JP6573591B2 - フォトマスクの製造方法、フォトマスク、及び表示装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶パネルや有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネルに代表される表示装置の製造に有用なフォトマスク及びその製造方法、並びに、当該フォトマスクを用いた表示装置の製造方法に関する。

透明基板上に形成された遮光膜及び半透光膜をパターニングしてなる転写用パターンを備えたフォトマスクが知られている。半透光膜は、フォトマスクの露光に用いる露光光を一部透過する膜である。この半透光膜を含む転写用パターンによれば、被転写体上のレジスト膜を感光及び現像したときに形成される、レジストパターンの膜厚や形状を所望の状態に制御することができる。このような転写用パターンを備えるフォトマスクは、半導体装置のほか、上記表示装置の製造にも有用に使用される。

上記のようなフォトマスクには、下記特許文献１、２に記載された多階調フォトマスクが含まれる。多階調フォトマスクは、階調を有するフォトマスクであって、グレートーンマスクともいわれる。また、半透光部を備える他のフォトマスクとしては、露光光の位相を反転させる位相シフト膜を用い、フォトマスクを透過した光の干渉作用を利用することで、解像性や焦点深度を向上させる、位相シフトマスクがある。

特開２００５−２５７７１２号公報 特開２００７−１１４７５９号公報

多階調フォトマスクの転写用パターンは、遮光部、透光部、及び半透光部といった、光透過率の異なる３つ以上の部分を有し、これによって複数の残膜厚を有するレジストパターンを被転写体上に形成しようとするものである。このレジストパターンは、被転写体上に形成された薄膜の加工に際して、エッチングマスクとして利用される。その場合、レジストパターンを用いて第１エッチングを行い、次いでレジストパターンを減膜すると、減膜後のレジストパターンは第１エッチング時とは異なる形状となる。このため、第１エッチングとは異なる形状のエッチングマスクを用いて第２エッチングを行うことが可能となる。このように、多階調フォトマスクは、複数枚のフォトマスクに相当する機能をもつフォトマスクとも言えるものであり、主として表示装置の製造に必要なフォトマスクの枚数を低減できるものとして、生産効率の向上に寄与している。

上記特許文献１、２に記載された多階調フォトマスクは、透明基板が露出した透光部、遮光膜を用いた遮光部のほかに、露光光を一部透過する半透光膜を用いた半透光部を備える転写用パターンを有する。したがって、例えば半透光部の光透過率や透過光に対する位相特性などを適宜制御することにより、被転写体上に形成されるレジストパターンの部分的な厚みや、その断面形状などを変化させることができると考えられる。ゆえに、多階調フォトマスクを設計する際には、露光時に使用する光（露光光）に対する所望の透過率や位相特性を設定し、これに適合する膜材料や膜厚を選択し、成膜条件を整えることにより、所望の光特性をもつ多階調フォトマスクとすることができる。

ところで、特許文献１には、以下の方法で製造される多階調フォトマスク（グレートーンマスク）が記載されている（図７及び図８参照）。
まず、図７（ａ）に示すフォトマスクブランク１００を用意する。このフォトマスクブランク１００は、透明基板１０１上に遮光膜１０２を形成し、その上にポジ型レジストを塗布してレジスト膜１０３を形成したものである。
次に、レーザ描画機などを用いてレジスト膜１０３に描画（第１描画）した後、現像する。これにより、半透光部に対応する領域（Ａ領域）ではレジスト膜１０３が除去される。また、遮光部に対応する領域（Ｂ領域）及び透光部に対応する領域（Ｃ領域）には、レジスト膜１０３の残存によってレジストパターン１０３ａが形成される（図７（ｂ）参照）。
次に、レジストパターン１０３ａをマスクとして、遮光膜１０２をエッチング（第１エッチング）することにより、遮光部に対応する（Ｂ領域）及び透光部に対応する領域（Ｃ領域）に遮光膜パターン１０２ａを形成する（図７（ｃ）参照）。

次に、遮光膜パターン１０２ａを覆っているレジストパターン１０３ａを除去する（図７（ｄ）参照）。これにより、遮光膜パターン付き基板が得られる。
ここまでが１回目のフォトリソグラフィ工程（描画、現像、エッチング）となり、この段階で、半透光部に対応する領域（Ａ領域）が画定する。
次に、上記の遮光膜パターン付き基板の全面に半透光膜１０４を成膜する（図７（ｅ）参照）。これにより、Ａ領域の半透光部が形成される。

次に、半透光膜１０４の全面にポジ型レジストを塗布してレジスト膜１０５を形成する（図８（ｆ）参照）。
次に、レジスト膜１０５に描画（第２描画）した後、現像する。これにより、透光部に対応する領域（Ｃ領域）ではレジスト膜１０５が除去される。また、遮光部に対応する領域（Ｂ領域）及び半透光部に対応する領域（Ａ領域）には、レジスト膜１０５の残存によってレジストパターン１０５ａが形成される（図８（ｇ）参照）。

次に、レジストパターン１０５ａをマスクとして、半透光膜１０４と遮光膜パターン１０２ａをエッチング（第２エッチング）することにより、透光部に対応する領域（Ｃ領域）で透明基板１０１を露出させる（図８（ｈ）参照）。これにより、遮光部に対応する（Ｂ領域）には遮光膜パターン１０２ａが形成され、半透光部に対応する領域（Ａ領域）及び遮光部に対応する（Ｂ領域）には半透光膜パターン１０４ａが形成される。なお、第２エッチング工程では、半透光膜１０４と遮光膜１０２を互いにエッチング特性が同一又は近似する材料で形成しておくことにより、２つの膜を連続的にエッチングすることが可能である。
次に、半透光膜パターン１０４ａを覆っているレジストパターン１０５ａを除去する（図８（ｉ）参照）。
以上で、多階調フォトマスク（グレートーンマスク）１１０が完成する。

このように、特許文献１に記載の製造方法では、２回のフォトリソグラフィ工程（描画、現像、エッチング）によって、遮光膜１０２及び半透光膜１０４がそれぞれパターニングされ、遮光部、透光部、及び半透光部を備える転写用パターンが形成される。この転写用パターンを有する多階調フォトマスク１１０は、図８（ｉ）に示すように、遮光部となるＢ領域の全域が、遮光膜と半透光膜の積層膜として形成されている。

一方、特許文献２には、図１０（ｌ）に示す多階調フォトマスク（階調をもつフォトマスク）が記載されている。このフォトマスク２００では、透明基板２０１上に遮光領域、半透明領域、及び透過領域が混在する。遮光領域には、遮光膜２１４と半透明膜２１３がこの順に積層されて存在し、半透明領域には、半透明膜２１３のみが存在する。半透明膜２１３は、露光光に対して反射防止機能を有する。透明領域は、遮光膜２１４と半透明膜２１３のいずれも存在しない領域である。

以下に、特許文献２記載のフォトマスクの製造方法について、図９及び図１０を用いて説明する。
まず、図９（ａ）に示すフォトマスクブランク２０３を用意する。このフォトマスク２０３は、透明基板２０１上に遮光膜２０２を形成したものである。

次に、図９（ｂ）に示すように、遮光膜２０２上にレジストを塗布することにより、レジスト膜２０４を形成する。
次に、図９（ｃ）に示すように、レーザ光などのエネルギー線２０５で遮光膜２０２上のレジスト膜２０４にパターン描画を行う。
次に、図９（ｄ）に示すように、レジスト膜２０４を所定の現像液で現像した後、リンスすることにより、レジストパターン２０６を形成する。
次に、図９（ｅ）に示すように、レジストパターン２０６の開口部に露出している遮光膜２０２をエッチングすることにより、遮光膜パターン２０７を形成する。
次に、図９（ｆ）に示すように、遮光膜パターン２０７を覆っているレジストパターン２０６を除去する。これにより、遮光膜パターン付き基板２０８が得られる。
次に、図９（ｇ）に示すように、遮光膜パターン付き基板２０８の全面に、半透明膜２０９を成膜する。

次に、図１０（ｈ）に示すように、半透明膜２０９上にレジストを塗布することにより、レジスト膜２１０を形成する。
次に、図１０（ｉ）に示すように、レーザ光などのエネルギー線２１１で半透明膜２０９上のレジスト膜２１０にパターン描画を行う。
次に、図１０（ｊ）に示すように、レジスト膜２１０を所定の現像液で現像した後、リンスすることにより、レジストパターン２１２を形成する。
次に、図１０（ｋ）に示すように、レジストパターン２１２より露出している半透明膜２０９とその下の遮光膜パターン２０７をエッチングすることにより、半透明膜パターン２１３と遮光膜パターン２１４を形成する。
次に、図１０（ｌ）に示すように、遮光膜パターン２１４上に残存しているレジストパターン２１２を除去する。これにより、階調をもつフォトマスク２００が得られる。

以上の製造方法では、１回目のマスクパターン製版によって遮光膜２０２をパターニングし、２回目のマスクパターン製版によって半透明膜２０９と遮光膜２０２をパターニングすることにより、上層の半透明膜パターン２１３と下層の遮光膜パターン２０７との位置を合わせている。また、遮光膜２０２の表面反射を防止する手段が無いフォトマスクブランク２０３を用いている。その一方、遮光膜上に低反射層が予め設けられている汎用のフォトマスクブランクを用いる場合は、まず、遮光膜上の低反射膜をすべてエッチングによって除去し、遮光膜を露出した基板を得た後、上記１回目のフォトリソグラフィ工程を行うようにしている。

しかしながら、本発明者が検討したところ、上記特許文献１、２に記載の多階調フォトマスクには、それぞれに解決すべき技術課題があることが明らかになった。
特許文献１に記載の多階調フォトマスクは、透明基板が露出する透光部、透明基板上に半透光膜が形成されてなる半透光部、及び、透明基板上に遮光膜と半透光膜がこの順に積層している遮光部を有する。
フォトマスクに用いる遮光膜には、多くの場合、その表面側に反射防止層が形成されている。これは、フォトマスクの製造工程や、フォトマスクを用いた露光工程において、不要な光反射を抑えるためである。例えば、フォトマスクの製造工程においては、描画光の反射を抑えることにより、パターンの寸法（ＣＤ；Critical Dimension）精度を高めている。また、フォトマスクを用いた露光工程（例えば露光光の波長λ＝３６５〜４３６ｎｍ）においては、露光光の反射を抑えることにより、露光装置内での迷光の発生に起因した転写性の劣化を防いでいる。言い換えれば、遮光膜の表面側に形成される反射防止層は、このような光学機能を奏するのに適切な光学物性（屈折率ｎ、消衰係数ｋ）や膜厚が調整されたものとされる。

ところが、特許文献１に記載のフォトマスクでは、遮光膜上に半透光膜を積層して遮光部を形成している。このため、遮光膜の表面側に反射防止層が設けられていても、その上に存在する半透光膜によって、光の反射、干渉の挙動が変わってしまうため、上記のように調整された反射防止機能が十分に生かされないという難点がある。

一方、特許文献２に記載されたフォトマスクには、露光光に対して反射防止機能を有する半透明膜を用いている。但し、この場合にも次のような課題がある。
半透明膜は、露光光に対する反射率だけでなく、その透過率においても、用途に応じた所望の数値をもつ必要がある。一般に、半透明膜に求められる光透過率は、用途によって、あるいはマスクユーザが適用する加工条件によって異なり、その範囲は５〜６０％程度に及ぶ。したがって、特定の用途に対して所望の仕様をもつフォトマスクを得ようとすると、露光光に対する反射率だけでなく透過率の値も調整する必要がある。

しかしながら、露光光に対する透過率を所望の値とするために、半透明膜の膜厚を変えると、透過率だけでなく反射率の値も変わってしまう。このため、透過率と反射率の双方を独立に所望の値に設定することは容易ではない。更に付言すれば、半透明膜の膜厚を変えると、半透明膜の位相特性も変わってしまう。このため、露光によって得ようとする電子デバイスの種類や精度によっては、位相シフト作用による光の干渉に影響され、良好な転写性が得られない可能性がある。

また、特許文献２では、半透明膜の光透過率と光反射率の制御に関して、各膜質の調整及びその厚さの選択により実現するとしている。具体的には、スパッタ条件を変える、若干の添加物をする、あるいはその密度を変える、結晶性（粒径）を変える、膜中にボイド（気泡）を混ぜ込むなどして、見かけ上のｎ（屈折率）、ｋ（消衰係数：Extinction Coefficient）を調整するとしている。

しかしながら、フォトマスクに適用する膜として所望の物性をもつ膜を新たに得ることは、決して容易ではない。そもそもフォトマスクの光学膜として最低限の特性を満足するものを見出すこと自体が、一定の開発努力を要する。例えば、ある光学膜に関して、スパッタ等の成膜条件下で欠陥を生じにくいガス種やガス流量を見出しても、その成膜条件で形成された膜に対し多種の要求仕様、例えば薬品耐性、エッチング特性、耐光性、レジストとの密着性など、を充足する必要がある。このため、所望の物性をもつ新規の膜を見出すには、多くの条件下での試行錯誤が避けられない。その上で、個々の製品において、マスクユーザが所望する光透過率や位相特性を満足させる、都合の良いｎ値、ｋ値をもつ膜を、新たなフォトマスク製品を製造する度ごとに見出すことは、現実的とは言い難い。

また、特許文献２に記載の製造方法では、上述したとおり、遮光膜上に低反射層が予め設けられている汎用のフォトマスクブランクを用いる場合、まず、遮光膜上の低反射膜をすべてエッチングによって除去している。このため、フォトマスクブランクに最初の描画を行うときに、遮光膜の表面には描画光の反射を抑える手段が存在しない。よって、描画時の寸法精度（いわゆるＣＤ特性）が十分に得られないリスクがある。レーザ描画装置を用いる多くのＦＰＤ（Flat Panel Display）用描画装置は、描画光として４１０〜４２０（ｎｍ）程度の波長光を用いる。仮に、反射防止効果の無い遮光膜をもつフォトマスクブランクに描画を行うとなると、描画時にレジスト膜内で入射光と反射光の干渉による定在波が生じるおそれがある。その結果、描画後の現像によって形成されるレジストパターンの断面に望ましくない凹凸が生じる場合がある。その場合は、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ときに、遮光膜の寸法精度（ＣＤ）を劣化させる不都合が生じる。
遮光膜表面に反射防止機能が設けられず、光反射率が３０％を超えるような場合を想定し、本発明者は、フォトマスクブランク等のフォトマスク基板において生じる、光反射の問題を低減することに着目した。

本発明の目的は、フォトマスクを用いた露光工程において、迷光の発生リスクを低減することができるフォトマスクの製造方法、及びフォトマスクを提供することにある。

（第１の態様）
本発明の第１の態様は、
透明基板上に形成された遮光膜及び半透光膜がそれぞれパターニングされることによって形成された、透光部、半透光部、及び遮光部を備えた転写用パターンを有する、フォトマスクの製造方法において、
前記透明基板上に形成された遮光膜をパターニングして、遮光膜パターンを形成する、遮光膜パターニング工程と、
前記遮光膜パターンを含む前記透明基板上に半透光膜を形成する、半透光膜形成工程と、
前記半透光膜、又は前記半透光膜と前記遮光膜を部分的に除去して、前記透光部を形成する、透光部形成工程と、
前記遮光膜パターン上の前記半透光膜を除去する、半透光膜除去工程を有し、
前記半透光膜除去工程においては、前記半透光部となる領域にレジストパターンを形成し、
前記レジストパターンは、前記半透光部と前記遮光部とが隣接する部分において、前記遮光部側に、所定寸法のマージンを加えた寸法をもつことを特徴とする、フォトマスクの製造方法である。
（第２の態様）
本発明の第２の態様は、
透明基板上に形成された遮光膜及び半透光膜がそれぞれパターニングされることによって形成された、透光部、半透光部、及び遮光部を備えた転写用パターンを有する、フォトマスクの製造方法において、
前記透明基板上に形成された遮光膜をパターニングして、遮光膜パターンを形成する、遮光膜パターニング工程と、
前記遮光膜パターンを含む前記透明基板上に半透光膜を形成する、半透光膜形成工程と、
前記半透光膜をパターニングすることにより、前記透光部を形成するとともに、前記遮光膜パターン上の前記半透光膜を除去する、透光部形成工程を有し、
前記透光部形成工程においては、前記半透光部となる領域にレジストパターンを形成し、
前記レジストパターンは、前記半透光部と前記遮光部とが隣接する部分において、前記遮光部側に、所定寸法のマージンを加えた寸法をもつことを特徴とする、フォトマスクの製造方法である。
（第３の態様）
本発明の第３の態様は、
前記マージンの寸法をＭ１（μｍ）とするとき、０．２＜Ｍ１であることを特徴とする、上記第１又は第２の態様に記載のフォトマスクの製造方法である。
（第４の態様）
本発明の第４の態様は、
前記マージンの寸法をＭ１（μｍ）とし、前記半透光部と隣接する前記遮光部の寸法がＳ（μｍ）であるとき、０．２＜Ｍ１≦０．７Ｓであることを特徴とする、上記第１〜第３の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクの製造方法である。
（第５の態様）
本発明の第５の態様は、
前記遮光膜は、表面側に反射防止層を有し、前記遮光膜の、露光光の代表波長に対する光反射率が、３０％未満であることを特徴とする、上記第１〜第４の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクの製造方法である。
（第６の態様）
本発明の第６の態様は、
前記遮光膜と前記半透光膜を積層したときの、露光光の代表波長に対する光反射率が、３５％以上であることを特徴とする、上記第５の態様に記載のフォトマスクの製造方法である。
（第７の態様）
本発明の第７の態様は、
前記遮光膜と前記半透光膜は、同じエッチング剤でエッチング可能であり、かつ、前記半透光膜のエッチング所要時間ＨＴと前記遮光膜のエッチング所要時間ＯＴの比は、ＨＴ：ＯＴが１：３〜１：２０であることを特徴とする、上記第１〜第６の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクの製造方法である。
（第８の態様）
本発明の第８の態様は、
前記遮光膜と前記半透光膜は、同じエッチング剤でエッチング可能であり、かつ、前記遮光膜の平均エッチングレートＯＲと前記半透光膜のエッチングレートＨＲの比は、ＯＲ：ＨＲが１：１〜１：５である、上記第１〜第７の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクの製造方法である。
（第９の態様）
本発明の第９の態様は、
前記半透光膜は、露光光の代表波長に対して、３〜６０％の透過率をもつことを特徴とする、上記第１〜第８の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクの製造方法である。
（第１０の態様）
本発明の第１０の態様は、
透明基板上に形成された遮光膜及び半透光膜がそれぞれパターニングされることによって形成された、透光部、半透光部、及び遮光部を備えた転写用パターンを有する、フォトマスクであって、
前記透光部は、前記透明基板の表面が露出してなり、
前記半透光部は、前記透明基板上に、前記半透光膜が形成されてなり、
前記遮光部は、前記透明基板上に、前記遮光膜が形成されるとともに、前記半透光部と隣接するエッジに沿って、前記遮光膜上に前記半透光膜が積層するマージン部を有することを特徴とする、フォトマスクである。
（第１１の態様）
本発明の第１１の態様は、
前記マージン部の寸法をＭ１（μｍ）とするとき、０．２＜Ｍ１であることを特徴とする、上記第１０の態様に記載のフォトマスクである。
（第１２の態様）
本発明の第１２の態様は、
前記マージン部の寸法をＭ１（μｍ）とし、前記半透光部と隣接する前記遮光部の寸法がＳ（μｍ）であるとき、０．２＜Ｍ１≦０．７Ｓであることを特徴とする、上記第１０又は第１１の態様に記載のフォトマスクである。
（第１３の態様）
本発明の第１３の態様は、
前記遮光部において、前記マージン部以外の領域は、露光光の代表波長に対する光反射率が３０％未満であることを特徴とする、上記第１０〜第１２の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクである。
（第１４の態様）
本発明の第１４の態様は、
前記遮光膜と前記半透光膜は、同じエッチング剤でエッチング可能である、上記第１０〜第１３の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクである。
（第１５の態様）
本発明の第１５の態様は、
上記第１〜第９の態様のいずれか１つに記載の製造方法によるフォトマスク、又は、上記第１０〜第１４の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクを用意する工程と、
露光装置を用いて前記フォトマスクの転写用パターンを露光することにより、被転写体上に前記転写用パターンを転写する工程と、を含む、表示装置の製造方法である。

本発明によれば、フォトマスクを用いた露光工程において、迷光の発生リスクを低減することができる。

表面膜の異なる複数のフォトブランクについての光反射率をグラフ形式で示す図である。 （ａ）〜（ｇ）は本発明の第１実施形態に係るフォトマスクの製造工程を示す側断面図（その１）である。 （ｈ）〜（ｍ）は本発明の第１実施形態に係るフォトマスクの製造工程を示す側断面図（その２）である。 （ａ）〜（ｅ）は本発明の第２実施形態に係るフォトマスクの製造工程を示す側断面図（その１）である。 （ｆ）〜（ｉ）は本発明の第２実施形態に係るフォトマスクの製造工程を示す側断面図（その２）である。 本発明の実施形態に係るフォトマスクの構成を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は第１従来技術に係るフォトマスクの製造工程を示す側断面図である（その１）である。 （ｆ）〜（ｉ）は第１従来技術に係るフォトマスクの製造工程を示す側断面図である（その２）である。 （ａ）〜（ｇ）は第２従来技術に係るフォトマスクの製造工程を示す側断面図である（その１）である。 （ｈ）〜（ｌ）は第２従来技術に係るフォトマスクの製造工程を示す側断面図である（その２）である。

＜本発明者の検討＞
本発明者は、上記課題を解消すべく、鋭意検討を行った。そして、その検討過程において、透明基板表面の膜の状態が異なる、フォトマスクブランクの光反射率に関する調査及び検討を行った。
図１は複数の異なるフォトマスクブランクについて本発明者が光反射率を調査した結果をグラフ形式で示す図である。
図１においては、グラフの縦軸に光の反射率（％）、横軸に光の波長（ｎｍ）をとっている。この調査では下記の（１）〜（５）のフォトマスクブランクを対象に、各々のフォトマスクブランクの表面に波長２５０〜８００ｎｍの光を照射して、反射率を測定した。
（１）遮光膜付フォトマスクブランク
（２）遮光膜付フォトマスクブランク＋半透光膜（エッチング時間：０秒）
（３）（２）＋エッチング（エッチング時間：８秒）
（４）（２）＋エッチング（エッチング時間：１０秒）
（５）（２）＋エッチング（エッチング時間：１２秒）
なお、フォトマスクを用いた露光工程で用いる露光光の波長は、主として３００〜４５０ｎｍであり、ｉ線、ｈ線及びｇ線を、単独で用いる場合、又はこれらすべてを含む３６５〜４３６ｎｍの波長域とすることが多い。また、本明細書において、ある範囲を２つの値で規定するときに用いる「〜」の記号は、「下限値以上かつ上限値以下」の意味をもつ。

上記（１）のフォトマスクブランクは、透明基板上に、クロム（Ｃｒ）を含む遮光膜をスパッタ法によって成膜したものである。遮光膜の膜厚は１２５０Å、材料はＣｒＯＣＮとした。但し、表層部分に、膜厚３００ÅのＣｒ化合物（組成ＣｒＯ）からなる反射防止層が形成されたものである。
上記（２）のフォトマスクブランクは、上記（１）のフォトマスクブランクの遮光膜上に、ＣｒＯＮからなる半透光膜を膜厚３００Åで積層して成膜したものである。このフォトマスクブランクが備える半透光膜は、露光光の代表波長（ここではｉ線）に対する透過率が１７％（透明基板の透過率を１００％とする）である。
上記（３）のフォトマスクブランクは、上記（２）のフォトマスクブランクが備える半透光膜をジャストエッチング時間の８秒でエッチングしたものである。光透光膜のエッチングは、Ｃｒ用エッチング液を用いて行った。
上記（４）のフォトマスクブランクは、上記（２）のフォトマスクブランクが備える半透光膜をジャストエッチング時間よりも２秒長い１０秒でエッチングしたものである。
上記（５）のフォトマスクブランクは、上記（２）のフォトマスクブランクが備える半透光膜をジャストエッチング時間よりも４秒長い１２秒でエッチングしたものである。

（１）のフォトマスクブランクの反射率をみると、上記露光光の波長域である３６５〜４３６ｎｍの波長域において、光の反射が十分に抑えられている。具体的には、露光光の波長域における光反射率が２０％を下回る低い値を示しており、特にｈ線、ｇ線に対する反射率は１５％を下回っている。

ところが、（２）のフォトマスクブランクの反射率をみると、（１）のフォトマスクブランクに比べて、２５０ｎｍから７００ｎｍ超にわたる広い波長域で表面の反射率が上昇している。具体的には、露光光の波長域における光の反射率が３５％以上を示しており、特にｉ線に対する反射率は４０％を超えている。

（３）のフォトマスクブランクの反射率をみると、（２）のフォトマスクブランクに比べて、２５０ｎｍから５５０ｎｍまでの波長域で表面の反射率が低下している。具体的には、露光光の波長域における光の反射率が２５％を下回っており、特にｉ線に対する反射率は２０％を下回っている。

（４）のフォトマスクブランクの反射率をみると、（３）のフォトマスクブランクに比べて、２５０ｎｍから８００ｎｍのすべての波長域で表面の反射率が上昇している。具体的には、露光光の波長域における光の反射率が３０％を超えている。

（５）のフォトマスクブランクの反射率をみると、（４）のフォトマスクブランクに比べて、２５０ｎｍから８００ｎｍのすべての波長域で表面の反射率が上昇している。具体的には、露光光の波長域における光の反射率が３５％以上を示している。

（２）のフォトマスクブランクの反射率が（１）のフォトマスクブランクに比べて高くなった理由は、遮光膜の表面が半透光膜で覆われたことで、遮光膜の反射防止層による反射防止効果がほとんど得られなくなるためと思われる。

（３）のフォトマスクブランクの反射率が（２）のフォトマスクブランクに比べて低くなった理由は、半透光膜のエッチング時間にジャストエッチング時間を適用して半透光膜を除去し、表面に露出した反射防止層の効果を発揮したためと思われる。また、（３）のフォトマスクブランクの反射率が（１）のフォトマスクブランクと同じにならない理由は、半透光膜をスパッタ法などで成膜するときに、半透光膜の成分が遮光膜表層の反射防止層内に入り込み、その後、半透光膜をエッチングで除去しても、遮光膜の状態が成膜時と完全に同じ状態にならないためと思われる。

（４）のフォトマスクブランクの反射率が（３）のフォトマスクブランクに比べて高くなった理由は、半透光膜のエッチング時間にジャストエッチング時間よりも長い時間（オーバーエッチング時間）を適用したことで、遮光膜の表面がダメージを受け、その表層部の反射防止層に膜減りが生じたためと思われる。

（５）のフォトマスクブランクの反射率が（４）のフォトマスクブランクに比べて高くなった理由は、半透光膜のオーバーエッチング時間が更に長くなったことで、遮光膜の表面がより大きくダメージを受け、反射防止層の膜減りが更に進行したためと思われる。

以上の検討結果を踏まえて、以下に本発明の具体的な実施の形態について説明する。

＜第１実施形態に係るフォトマスクの製造方法＞
本発明の第１実施形態に係るフォトマスクの製造方法は、以下のとおりである。
透明基板上に形成された遮光膜及び半透光膜がそれぞれパターニングされることによって形成された、透光部、半透光部、及び遮光部を備えた転写用パターンを有する、フォトマスクの製造方法において、
前記透明基板上に形成された遮光膜をパターニングして、遮光膜パターンを形成する、遮光膜パターニング工程と、
前記遮光膜パターンを含む前記透明基板上に半透光膜を形成する、半透光膜形成工程と、
前記半透光膜、又は前記半透光膜と前記遮光膜を部分的に除去して、前記透光部を形成する、透光部形成工程と、
前記遮光膜パターン上の前記半透光膜を除去する、半透光膜除去工程を有し、
前記半透光膜除去工程においては、前記半透光部となる領域にレジストパターンを形成し、
前記レジストパターンは、前記半透光部と前記遮光部とが隣接する部分において、前記遮光部側に、所定寸法のマージンを加えた寸法をもつことを特徴とする、フォトマスクの製造方法。

図２及び図３は本発明の第１実施形態に係るフォトマスクの製造工程を示す側断面図である。
なお、図中のＡ領域は半透光部に対応する領域、Ｂ領域は遮光部に対応する領域、Ｃ領域は透光部に対応する領域である。言い換えると、Ａ領域は半透光部の形成領域、Ｂ領域は遮光部の形成領域、Ｃ領域は透光部の形成領域である。

（フォトマスクブランク準備工程）
まず、図２（ａ）に示すフォトマスクブランク１を用意する。このフォトマスクブランク１は、透明基板２上に遮光膜３を形成し、さらに遮光膜３上に第１のレジスト膜４を積層して形成したものである。

透明基板２は、石英ガラスなどの透明材料を用いて構成することができる。透明基板２の大きさや厚さに制限はない。フォトマスクブランク１が表示装置の製造に用いられるものであれば、一辺の長さが３００〜１８００ｍｍ、厚さが５〜１６ｍｍ程度の四角形の主面をもつ透明基板２を用いることができる。

遮光膜３は、その表面側（透明基板２と反対側）の表層部分に反射防止層（不図示）を備えている。露光光の代表波長に対する遮光膜３の光反射率は、好ましくは３０％未満、より好ましくは２５％以下である。更に好ましくは、露光光の代表波長（例えばｉ線）に対する遮光膜３の反射率は２０％以下である。また、ｉ線、ｈ線、ｇ線のすべてに対して２５％以下であることが好ましい。また、フォトマスクの製造工程において用いる描画光（４１０〜４２０ｎｍ）に対する遮光膜３の反射率についても、好ましくは３０％未満、より好ましくは２５％以下である。遮光膜３は、Ｃｒ又はＣｒ化合物からなる膜であって、その膜厚は１０００〜１５００Å、そのＯＤ（光学濃度）は３以上である。遮光膜３における反射防止層の厚さは２００〜４００Å程度である。遮光膜３の成膜方法には、例えばスパッタ法など、公知の方法を用いることができる。

第１のレジスト膜４は、ＥＢ（electron beam）レジスト、フォトレジストなどを用いて形成することが可能である。ここでは一例としてフォトレジストを用いることとする。第１のレジスト膜４は、遮光膜３上にフォトレジストを塗布することによって形成することができる。フォトレジストはポジ型、ネガ型のいずれでもよいが、ここではポジ型のフォトレジストを用いることとする。第１のレジスト膜４の膜厚は、５０００〜１００００Å程度とすることができる。

（遮光膜パターニング工程）
遮光膜パターニング工程は、第１のレジストパターン形成工程と、遮光膜エッチング工程と、第１のレジスト剥離工程とを有する。

（第１のレジストパターン形成工程）
第１のレジストパターン形成工程では、図２（ｂ）に示すように、第１のレジスト膜４をパターニングすることにより、第１のレジストパターン４ａを形成する。この工程では上記のフォトマスクブランク１に対し、描画装置を用いて所望のパターンを描画（第１描画）する。描画のためのエネルギー線には、電子ビームやレーザビームなどが用いられるが、ここではレーザビーム（波長４１０〜４２０ｎｍ）を用いることとする。遮光膜のもつ反射防止層のため、ＣＤ精度の高い描画が行える。フォトマスクブランク１に対し描画を行った後、現像すると、第１のレジストパターン４ａが形成される。

（遮光膜エッチング工程）
遮光膜エッチング工程では、図２（ｃ）に示すように、第１のレジストパターン４ａをマスクとして遮光膜３をエッチングする。これにより、第１のレジストパターン４ａの開口部に露出している遮光膜３がエッチングによって除去される。遮光膜３のエッチングは、ドライエッチングでもウェットエッチングでもよい。上記のフォトマスクブランク１ではＣｒ又はＣｒ化合物からなる膜で遮光膜３を構成しているため、Ｃｒ用のエッチング液を用いたウェットエッチングを適用することができる。これにより、透明基板２上の遮光膜３がパターニングされて遮光膜パターン３ａが形成される。

なお、ウェットエッチングは、膜断面にわずかなサイドエッチングを生じさせる場合があるが、図面ではその点を省略している。このわずかなサイドエッチングがＣＤ精度に与える影響を考慮する必要がある場合は、上記の描画装置を用いて描画する際に予め描画データにデータ加工を施しておくとよい。具体的には、サイドエッチングによる遮光部の寸法の減少分を相殺するように、第１のレジストパターン４ａの開口寸法を小さくしておけばよい。

（第１のレジスト剥離工程）
第１のレジスト剥離工程では、図２（ｄ）に示すように、第１のレジストパターン４ａを剥離する。これにより、遮光膜パターン３ａ付きの透明基板２が得られる。

（半透光膜形成工程）
次に、図２（ｅ）に示すように、遮光膜パターン３ａを含む透明基板２上に半透光膜５を形成する。半透光膜５は、透明基板２の全面に所定の成膜方法により形成する。半透光膜５の成膜方法としては、上記の遮光膜３と同様に、スパッタ法などの公知の方法を適用することができる。ここでは遮光膜３と同じエッチング剤でエッチング可能な材料で半透光膜５を形成するものとする。具体的は、上述した遮光膜３と同様に、Ｃｒ又はＣｒ化合物からなる膜で半透光膜５を形成する。

半透光膜５の光透過率は、フォトマスク１０の露光に用いる露光光に含まれる代表波長に対して、好ましくは３〜６０％であり、より好ましくは１０〜５０％である。ここで記述する光透過率は、透明基板２の光透過率を１００％としたときの値である。また、露光光とは、ｉ線、ｈ線、ｇ線を含むブロード波長光源によるもの、又は、そのうちのいずれかを代表波長として選択的に用いたものである。

半透光膜５は、ｉ線〜ｇ線の波長領域における光透過率の偏差が０〜８％であることが好ましい。ここで記述する半透光膜５の光透過率の偏差は、ｉ線に対する透過率をＴｉ（％）、ｇ線に対する透過率をＴｇ（％）とするときの、ＴｉとＴｇの差の絶対値である。

半透光膜５がもつ露光光の位相シフト量は、好ましくは９０度以下であり、より好ましくは５〜６０度である。この位相シフト量も上記選択波長に対するものとする。したがって、これを満たすように、半透光膜５の膜質、及び膜厚を調整することが好ましい。半透光膜５の膜厚は、所望する光透過率によって変わるが、概ね５０〜５００Åの範囲とすることができる。

（第２のレジスト膜形成工程）
次に、図２（ｆ）に示すように、半透光膜５上に第２のレジスト膜６を積層して形成する。第２のレジスト膜６は、上記第１のレジスト膜４と同様に、フォトレジストを塗布することによって形成することができる。

（第２のレジストパターン形成工程）
次に、図２（ｇ）に示すように、第２のレジスト膜６をパターニングすることにより、第２のレジストパターン６ａを形成する。この工程ではフォトマスクブランク１に対し、上記第１描画と同様に、描画装置を用いて所望のパターンを描画（第２描画）した後、第２のレジスト膜６を現像することにより、第２のレジストパターン６ａを形成する。第２のレジストパターン６ａは、フォトマスクの透光部を形成するためのレジストパターンである。第２のレジストパターン６ａは、半透光部に対応する領域Ａと遮光部に対応する領域Ｂを覆う一方、透光部に対応する領域Ｃに開口を有する。

また、第２のレジストパターン６ａは、遮光部（Ｂ領域）に隣接する透光部（Ｃ領域）においては、遮光膜３と半透光膜５を連続的にエッチング除去するためのレジストパターンであり、半透光部（Ａ領域）に隣接する透光部（Ｃ領域）においては、半透光膜５をエッチング除去するためのレジストパターンである。ただし、転写用パターンのデザインによっては、第２のレジストパターン６ａが前者のみ、又は後者のみの場合もあり得る。

後述する透光部形成工程で半透光膜５のエッチング、又は半透光膜５と遮光膜３のエッチングに伴う若干のサイドエッチングがＣＤ精度に影響する場合は、予めサイドエッチングの寸法分だけ小さな開口となるように、第２描画用の描画データにデータ加工を施しておくことも可能である。

（透光部形成工程）
次に、図３（ｈ）に示すように、第２のレジストパターン６ａをマスクとして、第２のレジストパターン６ａの開口部に露出している半透光膜５をエッチングし、これによって露出する遮光膜３がある場合は、半透光膜５のエッチングに続けて遮光膜３をエッチングする。これにより、透光部に対応する領域Ｃでは、半透光膜５、又は半透光膜５と遮光膜３が部分的に除去される。その結果、領域Ｃには、透明基板２の表面が露出することによって透光部１１（図６参照）が形成される。

ここで、遮光膜３と半透光膜５を、Ｃｒ又はＣｒ化合物からなる膜で形成している場合は、Ｃｒ用のエッチング液を用いたウェットエッチングを適用することができる。また、遮光膜３と半透光膜５が共に同じエッチング剤でエッチング可能な材料で形成されている場合、半透光膜５のエッチング所要時間ＨＴと遮光膜（反射防止層を含む）３のエッチング所要時間ＯＴの比は、ＨＴ：ＯＴが１：３〜１：２０であることが好ましい。より好ましくは、ＨＴ：ＯＴが１：５〜１：１０である。また、遮光膜（反射防止層を含む）３の平均エッチングレートＯＲと半透光膜５のエッチングレートＨＲの比は、ＯＲ：ＨＲが１：１〜１：５であることが好ましい。

（第２のレジスト剥離工程）
次に、図３（ｉ）に示すように、第２のレジストパターン６ａを剥離する。この段階では、遮光部に対応する領域Ｂ全体が、遮光膜３と半透光膜５の積層構造になっている。

（半透光膜除去工程）
半透光膜除去工程は、第３のレジスト膜形成工程と、第３のレジストパターン形成工程と、半透光膜エッチング工程とを有する。

（第３のレジスト膜形成工程）
第３のレジスト膜形成工程では、図３（ｊ）に示すように、半透光膜５上に第３のレジスト膜７を積層して形成する。第３のレジスト膜７は、上記第１のレジスト膜４及び第２のレジスト膜６と同様に、フォトレジストを塗布することによって形成することができる。

（第３のレジストパターン形成工程）
第３のレジストパターン形成工程では、図３（ｋ）に示すように、第３のレジスト膜７をパターニングすることにより、半透光部となる領域（Ａ領域）に第３のレジストパターン７ａを形成する。この工程ではフォトマスクブランク１に対し、上記第１描画及び第２描画と同様に、描画装置を用いて所望のパターンを描画（第３描画）した後、第３のレジスト膜７を現像することにより、第３のレジストパターン７ａを形成する。第３のレジストパターン７ａは、遮光部に対応する領域Ｂにおいて、遮光膜３を覆っている半透光膜５を除去するためのレジストパターンである。第３のレジストパターン７ａは、半透光部に対応する領域Ａを覆う一方、遮光部に対応する領域Ｂに開口を有する。

ただし、第２のレジストパターン６ａと第３のレジストパターン７ａとの間にアライメントずれが生じることを考慮し、第３描画に適用する描画データには、所定のマージンを付加するデータ加工を行う必要がある。具体的には、上記アライメントずれが生じた場合にも、半透光部（Ａ領域）と遮光部（Ｂ領域）の境界において、第３のレジストパターン７ａのエッジ部分が確実に半透光膜５を覆うように、第３のレジストパターン７ａの寸法を次のように設定する。すなわち、半透光部と遮光部とが隣接する部分において、第３のレジストパターン７ａが、遮光部側（Ｂ領域側）に、所定寸法のマージンを加えた寸法をもつようにする。図３（ｋ）では第３のレジストパターン７ａにおけるマージンの寸法をＭ１（μｍ）で示している。

マージンの寸法Ｍ１（μｍ）は、フォトマスクの製造工程で生じ得るアライメントずれを想定すると、好ましくは０．２＜Ｍ１であり、より好ましくは０．５≦Ｍ１である。また、マージンの寸法Ｍ１（μｍ）は、アライメントずれのみを考慮するのであれば、半透光部（Ａ領域）と隣接する遮光部（Ｂ領域）の寸法Ｓ（μｍ）よりも小さければよい。しかしながら、マージンの寸法Ｍ１を過大に設定すると、遮光部に対応するＢ領域の大部分を半透光膜５が覆ってしまうことになるため、露光の際に迷光を生じさせるリスクが増加する。したがって、現実的には、遮光部１３の寸法Ｓの７割を超えた領域を半透光膜５で覆うことは、後述する半透光膜除去工程で遮光膜３上の半透光膜５を除去したときに、遮光部で露出する遮光膜３の面積が小さすぎて反射防止の効果が十分に得られない傾向がある。このため、半透光部と隣接する遮光部の寸法Ｓ（μｍ）に対して、マージンの寸法Ｍ１（μｍ）は、好ましくはＭ１≦０．７Ｓとし、より好ましくはＭ１≦０．５Ｓ、更に好ましくは、Ｍ１≦０．３Ｓとして、反射防止層の表面の露出割合を所定程度確保することが好ましい。

なお、ここでいうマージンの寸法は、遮光部と隣接する半透光部のひとつのエッジについてのものである。したがって、両側を遮光部に挟まれた半透光部であれば、両サイドのエッジにそれぞれ上記の寸法Ｍ１でマージンを設定することになる。
また、半透光部（Ａ領域）と透光部（Ｃ領域）とが隣接する部分については、第３のレジストパターン７ａで覆われるため、データ加工を行う必要はない。

（半透光膜エッチング工程）
半透光膜エッチング工程では、図３（ｌ）に示すように、第３のレジストパターン７ａをマスクとして、第３のレジストパターン７ａの開口部に露出している半透光膜５をエッチングする。これにより、遮光部に対応する領域Ｂにおいて、遮光膜パターン３ａ上の半透光膜５がエッチングによって除去される。また、半透光膜５が除去された部分では遮光膜３の表面、すなわち反射防止層の表面が露出する。

上述のように半透光膜５をエッチングする場合は、エッチングによって除去すべき半透光膜５の下に遮光膜３が存在するため、エッチング終点の検出が重要になる。特に、半透光膜５と遮光膜３が同じエッチング剤でエッチング可能な材料で形成されている場合は、半透光膜５のエッチングが過剰に行われることで、遮光膜３の表層部に存在する反射防止層が損傷を受けるリスクがあるため、エッチング終点の検出がより重要になる。これについては後述する。

（第３のレジスト剥離工程）
次に、図３（ｍ）に示すように、第３のレジストパターン７ａを剥離する。

以上の工程により、図６に示すフォトマスク１０が完成する。このフォトマスク１０では、上記半透光膜除去工程において遮光膜パターン３ａ上の半透光膜５を除去したことにより、遮光膜３の表面（反射防止層の表面）の露出面積が増加する。このため、フォトマスク１０を用いた露光工程において、迷光の発生リスクを低減することができる。

＜第２実施形態に係るフォトマスクの製造方法＞
本発明の第２実施形態に係るフォトマスクの製造方法は、以下のとおりである。
透明基板上に形成された遮光膜及び半透光膜がそれぞれパターニングされることによって形成された、透光部、半透光部、及び遮光部を備えた転写用パターンを有する、フォトマスクの製造方法において、
前記透明基板上に形成された遮光膜をパターニングして、遮光膜パターンを形成する、遮光膜パターニング工程と、
前記遮光膜パターンを含む前記透明基板上に半透光膜を形成する、半透光膜形成工程と、
前記半透光膜をパターニングすることにより、前記透光部を形成するとともに、前記遮光膜パターン上の前記半透光膜を除去する、透光部形成工程を有し、
前記透光部形成工程においては、前記半透光部となる領域にレジストパターンを形成し、
前記レジストパターンは、前記半透光部と前記遮光部とが隣接する部分において、前記遮光部側に、所定寸法のマージンを加えた寸法をもつことを特徴とする、フォトマスクの製造方法。

図４及び図５は本発明の第２実施形態に係るフォトマスクの製造工程を示す側断面図である。
なお、この第２実施形態においては、上記第１実施形態と相対応する部分に同じ符号を付して説明する。

（フォトマスクブランク準備工程）
まず、図４（ａ）に示すフォトマスクブランク１を用意する。このフォトマスクブランク１は、上記第１実施形態と同様である。

（遮光膜パターニング工程）
遮光膜パターニング工程は、第１のレジストパターン形成工程と、遮光膜エッチング工程と、第１のレジスト剥離工程とを有する。

（第１のレジストパターン形成工程）
第１のレジストパターン形成工程では、図４（ｂ）に示すように、第１のレジスト膜４をパターニングすることにより、第１のレジストパターン４ａを形成する。この工程では上記のフォトマスクブランク１に対し、描画装置を用いて所望のパターンを描画（第１描画）する。遮光膜のもつ反射防止層により、ＣＤ精度の高い描画が行える。第１のレジストパターン４ａは、遮光部に対応する領域Ｂを覆うように遮光膜３上に形成される。

（遮光膜エッチング工程）
遮光膜エッチング工程では、図４（ｃ）に示すように、第１のレジストパターン４ａをマスクとして遮光膜３をエッチングすることにより、遮光膜パターン３ａを形成する。これにより、透明基板２上の遮光膜３がパターニングされて遮光膜パターン３ａが形成される。この工程では、上記第１実施形態と同様に、ウェットエッチングが用いられる。また、必要に応じて、予めサイドサイドエッチング分を見込んで描画データにデータ加工を施し、遮光部の寸法を補償できる点も、第１実施形態の製造方法と同様である。
なお、第２実施形態においては、遮光膜に対するエッチングは本工程のみであるので、ここで遮光部の位置と寸法が画定する。

（第１のレジスト剥離工程）
第１のレジスト剥離工程では、図４（ｄ）に示すように、第１のレジストパターン４ａを剥離する。これにより、遮光膜パターン３ａ付きの透明基板２が得られる。

（半透光膜形成工程）
次に、図４（ｅ）に示すように、遮光膜パターン３ａを含む透明基板２上に半透光膜５を形成する。半透光膜５は、透明基板２の全面に所定の成膜方法により形成する。半透光膜５の成膜方法としては、上記の遮光膜３と同様に、スパッタ法などの公知の方法を適用することができる。半透光膜５の材料、特性等については上記第１実施形態と同様である。

（透光部形成工程）
透光部形成工程は、第２のレジスト膜形成工程と、第２のレジストパターン形成工程と、半透光膜エッチング工程とを有する。

（第２のレジスト膜形成工程）
第２のレジスト膜形成工程では、図５（ｆ）に示すように、半透光膜５上に第２のレジスト膜６を積層して形成する。第２のレジスト膜６は、上記第１のレジスト膜４と同様に、フォトレジストを塗布することによって形成することができる。

（第２のレジストパターン形成工程）
第２のレジストパターン形成工程では、図５（ｇ）に示すように、第２のレジスト膜６をパターニングすることにより、半透光部となる領域（Ａ領域）に第２のレジストパターン６ａを形成する。この工程ではフォトマスクブランク１に対し、上記第１描画と同様に、描画装置を用いて所望のパターンを描画（第２描画）した後、第２のレジスト膜６を現像することにより、第２のレジストパターン６ａを形成する。第２のレジストパターン６ａは、半透光部に対応する領域Ａを覆うとともに、透光部に対応する領域Ｃに開口を有し、かつ、遮光部に対応する領域Ｂで遮光膜３上の半透光膜５を除去する目的で開口を有する。

ただし、第１のレジストパターン３ａと第２のレジストパターン６ａとの間にアライメントずれが生じることを考慮し、第２描画に適用する描画データには、所定のマージンを付加するデータ加工を行う必要がある。具体的には、上記アライメントずれが生じた場合にも、半透光部（Ａ領域）と遮光部（Ｂ領域）の境界において、第２のレジストパターン６ａのエッジ部分が確実に半透光膜５を覆うように、第２のレジストパターン６ａの寸法を次のように設定する。すなわち、半透光部と遮光部の境界において、第２のレジストパターン６ａが、遮光部側（Ｂ領域側）に、所定寸法のマージンを加えた寸法をもつようにする。図５（ｇ）では第２のレジストパターン６ａにおけるマージンの寸法をＭ１（μｍ）で示している。マージンの寸法Ｍ１については、上記第１実施形態と同様に設定することができる。

一方、半透光部と透光部の隣接する部分においては、アライメントずれによるマージンを考慮する必要はなく、ジャストサイズの開口を透光部に対応する領域に設ければよい。ただし、半透光膜５のエッチングに伴うわずかなサイドエッチングがＣＤ精度に影響する場合には、予めサイドエッチングの寸法分だけ小さな開口となるように、描画データにデータ加工を施しておくことも可能である。

（半透光膜エッチング工程）
半透光膜エッチング工程では、図５（ｈ）に示すように、第２のレジストパターン６ａをマスクとして、第２のレジストパターン６ａの開口部に露出している半透光膜５をエッチングする。これにより、領域Ｃには、透明基板２の表面が露出することによって透光部１１（図６参照）が形成される。また、遮光部に対応する領域Ｂでは、遮光膜パターン３ａ上の半透光膜５がエッチングによって除去される。

（第２のレジスト剥離工程）
次に、図５（ｉ）に示すように、第２のレジストパターン６ａを剥離する。

以上の工程により、図６に示すフォトマスク１０が完成する。このフォトマスク１０では、上記透光部形成工程において遮光膜パターン３ａ上の半透光膜５を除去したことにより、遮光膜３の表面（反射防止層の表面）の露出面積が増加する。このため、フォトマスク１０を用いた露光工程において、迷光の発生リスクを低減することができる。

本発明の第２の実施形態に係る製造方法を適用してフォトマスク１０を製造すると、透光部、半透光部、及び遮光部を含む転写用パターンを有し、かつ、遮光部上の半透光膜を除去する工程を有するにもかかわらず、描画の回数（すなわちリソグラフィ工程の回数）を２回のみとすることができ、非常に効率的である。また、この製造方法を採用すると、パターンのデザインによらず、第１のレジストパターン形成工程において、遮光部の位置と寸法が実質的に画定する。このため、その後の工程で生じるアライメントずれのリスクがあっても、遮光部の寸法等はその影響を受けることがない。したがって、遮光部の面積が、最終的に得ようとするデバイスの動作性能に影響する場合には、この製造方法を採用することが有利である。

また、本発明の第２の実施形態に係る製造方法では、第２のレジストパターン６ａをマスクに用いたエッチングが、半透光膜５のみを対象に行われる。このため、半透光膜５に続いて遮光膜３をエッチングする場合に比べて、エッチング時間が短くなる。したがって、エッチング中にサイドエッチングが進みにくくなり、遮光部の寸法精度を高く維持することができる。

＜実施形態に係るフォトマスクの構成＞
図６は本発明の実施形態に係るフォトマスクの構成を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。
図示したフォトマスク１０は、透光部１１、半透光部１２、及び遮光部１３を備えた転写用パターンを有する。このフォトマスク１０は、上記第１実施形態に係る製造方法、又は上記第２実施形態に係る製造方法のいずれによって製造してもよい。透光部１１、半透光部１２、及び遮光部１３は、透明基板２上に形成された遮光膜３及び半透光膜５がそれぞれパターニングされることによって形成されたものである。透光部１１は、透明基板２の表面が露出した部分である。半透光部１２は、透明基板２上に半透光膜５が形成された部分である。この半透光部１２には遮光膜３は形成されていない。遮光部１３は、透明基板２上に遮光膜３が形成されるとともに、半透光部１２と隣接するエッジに沿って、遮光膜３上に半透光膜５が積層するマージン部１４を有する部分である。つまり、マージン部１４以外の遮光部３では、半透光膜５が除かれている。

上記マージン部１４の幅Ｍ１（μｍ）は、上記の製造工程で生じ得るアライメントずれを想定すると、好ましくは０．２＜Ｍ１であり、より好ましくは０．５≦Ｍ１である。また、マージン部１４の幅Ｍ１（μｍ）は、アライメントずれのみを考慮するのであれば、半透光部１２と隣接する遮光部１３の、隣接方向における寸法Ｓ（μｍ）よりも小さければよい。しかしながら、マージン部１４が過大な幅をもつと、遮光部１３の大部分を半透光膜５で覆ってしまうことになるため、露光の際に迷光を生じさせるリスクが増加する。すなわち、現実的には、上述した遮光部１３の寸法Ｓ（μｍ）の７割を超えた領域を半透光膜５で覆うことは、半透光膜除去工程で遮光膜３上の半透光膜５を除去したときに、遮光部１３で露出する遮光膜３の寸法（面積）が小さすぎて反射防止の効果が十分に得られない傾向がある。このため、半透光部１２と隣接する遮光部１３の寸法Ｓ（μｍ）に対して、マージン部１４の幅Ｍ１（μｍ）は、好ましくはＭ１≦０．７Ｓとし、より好ましくはＭ１≦０．５Ｓ、更に好ましくは、Ｍ１≦０．３Ｓとして、反射防止層の表面の露出割合を所定程度確保することが好ましい。

なお、ここでいうマージン部１４の幅Ｍ１は、遮光部１３と隣接する半透光部１２のひとつのエッジについてのものである。したがって、両側を遮光部１３に挟まれた半透光部１２であれば、両サイドのエッジにそれぞれ上記の幅Ｍ１でマージン部１４を有することになる。

半透光部１２の光透過率は、フォトマスク１０の露光に用いる露光光に含まれる代表波長に対して、好ましくは３〜６０％とすることができる。露光光とは、ｉ線、ｈ線、ｇ線を含むブロード波長光源によるもの、又は、そのうちのいずれかを代表波長として選択的に用いたものとすることができる。例えば、フォトマスク１０を多階調フォトマスクとして用いる場合、半透光部１２の露光光代表波長に対する透過率は、より好ましくは１０〜５０％である。ここで記述する光透過率は、透明基板２の光透過率を１００％としたときの値である。

半透光部１２は、ｉ線〜ｇ線の波長領域における光透過率の偏差が０〜８％であることが好ましい。ここで記述する半透光部１２の光透過率の偏差は、ｉ線に対する透過率をＴｉ、ｇ線に対する透過率をＴｇとするときの、ＴｉとＴｇの差の絶対値である。

半透光部１２がもつ露光光の位相シフト量は、好ましくは９０度以下であり、より好ましくは５〜６０度である。この位相シフト量も上記選択波長に対するものとする。したがって、これを満たすように、半透光膜５の膜質、及び膜厚を調整することが好ましい。半透光膜５の膜厚は、所望する光透過率によって変わるが、概ね５０〜５００Åの範囲とすることができる。

本発明に係るフォトマスクは、位相シフトマスクとして用いることもできる。この場合は、半透光部１２がもつ露光光の位相シフト量を１５０〜２１０度とすることが望ましい。これにより、半透光部１２は露光光の位相を反転するため、光の干渉を利用した解像性の向上や焦点深度の増大に寄与することができる。また、この場合の半透光部１２の代表波長に対する透過率は、好ましくは３〜３０％、より好ましくは５〜２０％とすることができる。

本発明のフォトマスクにおいて、半透光膜５の材料に関しては、例えば、Ｃｒ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｍｏなどを含有する膜とすることができ、これらの化合物（酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、炭化窒化物、酸化窒化炭化物など）から適切なものを選択することができる。特に、Ｃｒの化合物を好適に使用することができる。
半透光膜５のその他の材料としては、Ｓｉの化合物（ＳｉＯＮなど）、又は遷移金属シリサイド（ＭｏＳｉなど）や、その化合物を用いることができる。遷移金属シリサイドの化合物としては、酸化物、窒化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物などが挙げられ、好ましくは、ＭｏＳｉの酸化物、窒化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物などが例示される。

本発明のフォトマスクにおいて、遮光部１３は、透明基板２上に、遮光膜３が形成されるとともに、半透光部１２と隣接するエッジに沿って、遮光膜３上に半透光膜５が積層するマージン部１４を有する。そして、マージン部１４以外の遮光部１３では、遮光膜３の表面、すなわちその表層部に形成されている反射防止層が露出している。これは、マージン部１４以外の遮光部１３においては、遮光膜３の表面に存在した半透光膜５が実質的に除去されているからである。

本発明のフォトマスクにおいて、遮光膜（反射防止層を含む）３と半透光膜５は、同じエッチング剤でエッチング可能である。その場合、遮光膜３上の半透光膜５をエッチングするときのエッチング終了時間が基板面内でばらつき、この面内ばらつきに起因して遮光膜３のエッチングが過剰となり、反射防止層の表層側がわずかに損傷を受ける場合が生じ得る。このように、遮光膜３の表面にわずかなエッチングが生じ、反射防止層の表面に一部損傷が生じる場合でも、遮光膜３の表面では、露光光の代表波長に対する光反射率が３０％未満であることが好ましい。より好ましくは、露光光のすべての波長に対して、遮光膜３表面の反射率が３０％未満である。このような場合においても、本発明の作用効果が得られるからである。

一方、上述したような過剰なエッチングを抑えるためには、遮光膜３表層部の反射防止層のエッチングレートが半透光膜５に比べて小さいことが望ましい。例えば、反射防止層のエッチングレートをＲＲ、半透光膜５のエッチングレートをＨＲとするとき、ＲＲ＜ＨＲであることが好ましい。

遮光膜３の材料に関しては、例えば、Ｃｒ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｍｏなどを含有する膜とすることができ、これらの単体又は化合物（酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、炭化窒化物、酸化窒化炭化物など）から適切なものを選択することができる。特に、Ｃｒ又はＣｒの化合物を好適に使用することができる。
遮光膜３の他の材料としては、遷移金属シリサイド（ＭｏＳｉなど）や、その化合物を用いることができる。遷移金属シリサイドの化合物としては、酸化物、窒化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物などが挙げられ、好ましくは、ＭｏＳｉの酸化物、窒化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物などが例示される。

遮光膜３は、その表面側（透明基板２と反対側）に反射防止層を有することが好ましい。その場合、例えば、反射防止層を含む遮光膜３全体の厚みを１０００〜２０００Åとし、より好ましくは１１００〜１８００Åとすると、反射防止層は、遮光膜３の表層部分の１００〜５００Å、より好ましくは、２００〜４００Åを占めるものとすることができる。反射防止層は、遮光膜３成分の一部（例えば、酸素、窒素、炭素等の添加成分）を表層部分で変化させることなどによって形成することができる。

また、遮光膜３と半透光膜５は、互いのエッチング剤に対して耐性をもつ（すなわちエッチング選択性がある）材料で形成してもよいが、必ずしもそのようにする制約は無い。すなわち、遮光膜３と半透光膜５を同じエッチング剤によりエッチング可能な材料を用いて形成できる点は、本発明の利点である。この場合、遮光膜３と半透光膜５が共に同一の材料を含有することが好ましい。「同一の材料を含有する」とは、同じ金属を含有するか、又は、共にＳｉを含有する場合などである。例えば、遮光膜３と半透光膜５が共にＣｒを含有する膜であるか、又は、共に同一の金属Ｍを含む金属シリサイドＭ_ＸＳｉ_Ｙ（Ｘ，Ｙは整数）又はその化合物である場合などである。好ましい例として、遮光膜（反射防止層を含む）３と半透光膜５が共にＣｒを含む化合物である場合が挙げられる。

遮光膜３と半透光膜５とが同一のエッチング剤によりエッチング可能である場合、同一のエッチング剤に対するエッチング所要時間は、遮光膜３と半透光膜５で互いに異なることが好ましい。具体的には、遮光膜３のエッチング所要時間に比べて半透光膜５のエッチング所要時間が短いことが好ましい。この点は、特に第２実施形態の製造方法を適用する場合に有利である。また、前述したとおり、半透光膜５のエッチング所要時間ＨＴと遮光膜（反射防止層を含む）３のエッチング所要時間ＯＴの比は、ＨＴ：ＯＴが１：３〜１：２０であることが好ましい。より好ましくは、ＨＴ：ＯＴが１：５〜１：１０である。

エッチング所要時間とは、エッチングの対象となる膜のエッチングを開始してから、その膜が消失するまでに要する時間をいう。エッチング所要時間は、エッチングレート及び膜厚によって調整することができる。例えば、半透光膜５の膜厚に比べて遮光膜３の膜厚が大きい場合は、半透光膜５のエッチング所要時間が相対的に短くなる。エッチングレートとは、エッチング剤によってエッチングが進行する際の、単位時間あたりのエッチング量をいう。エッチングレートは、それぞれの膜を構成する素材の組成や膜質によって決まる。

本実施形態ではウェットエッチングを採用しているため、エッチング剤に相当するものがエッチング液となる。その場合、同一のエッチング液に対し、遮光膜３と半透光膜５のエッチングレートは同一でもよく、異なっていてもよい。例えば、遮光膜３と半透光膜５が共に共通の金属を含有していても、その他の成分（例えば、酸素、窒素、炭素など）が異なることにより、共通のエッチング液に対するエッチングレートに差が生じることがある。半透光膜５のエッチングレートＨＲは、遮光膜（反射防止層を含む）３の平均エッチングレートＯＲ以上であることが好ましい。その場合は、上述したエッチング所要時間の比（ＨＴ：ＯＴ）を調整しやすくなる。また、遮光膜（反射防止層を含む）３の平均エッチングレートＯＲと半透光膜５のエッチングレートＨＲの比は、ＯＲ：ＨＲが１：１〜１：５であることが好ましい。遮光膜３の平均エッチングレートとは、反射防止層を含む遮光膜３としての平均エッチングレートである。

遮光膜３は露光光に対して確実な遮光性をもつものであり、その膜厚は半透光膜５の膜厚より大きいことが好ましい。具体的には、半透光膜５の膜厚ＨＡと遮光膜３の膜厚ＯＡとの比は、ＨＡ：ＯＡが１：２．５〜１：２０、より好ましくは１：１０〜１：２０とすることが好ましい。この範囲で、半透光膜５の透過率を所望値に調整することができる。

また、遮光膜３と半透光膜５を積層した状態でのＯＤ（光学濃度）は、２．５〜７．５、好ましくは３．０〜５である。遮光膜３単膜のＯＤは、好ましくは３．０〜５である。

本発明のフォトマスクにおいて、露光光の代表波長に対する遮光部（マージン部１４を除く）１３の反射率は、好ましくは３０％未満、より好ましくは２５％以下である。更に好ましくは、露光光の代表波長（例えばｉ線）に対する遮光部１３の反射率は２０％以下、又は、ｉ線、ｈ線、ｇ線のすべてに対して２５％以下であることが好ましい。また、フォトマスクの製造工程において用いる描画光（４１０〜４２０ｎｍ）に対する遮光部１３の反射率についても、好ましくは３０％未満、より好ましくは２５％以下である。

また、本発明の効果は、遮光膜３と半透光膜５を積層した状態での、露光光に対する光反射率が３５％以上であるときに顕著であり、４０％以上のときには更に顕著である。

本発明のフォトマスクにおいて、遮光部１３は、半透光部１２と隣接するエッジに沿って、遮光膜３上に半透光膜５が積層するマージン部１４を有する。マージン部１４の幅をＭ１（μｍ）とするとき、０．２＜Ｍ１であることが好ましい。また、半透光部１２と隣接する遮光部１３の寸法がＳ（μｍ）であるとき、マージン部１４の幅Ｍ１は、好ましくは０．２＜Ｍ１≦０．７Ｓとし、より好ましくは０．２＜Ｍ１≦０．５Ｓ、更に好ましくは、０．２＜Ｍ１≦０．３Ｓとして、反射防止層の表面の露出割合を所定程度確保することが好ましい。

遮光部１３において、マージン部１４以外の領域は、半透光膜５が実質的に除去されている。

また、本発明のフォトマスクは、特に用途の制限はない。また、本発明のフォトマスクは、このフォトマスクを用いて最終的に得ようとする電子デバイスの製造過程で、複数回のエッチングプロセスが可能となる、いわゆる多階調フォトマスクであってもよく、また、解像度や焦点深度を有利にする、位相シフトマスク（ハーフトーン型位相シフトマスクなど）であってもよい。

また、本発明は、上記第１実施形態又は第２実施形態の製造方法によるフォトマスク、又は上記構成のフォトマスクを用意する工程と、露光装置を用いてフォトマスクの転写用パターンを露光することにより、被転写体上に転写用パターンを転写する工程と、を含む、表示装置の製造方法として実現してもよい。その場合、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、あるいはＦＰＤ（Flat Panel Display）として知られる表示装置のパネル基板などを被転写体とすることが好適である。

本発明のフォトマスクは、ＬＣＤ用、あるいはＦＰＤ用として知られる露光装置を用いた露光に好適に使用することができる。この種の露光装置としては、例えば、ｉ線、ｈ線、ｇ線を含む光源を備え、開口数（ＮＡ）が０．０８〜０．１５、コヒーレントファクタ（σ）が０．７〜０．９程度の等倍光学系をもつ、プロジェクション露光装置が用いられる。もちろん、本発明のフォトマスク（多階調フォトマスク）は、プロキシミティ露光用のフォトマスクとしても使用可能である。

本発明のフォトマスクは特に、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置などを含む表示装置の製造用として好適である。また、本発明のフォトマスクは、これら表示装置の様々な部位（コンタクトホール、薄膜トランジスタのＳ（Source）／Ｄ（Drain）レイヤ、カラーフィルタのフォトスペーサ用レイヤなど）の形成に使用可能である。また、本発明のフォトマスクは特に、遮光部に隣接して囲まれる透光部を有する転写用パターンをもつもの、あるいは、半透光部に隣接して囲まれる透光部を有する転写用パターンをもつものに好適に適用可能である。更には、遮光部に隣接して囲まれる半透光部を有する転写用パターンをもつものにも好適に適用可能である。例えば、パターンのもつＣＤとして、０．５〜５μｍの部分を含むものが例示される。

また、本発明のフォトマスクは、本発明の作用効果を奏する範囲で、遮光膜３や半透光膜５のほかに、光学膜又は機能膜による膜や膜パターンを有するものでもよい。例えば、透明基板２の表面（転写用パターン面）側、又は裏面側に、光学フィルタ膜、導電膜、絶縁膜、エッチング性を補強する膜、などを配置してもよい。

１…フォトマスクブランク
２…透明基板
３…遮光膜
４…第１のレジスト膜
５…半透光膜
６…第２のレジスト膜
７…第３のレジスト膜
１０…フォトマスク
１１…透光部
１２…半透光部
１３…遮光部
１４…マージン部

Claims (21)

1. 透明基板上に形成された遮光膜及び半透光膜がそれぞれパターニングされることによって形成された、透光部、半透光部、及び遮光部を備えた転写用パターンを有する、フォトマスクの製造方法において、
   前記透明基板上に形成された遮光膜をパターニングして、遮光膜パターンを形成する、遮光膜パターニング工程と、
   前記遮光膜パターンを含む前記透明基板上に半透光膜を形成する、半透光膜形成工程と、
   前記半透光膜をパターニングすることにより、前記透光部を形成するとともに、前記遮光膜パターン上の前記半透光膜を除去する、透光部形成工程を有し、
   前記透光部形成工程においては、前記半透光部となる領域にレジストパターンを形成し、
   前記レジストパターンは、前記半透光部と前記遮光部とが隣接する部分において、前記遮光部側に、所定寸法のマージンを加えた寸法をもつことを特徴とする、フォトマスクの製造方法。
2. 前記マージンの寸法をＭ１（μｍ）とするとき、０．２＜Ｍ１であることを特徴とする、請求項１に記載のフォトマスクの製造方法。
3. 前記マージンの寸法をＭ１（μｍ）とし、前記半透光部と隣接する前記遮光部の寸法がＳ（μｍ）であるとき、０．２＜Ｍ１≦０．７Ｓであることを特徴とする、請求項１又は２に記載のフォトマスクの製造方法。
4. 前記遮光膜は、表面側に反射防止層を有し、前記遮光膜の、露光光の代表波長に対する光反射率が、３０％未満であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のフォトマスクの製造方法。
5. 前記遮光膜と前記半透光膜を積層したときの、露光光の代表波長に対する光反射率が、３５％以上であることを特徴とする、請求項４に記載のフォトマスクの製造方法。
6. 前記遮光膜と前記半透光膜は、同じエッチング剤でエッチング可能であり、かつ、前記半透光膜のエッチング所要時間ＨＴと前記遮光膜のエッチング所要時間ＯＴの比は、ＨＴ：ＯＴが１：３〜１：２０であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のフォトマスクの製造方法。
7. 前記遮光膜と前記半透光膜は、同じエッチング剤でエッチング可能であり、かつ、前記遮光膜の平均エッチングレートＯＲと前記半透光膜のエッチングレートＨＲの比は、ＯＲ：ＨＲが１：１〜１：５である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のフォトマスクの製造方法。
8. 前記半透光膜は、露光光の代表波長に対して、３〜６０％の透過率をもつことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のフォトマスクの製造方法。
9. 前記マージンの寸法をＭ１（μｍ）とし、前記半透光部と隣接する前記遮光部の寸法がＳ（μｍ）であるとき、０．２＜Ｍ１≦０．５Ｓであることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のフォトマスクの製造方法。
10. 前記マージンの寸法をＭ１（μｍ）とし、前記半透光部と隣接する前記遮光部の寸法がＳ（μｍ）であるとき、０．２＜Ｍ１≦０．３Ｓであることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のフォトマスクの製造方法。
11. 前記半透光膜がもつ、露光光の位相シフト量が９０度以下であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のフォトマスクの製造方法。
12. 透明基板上に形成された遮光膜及び半透光膜がそれぞれパターニングされることによって形成された、透光部、半透光部、及び遮光部を備えた転写用パターンを有する、フォトマスクであって、
    前記透光部は、前記透明基板の表面が露出してなり、
    前記半透光部は、前記透明基板上に、前記半透光膜が形成されてなり、
    前記遮光部は、前記透明基板上に、前記遮光膜が形成されるとともに、前記半透光部と隣接するエッジに沿って、前記遮光膜上に前記半透光膜が積層するマージン部を有し、
    前記マージン部の寸法をＭ１（μｍ）とするとき、０．２＜Ｍ１であることを特徴とする、フォトマスク。
13. 前記マージン部の寸法をＭ１（μｍ）とし、前記半透光部と隣接する前記遮光部の寸法がＳ（μｍ）であるとき、０．２＜Ｍ１≦０．７Ｓであることを特徴とする、請求項１２に記載のフォトマスク。
14. 前記遮光部において、前記マージン部以外の領域は、露光光の代表波長に対する光反射率が３０％未満であることを特徴とする、請求項１２又は１３に記載のフォトマスク。
15. 前記遮光膜と前記半透光膜は、同じエッチング剤でエッチング可能である、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載のフォトマスク。
16. 前記半透光膜がもつ、露光光の位相シフト量が９０度以下であることを特徴とする、請求項１２〜１５のいずれか１項に記載のフォトマスク。
17. 前記マージン部の寸法をＭ１（μｍ）とし、前記半透光部と隣接する前記遮光部の寸法がＳ（μｍ）であるとき、０．２＜Ｍ１≦０．５Ｓであることを特徴とする、請求項１２〜１６のいずれか１項に記載のフォトマスク。
18. 前記マージン部の寸法をＭ１（μｍ）とし、前記半透光部と隣接する前記遮光部の寸法がＳ（μｍ）であるとき、０．２＜Ｍ１≦０．３Ｓであることを特徴とする、請求項１２〜１６のいずれか１項に記載のフォトマスク。
19. 前記転写用パターンは、両側を前記遮光部に挟まれた前記半透光部を有することを特徴とする、請求項１２〜１８のいずれか１項に記載のフォトマスク。
20. 多階調フォトマスクであることを特徴とする、請求項１２〜１９のいずれか１項に記載のフォトマスク。
21. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の製造方法によるフォトマスク、又は、請求項１２〜２０のいずれか１項に記載のフォトマスクを用意する工程と、
    露光装置を用いて前記フォトマスクの転写用パターンを露光することにより、被転写体上に前記転写用パターンを転写する工程と、を含む、表示装置の製造方法。

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