フォトマスクブランク及びフォトマスクの製造方法、並びに半導体装置の製造方法
【課題】遮光膜の深さ方向でのドライエッチング速度を最適化させ良好なパターン精度が得られるフォトマスクブランクを提供する。
【解決手段】本発明のフォトマスクブランクは、透光性基板上に遮光膜を有し、該遮光膜上に形成されるマスクパターンをマスクにしてドライエッチング処理により、遮光膜をパターニングするフォトマスクの作製方法に対応するドライエッチング処理用のフォトマスクブランクであって、上記遮光膜の透光性基板側におけるドライエッチング速度を、遮光膜の表面側におけるドライエッチング速度よりも遅くさせるようにした。
【解決手段】本発明のフォトマスクブランクは、透光性基板上に遮光膜を有し、該遮光膜上に形成されるマスクパターンをマスクにしてドライエッチング処理により、遮光膜をパターニングするフォトマスクの作製方法に対応するドライエッチング処理用のフォトマスクブランクであって、上記遮光膜の透光性基板側におけるドライエッチング速度を、遮光膜の表面側におけるドライエッチング速度よりも遅くさせるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトマスクブランク上に形成されるレジスト膜を電子線描画する際に最適な遮光膜、及び、遮光パターン形成のためのドライエッチング処理用に遮光膜の膜特性を最適化させたフォトマスクブランク及びフォトマスクの製造方法、並びに半導体装置の製造方法に関する。また本発明は、遮光膜パターン形成のためのドライエッチング処理用に遮光膜のドライエッチング速度を最適化させたフォトマスクブランク及びフォトマスクの製造方法、並びに半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体装置の製造工程では、フォトリソグラフィー法を用いて微細パターンの形成が行われている。また、この微細パターンの形成には通常何枚ものフォトマスクと呼ばれている基板が使用される。このフォトマスクは、一般に透光性のガラス基板上に、金属薄膜等からなる遮光性の微細パターンを設けたもので、このフォトマスクの製造には、ガラス基板等の透光性基板上に遮光膜を有するフォトマスクブランクが用いられる。このフォトマスクブランクを用いたフォトマスクの製造は、フォトマスクブランク上に形成されたレジスト膜に対し、所望のパターン露光（又はパターン描画）を施す露光工程（又は描画工程）と、所望のパターン露光（又はパターン描画）に従って前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する現像工程と、レジストパターンに沿って前記遮光膜をエッチングするエッチング工程と、残存したレジストパターンを剥離除去する工程とを有して行われている。上記現像工程では、フォトマスクブランク上に形成されたレジスト膜に対し所望のパターン露光（又はパターン描画）を施した後に現像液を供給して、現像液に可溶なレジスト膜の部位を溶解し、レジストパターンを形成する。また、上記エッチング工程では、このレジストパターンをマスクとして、たとえばウェットエッチングによって、レジストパターンの形成されていない遮光膜が露出した部位を溶解し、これにより所望のマスクパターンを透光性基板上に形成する。こうして、フォトマスクが出来上がる。
【０００３】
特許文献１には、ウェットエッチングに適したマスクブランクとして、透明基板上に、クロム炭化物を含有するクロム膜を遮光膜として備えたフォトマスクブランクが記載されている。また、特許文献２には、同じくウェットエッチングに適したマスクブランクとして、透明基板上に、ハーフトーン材料膜と金属膜との積層膜を有し、この金属膜は、表面側から透明基板側に向かってエッチングレートが異なる材料で構成される領域が存在しており、例えばＣｒＮ／ＣｒＣの金属膜（透明基板側から順にＣｒＮ、ＣｒＣが積層された金属膜。以下同じ。）とＣｒＯＮの反射防止膜からなるハーフトーン型位相シフトマスクブランクが記載されている。
【０００４】
ところで、半導体装置のパターンを微細化するに当たっては、フォトマスクに形成されるマスクパターンの微細化に加え、フォトリソグラフィーで使用される露光光源波長の短波長化が必要となる。半導体装置製造の際の露光光源としては、近年ではＫｒＦエキシマレーザー（波長２４８ｎｍ）から、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）、更にはＦ２エキシマレーザー（波長１５７ｎｍ）へと短波長化が進んでいる。
その一方で、フォトマスクやフォトマスクブランクにおいては、フォトマスクに形成されるマスクパターンを微細化するに当たっては、フォトマスクブランクにおけるレジスト膜の薄膜化と、フォトマスク製造の際のパターニング手法として、従来のウェットエッチングに替わってドライエッチング加工が必要になってきている。
【０００５】
しかし、レジスト膜の薄膜化とドライエッチング加工は、以下に示す技術的な問題が生じている。
一つは、フォトマスクブランクのレジスト膜の薄膜化を進める際、遮光膜の加工時間が１つの大きな制限事項となっていることである。遮光膜の材料としては、一般にクロム系の材料が用いられ、クロムのドライエッチング加工では、エッチングガスに塩素ガスと酸素ガスの混合ガスが用いられている。レジストパターンをマスクにして遮光膜をドライエッチングでパターニングする際、レジストは有機膜でありその主成分は炭素であるので、ドライエッチング環境である酸素プラズマに対しては非常に弱い。遮光膜をドライエッチングでパターニングする間、その遮光膜上に形成されているレジストパターンは十分な膜厚で残っていなければならない。一つの指標として、マスクパターンの断面形状を良好にするために、ジャストエッチングタイムの２倍（１００％オーバーエッチング）程度を行っても残存するようなレジスト膜厚にしなければならない。例えば、一般には、遮光膜の材料であるクロムと、レジスト膜とのエッチング選択比は１以下となっているので、レジスト膜の膜厚は、遮光膜の膜厚の２倍以上の膜厚が必要となることになる。遮光膜の加工時間を短くする方法として、遮光膜の薄膜化が考えられる。遮光膜の薄膜化については、特許文献３に提案されている。
【０００６】
特許文献３には、フォトマスクの製造において、透明基板上のクロム遮光膜の膜厚を薄膜化することにより、エッチング時間を短くでき、クロムパターンの形状を改善することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特公昭６２−３２７８２号公報
【特許文献２】特許第２９８３０２０号公報
【特許文献３】特開平１０−６９０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、遮光膜の膜厚を薄くしようとすると、遮光性が不十分となるため、このようなフォトマスクを使用してパターン転写を行っても、転写パターン不良が発生してしまう。遮光膜は、その遮光性を十分確保するためには、所定の光学濃度が必要となるため、上記特許文献３のように遮光膜の膜厚を薄くするといっても、自ずと限界が生じる。
また、上記特許文献１に記載されたクロム炭化物を含有するクロム膜を遮光膜とする場合、ドライエッチング速度が低下する傾向があり、ドライエッチングによる遮光膜の加工時間の短縮化を図ることができない。
【０００９】
さらに、上記特許文献２に記載された膜厚方向でウェットエッチングレートが異なるＣｒＮ／ＣｒＣの金属膜においては、ＣｒＣ膜をＣｒＮ膜よりも厚くする必要があった。その理由は、第１に、上層のＣｒＣ膜と下層のＣｒＮ膜はいずれもウェットエッチングレートが良好であるが、下層中に窒素が含まれていると、ウェットエッチング処理した場合、アンダーカットが大きくなるという問題が生じるため、ＣｒＮ膜の膜厚を相対的に薄くする必要があったからである。第２に、従来露光装置において使用されている波長であるｉ線（３６５ｎｍ）やＫｒＦエキシマレーザー（２４８ｎｍ）においては、ＣｒＮ膜の吸収係数が小さいため、遮光膜として所望の光学濃度を得るには、遮光性の高いＣｒＣ膜を厚めにする必要があったからである。第３に、遮光膜上にレジストパターンを形成するための露光（描画）は電子線を用いるのが一般的であるが、特許文献２に記載されたＣｒＮ／ＣｒＣの金属膜上に形成された酸素を含むＣｒＯＮ膜は一般に絶縁性が高く、その際のチャージアップを抑制するためにはＣｒＣ膜を厚めにして遮光膜のシート抵抗を小さくする必要があったからである。しかし、特許文献２のマスクブランクは、上記金属膜中の炭素含有率が高くなり、ドライエッチングによりパターニングを行う場合、エッチング速度が低下するので、遮光膜の加工時間を短縮できないという問題があり、ドライエッチング処理用には好適ではない。また、特許文献２のマスクブランクをドライエッチング処理に用いた場合、遮光膜の深さ方向に向かって、最初はドライエッチング速度が速く、主にＣｒＣ膜の領域では遅くなり、最後にＣｒＮ膜の領域では再び速くなるため、パターンの断面形状を劣化させたり、グローバルローディング現象が起こりやすいという問題がある。また、近年のパターン微細化に対応するため、レジストパターンの解像性を向上させるために、解像性の高い化学増幅型レジストが使用されてきている。そしてこの化学増幅型レジストを電子線により描画する際に、電子線の加速電圧を５０ｋｅＶ以上の加速電圧で電子線描画するため、遮光膜の導電性を向上させチャージアップを確実に抑制する必要がある。
【００１０】
そこで本発明は、従来の問題点を解決するべくなされたものであり、その目的とするところは、第一に、遮光膜上にレジストパターンを形成するための電子線描画によるチャージアップを抑制できるフォトマスクブランク、及びフォトマスクの製造方法を提供することである。第二に、遮光膜の深さ方向でのドライエッチング速度を最適化させることでグローバルローディング現象を低減でき、良好なパターン精度が得られるフォトマスクブランク及びフォトマスクの製造方法を提供することである。第三に、遮光膜のドライエッチング速度を高めることで、ドライエッチング時間が短縮でき、レジスト膜の膜減りを低減することができ、その結果、レジスト膜を薄膜化して解像性、パターン精度（ＣＤ精度）を向上でき、ドライエッチング時間の短縮化による断面形状の良好な遮光膜のパターンが形成することができるフォトマスクブランク、及びフォトマスクの製造方法を提供することである。第四に、遮光膜に必要な遮光性能を有しつつ、遮光膜の薄膜化により、断面形状の良好な遮光膜のパターンが形成することができるフォトマスクブランク、及びフォトマスクの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
（構成１）透光性基板上に主にクロムを含む材料からなる遮光膜を有するフォトマスクブランクにおいて、前記遮光膜は、水素を含む材料からなることを特徴とするフォトマスクブランクである。
（構成２）前記遮光膜に含まれる水素の含有量は、１原子％以上であることを特徴とする構成１記載のフォトマスクブランクである。
（構成３）前記遮光膜は、該遮光膜表面側から前記透光性基板側の深さ方向の略全域に水素が含まれていることを特徴とする構成１又は２記載のフォトマスクブランクである。
（構成４）前記遮光膜は、該遮光膜表面側から前記透光性基板側に向かって水素の含有量が異なる領域を有することを特徴とする構成１乃至３の何れか一に記載のフォトマスクブランクである。
（構成５）前記遮光膜は、該遮光膜表面側から前記透光性基板側に向かって連続的に又は段階的に水素の含有量が減少していることを特徴とする構成４記載のフォトマスクブランクである。
（構成６）前記遮光膜の上層部に酸素を含む反射防止層を有することを特徴とする構成１乃至５の何れか一に記載のフォトマスクブランクである。
（構成７）前記遮光膜の膜厚は、露光光に対して光学濃度が２．５以上となるように設定されていることを特徴とする構成１乃至６の何れか一に記載のフォトマスクブランクである。
（構成８）前記フォトマスクブランクは、前記遮光膜上に形成されるマスクパターンをマスクにしてドライエッチング処理により、前記遮光膜をパターニングするフォトマスクの作製方法に対応するドライエッチング処理用のフォトマスクブランクであることを特徴とする構成１乃至７の何れか一に記載のフォトマスクブランクである。
（構成９）前記透光性基板と前記遮光膜との間に、ハーフトーン型位相シフター膜が形成されていることを特徴とする構成１乃至８の何れか一に記載のフォトマスクブランクである。
（構成１０）前記遮光膜の膜厚は、前記ハーフトーン型位相シフター膜との積層構造において、露光光に対して光学濃度が２．５以上となるように設定されていることを特徴とする構成９記載のフォトマスクブランクである。
（構成１１）構成１乃至１０の何れか一に記載のフォトマスクブランクにおける前記遮光膜をパターニングして前記透光性基板上に遮光膜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。
（構成１２）構成９又は１０に記載のフォトマスクブランクにおける前記遮光膜をエッチングによりパターニングして遮光膜パターンを形成した後、該遮光膜パターンをマスクにして、エッチングにより前記ハーフトーン型位相シフター膜をパターニングして前記透光性基板上にハーフトーン型位相シフター膜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。
（構成１３）前記遮光膜のパターニングは、前記遮光膜上に形成されるマスクパターンをマスクにしてドライエッチング処理により行うことを特徴とする構成１１又は１２記載のフォトマスクの製造方法である。
（構成１４）前記遮光膜のパターニングは、前記遮光膜上に電子線描画用レジスト膜を形成し、該電子線描画用レジストに所定の電子線描画及び現像処理によって形成されるレジストパターンをマスクにしてドライエッチング処理により行うことを特徴とする構成１１乃至１３の何れか一に記載のフォトマスクの製造方法である。
（構成１５）構成１１乃至１４の何れか一に記載のフォトマスクにおける前記遮光膜パターン又は前記ハーフトーン型位相シフター膜パターンをフォトリソグラフィー法により、半導体基板上にパターンを転写することを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【００１２】
（構成１６）透光性基板上に、遮光膜をスパッタリングにより形成するフォトマスクブランクの製造方法において、前記フォトマスクブランクは、前記遮光膜上に形成されるマスクパターンをマスクにしてドライエッチング処理により、前記遮光膜をパターニングするフォトマスクの作製方法に対応するドライエッチング処理用のフォトマスクブランクであって、前記遮光膜は、前記透光性基板側に形成する層の成膜速度よりも、該遮光膜の表面側に形成する層の成膜速度を遅くして形成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。
（構成１７）前記遮光膜の透光性基板側に形成する層と前記遮光膜の表面側に形成する層の成膜速度の比率（透光性基板側に形成する層：遮光膜の表面側に形成する層）を、２．５：１〜４．０：１とすることを特徴とする構成１６記載のフォトマスクブランクの製造方法である。
（構成１８）前記遮光膜はクロムを含む材料からなり、更に、酸素と窒素の少なくとも一方の元素を含むことを特徴とする構成１６又は１７記載のフォトマスクブランクの製造方法である。
（構成１９）前記遮光膜の上層部に酸素を含む反射防止層を形成することを特徴とする構成１６乃至１８の何れか一に記載のフォトマスクブランクの製造方法である。
（構成２０）前記遮光膜の表面側に形成する層が、前記反射防止層であることを特徴とする構成１９記載のフォトマスクブランクの製造方法である。
（構成２１）前記遮光膜の膜厚は、露光光に対して光学濃度が２．５以上となるように設定されていることを特徴とする構成１６乃至２０の何れか一に記載のフォトマスクブランクである。
（構成２２）前記透光性基板と前記遮光膜との間に、ハーフトーン型位相シフター膜を形成することを特徴とする構成１６乃至２１の何れか一に記載のフォトマスクブランクの製造方法である。
（構成２３）前記遮光膜の膜厚は、前記ハーフトーン型位相シフター膜との積層構造において、露光光に対して光学濃度が２．５以上となるように設定されていることを特徴とする構成２２記載のフォトマスクブランクの製造方法である。
（構成２４）構成１６乃至２３の何れか一に記載のフォトマスクブランクにおける前記遮光膜をドライエッチングによりパターニングして前記透光性基板上に遮光膜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。
（構成２５）構成２２又は２３に記載のフォトマスクブランクにおける前記遮光膜をドライエッチングによりパターニングして遮光膜パターンを形成した後、該遮光膜パターンをマスクにして、ドライエッチングにより前記ハーフトーン位相シフター膜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。
（構成２６）構成２４又は２５に記載のフォトマスクにおける前記遮光膜パターン又は前記ハーフトーン型位相シフター膜パターンをフォトリソグラフィー法により、半導体基板上にパターンを転写することを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【００１３】
（構成２７）透光性基板上に遮光膜を有するフォトマスクブランクにおいて、前記フォトマスクブランクは、前記遮光膜上に形成されるマスクパターンをマスクにしてドライエッチング処理により、前記遮光膜をパターニングするフォトマスクの作製方法に対応するドライエッチング処理用のフォトマスクブランクであって、前記遮光膜の透光性基板側におけるドライエッチング速度を、前記遮光膜の表面側におけるドライエッチング速度よりも遅くさせるようにしたことを特徴とするフォトマスクブランクである。
（構成２８）前記遮光膜の表面側から透光性基板側に向かってドライエッチング速度を遅くさせるようにしたことを特徴とする構成２７記載のフォトマスクブランクである。
（構成２９）前記遮光膜は、主にクロムを含む材料からなることを特徴とする構成２７又は２８記載のフォトマスクブランクである。
（構成３０）前記遮光膜は、更に酸素を含み、表面側から透光性基板側に向かって酸素の含有量が減少していることを特徴とする構成２７乃至２９の何れか一に記載のフォトマスクブランクである。
（構成３１）前記遮光膜は、更に窒素を含むことを特徴とする構成２７乃至３０の何れか一に記載のフォトマスクブランクである。
（構成３２）前記遮光膜は、表面側から透光性基板側に向かう膜厚方向の略全域に窒素が含まれていることを特徴とする構成３１記載のフォトマスクブランクである。
（構成３３）前記遮光膜の上層部に酸素を含む反射防止層を形成することを特徴とする構成２７乃至３２の何れか一に記載のフォトマスクブランクである。
（構成３４）前記透光性基板と前記遮光膜との間に、ハーフトーン型位相シフター膜が形成されていることを特徴とする構成２７乃至３３の何れか一に記載のフォトマスクブランクである。
（構成３５） 透光性基板上に遮光膜を有するフォトマスクブランクにおいて、前記フォトマスクブランクは、前記遮光膜上に形成されるマスクパターンをマスクにしてドライエッチング処理により、前記遮光膜をパターニングするフォトマスクの作製方法に対応するドライエッチング処理用のフォトマスクブランクであって、前記遮光膜は、表面側から透光性基板側に向かう膜厚方向の略全領域に窒素が含まれ、且つ、表面側から透光性基板側に向かって酸素の含有量が減少していることを特徴とするフォトマスクブランクである。
（構成３６）前記遮光膜は、主にクロムを含む材料からなることを特徴とする構成３５記載のフォトマスクブランクである。
（構成３７）前記遮光膜は、該遮光膜中に含まれるクロムの割合を１としたときに、前記窒素は、表面側から透光性基板側に向かって０．５〜０．８の割合で含有されていることを特徴とする構成３６記載のフォトマスクブランクである。
（構成３８）前記遮光膜の上層部に酸素を含む反射防止層を形成することを特徴とする構成３５乃至３７の何れか一に記載のフォトマスクブランクである。
（構成３９）前記透光性基板と前記遮光膜との間に、ハーフトーン型位相シフター膜が形成されていることを特徴とする構成３５乃至３８の何れか一に記載のフォトマスクブランクである。
（構成４０）構成２７乃至３９の何れか一に記載のフォトマスクブランクにおける前記遮光膜をドライエッチングによりパターニングして前記透光性基板上に遮光膜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。
（構成４１）構成３４又は３９に記載のフォトマスクブランクにおける前記遮光膜をドライエッチングによりパターニングして遮光膜パターンを形成した後、該遮光膜パターンをマスクにして、ドライエッチングにより前記ハーフトーン型位相シフター膜をパターニングして前記透光性基板上にハーフトーン型位相シフター膜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。
（構成４２）構成４０又は４１に記載のフォトマスクにおける前記遮光膜パターン又は前記ハーフトーン型位相シフター膜パターンをフォトリソグラフィー法により、半導体基板上にパターンを転写することを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【００１４】
構成１にあるように、本発明のフォトマスクブランクは、透光性基板上に主にクロムを含む材料とする遮光膜を有するフォトマスクブランクにおいて、前記遮光膜は、水素を含む材料としている。
このように、主にクロムを含む材料からなる遮光膜中に水素を含むことにより、遮光膜のシート抵抗を小さくして、導電性を向上させることができる。これにより、遮光膜上にレジストパターンを形成するための電子線によるパターン描画を行っても、遮光膜に電荷がたまりチャージアップするのを抑制することができ、正確なパターン描画ができなかったり、放電による遮光膜パターン破壊を防止することができる。また、ドライエッチング処理に適した遮光膜とするため、ドライエッチング速度を低下させる炭素の含有量を低減させ、膜厚も所定の膜厚に設定された遮光膜としても、遮光膜中に水素を含むことにより、遮光膜の導電性を向上することができる。また、遮光膜中に水素を含むことにより、ドライエッチング時間を短縮でき、レジスト膜の膜減りを低減することができる。その結果、レジスト膜の薄膜化が可能となり、パターンの解像性、パターン精度（ＣＤ精度）を向上することができる。更に、ドライエッチング時間の短縮化により、断面形状の良好な遮光膜パターンが形成できるフォトマスクブランクを提供することができる。
【００１５】
また、遮光膜の導電性、及びドライエッチング時間の短縮化の点で、構成２にあるように、遮光膜に含まれる水素の含有量は、１原子％以上が好ましい。
また、遮光膜の導電性、及びドライエッチング時間の短縮化の点で、構成３にあるように、前記遮光膜は、該遮光膜表面側から透光性基板側の深さ方向の略全域に水素が含まれていることが好ましい。
構成４にあるように、本発明のフォトマスクブランクは、前記遮光膜は、該遮光膜表面側から前記透光性基板側に向かって水素の含有量が異なる領域を有する構成としても良い。例えば、遮光膜の表面側の領域に水素の含有量を多くして導電性を高め、チャージアップの抑制効果を向上させることができる。また、構成５にあるように、遮光膜の表面側から透光性基板側（つまり深さ方向）に向かって例えば水素の含有量が連続的に又は段階的に減少している組成傾斜膜とすることにより、ドライエッチング速度を遮光膜の深さ方向に向かって遅くさせることができる。これによって、ドライエッチング時のグローバルローディング現象による線幅エラーを低減することができる。
【００１６】
構成６にあるように、前記遮光膜はその上層部に酸素を含む反射防止層を有することができる。このような反射防止層を有することにより、露光波長における反射率を低反射率に抑えることができるので、マスクパターンを被転写体に転写するときに、投影露光面との間での多重反射を抑制し、結像特性の低下を抑制することができる。また、フォトマスクブランクやフォトマスクの欠陥検査に用いる波長（例えば、２５７ｎｍ、３６４ｎｍ、４８８ｎｍ等）に対する反射率を低く抑えることができるので、欠陥を検出する精度が向上する。
構成７にあるように、本発明のフォトマスクブランクにおいては、例えばバイナリマスク用フォトマスクブランクの場合、前記遮光膜の膜厚は、露光光に対して光学濃度２．５以上となるように設定される。
また、構成８にあるように、本発明のフォトマスクブランクは、前記遮光膜上に形成されるマスクパターンをマスクにしてドライエッチング処理により、前記遮光膜をパターニングするフォトマスクの作製方法に対応するドライエッチング処理用のフォトマスクブランクとする。遮光膜中に水素を含むことにより、ドライエッチング速度を高めることができるので、エッチング時間が短縮でき、レジスト膜の膜減りを低減することができる。その結果、レジスト膜を薄膜化して解像性、パターン精度（ＣＤ精度）を向上でき、エッチング時間の短縮化による断面形状の良好な遮光膜のパターンを形成することができる。
【００１７】
また、構成９にあるように、透光性基板と遮光膜との間に、ハーフトーン型位相シフター膜を形成しても良い。
その場合、構成１０にあるように、遮光膜はハーフトーン型位相シフター膜との積層構造において、露光光に対して光学濃度が２．５以上となるように設定される。
構成１１にあるように、構成１乃至１０の何れか一に記載のフォトマスクブランクにおける遮光膜をパターニングして透光性基板上に遮光膜パターンを形成するフォトマスクの製造方法によれば、パターンの解像性及び、位置精度が良好で且つ、断面形状の良好な遮光膜パターンが形成されたフォトマスクを得ることができる。
また、構成１２にあるように、構成９又は１０に記載のフォトマスクブランクにおける遮光膜をエッチングによりパターニングして遮光膜パターンを形成した後、遮光膜パターンをマスクにして、エッチングによりハーフトーン型位相シフター膜をパターニングして、透光性基板上にハーフトーン型位相シフター膜パターンを形成するフォトマスクの製造方法によれば、断面形状の良好なハーフトーン型位相シフター膜パターンを精度良く形成されたフォトマスクを得ることができる。
【００１８】
構成１３にあるように、前記遮光膜上に形成されるマスクパターンをマスクにしてドライエッチング処理により行うフォトマスクの製造方法によれば、ドライエッチング時間を短縮でき、断面形状の良好な遮光膜パターンが精度良く形成されたフォトマスクを得ることができる。
構成１４にあるように、遮光膜のパターニングを、前記遮光膜上に電子線描画用レジスト膜を形成し、電子線描画用レジスト膜に所定の電子線描画及び現像処理によって形成されるレジストパターンをマスクにしてドライエッチング処理により行うフォトマスクの製造方法によれば、遮光膜上にレジストパターンを形成するための電子線によるパターン描画を行っても、遮光膜に電荷がたまりチャージアップするのを抑制することができ、正確なパターン描画ができなかったり、放電による遮光膜パターン破壊を防止することができる。
また、構成１５にあるように、構成１４又は１５に記載のフォトマスクにおける前記遮光膜パターン又は前記ハーフトーン型位相シフター膜パターンをフォトリソグラフィー法により、半導体基板上にパターンを転写するので、半導体基板上に形成される回路パターンにより欠陥のない半導体装置を製造することができる。
【００１９】
構成１６にあるように、本発明のフォトマスクブランクの製造方法は、透光性基板上に、遮光膜をスパッタリングにより形成するフォトマスクブランクの製造方法において、前記フォトマスクブランクは、前記遮光膜上に形成されるマスクパターンをマスクにしてドライエッチング処理により、前記遮光膜をパターニングするフォトマスクの作製方法に対応するドライエッチング処理用のフォトマスクブランクであって、前記遮光膜は、前記透光性基板側に形成する層の成膜速度よりも、該遮光膜の表面側に形成する層の成膜速度を遅くして形成する。
このように、遮光膜の透光性基板側に形成する層の成膜速度よりも、遮光膜の表面側に形成する層の成膜速度を遅くすることで、遮光膜の深さ方向（つまり遮光膜の表面側から透光性基板側）に向かってドライエッチング速度を遅くさせるように制御することができる。これにより、グローバルローディング現象を低減させ、パターン精度を向上させることができる。
透光性基板側のドライエッチング速度が、表面側のドライエッチング速度に近づくにつれ、パターン粗密によるCDバイアス差、即ち、グローバルローディングエラーが大きくなる。そのため、透光性基板側のドライエッチング速度を、表面側のドライエッチング速度に対し適度に遅くすると、グローバルローディングエラーが低減し、パターン精度を向上させることができる。
具体的には、構成１７にあるように、遮光膜の透光性基板側に形成する層と遮光膜の表面側に形成する層の成膜速度を２．５：１〜４．０：１とすると好適である。
【００２０】
構成１８にあるように、本発明によるフォトマスクブランクは、前記遮光膜はクロムを含む材料からなり、更に、酸素と窒素の少なくとも一方の元素を含むことが好ましい。クロムとこれらの元素とを含む材料からなる遮光膜は、クロム単体からなる遮光膜よりもドライエッチング速度が速くなり、ドライエッチング時間の短縮化を図ることができる。ドライエッチング速度を速くできることで、遮光膜のパターニングに必要なレジスト膜の膜厚を薄くすることができ、遮光膜のパターン精度（ＣＤ精度）が良好になる。また、このような元素を含むクロム系材料の遮光膜は、パターンの微細化を達成する上で有効な２００ｎｍ以下の露光波長においては、膜厚を厚くしなくてもある程度の薄膜で所望の光学濃度（例えば２．５以上であることが好ましい）を得ることができる。つまり、遮光膜に必要な遮光性能を有しつつ、遮光膜の薄膜化を達成することが可能になる。
【００２１】
構成１９にあるように、前記遮光膜はその上層部に酸素を含む反射防止層を形成することができる。このような反射防止層を形成することにより、露光波長における反射率を低反射率に抑えることができるので、マスクパターンを被転写体に転写するときに、投影露光面との間での多重反射を抑制し、結像特性の低下を抑制することが出来る。また、フォトマスクブランクやフォトマスクの欠陥検査に用いる波長（例えば２５７ｎｍ、３６４ｎｍ、４８８ｎｍ等）に対する反射率を低く抑えることができるので、欠陥を検出する精度が向上する。
構成２０にあるように、遮光膜の上層部に酸素を含む反射防止膜を形成する場合、前記透光性基板側に形成する層の成膜速度よりも成膜速度を遅くしたステップにより反射防止層を形成することができる。酸素を含む反射防止層は、酸素含有ガス雰囲気中で成膜されるが、例えば酸素含有ガス雰囲気中で反応性スパッタによりＣｒＯ膜を成膜する場合、成膜装置のパワーを上げて成膜速度を速めると、膜の欠陥が増加するという問題が発生するため、膜の欠陥を低減するためには成膜速度を遅くすることが好適である。
【００２２】
構成２１にあるように、本発明のフォトマスクブランクにおいては、例えばバイナリマスク用フォトマスクブランクの場合、前記遮光膜の膜厚は、露光光に対して光学濃度２．５以上となるように設定される。
また、構成２２にあるように、透光性基板と遮光膜との間に、ハーフトーン型位相シフター膜を形成しても良い。
その場合、構成２３にあるように、遮光膜は、ハーフトーン型位相シフター膜との積層構造において、露光光に対して光学濃度２．５以上となるように設定される。
構成２４にあるように、構成１６乃至２３の何れか一に記載の製造方法により得られるフォトマスクブランクにおける遮光膜をドライエッチング処理を用いてパターニングする工程を有するフォトマスクの製造方法によれば、ドライエッチング時間を短縮でき、断面形状の良好な遮光膜パターンが精度良く形成されたフォトマスクを得ることができる。
構成２５にあるように、構成２２又は２３に記載のフォトマスクブランクにおける前記遮光膜をドライエッチングによりパターニングして遮光膜パターンを形成した後、該遮光膜パターンをマスクにして、ドライエッチングにより前記ハーフトーン位相シフター膜パターンを形成するフォトマスクの製造方法によれば、断面形状の良好なハーフトーン型位相シフター膜パターンを精度良く形成されたフォトマスクを得ることができる。
構成２６にあるように、構成２４又は２５に記載のフォトマスクにおける前記遮光膜パターン又は前記ハーフトーン型位相シフター膜パターンをフォトリソグラフィー法により、半導体基板上にパターンを転写するので、半導体基板上に形成される回路パターンに欠陥のない半導体装置を製造することができる。
【００２３】
構成２７にあるように、本発明のフォトマスクブランクは、透光性基板上に遮光膜を有するフォトマスクブランクにおいて、前記フォトマスクブランクは、前記遮光膜上に形成されるマスクパターンをマスクにしてドライエッチング処理により、前記遮光膜をパターニングするフォトマスクの作製方法に対応するドライエッチング処理用のフォトマスクブランクであって、前記遮光膜の透光性基板側におけるドライエッチング速度を、前記遮光膜の表面側におけるドライエッチング速度よりも遅くさせるようにした。
このように、遮光膜の透光性基板側におけるドライエッチング速度を、遮光膜の表面側におけるドライエッチング速度よりも遅くすることで、グローバルローディング現象を低減させ、パターン精度やパターンの断面形状を向上させることができる。
遮光膜における透光性基板側のドライエッチング速度が、表面側のドライエッチング速度に近づくにつれ、パターン粗密によるＣＤバイアス差、即ち、グローバルローディングエラーが大きくなる。そのため、遮光膜の透光性基板側のドライエッチング速度を、表面側のドライエッチング速度に対し適度に遅くすると、グローバルローディングエラーが低減し、パターン精度を向上させることができる。
【００２４】
構成２８にあるように、遮光膜のドライエッチング速度は、遮光膜の表面側から透光性基板側に向かってドライエッチング速度を遅くすると好適である。例えば、遮光膜のドライエッチング速度を、遮光膜の表面側から透光性基板側に向かって段階的及び／又は連続的にドライエッチング速度を遅くすることができる。
また、遮光膜の材料は、露光光に対して遮光機能を有する材料であれば良く、例えば、クロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステン等の遷移金属を含む材料とすることができる。構成２９にあるように、遮光膜の材料は、主にクロムを含む材料が好適である。
構成３０にあるように、本発明のフォトマスクブランクは、更に酸素を含むことが好ましく、この場合、遮光膜の表面側から透光性基板側（深さ方向）に向かって酸素の含有量が減少している領域を有することが好適である。クロムと酸素を含む材料からなる遮光膜は、クロム単体からなる遮光膜よりもドライエッチング速度が速くなり、ドライエッチング時間の短縮化を図ることができる。ドライエッチング速度を速くできることで、遮光膜のパターニングに必要なレジスト膜の膜厚を薄くすることができ、遮光膜のパターン精度（ＣＤ精度）が良好になる。そして、遮光膜の深さ方向に向かって酸素の含有量が減少していることにより、遮光膜の深さ方向に向かってドライエッチング速度を遅くさせるように制御することができるので、グローバルローディング現象を低減させ、パターン精度を向上させることができる。
【００２５】
構成３１にあるように、本発明のフォトマスクブランクは、更に窒素を含むことが好ましい。クロムを含む材料からなる遮光膜中に更に窒素を含むことにより、クロム単体からなる遮光膜よりもドライエッチング速度が速くなり、ドライエッチング時間の短縮化を図ることができる。ドライエッチング速度を速くできることで、遮光膜のパターニングに必要なレジスト膜の膜厚を薄くすることができ、遮光膜のパターン精度（ＣＤ精度）が良好になる。また、窒素を含むクロム系材料の遮光膜は、パターンの微細化を達成する上で有効な２００ｎｍ以下の露光波長においては、膜厚を厚くしなくてもある程度の薄膜で所望の光学濃度（例えば２．５以上であることが好ましい）を得ることができ、遮光膜に必要な遮光性能を有しつつ、遮光膜の薄膜化を達成することが可能になる。尚、前述のように遮光膜中に酸素を含み（構成４）、更に窒素を含むことにより、構成５による効果が更に好適に発揮される。
特に、構成３２にあるように、遮光膜は、表面側から透光性基板側に向かう膜厚方向の略全域に窒素が含まれていると好適である。更に好ましくは、遮光膜は、表面側から透光性基板側に向かう膜厚方向において均一か、ほぼ均一に窒素が含まれていることが望ましい。具体的には、遮光膜中に含まれる、即ち表面側から透光性基板側に向かって含まれるクロムの割合（組成比）を１としたときに、表面側から透光性基板側に向かって０．５〜０．８の割合で窒素が含有されている状態が好ましい。
【００２６】
構成３３，３８にあるように、前記遮光膜はその上層部に酸素を含む反射防止層を形成することができる。このような反射防止層を形成することにより、露光波長における反射率を低反射率に抑えることができるので、マスクパターンを被転写体に転写するときに投影露光面との間で多重反射を抑制し、結像特性の低下を抑制することが出来る。また、フォトマスクブランクやフォトマスクの欠陥検査に用いる波長（例えば２５７ｎｍ、３６４ｎｍ、４８８ｎｍ等）に対する反射率を低く抑えることができるので、欠陥を検出する精度が向上する。
また、構成３４，３９にあるように、透光性基板と遮光膜との間に、ハーフトーン型位相シフター膜を形成しても良い。
構成３５にあるように、本発明のフォトマスクブランクは、透光性基板上に遮光膜を有するフォトマスクブランクにおいて、 前記フォトマスクブランクは、前記遮光膜上に形成されるマスクパターンをマスクにしてドライエッチング処理により、前記遮光膜をパターニングするフォトマスクの作製方法に対応するドライエッチング処理用のフォトマスクブランクであって、前記遮光膜は、表面側から透光性基板側に向かう膜厚方向の全領域に窒素が含まれ、且つ、表面側から透光性基板側に向かって酸素の含有量が減少する構成にした。
このように、遮光膜に、表面側から透光性基板側に向かう膜厚方向の略全域に窒素が含まれているので、ドライエッチング速度を速くでき、遮光膜のパターニングに必要なレジスト膜の膜厚を薄くすることができる。従って、遮光膜のパターン制度（CD精度）が良好になる。更に、遮光膜の表面側から透光性基板側に向かって酸素の含有量が減少させることで、グローバルローディング現象を低減させ、パターン精度やパターンの断面形状を向上させることができる。
【００２７】
また、上述と同様に、遮光膜の材料は、露光光に対して遮光機能を有する材料であれば良く、例えば、クロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステン等の遷移金属を含む材料とすることができ、構成３６にあるように、遮光膜の材料は、主にクロムを含む材料が好適である。
尚、遮光膜は、表面側から透光性基板側に向かう膜厚方向において均一か、ほぼ均一に窒素が含まれていることが望ましい。具体的には、構成３７にあるように、遮光膜中に含まれる、即ち表面側から透光性基板側に向かって含まれるクロムの割合（組成比）を１としたときに、表面側から透光性基板側に向かって０．５〜０．８の割合で窒素が含有されている状態が好ましい。
構成４０にあるように、構成２７乃至３９の何れか一に記載のフォトマスクブランクにおける遮光膜を、ドライエッチング処理を用いてパターニングする工程を有するフォトマスクの製造方法によれば、ドライエッチング時間を短縮でき、断面形状の良好な遮光膜パターンが精度良く形成されたフォトマスクを得ることができる。
構成４１にあるように、構成３４又は３９に記載のフォトマスクブランクにおける前記遮光膜をドライエッチングによりパターニングして遮光膜パターンを形成した後、該遮光膜パターンをマスクにして、ドライエッチングにより前記ハーフトーン型位相シフター膜をパターニングして前記透光性基板上にハーフトーン型位相シフター膜パターンを形成するフォトマスクの製造方法によれば、断面形状の良好なハーフトーン型位相シフター膜パターンを精度良く形成されたフォトマスクを得ることができる。
構成４２にあるように、構成４０又は４１に記載のフォトマスクにおける前記遮光膜パターン又は前記ハーフトーン型位相シフター膜パターンをフォトリソグラフィー法により、半導体基板上にパターンを転写するので、半導体基板上に形成される回路パターンに欠陥のない半導体装置を製造することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、遮光膜上にレジストパターンを形成するための電子線描画したときのチャージアップを抑制することができ、マスクパターンの放電破壊を防止することができるフォトマスクブランクを提供することができる。
また、本発明によれば、遮光膜の深さ方向でのドライエッチング速度を最適化させることでグローバルローディング現象を低減でき、良好なパターン精度が得られるフォトマスクブランクを提供することができる。
また、本発明によれば、遮光膜の深さ方向に向かってドライエッチング速度を遅くさせるようにして遮光膜の深さ方向でのドライエッチング速度を最適化させることでグローバルローディング現象を低減でき、良好なパターン精度が得られるフォトマスクブランクを提供することができる。
また、本発明によれば、遮光膜のドライエッチング速度を高めることで、ドライエッチング時間が短縮でき、レジスト膜の膜減りを低減することができる。その結果、レジスト膜の薄膜化が可能となり、パターンの解像性、パターン精度（ＣＤ精度）を向上することができる。更に、ドライエッチング時間の短縮化により、断面形状の良好な遮光膜パターンが形成できるフォトマスクブランクを提供することができる。
また、本発明によれば、遮光膜に必要な遮光性能を有しつつ、遮光膜の薄膜化により、断面形状の良好な遮光膜のパターンが形成することができるフォトマスクブランク、フォトマスクの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のフォトマスクブランクの一実施の形態を示す断面図である。
【図２】フォトマスクブランクを用いたフォトマスクの製造工程を示す断面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態に係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を用いたフォトマスクの製造工程を示す断面図である。
【図４】本発明により得られるハーフトーン型位相シフトマスクの断面図である。
【図５】実施例１の遮光膜のラザフォード後方散乱分析による結果を示す図である。
【図６】実施例６の遮光膜のラザフォード後方散乱分析による結果を示す図である。
【図７】実施例１０の遮光膜のオージェ分光分析による結果を示す図である。
【図８】実施例１０の遮光膜のラザフォード後方散乱分析による結果を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１ 透光性基板
２ 遮光膜
３ レジスト膜
４ ハーフトーン型位相シフター膜
５ 遮光層
６ 反射防止層
２ａ 遮光膜のパターン
３ａ レジストパターン
１０、３０ フォトマスクブランク
２０、４０ フォトマスク
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述する。
［第１の実施の形態］
図１は本発明のフォトマスクブランクの第１の実施の形態を示す断面図である。
図１のフォトマスクブランク１０は、透光性基板１上に遮光膜２を有するバイナリマスク用フォトマスクブランクの形態のものである。
上記フォトマスクブランク１０は、前記遮光膜２上に所定の電子線描画及び現像処理によって形成されるレジストパターンをマスクにしてドライエッチング処理により、前記遮光膜２をパターニングするフォトマスクの作製方法に対応するドライエッチング処理用のマスクブランクである。
ここで、透光性基板１としては、ガラス基板が一般的である。ガラス基板は、平坦度及び平滑度に優れるため、フォトマスクを使用して半導体基板上へのパターン転写を行う場合、転写パターンの歪み等が生じないで高精度のパターン転写を行える。
【００３２】
上記遮光膜２はクロムを含む材料からなり、且つ、水素を含む。クロム系材料からなる遮光膜２中に水素が含まれることにより、遮光膜のシート抵抗を小さくして、導電性を向上させることができる。これにより、遮光膜上にレジストパターンを形成するための電子線によるパターン描画を行っても、遮光膜に電荷がたまりチャージアップするのを抑制することができ、チャージアップによる正確なパターン描画ができなかったり、放電による遮光パターン破壊を防止することができる。
遮光膜２中の水素の含有量は、１原子％以上の範囲が好適である。水素の含有量が１原子％未満であると、遮光膜のシート抵抗を小さくして導電性を高める効果が得られにくい。遮光膜は、その上に形成するレジスト膜を電子線描画しパターニングする際にチャージアップしない程度の導電性を有する必要があるが、そのためには遮光膜のシート抵抗は、例えば、１５０Ω／□以下、好ましくは、１００Ω／□以下、更に好ましくは５０Ω／□以下とするのが良い。
【００３３】
また、遮光膜２中の水素の含有量が１原子％未満であると、遮光膜のドライエッチング速度を速める効果が得られにくい。
遮光膜２中に含まれる水素の含有量は、好ましくは、３原子％以上、より好ましくは５原子％以上が望ましい。水素の含有量が１５原子％を超えると、耐薬性（耐酸性、耐アルカリ性）が悪化するので好ましくない。
遮光膜２中には、さらに酸素や、窒素、炭素を含んでも良い。
遮光膜２中に酸素を含む場合、酸素の含有量は、５〜８０原子％の範囲が好適である。酸素の含有量が５原子％未満であると、クロム単体よりもドライエッチング速度を速める効果が得られにくい。一方、酸素の含有量が８０原子％を超えると、波長２００ｎｍ以下の例えば、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）においての吸収係数が小さくなるため、所望の光学濃度（２．５以上）を得るためには膜厚を厚くする必要が生じてしまう。好ましい酸素の含有量は、１０〜５０原子％とすることが望ましい。
【００３４】
また、遮光膜２中に窒素を含む場合、窒素の含有量は、１５〜８０原子％の範囲が好適である。窒素の含有量が１５原子％未満であると、クロム単体よりもドライエッチング速度を高める効果が得られにくい。一方、窒素の含有量が８０原子％を超えると、波長２００ｎｍ以下の例えば、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）においての吸収係数が小さくなるため、所望の光学濃度（２．５以上）を得るためには膜厚を厚くする必要が生じてしまう。好ましい窒素の含有量は、２０〜５０原子％とすることが望ましい。
また、遮光膜２中に酸素と窒素の両方を含んでも良い。その場合の含有量は、酸素と窒素の合計が、１０〜８０原子％の範囲とするのが好適である。また、遮光膜２中に酸素と窒素の両方を含む場合の酸素と窒素の含有比は、特に制約はされず、吸収係数等の兼ね合いで適宜決定される。
【００３５】
また、遮光膜２中に炭素を含む場合、炭素の含有量は、１〜２０原子％の範囲が好適である。炭素は、水素と同様に導電性を高める、即ちシート抵抗を小さくする効果、及び、反射率を低減させる効果がある。しかし、遮光膜中に炭素が含まれていると、ドライエッチング速度が低下し、遮光膜をドライエッチングによりパターニングする際に要するドライエッチング時間が長くなり、レジスト膜を薄膜化することが困難となる。以上の点から、炭素の含有量は、１〜２０原子％が良く、さらに好ましくは、３〜１５原子％以下が望ましい。
【００３６】
また、上記遮光膜２は、単層であることに限られず、多層でも良い。いずれの膜にも、即ち、遮光膜２表面側から透光性基板１側の深さ方向の略全域に水素が含まれているものが良い。また、さらに、いずれの膜にも酸素及び／又は窒素を含むことが好ましい。例えば、遮光膜２は、表層部（上層部）に反射防止膜を含むものであっても良い。その場合、反射防止層としては、酸素を含む材料があげられ、例えば、ＣｒＯＨ、ＣｒＣＯＨ、ＣｒＮＯＨ、ＣｒＣＨ、ＣｒＣＯＮＨ等の材料が好ましい。反射防止層を設けることによって、露光波長における反射率を例えば２０％以下、好ましくは１５％以下に抑えることができるので、マスクパターンを被転写体に転写するときに、投影露光面との間での多重反射を抑制し、結像特性の低下を抑制することができる。さらに、フォトマスクブランクやフォトマスクの欠陥検査に用いられる波長（例えば、２５７ｎｍ、３６４ｎｍ、４８８ｎｍ等）に対する反射率を例えば３０％以下とすることができ、欠陥を高精度で検出することができる。特に、反射防止層として炭素を含む膜とすることにより、露光波長に対する反射率を低減させ、且つ、上記検査波長（特に２５７ｎｍ）に対する反射率が２０％以下とすることができるので望ましい。具体的には、炭素の含有量は、５〜２０原子％とすることが好ましい。炭素の含有量が５原子％未満の場合、上記波長に対する反射率を低減させる効果が小さくなり、また、炭素の含有量が２０原子％を超える場合、ドライエッチング速度が低下し、遮光膜をドライエッチングによりパターニングする際に要するドライエッチング時間が長くなり、レジスト膜を薄膜化することが困難となるので好ましくない。尚、炭素を含む反射防止層は、レジストパターンを形成するための電子線によりパターン描画時のチャージアップを抑制できる機能を有しているが、炭素を含む反射防止層の膜厚を薄くしても、本発明における遮光膜は水素を含有することにより導電性を確保し、さらにドライエッチング速度を高めているので不都合はない。また、ドライエッチングにより遮光膜をパターニングする際のパターンの断面形状を良好にする点等から、遮光膜のドライエッチング速度は、２．５Å／秒以上、更には３Å／秒以上が好ましい。また、上記遮光膜２は、その上に形成されるレジストパターンをマスクにしてドライエッチングによってパターニングする際にレジスト膜の膜減りが起こっても、遮光膜のパターニング終了時点でレジスト膜が残存するように、ドライエッチング処理において、レジストとの選択比が１を超える材料とすることが好ましい。選択比は、ドライエッチング処理に対するレジストの膜減り量と遮光膜の膜減り量の比（＝遮光膜の膜減り量／レジストの膜減り量）で表される。好ましくは、遮光膜パターンの断面形状の悪化防止や、グローバルローディング現象を抑える点から、遮光膜は、レジストとの選択比が１を超え１０以下、更に好ましくは、１を超え５以下とすることが望ましい。
【００３７】
尚、反射防止層は必要に応じて透光性基板側にも設けても良い。
また、上記遮光膜２は、水素の含有量が深さ方向で異なり、表層部の反射防止層と、それ以外の層（遮光層）で連続的又は段階的に傾斜した組成傾斜膜としても良い。この場合、前述のように、遮光膜２の表面側の反射防止層の領域に水素の含有量を多くして遮光膜の導電性を高めたり、深さ方向に向かって水素の含有量を減少することで、遮光膜の深さ方向におけるドライエッチング速度を遅くさせるようにしても良い。この場合、ドライエッチング時のグローバルローディング現象により線幅エラーを低減することができる。また、遮光膜２の深さ方向の一部の領域において、水素の含有量が減少している組成傾斜膜としても良い。さらに、遮光膜２として、クロムと水素以外に、窒素、酸素、炭素等の元素を含む場合においても、遮光膜の深さ方向で異なり、また、深さ方向に連続的に又は段階的に組成傾斜した組成傾斜膜としても良い。このような遮光膜を組成傾斜膜とするためには、例えば、前述のスパッタリング成膜時のスパッタガスの種類（組成）を成膜中に切り替える方法、成膜時のスパッタガスのガス圧を変化させる方法等が挙げられる。
【００３８】
また、上記遮光膜２の膜厚は、露光光に対して光学濃度が２．５以上となるように設定される。具体的には、上記遮光膜２の膜厚は、９０ｎｍ以下であることが好ましい。その理由は、近年におけるサブミクロンレベルのパターンサイズへのパターンの微細化に対応するためには、膜厚が９０ｎｍを超えると、ドライエッチング時のパターンのマイクロローディング現象等によって、微細パターンの形成が困難となる場合が考えられるためである。膜厚をある程度薄くすることによって、パターンのアスペクト比（パターン幅に対するパターン深さの比）の低減を図ることができ、グローバルローディング現象及びマイクロローディング現象による線幅エラーを低減することができる。さらに、膜厚をある程度薄くすることによって、特にサブミクロンレベルのパターンサイズのパターンに対し、パターンへのダメージ（倒壊等）を防止することが可能となる。本発明における遮光膜２は、２００ｎｍ以下の露光波長においては、膜厚を９０ｎｍ以下の薄膜としても所望の光学濃度（例えば、２．５以上）を得ることができる。遮光膜２の膜厚の下限については、所望の光学濃度が得られる限りにおいては薄くすることができる。
【００３９】
上記遮光膜２の形成方法は、特に制約する必要はないが、なかでもスパッタリング成膜法が好ましい。スパッタリング成膜法によると、均一な膜厚の薄膜を形成することができるので、本発明には好適である。透光性基板１上に、スパッタリング成膜法によって上記遮光膜２を成膜する場合、スパッタターゲットとしてクロム（Ｃｒ）ターゲットを用い、チャンバー内に導入するスパッタガスは、アルゴンガスやヘリウムガスなどの不活性ガスに、炭化水素ガスや水素ガス、更に必要に応じて酸素ガス、窒素ガス、一酸化窒素ガス、一酸化二窒素ガス、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス等のガスを混合したものを用いる。
【００４０】
アルゴンガス等の不活性ガスに水素ガスを混合したスパッタガスを用いると、クロムに水素を含む遮光膜を形成することができ、アルゴンガス等の不活性ガスに炭化水素ガスを混合したスパッタガスを用いると、クロムに炭素を含む遮光膜或いはクロムに水素と炭素を含む遮光膜を形成することができる。また、アルゴンガス等の不活性ガスに酸素ガスを混合したスパッタガスを用いると、クロムに酸素を含む遮光膜を形成することができ、アルゴンガス等の不活性ガスに窒素ガスを混合したスパッタガスを用いると、クロムに窒素を含む遮光膜を形成することができる。さらに、アルゴンガス等の不活性ガスに酸素ガスと窒素ガス、又は一酸化窒素ガス、又は一酸化二窒素ガスを混合したスパッタガスを用いると、クロムに酸素と窒素を含む遮光膜を形成することができる。
尚、遮光膜２中に含まれる水素の含有量を調整するには、水素ガスの流量、炭化水素ガスの流量、炭化水素ガスの種類、スパッタガス圧などの条件を選択することにより調整することができる。
【００４１】
また、フォトマスクブランクとしては、後述する図２（ａ）にあるように、上記遮光膜２の上に、レジスト膜３を形成した形態であっても構わない。レジスト膜３の膜厚は、遮光膜のパターン精度（ＣＤ精度）を良好にするためには、できるだけ薄い方が好ましい。本実施の形態のような所謂バイナリマスク用フォトマスクブランクの場合、具体的には、レジスト膜３の膜厚は、３００ｎｍ以下が好ましい。さらに好ましくは、２００ｎｍ以下、さらに好ましくは１５０ｎｍ以下とすることが望ましい。レジスト膜の膜厚の下限は、レジストパターンをマスクにして遮光膜をドライエッチングしたときに、レジスト膜が残存するように設定される。上述の点を考慮すると、レジスト膜の膜厚は、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下、１５ｎｍ以上２００ｎｍ以下、２０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下とすることが好ましい。また、高い解像度を得るために、レジスト膜３の材料はレジスト感度の高い化学増幅型レジストが好ましい。特に、レジスト膜を５０ｋｅＶ以上の電子線描画してレジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクとして遮光膜をエッチングすることで、フォトマスクを製造する際に用いられるフォトマスクブランクに適している。
【００４２】
次に、図１に示すフォトマスクブランク１０を用いたフォトマスクの製造方法を説明する。
このフォトマスクブランク１０を用いたフォトマスクの製造方法は、フォトマスクブランク１０の遮光膜２を、ドライエッチングを用いてパターニングする工程を有し、具体的には、フォトマスクブランク１０上に形成されたレジスト膜に対し、所望のパターン露光（パターン描画）を施す工程と、所望のパターン露光に従って前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程と、レジストパターンに沿って前記遮光膜をエッチングする工程と、残存したレジストパターンを剥離除去する工程とを有する。
【００４３】
図２は、フォトマスクブランク１０を用いたフォトマスクの製造工程を順に示す断面図である。
図２（ａ）は、図１のフォトマスクブランク１０の遮光膜２上にレジスト膜３を形成した状態を示している。尚、レジスト材料としては、ポジ型レジスト材料でも、ネガ型レジスト材料でも用いることができる。
次に、図２（ｂ）は、フォトマスクブランク１０上に形成されたレジスト膜３に対し、所望のパターン露光（パターン描画）を施す工程を示す。パターン露光は、電子線描画装置などを用いて行われる。上述のレジスト材料は、電子線又はレーザーに対応する感光性を有するものが使用される。上記遮光膜２は導電性を有しているので、電子線描画時のチャージアップを防止できる。
次に、図２（ｃ）は、所望のパターン露光に従ってレジスト膜３を現像してレジストパターン３ａを形成する工程を示す。該工程では、フォトマスクブランク１０上に形成したレジスト膜３に対し所望のパターン露光を施した後に現像液を供給して、現像液に可溶なレジスト膜の部位を溶解し、レジストパターン３ａを形成する。
【００４４】
次いで、図２（ｄ）は、上記レジストパターン３ａに沿って遮光膜２をエッチングする工程を示す。本発明のフォトマスクブランクはドライエッチングに好適であるため、エッチングはドライエッチングを用いることが好適である。該エッチング工程では、上記レジストパターン３ａをマスクとして、ドライエッチングによって、レジストパターン３ａの形成されていない遮光膜２が露出した部位を除去し、これにより所望の遮光膜パターン２ａ（マスクパターン）を透光性基板１上に形成する。
このドライエッチングには、塩素系ガス、又は、塩素系ガスと酸素ガスとを含む混合ガスからなるドライエッチングガスを用いることが本発明にとって好適である。本発明におけるクロムと水素と酸素、窒素等の元素とを含む材料からなる遮光膜２に対しては、上記のドライエッチングガスを用いてドライエッチングを行うことにより、ドライエッチング速度を高めることができ、ドライエッチング時間の短縮化を図ることができ、断面形状の良好な遮光膜パターンを形成することができる。ドライエッチングガスに用いる塩素系ガスとしては、例えば、Ｃｌ２，ＳｉＣｌ４，ＨＣｌ、ＣＣｌ４、ＣＨＣｌ３等が挙げられる。
【００４５】
尚、クロムに少なくとも酸素を含む材料からなる遮光膜の場合、遮光膜中の酸素とクロムと塩素系ガスとの反応により塩化クロミルが生成されるため、ドライエッチングに塩素系ガスと酸素ガスの混合ガスからなるドライエッチングガスを用いる場合、遮光膜に含まれる酸素の含有量に応じ、ドライエッチングガス中の酸素の含有量を低減させることができる。このように酸素の量を低減させたドライエッチングガスを用いてドライエッチングを行うことにより、レジストパターンに悪影響を与える酸素の量を低減することができ、ドライエッチング時のレジストパターンへのダメージを防止できるため、遮光膜のパターン精度の向上したフォトマスクが得られる。なお、遮光膜に含まれる酸素の含有量によっては、ドライエッチングガス中の酸素の量をゼロとした酸素を含まないドライエッチングガスを用いることも可能である。
【００４６】
図２（ｅ）は、残存したレジストパターン３ａを剥離除去することにより得られたフォトマスク２０を示す。こうして、断面形状の良好な遮光膜パターンが精度良く形成されたフォトマスクが出来上がる。
尚、本発明は以上説明した実施の形態には限定されない。即ち、透光性基板上に遮光膜を形成した、所謂バイナリマスク用フォトマスクブランクに限らず、例えば、ハーフトーン型位相シフトマスクの製造に用いるためのフォトマスクブランクであってもよい。この場合、後述する第二の実施の形態に示すように、透光性基板上のハーフトーン位相シフター膜上に遮光膜が形成される構造となり、ハーフトーン位相シフター膜と遮光膜とを合わせて所望の光学濃度（例えば２．５以上）が得られればよいため、遮光膜自体の光学濃度は例えば２．５よりも小さい値とすることもできる。
【００４７】
［第２の実施の形態］
次に、図３（ａ）を用いて本発明のフォトマスクブランクの第２の実施の形態を説明する。
図３（ａ）のフォトマスクブランク３０は、透光性基板１上に、ハーフトーン型位相シフター膜４とその上の遮光層５と反射防止層６とからなる遮光膜２を有する形態のものである。透光性基板１、遮光膜２については、上記第１の実施の形態で説明したので省略する。
上記ハーフトーン型位相シフター膜４は、実質的に露光に寄与しない強度の光（例えば、露光波長に対して１％〜３０％）を透過させるものであって、所定の位相差を有するものである。このハーフトーン型位相シフター膜４は、該ハーフトーン型位相シフター膜４をパターニングした光半透過部と、ハーフトーン型位相シフター膜４が形成されていない実質的に露光に寄与する強度の光を透過させる光透過部とによって、光半透過部を透過して光の位相が光透過部を透過した光の位相に対して実質的に反転した関係になるようにすることによって、光半透過部と光透過部との境界部近傍を通過し回折現象によって互いに相手の領域に回りこんだ光が互いに打ち消しあうようにし、境界部における光強度をほぼゼロとし境界部のコントラスト即ち解像度を向上させるものである。
【００４８】
このハーフトーン型位相シフター膜４は、その上に形成される遮光膜２とエッチング特性が異なる材料とすることが好ましい。例えば、ハーフトーン型位相シフター膜４としては、モリブデン、タングステン、タンタル、ハフニウムなどの金属、シリコン、酸素及び／又は窒素を主たる構成要素とする材料が挙げられる。また、ハーフトーン型位相シフター膜４は、単層でも複数層であっても構わない。
この第２の実施の形態における上記遮光膜２は、ハーフトーン型位相シフト膜と遮光膜とを合わせた積層構造において、露光光に対して光学濃度が２．５以上となるように設定する。そのように設定される遮光膜２の膜厚は、５０ｎｍ以下であることが好ましい。その理由は、上記第１の実施の形態と同様であって、ドライエッチング時のパターンのマイクロローディング現象等によって、微細パターンの形成が困難となる場合が考えられるからである。また、本実施の形態において、上記反射防止層６上に形成するレジスト膜の膜厚は、２５０ｎｍ以下が好ましい。さらに好ましくは、２００ｎｍ以下、さらに好ましくは１５０ｎｍ以下とすることが望ましい。レジスト膜の膜厚の下限は、レジストパターンをマスクにして遮光膜をドライエッチングしたときに、レジスト膜が残存するように設定される。上述の点を考慮すると、レジスト膜の膜厚は、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下、１５ｎｍ以上２００ｎｍ以下、２０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下とすることが好ましい。また、前述の実施の形態の場合と同様、高い解像度を得るために、レジスト膜の材料はレジスト感度の高い化学増幅型レジストが好ましい。特に、レジスト膜を５０ｋｅＶ以上の電子線描画してレジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクとして遮光膜をエッチングすることで、フォトマスクを製造する際に用いられるフォトマスクブランクに適している。
【００４９】
［第３の実施の形態］
本発明により得られるフォトマスクブランクの第３の実施の形態を示す断面図は、前述の図１と同様であるので、本実施の形態においても図１を参照して説明する。
フォトマスクブランク１０は、透光性基板１上に遮光膜２を有するバイナリマスク用フォトマスクブランクの形態のものである。
上記フォトマスクブランク１０は、前記遮光膜２上に形成されるレジストパターンをマスクにしてドライエッチング処理により、前記遮光膜２をパターニングするフォトマスクの作製方法に対応するドライエッチング処理用のマスクブランクである。
ここで、透光性基板１としては、ガラス基板が一般的である。ガラス基板は、平坦度及び平滑度に優れるため、フォトマスクを使用して半導体基板上へのパターン転写を行う場合、転写パターンの歪み等が生じないで高精度のパターン転写を行える。
【００５０】
上記遮光膜２は、その上に形成されるレジストパターンをマスクにしてドライエッチングによってパターニングする際にレジスト膜の膜減りが起こっても、遮光膜のパターニング終了時点でレジスト膜が残存するように、ドライエッチング処理において、レジストとの選択比が１を超える材料とすることが好ましい。選択比は、ドライエッチング処理に対するレジストの膜減り量と遮光膜の膜減り量の比（＝遮光膜の膜減り量／レジストの膜減り量）で表される。好ましくは、遮光膜パターンの断面形状の悪化防止や、グローバルローディング現象を抑える点から、遮光膜は、レジストとの選択比が１を超え１０以下、更に好ましくは、１を超え５以下とすることが望ましい。
具体的な遮光膜２の材料としては、クロムと、クロム単体よりもドライエッチング速度が速くなる添加元素とを含む材料が挙げられる。このようなクロム単体よりもドライエッチング速度が速くなる添加元素としては、酸素と窒素の少なくとも一方の元素を含むことが好ましい。
また、遮光膜２の材料は、上記クロムを含む材料に限らず、クロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステン等の遷移金属を含む材料とすることができる。更には、遮光膜２が多層の場合は、遮光膜２を構成する全ての層において、上記遷移金属を含む材料としてもよいし、また各層毎に違う遷移金属を含む材料としてもかまわない。
【００５１】
遮光膜２中に酸素を含む場合の酸素の含有量は、５〜８０原子％の範囲が好適である。酸素の含有量が５原子％未満であると、クロム単体よりもドライエッチング速度が速くなる効果が得られ難い。一方、酸素の含有量が８０原子％を超えると、波長２００ｎｍ以下の例えばＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）においての吸収係数が小さくなるため、所望の光学濃度（例えば２．５以上）を得るためには膜厚を厚くする必要が生じてしまう。また、好ましい遮光膜２中の酸素の含有量は特に１０〜５０原子％の範囲とするのが好ましい。
また、遮光膜２中に窒素を含む場合の窒素の含有量は、１５〜８０原子％の範囲が好適である。窒素の含有量が２０原子％未満であると、クロム単体よりもドライエッチング速度が速くなる効果が得られ難い。また、窒素の含有量が８０原子％を超えると、波長２００ｎｍ以下の例えばＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）においての吸収係数が小さくなるため、所望の光学濃度（例えば２．５以上）を得るためには膜厚を厚くする必要が生じてしまう。
【００５２】
また、遮光膜２中に酸素と窒素の両方を含んでもよい。その場合の含有量は、酸素と窒素の合計が１０〜８０原子％の範囲とするのが好適である。また、遮光膜２中に酸素と窒素の両方を含む場合の酸素と窒素の含有比は、特に制約はされず、吸収係数等の兼ね合いで適宜決定される。
また、遮光膜２中に炭素を含む場合、炭素の含有量は、１〜２０原子％の範囲が好適である。炭素は導電性を高める効果、反射率を低減させる効果がある。しかし、遮光膜中に炭素が含まれていると、ドライエッチング速度が低下し、遮光膜をドライエッチングによりパターニングする際に要するドライエッチング時間が長くなり、レジスト膜を薄膜化することが困難となる。以上の点から、炭素の含有量は、１〜２０原子％が好ましく、さらに好ましくは、３〜１５原子％が望ましい。
【００５３】
上記遮光膜２の形成方法は、特に制約する必要はないが、なかでもスパッタリング成膜法が好ましく挙げられる。スパッタリング成膜法によると、均一で膜厚の一定な膜を形成することが出来るので、本発明には好適である。透光性基板１上に、スパッタリング成膜法によって上記遮光膜２を成膜する場合、スパッタターゲットとしてクロム（Ｃｒ）ターゲットを用い、チャンバー内に導入するスパッタガスは、アルゴンガスやヘリウムガスなどの不活性ガスに酸素、窒素もしくは二酸化炭素、一酸化窒素等のガスを混合したものを用いる。アルゴンガス等の不活性ガスに酸素ガス或いは二酸化炭素ガスを混合したスパッタガスを用いると、クロムに酸素を含む遮光膜を形成することができ、アルゴンガス等の不活性ガスに窒素ガスを混合したスパッタガスを用いると、クロムに窒素を含む遮光膜を形成することができ、またアルゴンガス等の不活性ガスに一酸化窒素ガスを混合したスパッタガスを用いると、クロムに窒素と酸素を含む遮光膜を形成することができる。また、アルゴンガス等の不活性ガスにメタンガスを混合したスパッタガスを用いると、クロムに炭素を含む遮光膜を形成することができる。
【００５４】
本発明においては、上記遮光膜２の成膜工程は、透光性基板側に形成する層の成膜速度よりも遮光膜の表面側に形成する層の成膜速度を遅くすることを特徴としている。
このように、透光性基板側に形成する層の成膜速度よりも遮光膜の表面側に形成する層の成膜速度を遅くすることで、遮光膜の深さ方向（つまり遮光膜の表面側から透光性基板側）に向かってドライエッチング速度を遅くさせるように制御することができ、これによりグローバルローディング現象を低減させ、パターン精度を向上させることができる。
このように遮光膜の成膜速度を変更する時点は、遮光膜の深さ方向でのドライエッチング速度を上述のように好適に制御できるように、適宜決定される。例えば、遮光膜の成膜中にスパッタガスの種類（組成）を変更することにより遮光膜組成を変えるタイミングと合わせて遮光膜の成膜速度を変更するようにしても良い。尚、遮光膜のドライエッチング速度は、遮光膜の材料によっても異なるので、遮光膜を深さ方向での組成傾斜膜とした場合、組成傾斜によるドライエッチング速度の変化を考慮して、上述の成膜速度を変更するタイミングを決定するのがよい。また、遮光膜の深さ方向でドライエッチング速度が段階的に変わるようにしても良いし、連続的に変わるようにしても良い。
【００５５】
遮光膜の成膜速度を変更する方法としては、例えば成膜装置のパワー（スパッタ電力）、スパッタ電力密度を変更する方法が最も簡易である。通常、成膜装置のパワー（スパッタ電力）、スパッタ電力密度を上げると成膜速度を速め、パワー（スパッタ電力）、スパッタ電力密度を下げると成膜速度を遅くすることができる。この場合、成膜装置のパワー（スパッタ電力）、スパッタ電力密度をどの程度に変更するかは、遮光膜の深さ方向に向かってドライエッチング速度を遅くさせるように好適に制御できるよう、適宜決定される。勿論、この方法に限定されるわけではなく、この他にも例えば成膜時のガス圧力などを変更することによって成膜速度を変えるようにしても良い。
【００５６】
上記遮光膜２の膜厚は、露光光に対して光学濃度が２．５以上となるように設定される。具体的には、上記遮光膜２の膜厚は、９０ｎｍ以下であることが好ましい。その理由は、近年におけるサブミクロンレベルのパターンサイズへのパターンの微細化に対応するためには、膜厚が９０ｎｍを超えると、ドライエッチング時のパターンのマイクロローディング現象等によって、微細パターンの形成が困難となる場合が考えられるためである。膜厚をある程度薄くすることによって、パターンのアスペクト比（パターン幅に対するパターン深さの比）の低減を図ることができ、グローバルローディング現象及びマイクロローディング現象による線幅エラーを低減することができる。さらに、膜厚をある程度薄くすることによって、特にサブミクロンレベルのパターンサイズのパターンに対し、パターンへのダメージ（倒壊等）を防止することが可能になる。本発明における遮光膜２は、２００ｎｍ以下の露光波長においては、膜厚を９０ｎｍ以下の薄膜としても所望の光学濃度（例えば２．５以上）を得ることができる。遮光膜２の膜厚の下限については、所望の光学濃度が得られる限りにおいては薄くすることができる。
【００５７】
また、上記遮光膜２は、単層であることに限られず、多層でもよいが、何れの膜にも酸素及び／又は窒素を含むことが好ましい。例えば、遮光膜２は、表層部（上層部）に反射防止層を含むものであってもよい。その場合、反射防止層としては、例えばＣｒＯ，ＣｒＣＯ，ＣｒＮＯ，ＣｒＣＯＮ等の材質が好ましく挙げられる。反射防止層を設けることによって、露光波長における反射率を例えば２０％以下、好ましくは１５％以下に抑えることができるので、マスクパターンを被転写体に転写するときに、投影露光面との間での多重反射を抑制し、結像特性の低下を抑制することができる。さらに、フォトマスクブランクやフォトマスクの欠陥検査に用いる波長（例えば２５７ｎｍ、３６４ｎｍ、４８８ｎｍ等）に対する反射率を例えば３０％以下とすることが、欠陥を高精度で検出する上で望ましい。特に、反射防止層として炭素を含む膜とすることにより、露光波長に対する反射率を低減させ、且つ、上記検査波長（特に２５７ｎｍ）に対する反射率が２０％以下とすることができるので望ましい。具体的には、炭素の含有量は、５〜２０原子％とすることが好ましい。炭素の含有量が５原子％未満の場合、反射率を低減させる効果が小さくなり、また、炭素の含有量が２０原子％超の場合、ドライエッチング速度が低下し、遮光膜をドライエッチングによりパターニングする際に要するドライエッチング時間が長くなり、レジスト膜を薄膜化することが困難となるので好ましくない。
【００５８】
尚、酸素含有ガス雰囲気中で反応性スパッタによりＣｒＯ膜等の反射防止層を成膜する場合、成膜装置のパワーを上げて成膜速度を速めると、膜の欠陥が増加するという問題が発生するため、膜の欠陥を低減するためには成膜速度を遅くすることが好適である。
尚、反射防止層は必要に応じて透光性基板側にも設けてもよい。
また、上記遮光膜２は、クロムと、窒素、酸素、炭素等の元素の含有量が深さ方向で異なり、表層部の反射防止層と、それ以外の層（遮光層）で段階的、又は連続的に組成傾斜した組成傾斜膜としても良い。このような遮光膜を組成傾斜膜とするためには、例えば前述のスパッタリング成膜時のスパッタガスの種類（組成）を成膜中に適宜切替える方法が好適である。
【００５９】
また、フォトマスクブランクとしては、前述の図２（ａ）にあるように、上記遮光膜２の上に、レジスト膜３を形成した形態であっても構わない。レジスト膜３の膜厚は、遮光膜のパターン精度（ＣＤ精度）を良好にするためには、できるだけ薄い方が好ましい。本実施の形態のような所謂バイナリマスク用フォトマスクブランクの場合、具体的には、レジスト膜３の膜厚は、３００ｎｍ以下が好ましい。さらに好ましくは、２００ｎｍ以下、さらに好ましくは１５０ｎｍ以下とすることが望ましい。レジスト膜の膜厚の下限は、レジストパターンをマスクにして遮光膜をドライエッチングしたときに、レジスト膜が残存するように設定される。上述の点を考慮すると、レジスト膜の膜厚は、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下、１５ｎｍ以上２００ｎｍ以下、２０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下とすることが好ましい。また、高い解像度を得るために、レジスト膜３の材料はレジスト感度の高い化学増幅型レジストが好ましい。特に、レジスト膜を５０ｋｅＶ以上の電子線描画してレジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクとして遮光膜をエッチングすることで、フォトマスクを製造する際に用いられるフォトマスクブランクに適している。
【００６０】
本実施の形態に係るフォトマスクブランク１０を用いたフォトマスクの製造方法は、フォトマスクブランク１０の遮光膜２を、ドライエッチングを用いてパターニングする工程を有し、具体的には、フォトマスクブランク１０上に形成されたレジスト膜に対し、所望のパターン露光（パターン描画）を施す工程と、所望のパターン露光に従って前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程と、レジストパターンに沿って前記遮光膜をエッチングする工程と、残存したレジストパターンを剥離除去する工程とを有する。即ち、前述の図２に示すフォトマスクブランク１０を用いたフォトマスクの製造工程と同様にして製造される。こうして本実施の形態のフォトマスクブランク１０を用いて、断面形状の良好な遮光膜パターンが精度良く形成されたフォトマスクが出来上がる。
尚、本発明は以上説明した実施の形態には限定されない。即ち、透光性基板上に遮光膜を形成した、所謂バイナリマスク用フォトマスクブランクに限らず、例えば、ハーフトーン型位相シフトマスクの製造に用いるためのフォトマスクブランクであってもよい。この場合、後述する第４の実施の形態に示すように、透光性基板上のハーフトーン位相シフター膜上に遮光膜が形成される構造となり、ハーフトーン位相シフター膜と遮光膜とを合わせて所望の光学濃度（例えば２．５以上）が得られればよいため、遮光膜自体の光学濃度は例えば２．５よりも小さい値とすることもできる。
【００６１】
［第４の実施の形態］
次に、本発明のフォトマスクブランクの第４の実施の形態を説明する。本実施の形態の断面図は前述の図３（ａ）（実施の形態２）と同様であるので、図３（ａ）を参照して説明する。
図３（ａ）のフォトマスクブランク３０は、透光性基板１上に、ハーフトーン型位相シフター膜４とその上の遮光層５と反射防止層６とからなる遮光膜２を有する形態のものである。本実施の形態における透光性基板１、遮光膜２については、上記第３の実施の形態で説明したので省略する。
上記ハーフトーン型位相シフター膜４は、前述の第２の実施の形態と同様、実質的に露光に寄与しない強度の光（例えば、露光波長に対して１％〜３０％）を透過させるものであって、所定の位相差を有するものである。
【００６２】
このハーフトーン型位相シフター膜４は、その上に形成される遮光膜２とエッチング特性が異なる材料とすることが好ましい。例えば、ハーフトーン型位相シフター膜４としては、モリブデン、タングステン、タンタル、ハフニウムなどの金属、シリコン、酸素及び／又は窒素を主たる構成要素とする材料が挙げられる。また、ハーフトーン型位相シフター膜４は、単層でも複数層であっても構わない。
本実施の形態における上記遮光膜２は、ハーフトーン型位相シフト膜と遮光膜とを合わせた積層構造において、露光光に対して光学濃度が２．５以上となるように設定する。そのように設定される遮光膜２の膜厚は、５０ｎｍ以下であることが好ましい。その理由は、上記第１の実施の形態と同様であって、ドライエッチング時のパターンのマイクロローディング現象等によって、微細パターンの形成が困難となる場合が考えられるからである。遮光膜の膜厚を５０ｎｍ以下とすることにより、ドライエッチング時のグローバルローディング現象及びマイクロローディング現象による線幅エラーを更に低減することができる。また、本実施の形態において、上記反射防止層６上に形成するレジスト膜の膜厚は、２５０ｎｍ以下が好ましい。さらに好ましくは、２００ｎｍ以下、さらに好ましくは１５０ｎｍ以下とすることが望ましい。レジスト膜の膜厚の下限は、レジストパターンをマスクにして遮光膜をドライエッチングしたときに、レジスト膜が残存するように設定される。上述の点を考慮すると、レジスト膜の膜厚は、１０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下、１５ｎｍ以上２００ｎｍ以下、２０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下とすることが好ましい。また、前述の実施の形態の場合と同様、高い解像度を得るために、レジスト膜の材料はレジスト感度の高い化学増幅型レジストが好ましい。特に、レジスト膜を５０ｋｅＶ以上の電子線描画してレジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクとして遮光膜をエッチングすることで、フォトマスクを製造する際に用いられるフォトマスクブランクに適している。
【００６３】
［第５の実施の形態］
次に、本発明により得られるフォトマスクブランクの第５の実施の形態を説明する。第５の実施の形態の断面図は前述の図１と同様であるので、図１を参照して説明する。
本実施の形態のフォトマスクブランク１０は、透光性基板１上に遮光膜２を有するバイナリマスク用フォトマスクブランクの形態のものである。
上記フォトマスクブランク１０は、前記遮光膜２上に形成されるレジストパターンをマスクにしてドライエッチング処理により、前記遮光膜２をパターニングするフォトマスクの作製方法に対応するドライエッチング処理用のマスクブランクである。
ここで、透光性基板１としては、ガラス基板が一般的である。ガラス基板は、平坦度及び平滑度に優れるため、フォトマスクを使用して半導体基板上へのパターン転写を行う場合、転写パターンの歪み等が生じないで高精度のパターン転写を行える。
【００６４】
上記遮光膜２は、その上に形成されるレジストパターンをマスクにしてドライエッチングによってパターニングする際にレジスト膜の膜減りが起こっても、遮光膜のパターニング終了時点でレジスト膜が残存するように、ドライエッチング処理において、レジストとの選択比が１を超える材料とすることが好ましい。選択比は、ドライエッチング処理に対するレジストの膜減り量と遮光膜の膜減り量の比（＝遮光膜の膜減り量／レジストの膜減り量）で表される。好ましくは、遮光膜パターンの断面形状の悪化防止や、グローバルローディング現象を抑える点から、遮光膜は、レジストとの選択比が１を超え１０以下、更に好ましくは、１を超え５以下とすることが望ましい。
【００６５】
また、上記遮光膜２の透光性基板側におけるドライエッチング速度を、遮光膜２の表面側におけるドライエッチング速度よりも遅くさせるようにしている。これにより、グローバルローディング現象を低減させ、パターン精度やパターンの断面形状を向上させることができる。好ましくは、上記遮光膜２の表面側から透光性基板側（深さ方向）に向かってドライエッチング速度を遅くさせるようにしている。このように、ドライエッチング速度を遮光膜の深さ方向に向かって遅くさせるように制御するためには、例えば遮光膜中に酸素を含むことが好適である。酸素を含むクロム系遮光膜は、クロム単体の遮光膜よりもドライエッチング速度が速くなるとともに、酸素の含有量が遮光膜の深さ方向に向かって減少するような組成傾斜膜とすることにより、ドライエッチング速度を遮光膜の深さ方向に向かって遅くさせるように制御することができるからである。
具体的な遮光膜２の材料としては、クロムと、クロム単体よりもドライエッチング速度が速くなる添加元素とを含む材料が挙げられ、このようなクロム単体よりもドライエッチング速度が速くなる添加元素としては、上述のように少なくとも酸素を含むことが好ましい。
また、遮光膜２の材料は、上記クロムを含む材料に限らず、クロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステン等の遷移金属を含む材料とすることができる。更には、遮光膜２が多層の場合は、遮光膜２を構成する全ての層において、上記遷移金属を含む材料としてもよいし、また各層毎に違う遷移金属を含む材料としてもかまわない。
【００６６】
遮光膜２中に酸素を含む場合の酸素の含有量は、５〜８０原子％の範囲が好適である。酸素の含有量が５原子％未満であると、クロム単体よりもドライエッチング速度が速くなる効果が得られ難い。一方、酸素の含有量が８０原子％を超えると、波長２００ｎｍ以下の例えばＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）においての吸収係数が小さくなるため、所望の光学濃度（例えば２．５以上）を得るためには膜厚を厚くする必要が生じてしまう。また、ドライエッチングガス中の酸素の量を低減するという観点からは、遮光膜２中の酸素の含有量は特に６０〜８０原子％の範囲とするのが好ましい。
【００６７】
また、遮光膜２中に、クロム単体よりもドライエッチング速度が速くなる添加元素として、窒素を含むことも好ましい。遮光膜２中に窒素を含む場合の窒素の含有量は、２０〜８０原子％の範囲が好適である。窒素の含有量が２０原子％未満であると、クロム単体よりもドライエッチング速度が速くなる効果が得られ難い。また、窒素の含有量が８０原子％を超えると、波長２００ｎｍ以下の例えばＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）においての吸収係数が小さくなるため、所望の光学濃度（例えば２．５以上）を得るためには膜厚を厚くする必要が生じてしまう。
また、遮光膜２中に酸素と窒素の両方を含んでもよい。その場合の含有量は、酸素と窒素の合計が１０〜８０原子％の範囲とするのが好適である。また、遮光膜２中に酸素と窒素の両方を含む場合の酸素と窒素の含有比は、特に制約はされず、吸収係数等の兼ね合いで適宜決定される。
【００６８】
また、遮光膜２中に炭素を含む場合、炭素の含有量は、１〜２０原子％が好適である。炭素は導電性を高める効果、反射率を低減させる効果がある。しかし、遮光膜中に炭素が含まれていると、ドライエッチング速度が低下し、遮光膜をドライエッチングによりパターニングする際に要するドライエッチング時間が長くなり、レジスト膜を薄膜化することが困難となる。以上の点から、炭素の含有量は、１〜２０原子％が良く、さらに好ましくは、３〜１５原子％が望ましい。
【００６９】
上記遮光膜２の形成方法は、特に制約する必要はないが、なかでもスパッタリング成膜法が好ましく挙げられる。スパッタリング成膜法によると、均一で膜厚の一定な膜を形成することが出来るので、本発明には好適である。透光性基板１上に、スパッタリング成膜法によって上記遮光膜２を成膜する場合、スパッタターゲットとしてクロム（Ｃｒ）ターゲットを用い、チャンバー内に導入するスパッタガスは、アルゴンガスやヘリウムガスなどの不活性ガスに酸素、窒素もしくは二酸化炭素、一酸化窒素等のガスを混合したものを用いる。アルゴンガス等の不活性ガスに酸素ガス或いは二酸化炭素ガスを混合したスパッタガスを用いると、クロムに酸素を含む遮光膜を形成することができ、アルゴンガス等の不活性ガスに窒素ガスを混合したスパッタガスを用いると、クロムに窒素を含む遮光膜を形成することができ、またアルゴンガス等の不活性ガスに一酸化窒素ガスを混合したスパッタガスを用いると、クロムに窒素と酸素を含む遮光膜を形成することができる。また、アルゴンガス等の不活性ガスにメタンガスを混合したスパッタガスを用いると、クロムに炭素を含む遮光膜を形成することができる。
【００７０】
上記遮光膜２の膜厚は、露光光に対して光学濃度が２．５以上となるように設定される。具体的には、上記遮光膜２の膜厚は、９０ｎｍ以下であることが好ましい。その理由は、近年におけるサブミクロンレベルのパターンサイズへのパターンの微細化に対応するためには、膜厚が９０ｎｍを超えると、ドライエッチング時のパターンのマイクロローディング現象等によって、微細パターンの形成が困難となる場合が考えられるためである。膜厚をある程度薄くすることによって、パターンのアスペクト比（パターン幅に対するパターン深さの比）の低減を図ることができ、グローバルローディング現象及びマイクロローディング現象による線幅エラーを低減することができる。さらに、膜厚をある程度薄くすることによって、特にサブミクロンレベルのパターンサイズのパターンに対し、パターンへのダメージ（倒壊等）を防止することが可能になる。本発明における遮光膜２は、２００ｎｍ以下の露光波長においては、膜厚を９０ｎｍ以下の薄膜としても所望の光学濃度（例えば２．５以上）を得ることができる。遮光膜２の膜厚の下限については、所望の光学濃度が得られる限りにおいては薄くすることができる。
【００７１】
また、上記遮光膜２は、単層であることに限られず、多層でもよいが、何れの膜にも酸素及び／又は窒素を含むことが好ましい。例えば、遮光膜２は、表層部（上層部）に反射防止層を含むものであってもよい。その場合、反射防止層としては、例えばＣｒＯ，ＣｒＣＯ，ＣｒＮＯ，ＣｒＣＯＮ等の材質が好ましく挙げられる。反射防止層を設けることによって、露光波長における反射率を例えば２０％以下、好ましくは１５％以下に抑えることができるので、マスクパターンを被転写体に転写するときに投影露光面との間で多重反射を抑制し、結像特性の低下を抑制することが出来る。さらに、フォトマスクブランクやフォトマスクの欠陥検査に用いる波長（例えば２５７ｎｍ、３６４ｎｍ、４８８ｎｍ等）に対する反射率を例えば３０％以下とすることが、欠陥を高精度で検出する上で望ましい。特に、反射防止層として炭素を含む膜とすることにより、露光波長に対する反射率を低減させ、且つ、上記検査波長（特に２５７ｎｍ）に対する反射率が２０％以下とすることができるので望ましい。具体的には、炭素の含有量は、５〜２０原子％とすることが好ましい。炭素の含有量が５原子％未満の場合、反射率を低減させる効果が小さくなり、また、炭素の含有量が２０原子％超の場合、ドライエッチング速度が低下し、遮光膜をドライエッチングによりパターニングする際に要するドライエッチング時間が長くなり、レジスト膜を薄膜化することが困難となるので好ましくない。
【００７２】
尚、反射防止層は必要に応じて透光性基板側にも設けてもよい。
また、上記遮光膜２は、クロムと、酸素、窒素、炭素等の元素の含有量が深さ方向で異なり、表層部の反射防止層と、それ以外の層（遮光層）で段階的、又は連続的に組成傾斜した組成傾斜膜としても良い。このような遮光膜を組成傾斜膜とするためには、例えば前述のスパッタリング成膜時のスパッタガスの種類（組成）を成膜中に適宜切替える方法が好適である。
尚、遮光膜のドライエッチング速度を深さ方向に向かって遅くさせるように制御するため、例えば遮光膜中に酸素を含み、酸素の含有量を遮光膜の深さ方向に向かって減少するような組成傾斜膜とする場合を説明したが、これに限らず、例えば遮光膜中に水素を含有し、水素含有量が遮光膜の深さ方向で異なる組成傾斜膜としたり、或いは、遮光膜の成膜速度を成膜中に適宜変更することにより、遮光膜のドライエッチング速度を深さ方向に向かって遅くさせるように制御してもよい。
【００７３】
また、フォトマスクブランクとしては、前述の図２（ａ）にあるように、上記遮光膜２の上に、レジスト膜３を形成した形態であっても構わない。レジスト膜３の膜厚は、遮光膜のパターン精度（ＣＤ精度）を良好にするためには、できるだけ薄い方が好ましい。本実施の形態のような所謂バイナリマスク用フォトマスクブランクの場合、具体的には、レジスト膜３の膜厚は、３００ｎｍ以下が好ましい。さらに好ましくは、２００ｎｍ以下、さらに好ましくは１５０ｎｍ以下とすることが望ましい。レジスト膜の膜厚の下限は、レジストパターンをマスクにして遮光膜をドライエッチングしたときに、レジスト膜が残存するように設定される。上述の点を考慮すると、レジスト膜の膜厚は、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下、１５ｎｍ以上２００ｎｍ以下、２０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下とすることが好ましい。また、高い解像度を得るために、レジスト膜３の材料はレジスト感度の高い化学増幅型レジストが好ましい。特に、レジスト膜を５０ｋｅＶ以上の電子線描画してレジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクとして遮光膜をエッチングすることで、フォトマスクを製造する際に用いられるフォトマスクブランクに適している。
【００７４】
本実施の形態のフォトマスクブランク１０を用いたフォトマスクの製造方法は、フォトマスクブランク１０の遮光膜２を、ドライエッチングを用いてパターニングする工程を有し、具体的には、フォトマスクブランク１０上に形成されたレジスト膜に対し、所望のパターン露光（パターン描画）を施す工程と、所望のパターン露光に従って前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程と、レジストパターンに沿って前記遮光膜をエッチングする工程と、残存したレジストパターンを剥離除去する工程とを有し、具体的には前述の図２に示すフォトマスクブランク１０を用いたフォトマスクの製造工程と同様にして製造される。こうして、本実施の形態のフォトマスクブランク１０を用いて、断面形状の良好な遮光膜パターンが精度良く形成されたフォトマスクが出来上がる。
尚、本発明は以上説明した実施の形態には限定されない。即ち、透光性基板上に遮光膜を形成した、所謂バイナリマスク用フォトマスクブランクに限らず、例えば、ハーフトーン型位相シフトマスクの製造に用いるためのフォトマスクブランクであってもよい。この場合、後述する第６の実施の形態に示すように、透光性基板上のハーフトーン位相シフター膜上に遮光膜が形成される構造となり、ハーフトーン位相シフター膜と遮光膜とを合わせて所望の光学濃度（例えば２．５以上）が得られればよいため、遮光膜自体の光学濃度は例えば２．５よりも小さい値とすることもできる。
【００７５】
［第６の実施の形態］
次に、本発明のフォトマスクブランクの第６の実施の形態を説明する。第６の実施の形態の断面図は前述の図３（ａ）（第２の実施の形態）と同様であるので、図３（ａ）を参照して説明する。
本実施の形態のフォトマスクブランク３０は、透光性基板１上に、ハーフトーン型位相シフター膜４とその上の遮光層５と反射防止層６とからなる遮光膜２を有する形態のものである。本実施の形態における透光性基板１、遮光膜２については、上記第５の実施の形態で説明したので省略する。
上記ハーフトーン型位相シフター膜４は、前述の実施の形態と同様、実質的に露光に寄与しない強度の光（例えば、露光波長に対して１％〜３０％）を透過させるものであって、所定の位相差を有するものである。
【００７６】
このハーフトーン型位相シフター膜４は、その上に形成される遮光膜２とエッチング特性が異なる材料とすることが好ましい。例えば、ハーフトーン型位相シフター膜４としては、モリブデン、タングステン、タンタル、ハフニウムなどの金属、シリコン、酸素及び／又は窒素を主たる構成要素とする材料が挙げられる。また、ハーフトーン型位相シフター膜４は、単層でも複数層であっても構わない。
この第６の実施の形態における上記遮光膜２は、ハーフトーン型位相シフト膜と遮光膜とを合わせた積層構造において、露光光に対して光学濃度が２．５以上となるように設定する。そのように設定される遮光膜２の膜厚は、５０ｎｍ以下であることが好ましい。その理由は、上記第１の実施の形態と同様であって、ドライエッチング時のパターンのマイクロローディング現象等によって、微細パターンの形成が困難となる場合が考えられるからである。また、本実施の形態において、上記反射防止層６上に形成するレジスト膜の膜厚は、２５０ｎｍ以下が好ましい。さらに好ましくは、２００ｎｍ以下、さらに好ましくは１５０ｎｍ以下とすることが望ましい。レジスト膜の膜厚の下限は、レジストパターンをマスクにして遮光膜をドライエッチングしたときに、レジスト膜が残存するように設定される。上述の点を考慮すると、レジスト膜の膜厚は、１０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下、１５ｎｍ以上２００ｎｍ以下、２０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下とすることが好ましい。また、前述の実施の形態の場合と同様、高い解像度を得るために、レジスト膜の材料はレジスト感度の高い化学増幅型レジストが好ましい。特に、レジスト膜を５０ｋｅＶ以上の電子線描画してレジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクとして遮光膜をエッチングすることで、フォトマスクを製造する際に用いられるフォトマスクブランクに適している。
【実施例】
【００７７】
以下、実施例により、本発明の実施の形態を更に具体的に説明する。以下の実施例１〜５は、本発明の第１及び第２の実施の形態に対応する実施例である。併せて、実施例に対する比較例についても説明する。
（実施例１）
前述の図２は、本実施例に係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を用いたフォトマスクの製造工程を示す断面図である。本実施例のフォトマスクブランク１０は、同図（ａ）に示すように、透光性基板１上に遮光層と反射防止層とからなる遮光膜２からなる。
このフォトマスクブランク１０は、次のような方法で製造することができる。
インライン型スパッタリング装置を用いて、スパッタターゲットにクロムターゲットを使用し、アルゴンガスと窒素ガスとヘリウムガスの混合ガス（Ａｒ：３０体積％、Ｎ２：３０体積％、Ｈｅ：４０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行って透光性基板１上に遮光層を形成し、その後、アルゴンガスとメタンガスとヘリウムガスの混合ガス（Ａｒ：５４体積％、ＣＨ４：６体積％、Ｈｅ：４０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行い、引き続き、アルゴンガスと一酸化窒素ガスの混合ガス（Ａｒ：９０体積％、ＮＯ：１０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行うことによって、反射防止層を形成し、合成石英ガラスからなる透光性基板１上に遮光膜２を形成した。尚、上記遮光層成膜時のスパッタリング装置のパワーは１．１６ｋＷ、全ガス圧は０．１７パスカル（Ｐａ）、反射防止層成膜時のスパッタリング装置のパワーは０．３３ｋＷ、全ガス圧は０．２８パスカル（Ｐａ）の条件で遮光膜を形成した。この遮光膜の膜厚は、６７ｎｍであった。遮光膜について、ラザフォード後方散乱分析法により組成分析を行った結果、窒素（Ｎ）は３２．５原子％、酸素（Ｏ）は１２．８原子％、水素（Ｈ）は５．９原子％が含まれているクロム（Ｃｒ）膜であった。また、オージエ電子分光法により組成分析を行った結果、上記遮光膜中には炭素（Ｃ）が８．０原子％含まれていた。
【００７８】
図５は本実施例の遮光膜のラザフォード後方散乱分析による遮光膜の深さ方向の組成分析結果を示す図である。
この結果によると、遮光膜のうち遮光層は、クロム、窒素及び反射防止層の形成に用いた酸素、炭素が若干混入した組成傾斜膜となった。また反射防止層は、クロム、窒素、及び酸素、並びに、炭素が若干混入した組成傾斜膜となった。また、遮光膜中の水素については、深さ方向全体に含まれており、表面側の反射防止層中の含有量が高く、全体としては遮光膜の深さ方向に向かって水素の含有量が略減少している水素の組成傾斜膜となった。
この遮光膜の露光波長１９３ｎｍにおける光学濃度は、３．０であった。また、この遮光膜の露光波長１９３ｎｍにおける反射率は１４．８％と低く抑えることができた。さらに、フォトマスクの欠陥検査波長である２５７ｎｍ又は３６４ｎｍに対しては、それぞれ１９．９％、１９．７％となり、検査する上でも問題とならない反射率であった。
【００７９】
また、この遮光膜のシート抵抗は、４端子法で測定したところ、１００Ω／□と小さい値を示していた。
次に、前記フォトマスクブランク１０上に、化学増幅型レジストである電子線描画用レジスト膜（富士フィルムアーチ社製：ＦＥＰ１７１、膜厚：２５０ｎｍ）を形成した。レジスト膜の形成は、スピンナー（回転塗布装置）を用いて、回転塗布した。尚、上記レジスト膜を塗布後、加熱乾燥装置を用いて所定の加熱乾燥処理を行った。
次にフォトマスクブランク１０上に形成されたレジスト膜３に対し、電子線描画装置を用いて、所望のパターン描画（８０ｎｍのラインアンドスペースパターン）を行った後、所定の現像液で現像してレジストパターン３ａを形成した（図２（ｂ）（ｃ）参照）。
【００８０】
次に、上記レジストパターン３ａに沿って、遮光層と反射防止層とからなる遮光膜２のドライエッチング処理を行って遮光膜パターン２ａを形成した（図２（ｄ）参照）。ドライエッチングガスとして、塩素（Ｃｌ２）ガスと酸素（Ｏ２）ガスの混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）を用いた。このときのエッチング速度は、３．６Å／秒であり、非常に速いものであった。
本実施例では、遮光膜２全体に水素を含有させることによってエッチング速度を速めるとともに、遮光層に主に窒素を多く含め、反射防止層に主に酸素を多く含めることによって、遮光膜２全体のエッチング速度を速くするようにした。このように、遮光膜２は膜厚が薄い上にエッチング速度が速く、エッチング時間も速いことから、遮光膜パターン２ａの断面形状も垂直形状となり良好となった。また、遮光膜パターン２ａ上にはレジスト膜が残存していた。
最後に残存するレジストパターンを剥離して、フォトマスク２０を得た（図２（ｅ）参照）。その結果、透光性基板上に８０ｎｍのラインアンドスペースの遮光膜パターンが形成されたフォトマスクを作製することができた。
【００８１】
（実施例２）
インライン型スパッタリング装置を用いて、スパッタターゲットにクロムターゲットを使用し、アルゴンガスと窒素ガスとヘリウムガスの混合ガス（Ａｒ：３０体積％、Ｎ２：３０体積％、Ｈｅ：４０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行って透光性基板上に遮光層を形成し、その後、アルゴンガスとプロパンガスとヘリウムガスの混合ガス（Ａｒ：５７体積％、Ｃ３Ｈ８：３体積％、Ｈｅ：４０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行い、引き続き、アルゴンガスと一酸化窒素ガスの混合ガス（Ａｒ：９０体積％、ＮＯ：１０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行うことによって、反射防止層を形成し、合成石英ガラスからなる透光性基板１上に遮光膜２を形成した。尚、上記遮光層成膜時のスパッタリング装置のパワーは１．１４ｋＷ、全ガス圧は０．１７パスカル（Ｐａ）、反射防止層成膜時のスパッタリング装置のパワーは０．３３ｋＷ、全ガス圧は０．３０パスカル（Ｐａ）の条件で遮光膜を形成した。この遮光膜の膜厚は、６７ｎｍであった。遮光膜について、ラザフォード後方散乱分析法により組成分析を行った結果、窒素（Ｎ）は３０．２原子％、酸素（Ｏ）は１２．０原子％、水素（Ｈ）は１．８原子％が含まれているクロム（Ｃｒ）膜であった。また、オージエ電子分光法により組成分析を行った結果、上記遮光膜中には炭素（Ｃ）が１０．１原子％含まれていた。
【００８２】
この遮光膜の露光波長１９３ｎｍにおける光学濃度は、３．０であった。また、この遮光膜の露光波長１９３ｎｍにおける反射率は１３．５％と低く抑えることができた。さらに、フォトマスクの欠陥検査波長である２５７ｎｍ又は３６４ｎｍに対しては、それぞれ１９．８％、２０．１％となり、検査する上でも問題とならない反射率であった。
また、この遮光膜のシート抵抗は、４端子法で測定したところ、１１０Ω／□と小さい値を示していた。
次に、前記フォトマスクブランク上に、化学増幅型レジストである電子線描画用レジスト膜（富士フィルムアーチ社製：ＦＥＰ１７１、膜厚：２５０ｎｍ）を形成した。レジスト膜の形成は、スピンナー（回転塗布装置）を用いて、回転塗布した。尚、上記レジスト膜を塗布後、加熱乾燥装置を用いて所定の加熱乾燥処理を行った。
【００８３】
次にフォトマスクブランク上に形成されたレジスト膜に対し、電子線描画装置を用いて、所望のパターン描画（８０ｎｍのラインアンドスペースパターン）を行った後、所定の現像液で現像してレジストパターンを形成した。
次に、上記レジストパターンに沿って、遮光層と反射防止層とからなる遮光膜２のドライエッチング処理を行って遮光膜パターン２ａを形成した。ドライエッチングガスとして、塩素（Ｃｌ２）ガスと酸素（Ｏ２）ガスの混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）を用いた。このときのエッチング速度は、３．３Å／秒であり、非常に速いものであった。
【００８４】
本実施例では、遮光膜２全体に水素を含有させることによってエッチング速度を速めるとともに、遮光層に主に窒素を多く含め、反射防止層に主に酸素を多く含めることによって、遮光膜２全体のエッチング速度を速くするようにした。このように、遮光膜２は膜厚が薄い上にエッチング速度が速く、エッチング時間も短いことから、遮光膜パターン２ａの断面形状も垂直形状となり良好となった。また、遮光膜パターン２ａ上にはレジスト膜が残存していた。
最後に残存するレジストパターンを剥離して、フォトマスクを得た。その結果、透光性基板上に８０ｎｍのラインアンドスペースの遮光膜パターンが形成されたフォトマスクを作製することができた。
【００８５】
（実施例３）
インライン型スパッタリング装置を用いて、スパッタターゲットにクロムターゲットを使用し、アルゴンガスと窒素ガスとヘリウムガスの混合ガス（Ａｒ：３０体積％、Ｎ２：３０体積％、Ｈｅ：４０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行って透光性基板上に遮光層を形成し、その後、アルゴンガスとメタンガスとヘリウムガスと水素ガスの混合ガス（Ａｒ：４４体積％、ＣＨ４：６体積％、Ｈｅ：４０体積％、Ｈ２：１０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行い、引き続き、アルゴンガスと一酸化窒素ガスの混合ガス（Ａｒ：９０体積％、ＮＯ：１０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行うことによって、反射防止層を形成し、合成石英ガラスからなる透光性基板１上に遮光膜２を形成した。尚、上記遮光膜成膜時のスパッタリング装置のパワーは１．１８ｋＷ、全ガス圧は０．１７パスカル（Ｐａ）、反射防止層成膜時のスパッタリング装置のパワーは０．３３ｋＷ、全ガス圧は０．２６パスカル（Ｐａ）の条件で遮光膜を形成した。この遮光膜の膜厚は、６７ｎｍであった。遮光膜について、ラザフォード後方散乱分析法により組成分析を行った結果、窒素（Ｎ）は３５．３原子％、酸素（Ｏ）は１３．０原子％、水素（Ｈ）は８．９原子％が含まれているクロム（Ｃｒ）膜であった。また、オージエ電子分光法により組成分析を行った結果、上記遮光膜中には炭素（Ｃ）が４．０原子％含まれていた。この遮光膜の露光波長１９３ｎｍにおける光学濃度は、３．０であった。また、この遮光膜の露光波長１９３ｎｍにおける反射率は１５．０％と低く抑えることができた。さらにフォトマスクの欠陥検査波長である２５７ｎｍ又は３６４ｎｍに対しては、それぞれ１８．２％、１８．５％となり、検査する上でも問題とならない反射率であった。
【００８６】
また、この遮光膜のシート抵抗は、４端子法で測定したところ、９５Ω／□と小さい値を示していた。
次に、前記フォトマスクブランク上に、化学増幅型レジストである電子線描画用レジスト膜（富士フィルムアーチ社製：ＦＥＰ１７１、膜厚：２５０ｎｍ）を形成した。レジスト膜の形成は、スピンナー（回転塗布装置）を用いて、回転塗布した。尚、上記レジスト膜を塗布後、加熱乾燥装置を用いて所定の加熱乾燥処理を行った。
次にフォトマスクブランク上に形成されたレジスト膜に対し、電子線描画装置を用いて、所望のパターン描画（８０ｎｍのラインアンドスペースパターン）を行った後、所定の現像液で現像してレジストパターンを形成した。
【００８７】
次に、上記レジストパターンに沿って、遮光層と反射防止層とからなる遮光膜２のドライエッチング処理を行って遮光膜パターン２ａを形成した。ドライエッチングガスとして、塩素（Ｃｌ２）ガスと酸素（Ｏ２）ガスの混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）を用いた。このときのエッチング速度は、４．１Å／秒であり、非常に速いものであった。
本実施例では、遮光膜２全体に水素を含有させることによってエッチング速度を速めるとともに、遮光層に主に窒素を多く含め、反射防止層に主に酸素を多く含めることによって、遮光膜２全体のエッチング速度を速くするようにした。このように、遮光膜２は膜厚が薄い上にエッチング速度が速く、エッチング時間も速いことから、遮光膜パターン２ａの断面形状も垂直形状となり良好となった。また、遮光膜パターン２ａ上にはレジスト膜が残存していた。最後に残存するレジストパターンを剥離して、フォトマスクを得た。その結果、透光性基板上に８０ｎｍのラインアンドスペースの遮光膜パターンが形成されたフォトマスクを作製することができた。
【００８８】
（実施例４）
図３は、本実施例に係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を用いたフォトマスクの製造工程を示す断面図である。本実施例のフォトマスクブランク３０は、同図（ａ）に示すように、透光性基板１上に、ハーフトーン型位相シフター膜４とその上の遮光層５と反射防止層６とからなる遮光膜２からなる。
このフォトマスクブランク３０は、次のような方法で製造することができる。
合成石英ガラスからなる透光性基板上に、枚葉式スパッタ装置を用いて、スパッタターゲットにモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）との混合ターゲット（Ｍｏ：Ｓｉ＝８：９２ｍｏｌ％）を用い、アルゴン（Ａｒ）と窒素（Ｎ２）との混合ガス雰囲気（Ａｒ：Ｎ２＝１０体積％：９０体積％）で、反応性スパッタリング（ＤＣスパッタリング）により、モリブデン、シリコン、及び窒素を主たる構成要素とする単層で構成されたＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）用ハーフトーン型位相シフター膜を膜厚６９ｎｍに形成した。尚、このハーフトーン型位相シフター膜は、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）でおいて、透過率は５．５％、位相シフト量が略１８０°となっている。
【００８９】
次に、上記ハーフトーン型位相シフター膜上に、実施例１と同様にして総膜厚が４８ｎｍの遮光層及び反射防止層からなる遮光膜を形成した。
次に、前記フォトマスクブランク３０上に、化学増幅型レジストである電子線描画用レジスト膜（富士フィルムアーチ社製：ＦＥＰ１７１、膜厚：２００ｎｍ）を形成した。レジスト膜の形成は、スピンナー（回転塗布装置）を用いて、回転塗布した。尚、上記レジスト膜を塗布後、加熱乾燥装置を用いて所定の加熱乾燥処理を行った。
次に、前記フォトマスクブランク３０上に形成されたレジスト膜に対し、電子線描画装置を用いて、所望のパターン描画（７０ｎｍのラインアンドスペースパターン）を行った後、所定の現像液で現像してレジストパターン７を形成した（図３（ｂ）参照）。
次に、上記レジストパターン７に沿って、遮光層５と反射防止層６とならなる遮光膜２のドライエッチングを行って遮光膜パターン２ａを形成した（同図（ｃ）参照）。
【００９０】
次に、上述の遮光膜パターン２ａ及びレジストパターン７をマスクに、ハーフトーン型位相シフター膜４のエッチングを行ってハーフトーン型位相シフター膜パターン４ａを形成した（同図（ｄ）参照）。このハーフトーン型位相シフター膜４のエッチングにおいては、前記遮光膜パターン２ａの断面形状が影響するため、遮光膜パターン２ａの断面形状が良好であるために、ハーフトーン型位相シフター膜パターン４ａの断面形状も良好となった。
次に、残存するレジストパターン７を剥離後、再度レジスト膜８を塗布し、転写領域内の不要な遮光膜パターンを除去するためのパターン露光を行った後、該レジスト膜８を現像してレジストパターン８ａを形成した（同図（ｅ）、（ｆ）参照）。次いで、ウェットエッチングを用いて不要な遮光膜パターンを除去し、残存するレジストパターンを剥離して、フォトマスク４０を得た（同図（ｇ）参照）。その結果、透光性基板上に、７０ｎｍのラインアンドスペースのハーフトーン型位相シフター膜パターンが形成されたフォトマスクを作製することが出来た。
【００９１】
尚、図３（ｇ）に示す例は、転写領域（マスクパターン形成領域）以外の領域である周辺領域において、位相シフター膜上に遮光膜を形成したものである。この遮光膜は、この周辺領域を露光光が通過できないようにするものである。すなわち、位相シフトマスクは、縮小投影露光装置（ステッパー）のマスクとして用いられるが、この縮小投影露光装置を用いてパターン転写を行うときは、該露光装置に備えられた被覆部材（アパーチャー）によって位相シフトマスクの転写領域のみを露出させるように周縁領域を被覆して露光を行う。しかしながら、この被覆部材を、精度良く転写領域のみを露出させるように設置することは難しく、多くの場合、露出部が転写領域の外周周辺の非転写領域にはみ出てしまう。通常、マスクの非転写領域にはこのはみ出してきた露光光を遮断するために遮光膜が設けられる。ハーフトーン型位相シフトマスクの場合は、位相シフター膜が遮光機能を有しているが、この位相シフター膜は露光光を完全に遮断するものではなく、１回の露光によっては実質的に露光に寄与できない程度の僅かな量ではあるが露光光を通過させる。それゆえ、繰り返しのステップ時にこのはみ出しによって位相シフター膜を通過した露光光がすでにパターン露光がなされた領域に達して重複露光がされたり、或いは他のショットの際に同様にはみ出しによる僅かな露光がなされた部分に重ねて露光する場合が生じる。この重複露光によって、それらが加算されて露光に寄与する量に達して、欠陥が発生する場合があった。マスクパターン形成領域以外の領域である周辺領域において位相シフター膜上に形成された上記遮光膜はこの問題を解消するものである。また、マスクの周辺領域に識別用の符号等を付す場合に、遮光膜があると、付された符号等を認識し易くなる。
【００９２】
（実施例５）
実施例４と同じ合成石英ガラスからなる透光性基板上に、枚葉式スパッタ装置を用いて、スパッタターゲットにタンタル（Ｔａ）とハフニウム（Ｈｆ）との混合ターゲット（Ｔａ：Ｈｆ＝９０：１０ａｔ％）を用い、アルゴン（Ａｒ）ガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタリングにより、膜厚７５ÅのＴａＨｆ膜を形成し、次に、Ｓｉターゲットを用い、アルゴンと酸素と窒素の混合ガス雰囲気中で、反応性スパッタリングにより、膜厚７４０ÅのＳｉＯＮ膜（Ｓｉ：Ｏ：Ｎ＝４０：２７：３３ａｔ％）を形成した。つまり、ＴａＨｆ膜を下層とし、ＳｉＯＮ膜を上層とする二層で構成されたＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）用ハーフトーン型位相シフター膜を形成した。尚、このハーフトーン型位相シフター膜は、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）でおいて、透過率は１５．０％と高透過率を有し、位相シフト量が略１８０°となっている。
【００９３】
次に、上記ハーフトーン型位相シフター膜上に、実施例４と同様にして総膜厚が４８ｎｍの遮光層及び反射防止層からなる遮光膜を形成した。
このようにして得られたハーフトーン型位相シフトマスク用のフォトマスクブランクを用いて、実施例４と同様に、ハーフトーン型位相シフトマスクを作製した。但し、本実施例では、図４に示すように、転写領域内の遮光膜パターンを除去せずに、マスクパターンにおける光透過部（マスクパターンが形成されておらず透明基板が露出している部分）との境界部を除く部分に遮光膜を形成させておいた。
その結果、透光性基板上に、７０ｎｍのラインアンドスペースのハーフトーン型位相シフター膜パターンが形成されたフォトマスクを作製することが出来た。
【００９４】
図４に示すハーフトーン型位相シフトマスクは、位相シフター膜のマスクパターンが形成されている領域にあって、マスクパターンにおける光透過部（マスクパターンが形成されておらず透明基板が露出している部分）との境界部を除く部分に遮光膜を形成させておくことによって、本来は完全に遮光されることが望ましい部分の遮光をより完全にするようにしたものである。すなわち、マスクパターンが形成されている領域内にあっては、マスクパターンである位相シフター膜に本来要求される機能は、光透過部との境界部のみで位相をシフトさせた光を通過させればよく、他の大部分（上記境界部を除く部分）は、むしろ完全に遮光することが望ましいからである。本実施例のように、露光光に対する透過率が高い位相シフター膜を備える場合には、本実施例のフォトマスクの形態は特に好適である。
【００９５】
（比較例１）
実施例１において、反射防止層の形成を、アルゴンガスと二酸化炭素ガスの混合ガス（Ａｒ：９２体積％、ＣＯ２：８体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行うことで形成した以外は、実施例１と同様にしてフォトマスクブランクを作製した。尚、反射防止層成膜時のスパッタリング装置のパワーは０．３５ｋＷ、全ガス圧は０．２０パスカル（Ｐａ）の条件で形成した。遮光膜の膜厚は、７０ｎｍであった。遮光膜について、ラザフォード後方散乱分析法により組成分析を行った結果、窒素（Ｎ）は３８．０原子％、酸素（Ｏ）は１２．１原子％、水素（Ｈ）は０％が含まれているクロム（Ｃｒ）膜であった。また、オージエ電子分光法により組成分析を行った結果、上記遮光膜中には炭素（Ｃ）が１０．８原子％含まれていた。
また、この遮光膜のシート抵抗は、４端子法で測定したところ、２００Ω／□であった。
次に、得られたフォトマスクブランクを用いて、実施例１と同様にして、フォトマスクを作製した。遮光膜のドライエッチング速度は、２．１Å／秒であり、非常に遅いものであった。このように、本比較例の遮光膜はエッチング速度が遅く、エッチング時間も長くなることから、形成された遮光膜パターンの断面形状も悪かった。また、８０ｎｍのラインアンドスペースの遮光膜パターンが正確に形成することができなかった。
【００９６】
（半導体装置の製造方法）
実施例１〜５によって得られたフォトマスクを露光装置にセットし、半導体基板上のレジスト膜にパターン転写を行って、半導体装置を作製したところ、半導体基板上に形成された回路パターンの欠陥もなく、良好な半導体装置を得ることができた。
上記実施例１〜５におけるフォトマスク作製過程における電子線描画の際の電子線の加速電圧を５０ｋｅＶ以上とした際も、遮光膜の導電性は良好で、形成された遮光膜パターンの断面形状は垂直形状で良好、８０ｎｍや７０ｎｍのラインアンドスペースパターンも良好に形成されたフォトマスクが得られた。
【００９７】
以下の実施例６〜９は、本発明の第３及び第４の実施の形態に対応する実施例である。
（実施例６）
本実施例のフォトマスクブランクは、透光性基板１上に遮光層と反射防止層とからなる遮光膜２からなる。
このフォトマスクブランクは、次のような方法で製造することができる。
スパッタリング装置を用いて、スパッタターゲットにクロムターゲットを使用し、アルゴンガスと窒素ガスとヘリウムガスの混合ガス（Ａｒ：３０体積％、Ｎ２：３０体積％、Ｈｅ：４０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行って透光性基板１上に遮光層を形成し、その後、アルゴンガスとメタンガスとヘリウムガスの混合ガス（Ａｒ：５４体積％、ＣＨ４：６体積％、Ｈｅ：４０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行い、引き続き、アルゴンガスと一酸化窒素ガスの混合ガス（Ａｒ：９０体積％、ＮＯ：１０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行うことによって、反射防止層を形成し、合成石英ガラスからなる透光性基板１上に遮光膜２を形成した。尚、上記遮光層成膜時のスパッタリング装置のパワーは１．１６ｋＷ、全ガス圧は０．１７パスカル（Ｐａ）、反射防止層成膜時のスパッタリング装置のパワーは０．３３ｋＷ、全ガス圧は０．２８パスカル（Ｐａ）の条件で遮光膜を形成した。遮光層と反射防止層の成膜速度の比率は、３．２：１であった。遮光膜の膜厚は、６７ｎｍであった。遮光膜について、ラザフォード後方散乱分析法により組成分析を行った結果、窒素（Ｎ）は３２．５原子％、酸素（Ｏ）は１２．８原子％、水素（Ｈ）は５．９原子％が含まれているクロム（Ｃｒ）膜であった。また、オージエ電子分光法により組成分析を行った結果、上記遮光膜中には炭素（Ｃ）が８．０原子％含まれていた。
【００９８】
図６は本実施例の遮光膜のラザフォード後方散乱分析による遮光膜の深さ方向の組成分析結果を示す図である。
この結果によると、遮光膜のうち遮光層は、クロム、窒素及び反射防止層の形成に用いた酸素、炭素が若干購入した組成傾斜膜となった。また反射防止層は、クロム、窒素、及び酸素、並びに、炭素が若干購入した組成傾斜膜となった。また、遮光膜中の水素については、深さ方向全体に含まれており、表面側の反射防止層中の含有量が高く、全体としては遮光膜の深さ方向に向かって水素の含有量が略減少している水素の組成傾斜膜となった。
この遮光膜の光学濃度は、３．０であった。また、この遮光膜の露光波長１９３ｎｍにおける反射率は１４．８％と低く抑えることができた。さらに、フォトマスクの欠陥検査波長である２５７ｎｍ又は３６４ｎｍに対しては、それぞれ１９．９％、１９．７％となり、検査する上でも問題とならない反射率であった。
【００９９】
次に、前記フォトマスクブランク上に、化学増幅型レジストである電子線描画用レジスト膜（富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製：ＦＥＰ１７１）を形成した。レジスト膜の形成は、スピンナー（回転塗布装置）を用いて、回転塗布した。尚、上記レジスト膜を塗布後、加熱乾燥装置を用いて所定の加熱乾燥処理を行った。
次にフォトマスクブランク上に形成されたレジスト膜に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターン描画（８０ｎｍのラインアンドスペースパターン）を行った後、所定の現像液で現像してレジストパターンを形成した。
次に、上記レジストパターンに沿って、遮光層と反射防止層とからなる遮光膜２のドライエッチング処理を行って遮光膜パターン２ａを形成した。ドライエッチングガスとして、塩素（Ｃｌ２）ガスと酸素（Ｏ２）ガスの混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）を用いた。このときエッチング速度は、反射防止層が４．９Å／秒、遮光層が３．３Å／秒で、遮光膜全体のエッチング速度は、３．６Å／秒であった。遮光膜の深さ方向におけるエッチング速度は、遮光膜の表面側のエッチング速度が速く、透光性基板側が遅い傾向であった。
【０１００】
本実施例では、遮光膜２における遮光層の成膜速度よりも、反射防止層の成膜速度を遅くして形成することにより、遮光膜の深さ方向に向かってドライエッチング速度を適度に遅くすることで、グローバルローディングエラーは実用上許容できる数値に収まった。また、遮光膜２における遮光層に主に窒素を多く含め、反射防止層に主に酸素を多く含めることによって、遮光膜２全体のエッチング速度を速くするようにした。このように、遮光膜２は膜厚が薄い上にエッチング速度が速く、エッチング時間も速いことから、遮光膜パターン２ａの断面形状も垂直形状となり良好となった。また、遮光膜パターン２ａ上にはレジスト膜が残存していた。
最後に残存するレジストパターンを剥離して、フォトマスクを得た。その結果、透光性基板上に８０ｎｍのラインアンドスペースの遮光膜パターンが形成されたフォトマスクを作製することができた。
【０１０１】
（実施例７）
スパッタリングターゲットにクロムターゲットを使用し、アルゴンガスと窒素ガスの混合ガス（Ａｒ：５０体積％、Ｎ２：５０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行って透光性基板１上に遮光層を形成し、その後、アルゴンガスとメタンガスとヘリウムガスの混合ガス（Ａｒ：５４体積％、ＣＨ４：６体積％、Ｈｅ：４０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行い、引き続き、アルゴンガスと一酸化窒素ガスの混合ガス（Ａｒ：９０体積％、ＮＯ：１０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行うことによって、反射防止層を形成し、合成石英ガラスからなる透光性基板１上に遮光膜２を形成した。尚、上記遮光層成膜時のスパッタリング装置のパワーは０．９ｋＷ、全ガス圧は０．２パスカル（Ｐａ）、反射防止層成膜時のスパッタリング装置のパワーは０．３３ｋＷ、全ガス圧は０．２８パスカル（Ｐａ）の条件で遮光膜を形成した。遮光層と反射防止層の成膜速度の比率は、３．８：１であった。遮光膜の膜厚は、６５ｎｍであった。
【０１０２】
次に、前記フォトマスクブランク上に、化学増幅型レジストである電子線描画用レジスト膜（富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製：ＦＥＰ１７１）を形成した。レジスト膜の形成は、スピンナー（回転塗布装置）を用いて、回転塗布した。尚、上記レジスト膜を塗布後、加熱乾燥装置を用いて所定の加熱乾燥処理を行った。
次にフォトマスクブランク上に形成されたレジスト膜に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターン描画（８０ｎｍのラインアンドスペースパターン）を行った後、所定の現像液で現像してレジストパターンを形成した。
次に、上記レジストパターンに沿って、遮光層と反射防止層とからなる遮光膜２のドライエッチング処理を行って遮光膜パターン２ａを形成した。ドライエッチングガスとして、塩素（Ｃｌ２）ガスと酸素（Ｏ２）ガスの混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）を用いた。このときエッチング速度は、反射防止層が４．９Å／秒、遮光層が２．９Å／秒で、遮光膜全体のエッチング速度は、３．２Å／秒であった。遮光膜の深さ方向におけるエッチング速度は、遮光膜の表面側のエッチング速度が速く、透光性基板側が遅い傾向であった。
【０１０３】
本実施例では、遮光膜２における遮光層の成膜速度よりも、反射防止層の成膜速度を遅くして形成することにより、遮光膜の深さ方向に向かってドライエッチング速度を適度に遅くすることで、グローバルローディングエラーは実用上許容できる数値に収まった。また、遮光膜２における遮光層に主に窒素を多く含め、反射防止層に主に酸素を多く含めることによって、遮光膜２全体のエッチング速度を速くするようにした。このように、遮光膜２は膜厚が薄い上にエッチング速度が速く、エッチング時間も速いことから、遮光膜パターン２ａの断面形状も垂直形状となり良好となった。また、遮光膜パターン２ａ上にはレジスト膜が残存していた。
最後に残存するレジストパターンを剥離して、フォトマスクを得た。その結果、透光性基板上に８０ｎｍのラインアンドスペースの遮光膜パターンが形成されたフォトマスクを作製することができた。
【０１０４】
（実施例８）
図３は、本実施例に係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を用いたフォトマスクの製造工程を示す断面図である。本実施例のフォトマスクブランク３０は、同図（ａ）に示すように、透光性基板１上に、ハーフトーン型位相シフター膜４とその上の遮光層５と反射防止層６とからなる遮光膜２からなる。
このフォトマスクブランク３０は、次のような方法で製造することができる。
合成石英ガラスからなる透光性基板上に、枚葉式スパッタ装置を用いて、スパッタターゲットにモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）との混合ターゲット（Ｍｏ：Ｓｉ＝８：９２ｍｏｌ％）を用い、アルゴン（Ａｒ）と窒素（Ｎ２）との混合ガス雰囲気（Ａｒ：Ｎ２＝１０体積％：９０体積％）で、反応性スパッタリング（ＤＣスパッタリング）により、モリブデン、シリコン、及び窒素を主たる構成要素とする単層で構成されたＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）用ハーフトーン型位相シフター膜を膜厚６９ｎｍに形成した。尚、このハーフトーン型位相シフター膜は、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）でおいて、透過率は５．５％、位相シフト量が略１８０°となっている。
【０１０５】
次に、上記ハーフトーン型位相シフター膜上に、実施例６と同様にして総膜厚が４８ｎｍの遮光層及び反射防止層からなる遮光膜を形成した。
次に、前記フォトマスクブランク３０上に、化学増幅型レジストである電子線描画用レジスト膜（富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製：ＦＥＰ１７１、膜厚：２００ｎｍ）を形成した。レジスト膜の形成は、スピンナー（回転塗布装置）を用いて、回転塗布した。尚、上記レジスト膜を塗布後、加熱乾燥装置を用いて所定の加熱乾燥処理を行った。
次に、前記フォトマスクブランク３０上に形成されたレジスト膜に対し、電子線描画装置を用いて、所望のパターン描画（７０ｎｍのラインアンドスペースパターン）を行った後、所定の現像液で現像してレジストパターン７を形成した（図３（ｂ）参照）。
次に、上記レジストパターン７に沿って、遮光層５と反射防止層６とからなる遮光膜２のドライエッチングを行って遮光膜パターン２ａを形成した（同図（ｃ）参照）。
【０１０６】
次に、上述の遮光膜パターン２ａ及びレジストパターン７をマスクに、ハーフトーン型位相シフター膜４のエッチングを行ってハーフトーン型位相シフター膜パターン４ａを形成した（同図（ｄ）参照）。このハーフトーン型位相シフター膜４のエッチングにおいては、前記遮光膜パターン２ａの断面形状が影響するため、遮光膜パターン２ａの断面形状が良好であるために、ハーフトーン型位相シフター膜パターン４ａの断面形状も良好となった。
次に、残存するレジストパターン７を剥離後、再度レジスト膜８を塗布し、転写領域内の不要な遮光膜パターンを除去するためのパターン露光を行った後、該レジスト膜８を現像してレジストパターン８ａを形成した（同図（ｅ）、（ｆ）参照）。次いで、ウェットエッチングを用いて不要な遮光膜パターンを除去し、残存するレジストパターンを剥離して、フォトマスク４０を得た（同図（ｇ）参照）。
その結果、透光性基板上に、７０ｎｍのラインアンドスペースのハーフトーン型位相シフター膜パターンが形成されたフォトマスクを作製することが出来た。また、グローバルローディングエラーは実用上許容できる数値に収まった。
【０１０７】
（実施例９）
実施例６と同じ合成石英ガラスからなる透光性基板上に、枚葉式スパッタ装置を用いて、スパッタターゲットにタンタル（Ｔａ）とハフニウム（Ｈｆ）との混合ターゲット（Ｔａ：Ｈｆ＝９０：１０ａｔ％）を用い、アルゴン（Ａｒ）ガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタリングにより、膜厚７５ÅのＴａＨｆ膜を形成し、次に、Ｓｉターゲットを用い、アルゴンと酸素と窒素の混合ガス雰囲気中で、反応性スパッタリングにより、膜厚７４０ÅのＳｉＯＮ膜（Ｓｉ：Ｏ：Ｎ＝４０：２７：３３ａｔ％）を形成した。つまり、ＴａＨｆ膜を下層とし、ＳｉＯＮ膜を上層とする二層で構成されたＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）用ハーフトーン型位相シフター膜を形成した。尚、このハーフトーン型位相シフター膜は、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）でおいて、透過率は１５．０％と高透過率を有し、位相シフト量が略１８０°となっている。
【０１０８】
次に、上記ハーフトーン型位相シフター膜上に、実施例８と全く同様にして総膜厚が４８ｎｍの遮光層及び反射防止層からなる遮光膜を形成した。
このようにして得られたハーフトーン型位相シフトマスク用のフォトマスクブランクを用いて、実施例８と同様に、ハーフトーン型位相シフトマスクを作製した。但し、本実施例では、図４に示すように、転写領域内の遮光膜パターンを除去せずに、マスクパターンにおける光透過部（マスクパターンが形成されておらず透明基板が露出している部分）との境界部を除く部分に遮光膜を形成させておいた。
その結果、透光性基板上に、７０ｎｍのラインアンドスペースのハーフトーン型位相シフター膜パターンが形成されたフォトマスクを作製することが出来た。また、グローバルローディングエラーは実用上許容できる数値に収まった。
【０１０９】
（比較例２）
スパッタリングターゲットにクロムターゲットを使用し、アルゴンガスと窒素ガスとヘリウムガスの混合ガス（Ａｒ：３０体積％、Ｎ２：３０体積％、Ｈｅ：４０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行って透光性基板１上に遮光層を形成し、その後、アルゴンガスとメタンガスとヘリウムガスの混合ガス（Ａｒ：５４体積％、ＣＨ４：６体積％、Ｈｅ：４０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行い、引き続き、アルゴンガスと一酸化窒素ガスの混合ガス（Ａｒ：９０体積％、ＮＯ：１０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行うことによって、反射防止層を形成し、合成石英ガラスからなる透光性基板１上に遮光膜２を形成した。尚、上記遮光層成膜時のスパッタリング装置のパワーは０．３３ｋＷ、全ガス圧は０．２８パスカル（Ｐａ）、反射防止層成膜時のスパッタリング装置のパワーは０．３３ｋＷ、全ガス圧は０．２８パスカル（Ｐａ）の条件で遮光膜を形成した。遮光層と反射防止層の成膜速度の比率は、１：１であった。遮光膜の膜厚は、７０ｎｍであった。
【０１１０】
次に、前記フォトマスクブランク上に、化学増幅型レジストである電子線描画用レジスト膜（富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製：ＦＥＰ１７１）を形成した。レジスト膜の形成は、スピンナー（回転塗布装置）を用いて、回転塗布した。尚、上記レジスト膜を塗布後、加熱乾燥装置を用いて所定の加熱乾燥処理を行った。
次にフォトマスクブランク上に形成されたレジスト膜に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターン描画（８０ｎｍのラインアンドスペースパターン）を行った後、所定の現像液で現像してレジストパターンを形成した。
【０１１１】
次に、上記レジストパターンに沿って、遮光層と反射防止層とからなる遮光膜２のドライエッチング処理を行って遮光膜パターン２ａを形成した。ドライエッチングガスとして、塩素（Ｃｌ２）ガスと酸素（Ｏ２）ガスの混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）を用いた。このときエッチング速度は、反射防止層が４．２Å／秒、遮光層が４．２Å／秒で、遮光膜全体のエッチング速度は、４．２Å／秒であった。このように遮光膜の深さ方向におけるエッチング速度は、遮光膜の表面側と透光性基板側とでは同一であった。
本比較例では、遮光膜２における遮光層の成膜速度と反射防止層の成膜速度を同じにして形成したことにより、遮光膜の深さ方向に向かってドライエッチング速度が略一定となり、そのためグローバルローディングエラーが大きくなり、グローバルローディングエラーは実用上許容できる数値に収まらなかった。
（半導体装置の製造方法）
上述の実施例６〜９によって得られたフォトマスクを露光装置にセットし、半導体基板上のレジスト膜にパターン転写を行って、半導体装置を作製したところ、半導体基板上に形成された回路パターンの欠陥もなく、良好な半導体装置を得ることができた。
上記実施例６〜９におけるフォトマスク作製過程における電子線描画の際の電子線の加速電圧を５０ｋｅＶ以上とした際も、遮光膜の導電性は良好で、形成された遮光膜パターンの断面形状は垂直形状で良好、８０ｎｍや７０ｎｍのラインアンドスペースパターンも良好に形成され、さらにグローバルローディングエラーは実用上許容できる数値に収まったフォトマスクが得られた。
【０１１２】
以下の実施例１０〜１２は、本発明の第５及び第６の実施の形態に対応する実施例である。
（実施例１０）
本実施例のフォトマスクブランクは、透光性基板１上に遮光層と反射防止層とからなる遮光膜２からなる。
このフォトマスクブランクは、次のような方法で製造することができる。
スパッタリング装置を用いて、スパッタターゲットにクロムターゲットを使用し、アルゴンガスと窒素ガスとヘリウムガスの混合ガス（Ａｒ：３０体積％、Ｎ２：３０体積％、Ｈｅ：４０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行って透光性基板１上に遮光層を形成し、その後、アルゴンガスとメタンガスとヘリウムガスの混合ガス（Ａｒ：５４体積％、ＣＨ４：６体積％、Ｈｅ：４０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行い、引き続き、アルゴンガスと一酸化窒素ガスの混合ガス（Ａｒ：９０体積％、ＮＯ：１０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行うことによって、反射防止層を形成し、合成石英ガラスからなる透光性基板１上に遮光膜２を形成した。尚、上記遮光層成膜時のスパッタリング装置のパワーは１．１６ｋＷ、全ガス圧は０．１７パスカル（Ｐａ）、反射防止層成膜時のスパッタリング装置のパワーは０．３３ｋＷ、全ガス圧は０．２８パスカル（Ｐａ）の条件で遮光膜を形成した。遮光層と反射防止層の成膜速度の比率は、３．２：１であった。遮光膜の膜厚は、６７ｎｍであった。遮光膜について、ラザフォード後方散乱分析法により組成分析を行った結果、窒素（Ｎ）は３２．５原子％、酸素（Ｏ）は１２．８原子％、水素（Ｈ）は５．９原子％が含まれているクロム（Ｃｒ）膜であった。また、オージエ電子分光法により組成分析を行った結果、上記遮光膜中には炭素（Ｃ）が８．０原子％含まれていた。
【０１１３】
図７は本実施例の遮光膜のオージエ電子分光分析による遮光膜の深さ方向の組成分析結果を示す図である。
この結果によると、遮光膜のうち遮光層は、クロム、窒素及び反射防止層の形成に用いた酸素、炭素が若干混入した組成傾斜膜となった。また反射防止層は、クロム、窒素、及び酸素、並びに、炭素が若干混入した組成傾斜膜となった。
図８は本実施例の遮光膜のラザフォード後方散乱分析法により組成分析を行った結果であり、Ｃｒの組成比を１としたときの遮光膜の表面側から透光性基板側のクロム（Ｃｒ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、水素（Ｈ）、炭素（Ｃ）の分布を示す図である。図８に示すように、遮光膜は、表面側から透光性基板側に向かう膜厚方向の略全域に窒素（Ｎ）が含まれており、更に、表面側から透光性基板側に向かって酸素（Ｏ）の含有量が減少していることがわかる。また、表面側から透光性基板側に向かって水素（Ｈ）の含有量も減少している。ここで、窒素（Ｎ）は、遮光膜中に含まれるクロム（Ｃｒ）の割合（組成比）を１としたときに、窒素（Ｎ）は、表面側から透光性基板側の略全域において、０．６５〜０．６７と均一に含まれていた。
この遮光膜の光学濃度は、３．０であった。また、この遮光膜の露光波長１９３ｎｍにおける反射率は１４．８％と低く抑えることができた。さらに、フォトマスクの欠陥検査波長である２５７ｎｍ又は３６４ｎｍに対しては、それぞれ１９．９％、１９．７％となり、検査する上でも問題とならない反射率であった。
【０１１４】
次に、前記フォトマスクブランク上に、化学増幅型レジストである電子線描画用レジスト膜（富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製：ＦＥＰ１７１）を形成した。レジスト膜の形成は、スピンナー（回転塗布装置）を用いて、回転塗布した。尚、上記レジスト膜を塗布後、加熱乾燥装置を用いて所定の加熱乾燥処理を行った。
次にフォトマスクブランク上に形成されたレジスト膜に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターン描画（８０ｎｍのラインアンドスペースパターン）を行った後、所定の現像液で現像してレジストパターンを形成した。
次に、上記レジストパターンに沿って、遮光層と反射防止層とからなる遮光膜２のドライエッチング処理を行って遮光膜パターン２ａを形成した。ドライエッチングガスとして、塩素（Ｃｌ２）ガスと酸素（Ｏ２）ガスの混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）を用いた。このときエッチング速度は、反射防止層が４．９Å／秒、遮光層が３．３Å／秒で、遮光膜全体のエッチング速度は、３．６Å／秒であった。遮光膜の深さ方向におけるエッチング速度は、遮光膜の表面側のエッチング速度が速く、透光性基板側が遅い傾向であった。
【０１１５】
本実施例では、遮光膜２における遮光層の成膜速度よりも、反射防止層の成膜速度を遅くして形成することにより、遮光膜の深さ方向に向かってドライエッチング速度を適度に遅くすることで、グローバルローディングエラーは実用上許容できる数値に収まった。また、遮光膜２における遮光層に主に窒素を多く含め、反射防止層に主に酸素を多く含めることによって、遮光膜２全体のエッチング速度を速くするようにした。このように、遮光膜２は膜厚が薄い上にエッチング速度が速く、エッチング時間も速いことから、遮光膜パターン２ａの断面形状も垂直形状となり良好となった。また、遮光膜パターン２ａ上にはレジスト膜が残存していた。
最後に残存するレジストパターンを剥離して、フォトマスクを得た。その結果、透光性基板上に８０ｎｍのラインアンドスペースの遮光膜パターンが形成されたフォトマスクを作製することができた。
【０１１６】
（実施例１１）
図３は、本実施例に係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を用いたフォトマスクの製造工程を示す断面図である。本実施例のフォトマスクブランク３０は、同図（ａ）に示すように、透光性基板１上に、ハーフトーン型位相シフター膜４とその上の遮光層５と反射防止層６とからなる遮光膜２からなる。
このフォトマスクブランク３０は、次のような方法で製造することができる。
合成石英ガラスからなる透光性基板上に、枚葉式スパッタ装置を用いて、スパッタターゲットにモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）との混合ターゲット（Ｍｏ：Ｓｉ＝８：９２ｍｏｌ％）を用い、アルゴン（Ａｒ）と窒素（Ｎ２）との混合ガス雰囲気（Ａｒ：Ｎ２＝１０体積％：９０体積％）で、反応性スパッタリング（ＤＣスパッタリング）により、モリブデン、シリコン、及び窒素を主たる構成要素とする単層で構成されたＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）用ハーフトーン型位相シフター膜を膜厚６９ｎｍに形成した。尚、このハーフトーン型位相シフター膜は、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）でおいて、透過率は５．５％、位相シフト量が略１８０°となっている。
【０１１７】
次に、上記ハーフトーン型位相シフター膜上に、実施例１０と同様にして総膜厚が４８ｎｍの遮光層及び反射防止層からなる遮光膜を形成した。
次に、前記フォトマスクブランク３０上に、化学増幅型レジストである電子線描画用レジスト膜（富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製：ＦＥＰ１７１、膜厚：２００ｎｍ）を形成した。レジスト膜の形成は、スピンナー（回転塗布装置）を用いて、回転塗布した。尚、上記レジスト膜を塗布後、加熱乾燥装置を用いて所定の加熱乾燥処理を行った。
次に、前記フォトマスクブランク３０上に形成されたレジスト膜に対し、電子線描画装置を用いて、所望のパターン描画（７０ｎｍのラインアンドスペースパターン）を行った後、所定の現像液で現像してレジストパターン７を形成した（図３（ｂ）参照）。
次に、上記レジストパターン７に沿って、遮光層５と反射防止層６とからなる遮光膜２のドライエッチングを行って遮光膜パターン２ａを形成した（同図（ｃ）参照）。
【０１１８】
次に、上述の遮光膜パターン２ａ及びレジストパターン７をマスクに、ハーフトーン型位相シフター膜４のエッチングを行ってハーフトーン型位相シフター膜パターン４ａを形成した（同図（ｄ）参照）。このハーフトーン型位相シフター膜４のエッチングにおいては、前記遮光膜パターン２ａの断面形状が影響するため、遮光膜パターン２ａの断面形状が良好であるために、ハーフトーン型位相シフター膜パターン４ａの断面形状も良好となった。
次に、残存するレジストパターン７を剥離後、再度レジスト膜８を塗布し、転写領域内の不要な遮光膜パターンを除去するためのパターン露光を行った後、該レジスト膜８を現像してレジストパターン８ａを形成した（同図（ｅ）、（ｆ）参照）。次いで、ウェットエッチングを用いて不要な遮光膜パターンを除去し、残存するレジストパターンを剥離して、フォトマスク４０を得た（同図（ｇ）参照）。
その結果、透光性基板上に７０ｎｍのラインアンドスペースのハーフトーン型位相シフター膜パターンが形成されたフォトマスクを作製することができた。また、グローバルローディングエラーは実用上許容できる数値に収まった。
【０１１９】
（実施例１２）
実施例１０と同じ合成石英ガラスからなる透光性基板上に、枚葉式スパッタ装置を用いて、スパッタターゲットにタンタル（Ｔａ）とハフニウム（Ｈｆ）との混合ターゲット（Ｔａ：Ｈｆ＝９０：１０ａｔ％）を用い、アルゴン（Ａｒ）ガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタリングにより、膜厚７５ÅのＴａＨｆ膜を形成し、次に、Ｓｉターゲットを用い、アルゴンと酸素と窒素の混合ガス雰囲気中で、反応性スパッタリングにより、膜厚７４０ÅのＳｉＯＮ膜（Ｓｉ：Ｏ：Ｎ＝４０：２７：３３ａｔ％）を形成した。つまり、ＴａＨｆ膜を下層とし、ＳｉＯＮ膜を上層とする二層で構成されたＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）用ハーフトーン型位相シフター膜を形成した。尚、このハーフトーン型位相シフター膜は、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）でおいて、透過率は１５．０％と高透過率を有し、位相シフト量が略１８０°となっている。
【０１２０】
次に、上記ハーフトーン型位相シフター膜上に、実施例１１と全く同様にして総膜厚が４８ｎｍの遮光層及び反射防止層からなる遮光膜を形成した。
このようにして得られたハーフトーン型位相シフトマスク用のフォトマスクブランクを用いて、実施例１１と同様に、ハーフトーン型位相シフトマスクを作製した。但し、本実施例では、図４に示すように、転写領域内の遮光膜パターンを除去せずに、マスクパターンにおける光透過部（マスクパターンが形成されておらず透明基板が露出している部分）との境界部を除く部分に遮光膜を形成させておいた。
その結果、透光性基板上に７０ｎｍのラインアンドスペースのハーフトーン型位相シフター膜パターンが形成されたフォトマスクを作製することができた。また、グローバルローディングエラーは実用上許容できる数値に収まった。
【０１２１】
（比較例３）
実施例１０と同じ石英ガラスからなる透光性基板上に、インライン型スパッタ装置を用いて、スパッタターゲットにクロムターゲットを使用し、アルゴンと窒素の混合ガス（Ａｒ：５０体積％、Ｎ２：５０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行い、次にアルゴンとメタンとヘリウムの混合ガス（Ａｒ：５４体積％、ＣＨ４：６体積％、Ｈｅ：４０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行うことによって、遮光層を形成した。引続き、アルゴンと一酸化窒素の混合ガス（Ａｒ：９０体積％、ＮＯ：１０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行うことによって、反射防止層を形成した。このようにして、総膜厚が６８ｎｍの遮光層及び反射防止層からなる遮光膜が形成された。
本比較例の遮光膜は、光学濃度が３．０であった。また、この遮光膜の露光波長１９３ｎｍにおける反射率は１２．０％と低く抑えることができた。
【０１２２】
次に、得られたフォトマスクブランクを用いて、前述の実施例１０と同様にして、フォトマスクを作製した。遮光膜のドライエッチング速度は、遮光膜の総膜厚／エッチング時間で１．８Å／秒であり、非常に遅いものであった。このように、本比較例の遮光膜はエッチング速度が遅く、エッチング時間も長くなることから、形成された遮光膜パターンの断面形状も悪かった。また、レジスト膜のダメージも大きかった。その理由は、本比較例の遮光膜は、ウェットエッチングに好適な膜構成となっており、その成膜条件からすると、ウェットエッチング速度を速めるのに好適な炭素の含有量が多く、ウェットエッチングにおいてアンダーカットを抑制するように窒素の含有量が少ないためであると推察され、これがドライエッチング速度を遅くする結果になったものと考えられる。また、遮光膜の深さ方向に向かって、最初はドライエッチング速度が速く、主にＣｒＣ膜の領域では遅くなり、最後にＣｒＮ膜の領域では再び速くなるため、パターンの断面形状を劣化させたり、グローバルローディング現象が起こりやすかったものと考えられる。
その結果、透光性基板上に８０ｎｍのラインアンドスペースの遮光膜パターンが形成されたフォトマスクを作製することができたが、グローバルローディングエラーは実用上許容できる数値に収まらなかった。
【０１２３】
上述の実施例１０〜１２において、遮光膜中に含まれるクロム（Ｃｒ）の割合（組成比）を１としたときに、窒素（Ｎ）を、表面側から透光性基板側の略全域において、０．５〜０．８とした場合においても、ドライエッチング速度を速くできる効果が確認され、それとあいまって、遮光膜の表面側から透光性基板側に向かって酸素の含有量が減少させることとにより、グローバルローディング現象を低減させ、パターン精度やパターンの断面形状を向上させることができることが確認できた。
（半導体装置の製造方法）
実施例１０〜１２によって得られたフォトマスクを露光装置にセットし、半導体基板上のレジスト膜にパターン転写を行って、半導体装置を作製したところ、半導体基板上に形成された回路パターンの欠陥もなく、良好な半導体装置を得ることができた。
上記実施例１０〜１２におけるフォトマスク作製過程における電子線描画の際の電子線の加速電圧を５０ｋｅＶ以上とした際も、遮光膜の導電性は良好で、形成された遮光膜パターンの断面形状は垂直形状で良好、８０ｎｍや７０ｎｍのラインアンドスペースパターンも良好に形成され、さらにグローバルローディングエラーは実用上許容できる数値に収まったフォトマスクが得られた。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトマスクブランク上に形成されるレジスト膜を電子線描画する際に最適な遮光膜、及び、遮光パターン形成のためのドライエッチング処理用に遮光膜の膜特性を最適化させたフォトマスクブランク及びフォトマスクの製造方法、並びに半導体装置の製造方法に関する。また本発明は、遮光膜パターン形成のためのドライエッチング処理用に遮光膜のドライエッチング速度を最適化させたフォトマスクブランク及びフォトマスクの製造方法、並びに半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体装置の製造工程では、フォトリソグラフィー法を用いて微細パターンの形成が行われている。また、この微細パターンの形成には通常何枚ものフォトマスクと呼ばれている基板が使用される。このフォトマスクは、一般に透光性のガラス基板上に、金属薄膜等からなる遮光性の微細パターンを設けたもので、このフォトマスクの製造には、ガラス基板等の透光性基板上に遮光膜を有するフォトマスクブランクが用いられる。このフォトマスクブランクを用いたフォトマスクの製造は、フォトマスクブランク上に形成されたレジスト膜に対し、所望のパターン露光（又はパターン描画）を施す露光工程（又は描画工程）と、所望のパターン露光（又はパターン描画）に従って前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する現像工程と、レジストパターンに沿って前記遮光膜をエッチングするエッチング工程と、残存したレジストパターンを剥離除去する工程とを有して行われている。上記現像工程では、フォトマスクブランク上に形成されたレジスト膜に対し所望のパターン露光（又はパターン描画）を施した後に現像液を供給して、現像液に可溶なレジスト膜の部位を溶解し、レジストパターンを形成する。また、上記エッチング工程では、このレジストパターンをマスクとして、たとえばウェットエッチングによって、レジストパターンの形成されていない遮光膜が露出した部位を溶解し、これにより所望のマスクパターンを透光性基板上に形成する。こうして、フォトマスクが出来上がる。
【０００３】
特許文献１には、ウェットエッチングに適したマスクブランクとして、透明基板上に、クロム炭化物を含有するクロム膜を遮光膜として備えたフォトマスクブランクが記載されている。また、特許文献２には、同じくウェットエッチングに適したマスクブランクとして、透明基板上に、ハーフトーン材料膜と金属膜との積層膜を有し、この金属膜は、表面側から透明基板側に向かってエッチングレートが異なる材料で構成される領域が存在しており、例えばＣｒＮ／ＣｒＣの金属膜（透明基板側から順にＣｒＮ、ＣｒＣが積層された金属膜。以下同じ。）とＣｒＯＮの反射防止膜からなるハーフトーン型位相シフトマスクブランクが記載されている。
【０００４】
ところで、半導体装置のパターンを微細化するに当たっては、フォトマスクに形成されるマスクパターンの微細化に加え、フォトリソグラフィーで使用される露光光源波長の短波長化が必要となる。半導体装置製造の際の露光光源としては、近年ではＫｒＦエキシマレーザー（波長２４８ｎｍ）から、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）、更にはＦ２エキシマレーザー（波長１５７ｎｍ）へと短波長化が進んでいる。
その一方で、フォトマスクやフォトマスクブランクにおいては、フォトマスクに形成されるマスクパターンを微細化するに当たっては、フォトマスクブランクにおけるレジスト膜の薄膜化と、フォトマスク製造の際のパターニング手法として、従来のウェットエッチングに替わってドライエッチング加工が必要になってきている。
【０００５】
しかし、レジスト膜の薄膜化とドライエッチング加工は、以下に示す技術的な問題が生じている。
一つは、フォトマスクブランクのレジスト膜の薄膜化を進める際、遮光膜の加工時間が１つの大きな制限事項となっていることである。遮光膜の材料としては、一般にクロム系の材料が用いられ、クロムのドライエッチング加工では、エッチングガスに塩素ガスと酸素ガスの混合ガスが用いられている。レジストパターンをマスクにして遮光膜をドライエッチングでパターニングする際、レジストは有機膜でありその主成分は炭素であるので、ドライエッチング環境である酸素プラズマに対しては非常に弱い。遮光膜をドライエッチングでパターニングする間、その遮光膜上に形成されているレジストパターンは十分な膜厚で残っていなければならない。一つの指標として、マスクパターンの断面形状を良好にするために、ジャストエッチングタイムの２倍（１００％オーバーエッチング）程度を行っても残存するようなレジスト膜厚にしなければならない。例えば、一般には、遮光膜の材料であるクロムと、レジスト膜とのエッチング選択比は１以下となっているので、レジスト膜の膜厚は、遮光膜の膜厚の２倍以上の膜厚が必要となることになる。遮光膜の加工時間を短くする方法として、遮光膜の薄膜化が考えられる。遮光膜の薄膜化については、特許文献３に提案されている。
【０００６】
特許文献３には、フォトマスクの製造において、透明基板上のクロム遮光膜の膜厚を薄膜化することにより、エッチング時間を短くでき、クロムパターンの形状を改善することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特公昭６２−３２７８２号公報
【特許文献２】特許第２９８３０２０号公報
【特許文献３】特開平１０−６９０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、遮光膜の膜厚を薄くしようとすると、遮光性が不十分となるため、このようなフォトマスクを使用してパターン転写を行っても、転写パターン不良が発生してしまう。遮光膜は、その遮光性を十分確保するためには、所定の光学濃度が必要となるため、上記特許文献３のように遮光膜の膜厚を薄くするといっても、自ずと限界が生じる。
また、上記特許文献１に記載されたクロム炭化物を含有するクロム膜を遮光膜とする場合、ドライエッチング速度が低下する傾向があり、ドライエッチングによる遮光膜の加工時間の短縮化を図ることができない。
【０００９】
さらに、上記特許文献２に記載された膜厚方向でウェットエッチングレートが異なるＣｒＮ／ＣｒＣの金属膜においては、ＣｒＣ膜をＣｒＮ膜よりも厚くする必要があった。その理由は、第１に、上層のＣｒＣ膜と下層のＣｒＮ膜はいずれもウェットエッチングレートが良好であるが、下層中に窒素が含まれていると、ウェットエッチング処理した場合、アンダーカットが大きくなるという問題が生じるため、ＣｒＮ膜の膜厚を相対的に薄くする必要があったからである。第２に、従来露光装置において使用されている波長であるｉ線（３６５ｎｍ）やＫｒＦエキシマレーザー（２４８ｎｍ）においては、ＣｒＮ膜の吸収係数が小さいため、遮光膜として所望の光学濃度を得るには、遮光性の高いＣｒＣ膜を厚めにする必要があったからである。第３に、遮光膜上にレジストパターンを形成するための露光（描画）は電子線を用いるのが一般的であるが、特許文献２に記載されたＣｒＮ／ＣｒＣの金属膜上に形成された酸素を含むＣｒＯＮ膜は一般に絶縁性が高く、その際のチャージアップを抑制するためにはＣｒＣ膜を厚めにして遮光膜のシート抵抗を小さくする必要があったからである。しかし、特許文献２のマスクブランクは、上記金属膜中の炭素含有率が高くなり、ドライエッチングによりパターニングを行う場合、エッチング速度が低下するので、遮光膜の加工時間を短縮できないという問題があり、ドライエッチング処理用には好適ではない。また、特許文献２のマスクブランクをドライエッチング処理に用いた場合、遮光膜の深さ方向に向かって、最初はドライエッチング速度が速く、主にＣｒＣ膜の領域では遅くなり、最後にＣｒＮ膜の領域では再び速くなるため、パターンの断面形状を劣化させたり、グローバルローディング現象が起こりやすいという問題がある。また、近年のパターン微細化に対応するため、レジストパターンの解像性を向上させるために、解像性の高い化学増幅型レジストが使用されてきている。そしてこの化学増幅型レジストを電子線により描画する際に、電子線の加速電圧を５０ｋｅＶ以上の加速電圧で電子線描画するため、遮光膜の導電性を向上させチャージアップを確実に抑制する必要がある。
【００１０】
そこで本発明は、従来の問題点を解決するべくなされたものであり、その目的とするところは、第一に、遮光膜上にレジストパターンを形成するための電子線描画によるチャージアップを抑制できるフォトマスクブランク、及びフォトマスクの製造方法を提供することである。第二に、遮光膜の深さ方向でのドライエッチング速度を最適化させることでグローバルローディング現象を低減でき、良好なパターン精度が得られるフォトマスクブランク及びフォトマスクの製造方法を提供することである。第三に、遮光膜のドライエッチング速度を高めることで、ドライエッチング時間が短縮でき、レジスト膜の膜減りを低減することができ、その結果、レジスト膜を薄膜化して解像性、パターン精度（ＣＤ精度）を向上でき、ドライエッチング時間の短縮化による断面形状の良好な遮光膜のパターンが形成することができるフォトマスクブランク、及びフォトマスクの製造方法を提供することである。第四に、遮光膜に必要な遮光性能を有しつつ、遮光膜の薄膜化により、断面形状の良好な遮光膜のパターンが形成することができるフォトマスクブランク、及びフォトマスクの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
（構成１）透光性基板上に主にクロムを含む材料からなる遮光膜を有するフォトマスクブランクにおいて、前記遮光膜は、水素を含む材料からなることを特徴とするフォトマスクブランクである。
（構成２）前記遮光膜に含まれる水素の含有量は、１原子％以上であることを特徴とする構成１記載のフォトマスクブランクである。
（構成３）前記遮光膜は、該遮光膜表面側から前記透光性基板側の深さ方向の略全域に水素が含まれていることを特徴とする構成１又は２記載のフォトマスクブランクである。
（構成４）前記遮光膜は、該遮光膜表面側から前記透光性基板側に向かって水素の含有量が異なる領域を有することを特徴とする構成１乃至３の何れか一に記載のフォトマスクブランクである。
（構成５）前記遮光膜は、該遮光膜表面側から前記透光性基板側に向かって連続的に又は段階的に水素の含有量が減少していることを特徴とする構成４記載のフォトマスクブランクである。
（構成６）前記遮光膜の上層部に酸素を含む反射防止層を有することを特徴とする構成１乃至５の何れか一に記載のフォトマスクブランクである。
（構成７）前記遮光膜の膜厚は、露光光に対して光学濃度が２．５以上となるように設定されていることを特徴とする構成１乃至６の何れか一に記載のフォトマスクブランクである。
（構成８）前記フォトマスクブランクは、前記遮光膜上に形成されるマスクパターンをマスクにしてドライエッチング処理により、前記遮光膜をパターニングするフォトマスクの作製方法に対応するドライエッチング処理用のフォトマスクブランクであることを特徴とする構成１乃至７の何れか一に記載のフォトマスクブランクである。
（構成９）前記透光性基板と前記遮光膜との間に、ハーフトーン型位相シフター膜が形成されていることを特徴とする構成１乃至８の何れか一に記載のフォトマスクブランクである。
（構成１０）前記遮光膜の膜厚は、前記ハーフトーン型位相シフター膜との積層構造において、露光光に対して光学濃度が２．５以上となるように設定されていることを特徴とする構成９記載のフォトマスクブランクである。
（構成１１）構成１乃至１０の何れか一に記載のフォトマスクブランクにおける前記遮光膜をパターニングして前記透光性基板上に遮光膜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。
（構成１２）構成９又は１０に記載のフォトマスクブランクにおける前記遮光膜をエッチングによりパターニングして遮光膜パターンを形成した後、該遮光膜パターンをマスクにして、エッチングにより前記ハーフトーン型位相シフター膜をパターニングして前記透光性基板上にハーフトーン型位相シフター膜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。
（構成１３）前記遮光膜のパターニングは、前記遮光膜上に形成されるマスクパターンをマスクにしてドライエッチング処理により行うことを特徴とする構成１１又は１２記載のフォトマスクの製造方法である。
（構成１４）前記遮光膜のパターニングは、前記遮光膜上に電子線描画用レジスト膜を形成し、該電子線描画用レジストに所定の電子線描画及び現像処理によって形成されるレジストパターンをマスクにしてドライエッチング処理により行うことを特徴とする構成１１乃至１３の何れか一に記載のフォトマスクの製造方法である。
（構成１５）構成１１乃至１４の何れか一に記載のフォトマスクにおける前記遮光膜パターン又は前記ハーフトーン型位相シフター膜パターンをフォトリソグラフィー法により、半導体基板上にパターンを転写することを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【００１２】
（構成１６）透光性基板上に、遮光膜をスパッタリングにより形成するフォトマスクブランクの製造方法において、前記フォトマスクブランクは、前記遮光膜上に形成されるマスクパターンをマスクにしてドライエッチング処理により、前記遮光膜をパターニングするフォトマスクの作製方法に対応するドライエッチング処理用のフォトマスクブランクであって、前記遮光膜は、前記透光性基板側に形成する層の成膜速度よりも、該遮光膜の表面側に形成する層の成膜速度を遅くして形成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。
（構成１７）前記遮光膜の透光性基板側に形成する層と前記遮光膜の表面側に形成する層の成膜速度の比率（透光性基板側に形成する層：遮光膜の表面側に形成する層）を、２．５：１〜４．０：１とすることを特徴とする構成１６記載のフォトマスクブランクの製造方法である。
（構成１８）前記遮光膜はクロムを含む材料からなり、更に、酸素と窒素の少なくとも一方の元素を含むことを特徴とする構成１６又は１７記載のフォトマスクブランクの製造方法である。
（構成１９）前記遮光膜の上層部に酸素を含む反射防止層を形成することを特徴とする構成１６乃至１８の何れか一に記載のフォトマスクブランクの製造方法である。
（構成２０）前記遮光膜の表面側に形成する層が、前記反射防止層であることを特徴とする構成１９記載のフォトマスクブランクの製造方法である。
（構成２１）前記遮光膜の膜厚は、露光光に対して光学濃度が２．５以上となるように設定されていることを特徴とする構成１６乃至２０の何れか一に記載のフォトマスクブランクである。
（構成２２）前記透光性基板と前記遮光膜との間に、ハーフトーン型位相シフター膜を形成することを特徴とする構成１６乃至２１の何れか一に記載のフォトマスクブランクの製造方法である。
（構成２３）前記遮光膜の膜厚は、前記ハーフトーン型位相シフター膜との積層構造において、露光光に対して光学濃度が２．５以上となるように設定されていることを特徴とする構成２２記載のフォトマスクブランクの製造方法である。
（構成２４）構成１６乃至２３の何れか一に記載のフォトマスクブランクにおける前記遮光膜をドライエッチングによりパターニングして前記透光性基板上に遮光膜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。
（構成２５）構成２２又は２３に記載のフォトマスクブランクにおける前記遮光膜をドライエッチングによりパターニングして遮光膜パターンを形成した後、該遮光膜パターンをマスクにして、ドライエッチングにより前記ハーフトーン位相シフター膜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。
（構成２６）構成２４又は２５に記載のフォトマスクにおける前記遮光膜パターン又は前記ハーフトーン型位相シフター膜パターンをフォトリソグラフィー法により、半導体基板上にパターンを転写することを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【００１３】
（構成２７）透光性基板上に遮光膜を有するフォトマスクブランクにおいて、前記フォトマスクブランクは、前記遮光膜上に形成されるマスクパターンをマスクにしてドライエッチング処理により、前記遮光膜をパターニングするフォトマスクの作製方法に対応するドライエッチング処理用のフォトマスクブランクであって、前記遮光膜の透光性基板側におけるドライエッチング速度を、前記遮光膜の表面側におけるドライエッチング速度よりも遅くさせるようにしたことを特徴とするフォトマスクブランクである。
（構成２８）前記遮光膜の表面側から透光性基板側に向かってドライエッチング速度を遅くさせるようにしたことを特徴とする構成２７記載のフォトマスクブランクである。
（構成２９）前記遮光膜は、主にクロムを含む材料からなることを特徴とする構成２７又は２８記載のフォトマスクブランクである。
（構成３０）前記遮光膜は、更に酸素を含み、表面側から透光性基板側に向かって酸素の含有量が減少していることを特徴とする構成２７乃至２９の何れか一に記載のフォトマスクブランクである。
（構成３１）前記遮光膜は、更に窒素を含むことを特徴とする構成２７乃至３０の何れか一に記載のフォトマスクブランクである。
（構成３２）前記遮光膜は、表面側から透光性基板側に向かう膜厚方向の略全域に窒素が含まれていることを特徴とする構成３１記載のフォトマスクブランクである。
（構成３３）前記遮光膜の上層部に酸素を含む反射防止層を形成することを特徴とする構成２７乃至３２の何れか一に記載のフォトマスクブランクである。
（構成３４）前記透光性基板と前記遮光膜との間に、ハーフトーン型位相シフター膜が形成されていることを特徴とする構成２７乃至３３の何れか一に記載のフォトマスクブランクである。
（構成３５） 透光性基板上に遮光膜を有するフォトマスクブランクにおいて、前記フォトマスクブランクは、前記遮光膜上に形成されるマスクパターンをマスクにしてドライエッチング処理により、前記遮光膜をパターニングするフォトマスクの作製方法に対応するドライエッチング処理用のフォトマスクブランクであって、前記遮光膜は、表面側から透光性基板側に向かう膜厚方向の略全領域に窒素が含まれ、且つ、表面側から透光性基板側に向かって酸素の含有量が減少していることを特徴とするフォトマスクブランクである。
（構成３６）前記遮光膜は、主にクロムを含む材料からなることを特徴とする構成３５記載のフォトマスクブランクである。
（構成３７）前記遮光膜は、該遮光膜中に含まれるクロムの割合を１としたときに、前記窒素は、表面側から透光性基板側に向かって０．５〜０．８の割合で含有されていることを特徴とする構成３６記載のフォトマスクブランクである。
（構成３８）前記遮光膜の上層部に酸素を含む反射防止層を形成することを特徴とする構成３５乃至３７の何れか一に記載のフォトマスクブランクである。
（構成３９）前記透光性基板と前記遮光膜との間に、ハーフトーン型位相シフター膜が形成されていることを特徴とする構成３５乃至３８の何れか一に記載のフォトマスクブランクである。
（構成４０）構成２７乃至３９の何れか一に記載のフォトマスクブランクにおける前記遮光膜をドライエッチングによりパターニングして前記透光性基板上に遮光膜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。
（構成４１）構成３４又は３９に記載のフォトマスクブランクにおける前記遮光膜をドライエッチングによりパターニングして遮光膜パターンを形成した後、該遮光膜パターンをマスクにして、ドライエッチングにより前記ハーフトーン型位相シフター膜をパターニングして前記透光性基板上にハーフトーン型位相シフター膜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。
（構成４２）構成４０又は４１に記載のフォトマスクにおける前記遮光膜パターン又は前記ハーフトーン型位相シフター膜パターンをフォトリソグラフィー法により、半導体基板上にパターンを転写することを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【００１４】
構成１にあるように、本発明のフォトマスクブランクは、透光性基板上に主にクロムを含む材料とする遮光膜を有するフォトマスクブランクにおいて、前記遮光膜は、水素を含む材料としている。
このように、主にクロムを含む材料からなる遮光膜中に水素を含むことにより、遮光膜のシート抵抗を小さくして、導電性を向上させることができる。これにより、遮光膜上にレジストパターンを形成するための電子線によるパターン描画を行っても、遮光膜に電荷がたまりチャージアップするのを抑制することができ、正確なパターン描画ができなかったり、放電による遮光膜パターン破壊を防止することができる。また、ドライエッチング処理に適した遮光膜とするため、ドライエッチング速度を低下させる炭素の含有量を低減させ、膜厚も所定の膜厚に設定された遮光膜としても、遮光膜中に水素を含むことにより、遮光膜の導電性を向上することができる。また、遮光膜中に水素を含むことにより、ドライエッチング時間を短縮でき、レジスト膜の膜減りを低減することができる。その結果、レジスト膜の薄膜化が可能となり、パターンの解像性、パターン精度（ＣＤ精度）を向上することができる。更に、ドライエッチング時間の短縮化により、断面形状の良好な遮光膜パターンが形成できるフォトマスクブランクを提供することができる。
【００１５】
また、遮光膜の導電性、及びドライエッチング時間の短縮化の点で、構成２にあるように、遮光膜に含まれる水素の含有量は、１原子％以上が好ましい。
また、遮光膜の導電性、及びドライエッチング時間の短縮化の点で、構成３にあるように、前記遮光膜は、該遮光膜表面側から透光性基板側の深さ方向の略全域に水素が含まれていることが好ましい。
構成４にあるように、本発明のフォトマスクブランクは、前記遮光膜は、該遮光膜表面側から前記透光性基板側に向かって水素の含有量が異なる領域を有する構成としても良い。例えば、遮光膜の表面側の領域に水素の含有量を多くして導電性を高め、チャージアップの抑制効果を向上させることができる。また、構成５にあるように、遮光膜の表面側から透光性基板側（つまり深さ方向）に向かって例えば水素の含有量が連続的に又は段階的に減少している組成傾斜膜とすることにより、ドライエッチング速度を遮光膜の深さ方向に向かって遅くさせることができる。これによって、ドライエッチング時のグローバルローディング現象による線幅エラーを低減することができる。
【００１６】
構成６にあるように、前記遮光膜はその上層部に酸素を含む反射防止層を有することができる。このような反射防止層を有することにより、露光波長における反射率を低反射率に抑えることができるので、マスクパターンを被転写体に転写するときに、投影露光面との間での多重反射を抑制し、結像特性の低下を抑制することができる。また、フォトマスクブランクやフォトマスクの欠陥検査に用いる波長（例えば、２５７ｎｍ、３６４ｎｍ、４８８ｎｍ等）に対する反射率を低く抑えることができるので、欠陥を検出する精度が向上する。
構成７にあるように、本発明のフォトマスクブランクにおいては、例えばバイナリマスク用フォトマスクブランクの場合、前記遮光膜の膜厚は、露光光に対して光学濃度２．５以上となるように設定される。
また、構成８にあるように、本発明のフォトマスクブランクは、前記遮光膜上に形成されるマスクパターンをマスクにしてドライエッチング処理により、前記遮光膜をパターニングするフォトマスクの作製方法に対応するドライエッチング処理用のフォトマスクブランクとする。遮光膜中に水素を含むことにより、ドライエッチング速度を高めることができるので、エッチング時間が短縮でき、レジスト膜の膜減りを低減することができる。その結果、レジスト膜を薄膜化して解像性、パターン精度（ＣＤ精度）を向上でき、エッチング時間の短縮化による断面形状の良好な遮光膜のパターンを形成することができる。
【００１７】
また、構成９にあるように、透光性基板と遮光膜との間に、ハーフトーン型位相シフター膜を形成しても良い。
その場合、構成１０にあるように、遮光膜はハーフトーン型位相シフター膜との積層構造において、露光光に対して光学濃度が２．５以上となるように設定される。
構成１１にあるように、構成１乃至１０の何れか一に記載のフォトマスクブランクにおける遮光膜をパターニングして透光性基板上に遮光膜パターンを形成するフォトマスクの製造方法によれば、パターンの解像性及び、位置精度が良好で且つ、断面形状の良好な遮光膜パターンが形成されたフォトマスクを得ることができる。
また、構成１２にあるように、構成９又は１０に記載のフォトマスクブランクにおける遮光膜をエッチングによりパターニングして遮光膜パターンを形成した後、遮光膜パターンをマスクにして、エッチングによりハーフトーン型位相シフター膜をパターニングして、透光性基板上にハーフトーン型位相シフター膜パターンを形成するフォトマスクの製造方法によれば、断面形状の良好なハーフトーン型位相シフター膜パターンを精度良く形成されたフォトマスクを得ることができる。
【００１８】
構成１３にあるように、前記遮光膜上に形成されるマスクパターンをマスクにしてドライエッチング処理により行うフォトマスクの製造方法によれば、ドライエッチング時間を短縮でき、断面形状の良好な遮光膜パターンが精度良く形成されたフォトマスクを得ることができる。
構成１４にあるように、遮光膜のパターニングを、前記遮光膜上に電子線描画用レジスト膜を形成し、電子線描画用レジスト膜に所定の電子線描画及び現像処理によって形成されるレジストパターンをマスクにしてドライエッチング処理により行うフォトマスクの製造方法によれば、遮光膜上にレジストパターンを形成するための電子線によるパターン描画を行っても、遮光膜に電荷がたまりチャージアップするのを抑制することができ、正確なパターン描画ができなかったり、放電による遮光膜パターン破壊を防止することができる。
また、構成１５にあるように、構成１４又は１５に記載のフォトマスクにおける前記遮光膜パターン又は前記ハーフトーン型位相シフター膜パターンをフォトリソグラフィー法により、半導体基板上にパターンを転写するので、半導体基板上に形成される回路パターンにより欠陥のない半導体装置を製造することができる。
【００１９】
構成１６にあるように、本発明のフォトマスクブランクの製造方法は、透光性基板上に、遮光膜をスパッタリングにより形成するフォトマスクブランクの製造方法において、前記フォトマスクブランクは、前記遮光膜上に形成されるマスクパターンをマスクにしてドライエッチング処理により、前記遮光膜をパターニングするフォトマスクの作製方法に対応するドライエッチング処理用のフォトマスクブランクであって、前記遮光膜は、前記透光性基板側に形成する層の成膜速度よりも、該遮光膜の表面側に形成する層の成膜速度を遅くして形成する。
このように、遮光膜の透光性基板側に形成する層の成膜速度よりも、遮光膜の表面側に形成する層の成膜速度を遅くすることで、遮光膜の深さ方向（つまり遮光膜の表面側から透光性基板側）に向かってドライエッチング速度を遅くさせるように制御することができる。これにより、グローバルローディング現象を低減させ、パターン精度を向上させることができる。
透光性基板側のドライエッチング速度が、表面側のドライエッチング速度に近づくにつれ、パターン粗密によるCDバイアス差、即ち、グローバルローディングエラーが大きくなる。そのため、透光性基板側のドライエッチング速度を、表面側のドライエッチング速度に対し適度に遅くすると、グローバルローディングエラーが低減し、パターン精度を向上させることができる。
具体的には、構成１７にあるように、遮光膜の透光性基板側に形成する層と遮光膜の表面側に形成する層の成膜速度を２．５：１〜４．０：１とすると好適である。
【００２０】
構成１８にあるように、本発明によるフォトマスクブランクは、前記遮光膜はクロムを含む材料からなり、更に、酸素と窒素の少なくとも一方の元素を含むことが好ましい。クロムとこれらの元素とを含む材料からなる遮光膜は、クロム単体からなる遮光膜よりもドライエッチング速度が速くなり、ドライエッチング時間の短縮化を図ることができる。ドライエッチング速度を速くできることで、遮光膜のパターニングに必要なレジスト膜の膜厚を薄くすることができ、遮光膜のパターン精度（ＣＤ精度）が良好になる。また、このような元素を含むクロム系材料の遮光膜は、パターンの微細化を達成する上で有効な２００ｎｍ以下の露光波長においては、膜厚を厚くしなくてもある程度の薄膜で所望の光学濃度（例えば２．５以上であることが好ましい）を得ることができる。つまり、遮光膜に必要な遮光性能を有しつつ、遮光膜の薄膜化を達成することが可能になる。
【００２１】
構成１９にあるように、前記遮光膜はその上層部に酸素を含む反射防止層を形成することができる。このような反射防止層を形成することにより、露光波長における反射率を低反射率に抑えることができるので、マスクパターンを被転写体に転写するときに、投影露光面との間での多重反射を抑制し、結像特性の低下を抑制することが出来る。また、フォトマスクブランクやフォトマスクの欠陥検査に用いる波長（例えば２５７ｎｍ、３６４ｎｍ、４８８ｎｍ等）に対する反射率を低く抑えることができるので、欠陥を検出する精度が向上する。
構成２０にあるように、遮光膜の上層部に酸素を含む反射防止膜を形成する場合、前記透光性基板側に形成する層の成膜速度よりも成膜速度を遅くしたステップにより反射防止層を形成することができる。酸素を含む反射防止層は、酸素含有ガス雰囲気中で成膜されるが、例えば酸素含有ガス雰囲気中で反応性スパッタによりＣｒＯ膜を成膜する場合、成膜装置のパワーを上げて成膜速度を速めると、膜の欠陥が増加するという問題が発生するため、膜の欠陥を低減するためには成膜速度を遅くすることが好適である。
【００２２】
構成２１にあるように、本発明のフォトマスクブランクにおいては、例えばバイナリマスク用フォトマスクブランクの場合、前記遮光膜の膜厚は、露光光に対して光学濃度２．５以上となるように設定される。
また、構成２２にあるように、透光性基板と遮光膜との間に、ハーフトーン型位相シフター膜を形成しても良い。
その場合、構成２３にあるように、遮光膜は、ハーフトーン型位相シフター膜との積層構造において、露光光に対して光学濃度２．５以上となるように設定される。
構成２４にあるように、構成１６乃至２３の何れか一に記載の製造方法により得られるフォトマスクブランクにおける遮光膜をドライエッチング処理を用いてパターニングする工程を有するフォトマスクの製造方法によれば、ドライエッチング時間を短縮でき、断面形状の良好な遮光膜パターンが精度良く形成されたフォトマスクを得ることができる。
構成２５にあるように、構成２２又は２３に記載のフォトマスクブランクにおける前記遮光膜をドライエッチングによりパターニングして遮光膜パターンを形成した後、該遮光膜パターンをマスクにして、ドライエッチングにより前記ハーフトーン位相シフター膜パターンを形成するフォトマスクの製造方法によれば、断面形状の良好なハーフトーン型位相シフター膜パターンを精度良く形成されたフォトマスクを得ることができる。
構成２６にあるように、構成２４又は２５に記載のフォトマスクにおける前記遮光膜パターン又は前記ハーフトーン型位相シフター膜パターンをフォトリソグラフィー法により、半導体基板上にパターンを転写するので、半導体基板上に形成される回路パターンに欠陥のない半導体装置を製造することができる。
【００２３】
構成２７にあるように、本発明のフォトマスクブランクは、透光性基板上に遮光膜を有するフォトマスクブランクにおいて、前記フォトマスクブランクは、前記遮光膜上に形成されるマスクパターンをマスクにしてドライエッチング処理により、前記遮光膜をパターニングするフォトマスクの作製方法に対応するドライエッチング処理用のフォトマスクブランクであって、前記遮光膜の透光性基板側におけるドライエッチング速度を、前記遮光膜の表面側におけるドライエッチング速度よりも遅くさせるようにした。
このように、遮光膜の透光性基板側におけるドライエッチング速度を、遮光膜の表面側におけるドライエッチング速度よりも遅くすることで、グローバルローディング現象を低減させ、パターン精度やパターンの断面形状を向上させることができる。
遮光膜における透光性基板側のドライエッチング速度が、表面側のドライエッチング速度に近づくにつれ、パターン粗密によるＣＤバイアス差、即ち、グローバルローディングエラーが大きくなる。そのため、遮光膜の透光性基板側のドライエッチング速度を、表面側のドライエッチング速度に対し適度に遅くすると、グローバルローディングエラーが低減し、パターン精度を向上させることができる。
【００２４】
構成２８にあるように、遮光膜のドライエッチング速度は、遮光膜の表面側から透光性基板側に向かってドライエッチング速度を遅くすると好適である。例えば、遮光膜のドライエッチング速度を、遮光膜の表面側から透光性基板側に向かって段階的及び／又は連続的にドライエッチング速度を遅くすることができる。
また、遮光膜の材料は、露光光に対して遮光機能を有する材料であれば良く、例えば、クロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステン等の遷移金属を含む材料とすることができる。構成２９にあるように、遮光膜の材料は、主にクロムを含む材料が好適である。
構成３０にあるように、本発明のフォトマスクブランクは、更に酸素を含むことが好ましく、この場合、遮光膜の表面側から透光性基板側（深さ方向）に向かって酸素の含有量が減少している領域を有することが好適である。クロムと酸素を含む材料からなる遮光膜は、クロム単体からなる遮光膜よりもドライエッチング速度が速くなり、ドライエッチング時間の短縮化を図ることができる。ドライエッチング速度を速くできることで、遮光膜のパターニングに必要なレジスト膜の膜厚を薄くすることができ、遮光膜のパターン精度（ＣＤ精度）が良好になる。そして、遮光膜の深さ方向に向かって酸素の含有量が減少していることにより、遮光膜の深さ方向に向かってドライエッチング速度を遅くさせるように制御することができるので、グローバルローディング現象を低減させ、パターン精度を向上させることができる。
【００２５】
構成３１にあるように、本発明のフォトマスクブランクは、更に窒素を含むことが好ましい。クロムを含む材料からなる遮光膜中に更に窒素を含むことにより、クロム単体からなる遮光膜よりもドライエッチング速度が速くなり、ドライエッチング時間の短縮化を図ることができる。ドライエッチング速度を速くできることで、遮光膜のパターニングに必要なレジスト膜の膜厚を薄くすることができ、遮光膜のパターン精度（ＣＤ精度）が良好になる。また、窒素を含むクロム系材料の遮光膜は、パターンの微細化を達成する上で有効な２００ｎｍ以下の露光波長においては、膜厚を厚くしなくてもある程度の薄膜で所望の光学濃度（例えば２．５以上であることが好ましい）を得ることができ、遮光膜に必要な遮光性能を有しつつ、遮光膜の薄膜化を達成することが可能になる。尚、前述のように遮光膜中に酸素を含み（構成４）、更に窒素を含むことにより、構成５による効果が更に好適に発揮される。
特に、構成３２にあるように、遮光膜は、表面側から透光性基板側に向かう膜厚方向の略全域に窒素が含まれていると好適である。更に好ましくは、遮光膜は、表面側から透光性基板側に向かう膜厚方向において均一か、ほぼ均一に窒素が含まれていることが望ましい。具体的には、遮光膜中に含まれる、即ち表面側から透光性基板側に向かって含まれるクロムの割合（組成比）を１としたときに、表面側から透光性基板側に向かって０．５〜０．８の割合で窒素が含有されている状態が好ましい。
【００２６】
構成３３，３８にあるように、前記遮光膜はその上層部に酸素を含む反射防止層を形成することができる。このような反射防止層を形成することにより、露光波長における反射率を低反射率に抑えることができるので、マスクパターンを被転写体に転写するときに投影露光面との間で多重反射を抑制し、結像特性の低下を抑制することが出来る。また、フォトマスクブランクやフォトマスクの欠陥検査に用いる波長（例えば２５７ｎｍ、３６４ｎｍ、４８８ｎｍ等）に対する反射率を低く抑えることができるので、欠陥を検出する精度が向上する。
また、構成３４，３９にあるように、透光性基板と遮光膜との間に、ハーフトーン型位相シフター膜を形成しても良い。
構成３５にあるように、本発明のフォトマスクブランクは、透光性基板上に遮光膜を有するフォトマスクブランクにおいて、 前記フォトマスクブランクは、前記遮光膜上に形成されるマスクパターンをマスクにしてドライエッチング処理により、前記遮光膜をパターニングするフォトマスクの作製方法に対応するドライエッチング処理用のフォトマスクブランクであって、前記遮光膜は、表面側から透光性基板側に向かう膜厚方向の全領域に窒素が含まれ、且つ、表面側から透光性基板側に向かって酸素の含有量が減少する構成にした。
このように、遮光膜に、表面側から透光性基板側に向かう膜厚方向の略全域に窒素が含まれているので、ドライエッチング速度を速くでき、遮光膜のパターニングに必要なレジスト膜の膜厚を薄くすることができる。従って、遮光膜のパターン制度（CD精度）が良好になる。更に、遮光膜の表面側から透光性基板側に向かって酸素の含有量が減少させることで、グローバルローディング現象を低減させ、パターン精度やパターンの断面形状を向上させることができる。
【００２７】
また、上述と同様に、遮光膜の材料は、露光光に対して遮光機能を有する材料であれば良く、例えば、クロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステン等の遷移金属を含む材料とすることができ、構成３６にあるように、遮光膜の材料は、主にクロムを含む材料が好適である。
尚、遮光膜は、表面側から透光性基板側に向かう膜厚方向において均一か、ほぼ均一に窒素が含まれていることが望ましい。具体的には、構成３７にあるように、遮光膜中に含まれる、即ち表面側から透光性基板側に向かって含まれるクロムの割合（組成比）を１としたときに、表面側から透光性基板側に向かって０．５〜０．８の割合で窒素が含有されている状態が好ましい。
構成４０にあるように、構成２７乃至３９の何れか一に記載のフォトマスクブランクにおける遮光膜を、ドライエッチング処理を用いてパターニングする工程を有するフォトマスクの製造方法によれば、ドライエッチング時間を短縮でき、断面形状の良好な遮光膜パターンが精度良く形成されたフォトマスクを得ることができる。
構成４１にあるように、構成３４又は３９に記載のフォトマスクブランクにおける前記遮光膜をドライエッチングによりパターニングして遮光膜パターンを形成した後、該遮光膜パターンをマスクにして、ドライエッチングにより前記ハーフトーン型位相シフター膜をパターニングして前記透光性基板上にハーフトーン型位相シフター膜パターンを形成するフォトマスクの製造方法によれば、断面形状の良好なハーフトーン型位相シフター膜パターンを精度良く形成されたフォトマスクを得ることができる。
構成４２にあるように、構成４０又は４１に記載のフォトマスクにおける前記遮光膜パターン又は前記ハーフトーン型位相シフター膜パターンをフォトリソグラフィー法により、半導体基板上にパターンを転写するので、半導体基板上に形成される回路パターンに欠陥のない半導体装置を製造することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、遮光膜上にレジストパターンを形成するための電子線描画したときのチャージアップを抑制することができ、マスクパターンの放電破壊を防止することができるフォトマスクブランクを提供することができる。
また、本発明によれば、遮光膜の深さ方向でのドライエッチング速度を最適化させることでグローバルローディング現象を低減でき、良好なパターン精度が得られるフォトマスクブランクを提供することができる。
また、本発明によれば、遮光膜の深さ方向に向かってドライエッチング速度を遅くさせるようにして遮光膜の深さ方向でのドライエッチング速度を最適化させることでグローバルローディング現象を低減でき、良好なパターン精度が得られるフォトマスクブランクを提供することができる。
また、本発明によれば、遮光膜のドライエッチング速度を高めることで、ドライエッチング時間が短縮でき、レジスト膜の膜減りを低減することができる。その結果、レジスト膜の薄膜化が可能となり、パターンの解像性、パターン精度（ＣＤ精度）を向上することができる。更に、ドライエッチング時間の短縮化により、断面形状の良好な遮光膜パターンが形成できるフォトマスクブランクを提供することができる。
また、本発明によれば、遮光膜に必要な遮光性能を有しつつ、遮光膜の薄膜化により、断面形状の良好な遮光膜のパターンが形成することができるフォトマスクブランク、フォトマスクの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のフォトマスクブランクの一実施の形態を示す断面図である。
【図２】フォトマスクブランクを用いたフォトマスクの製造工程を示す断面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態に係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を用いたフォトマスクの製造工程を示す断面図である。
【図４】本発明により得られるハーフトーン型位相シフトマスクの断面図である。
【図５】実施例１の遮光膜のラザフォード後方散乱分析による結果を示す図である。
【図６】実施例６の遮光膜のラザフォード後方散乱分析による結果を示す図である。
【図７】実施例１０の遮光膜のオージェ分光分析による結果を示す図である。
【図８】実施例１０の遮光膜のラザフォード後方散乱分析による結果を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１ 透光性基板
２ 遮光膜
３ レジスト膜
４ ハーフトーン型位相シフター膜
５ 遮光層
６ 反射防止層
２ａ 遮光膜のパターン
３ａ レジストパターン
１０、３０ フォトマスクブランク
２０、４０ フォトマスク
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述する。
［第１の実施の形態］
図１は本発明のフォトマスクブランクの第１の実施の形態を示す断面図である。
図１のフォトマスクブランク１０は、透光性基板１上に遮光膜２を有するバイナリマスク用フォトマスクブランクの形態のものである。
上記フォトマスクブランク１０は、前記遮光膜２上に所定の電子線描画及び現像処理によって形成されるレジストパターンをマスクにしてドライエッチング処理により、前記遮光膜２をパターニングするフォトマスクの作製方法に対応するドライエッチング処理用のマスクブランクである。
ここで、透光性基板１としては、ガラス基板が一般的である。ガラス基板は、平坦度及び平滑度に優れるため、フォトマスクを使用して半導体基板上へのパターン転写を行う場合、転写パターンの歪み等が生じないで高精度のパターン転写を行える。
【００３２】
上記遮光膜２はクロムを含む材料からなり、且つ、水素を含む。クロム系材料からなる遮光膜２中に水素が含まれることにより、遮光膜のシート抵抗を小さくして、導電性を向上させることができる。これにより、遮光膜上にレジストパターンを形成するための電子線によるパターン描画を行っても、遮光膜に電荷がたまりチャージアップするのを抑制することができ、チャージアップによる正確なパターン描画ができなかったり、放電による遮光パターン破壊を防止することができる。
遮光膜２中の水素の含有量は、１原子％以上の範囲が好適である。水素の含有量が１原子％未満であると、遮光膜のシート抵抗を小さくして導電性を高める効果が得られにくい。遮光膜は、その上に形成するレジスト膜を電子線描画しパターニングする際にチャージアップしない程度の導電性を有する必要があるが、そのためには遮光膜のシート抵抗は、例えば、１５０Ω／□以下、好ましくは、１００Ω／□以下、更に好ましくは５０Ω／□以下とするのが良い。
【００３３】
また、遮光膜２中の水素の含有量が１原子％未満であると、遮光膜のドライエッチング速度を速める効果が得られにくい。
遮光膜２中に含まれる水素の含有量は、好ましくは、３原子％以上、より好ましくは５原子％以上が望ましい。水素の含有量が１５原子％を超えると、耐薬性（耐酸性、耐アルカリ性）が悪化するので好ましくない。
遮光膜２中には、さらに酸素や、窒素、炭素を含んでも良い。
遮光膜２中に酸素を含む場合、酸素の含有量は、５〜８０原子％の範囲が好適である。酸素の含有量が５原子％未満であると、クロム単体よりもドライエッチング速度を速める効果が得られにくい。一方、酸素の含有量が８０原子％を超えると、波長２００ｎｍ以下の例えば、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）においての吸収係数が小さくなるため、所望の光学濃度（２．５以上）を得るためには膜厚を厚くする必要が生じてしまう。好ましい酸素の含有量は、１０〜５０原子％とすることが望ましい。
【００３４】
また、遮光膜２中に窒素を含む場合、窒素の含有量は、１５〜８０原子％の範囲が好適である。窒素の含有量が１５原子％未満であると、クロム単体よりもドライエッチング速度を高める効果が得られにくい。一方、窒素の含有量が８０原子％を超えると、波長２００ｎｍ以下の例えば、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）においての吸収係数が小さくなるため、所望の光学濃度（２．５以上）を得るためには膜厚を厚くする必要が生じてしまう。好ましい窒素の含有量は、２０〜５０原子％とすることが望ましい。
また、遮光膜２中に酸素と窒素の両方を含んでも良い。その場合の含有量は、酸素と窒素の合計が、１０〜８０原子％の範囲とするのが好適である。また、遮光膜２中に酸素と窒素の両方を含む場合の酸素と窒素の含有比は、特に制約はされず、吸収係数等の兼ね合いで適宜決定される。
【００３５】
また、遮光膜２中に炭素を含む場合、炭素の含有量は、１〜２０原子％の範囲が好適である。炭素は、水素と同様に導電性を高める、即ちシート抵抗を小さくする効果、及び、反射率を低減させる効果がある。しかし、遮光膜中に炭素が含まれていると、ドライエッチング速度が低下し、遮光膜をドライエッチングによりパターニングする際に要するドライエッチング時間が長くなり、レジスト膜を薄膜化することが困難となる。以上の点から、炭素の含有量は、１〜２０原子％が良く、さらに好ましくは、３〜１５原子％以下が望ましい。
【００３６】
また、上記遮光膜２は、単層であることに限られず、多層でも良い。いずれの膜にも、即ち、遮光膜２表面側から透光性基板１側の深さ方向の略全域に水素が含まれているものが良い。また、さらに、いずれの膜にも酸素及び／又は窒素を含むことが好ましい。例えば、遮光膜２は、表層部（上層部）に反射防止膜を含むものであっても良い。その場合、反射防止層としては、酸素を含む材料があげられ、例えば、ＣｒＯＨ、ＣｒＣＯＨ、ＣｒＮＯＨ、ＣｒＣＨ、ＣｒＣＯＮＨ等の材料が好ましい。反射防止層を設けることによって、露光波長における反射率を例えば２０％以下、好ましくは１５％以下に抑えることができるので、マスクパターンを被転写体に転写するときに、投影露光面との間での多重反射を抑制し、結像特性の低下を抑制することができる。さらに、フォトマスクブランクやフォトマスクの欠陥検査に用いられる波長（例えば、２５７ｎｍ、３６４ｎｍ、４８８ｎｍ等）に対する反射率を例えば３０％以下とすることができ、欠陥を高精度で検出することができる。特に、反射防止層として炭素を含む膜とすることにより、露光波長に対する反射率を低減させ、且つ、上記検査波長（特に２５７ｎｍ）に対する反射率が２０％以下とすることができるので望ましい。具体的には、炭素の含有量は、５〜２０原子％とすることが好ましい。炭素の含有量が５原子％未満の場合、上記波長に対する反射率を低減させる効果が小さくなり、また、炭素の含有量が２０原子％を超える場合、ドライエッチング速度が低下し、遮光膜をドライエッチングによりパターニングする際に要するドライエッチング時間が長くなり、レジスト膜を薄膜化することが困難となるので好ましくない。尚、炭素を含む反射防止層は、レジストパターンを形成するための電子線によりパターン描画時のチャージアップを抑制できる機能を有しているが、炭素を含む反射防止層の膜厚を薄くしても、本発明における遮光膜は水素を含有することにより導電性を確保し、さらにドライエッチング速度を高めているので不都合はない。また、ドライエッチングにより遮光膜をパターニングする際のパターンの断面形状を良好にする点等から、遮光膜のドライエッチング速度は、２．５Å／秒以上、更には３Å／秒以上が好ましい。また、上記遮光膜２は、その上に形成されるレジストパターンをマスクにしてドライエッチングによってパターニングする際にレジスト膜の膜減りが起こっても、遮光膜のパターニング終了時点でレジスト膜が残存するように、ドライエッチング処理において、レジストとの選択比が１を超える材料とすることが好ましい。選択比は、ドライエッチング処理に対するレジストの膜減り量と遮光膜の膜減り量の比（＝遮光膜の膜減り量／レジストの膜減り量）で表される。好ましくは、遮光膜パターンの断面形状の悪化防止や、グローバルローディング現象を抑える点から、遮光膜は、レジストとの選択比が１を超え１０以下、更に好ましくは、１を超え５以下とすることが望ましい。
【００３７】
尚、反射防止層は必要に応じて透光性基板側にも設けても良い。
また、上記遮光膜２は、水素の含有量が深さ方向で異なり、表層部の反射防止層と、それ以外の層（遮光層）で連続的又は段階的に傾斜した組成傾斜膜としても良い。この場合、前述のように、遮光膜２の表面側の反射防止層の領域に水素の含有量を多くして遮光膜の導電性を高めたり、深さ方向に向かって水素の含有量を減少することで、遮光膜の深さ方向におけるドライエッチング速度を遅くさせるようにしても良い。この場合、ドライエッチング時のグローバルローディング現象により線幅エラーを低減することができる。また、遮光膜２の深さ方向の一部の領域において、水素の含有量が減少している組成傾斜膜としても良い。さらに、遮光膜２として、クロムと水素以外に、窒素、酸素、炭素等の元素を含む場合においても、遮光膜の深さ方向で異なり、また、深さ方向に連続的に又は段階的に組成傾斜した組成傾斜膜としても良い。このような遮光膜を組成傾斜膜とするためには、例えば、前述のスパッタリング成膜時のスパッタガスの種類（組成）を成膜中に切り替える方法、成膜時のスパッタガスのガス圧を変化させる方法等が挙げられる。
【００３８】
また、上記遮光膜２の膜厚は、露光光に対して光学濃度が２．５以上となるように設定される。具体的には、上記遮光膜２の膜厚は、９０ｎｍ以下であることが好ましい。その理由は、近年におけるサブミクロンレベルのパターンサイズへのパターンの微細化に対応するためには、膜厚が９０ｎｍを超えると、ドライエッチング時のパターンのマイクロローディング現象等によって、微細パターンの形成が困難となる場合が考えられるためである。膜厚をある程度薄くすることによって、パターンのアスペクト比（パターン幅に対するパターン深さの比）の低減を図ることができ、グローバルローディング現象及びマイクロローディング現象による線幅エラーを低減することができる。さらに、膜厚をある程度薄くすることによって、特にサブミクロンレベルのパターンサイズのパターンに対し、パターンへのダメージ（倒壊等）を防止することが可能となる。本発明における遮光膜２は、２００ｎｍ以下の露光波長においては、膜厚を９０ｎｍ以下の薄膜としても所望の光学濃度（例えば、２．５以上）を得ることができる。遮光膜２の膜厚の下限については、所望の光学濃度が得られる限りにおいては薄くすることができる。
【００３９】
上記遮光膜２の形成方法は、特に制約する必要はないが、なかでもスパッタリング成膜法が好ましい。スパッタリング成膜法によると、均一な膜厚の薄膜を形成することができるので、本発明には好適である。透光性基板１上に、スパッタリング成膜法によって上記遮光膜２を成膜する場合、スパッタターゲットとしてクロム（Ｃｒ）ターゲットを用い、チャンバー内に導入するスパッタガスは、アルゴンガスやヘリウムガスなどの不活性ガスに、炭化水素ガスや水素ガス、更に必要に応じて酸素ガス、窒素ガス、一酸化窒素ガス、一酸化二窒素ガス、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス等のガスを混合したものを用いる。
【００４０】
アルゴンガス等の不活性ガスに水素ガスを混合したスパッタガスを用いると、クロムに水素を含む遮光膜を形成することができ、アルゴンガス等の不活性ガスに炭化水素ガスを混合したスパッタガスを用いると、クロムに炭素を含む遮光膜或いはクロムに水素と炭素を含む遮光膜を形成することができる。また、アルゴンガス等の不活性ガスに酸素ガスを混合したスパッタガスを用いると、クロムに酸素を含む遮光膜を形成することができ、アルゴンガス等の不活性ガスに窒素ガスを混合したスパッタガスを用いると、クロムに窒素を含む遮光膜を形成することができる。さらに、アルゴンガス等の不活性ガスに酸素ガスと窒素ガス、又は一酸化窒素ガス、又は一酸化二窒素ガスを混合したスパッタガスを用いると、クロムに酸素と窒素を含む遮光膜を形成することができる。
尚、遮光膜２中に含まれる水素の含有量を調整するには、水素ガスの流量、炭化水素ガスの流量、炭化水素ガスの種類、スパッタガス圧などの条件を選択することにより調整することができる。
【００４１】
また、フォトマスクブランクとしては、後述する図２（ａ）にあるように、上記遮光膜２の上に、レジスト膜３を形成した形態であっても構わない。レジスト膜３の膜厚は、遮光膜のパターン精度（ＣＤ精度）を良好にするためには、できるだけ薄い方が好ましい。本実施の形態のような所謂バイナリマスク用フォトマスクブランクの場合、具体的には、レジスト膜３の膜厚は、３００ｎｍ以下が好ましい。さらに好ましくは、２００ｎｍ以下、さらに好ましくは１５０ｎｍ以下とすることが望ましい。レジスト膜の膜厚の下限は、レジストパターンをマスクにして遮光膜をドライエッチングしたときに、レジスト膜が残存するように設定される。上述の点を考慮すると、レジスト膜の膜厚は、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下、１５ｎｍ以上２００ｎｍ以下、２０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下とすることが好ましい。また、高い解像度を得るために、レジスト膜３の材料はレジスト感度の高い化学増幅型レジストが好ましい。特に、レジスト膜を５０ｋｅＶ以上の電子線描画してレジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクとして遮光膜をエッチングすることで、フォトマスクを製造する際に用いられるフォトマスクブランクに適している。
【００４２】
次に、図１に示すフォトマスクブランク１０を用いたフォトマスクの製造方法を説明する。
このフォトマスクブランク１０を用いたフォトマスクの製造方法は、フォトマスクブランク１０の遮光膜２を、ドライエッチングを用いてパターニングする工程を有し、具体的には、フォトマスクブランク１０上に形成されたレジスト膜に対し、所望のパターン露光（パターン描画）を施す工程と、所望のパターン露光に従って前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程と、レジストパターンに沿って前記遮光膜をエッチングする工程と、残存したレジストパターンを剥離除去する工程とを有する。
【００４３】
図２は、フォトマスクブランク１０を用いたフォトマスクの製造工程を順に示す断面図である。
図２（ａ）は、図１のフォトマスクブランク１０の遮光膜２上にレジスト膜３を形成した状態を示している。尚、レジスト材料としては、ポジ型レジスト材料でも、ネガ型レジスト材料でも用いることができる。
次に、図２（ｂ）は、フォトマスクブランク１０上に形成されたレジスト膜３に対し、所望のパターン露光（パターン描画）を施す工程を示す。パターン露光は、電子線描画装置などを用いて行われる。上述のレジスト材料は、電子線又はレーザーに対応する感光性を有するものが使用される。上記遮光膜２は導電性を有しているので、電子線描画時のチャージアップを防止できる。
次に、図２（ｃ）は、所望のパターン露光に従ってレジスト膜３を現像してレジストパターン３ａを形成する工程を示す。該工程では、フォトマスクブランク１０上に形成したレジスト膜３に対し所望のパターン露光を施した後に現像液を供給して、現像液に可溶なレジスト膜の部位を溶解し、レジストパターン３ａを形成する。
【００４４】
次いで、図２（ｄ）は、上記レジストパターン３ａに沿って遮光膜２をエッチングする工程を示す。本発明のフォトマスクブランクはドライエッチングに好適であるため、エッチングはドライエッチングを用いることが好適である。該エッチング工程では、上記レジストパターン３ａをマスクとして、ドライエッチングによって、レジストパターン３ａの形成されていない遮光膜２が露出した部位を除去し、これにより所望の遮光膜パターン２ａ（マスクパターン）を透光性基板１上に形成する。
このドライエッチングには、塩素系ガス、又は、塩素系ガスと酸素ガスとを含む混合ガスからなるドライエッチングガスを用いることが本発明にとって好適である。本発明におけるクロムと水素と酸素、窒素等の元素とを含む材料からなる遮光膜２に対しては、上記のドライエッチングガスを用いてドライエッチングを行うことにより、ドライエッチング速度を高めることができ、ドライエッチング時間の短縮化を図ることができ、断面形状の良好な遮光膜パターンを形成することができる。ドライエッチングガスに用いる塩素系ガスとしては、例えば、Ｃｌ２，ＳｉＣｌ４，ＨＣｌ、ＣＣｌ４、ＣＨＣｌ３等が挙げられる。
【００４５】
尚、クロムに少なくとも酸素を含む材料からなる遮光膜の場合、遮光膜中の酸素とクロムと塩素系ガスとの反応により塩化クロミルが生成されるため、ドライエッチングに塩素系ガスと酸素ガスの混合ガスからなるドライエッチングガスを用いる場合、遮光膜に含まれる酸素の含有量に応じ、ドライエッチングガス中の酸素の含有量を低減させることができる。このように酸素の量を低減させたドライエッチングガスを用いてドライエッチングを行うことにより、レジストパターンに悪影響を与える酸素の量を低減することができ、ドライエッチング時のレジストパターンへのダメージを防止できるため、遮光膜のパターン精度の向上したフォトマスクが得られる。なお、遮光膜に含まれる酸素の含有量によっては、ドライエッチングガス中の酸素の量をゼロとした酸素を含まないドライエッチングガスを用いることも可能である。
【００４６】
図２（ｅ）は、残存したレジストパターン３ａを剥離除去することにより得られたフォトマスク２０を示す。こうして、断面形状の良好な遮光膜パターンが精度良く形成されたフォトマスクが出来上がる。
尚、本発明は以上説明した実施の形態には限定されない。即ち、透光性基板上に遮光膜を形成した、所謂バイナリマスク用フォトマスクブランクに限らず、例えば、ハーフトーン型位相シフトマスクの製造に用いるためのフォトマスクブランクであってもよい。この場合、後述する第二の実施の形態に示すように、透光性基板上のハーフトーン位相シフター膜上に遮光膜が形成される構造となり、ハーフトーン位相シフター膜と遮光膜とを合わせて所望の光学濃度（例えば２．５以上）が得られればよいため、遮光膜自体の光学濃度は例えば２．５よりも小さい値とすることもできる。
【００４７】
［第２の実施の形態］
次に、図３（ａ）を用いて本発明のフォトマスクブランクの第２の実施の形態を説明する。
図３（ａ）のフォトマスクブランク３０は、透光性基板１上に、ハーフトーン型位相シフター膜４とその上の遮光層５と反射防止層６とからなる遮光膜２を有する形態のものである。透光性基板１、遮光膜２については、上記第１の実施の形態で説明したので省略する。
上記ハーフトーン型位相シフター膜４は、実質的に露光に寄与しない強度の光（例えば、露光波長に対して１％〜３０％）を透過させるものであって、所定の位相差を有するものである。このハーフトーン型位相シフター膜４は、該ハーフトーン型位相シフター膜４をパターニングした光半透過部と、ハーフトーン型位相シフター膜４が形成されていない実質的に露光に寄与する強度の光を透過させる光透過部とによって、光半透過部を透過して光の位相が光透過部を透過した光の位相に対して実質的に反転した関係になるようにすることによって、光半透過部と光透過部との境界部近傍を通過し回折現象によって互いに相手の領域に回りこんだ光が互いに打ち消しあうようにし、境界部における光強度をほぼゼロとし境界部のコントラスト即ち解像度を向上させるものである。
【００４８】
このハーフトーン型位相シフター膜４は、その上に形成される遮光膜２とエッチング特性が異なる材料とすることが好ましい。例えば、ハーフトーン型位相シフター膜４としては、モリブデン、タングステン、タンタル、ハフニウムなどの金属、シリコン、酸素及び／又は窒素を主たる構成要素とする材料が挙げられる。また、ハーフトーン型位相シフター膜４は、単層でも複数層であっても構わない。
この第２の実施の形態における上記遮光膜２は、ハーフトーン型位相シフト膜と遮光膜とを合わせた積層構造において、露光光に対して光学濃度が２．５以上となるように設定する。そのように設定される遮光膜２の膜厚は、５０ｎｍ以下であることが好ましい。その理由は、上記第１の実施の形態と同様であって、ドライエッチング時のパターンのマイクロローディング現象等によって、微細パターンの形成が困難となる場合が考えられるからである。また、本実施の形態において、上記反射防止層６上に形成するレジスト膜の膜厚は、２５０ｎｍ以下が好ましい。さらに好ましくは、２００ｎｍ以下、さらに好ましくは１５０ｎｍ以下とすることが望ましい。レジスト膜の膜厚の下限は、レジストパターンをマスクにして遮光膜をドライエッチングしたときに、レジスト膜が残存するように設定される。上述の点を考慮すると、レジスト膜の膜厚は、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下、１５ｎｍ以上２００ｎｍ以下、２０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下とすることが好ましい。また、前述の実施の形態の場合と同様、高い解像度を得るために、レジスト膜の材料はレジスト感度の高い化学増幅型レジストが好ましい。特に、レジスト膜を５０ｋｅＶ以上の電子線描画してレジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクとして遮光膜をエッチングすることで、フォトマスクを製造する際に用いられるフォトマスクブランクに適している。
【００４９】
［第３の実施の形態］
本発明により得られるフォトマスクブランクの第３の実施の形態を示す断面図は、前述の図１と同様であるので、本実施の形態においても図１を参照して説明する。
フォトマスクブランク１０は、透光性基板１上に遮光膜２を有するバイナリマスク用フォトマスクブランクの形態のものである。
上記フォトマスクブランク１０は、前記遮光膜２上に形成されるレジストパターンをマスクにしてドライエッチング処理により、前記遮光膜２をパターニングするフォトマスクの作製方法に対応するドライエッチング処理用のマスクブランクである。
ここで、透光性基板１としては、ガラス基板が一般的である。ガラス基板は、平坦度及び平滑度に優れるため、フォトマスクを使用して半導体基板上へのパターン転写を行う場合、転写パターンの歪み等が生じないで高精度のパターン転写を行える。
【００５０】
上記遮光膜２は、その上に形成されるレジストパターンをマスクにしてドライエッチングによってパターニングする際にレジスト膜の膜減りが起こっても、遮光膜のパターニング終了時点でレジスト膜が残存するように、ドライエッチング処理において、レジストとの選択比が１を超える材料とすることが好ましい。選択比は、ドライエッチング処理に対するレジストの膜減り量と遮光膜の膜減り量の比（＝遮光膜の膜減り量／レジストの膜減り量）で表される。好ましくは、遮光膜パターンの断面形状の悪化防止や、グローバルローディング現象を抑える点から、遮光膜は、レジストとの選択比が１を超え１０以下、更に好ましくは、１を超え５以下とすることが望ましい。
具体的な遮光膜２の材料としては、クロムと、クロム単体よりもドライエッチング速度が速くなる添加元素とを含む材料が挙げられる。このようなクロム単体よりもドライエッチング速度が速くなる添加元素としては、酸素と窒素の少なくとも一方の元素を含むことが好ましい。
また、遮光膜２の材料は、上記クロムを含む材料に限らず、クロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステン等の遷移金属を含む材料とすることができる。更には、遮光膜２が多層の場合は、遮光膜２を構成する全ての層において、上記遷移金属を含む材料としてもよいし、また各層毎に違う遷移金属を含む材料としてもかまわない。
【００５１】
遮光膜２中に酸素を含む場合の酸素の含有量は、５〜８０原子％の範囲が好適である。酸素の含有量が５原子％未満であると、クロム単体よりもドライエッチング速度が速くなる効果が得られ難い。一方、酸素の含有量が８０原子％を超えると、波長２００ｎｍ以下の例えばＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）においての吸収係数が小さくなるため、所望の光学濃度（例えば２．５以上）を得るためには膜厚を厚くする必要が生じてしまう。また、好ましい遮光膜２中の酸素の含有量は特に１０〜５０原子％の範囲とするのが好ましい。
また、遮光膜２中に窒素を含む場合の窒素の含有量は、１５〜８０原子％の範囲が好適である。窒素の含有量が２０原子％未満であると、クロム単体よりもドライエッチング速度が速くなる効果が得られ難い。また、窒素の含有量が８０原子％を超えると、波長２００ｎｍ以下の例えばＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）においての吸収係数が小さくなるため、所望の光学濃度（例えば２．５以上）を得るためには膜厚を厚くする必要が生じてしまう。
【００５２】
また、遮光膜２中に酸素と窒素の両方を含んでもよい。その場合の含有量は、酸素と窒素の合計が１０〜８０原子％の範囲とするのが好適である。また、遮光膜２中に酸素と窒素の両方を含む場合の酸素と窒素の含有比は、特に制約はされず、吸収係数等の兼ね合いで適宜決定される。
また、遮光膜２中に炭素を含む場合、炭素の含有量は、１〜２０原子％の範囲が好適である。炭素は導電性を高める効果、反射率を低減させる効果がある。しかし、遮光膜中に炭素が含まれていると、ドライエッチング速度が低下し、遮光膜をドライエッチングによりパターニングする際に要するドライエッチング時間が長くなり、レジスト膜を薄膜化することが困難となる。以上の点から、炭素の含有量は、１〜２０原子％が好ましく、さらに好ましくは、３〜１５原子％が望ましい。
【００５３】
上記遮光膜２の形成方法は、特に制約する必要はないが、なかでもスパッタリング成膜法が好ましく挙げられる。スパッタリング成膜法によると、均一で膜厚の一定な膜を形成することが出来るので、本発明には好適である。透光性基板１上に、スパッタリング成膜法によって上記遮光膜２を成膜する場合、スパッタターゲットとしてクロム（Ｃｒ）ターゲットを用い、チャンバー内に導入するスパッタガスは、アルゴンガスやヘリウムガスなどの不活性ガスに酸素、窒素もしくは二酸化炭素、一酸化窒素等のガスを混合したものを用いる。アルゴンガス等の不活性ガスに酸素ガス或いは二酸化炭素ガスを混合したスパッタガスを用いると、クロムに酸素を含む遮光膜を形成することができ、アルゴンガス等の不活性ガスに窒素ガスを混合したスパッタガスを用いると、クロムに窒素を含む遮光膜を形成することができ、またアルゴンガス等の不活性ガスに一酸化窒素ガスを混合したスパッタガスを用いると、クロムに窒素と酸素を含む遮光膜を形成することができる。また、アルゴンガス等の不活性ガスにメタンガスを混合したスパッタガスを用いると、クロムに炭素を含む遮光膜を形成することができる。
【００５４】
本発明においては、上記遮光膜２の成膜工程は、透光性基板側に形成する層の成膜速度よりも遮光膜の表面側に形成する層の成膜速度を遅くすることを特徴としている。
このように、透光性基板側に形成する層の成膜速度よりも遮光膜の表面側に形成する層の成膜速度を遅くすることで、遮光膜の深さ方向（つまり遮光膜の表面側から透光性基板側）に向かってドライエッチング速度を遅くさせるように制御することができ、これによりグローバルローディング現象を低減させ、パターン精度を向上させることができる。
このように遮光膜の成膜速度を変更する時点は、遮光膜の深さ方向でのドライエッチング速度を上述のように好適に制御できるように、適宜決定される。例えば、遮光膜の成膜中にスパッタガスの種類（組成）を変更することにより遮光膜組成を変えるタイミングと合わせて遮光膜の成膜速度を変更するようにしても良い。尚、遮光膜のドライエッチング速度は、遮光膜の材料によっても異なるので、遮光膜を深さ方向での組成傾斜膜とした場合、組成傾斜によるドライエッチング速度の変化を考慮して、上述の成膜速度を変更するタイミングを決定するのがよい。また、遮光膜の深さ方向でドライエッチング速度が段階的に変わるようにしても良いし、連続的に変わるようにしても良い。
【００５５】
遮光膜の成膜速度を変更する方法としては、例えば成膜装置のパワー（スパッタ電力）、スパッタ電力密度を変更する方法が最も簡易である。通常、成膜装置のパワー（スパッタ電力）、スパッタ電力密度を上げると成膜速度を速め、パワー（スパッタ電力）、スパッタ電力密度を下げると成膜速度を遅くすることができる。この場合、成膜装置のパワー（スパッタ電力）、スパッタ電力密度をどの程度に変更するかは、遮光膜の深さ方向に向かってドライエッチング速度を遅くさせるように好適に制御できるよう、適宜決定される。勿論、この方法に限定されるわけではなく、この他にも例えば成膜時のガス圧力などを変更することによって成膜速度を変えるようにしても良い。
【００５６】
上記遮光膜２の膜厚は、露光光に対して光学濃度が２．５以上となるように設定される。具体的には、上記遮光膜２の膜厚は、９０ｎｍ以下であることが好ましい。その理由は、近年におけるサブミクロンレベルのパターンサイズへのパターンの微細化に対応するためには、膜厚が９０ｎｍを超えると、ドライエッチング時のパターンのマイクロローディング現象等によって、微細パターンの形成が困難となる場合が考えられるためである。膜厚をある程度薄くすることによって、パターンのアスペクト比（パターン幅に対するパターン深さの比）の低減を図ることができ、グローバルローディング現象及びマイクロローディング現象による線幅エラーを低減することができる。さらに、膜厚をある程度薄くすることによって、特にサブミクロンレベルのパターンサイズのパターンに対し、パターンへのダメージ（倒壊等）を防止することが可能になる。本発明における遮光膜２は、２００ｎｍ以下の露光波長においては、膜厚を９０ｎｍ以下の薄膜としても所望の光学濃度（例えば２．５以上）を得ることができる。遮光膜２の膜厚の下限については、所望の光学濃度が得られる限りにおいては薄くすることができる。
【００５７】
また、上記遮光膜２は、単層であることに限られず、多層でもよいが、何れの膜にも酸素及び／又は窒素を含むことが好ましい。例えば、遮光膜２は、表層部（上層部）に反射防止層を含むものであってもよい。その場合、反射防止層としては、例えばＣｒＯ，ＣｒＣＯ，ＣｒＮＯ，ＣｒＣＯＮ等の材質が好ましく挙げられる。反射防止層を設けることによって、露光波長における反射率を例えば２０％以下、好ましくは１５％以下に抑えることができるので、マスクパターンを被転写体に転写するときに、投影露光面との間での多重反射を抑制し、結像特性の低下を抑制することができる。さらに、フォトマスクブランクやフォトマスクの欠陥検査に用いる波長（例えば２５７ｎｍ、３６４ｎｍ、４８８ｎｍ等）に対する反射率を例えば３０％以下とすることが、欠陥を高精度で検出する上で望ましい。特に、反射防止層として炭素を含む膜とすることにより、露光波長に対する反射率を低減させ、且つ、上記検査波長（特に２５７ｎｍ）に対する反射率が２０％以下とすることができるので望ましい。具体的には、炭素の含有量は、５〜２０原子％とすることが好ましい。炭素の含有量が５原子％未満の場合、反射率を低減させる効果が小さくなり、また、炭素の含有量が２０原子％超の場合、ドライエッチング速度が低下し、遮光膜をドライエッチングによりパターニングする際に要するドライエッチング時間が長くなり、レジスト膜を薄膜化することが困難となるので好ましくない。
【００５８】
尚、酸素含有ガス雰囲気中で反応性スパッタによりＣｒＯ膜等の反射防止層を成膜する場合、成膜装置のパワーを上げて成膜速度を速めると、膜の欠陥が増加するという問題が発生するため、膜の欠陥を低減するためには成膜速度を遅くすることが好適である。
尚、反射防止層は必要に応じて透光性基板側にも設けてもよい。
また、上記遮光膜２は、クロムと、窒素、酸素、炭素等の元素の含有量が深さ方向で異なり、表層部の反射防止層と、それ以外の層（遮光層）で段階的、又は連続的に組成傾斜した組成傾斜膜としても良い。このような遮光膜を組成傾斜膜とするためには、例えば前述のスパッタリング成膜時のスパッタガスの種類（組成）を成膜中に適宜切替える方法が好適である。
【００５９】
また、フォトマスクブランクとしては、前述の図２（ａ）にあるように、上記遮光膜２の上に、レジスト膜３を形成した形態であっても構わない。レジスト膜３の膜厚は、遮光膜のパターン精度（ＣＤ精度）を良好にするためには、できるだけ薄い方が好ましい。本実施の形態のような所謂バイナリマスク用フォトマスクブランクの場合、具体的には、レジスト膜３の膜厚は、３００ｎｍ以下が好ましい。さらに好ましくは、２００ｎｍ以下、さらに好ましくは１５０ｎｍ以下とすることが望ましい。レジスト膜の膜厚の下限は、レジストパターンをマスクにして遮光膜をドライエッチングしたときに、レジスト膜が残存するように設定される。上述の点を考慮すると、レジスト膜の膜厚は、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下、１５ｎｍ以上２００ｎｍ以下、２０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下とすることが好ましい。また、高い解像度を得るために、レジスト膜３の材料はレジスト感度の高い化学増幅型レジストが好ましい。特に、レジスト膜を５０ｋｅＶ以上の電子線描画してレジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクとして遮光膜をエッチングすることで、フォトマスクを製造する際に用いられるフォトマスクブランクに適している。
【００６０】
本実施の形態に係るフォトマスクブランク１０を用いたフォトマスクの製造方法は、フォトマスクブランク１０の遮光膜２を、ドライエッチングを用いてパターニングする工程を有し、具体的には、フォトマスクブランク１０上に形成されたレジスト膜に対し、所望のパターン露光（パターン描画）を施す工程と、所望のパターン露光に従って前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程と、レジストパターンに沿って前記遮光膜をエッチングする工程と、残存したレジストパターンを剥離除去する工程とを有する。即ち、前述の図２に示すフォトマスクブランク１０を用いたフォトマスクの製造工程と同様にして製造される。こうして本実施の形態のフォトマスクブランク１０を用いて、断面形状の良好な遮光膜パターンが精度良く形成されたフォトマスクが出来上がる。
尚、本発明は以上説明した実施の形態には限定されない。即ち、透光性基板上に遮光膜を形成した、所謂バイナリマスク用フォトマスクブランクに限らず、例えば、ハーフトーン型位相シフトマスクの製造に用いるためのフォトマスクブランクであってもよい。この場合、後述する第４の実施の形態に示すように、透光性基板上のハーフトーン位相シフター膜上に遮光膜が形成される構造となり、ハーフトーン位相シフター膜と遮光膜とを合わせて所望の光学濃度（例えば２．５以上）が得られればよいため、遮光膜自体の光学濃度は例えば２．５よりも小さい値とすることもできる。
【００６１】
［第４の実施の形態］
次に、本発明のフォトマスクブランクの第４の実施の形態を説明する。本実施の形態の断面図は前述の図３（ａ）（実施の形態２）と同様であるので、図３（ａ）を参照して説明する。
図３（ａ）のフォトマスクブランク３０は、透光性基板１上に、ハーフトーン型位相シフター膜４とその上の遮光層５と反射防止層６とからなる遮光膜２を有する形態のものである。本実施の形態における透光性基板１、遮光膜２については、上記第３の実施の形態で説明したので省略する。
上記ハーフトーン型位相シフター膜４は、前述の第２の実施の形態と同様、実質的に露光に寄与しない強度の光（例えば、露光波長に対して１％〜３０％）を透過させるものであって、所定の位相差を有するものである。
【００６２】
このハーフトーン型位相シフター膜４は、その上に形成される遮光膜２とエッチング特性が異なる材料とすることが好ましい。例えば、ハーフトーン型位相シフター膜４としては、モリブデン、タングステン、タンタル、ハフニウムなどの金属、シリコン、酸素及び／又は窒素を主たる構成要素とする材料が挙げられる。また、ハーフトーン型位相シフター膜４は、単層でも複数層であっても構わない。
本実施の形態における上記遮光膜２は、ハーフトーン型位相シフト膜と遮光膜とを合わせた積層構造において、露光光に対して光学濃度が２．５以上となるように設定する。そのように設定される遮光膜２の膜厚は、５０ｎｍ以下であることが好ましい。その理由は、上記第１の実施の形態と同様であって、ドライエッチング時のパターンのマイクロローディング現象等によって、微細パターンの形成が困難となる場合が考えられるからである。遮光膜の膜厚を５０ｎｍ以下とすることにより、ドライエッチング時のグローバルローディング現象及びマイクロローディング現象による線幅エラーを更に低減することができる。また、本実施の形態において、上記反射防止層６上に形成するレジスト膜の膜厚は、２５０ｎｍ以下が好ましい。さらに好ましくは、２００ｎｍ以下、さらに好ましくは１５０ｎｍ以下とすることが望ましい。レジスト膜の膜厚の下限は、レジストパターンをマスクにして遮光膜をドライエッチングしたときに、レジスト膜が残存するように設定される。上述の点を考慮すると、レジスト膜の膜厚は、１０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下、１５ｎｍ以上２００ｎｍ以下、２０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下とすることが好ましい。また、前述の実施の形態の場合と同様、高い解像度を得るために、レジスト膜の材料はレジスト感度の高い化学増幅型レジストが好ましい。特に、レジスト膜を５０ｋｅＶ以上の電子線描画してレジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクとして遮光膜をエッチングすることで、フォトマスクを製造する際に用いられるフォトマスクブランクに適している。
【００６３】
［第５の実施の形態］
次に、本発明により得られるフォトマスクブランクの第５の実施の形態を説明する。第５の実施の形態の断面図は前述の図１と同様であるので、図１を参照して説明する。
本実施の形態のフォトマスクブランク１０は、透光性基板１上に遮光膜２を有するバイナリマスク用フォトマスクブランクの形態のものである。
上記フォトマスクブランク１０は、前記遮光膜２上に形成されるレジストパターンをマスクにしてドライエッチング処理により、前記遮光膜２をパターニングするフォトマスクの作製方法に対応するドライエッチング処理用のマスクブランクである。
ここで、透光性基板１としては、ガラス基板が一般的である。ガラス基板は、平坦度及び平滑度に優れるため、フォトマスクを使用して半導体基板上へのパターン転写を行う場合、転写パターンの歪み等が生じないで高精度のパターン転写を行える。
【００６４】
上記遮光膜２は、その上に形成されるレジストパターンをマスクにしてドライエッチングによってパターニングする際にレジスト膜の膜減りが起こっても、遮光膜のパターニング終了時点でレジスト膜が残存するように、ドライエッチング処理において、レジストとの選択比が１を超える材料とすることが好ましい。選択比は、ドライエッチング処理に対するレジストの膜減り量と遮光膜の膜減り量の比（＝遮光膜の膜減り量／レジストの膜減り量）で表される。好ましくは、遮光膜パターンの断面形状の悪化防止や、グローバルローディング現象を抑える点から、遮光膜は、レジストとの選択比が１を超え１０以下、更に好ましくは、１を超え５以下とすることが望ましい。
【００６５】
また、上記遮光膜２の透光性基板側におけるドライエッチング速度を、遮光膜２の表面側におけるドライエッチング速度よりも遅くさせるようにしている。これにより、グローバルローディング現象を低減させ、パターン精度やパターンの断面形状を向上させることができる。好ましくは、上記遮光膜２の表面側から透光性基板側（深さ方向）に向かってドライエッチング速度を遅くさせるようにしている。このように、ドライエッチング速度を遮光膜の深さ方向に向かって遅くさせるように制御するためには、例えば遮光膜中に酸素を含むことが好適である。酸素を含むクロム系遮光膜は、クロム単体の遮光膜よりもドライエッチング速度が速くなるとともに、酸素の含有量が遮光膜の深さ方向に向かって減少するような組成傾斜膜とすることにより、ドライエッチング速度を遮光膜の深さ方向に向かって遅くさせるように制御することができるからである。
具体的な遮光膜２の材料としては、クロムと、クロム単体よりもドライエッチング速度が速くなる添加元素とを含む材料が挙げられ、このようなクロム単体よりもドライエッチング速度が速くなる添加元素としては、上述のように少なくとも酸素を含むことが好ましい。
また、遮光膜２の材料は、上記クロムを含む材料に限らず、クロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステン等の遷移金属を含む材料とすることができる。更には、遮光膜２が多層の場合は、遮光膜２を構成する全ての層において、上記遷移金属を含む材料としてもよいし、また各層毎に違う遷移金属を含む材料としてもかまわない。
【００６６】
遮光膜２中に酸素を含む場合の酸素の含有量は、５〜８０原子％の範囲が好適である。酸素の含有量が５原子％未満であると、クロム単体よりもドライエッチング速度が速くなる効果が得られ難い。一方、酸素の含有量が８０原子％を超えると、波長２００ｎｍ以下の例えばＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）においての吸収係数が小さくなるため、所望の光学濃度（例えば２．５以上）を得るためには膜厚を厚くする必要が生じてしまう。また、ドライエッチングガス中の酸素の量を低減するという観点からは、遮光膜２中の酸素の含有量は特に６０〜８０原子％の範囲とするのが好ましい。
【００６７】
また、遮光膜２中に、クロム単体よりもドライエッチング速度が速くなる添加元素として、窒素を含むことも好ましい。遮光膜２中に窒素を含む場合の窒素の含有量は、２０〜８０原子％の範囲が好適である。窒素の含有量が２０原子％未満であると、クロム単体よりもドライエッチング速度が速くなる効果が得られ難い。また、窒素の含有量が８０原子％を超えると、波長２００ｎｍ以下の例えばＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）においての吸収係数が小さくなるため、所望の光学濃度（例えば２．５以上）を得るためには膜厚を厚くする必要が生じてしまう。
また、遮光膜２中に酸素と窒素の両方を含んでもよい。その場合の含有量は、酸素と窒素の合計が１０〜８０原子％の範囲とするのが好適である。また、遮光膜２中に酸素と窒素の両方を含む場合の酸素と窒素の含有比は、特に制約はされず、吸収係数等の兼ね合いで適宜決定される。
【００６８】
また、遮光膜２中に炭素を含む場合、炭素の含有量は、１〜２０原子％が好適である。炭素は導電性を高める効果、反射率を低減させる効果がある。しかし、遮光膜中に炭素が含まれていると、ドライエッチング速度が低下し、遮光膜をドライエッチングによりパターニングする際に要するドライエッチング時間が長くなり、レジスト膜を薄膜化することが困難となる。以上の点から、炭素の含有量は、１〜２０原子％が良く、さらに好ましくは、３〜１５原子％が望ましい。
【００６９】
上記遮光膜２の形成方法は、特に制約する必要はないが、なかでもスパッタリング成膜法が好ましく挙げられる。スパッタリング成膜法によると、均一で膜厚の一定な膜を形成することが出来るので、本発明には好適である。透光性基板１上に、スパッタリング成膜法によって上記遮光膜２を成膜する場合、スパッタターゲットとしてクロム（Ｃｒ）ターゲットを用い、チャンバー内に導入するスパッタガスは、アルゴンガスやヘリウムガスなどの不活性ガスに酸素、窒素もしくは二酸化炭素、一酸化窒素等のガスを混合したものを用いる。アルゴンガス等の不活性ガスに酸素ガス或いは二酸化炭素ガスを混合したスパッタガスを用いると、クロムに酸素を含む遮光膜を形成することができ、アルゴンガス等の不活性ガスに窒素ガスを混合したスパッタガスを用いると、クロムに窒素を含む遮光膜を形成することができ、またアルゴンガス等の不活性ガスに一酸化窒素ガスを混合したスパッタガスを用いると、クロムに窒素と酸素を含む遮光膜を形成することができる。また、アルゴンガス等の不活性ガスにメタンガスを混合したスパッタガスを用いると、クロムに炭素を含む遮光膜を形成することができる。
【００７０】
上記遮光膜２の膜厚は、露光光に対して光学濃度が２．５以上となるように設定される。具体的には、上記遮光膜２の膜厚は、９０ｎｍ以下であることが好ましい。その理由は、近年におけるサブミクロンレベルのパターンサイズへのパターンの微細化に対応するためには、膜厚が９０ｎｍを超えると、ドライエッチング時のパターンのマイクロローディング現象等によって、微細パターンの形成が困難となる場合が考えられるためである。膜厚をある程度薄くすることによって、パターンのアスペクト比（パターン幅に対するパターン深さの比）の低減を図ることができ、グローバルローディング現象及びマイクロローディング現象による線幅エラーを低減することができる。さらに、膜厚をある程度薄くすることによって、特にサブミクロンレベルのパターンサイズのパターンに対し、パターンへのダメージ（倒壊等）を防止することが可能になる。本発明における遮光膜２は、２００ｎｍ以下の露光波長においては、膜厚を９０ｎｍ以下の薄膜としても所望の光学濃度（例えば２．５以上）を得ることができる。遮光膜２の膜厚の下限については、所望の光学濃度が得られる限りにおいては薄くすることができる。
【００７１】
また、上記遮光膜２は、単層であることに限られず、多層でもよいが、何れの膜にも酸素及び／又は窒素を含むことが好ましい。例えば、遮光膜２は、表層部（上層部）に反射防止層を含むものであってもよい。その場合、反射防止層としては、例えばＣｒＯ，ＣｒＣＯ，ＣｒＮＯ，ＣｒＣＯＮ等の材質が好ましく挙げられる。反射防止層を設けることによって、露光波長における反射率を例えば２０％以下、好ましくは１５％以下に抑えることができるので、マスクパターンを被転写体に転写するときに投影露光面との間で多重反射を抑制し、結像特性の低下を抑制することが出来る。さらに、フォトマスクブランクやフォトマスクの欠陥検査に用いる波長（例えば２５７ｎｍ、３６４ｎｍ、４８８ｎｍ等）に対する反射率を例えば３０％以下とすることが、欠陥を高精度で検出する上で望ましい。特に、反射防止層として炭素を含む膜とすることにより、露光波長に対する反射率を低減させ、且つ、上記検査波長（特に２５７ｎｍ）に対する反射率が２０％以下とすることができるので望ましい。具体的には、炭素の含有量は、５〜２０原子％とすることが好ましい。炭素の含有量が５原子％未満の場合、反射率を低減させる効果が小さくなり、また、炭素の含有量が２０原子％超の場合、ドライエッチング速度が低下し、遮光膜をドライエッチングによりパターニングする際に要するドライエッチング時間が長くなり、レジスト膜を薄膜化することが困難となるので好ましくない。
【００７２】
尚、反射防止層は必要に応じて透光性基板側にも設けてもよい。
また、上記遮光膜２は、クロムと、酸素、窒素、炭素等の元素の含有量が深さ方向で異なり、表層部の反射防止層と、それ以外の層（遮光層）で段階的、又は連続的に組成傾斜した組成傾斜膜としても良い。このような遮光膜を組成傾斜膜とするためには、例えば前述のスパッタリング成膜時のスパッタガスの種類（組成）を成膜中に適宜切替える方法が好適である。
尚、遮光膜のドライエッチング速度を深さ方向に向かって遅くさせるように制御するため、例えば遮光膜中に酸素を含み、酸素の含有量を遮光膜の深さ方向に向かって減少するような組成傾斜膜とする場合を説明したが、これに限らず、例えば遮光膜中に水素を含有し、水素含有量が遮光膜の深さ方向で異なる組成傾斜膜としたり、或いは、遮光膜の成膜速度を成膜中に適宜変更することにより、遮光膜のドライエッチング速度を深さ方向に向かって遅くさせるように制御してもよい。
【００７３】
また、フォトマスクブランクとしては、前述の図２（ａ）にあるように、上記遮光膜２の上に、レジスト膜３を形成した形態であっても構わない。レジスト膜３の膜厚は、遮光膜のパターン精度（ＣＤ精度）を良好にするためには、できるだけ薄い方が好ましい。本実施の形態のような所謂バイナリマスク用フォトマスクブランクの場合、具体的には、レジスト膜３の膜厚は、３００ｎｍ以下が好ましい。さらに好ましくは、２００ｎｍ以下、さらに好ましくは１５０ｎｍ以下とすることが望ましい。レジスト膜の膜厚の下限は、レジストパターンをマスクにして遮光膜をドライエッチングしたときに、レジスト膜が残存するように設定される。上述の点を考慮すると、レジスト膜の膜厚は、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下、１５ｎｍ以上２００ｎｍ以下、２０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下とすることが好ましい。また、高い解像度を得るために、レジスト膜３の材料はレジスト感度の高い化学増幅型レジストが好ましい。特に、レジスト膜を５０ｋｅＶ以上の電子線描画してレジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクとして遮光膜をエッチングすることで、フォトマスクを製造する際に用いられるフォトマスクブランクに適している。
【００７４】
本実施の形態のフォトマスクブランク１０を用いたフォトマスクの製造方法は、フォトマスクブランク１０の遮光膜２を、ドライエッチングを用いてパターニングする工程を有し、具体的には、フォトマスクブランク１０上に形成されたレジスト膜に対し、所望のパターン露光（パターン描画）を施す工程と、所望のパターン露光に従って前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程と、レジストパターンに沿って前記遮光膜をエッチングする工程と、残存したレジストパターンを剥離除去する工程とを有し、具体的には前述の図２に示すフォトマスクブランク１０を用いたフォトマスクの製造工程と同様にして製造される。こうして、本実施の形態のフォトマスクブランク１０を用いて、断面形状の良好な遮光膜パターンが精度良く形成されたフォトマスクが出来上がる。
尚、本発明は以上説明した実施の形態には限定されない。即ち、透光性基板上に遮光膜を形成した、所謂バイナリマスク用フォトマスクブランクに限らず、例えば、ハーフトーン型位相シフトマスクの製造に用いるためのフォトマスクブランクであってもよい。この場合、後述する第６の実施の形態に示すように、透光性基板上のハーフトーン位相シフター膜上に遮光膜が形成される構造となり、ハーフトーン位相シフター膜と遮光膜とを合わせて所望の光学濃度（例えば２．５以上）が得られればよいため、遮光膜自体の光学濃度は例えば２．５よりも小さい値とすることもできる。
【００７５】
［第６の実施の形態］
次に、本発明のフォトマスクブランクの第６の実施の形態を説明する。第６の実施の形態の断面図は前述の図３（ａ）（第２の実施の形態）と同様であるので、図３（ａ）を参照して説明する。
本実施の形態のフォトマスクブランク３０は、透光性基板１上に、ハーフトーン型位相シフター膜４とその上の遮光層５と反射防止層６とからなる遮光膜２を有する形態のものである。本実施の形態における透光性基板１、遮光膜２については、上記第５の実施の形態で説明したので省略する。
上記ハーフトーン型位相シフター膜４は、前述の実施の形態と同様、実質的に露光に寄与しない強度の光（例えば、露光波長に対して１％〜３０％）を透過させるものであって、所定の位相差を有するものである。
【００７６】
このハーフトーン型位相シフター膜４は、その上に形成される遮光膜２とエッチング特性が異なる材料とすることが好ましい。例えば、ハーフトーン型位相シフター膜４としては、モリブデン、タングステン、タンタル、ハフニウムなどの金属、シリコン、酸素及び／又は窒素を主たる構成要素とする材料が挙げられる。また、ハーフトーン型位相シフター膜４は、単層でも複数層であっても構わない。
この第６の実施の形態における上記遮光膜２は、ハーフトーン型位相シフト膜と遮光膜とを合わせた積層構造において、露光光に対して光学濃度が２．５以上となるように設定する。そのように設定される遮光膜２の膜厚は、５０ｎｍ以下であることが好ましい。その理由は、上記第１の実施の形態と同様であって、ドライエッチング時のパターンのマイクロローディング現象等によって、微細パターンの形成が困難となる場合が考えられるからである。また、本実施の形態において、上記反射防止層６上に形成するレジスト膜の膜厚は、２５０ｎｍ以下が好ましい。さらに好ましくは、２００ｎｍ以下、さらに好ましくは１５０ｎｍ以下とすることが望ましい。レジスト膜の膜厚の下限は、レジストパターンをマスクにして遮光膜をドライエッチングしたときに、レジスト膜が残存するように設定される。上述の点を考慮すると、レジスト膜の膜厚は、１０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下、１５ｎｍ以上２００ｎｍ以下、２０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下とすることが好ましい。また、前述の実施の形態の場合と同様、高い解像度を得るために、レジスト膜の材料はレジスト感度の高い化学増幅型レジストが好ましい。特に、レジスト膜を５０ｋｅＶ以上の電子線描画してレジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクとして遮光膜をエッチングすることで、フォトマスクを製造する際に用いられるフォトマスクブランクに適している。
【実施例】
【００７７】
以下、実施例により、本発明の実施の形態を更に具体的に説明する。以下の実施例１〜５は、本発明の第１及び第２の実施の形態に対応する実施例である。併せて、実施例に対する比較例についても説明する。
（実施例１）
前述の図２は、本実施例に係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を用いたフォトマスクの製造工程を示す断面図である。本実施例のフォトマスクブランク１０は、同図（ａ）に示すように、透光性基板１上に遮光層と反射防止層とからなる遮光膜２からなる。
このフォトマスクブランク１０は、次のような方法で製造することができる。
インライン型スパッタリング装置を用いて、スパッタターゲットにクロムターゲットを使用し、アルゴンガスと窒素ガスとヘリウムガスの混合ガス（Ａｒ：３０体積％、Ｎ２：３０体積％、Ｈｅ：４０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行って透光性基板１上に遮光層を形成し、その後、アルゴンガスとメタンガスとヘリウムガスの混合ガス（Ａｒ：５４体積％、ＣＨ４：６体積％、Ｈｅ：４０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行い、引き続き、アルゴンガスと一酸化窒素ガスの混合ガス（Ａｒ：９０体積％、ＮＯ：１０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行うことによって、反射防止層を形成し、合成石英ガラスからなる透光性基板１上に遮光膜２を形成した。尚、上記遮光層成膜時のスパッタリング装置のパワーは１．１６ｋＷ、全ガス圧は０．１７パスカル（Ｐａ）、反射防止層成膜時のスパッタリング装置のパワーは０．３３ｋＷ、全ガス圧は０．２８パスカル（Ｐａ）の条件で遮光膜を形成した。この遮光膜の膜厚は、６７ｎｍであった。遮光膜について、ラザフォード後方散乱分析法により組成分析を行った結果、窒素（Ｎ）は３２．５原子％、酸素（Ｏ）は１２．８原子％、水素（Ｈ）は５．９原子％が含まれているクロム（Ｃｒ）膜であった。また、オージエ電子分光法により組成分析を行った結果、上記遮光膜中には炭素（Ｃ）が８．０原子％含まれていた。
【００７８】
図５は本実施例の遮光膜のラザフォード後方散乱分析による遮光膜の深さ方向の組成分析結果を示す図である。
この結果によると、遮光膜のうち遮光層は、クロム、窒素及び反射防止層の形成に用いた酸素、炭素が若干混入した組成傾斜膜となった。また反射防止層は、クロム、窒素、及び酸素、並びに、炭素が若干混入した組成傾斜膜となった。また、遮光膜中の水素については、深さ方向全体に含まれており、表面側の反射防止層中の含有量が高く、全体としては遮光膜の深さ方向に向かって水素の含有量が略減少している水素の組成傾斜膜となった。
この遮光膜の露光波長１９３ｎｍにおける光学濃度は、３．０であった。また、この遮光膜の露光波長１９３ｎｍにおける反射率は１４．８％と低く抑えることができた。さらに、フォトマスクの欠陥検査波長である２５７ｎｍ又は３６４ｎｍに対しては、それぞれ１９．９％、１９．７％となり、検査する上でも問題とならない反射率であった。
【００７９】
また、この遮光膜のシート抵抗は、４端子法で測定したところ、１００Ω／□と小さい値を示していた。
次に、前記フォトマスクブランク１０上に、化学増幅型レジストである電子線描画用レジスト膜（富士フィルムアーチ社製：ＦＥＰ１７１、膜厚：２５０ｎｍ）を形成した。レジスト膜の形成は、スピンナー（回転塗布装置）を用いて、回転塗布した。尚、上記レジスト膜を塗布後、加熱乾燥装置を用いて所定の加熱乾燥処理を行った。
次にフォトマスクブランク１０上に形成されたレジスト膜３に対し、電子線描画装置を用いて、所望のパターン描画（８０ｎｍのラインアンドスペースパターン）を行った後、所定の現像液で現像してレジストパターン３ａを形成した（図２（ｂ）（ｃ）参照）。
【００８０】
次に、上記レジストパターン３ａに沿って、遮光層と反射防止層とからなる遮光膜２のドライエッチング処理を行って遮光膜パターン２ａを形成した（図２（ｄ）参照）。ドライエッチングガスとして、塩素（Ｃｌ２）ガスと酸素（Ｏ２）ガスの混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）を用いた。このときのエッチング速度は、３．６Å／秒であり、非常に速いものであった。
本実施例では、遮光膜２全体に水素を含有させることによってエッチング速度を速めるとともに、遮光層に主に窒素を多く含め、反射防止層に主に酸素を多く含めることによって、遮光膜２全体のエッチング速度を速くするようにした。このように、遮光膜２は膜厚が薄い上にエッチング速度が速く、エッチング時間も速いことから、遮光膜パターン２ａの断面形状も垂直形状となり良好となった。また、遮光膜パターン２ａ上にはレジスト膜が残存していた。
最後に残存するレジストパターンを剥離して、フォトマスク２０を得た（図２（ｅ）参照）。その結果、透光性基板上に８０ｎｍのラインアンドスペースの遮光膜パターンが形成されたフォトマスクを作製することができた。
【００８１】
（実施例２）
インライン型スパッタリング装置を用いて、スパッタターゲットにクロムターゲットを使用し、アルゴンガスと窒素ガスとヘリウムガスの混合ガス（Ａｒ：３０体積％、Ｎ２：３０体積％、Ｈｅ：４０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行って透光性基板上に遮光層を形成し、その後、アルゴンガスとプロパンガスとヘリウムガスの混合ガス（Ａｒ：５７体積％、Ｃ３Ｈ８：３体積％、Ｈｅ：４０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行い、引き続き、アルゴンガスと一酸化窒素ガスの混合ガス（Ａｒ：９０体積％、ＮＯ：１０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行うことによって、反射防止層を形成し、合成石英ガラスからなる透光性基板１上に遮光膜２を形成した。尚、上記遮光層成膜時のスパッタリング装置のパワーは１．１４ｋＷ、全ガス圧は０．１７パスカル（Ｐａ）、反射防止層成膜時のスパッタリング装置のパワーは０．３３ｋＷ、全ガス圧は０．３０パスカル（Ｐａ）の条件で遮光膜を形成した。この遮光膜の膜厚は、６７ｎｍであった。遮光膜について、ラザフォード後方散乱分析法により組成分析を行った結果、窒素（Ｎ）は３０．２原子％、酸素（Ｏ）は１２．０原子％、水素（Ｈ）は１．８原子％が含まれているクロム（Ｃｒ）膜であった。また、オージエ電子分光法により組成分析を行った結果、上記遮光膜中には炭素（Ｃ）が１０．１原子％含まれていた。
【００８２】
この遮光膜の露光波長１９３ｎｍにおける光学濃度は、３．０であった。また、この遮光膜の露光波長１９３ｎｍにおける反射率は１３．５％と低く抑えることができた。さらに、フォトマスクの欠陥検査波長である２５７ｎｍ又は３６４ｎｍに対しては、それぞれ１９．８％、２０．１％となり、検査する上でも問題とならない反射率であった。
また、この遮光膜のシート抵抗は、４端子法で測定したところ、１１０Ω／□と小さい値を示していた。
次に、前記フォトマスクブランク上に、化学増幅型レジストである電子線描画用レジスト膜（富士フィルムアーチ社製：ＦＥＰ１７１、膜厚：２５０ｎｍ）を形成した。レジスト膜の形成は、スピンナー（回転塗布装置）を用いて、回転塗布した。尚、上記レジスト膜を塗布後、加熱乾燥装置を用いて所定の加熱乾燥処理を行った。
【００８３】
次にフォトマスクブランク上に形成されたレジスト膜に対し、電子線描画装置を用いて、所望のパターン描画（８０ｎｍのラインアンドスペースパターン）を行った後、所定の現像液で現像してレジストパターンを形成した。
次に、上記レジストパターンに沿って、遮光層と反射防止層とからなる遮光膜２のドライエッチング処理を行って遮光膜パターン２ａを形成した。ドライエッチングガスとして、塩素（Ｃｌ２）ガスと酸素（Ｏ２）ガスの混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）を用いた。このときのエッチング速度は、３．３Å／秒であり、非常に速いものであった。
【００８４】
本実施例では、遮光膜２全体に水素を含有させることによってエッチング速度を速めるとともに、遮光層に主に窒素を多く含め、反射防止層に主に酸素を多く含めることによって、遮光膜２全体のエッチング速度を速くするようにした。このように、遮光膜２は膜厚が薄い上にエッチング速度が速く、エッチング時間も短いことから、遮光膜パターン２ａの断面形状も垂直形状となり良好となった。また、遮光膜パターン２ａ上にはレジスト膜が残存していた。
最後に残存するレジストパターンを剥離して、フォトマスクを得た。その結果、透光性基板上に８０ｎｍのラインアンドスペースの遮光膜パターンが形成されたフォトマスクを作製することができた。
【００８５】
（実施例３）
インライン型スパッタリング装置を用いて、スパッタターゲットにクロムターゲットを使用し、アルゴンガスと窒素ガスとヘリウムガスの混合ガス（Ａｒ：３０体積％、Ｎ２：３０体積％、Ｈｅ：４０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行って透光性基板上に遮光層を形成し、その後、アルゴンガスとメタンガスとヘリウムガスと水素ガスの混合ガス（Ａｒ：４４体積％、ＣＨ４：６体積％、Ｈｅ：４０体積％、Ｈ２：１０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行い、引き続き、アルゴンガスと一酸化窒素ガスの混合ガス（Ａｒ：９０体積％、ＮＯ：１０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行うことによって、反射防止層を形成し、合成石英ガラスからなる透光性基板１上に遮光膜２を形成した。尚、上記遮光膜成膜時のスパッタリング装置のパワーは１．１８ｋＷ、全ガス圧は０．１７パスカル（Ｐａ）、反射防止層成膜時のスパッタリング装置のパワーは０．３３ｋＷ、全ガス圧は０．２６パスカル（Ｐａ）の条件で遮光膜を形成した。この遮光膜の膜厚は、６７ｎｍであった。遮光膜について、ラザフォード後方散乱分析法により組成分析を行った結果、窒素（Ｎ）は３５．３原子％、酸素（Ｏ）は１３．０原子％、水素（Ｈ）は８．９原子％が含まれているクロム（Ｃｒ）膜であった。また、オージエ電子分光法により組成分析を行った結果、上記遮光膜中には炭素（Ｃ）が４．０原子％含まれていた。この遮光膜の露光波長１９３ｎｍにおける光学濃度は、３．０であった。また、この遮光膜の露光波長１９３ｎｍにおける反射率は１５．０％と低く抑えることができた。さらにフォトマスクの欠陥検査波長である２５７ｎｍ又は３６４ｎｍに対しては、それぞれ１８．２％、１８．５％となり、検査する上でも問題とならない反射率であった。
【００８６】
また、この遮光膜のシート抵抗は、４端子法で測定したところ、９５Ω／□と小さい値を示していた。
次に、前記フォトマスクブランク上に、化学増幅型レジストである電子線描画用レジスト膜（富士フィルムアーチ社製：ＦＥＰ１７１、膜厚：２５０ｎｍ）を形成した。レジスト膜の形成は、スピンナー（回転塗布装置）を用いて、回転塗布した。尚、上記レジスト膜を塗布後、加熱乾燥装置を用いて所定の加熱乾燥処理を行った。
次にフォトマスクブランク上に形成されたレジスト膜に対し、電子線描画装置を用いて、所望のパターン描画（８０ｎｍのラインアンドスペースパターン）を行った後、所定の現像液で現像してレジストパターンを形成した。
【００８７】
次に、上記レジストパターンに沿って、遮光層と反射防止層とからなる遮光膜２のドライエッチング処理を行って遮光膜パターン２ａを形成した。ドライエッチングガスとして、塩素（Ｃｌ２）ガスと酸素（Ｏ２）ガスの混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）を用いた。このときのエッチング速度は、４．１Å／秒であり、非常に速いものであった。
本実施例では、遮光膜２全体に水素を含有させることによってエッチング速度を速めるとともに、遮光層に主に窒素を多く含め、反射防止層に主に酸素を多く含めることによって、遮光膜２全体のエッチング速度を速くするようにした。このように、遮光膜２は膜厚が薄い上にエッチング速度が速く、エッチング時間も速いことから、遮光膜パターン２ａの断面形状も垂直形状となり良好となった。また、遮光膜パターン２ａ上にはレジスト膜が残存していた。最後に残存するレジストパターンを剥離して、フォトマスクを得た。その結果、透光性基板上に８０ｎｍのラインアンドスペースの遮光膜パターンが形成されたフォトマスクを作製することができた。
【００８８】
（実施例４）
図３は、本実施例に係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を用いたフォトマスクの製造工程を示す断面図である。本実施例のフォトマスクブランク３０は、同図（ａ）に示すように、透光性基板１上に、ハーフトーン型位相シフター膜４とその上の遮光層５と反射防止層６とからなる遮光膜２からなる。
このフォトマスクブランク３０は、次のような方法で製造することができる。
合成石英ガラスからなる透光性基板上に、枚葉式スパッタ装置を用いて、スパッタターゲットにモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）との混合ターゲット（Ｍｏ：Ｓｉ＝８：９２ｍｏｌ％）を用い、アルゴン（Ａｒ）と窒素（Ｎ２）との混合ガス雰囲気（Ａｒ：Ｎ２＝１０体積％：９０体積％）で、反応性スパッタリング（ＤＣスパッタリング）により、モリブデン、シリコン、及び窒素を主たる構成要素とする単層で構成されたＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）用ハーフトーン型位相シフター膜を膜厚６９ｎｍに形成した。尚、このハーフトーン型位相シフター膜は、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）でおいて、透過率は５．５％、位相シフト量が略１８０°となっている。
【００８９】
次に、上記ハーフトーン型位相シフター膜上に、実施例１と同様にして総膜厚が４８ｎｍの遮光層及び反射防止層からなる遮光膜を形成した。
次に、前記フォトマスクブランク３０上に、化学増幅型レジストである電子線描画用レジスト膜（富士フィルムアーチ社製：ＦＥＰ１７１、膜厚：２００ｎｍ）を形成した。レジスト膜の形成は、スピンナー（回転塗布装置）を用いて、回転塗布した。尚、上記レジスト膜を塗布後、加熱乾燥装置を用いて所定の加熱乾燥処理を行った。
次に、前記フォトマスクブランク３０上に形成されたレジスト膜に対し、電子線描画装置を用いて、所望のパターン描画（７０ｎｍのラインアンドスペースパターン）を行った後、所定の現像液で現像してレジストパターン７を形成した（図３（ｂ）参照）。
次に、上記レジストパターン７に沿って、遮光層５と反射防止層６とならなる遮光膜２のドライエッチングを行って遮光膜パターン２ａを形成した（同図（ｃ）参照）。
【００９０】
次に、上述の遮光膜パターン２ａ及びレジストパターン７をマスクに、ハーフトーン型位相シフター膜４のエッチングを行ってハーフトーン型位相シフター膜パターン４ａを形成した（同図（ｄ）参照）。このハーフトーン型位相シフター膜４のエッチングにおいては、前記遮光膜パターン２ａの断面形状が影響するため、遮光膜パターン２ａの断面形状が良好であるために、ハーフトーン型位相シフター膜パターン４ａの断面形状も良好となった。
次に、残存するレジストパターン７を剥離後、再度レジスト膜８を塗布し、転写領域内の不要な遮光膜パターンを除去するためのパターン露光を行った後、該レジスト膜８を現像してレジストパターン８ａを形成した（同図（ｅ）、（ｆ）参照）。次いで、ウェットエッチングを用いて不要な遮光膜パターンを除去し、残存するレジストパターンを剥離して、フォトマスク４０を得た（同図（ｇ）参照）。その結果、透光性基板上に、７０ｎｍのラインアンドスペースのハーフトーン型位相シフター膜パターンが形成されたフォトマスクを作製することが出来た。
【００９１】
尚、図３（ｇ）に示す例は、転写領域（マスクパターン形成領域）以外の領域である周辺領域において、位相シフター膜上に遮光膜を形成したものである。この遮光膜は、この周辺領域を露光光が通過できないようにするものである。すなわち、位相シフトマスクは、縮小投影露光装置（ステッパー）のマスクとして用いられるが、この縮小投影露光装置を用いてパターン転写を行うときは、該露光装置に備えられた被覆部材（アパーチャー）によって位相シフトマスクの転写領域のみを露出させるように周縁領域を被覆して露光を行う。しかしながら、この被覆部材を、精度良く転写領域のみを露出させるように設置することは難しく、多くの場合、露出部が転写領域の外周周辺の非転写領域にはみ出てしまう。通常、マスクの非転写領域にはこのはみ出してきた露光光を遮断するために遮光膜が設けられる。ハーフトーン型位相シフトマスクの場合は、位相シフター膜が遮光機能を有しているが、この位相シフター膜は露光光を完全に遮断するものではなく、１回の露光によっては実質的に露光に寄与できない程度の僅かな量ではあるが露光光を通過させる。それゆえ、繰り返しのステップ時にこのはみ出しによって位相シフター膜を通過した露光光がすでにパターン露光がなされた領域に達して重複露光がされたり、或いは他のショットの際に同様にはみ出しによる僅かな露光がなされた部分に重ねて露光する場合が生じる。この重複露光によって、それらが加算されて露光に寄与する量に達して、欠陥が発生する場合があった。マスクパターン形成領域以外の領域である周辺領域において位相シフター膜上に形成された上記遮光膜はこの問題を解消するものである。また、マスクの周辺領域に識別用の符号等を付す場合に、遮光膜があると、付された符号等を認識し易くなる。
【００９２】
（実施例５）
実施例４と同じ合成石英ガラスからなる透光性基板上に、枚葉式スパッタ装置を用いて、スパッタターゲットにタンタル（Ｔａ）とハフニウム（Ｈｆ）との混合ターゲット（Ｔａ：Ｈｆ＝９０：１０ａｔ％）を用い、アルゴン（Ａｒ）ガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタリングにより、膜厚７５ÅのＴａＨｆ膜を形成し、次に、Ｓｉターゲットを用い、アルゴンと酸素と窒素の混合ガス雰囲気中で、反応性スパッタリングにより、膜厚７４０ÅのＳｉＯＮ膜（Ｓｉ：Ｏ：Ｎ＝４０：２７：３３ａｔ％）を形成した。つまり、ＴａＨｆ膜を下層とし、ＳｉＯＮ膜を上層とする二層で構成されたＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）用ハーフトーン型位相シフター膜を形成した。尚、このハーフトーン型位相シフター膜は、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）でおいて、透過率は１５．０％と高透過率を有し、位相シフト量が略１８０°となっている。
【００９３】
次に、上記ハーフトーン型位相シフター膜上に、実施例４と同様にして総膜厚が４８ｎｍの遮光層及び反射防止層からなる遮光膜を形成した。
このようにして得られたハーフトーン型位相シフトマスク用のフォトマスクブランクを用いて、実施例４と同様に、ハーフトーン型位相シフトマスクを作製した。但し、本実施例では、図４に示すように、転写領域内の遮光膜パターンを除去せずに、マスクパターンにおける光透過部（マスクパターンが形成されておらず透明基板が露出している部分）との境界部を除く部分に遮光膜を形成させておいた。
その結果、透光性基板上に、７０ｎｍのラインアンドスペースのハーフトーン型位相シフター膜パターンが形成されたフォトマスクを作製することが出来た。
【００９４】
図４に示すハーフトーン型位相シフトマスクは、位相シフター膜のマスクパターンが形成されている領域にあって、マスクパターンにおける光透過部（マスクパターンが形成されておらず透明基板が露出している部分）との境界部を除く部分に遮光膜を形成させておくことによって、本来は完全に遮光されることが望ましい部分の遮光をより完全にするようにしたものである。すなわち、マスクパターンが形成されている領域内にあっては、マスクパターンである位相シフター膜に本来要求される機能は、光透過部との境界部のみで位相をシフトさせた光を通過させればよく、他の大部分（上記境界部を除く部分）は、むしろ完全に遮光することが望ましいからである。本実施例のように、露光光に対する透過率が高い位相シフター膜を備える場合には、本実施例のフォトマスクの形態は特に好適である。
【００９５】
（比較例１）
実施例１において、反射防止層の形成を、アルゴンガスと二酸化炭素ガスの混合ガス（Ａｒ：９２体積％、ＣＯ２：８体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行うことで形成した以外は、実施例１と同様にしてフォトマスクブランクを作製した。尚、反射防止層成膜時のスパッタリング装置のパワーは０．３５ｋＷ、全ガス圧は０．２０パスカル（Ｐａ）の条件で形成した。遮光膜の膜厚は、７０ｎｍであった。遮光膜について、ラザフォード後方散乱分析法により組成分析を行った結果、窒素（Ｎ）は３８．０原子％、酸素（Ｏ）は１２．１原子％、水素（Ｈ）は０％が含まれているクロム（Ｃｒ）膜であった。また、オージエ電子分光法により組成分析を行った結果、上記遮光膜中には炭素（Ｃ）が１０．８原子％含まれていた。
また、この遮光膜のシート抵抗は、４端子法で測定したところ、２００Ω／□であった。
次に、得られたフォトマスクブランクを用いて、実施例１と同様にして、フォトマスクを作製した。遮光膜のドライエッチング速度は、２．１Å／秒であり、非常に遅いものであった。このように、本比較例の遮光膜はエッチング速度が遅く、エッチング時間も長くなることから、形成された遮光膜パターンの断面形状も悪かった。また、８０ｎｍのラインアンドスペースの遮光膜パターンが正確に形成することができなかった。
【００９６】
（半導体装置の製造方法）
実施例１〜５によって得られたフォトマスクを露光装置にセットし、半導体基板上のレジスト膜にパターン転写を行って、半導体装置を作製したところ、半導体基板上に形成された回路パターンの欠陥もなく、良好な半導体装置を得ることができた。
上記実施例１〜５におけるフォトマスク作製過程における電子線描画の際の電子線の加速電圧を５０ｋｅＶ以上とした際も、遮光膜の導電性は良好で、形成された遮光膜パターンの断面形状は垂直形状で良好、８０ｎｍや７０ｎｍのラインアンドスペースパターンも良好に形成されたフォトマスクが得られた。
【００９７】
以下の実施例６〜９は、本発明の第３及び第４の実施の形態に対応する実施例である。
（実施例６）
本実施例のフォトマスクブランクは、透光性基板１上に遮光層と反射防止層とからなる遮光膜２からなる。
このフォトマスクブランクは、次のような方法で製造することができる。
スパッタリング装置を用いて、スパッタターゲットにクロムターゲットを使用し、アルゴンガスと窒素ガスとヘリウムガスの混合ガス（Ａｒ：３０体積％、Ｎ２：３０体積％、Ｈｅ：４０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行って透光性基板１上に遮光層を形成し、その後、アルゴンガスとメタンガスとヘリウムガスの混合ガス（Ａｒ：５４体積％、ＣＨ４：６体積％、Ｈｅ：４０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行い、引き続き、アルゴンガスと一酸化窒素ガスの混合ガス（Ａｒ：９０体積％、ＮＯ：１０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行うことによって、反射防止層を形成し、合成石英ガラスからなる透光性基板１上に遮光膜２を形成した。尚、上記遮光層成膜時のスパッタリング装置のパワーは１．１６ｋＷ、全ガス圧は０．１７パスカル（Ｐａ）、反射防止層成膜時のスパッタリング装置のパワーは０．３３ｋＷ、全ガス圧は０．２８パスカル（Ｐａ）の条件で遮光膜を形成した。遮光層と反射防止層の成膜速度の比率は、３．２：１であった。遮光膜の膜厚は、６７ｎｍであった。遮光膜について、ラザフォード後方散乱分析法により組成分析を行った結果、窒素（Ｎ）は３２．５原子％、酸素（Ｏ）は１２．８原子％、水素（Ｈ）は５．９原子％が含まれているクロム（Ｃｒ）膜であった。また、オージエ電子分光法により組成分析を行った結果、上記遮光膜中には炭素（Ｃ）が８．０原子％含まれていた。
【００９８】
図６は本実施例の遮光膜のラザフォード後方散乱分析による遮光膜の深さ方向の組成分析結果を示す図である。
この結果によると、遮光膜のうち遮光層は、クロム、窒素及び反射防止層の形成に用いた酸素、炭素が若干購入した組成傾斜膜となった。また反射防止層は、クロム、窒素、及び酸素、並びに、炭素が若干購入した組成傾斜膜となった。また、遮光膜中の水素については、深さ方向全体に含まれており、表面側の反射防止層中の含有量が高く、全体としては遮光膜の深さ方向に向かって水素の含有量が略減少している水素の組成傾斜膜となった。
この遮光膜の光学濃度は、３．０であった。また、この遮光膜の露光波長１９３ｎｍにおける反射率は１４．８％と低く抑えることができた。さらに、フォトマスクの欠陥検査波長である２５７ｎｍ又は３６４ｎｍに対しては、それぞれ１９．９％、１９．７％となり、検査する上でも問題とならない反射率であった。
【００９９】
次に、前記フォトマスクブランク上に、化学増幅型レジストである電子線描画用レジスト膜（富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製：ＦＥＰ１７１）を形成した。レジスト膜の形成は、スピンナー（回転塗布装置）を用いて、回転塗布した。尚、上記レジスト膜を塗布後、加熱乾燥装置を用いて所定の加熱乾燥処理を行った。
次にフォトマスクブランク上に形成されたレジスト膜に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターン描画（８０ｎｍのラインアンドスペースパターン）を行った後、所定の現像液で現像してレジストパターンを形成した。
次に、上記レジストパターンに沿って、遮光層と反射防止層とからなる遮光膜２のドライエッチング処理を行って遮光膜パターン２ａを形成した。ドライエッチングガスとして、塩素（Ｃｌ２）ガスと酸素（Ｏ２）ガスの混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）を用いた。このときエッチング速度は、反射防止層が４．９Å／秒、遮光層が３．３Å／秒で、遮光膜全体のエッチング速度は、３．６Å／秒であった。遮光膜の深さ方向におけるエッチング速度は、遮光膜の表面側のエッチング速度が速く、透光性基板側が遅い傾向であった。
【０１００】
本実施例では、遮光膜２における遮光層の成膜速度よりも、反射防止層の成膜速度を遅くして形成することにより、遮光膜の深さ方向に向かってドライエッチング速度を適度に遅くすることで、グローバルローディングエラーは実用上許容できる数値に収まった。また、遮光膜２における遮光層に主に窒素を多く含め、反射防止層に主に酸素を多く含めることによって、遮光膜２全体のエッチング速度を速くするようにした。このように、遮光膜２は膜厚が薄い上にエッチング速度が速く、エッチング時間も速いことから、遮光膜パターン２ａの断面形状も垂直形状となり良好となった。また、遮光膜パターン２ａ上にはレジスト膜が残存していた。
最後に残存するレジストパターンを剥離して、フォトマスクを得た。その結果、透光性基板上に８０ｎｍのラインアンドスペースの遮光膜パターンが形成されたフォトマスクを作製することができた。
【０１０１】
（実施例７）
スパッタリングターゲットにクロムターゲットを使用し、アルゴンガスと窒素ガスの混合ガス（Ａｒ：５０体積％、Ｎ２：５０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行って透光性基板１上に遮光層を形成し、その後、アルゴンガスとメタンガスとヘリウムガスの混合ガス（Ａｒ：５４体積％、ＣＨ４：６体積％、Ｈｅ：４０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行い、引き続き、アルゴンガスと一酸化窒素ガスの混合ガス（Ａｒ：９０体積％、ＮＯ：１０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行うことによって、反射防止層を形成し、合成石英ガラスからなる透光性基板１上に遮光膜２を形成した。尚、上記遮光層成膜時のスパッタリング装置のパワーは０．９ｋＷ、全ガス圧は０．２パスカル（Ｐａ）、反射防止層成膜時のスパッタリング装置のパワーは０．３３ｋＷ、全ガス圧は０．２８パスカル（Ｐａ）の条件で遮光膜を形成した。遮光層と反射防止層の成膜速度の比率は、３．８：１であった。遮光膜の膜厚は、６５ｎｍであった。
【０１０２】
次に、前記フォトマスクブランク上に、化学増幅型レジストである電子線描画用レジスト膜（富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製：ＦＥＰ１７１）を形成した。レジスト膜の形成は、スピンナー（回転塗布装置）を用いて、回転塗布した。尚、上記レジスト膜を塗布後、加熱乾燥装置を用いて所定の加熱乾燥処理を行った。
次にフォトマスクブランク上に形成されたレジスト膜に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターン描画（８０ｎｍのラインアンドスペースパターン）を行った後、所定の現像液で現像してレジストパターンを形成した。
次に、上記レジストパターンに沿って、遮光層と反射防止層とからなる遮光膜２のドライエッチング処理を行って遮光膜パターン２ａを形成した。ドライエッチングガスとして、塩素（Ｃｌ２）ガスと酸素（Ｏ２）ガスの混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）を用いた。このときエッチング速度は、反射防止層が４．９Å／秒、遮光層が２．９Å／秒で、遮光膜全体のエッチング速度は、３．２Å／秒であった。遮光膜の深さ方向におけるエッチング速度は、遮光膜の表面側のエッチング速度が速く、透光性基板側が遅い傾向であった。
【０１０３】
本実施例では、遮光膜２における遮光層の成膜速度よりも、反射防止層の成膜速度を遅くして形成することにより、遮光膜の深さ方向に向かってドライエッチング速度を適度に遅くすることで、グローバルローディングエラーは実用上許容できる数値に収まった。また、遮光膜２における遮光層に主に窒素を多く含め、反射防止層に主に酸素を多く含めることによって、遮光膜２全体のエッチング速度を速くするようにした。このように、遮光膜２は膜厚が薄い上にエッチング速度が速く、エッチング時間も速いことから、遮光膜パターン２ａの断面形状も垂直形状となり良好となった。また、遮光膜パターン２ａ上にはレジスト膜が残存していた。
最後に残存するレジストパターンを剥離して、フォトマスクを得た。その結果、透光性基板上に８０ｎｍのラインアンドスペースの遮光膜パターンが形成されたフォトマスクを作製することができた。
【０１０４】
（実施例８）
図３は、本実施例に係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を用いたフォトマスクの製造工程を示す断面図である。本実施例のフォトマスクブランク３０は、同図（ａ）に示すように、透光性基板１上に、ハーフトーン型位相シフター膜４とその上の遮光層５と反射防止層６とからなる遮光膜２からなる。
このフォトマスクブランク３０は、次のような方法で製造することができる。
合成石英ガラスからなる透光性基板上に、枚葉式スパッタ装置を用いて、スパッタターゲットにモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）との混合ターゲット（Ｍｏ：Ｓｉ＝８：９２ｍｏｌ％）を用い、アルゴン（Ａｒ）と窒素（Ｎ２）との混合ガス雰囲気（Ａｒ：Ｎ２＝１０体積％：９０体積％）で、反応性スパッタリング（ＤＣスパッタリング）により、モリブデン、シリコン、及び窒素を主たる構成要素とする単層で構成されたＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）用ハーフトーン型位相シフター膜を膜厚６９ｎｍに形成した。尚、このハーフトーン型位相シフター膜は、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）でおいて、透過率は５．５％、位相シフト量が略１８０°となっている。
【０１０５】
次に、上記ハーフトーン型位相シフター膜上に、実施例６と同様にして総膜厚が４８ｎｍの遮光層及び反射防止層からなる遮光膜を形成した。
次に、前記フォトマスクブランク３０上に、化学増幅型レジストである電子線描画用レジスト膜（富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製：ＦＥＰ１７１、膜厚：２００ｎｍ）を形成した。レジスト膜の形成は、スピンナー（回転塗布装置）を用いて、回転塗布した。尚、上記レジスト膜を塗布後、加熱乾燥装置を用いて所定の加熱乾燥処理を行った。
次に、前記フォトマスクブランク３０上に形成されたレジスト膜に対し、電子線描画装置を用いて、所望のパターン描画（７０ｎｍのラインアンドスペースパターン）を行った後、所定の現像液で現像してレジストパターン７を形成した（図３（ｂ）参照）。
次に、上記レジストパターン７に沿って、遮光層５と反射防止層６とからなる遮光膜２のドライエッチングを行って遮光膜パターン２ａを形成した（同図（ｃ）参照）。
【０１０６】
次に、上述の遮光膜パターン２ａ及びレジストパターン７をマスクに、ハーフトーン型位相シフター膜４のエッチングを行ってハーフトーン型位相シフター膜パターン４ａを形成した（同図（ｄ）参照）。このハーフトーン型位相シフター膜４のエッチングにおいては、前記遮光膜パターン２ａの断面形状が影響するため、遮光膜パターン２ａの断面形状が良好であるために、ハーフトーン型位相シフター膜パターン４ａの断面形状も良好となった。
次に、残存するレジストパターン７を剥離後、再度レジスト膜８を塗布し、転写領域内の不要な遮光膜パターンを除去するためのパターン露光を行った後、該レジスト膜８を現像してレジストパターン８ａを形成した（同図（ｅ）、（ｆ）参照）。次いで、ウェットエッチングを用いて不要な遮光膜パターンを除去し、残存するレジストパターンを剥離して、フォトマスク４０を得た（同図（ｇ）参照）。
その結果、透光性基板上に、７０ｎｍのラインアンドスペースのハーフトーン型位相シフター膜パターンが形成されたフォトマスクを作製することが出来た。また、グローバルローディングエラーは実用上許容できる数値に収まった。
【０１０７】
（実施例９）
実施例６と同じ合成石英ガラスからなる透光性基板上に、枚葉式スパッタ装置を用いて、スパッタターゲットにタンタル（Ｔａ）とハフニウム（Ｈｆ）との混合ターゲット（Ｔａ：Ｈｆ＝９０：１０ａｔ％）を用い、アルゴン（Ａｒ）ガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタリングにより、膜厚７５ÅのＴａＨｆ膜を形成し、次に、Ｓｉターゲットを用い、アルゴンと酸素と窒素の混合ガス雰囲気中で、反応性スパッタリングにより、膜厚７４０ÅのＳｉＯＮ膜（Ｓｉ：Ｏ：Ｎ＝４０：２７：３３ａｔ％）を形成した。つまり、ＴａＨｆ膜を下層とし、ＳｉＯＮ膜を上層とする二層で構成されたＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）用ハーフトーン型位相シフター膜を形成した。尚、このハーフトーン型位相シフター膜は、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）でおいて、透過率は１５．０％と高透過率を有し、位相シフト量が略１８０°となっている。
【０１０８】
次に、上記ハーフトーン型位相シフター膜上に、実施例８と全く同様にして総膜厚が４８ｎｍの遮光層及び反射防止層からなる遮光膜を形成した。
このようにして得られたハーフトーン型位相シフトマスク用のフォトマスクブランクを用いて、実施例８と同様に、ハーフトーン型位相シフトマスクを作製した。但し、本実施例では、図４に示すように、転写領域内の遮光膜パターンを除去せずに、マスクパターンにおける光透過部（マスクパターンが形成されておらず透明基板が露出している部分）との境界部を除く部分に遮光膜を形成させておいた。
その結果、透光性基板上に、７０ｎｍのラインアンドスペースのハーフトーン型位相シフター膜パターンが形成されたフォトマスクを作製することが出来た。また、グローバルローディングエラーは実用上許容できる数値に収まった。
【０１０９】
（比較例２）
スパッタリングターゲットにクロムターゲットを使用し、アルゴンガスと窒素ガスとヘリウムガスの混合ガス（Ａｒ：３０体積％、Ｎ２：３０体積％、Ｈｅ：４０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行って透光性基板１上に遮光層を形成し、その後、アルゴンガスとメタンガスとヘリウムガスの混合ガス（Ａｒ：５４体積％、ＣＨ４：６体積％、Ｈｅ：４０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行い、引き続き、アルゴンガスと一酸化窒素ガスの混合ガス（Ａｒ：９０体積％、ＮＯ：１０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行うことによって、反射防止層を形成し、合成石英ガラスからなる透光性基板１上に遮光膜２を形成した。尚、上記遮光層成膜時のスパッタリング装置のパワーは０．３３ｋＷ、全ガス圧は０．２８パスカル（Ｐａ）、反射防止層成膜時のスパッタリング装置のパワーは０．３３ｋＷ、全ガス圧は０．２８パスカル（Ｐａ）の条件で遮光膜を形成した。遮光層と反射防止層の成膜速度の比率は、１：１であった。遮光膜の膜厚は、７０ｎｍであった。
【０１１０】
次に、前記フォトマスクブランク上に、化学増幅型レジストである電子線描画用レジスト膜（富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製：ＦＥＰ１７１）を形成した。レジスト膜の形成は、スピンナー（回転塗布装置）を用いて、回転塗布した。尚、上記レジスト膜を塗布後、加熱乾燥装置を用いて所定の加熱乾燥処理を行った。
次にフォトマスクブランク上に形成されたレジスト膜に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターン描画（８０ｎｍのラインアンドスペースパターン）を行った後、所定の現像液で現像してレジストパターンを形成した。
【０１１１】
次に、上記レジストパターンに沿って、遮光層と反射防止層とからなる遮光膜２のドライエッチング処理を行って遮光膜パターン２ａを形成した。ドライエッチングガスとして、塩素（Ｃｌ２）ガスと酸素（Ｏ２）ガスの混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）を用いた。このときエッチング速度は、反射防止層が４．２Å／秒、遮光層が４．２Å／秒で、遮光膜全体のエッチング速度は、４．２Å／秒であった。このように遮光膜の深さ方向におけるエッチング速度は、遮光膜の表面側と透光性基板側とでは同一であった。
本比較例では、遮光膜２における遮光層の成膜速度と反射防止層の成膜速度を同じにして形成したことにより、遮光膜の深さ方向に向かってドライエッチング速度が略一定となり、そのためグローバルローディングエラーが大きくなり、グローバルローディングエラーは実用上許容できる数値に収まらなかった。
（半導体装置の製造方法）
上述の実施例６〜９によって得られたフォトマスクを露光装置にセットし、半導体基板上のレジスト膜にパターン転写を行って、半導体装置を作製したところ、半導体基板上に形成された回路パターンの欠陥もなく、良好な半導体装置を得ることができた。
上記実施例６〜９におけるフォトマスク作製過程における電子線描画の際の電子線の加速電圧を５０ｋｅＶ以上とした際も、遮光膜の導電性は良好で、形成された遮光膜パターンの断面形状は垂直形状で良好、８０ｎｍや７０ｎｍのラインアンドスペースパターンも良好に形成され、さらにグローバルローディングエラーは実用上許容できる数値に収まったフォトマスクが得られた。
【０１１２】
以下の実施例１０〜１２は、本発明の第５及び第６の実施の形態に対応する実施例である。
（実施例１０）
本実施例のフォトマスクブランクは、透光性基板１上に遮光層と反射防止層とからなる遮光膜２からなる。
このフォトマスクブランクは、次のような方法で製造することができる。
スパッタリング装置を用いて、スパッタターゲットにクロムターゲットを使用し、アルゴンガスと窒素ガスとヘリウムガスの混合ガス（Ａｒ：３０体積％、Ｎ２：３０体積％、Ｈｅ：４０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行って透光性基板１上に遮光層を形成し、その後、アルゴンガスとメタンガスとヘリウムガスの混合ガス（Ａｒ：５４体積％、ＣＨ４：６体積％、Ｈｅ：４０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行い、引き続き、アルゴンガスと一酸化窒素ガスの混合ガス（Ａｒ：９０体積％、ＮＯ：１０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行うことによって、反射防止層を形成し、合成石英ガラスからなる透光性基板１上に遮光膜２を形成した。尚、上記遮光層成膜時のスパッタリング装置のパワーは１．１６ｋＷ、全ガス圧は０．１７パスカル（Ｐａ）、反射防止層成膜時のスパッタリング装置のパワーは０．３３ｋＷ、全ガス圧は０．２８パスカル（Ｐａ）の条件で遮光膜を形成した。遮光層と反射防止層の成膜速度の比率は、３．２：１であった。遮光膜の膜厚は、６７ｎｍであった。遮光膜について、ラザフォード後方散乱分析法により組成分析を行った結果、窒素（Ｎ）は３２．５原子％、酸素（Ｏ）は１２．８原子％、水素（Ｈ）は５．９原子％が含まれているクロム（Ｃｒ）膜であった。また、オージエ電子分光法により組成分析を行った結果、上記遮光膜中には炭素（Ｃ）が８．０原子％含まれていた。
【０１１３】
図７は本実施例の遮光膜のオージエ電子分光分析による遮光膜の深さ方向の組成分析結果を示す図である。
この結果によると、遮光膜のうち遮光層は、クロム、窒素及び反射防止層の形成に用いた酸素、炭素が若干混入した組成傾斜膜となった。また反射防止層は、クロム、窒素、及び酸素、並びに、炭素が若干混入した組成傾斜膜となった。
図８は本実施例の遮光膜のラザフォード後方散乱分析法により組成分析を行った結果であり、Ｃｒの組成比を１としたときの遮光膜の表面側から透光性基板側のクロム（Ｃｒ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、水素（Ｈ）、炭素（Ｃ）の分布を示す図である。図８に示すように、遮光膜は、表面側から透光性基板側に向かう膜厚方向の略全域に窒素（Ｎ）が含まれており、更に、表面側から透光性基板側に向かって酸素（Ｏ）の含有量が減少していることがわかる。また、表面側から透光性基板側に向かって水素（Ｈ）の含有量も減少している。ここで、窒素（Ｎ）は、遮光膜中に含まれるクロム（Ｃｒ）の割合（組成比）を１としたときに、窒素（Ｎ）は、表面側から透光性基板側の略全域において、０．６５〜０．６７と均一に含まれていた。
この遮光膜の光学濃度は、３．０であった。また、この遮光膜の露光波長１９３ｎｍにおける反射率は１４．８％と低く抑えることができた。さらに、フォトマスクの欠陥検査波長である２５７ｎｍ又は３６４ｎｍに対しては、それぞれ１９．９％、１９．７％となり、検査する上でも問題とならない反射率であった。
【０１１４】
次に、前記フォトマスクブランク上に、化学増幅型レジストである電子線描画用レジスト膜（富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製：ＦＥＰ１７１）を形成した。レジスト膜の形成は、スピンナー（回転塗布装置）を用いて、回転塗布した。尚、上記レジスト膜を塗布後、加熱乾燥装置を用いて所定の加熱乾燥処理を行った。
次にフォトマスクブランク上に形成されたレジスト膜に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターン描画（８０ｎｍのラインアンドスペースパターン）を行った後、所定の現像液で現像してレジストパターンを形成した。
次に、上記レジストパターンに沿って、遮光層と反射防止層とからなる遮光膜２のドライエッチング処理を行って遮光膜パターン２ａを形成した。ドライエッチングガスとして、塩素（Ｃｌ２）ガスと酸素（Ｏ２）ガスの混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）を用いた。このときエッチング速度は、反射防止層が４．９Å／秒、遮光層が３．３Å／秒で、遮光膜全体のエッチング速度は、３．６Å／秒であった。遮光膜の深さ方向におけるエッチング速度は、遮光膜の表面側のエッチング速度が速く、透光性基板側が遅い傾向であった。
【０１１５】
本実施例では、遮光膜２における遮光層の成膜速度よりも、反射防止層の成膜速度を遅くして形成することにより、遮光膜の深さ方向に向かってドライエッチング速度を適度に遅くすることで、グローバルローディングエラーは実用上許容できる数値に収まった。また、遮光膜２における遮光層に主に窒素を多く含め、反射防止層に主に酸素を多く含めることによって、遮光膜２全体のエッチング速度を速くするようにした。このように、遮光膜２は膜厚が薄い上にエッチング速度が速く、エッチング時間も速いことから、遮光膜パターン２ａの断面形状も垂直形状となり良好となった。また、遮光膜パターン２ａ上にはレジスト膜が残存していた。
最後に残存するレジストパターンを剥離して、フォトマスクを得た。その結果、透光性基板上に８０ｎｍのラインアンドスペースの遮光膜パターンが形成されたフォトマスクを作製することができた。
【０１１６】
（実施例１１）
図３は、本実施例に係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を用いたフォトマスクの製造工程を示す断面図である。本実施例のフォトマスクブランク３０は、同図（ａ）に示すように、透光性基板１上に、ハーフトーン型位相シフター膜４とその上の遮光層５と反射防止層６とからなる遮光膜２からなる。
このフォトマスクブランク３０は、次のような方法で製造することができる。
合成石英ガラスからなる透光性基板上に、枚葉式スパッタ装置を用いて、スパッタターゲットにモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）との混合ターゲット（Ｍｏ：Ｓｉ＝８：９２ｍｏｌ％）を用い、アルゴン（Ａｒ）と窒素（Ｎ２）との混合ガス雰囲気（Ａｒ：Ｎ２＝１０体積％：９０体積％）で、反応性スパッタリング（ＤＣスパッタリング）により、モリブデン、シリコン、及び窒素を主たる構成要素とする単層で構成されたＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）用ハーフトーン型位相シフター膜を膜厚６９ｎｍに形成した。尚、このハーフトーン型位相シフター膜は、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）でおいて、透過率は５．５％、位相シフト量が略１８０°となっている。
【０１１７】
次に、上記ハーフトーン型位相シフター膜上に、実施例１０と同様にして総膜厚が４８ｎｍの遮光層及び反射防止層からなる遮光膜を形成した。
次に、前記フォトマスクブランク３０上に、化学増幅型レジストである電子線描画用レジスト膜（富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製：ＦＥＰ１７１、膜厚：２００ｎｍ）を形成した。レジスト膜の形成は、スピンナー（回転塗布装置）を用いて、回転塗布した。尚、上記レジスト膜を塗布後、加熱乾燥装置を用いて所定の加熱乾燥処理を行った。
次に、前記フォトマスクブランク３０上に形成されたレジスト膜に対し、電子線描画装置を用いて、所望のパターン描画（７０ｎｍのラインアンドスペースパターン）を行った後、所定の現像液で現像してレジストパターン７を形成した（図３（ｂ）参照）。
次に、上記レジストパターン７に沿って、遮光層５と反射防止層６とからなる遮光膜２のドライエッチングを行って遮光膜パターン２ａを形成した（同図（ｃ）参照）。
【０１１８】
次に、上述の遮光膜パターン２ａ及びレジストパターン７をマスクに、ハーフトーン型位相シフター膜４のエッチングを行ってハーフトーン型位相シフター膜パターン４ａを形成した（同図（ｄ）参照）。このハーフトーン型位相シフター膜４のエッチングにおいては、前記遮光膜パターン２ａの断面形状が影響するため、遮光膜パターン２ａの断面形状が良好であるために、ハーフトーン型位相シフター膜パターン４ａの断面形状も良好となった。
次に、残存するレジストパターン７を剥離後、再度レジスト膜８を塗布し、転写領域内の不要な遮光膜パターンを除去するためのパターン露光を行った後、該レジスト膜８を現像してレジストパターン８ａを形成した（同図（ｅ）、（ｆ）参照）。次いで、ウェットエッチングを用いて不要な遮光膜パターンを除去し、残存するレジストパターンを剥離して、フォトマスク４０を得た（同図（ｇ）参照）。
その結果、透光性基板上に７０ｎｍのラインアンドスペースのハーフトーン型位相シフター膜パターンが形成されたフォトマスクを作製することができた。また、グローバルローディングエラーは実用上許容できる数値に収まった。
【０１１９】
（実施例１２）
実施例１０と同じ合成石英ガラスからなる透光性基板上に、枚葉式スパッタ装置を用いて、スパッタターゲットにタンタル（Ｔａ）とハフニウム（Ｈｆ）との混合ターゲット（Ｔａ：Ｈｆ＝９０：１０ａｔ％）を用い、アルゴン（Ａｒ）ガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタリングにより、膜厚７５ÅのＴａＨｆ膜を形成し、次に、Ｓｉターゲットを用い、アルゴンと酸素と窒素の混合ガス雰囲気中で、反応性スパッタリングにより、膜厚７４０ÅのＳｉＯＮ膜（Ｓｉ：Ｏ：Ｎ＝４０：２７：３３ａｔ％）を形成した。つまり、ＴａＨｆ膜を下層とし、ＳｉＯＮ膜を上層とする二層で構成されたＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）用ハーフトーン型位相シフター膜を形成した。尚、このハーフトーン型位相シフター膜は、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）でおいて、透過率は１５．０％と高透過率を有し、位相シフト量が略１８０°となっている。
【０１２０】
次に、上記ハーフトーン型位相シフター膜上に、実施例１１と全く同様にして総膜厚が４８ｎｍの遮光層及び反射防止層からなる遮光膜を形成した。
このようにして得られたハーフトーン型位相シフトマスク用のフォトマスクブランクを用いて、実施例１１と同様に、ハーフトーン型位相シフトマスクを作製した。但し、本実施例では、図４に示すように、転写領域内の遮光膜パターンを除去せずに、マスクパターンにおける光透過部（マスクパターンが形成されておらず透明基板が露出している部分）との境界部を除く部分に遮光膜を形成させておいた。
その結果、透光性基板上に７０ｎｍのラインアンドスペースのハーフトーン型位相シフター膜パターンが形成されたフォトマスクを作製することができた。また、グローバルローディングエラーは実用上許容できる数値に収まった。
【０１２１】
（比較例３）
実施例１０と同じ石英ガラスからなる透光性基板上に、インライン型スパッタ装置を用いて、スパッタターゲットにクロムターゲットを使用し、アルゴンと窒素の混合ガス（Ａｒ：５０体積％、Ｎ２：５０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行い、次にアルゴンとメタンとヘリウムの混合ガス（Ａｒ：５４体積％、ＣＨ４：６体積％、Ｈｅ：４０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行うことによって、遮光層を形成した。引続き、アルゴンと一酸化窒素の混合ガス（Ａｒ：９０体積％、ＮＯ：１０体積％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行うことによって、反射防止層を形成した。このようにして、総膜厚が６８ｎｍの遮光層及び反射防止層からなる遮光膜が形成された。
本比較例の遮光膜は、光学濃度が３．０であった。また、この遮光膜の露光波長１９３ｎｍにおける反射率は１２．０％と低く抑えることができた。
【０１２２】
次に、得られたフォトマスクブランクを用いて、前述の実施例１０と同様にして、フォトマスクを作製した。遮光膜のドライエッチング速度は、遮光膜の総膜厚／エッチング時間で１．８Å／秒であり、非常に遅いものであった。このように、本比較例の遮光膜はエッチング速度が遅く、エッチング時間も長くなることから、形成された遮光膜パターンの断面形状も悪かった。また、レジスト膜のダメージも大きかった。その理由は、本比較例の遮光膜は、ウェットエッチングに好適な膜構成となっており、その成膜条件からすると、ウェットエッチング速度を速めるのに好適な炭素の含有量が多く、ウェットエッチングにおいてアンダーカットを抑制するように窒素の含有量が少ないためであると推察され、これがドライエッチング速度を遅くする結果になったものと考えられる。また、遮光膜の深さ方向に向かって、最初はドライエッチング速度が速く、主にＣｒＣ膜の領域では遅くなり、最後にＣｒＮ膜の領域では再び速くなるため、パターンの断面形状を劣化させたり、グローバルローディング現象が起こりやすかったものと考えられる。
その結果、透光性基板上に８０ｎｍのラインアンドスペースの遮光膜パターンが形成されたフォトマスクを作製することができたが、グローバルローディングエラーは実用上許容できる数値に収まらなかった。
【０１２３】
上述の実施例１０〜１２において、遮光膜中に含まれるクロム（Ｃｒ）の割合（組成比）を１としたときに、窒素（Ｎ）を、表面側から透光性基板側の略全域において、０．５〜０．８とした場合においても、ドライエッチング速度を速くできる効果が確認され、それとあいまって、遮光膜の表面側から透光性基板側に向かって酸素の含有量が減少させることとにより、グローバルローディング現象を低減させ、パターン精度やパターンの断面形状を向上させることができることが確認できた。
（半導体装置の製造方法）
実施例１０〜１２によって得られたフォトマスクを露光装置にセットし、半導体基板上のレジスト膜にパターン転写を行って、半導体装置を作製したところ、半導体基板上に形成された回路パターンの欠陥もなく、良好な半導体装置を得ることができた。
上記実施例１０〜１２におけるフォトマスク作製過程における電子線描画の際の電子線の加速電圧を５０ｋｅＶ以上とした際も、遮光膜の導電性は良好で、形成された遮光膜パターンの断面形状は垂直形状で良好、８０ｎｍや７０ｎｍのラインアンドスペースパターンも良好に形成され、さらにグローバルローディングエラーは実用上許容できる数値に収まったフォトマスクが得られた。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基板上に遮光膜を有するフォトマスクブランクにおいて、
前記フォトマスクブランクは、前記遮光膜上に形成されるマスクパターンをマスクにしてドライエッチング処理により、前記遮光膜をパターニングするフォトマスクの作製方法に対応するドライエッチング処理用のフォトマスクブランクであって、
前記遮光膜の透光性基板側におけるドライエッチング速度を、前記遮光膜の表面側におけるドライエッチング速度よりも遅くさせるようにしたことを特徴とするフォトマスクブランク。
【請求項２】
前記遮光膜の表面側から透光性基板側に向かってドライエッチング速度を遅くさせるようにしたことを特徴とする請求項１記載のフォトマスクブランク。
【請求項３】
前記遮光膜は、主にクロムを含む材料からなることを特徴とする請求項１又は２記載のフォトマスクブランク。
【請求項４】
前記遮光膜は、更に酸素を含み、表面側から透光性基板側に向かって酸素の含有量が減少していることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一に記載のフォトマスクブランク。
【請求項５】
前記遮光膜は、更に窒素を含むことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一に記載のフォトマスクブランク。
【請求項６】
前記遮光膜は、表面側から透光性基板側に向かう膜厚方向の略全域に窒素が含まれていることを特徴とする請求項５記載のフォトマスクブランク。
【請求項７】
前記遮光膜の上層部に酸素を含む反射防止層を形成することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一に記載のフォトマスクブランク。
【請求項８】
前記透光性基板と前記遮光膜との間に、ハーフトーン型位相シフター膜が形成されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一に記載のフォトマスクブランク。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一に記載のフォトマスクブランクにおける前記遮光膜をドライエッチングによりパターニングして前記透光性基板上に遮光膜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。
【請求項１０】
請求項８に記載のフォトマスクブランクにおける前記遮光膜をドライエッチングによりパターニングして遮光膜パターンを形成した後、該遮光膜パターンをマスクにして、ドライエッチングにより前記位相シフター膜をパターニングして前記透光性基板上に位相シフター膜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。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載のフォトマスクにおける前記遮光膜パターン又は前記位相シフター膜パターンをフォトリソグラフィー法により、半導体基板上にパターンを転写することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１】
透光性基板上に遮光膜を有するフォトマスクブランクにおいて、
前記フォトマスクブランクは、前記遮光膜上に形成されるマスクパターンをマスクにしてドライエッチング処理により、前記遮光膜をパターニングするフォトマスクの作製方法に対応するドライエッチング処理用のフォトマスクブランクであって、
前記遮光膜の透光性基板側におけるドライエッチング速度を、前記遮光膜の表面側におけるドライエッチング速度よりも遅くさせるようにしたことを特徴とするフォトマスクブランク。
【請求項２】
前記遮光膜の表面側から透光性基板側に向かってドライエッチング速度を遅くさせるようにしたことを特徴とする請求項１記載のフォトマスクブランク。
【請求項３】
前記遮光膜は、主にクロムを含む材料からなることを特徴とする請求項１又は２記載のフォトマスクブランク。
【請求項４】
前記遮光膜は、更に酸素を含み、表面側から透光性基板側に向かって酸素の含有量が減少していることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一に記載のフォトマスクブランク。
【請求項５】
前記遮光膜は、更に窒素を含むことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一に記載のフォトマスクブランク。
【請求項６】
前記遮光膜は、表面側から透光性基板側に向かう膜厚方向の略全域に窒素が含まれていることを特徴とする請求項５記載のフォトマスクブランク。
【請求項７】
前記遮光膜の上層部に酸素を含む反射防止層を形成することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一に記載のフォトマスクブランク。
【請求項８】
前記透光性基板と前記遮光膜との間に、ハーフトーン型位相シフター膜が形成されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一に記載のフォトマスクブランク。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一に記載のフォトマスクブランクにおける前記遮光膜をドライエッチングによりパターニングして前記透光性基板上に遮光膜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。
【請求項１０】
請求項８に記載のフォトマスクブランクにおける前記遮光膜をドライエッチングによりパターニングして遮光膜パターンを形成した後、該遮光膜パターンをマスクにして、ドライエッチングにより前記位相シフター膜をパターニングして前記透光性基板上に位相シフター膜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。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載のフォトマスクにおける前記遮光膜パターン又は前記位相シフター膜パターンをフォトリソグラフィー法により、半導体基板上にパターンを転写することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２１５６５７（Ｐ２０１１−２１５６５７Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７２４２０（Ｐ２０１１−１７２４２０）
【出願日】平成２３年８月５日（２０１１．８．５）
【分割の表示】特願２００７−５３４４８７（Ｐ２００７−５３４４８７）の分割
【原出願日】平成１８年９月８日（２００６．９．８）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月５日（２０１１．８．５）
【分割の表示】特願２００７−５３４４８７（Ｐ２００７−５３４４８７）の分割
【原出願日】平成１８年９月８日（２００６．９．８）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
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