら C r C膜が成膜していくものではないかと推定される。

そして、第 4図（ a ) -に示すように、前記反射防止膜 5 としての C r O N膜上にレジスト 6 を塗布し、パターン露光及び現象により、レジストパターンを第 4図（ b ) に示すように形成した。なお、 C r O Nは、反射防止機能を有するだけでなく、酸化防止機能をも有するものであり、それゆえに、耐久性が良く、フォトマスクブランクとしての良好な特性を示す。よって、後の工程で使用するレジストとの密着性が良好となり、前記パターニングに際して、安定した高精度のパ夕一ニングが実施される。

次に、前述したパターニングの後に、硝酸第 2セリウムァンモニゥム 1 6 5 g と濃度 7 0 %の過塩素酸 4 2 m l に純水を加えて 1 0 0 0 m l としたエッチング液を温度 1 9で〜 2 0でに保持し、このエッチング液によってウエットエツチングを施して、前記レジストパターンをマスクとして C r O N 膜を第 4図（ c ) に示すようにパ夕一ニングした。

このゥエツトエッチングにて、 C r O N膜のパターニング、 C r C膜のパターニング、 C r N膜のパターニングが連続して行われ、酸素プラズマや硫酸を用いて通常の方法で前記レジストを剥離した後、第 4図（ d ) に示すように、所望パ夕 —ンを有するフォトマスク 1 1 を得た。この得られたフォトマスク 1 1 におけるマスクパターンの位置精度を測定したところ、設計値と変わらず極めて良好であった。

ここで、本発明で使用する混合ガス中のヘリウム H e の含有量について説明する。まず、上述の実施例 1 において、 C r N膜の形成時には、膜成分として窒素が混在しているため、結晶粒径が微細になり膜厚も薄いので膜応力は問題にならず、混合ガス中に H e を含有せず、反応性ガスである窒素を制御することで、前述のように良質な薄膜が得られた。そして、 C r C膜については、基板上に膜を形成した場合、じ 1" と〇は引張応力的変化を示すことから、混合ガス中において A r を含有するだけでなく、 H e を 6 0体積％含有する混合ガスを用いた。また、 C r O N膜については、 C r と O (酸素）が含まれる膜は同様に引張応力変化を示す傾向にあるが、窒素が含まれていることと、比較的膜厚が薄いことにより、混合ガス中に H e を含有させなかった。

第 5 図に C r C膜の形成時における混合ガス中の H e含有量と、応力に起因した基板反りの変化量（平坦度変化量）との関係を示す特性図を示す。スパッ夕の制御性確保のために H e を増加させると、放電が不安定になるので、混合ガス中の H e の含有量は、 9 0体積％程度にとどめる必要がある。又、混合ガス中の H e の含有量を 4 0〜 6 5体積％程度にすると、ガス圧の関係上最も高品質の膜質が得られた。また、この時の薄膜の堆積速度は約 4 n mZ s e c であり、かつ、透明基板上に膜を形成したことによる平坦度変化量は約一 1 . 3 mと極めて小さかった。

さらに、混合ガス中の H e の含有量を 4 0体積％程度にしても、スパッ夕パワーを調整することにより、良好な膜を得ることができた。また、混合ガス中の H e の含有量を 3 0体積％程度にすると、平坦度変化量が約一 1 . 8 mとなったが、このフォトマスクブランクを使用して作成したフォトマスクにおけるマスクパターンのパターン位置精度は、良品として識別できる範囲内であった。なお、マスクパターンのパターン位置精度の点から-平坦度変化量が一 2 m以下とすることが好ましい。

なお、混合ガス中の H e以外のガス成分については、エツチングレートを考慮した上で、膜質に応じて、含有量を調整することが望ましい。これらの点を考慮して、混合ガス中の H e の含有量は、 3 0〜 9 0体積％、好ましくは、 4 0〜 6 5体積％とすることが望ましい。

また、特性図には示さないが、スパッタパワー（スパッタ電力）をさらに低下させ、薄膜の堆積速度を 0. 5 n mZ s e c に設定してフォトマスクブランクを作成したが、問題となるような膜応力は発生せず、フォトマスクブランクおよびこれを使用して作成したフォトマスクとしては、平坦度変化量が少なく、パターン位置精度も良好で、良品の範囲内であった。逆にスパッ夕パワー（スパッタ電力）を高くして、薄膜の堆積速度を約 6 n m / s e c に設定してフォトマスクブランクを作成した場合も、特に薄膜内に問題となるようなパーティクルは認められず、フォトマスクブランクおよびこれを使用して作成したフォトマスクとしては良品の範囲内であった。なお、このときのスパッ夕ガス圧は、 0. 2〜 0 .

6 P a とし、スパッタ電力は 9 5 0〜 3 0 0 0 Wであった。

好ましくは、膜応力、膜欠陥の関係上、スパッタ電力は、 1 2 0 0〜 2 0 0 0 Wが望ましい。

また、上記スパッ夕条件の元で作製された実施例 1のフォトマスクブランクには、昇温脱離ガス分析装置（TD S) によって、 mZe = 4 (ヘリウム）の脱離が観測され、膜中にヘリウム（H e ) が含まれていることを示したが、混合ガス中の H eガス含有量を 8 0体積％、 6 0体積％、 4 0体積％と変化させた場合の m Z e = 4の相対強度比を測定したところ、 m Z e = 4の相対強度（ヘリウム）は、混合ガス中の H e含有量に比例して増加していることが確認された。この結果から、混合ガス中の H e含有量を調整することによって、スパッ夕成膜して得られる膜中に含まれる H eの含有量を調節することができる。なお、上記相対強度は、第 7図のパイログラムにおける積分強度比を試料面積比で割つた値とする（この場合、 H eガス含有量を 8 0体積％の場合の相対強度を 1 とした）。

このように、少なくとも C r C膜を形成する際に、雰囲気ガス中に H eガスを導入することにより、膜応力を抑えることができると共に、夕 —ゲッ卜からの不純物の悪影響を受けることなく、高歩留まりを確保しつつ、膜質が良好なフォトマスクブランクを得ることができた。また、 C r C膜の膜厚を約 2 5 0〜： L 1 0 0オングストローム程度、 C r O N 膜の膜厚を約 2 0 0〜 3 0 0オングストロ一ム程度で形成しても、特に膜応力は発生せず、良好なフォトマスクブランク及びこれを使用したフォトマスクを得ることができた。また、 C r C膜だけでなく、 C r O N膜の形成時に H eガスを導入して膜応力を抑えることも可能である。この場合は、さらに良好な膜質を有するフォトマスクブランクが得られる。

(実施例 2 )

実施例 1 では、特にスパッ夕装置については限定せず、一般的なスパッ夕装置に適用可能な反応性スパッ夕法による成膜を例として説明した。つまり、例えば、真空チャンバ内にスッパタリング夕一ゲットを配置し、反応性スパッタ法によって、バッチ式に、各反応室内で 1 種類ずつの膜を成膜していくという方法について、実施例 1 は適用可能である。

フォトマスクブランクの製造においては、生産性を向上するために、近年インライン型連続スパッ夕装置が適用されるようになつてきた。そこで、本発明のフォトマスクブランクの製造方法において、高歩留まりを実現しつつ、さらなる量産性向上を目的として、インライン型連続スパッ夕装置を使用する場合が考えられる。第 6 図に簡略化したインライン型連続スパッタリング装置の概略図を示す。インライン型連続スパッタリング装置は、パレットに搭載された数枚の透明基板上にそれぞれ連続して膜付けを行うもので、 1 つの真空チャンバ内において搬送が行われながら一連の膜付けが行われるものである。したがって、この場合、複数種類の膜を同一チャンバ内（同一の真空度）でスパッ夕成膜するので、これらの膜について良好な膜質を得るためには、インライン型スパッタリング法特有の製造条件の設定が重要となる。ィンライン型スパッタリング法においては、基板の搬送速度と生産効率との関係が連鎖しており、生産効率を考え搬送速度を上げると、基板を把持するパレットを搬送する搬送機構においてパーティクルが生じやすくなるので、歩留まりが低下する。従って、パレットの搬送速度を下げてスパッ夕した場合、一般的に堆積速度を下げて成膜しなければならず、その結果、生産効率が落ちるだけでなく、膜応力が発生することになる。実施例 2 においては、インライン型連続スパッ夕装置を適用して、低膜応力で膜質が良好で、かつ、高歩留まりがで量産可能なフォトマスクブランク及びフォトマスクを製造する方法について説明する。

実施例 2 の方法として-は、量産化に対応した成膜方法として有効なインライン型連続スパッタリング法に、実施例 1 の技術を適用した製造方法について説明する。すなわち、通常のスパッ夕装置と実施例 2 のィンライン型連続スパッタリング装置との違いは、 A r などの不活性ガス雰囲気中に複数のターゲットを配置し、透明基板を連続的に所定の搬送速度でスパッタターゲット間に搬送しながら、透明基板上に複数の種類の膜を連続的に成膜することである。

第 8図は実施例 2にかかるフォトマスクブランクの断面図であり、第

9図は実施例 2にかかるフォトマスクの断面図である。

第 8図に示す実施例に係るフォトマスクブランク 1 1では、透明基板

1 2 として、両主表面及び端面が精密研磨された 5インチ X 5インチ X 0 . 0 9インチの石英ガラス基板を用いている。そして、前記透明基板

1 2上に、クロムと窒素とを含む窒化クロム膜からなる第 1遮光膜 1 3

(膜厚： 1 5 0オングストローム）、クロムと炭素とを含む炭化クロム膜からなる第 2遮光膜 1 4 (膜厚： 6 0 0オングストローム）、クロムと酸素と窒素とを含む酸化窒化クロム膜からなる反射防止膜 1 5 (膜厚 : 2 5 0オングストローム）が形成されている。そして、第 9図に示すフォトマスク 2 1は、第 8図のフォトマスクブランクをエッチングすることによりパターンを形成したものである。

次に、実施例 2における本発明のフォトマスクブランク、及びフォトマスクの製造方法について説明する。両主表面及び端面が精密研磨された 5インチ X 5インチ X 0 . 0 9インチの石英ガラスよりなる透明基板

2を、基板ホルダ（パレット）に装着し、第 6図に示すインライン型連続スパッ夕リング装置に導入する。このインラインスパッタリング装置は、簡略化すると、第 6図に示すように導入チャンバ 2 1、スパッ夕チャンバ（真空チャンバ） - 2 2、取り出しチャンバ 2 3の 3つの部屋で構成されている。これらの各部屋は仕切板でそれぞれ仕切られている。そして、パレットに搭載された透明基板 2が、図の矢印の方向に沿って搬送される構成になっている。以下に各部屋の構成をパレツ卜の搬送方向に沿って説明する。

導入チャンバ 2 1は、空気の排気を行い内部の環境を真空にする部屋である。次のスパッ夕チャンバ 2 2においては、遮光膜として例えば第 1遮光膜 1 3であるクロムと窒素とを含む窒化クロム（C r N )、第 2 遮光膜 1 4であるクロムと炭素とを含む炭化クロム（C r C )、反射防止膜 1 5として例えばクロムと酸素と窒素とを含む酸化窒化クロム（C r O N ) が成膜される。つまり、第 3図に示した成膜工程を実施する。スパッ夕チャンバ 2 2内には、図示しないが、これら第 1、第 2遮光膜、及び反射防止膜を形成するための C rによる複数のターゲッ卜が設けられ、各ターゲット付近には雰囲気ガスを導入するための複数のバルブが設けられている。最後の取り出しチャンバ 2 3は、導入チャンバ 2 1 と同様に、空気の排気を行い内部の環境を真空にするものである。

以上のようなインライン型連続スパッタリング装置を用いてフォトマスクブランクを製造する場合は、まず、石英ガラス製の透明基板 2が装着されたパレットを導入チャンバ 2 1に導入する。そして、導入チヤンバ 2 1内を大気状態から真空にし、次いでパレツトをスパッ夕チヤンバ 2 2内に搬入する。

このスパッ夕チヤンバ 2 2内においては、パレツ卜に装着された透明基板 2を 2 5 c m Z m i nの速度で搬送し、第 1のターゲットでは、第 1のバルブにより A r と N2 との混合ガス（A r ： 8 0体積％、 N2 ： 2 0体積％) を導入し、まず反応性スパッタリングにより膜厚 1 5 0ォングストロームの第 1遮光膜 1 3 〔第 3図（ a ) 参照〕としての窒化クロム（C r N) 膜を形成する。また、第 2のターゲットでは、第 2のバルブにより A r、 CH4 及び H e との混合ガス（A r ： 3 0体積％、 C H 4 ： 1 0体積％、 H e ： 6 0体積％) を導入し、反応性スパッ夕リングにより膜厚 6 0 0オングストロームの第 2遮光膜 1 4 〔第 3図（b) 参照〕としての炭化クロム（C r C) 膜を形成する。次に、第 3の夕一ゲットでは、第 3のバルブにより A rと N〇との混合ガス（A r ： 8 0 体積％、 N O ： 2 0体積％) を導入し、反応性スパッ夕リングにより膜厚 2 5 0オングストロームの反射防止膜 5 〔第 3図（c ) 参照〕としての酸化窒化クロム（C r ON) 膜を形成する。このように、連続して 3 層の膜を形成する。なお、成膜時のスパッ夕チャンバ 2 2内の圧力は 0. 3パスカル、第 2遮光膜用のターゲットのスパッ夕電力は、 1 6 5 0 W とし、上記第 2遮光膜の堆積速度は、 3. 4 nmZ s e cであった。その後、パレツトは真空排気された取り出しチャンバ 2 3内に移送される。そして、スパッ夕チャンバ 2 2と取り出しチャンバ 2 3とを仕切板によって完全に仕切った後、取り出しチャンバ 2 3を大気圧状態に戻す。これにより、成膜されたフォトマスクブランクが得られる。なお、スパッタチャンバ 2 2へのパレットの導入は、導入チャンバ 2 1がスパッ夕チャンバ 2 2内の真空状態と同等になったときに次々と連続的に行われ、常にスパッ夕チヤンバ 2 2内には複数のパレットが導入された状態となる。

このようにして作製されたフォトマスクブランクの光学特性を市販の装置を使用して測定したところ、それぞれ波長 3 6 5 n mにおいて、光学濃度 3. 0、表面反射率 1 2 %であった。また、パレットからのパーティクルも発生せず、膜欠陥もなく、膜質が良好であった。

また、シート抵抗値を測定したところ、 2 5 Ω ロ以下であり、良好な導電性が得られた。

また、この得られたフォトマスクブランクの膜組成分析の結果を第 1 0図に示す。第 1 0図の膜組成分析は、ォージェ電子分光法（AE S) で測定した。第 1 0図の膜組成分析結果は、ォージェ電子分光法では H eの含有量が検出されないため、 H eの含有量を除いた他の元素（C r，〇， N, C, S i ) の合計量を 1 0 0 a t %としたときの相対含有率を示すものである。第 1 0図のォ一ジェ電子分光法による測定結果からわかるように、インライン型スパッタリング法で形成したフォトマスクブランク 1 1を構成する膜が、それぞれ連続的に組成が変化していることがわかる。

具体的には、反射防止膜と第 2遮光膜においては、薄膜表面側から透明基板側に向って酸素が連続的に減少し、かつ炭素が連続的に増加している膜となっており、何れの膜にも窒素が含まれている。

酸素は、主に表面反射率を制御するために含有され、所望の光学特性を得るために適宜含有量を調節する。反射防止機能を有するための酸素の含有量は、 0〜 7 0 a t %、膜の平均値で、 1 0〜 6 0 a t %とすることがよい。また、炭素は、主にエッチング速度を制御するために含有され、マスクにしたときのパターン形状が、所望の形状になるように、適宜含有量を調節する。好ましい炭素の含有量は、 0〜 2 5 a t %、膜の平均値で、 0. 2〜 2 0 a t %とすることがよい。窒素は、主にエッチング速度を制御するために含有される。一般に、クロムに酸素や炭素が含まれると、エッチング速度が遅くなり、窒素を含有させることによつてエッチング速度を早くすることを目的として含有される。含有量は、マスクにしたときのパターン形状が、所望の形状になるように、適宜含有量を調節する。好ましい窒素の含有量は、 0〜 4 5 a t %、膜の平均値で、 1 0〜 3 5 a t %とすることがよい。

また、第 1遮光膜の窒化膜の窒素は、前記反射防止膜と第 2遮光膜に含まれる窒素の含有量より相対的に多く含むとともに、窒素が連続的に変化している。

第 1遮光膜における窒素は、パターニングしたときの膜欠陥（黒欠陥）を防止し、さらに透明基板との密着性を向上させる目的で含有する。反射防止膜と第 2遮光膜に含まれる窒素の含有量より相対的に窒素を多く含有することによって、エッチング速度が速くなるので、エッチングによる膜のこり（黒欠陥）を防止することができる。また、緻密な膜となるので膜剥れを防止することができる。窒素の含有量は、 0〜 6 5 a t %、膜の平均値で 5〜 6 0 a t %とすることがよい。また、第 1遮光膜には、窒素以外に、若干量の炭素、酸素を含んでいても良い。

また、上記元素（ C r， O , N， C ) が連続的に変化させることによって、フォトマスクのパターン断面形状が、各膜での段差がなく、滑らかなパターンにすることができる。

これら光学特性、所望のパターン形状を得るためのエッチング速度の制御性を考慮して、本発明におけるフォトマスクブランクは、反射防止膜と第 2遮光膜においては、薄膜表面側から透明基板側に向って酸素が連続的に減少し、かつ炭素が連続的に増加しており、第 1遮光膜の窒化膜における窒素が、前記反射防止膜と第 2遮光膜に含まれる窒素の含有量より相対的に多く含むとともに、窒素が連続的に変化している構成にしている。また、上述の実施例 1と同様に、昇温脱離ガス分析装置（TD S) によって、フォトマスクブランク 1 1を分析したところ、上述と同様に質量数（mZ e ) = 4 (ヘリウム）の脱離が観測され、膜中にヘリウム (H e ) が含まれていることが確認された。

また、上述した評価と同じ方法で、平坦度変化量を測定したところ、一 0. 7 5 mと変化量が小さく、膜応力が小さいことが確認された。そして、実施の形態 1 と同様の方法で作製したフォトマスクにおけるマスクパターンの位置精度も極めて良好であった。

また、インライン型スパッタリング法によって、組成が連続的に変化した膜が形成されているので、フォトマスクの各パターンの断面も各膜での段差がなく、滑らかで垂直なパターンが得られた。

このように、透明基板上に膜を形成したとき、膜応力が引張応力的な変化を示すクロムと、炭素とを含む炭化クロム膜、クロムと、酸素とを含む酸化クロム膜、特に膜厚が大きい炭化クロム膜（C r C) を形成する際、雰囲気ガス中に H eガスを導入することにより、膜応力を抑えることができたと共に、炭化クロム膜上に連続的に形成された酸素を含む酸化窒化クロム（C r ON) 膜においても膜応力のない膜を得ることができた。そして、さらに、インライン型連続スパッタリング法の適用により量産性を維持しつつ、膜質が良好なフォトマスクブランクを得ることができた。

(比較例 1〜 2 )

上述の実施例 1及び 2において第 2遮光膜を、 A r と CH₄の混合ガス（A r ： 9 0体積％、 C H ₄ ： 1 0体積％) とした他は、実施の形態 1及び 2と同様にしてフォトマスクブランク及び、フォトマスクを作製した。その結果、フォトマスクブランクの平坦度変化量はそれぞれ、一 2. 5 fim, - 2. 8 mと一 2. Ο μπιの値を超え、フォトマスクのパターン位置精度が悪かった。また、実施例 1 と同様に、比較例 1 のフォトマスクブランクについて、昇温脱離ガス分析装置（T D S ) による mZe = 4 (H e ) の脱離を観測したところ、第 7図のとおり、ヘリゥムは検出されなかった。

(実施例 3 )

次に、遮光機能と位相シフト機能を有するフォトマスクブランク（位相シフトマスクブランク）に適用した例を示す。

5インチ X 5インチ X 0. 0 9インチの石英ガラス基板上に、ァルゴンと酸素とヘリウムからなる雰囲気ガス中でクロムをターゲットとしたスパッ夕リングにより、膜厚 1 3 5 0 Aで、酸素を 4 5 a t %含む酸化クロム膜を形成して i線（波長： 3 6 5 n m) 用の位相シフトマスクブランクを作製した。得られた位相シフトマスクブランクの透過率、屈折率を測定したところ、それぞれ 7 %、 2. 3 5であった。また、上述した評価と同じ方法で、平坦度変化量を測定したところ、 — 1 . と変化量が小さく、膜応力が小さいことが確認された。じじ 1 ₄ +〇₂混合ガスを用いたドライエッチング法により、所望のパターンを有する位相シフトマスクを得た。なお、位相シフト量を測定したところ、ほぼ 1 8 0 ° であった。また、パターン位置精度も設計値と変わらず良好であった。

また、上記実施例 1 〜 3のフォトマスク、位相シフトマスクを使用して、半導体ゥエー八などの被転写体に対し、露光 · 現像処理を行ったところ、被転写体に良好な微細パターンを形成することができた。

以上、好ましい例を挙げて本発明を説明したが、これに限らず、透明基板上に形成する膜（遮光膜、反射防止膜等）としては C r単体や、 C r に炭素、酸素、窒素、弗素のうち少なくとも 1種を含む材料とすることもできる。 - また、実施例 1， 2において形成した第 1遮光膜の C r N膜を省略しても構わない。この場合、膜構成としては、じ 1" じ膜〇 1"〇1^膜となる。

また、ハーフトーン型位相シフトマスクなどの位相シフトマスクの位相シフトパターンの上又は下に、本発明の方法によって少なくとも遮光機能を有する薄膜を形成することもできる。

また、薄膜の材料として主としてクロムを含む膜を挙げたがこれに限らず、引張応力的変化（前述の平坦度変化量の符号が一（マイナス））を引き起こす材料であれば何でも構わない。例えば、主として遷移金属

( T i ， N i , C u , M o， T a , Wなど）を含む材料からなるものが挙げられる。産業上の利用可能性

本発明は、 I C (半導体集積回路）や L S I (高密度集積回路）の製造工程で微細パターン転写のマスクとして用いられるフォトマスク及びこのフォトマスクの素材であるフォトマスクブランクを得るのに利用できる。特に、微細なマスクパターンを形成するために透明基板上に形成された薄膜が、透明基板に有害な反りを起こさせる大きさの応力の生じないものであり、かつ、膜質が良好で、高歩留まりで量産可能なフォトマスクブランク及びフォトマスクを得ることを可能にするものである。

Claims

請求の範囲

( 1 ) 透明基板上に少なくとも遮光機能を有する薄膜を形成したフォトマスクブランクにおいて、

前記薄膜にヘリウムが含まれていることを特徴とするフォトマスクブランク。

( 2 ) 透明基板上に少なくとも遮光機能を有する薄膜を形成したフォトマスクブランクにおいて、

前記薄膜は、雰囲気ガス中に占めるヘリウムガスの含有量を 3 0〜 9 0堆積％とし、堆積速度を 0 . 5 n mノ s e c 〜 6 n m/ s e c の範囲で成膜したものであることを特徴とするフォトマスクブランク。

( 3 ) 前記薄膜は、炭素又は酸素のうち選ばれた少なくとも 1種を含む膜であることを特徴とする請求の範囲 1 又は 2記載のフォトマスクブランク。

( 4 ) 前記薄膜は、炭素を含む遮光膜と、酸素を含む反射防止膜とを含む積層膜であることを特徴とする請求の範囲 3記載のフォトマスクブランク。

( 5 ) 前記薄膜は、薄膜表面側から透明基板側に向って酸素が連続的に減少し、かつ炭素が連続的に増加していることを特徵とする請求の範囲 4記載のフォトマスクブランク。

( 6 ) 炭素が 0 〜 2 5 a t %、酸素が 0〜 7 0 a t %であることを特徴とする請求の範囲 4又は 5記載のフォトマスクブランク。

( 7 ) 前記薄膜に、さらに窒素が含まれていることを特徴とする請求の範囲 1 〜 6の-いずれかに記載のフォトマスクブランク。

( 8 ) 前記薄膜の結晶粒は、 l 〜 7 n mであることを特徴とする請求の範囲 1 〜 7 のいずれかに記載のフォトマスクブランク。

( 9 ) 前記透明基板と前記薄膜との間に、前記薄膜に含まれる同じ金属材料と窒素とを含む窒化膜が形成されていることを特徴とする請求の範囲 1 〜 8 のいずれかに記載のフォトマスクブランク。

( 1 0 ) 前記薄膜は、薄膜表面から透明基板側に向かって酸素が連続的に減少し、かつ炭素が連続的に増加しており、前記窒化膜における窒素は、前記薄膜に含まれる窒素の含有量より相対的に多く含まれると共に、前記窒化膜の窒素が増加するにしたがって前記金属が減少することを特徴とする請求の範囲 9記載のフォトマスクブランク。

( 1 1 ) 前記薄膜は、クロムを含む膜であることを特徴とする請求の範囲 1 〜 1 0 のいずれかに記載のフォトマスクブランク。

( 1 2 ) 前記透明基板は石英ガラスからなることを特徴とする請求の範囲 1 ~ 1 1記載のいずれかに記載のフォトマスクブランク。

( 1 3 ) 請求の範囲 1 〜 1 2 のいずれかの発明にかかるフォトマスクブランクの透明基板上に形成した前記薄膜、又は、前記薄膜及び前記窒化膜をパ夕一ニングすることによってマスクパターンが形成されていることを特徴とするフォトマスク。

( 1 4) 雰囲気ガスが導入された真空チヤンバー内にスパッタターゲットを配置し、スパッタリング法により透明基板上に少なくとも遮光機能を有する薄膜を形成するフォトマスクブランクの製造方法において、予め雰囲気ガス中に含まれるヘリゥムガスの含有量と、前記薄膜の膜応力との相関関係を求めておき、

前記薄膜が前記薄膜をパ夕一ニングしたときに得られるマスクパ夕一ンが、所望なパターン位置精度となるような膜応力となるように、ヘリゥムガスの含有量を前記相関関係から求め、このヘリゥムガス含有量を含む雰囲気ガスの中で、前記薄膜をスパッタ成膜することを特徴とするフォトマスクブランクの製造方法。

( 1 5 ) 雰囲気ガスが導入された真空チャンバ一内にスパッタターゲットを配置し、スパッタリング法により透明基板上に少なくとも遮光機能を有する薄膜を形成するフォトマスクブランクの製造方法において、前記薄膜は、堆積速度が 0 . 5 n m / s e c〜 6 n m / s e cで構成され、

前記雰囲気ガスは、ヘリウムガスを含むことを特徴とするフォトマスクブランクの製造方法。

( 1 6 ) 雰囲気ガスが導入された真空チャンバ一内にスパッ夕夕ーゲットを配置し、スパッタリング法により透明基板上に少なくとも遮光機能を有する薄膜を形成したフォトマスクブランクの製造方法において、

前記薄膜は、スパッ夕電力が 9 5 0〜 3 0 0 0 Wで成膜され、前記雰囲気ガスは、ヘリウムガスを含むことを特徴とするフォ卜マスクブランクの製造方法。

( 1 7 ) 前記雰囲気ガス中に占めるヘリウムガスの含有量が 3 0 〜 9 0体積％であることを特徴とする請求の範囲 1 4〜 1 6 のいずれかに記載のフォトマスクブランクの製造方法。

( 1 8 ) 前記雰囲気ガス中に占めるヘリウムガスの含有量が 4 0 〜 6 5体積％であること-を特徴とする請求の範囲 1 7 のいずれかに記載のフォトマスクブランクの製造方法。

( 1 9 ) 前記薄膜は、炭素又は酸素のうちの選ばれた少なくとも 1種を含む膜であることを特徴とする請求の範囲 1 4〜 1 8のいずれかに記載のフォトマスクブランクの製造方法。

( 2 0 ) 前記薄膜は、炭素を含む遮光膜と、酸素を含む反射防止膜とを含む積層膜であって、前記遮光膜又は反射防止膜の少なくともいずれか一方が、ヘリウムガスを含む雰囲気ガス中でスパッ夕成膜することを特徴とする請求の範囲 1 9記載のフォトマスクブランクの製造方法。

( 2 1 ) 前記透明基板と前記薄膜との間に、前記薄膜に含まれる同じ金属と窒素とを含む窒化膜を形成することを特徴とする請求の範囲 1 4〜 2 0 のいずれかに記載のフォトマスクブランクの製造方法。

( 2 2 ) 前記薄膜、又は、前記薄膜及び前記窒化膜をインラインスパッタリング法で形成することを特徵とする請求の範囲 1 4〜 2 1 のいずれかに記載のフォトマスクブランクの製造方法。

( 2 3 ) 前記薄膜はクロムを含む膜であることを特徴とする請求の範囲 1 4〜 2 2 のいずれかに記載のフォトマスクブランクの製造方法。

( 2 4 ) 前記透明基板は石英ガラスからなることを特徴とする請求の範囲 1 4〜 2 3 のいずれかに記載のフォトマスクブランクの製造方法。 ( 2 5 ) 請求の範囲 1 4 〜 2 4 のいずれかの発明にかかる製造方法によって得られたフォトマスクブランクの前記透明基板上に形成された膜を選択的に除去してマスクパターンを形成することを特徴とするフォトマスクの製造方法。

( 2 6 ) 基板上にフォトリソグラフィ一法によって微細パターンを形成する微細パターン形成方法において、

微細パターンの転写を行う際に用いるマスクとして請求の範囲 1 3 記載のフォトマスクを用いることを特徴とする微細パターン形成方法。