JP2012155334A - Ｆｐｄデバイス製造用マスクブランク、フォトマスク、及びｆｐｄデバイス製造用マスクブランクの設計方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＦＰＤ用大型マスクにおけるプロセス（描画方法やレジスト塗布方法）や異なる条件（レジストの種類やレジスト膜厚）に適したマスクブランク及びフォトマスクを提供する。
【解決手段】透光性基板上に、遮光性膜を少なくとも有し、前記遮光性膜上にレーザ描画用のレジスト膜をスリットコータ装置で形成するためのＦＰＤデバイス製造用マスクブランクであって、前記遮光性膜は、前記レーザ描画波長を含む３５０ｎｍ〜４５０ｎｍに渡る波長帯域において、膜面反射率の変動幅が２％未満の範囲となるように制御された膜であり、前記スリットコータ装置は、一方向に延びるレジスト液供給口を有するノズルからレジスト液を吐出させつつ、前記遮光性膜表面に対して前記一方向に交差する方向へノズルを相対移動させてレジスト膜を形成する。
【選択図】なし

Description

本発明は、マスクブランク及びフォトマスクに関し、特に、ＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランク（フォトマスク用のブランク）、係るマスクブランクを用いて製造されたフォトマスク（転写マスク）等に関する。

近年、大型ＦＰＤ用マスクの分野において、半透光性領域（いわゆるグレートーン部）を有するグレートーンマスクを用いてマスク枚数を削減する試みがなされている（非特許文献１）。
ここで、グレートーンマスクは、図６（１）及び図７（１）に示すように、透明基板上に、遮光部１と、透過部２と、半透光性領域であるグレートーン部３とを有する。グレートーン部３は、透過量を調整する機能を有し、例えば、図６（１）に示すようにグレートーンマスク用半透光性膜（ハーフ透光性膜）３ａ’を形成した領域、あるいは、図７（１）に示すようにグレートーンパターン（グレートーンマスクを使用する大型ＬＣＤ用露光機の解像限界以下の微細遮光パターン３ａ及び微細透過部３ｂ）を形成した領域であって、これらの領域を透過する光の透過量を低減しこの領域による照射量を低減して、係る領域に対応するフォトレジストの現像後の膜減りした膜厚を所望の値に制御することを目的として形成される。
大型グレートーンマスクを、ミラープロジェクション方式やレンズを使ったレンズプロジェクション方式の大型露光装置に搭載して使用する場合、グレートーン部３を通過した露光光は全体として露光量が足りなくなるため、このグレートーン部３を介して露光したポジ型フォトレジストは膜厚が薄くなるだけで基板上に残る。つまり、レジストは露光量の違いによって通常の遮光部１に対応する部分とグレートーン部３に対応する部分で現像液に対する溶解性に差ができるため、現像後のレジスト形状は、図６（２）及び図７（２）に示すように、通常の遮光部１に対応する部分１’が例えば約１μｍ、グレートーン部３に対応する部分３’が例えば約０．４〜０．５μｍ、透過部２に対応する部分はレジストのない部分２’となる。そして、レジストのない部分２’で被加工基板の第１のエッチングを行い、グレートーン部３に対応する薄い部分３’のレジストをアッシング等によって除去しこの部分で第２のエッチングを行うことによって、１枚のマスクで従来のマスク２枚分の工程を行い、マスク枚数を削減する。
月刊ＦＰＤ Intelligence、p.31-35、１９９９年５月 「フォトマスク技術のはなし」、田辺功、法元盛久、竹花洋著、工業調査会刊、「第４章ＬＣＤ用フォトマスクの実際」p.151-180

ところで、マイクロプロセッサ、半導体メモリ、システムＬＳＩなどの半導体ディバイスを製造するためのＬＳＩ用マスクは、最大でも６インチ（１３２ｍｍ）角程度と相対的に小型であって、ステッパ（ショット−ステップ露光）方式による縮小投影露光装置に搭載されて使用されることが多い。また、ＬＳＩ用マスク上に形成されるマスクパターンの最小線幅は０．２６μｍ程度（ウエハ上に形成されるパターンの最小線幅は０．０７μｍ程度）を実現している。
係るＬＳＩ用マスクの製造では、一般に上記の高精細パターン形成が必要であるため、マスクブランク上に電子線レジストを塗布し（レジスト膜厚Ｎは通常４００〜５００ｎｍと相対的に小さい）、電子線描画を行って、レジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとしてマスクパターンを形成している。
さらに、ＬＳＩ用マスクを製造するための小型マスクブランクにおいては、小型マスクブランクに対する塗布精度、量産性、コスト等を総合的に勘案し、スピンコートによってレジストが塗布される。
これに対し、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用大型マスクは、最小でも３３０ｍｍ×４５０ｍｍ程度（最大で１２２０ｍｍ×１４００ｍｍ程度）と相対的に大型であって、ミラープロジェクション（スキャニング露光方式による、等倍投影露光）方式やレンズプロジェクション方式の露光装置に搭載されて使用される。また、ＦＰＤ用大型マスクに形成されるパターンの最小線幅は１μｍ程度以下、被転写用大型ガラス基板上に形成されるパターンの最小線幅は共に２〜３μｍ程度であり、最先端ＬＳＩの最小線幅に比べ大きい。
係るＦＰＤ用大型マスクの製造では、マスクブランク上にフォトレジストを塗布し（レジスト膜厚Ｎは通常１０００ｎｍと相対的に大きい）、レーザ描画を行って、レジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとしてマスクパターンを形成している。 さらに、ＦＰＤ用大型マスクを製造するための大型マスクブランクにおいては、大型マスクブランクに対する塗布精度、歩留まり等を総合的に勘案し、スリット状のノズルを基板上で走査してレジストを塗布するスリット式レジストコーター装置によってレジストが塗布される。

以上のように、ＦＰＤ用大型マスクブランク及びマスクでは、マスクサイズの相違等に基づき、ＬＳＩ用マスクとは異なるプロセス（描画方法やレジスト塗布方法）や異なる条件（レジストの種類やレジスト膜厚）が適用され、これらのプロセスや条件をＦＰＤ用大型マスクブランク及びマスクに適用した場合に基板が大型であることに起因して生じる問題について検討する必要がある。
本願の目的は、ＦＰＤ用大型マスクにおけるプロセス（描画方法やレジスト塗布方法）や異なる条件（レジストの種類やレジスト膜厚）に適したマスクブランク及びフォトマスクを案出することにある。

上記目的の下、本発明者は、ＦＰＤ用大型マスクブランク及びＦＰＤ用大型マスクに関し、鋭意研究、開発を行った。その結果、以下のことが判明した。
ＦＰＤ用大型マスクブランク上に塗布されるレジスト膜厚は、レーザー描画波長による定在波が実質的に発生しないように、現状、約１０００ｎｍに設定している。しかし、上記スリット式レジストコーター装置を用いて形成されるレジスト膜の面内膜厚バラツキｎは、比較的大きく、レジスト膜厚の面内膜厚バラツキ幅２ｎが、レーザー描画波長Ｌの半波長１／２Ｌと同程度になることがある。この場合、レジスト膜厚が半波長の整数倍となる膜厚箇所が面内で生じてしまい、係る半波長の整数倍となる膜厚箇所においては、レジスト膜に入射されレジスト膜を通過するレーザー描画光の入射光と、レジスト膜を通過し遮光性膜の膜面で反射されるレーザー描画光の反射光と、が干渉しあって相対的に振幅強度の小さい定在波が生じると共に、遮光性膜の膜面で反射されたレーザー描画光の反射光がレジスト膜を通過しレジスト膜の膜面で反射され、あたかも半波長の整数倍となる距離に相対する壁が存在する場合と同様となるので、反射を繰り返すたびに合成波として相対的に振幅強度の大きい定在波が生じ、共振ととらえられる現象が生ずる。このような特殊な定在波は基準共振モードと呼ばれる。
ＦＰＤ用大型マスクブランクにおいては、レジスト膜厚が半波長の整数倍となる膜厚箇所で生じる基準共振モードの定在波は、基準共振モードの定在波の腹でおきるレジストの感光作用に基づいて、レジストパターンを平面視した時のレジストパターンエッジに凹凸（ギザ）を発生させることを本発明者らは突き止めた、そして、ＦＰＤ用大型マスクブランクでは、レジストパターンをマスクとしてウェットエッチングにより次世代の規格である１μｍ以下のマスクパターン（例えば、大型ＦＰＤ用露光機の解像限界以下に微細遮光パターン及び微細透過部からなるパターン）を形成しようとした際に、０．１μｍ超のギザが発生し、そしてこのギザは、ＦＰＤデバイスにおいて表示むらの原因となることが判明した。
また、ＦＰＤ用大型マスクにおいても、パターンの微細化と、パターン精度の向上の点から、更なるレジスト膜厚の薄膜化が必要と考えるが、この場合においても、レジスト膜厚Ｎと面内膜厚バラツキの範囲で、レーザー描画波長の半波長の整数倍となる膜厚箇所において、基準共振モードの定在波によるレジストパターンエッジの凹凸（ギザ）が発生し、ＦＰＤデバイスにおいて表示むらの原因となる。

そして、本発明者らは、上記課題解決のためには、前記遮光性膜は、基準共振モードの定在波の影響によるレジスト膜パターンに与える影響を実質的に回避し得るレーザー描画波長に対する膜面反射率とすることが有効であることを見出し本発明に至った。

本発明方法は、以下の構成を有する。
（構成１）透光性基板上に、遮光性膜を少なくとも有し、前記遮光性膜上にレーザ描画用のレジスト膜を形成するためのＦＰＤデバイス製造用マスクブランクであって、
前記遮光性膜は、レーザ描画波長に対する膜面反射率が１５％以下となるように制御された膜であることを特徴とするＦＰＤデバイス製造用マスクブランク。
（構成２）
前記レーザ描画波長は、３５０ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲から選択された波長とすることを特徴とする構成１記載のＦＰＤデバイス製造用マスクブランク。
（構成３）
前記遮光性膜は、反射防止層と、その反射防止層の結晶性を制御する結晶性制御層を少なくとも有することを特徴とする構成１又は２記載のＦＰＤデバイス製造用マスクブランク。
（構成４）
前記遮光性膜の膜面反射率が最小となる最小反射率が３５０ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲内に存在することを特徴とする構成１乃至３記載のＦＰＤデバイス製造用マスクブランク。
（構成５）
前記遮光性膜の反射率曲線が下に凸の曲線を描くように構成されてなることを特徴とする構成１乃至４記載のＦＰＤデバイス製造用マスクブランク。
（構成６）
前記遮光性膜上にレーザ描画用のレジスト膜を有することを特徴とする構成１乃至５記載のＦＰＤデバイス製造用マスクブランク。
（構成７）
前記レジスト膜の膜厚は、４００〜１２００ｎｍであることを特徴とする構成６記載のＦＰＤデバイス製造用マスクブランク。
（構成８）
前記レジスト膜の膜厚は、４００〜８００ｎｍであることを特徴とする構成６記載のＦＰＤデバイス製造用マスクブランク。
（構成９）
構成６乃至８記載のマスクブランクを用い、前記レジスト膜に対してレーザ描画を行って、レジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとしてマスクパターンを形成して、製造されることを特徴とするＦＰＤデバイスを製造するためのフォトマスク。

本発明によれば、ＦＰＤ用大型マスクにおけるプロセス（描画方法やレジスト塗布方法）や異なる条件（レジストの種類やレジスト膜厚）に適したマスクブランク及びフォトマスクを提供できる。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のＦＰＤデバイス製造用マスクブランクは、
透光性基板上に、遮光性膜を少なくとも有し、前記遮光性膜上にレーザ描画用のレジスト膜を形成するためのＦＰＤデバイス製造用マスクブランクであって、前記遮光性膜は、レーザ描画波長に対する膜面反射率が１５％以下となるように制御された膜であることを特徴とする（構成１）。

本発明において、レーザ描画波長に対する膜面反射率を１５％以下とすることによって、基準共振モードの定在波によるレジストパターンエッジの凹凸（ギザ）が発生を防止することができる。これによって、レジストパターンをマスクとしてウェットエッチングにより次世代の規格である１μｍ以下のマスクパターン（例えば、大型ＦＰＤ用露光機の解像限界以下の微細遮光パターン及び微細透過部からなるパターン）を形成しようとした際に、０．１μｍ超のギザが発生し、そしてこのギザによってＦＰＤデバイスにおける表示むらが発生すること、を防止することができる。
また、パターンの微細化と、パターン精度の向上の点から、更なるレジスト膜の薄膜化（例えば、４００ｎｍ〜８００ｎｍ）が必要と考えるが、この場合においても、基準共振モードの定在波によるレジストパターンエッジの凹凸（ギザ）が発生し、そしてこのギザによるＦＰＤデバイスにおける表示むらの発生を防止することができる。
本発明においては、前記遮光性膜は、レーザ描画波長に対する膜面反射率が１２％以下、更には１０％以下となるように制御された膜であることが更に好ましい。

本発明においては、前記レーザ描画波長は、３５０ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲から選択される（構成２）。例えば、レーザ描画波長としては、３６５ｎｍ、４０５ｎｍ、４１３ｎｍ、４３６ｎｍ、４４２ｎｍ、４８８ｎｍが挙げられる。
また、本発明においては、前記遮光性膜上にレーザ描画用のレジスト膜を有するレジスト膜付きのＦＰＤデバイス製造用マスクブランクとする（構成３）。その際、本発明においては、前記レジスト膜の膜厚は、４００〜１２００ｎｍであり（構成４）、パターンの微細化と、パターン精度の向上の点から好ましくは、４００〜８００ｎｍであることが好ましい（構成５）。上述のように、ＦＰＤ用大型マスクブランク上に、係る膜厚範囲の相対的に厚いレジスト膜（例えば、９００ｎｍ〜１２００ｎｍ）を形成する場合に、レジスト膜の膜厚の面内バラツキ幅２ｎが大きいことに起因して、基準共振モードの定在波によってレジスト膜パターンに影響を与える問題を生じるため、係る問題を生じないようにするためである。また、パターンの微細化と、パターン精度の向上の点からレジスト膜の薄膜化が必要と考えるが、このレジスト膜の薄膜化の場合において基準共振モードの定在波によってレジスト膜パターンに影響を与える問題を生じないようにするためであり、薄膜化の制約を解消するためである。

本発明では、一方向に延びるレジスト液供給口を有するノズルからレジスト液を吐出させつつ、遮光性膜表面に対して当該一方向に交差する方向へノズルを相対移動させてレジスト膜を形成する、所謂、スリットコータ装置によって大面積の遮光性膜面上にレジストが塗布される場合に特に有益である。また、本発明では、前記スリットコータ装置は、下向きに保持した基板に対し、毛細状のノズルにより毛細管現象を用いて上昇したレジスト液をノズル先端を基板に対して走査させることによって、レジストを塗布する装置（例えば図３参照）である場合に特に有益である。これは、これらの場合に、遮光性膜の表面状態などによってレーザ描画波長Ｌの半波長１／２Ｌと同程度の面内膜厚バラツキ幅２ｎが存在し、レジスト膜パターンに影響を与える問題が生じる可能性が高いからである。

尚、各種膜材料について検討した結果、以下のことがわかった。
（ｉ）クロム酸化膜系の反射防止膜（例えばＣｒＯ膜単層など）だと、膜中にＯを含むため（膜中のＯが多いため）、レーザ描画波長（例えば、３６５ｎｍ、４０５ｎｍ、４１３ｎｍ、４３６ｎｍ、４４２ｎｍ）の帯域、更には係る帯域を含むより広い帯域で分光反射率線のカーブ（傾き）がきつく、分光反射率の変動幅が大きくなる傾向があることが判明した。
（ｉｉ）クロム酸化膜系の反射防止膜に比べ、クロム酸窒化膜系の反射防止膜（例えばＣｒＯＮ）では、レーザ描画波長（例えば、３６５ｎｍ、４０５ｎｍ、４１３ｎｍ、４３６ｎｍ、４４２ｎｍ）の帯域、更には係る帯域を含むより広い帯域で分光反射率線のカーブ（傾き）がゆるく、分光反射率の変動幅が小さくなるので好ましい。
ただし、レーザ描画波長に対する膜面反射率の下限の追求や、膜面の表面状態ばらつきによるスリットコータの面内バラツキによるパターンギザなどのレジスト膜パターンに影響を与える問題解決のためには、どのようなクロム酸窒化膜系の反射防止膜であっても係る目的の達成に適しているわけではなく、しかもクロム酸窒化膜系の反射防止膜の下層がどのような遮光性膜であってもかかる目的の達成に適しているわけではない。従って、係る目的の達成に適した所定の条件を満たす遮光性膜を見つけ出し使用することが好ましいことが判明した。
上記両目的を達成するには、前記クロム酸窒化膜系の反射防止膜の下層に、クロム窒化系膜（例えば、ＣｒＮ）を形成することによって、その上層に形成される膜の結晶性が微細化、かつ、均一に膜形成されるため、遮光性膜の表面状態が安定し、スリットコータによりレジスト膜を形成する場合においても面内膜厚バラツキを抑えることができる。さらに、レーザ描画波長に対する膜面反射率の下限を追求でき、分光反射率の変動幅を小さくするできるので好ましい。

本発明に係るＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランク及びマスクにおいては、透光性基板上に、少なくとも遮光性膜を有する態様が含まれる。具体的には、例えば、図４に示すように、透光性基板１０上に遮光性膜１２を形成し、これにパターニングを施して、グレートーンパターン１２ａと通常の遮光性膜パターン１２ｂとを形成してなる態様が含まれる。
本発明に係るＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランク及びマスクにおいて、前記遮光性膜は、該遮光性膜の膜面反射率が最小となる最小反射率が３５０ｎｍ〜４５０ｎｍの波長範囲となるように制御された膜であることが好ましい。
この理由は、遮光性膜の膜面反射率が最小となる最小反射率（即ちボトムピークの位置）が３５０ｎｍ〜４５０ｎｍの波長範囲内に存在するように制御された膜は、ＦＰＤデバイスを製造するためのマスクを製造する際に一般的に使用されるレーザ描画波長に関して、プロセス変動などに伴う分光曲線の上下左右方向のシフトに対し分光反射率値が大きく変動することが少ないからである。
上記のような、プロセス変動などに伴う分光曲線の左右方向のシフトに対して反射率値が大きく変動することがない（シフトが少ない）遮光性膜としては、上層膜の結晶性を制御する結晶性制御層と、遮光機能を有する下層部と反射防止機能を有する上層部とで少なくとも構成される遮光性膜が好ましい。
ここで、結晶性制御層は、その上に形成される膜の結晶性を制御させる部分である。遮光機能を有する下層部は、遮光性能が高い部分であって要求される遮光性能の大部分又は全部を発現させる部分である。また、反射防止機能を有する上層部は、遮光機能を有する下層部の上に形成され、遮光機能を有する下層部の反射率を低減させ、反射防止機能を発現させる部分である。

本発明に係るＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランク及びマスクにおいて、前記遮光性膜は、結晶性を制御する窒化クロム系の結晶性制御層と、遮光機能を有するクロム又は炭化クロム系の下層部と反射防止機能を有する酸窒化クロム系の上層部とで構成され、前記結晶性制御層、下層部及び上層部は、上記要件を満たすべく光学設計され、作成されていることが好ましい。
この理由は、これらの材料系からなる膜（例えば、ＣｒＮ結晶性制御層／ＣｒＣ遮光性層（下層部）／ＣｒＯＮ反射防止層（上層部）からなる膜、ＣｒＮ結晶性制御層／ＣｒＣＮ遮光性層（下層部）／ＣｒＯＮ反射防止層（上層部）からなる膜等）は、他の材料系の膜に比べ、膜組成の調整、製造条件、製造装置等の選定及び制御、これらによる膜質の制御、遮光性膜の材料等、ボトムピークの位置、膜構成、などによって、波長３５０ｎｍ〜４５０ｎｍに渡る波長帯域において、遮光性膜の膜面反射率の変動幅が２％未満の範囲となるように制御された膜が得られやすく、これによって、プロセス変動などに伴う分光曲線の左右方向のシフトに対し分光反射率値が大きく変動することがない膜が得られるからである。また、係る構成の膜では、レーザ描画波長に対する膜面反射率の下限を追求が可能で、スリットコータによりレジスト膜を形成する場合においても面内膜厚バラツキを抑えることが可能である。

本発明に係るＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランク及びマスクにおいては、上記遮光性膜をインライン型スパッタリング装置によって連続的に形成することが好ましい。インライン型スパッタリング装置によって連続的に成膜された上記結晶性制御層／遮光性層（下層部）／反射防止層（上層部）からなる膜において、各膜の界面に酸化層が形成されないので、光学特性（反射率等）を厳密に制御しやすくなる。

本発明に係るＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランク及びマスクにおいては、グレートーンマスク用半透光性膜と遮光性膜とを透光性基板上に有する態様が含まれる。具体的には、例えば、図５に示すように、透光性基板１０上にグレートーンマスク用半透光性膜１１と遮光性膜１２とをこの順で形成し、これらの膜のパターニングを施して、グレートーンマスク用半透光性膜パターンと遮光性膜パターンとを形成してなる半透光性膜下置き（先付け）タイプのグレートーンマスクなどの態様が含まれる。
ここで、半透光性膜の材料としては、ＭｏとＳｉとを含有するＭｏＳｉ系材料や、金属及びシリコン（ＭＳｉ、Ｍ：Ｍｏ、Ｎｉ、Ｗ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｔａ等の遷移金属）、酸化窒化された金属及びシリコン（ＭＳｉＯＮ）、酸化炭化された金属及びシリコン（ＭｏＳｉＣＯ）、酸化窒化炭化された金属及びシリコン（ＭＳｉＣＯＮ）、酸化された金属及びシリコン（ＭＳｉＯ）、窒化された金属及びシリコン（ＭｏＳｉＮ）などが挙げられる。

本発明において、透光性基板の材料としては、合成石英、ソーダライムガラス、無アルカリガラスなどが挙げられる。
本発明において、レーザ描画用レジストとしては、ノボラック系のフォトレジストなどが挙げられる。
本発明において、ＦＰＤデバイス製造用マスクブランクは、レーザ描画用のレジスト膜を形成前の、透光性基板上に少なくとも遮光性膜を有するマスクブランクが含まれる。

本発明において、ＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランク及びマスクとしては、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、プラズマディスプレイ、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイなどのＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランク及びマスクが挙げられる。
ここで、ＬＣＤ製造用マスクには、ＬＣＤの製造に必要なすべてのマスクが含まれ、例えば、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）、特にＴＦＴチャンネル部やコンタクトホール部、低温ポリシリコンＴＦＴ、カラーフィルタ、反射板（ブラックマトリックス）、などを形成するためのマスクが含まれる。他の表示デバイス製造用マスクには、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、プラズマディスプレイなどの製造に必要なすべてのマスクが含まれる。

本発明に係るＦＰＤデバイスを製造するためのフォトマスクは、上記本発明に係るＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランクを用い、マスクブランクに形成されているレジスト膜に対してレーザ描画を行って、レジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして遮光性膜パターンからなるマスクパターンを形成して、製造されることを特徴とする（構成６）。

以下、実施例に基づき本発明を更に詳細に説明する。
（実施例１）
大型ガラス基板（合成石英（ＱＺ）１０ｍｍ厚、サイズ８５０ｍｍ×１２００ｍｍ）上に、大型インライン型スパッタリング装置を使用し、結晶性制御層と、遮光機能を有する下層部と、反射防止機能を有する上層部とで構成される遮光性膜の成膜を行った。成膜は、大型インライン型スパッタリング装置内に基板搬送方向に対して連続して配置された各スペース（スパッタ室）にＣｒターゲットを各々配置し、まずＡｒガスとＮ_２ガスをスパッタリングガスとしてＣｒＮ層（その後に形成する膜の結晶性を制御することを目的とした膜）を１５０オングストローム、次いで、ＡｒガスとＣＨ_４ガスをスパッタリングガスとしてＣｒＣ層（遮光機能を有する下層部）を６５０オングストローム、次いで、ＡｒガスとＮＯガスをスパッタリングガスとしてＣｒＯＮ層（反射防止機能を有する上層部）を２５０オングストローム、連続成膜して、マスクブランクを作製した。尚、各膜はそれぞれ組成傾斜膜であった。また、ＣｒＣ層（遮光機能を有する下層部）は、ＣｒＮ層やＣｒＯＮ層（反射防止機能を有する上層部）の成膜の際に使用したＮ_２ガスやＮＯガスによりＮ（窒素）が含まれており、上記ＣｒＮ層、ＣｒＣ層（遮光機能を有する下層部）、ＣｒＯＮ層（反射防止機能を有する上層部）の全てにＣｒとＮが含まれていた。
上記マスクブランクの分光反射率線を図１に示す。尚、分光反射率は分光光度計により測定した。
図１に示す分光反射率線においては、ＦＰＤ用大型マスクを製造する際に使用されるレーザ描画波長（例えば、３６５ｎｍ、４０５ｎｍ、４１３ｎｍ、４３６ｎｍ、４４２ｎｍ）を含むレーザ描画波長帯域（３５０ｎｍ〜５００ｎｍ）において、遮光性膜の膜面反射率は１５％以下であった。また、上記レーザ描画波長帯域を含む波長３５０ｎｍ〜４５０ｎｍに渡る波長帯域において、膜面反射率の変動が２％未満の範囲内（波長３６５ｎｍ〜４５０ｎｍに渡る波長帯域において膜面反射率の変動が１％未満の範囲内）であった。
上記で作製したマスクブランクを用い、図３に示すスリットコータを用いてノボラック系のレーザ描画用フォトレジストを塗布し、（レジスト膜厚範囲：１０００ｎｍ±１００ｎｍ）、レジスト膜にレーザ描画でパターン描画し、現像によってレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして、３層構造の膜（ＣｒＮ層、ＣｒＣ層、ＣｒＯＮ層）を一体的にウェットエッチングでパターニングして、５μｍ幅の通常パターン１２ｂ及び１μｍ幅のグレートーンパターン（大型ＦＰＤ用露光機の解像限界以下の微細遮光パターン及び微細透過部からなるパターン）１２ａを有するＦＰＤ用大型マスクを作製した（図４参照）。
上記工程において、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で、レジストパターン、マスクパターンの双方について、通常パターン、グレートーンパターンの双方を観察したところ、パターンを平面視した時のパターンエッジの凹凸（いわゆるギザ）は０．１μｍ未満と良好であった。
得られたＦＰＤ用大型マスクを使用して製造されたＦＰＤデバイスも表示むらがなく良好であった。

（実施例２）
上記実施例１において、ＡｒガスとＮＯガスをスパッタリングガスとしてＣｒＯＮ層（反射防止機能を有する上層部）を２５０オングストロームの厚さで形成した以外は実施例１と同様にして、レジストパターンを形成し、ＦＰＤ用大型マスクを作製した。
図２に示す分光反射率線においては、ＦＰＤ用大型マスクを製造する際に使用されるレーザ描画波長（例えば、３６５ｎｍ、４０５ｎｍ、４１３ｎｍ、４３６ｎｍ、４４２ｎｍ）を含むレーザ描画波長帯域（３６５ｎｍ〜４５０ｎｍ）において、遮光性膜の膜面反射率は１２％以下であった。また、上記レーザ描画波長帯域を含む波長３５０ｎｍ〜４５０ｎｍに渡る波長帯域において、膜面反射率の変動が２％未満の範囲内（波長３６５ｎｍ〜４５０ｎｍに渡る波長帯域において膜面反射率の変動が１％未満の範囲内）であった。
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により、レジストパターン、マスクパターンの双方について観察したところ、パターンエッジの凹凸（いわゆるギザ）は実施例１と同様に０．１μｍ未満と良好であった。

（実施例３）
上記実施例１において、ＡｒガスとＮＯガスをスパッタリングガスとしてＣｒＯＮ層（反射防止機能を有する上層部）を３２０オングストロームの厚さで形成した以外は実施例１と同様にして、レジストパターンを形成し、ＦＰＤ用大型マスクを作製した。
図２に示す分光反射率線においては、ＦＰＤ用大型マスクを製造する際に使用されるレーザ描画波長（例えば、３６５ｎｍ、４０５ｎｍ、４１３ｎｍ、４３６ｎｍ、４４２ｎｍ）を含むレーザ描画波長帯域（３６５ｎｍ〜４５０ｎｍ）において、遮光性膜の膜面反射率は１１％以下であった。また、上記レーザ描画波長帯域を含む波長３５０ｎｍ〜４５０ｎｍに渡る波長帯域において、膜面反射率の変動が２％未満の範囲内（波長３６５ｎｍ〜４５０ｎｍに渡る波長帯域において膜面反射率の変動が１％未満の範囲内）であった。
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により、レジストパターン、マスクパターンの双方について観察したところ、パターンエッジの凹凸（いわゆるギザ）は実施例１と同様に０．１μｍ未満と良好であった。

（実施例４）
上記実施例１において、ＡｒガスとＮＯガスをスパッタリングガスとしてＣｒＯＮ層（反射防止機能を有する上層部）を２００オングストロームの厚さで形成した以外は実施例１と同様にして、レジストパターンを形成し、ＦＰＤ用大型マスクを作製した。
図２に示す分光反射率線においては、ＦＰＤ用大型マスクを製造する際に使用されるレーザ描画波長（例えば、３６５ｎｍ、４０５ｎｍ、４１３ｎｍ、４３６ｎｍ、４４２ｎｍ）を含むレーザ描画波長帯域（３６５ｎｍ〜４５０ｎｍ）において、遮光性膜の膜面反射率は１４％以下であった。また、上記レーザ描画波長帯域を含む波長３５０ｎｍ〜４５０ｎｍに渡る波長帯域において、膜面反射率の変動が２％未満の範囲内（波長３６５ｎｍ〜４５０ｎｍに渡る波長帯域において膜面反射率の変動が１％未満の範囲内）であった。
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により、レジストパターン、マスクパターンの双方について観察したところ、パターンエッジの凹凸（いわゆるギザ）は実施例１と同様に０．１μｍ未満と良好であった。

（実施例５）
上記実施例１において、レジスト膜の膜厚を４００ｎｍ〜８００ｎｍまで複数膜厚のレジスト膜を形成した以外は実施例１と同様にして、レジストパターンを形成し、ＦＰＤ用大型マスクを作製した。
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によるレジストパターン、マスクパターンの双方について観察したところ、パターンエッジの凹凸（いわゆるギザ）は実施例１と同様に０．１μｍ未満と良好であった。

（比較例）
大型ガラス基板（合成石英（ＱＺ）１０ｍｍ厚、サイズ８５０ｍｍ×１２００ｍｍ）上に、スパッタリング装置を使用し、遮光性膜の成膜を行った。成膜は、２つのスパッタ室内に各々Ｃｒターゲットを配置し、まず、ＡｒガスをスパッタリングガスとしてＣｒ膜（遮光膜）を９００オングストローム、次いで、ＡｒガスとＯ_２ガスをスパッタリングガスとしてＣｒＯ膜（反射防止膜）を３００オングストローム成膜してマスクブランクを作製した。
その結果、ＦＰＤ用大型マスクを製造する際に使用されるレーザ描画波長（例えば、３６５ｎｍ、４０５ｎｍ、４１３ｎｍ、４３６ｎｍ、４４２ｎｍ）を含むレーザ描画波長帯域（３５０ｎｍ〜５００ｎｍ）において、遮光性膜の膜面反射率は１５％超（１８．３％）であった。また、上記レーザ描画波長帯域を含む波長３５０ｎｍ〜４５０ｎｍに渡る波長帯域において、膜面反射率の変動が２％超（４．２％）であった。
上記で作製したマスクブランクを用い、実施例１と同様にして遮光性膜上にレジスト膜を形成し、レジスト膜にレーザ描画でパターン描画し、現像によってレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして、２層構造の膜（Ｃｒ膜、ＣｒＯ膜）を一体的にウェットエッチングでパターニングして、５μｍ幅の通常パターン１２ｂ及び１μｍ幅のグレートーンパターン（大型ＦＰＤ用露光機の解像限界以下の微細遮光パターン及び微細透過部からなるパターン）１２ａを有するＦＰＤ用大型マスクを作製した。
上記工程において、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で、レジストパターン、マスクパターンの双方について、通常パターン、グレートーンパターンの双方を観察したところ、パターンを平面視した時のパターンエッジの凹凸（いわゆるギザ）は０．１μｍ超（０．３μｍ）であった。
得られたＦＰＤ用大型マスクを使用して製造されたＦＰＤデバイスは表示むらが発生した。

以上、好ましい実施例を掲げて本発明を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。

実施例で作成した反射防止機能を有する遮光性膜の分光透過率を示す図である。 実施例で作成した反射防止機能を有する遮光性膜の分光透過率を示す図である。 実施例及び比較例で使用したスリットコータ装置を説明するための模式図である。 ＦＰＤ用大型マスクの態様を説明するための図である。 ＦＰＤ用大型マスクの他の態様を説明するための図である。 半透光性膜を有するグレートーンマスクを説明するための図であり、（１）は部分平面図、（２）は部分断面図である。 解像限界以下の微細遮光パターンを有するグレートーンマスクを説明するための図であり、（１）は部分平面図、（２）は部分断面図である。

１ 遮光部
２ 透過部
３ グレートーン部
３ａ 微細遮光パターン
３ｂ 微細透過部
３ａ’ 半透光性膜
１０ 透光性基板
１１ 半透光性膜
１２ 遮光性膜

Claims (13)

1. 透光性基板上に、遮光性膜を少なくとも有し、前記遮光性膜上にレーザ描画用のレジスト膜をスリットコータ装置で形成するためのＦＰＤデバイス製造用マスクブランクであって、
   前記遮光性膜は、前記レーザ描画波長を含む３５０ｎｍ〜４５０ｎｍに渡る波長帯域において、膜面反射率の変動幅が２％未満の範囲となるように制御された膜であり、
   前記スリットコータ装置は、一方向に延びるレジスト液供給口を有するノズルからレジスト液を吐出させつつ、前記遮光性膜表面に対して前記一方向に交差する方向へノズルを相対移動させてレジスト膜を形成することを特徴とするＦＰＤデバイス製造用マスクブランク。
2. 前記遮光性膜は、前記レーザ描画波長を含む３６５ｎｍ〜４５０ｎｍに渡る波長帯域において、膜面反射率の変動幅が１％未満の範囲となるように制御された膜であることを特徴とするＦＰＤデバイス製造用マスクブランク。
3. 前記遮光性膜の反射率曲線が下に凸の曲線を描くように構成されてなることを特徴とする請求項１又は２記載のＦＰＤデバイス製造用マスクブランク。
4. 前記遮光性膜は、少なくとも上層膜の結晶性を制御する結晶性制御層と、遮光機能を有する下層部と、反射防止機能を有する上層部とで構成することを特徴とする請求項１乃至３記載のＦＰＤデバイス製造用マスクブランク。
5. 前記結晶性制御層は窒化クロム系膜であることを特徴とする請求項１乃至４記載のＦＰＤデバイス製造用マスクブランク。
6. 前記遮光性膜上にレーザ描画用のレジスト膜を有することを特徴とする請求項１乃至５記載のＦＰＤデバイス製造用マスクブランク。
7. 前記レジスト膜の膜厚は、１２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項６記載のＦＰＤデバイス製造用マスクブランク。
8. 前記レジスト膜の膜厚は、４００ｎｍ以上であることを特徴とする請求項６記載のＦＰＤデバイス製造用マスクブランク。
9. 請求項６乃至８記載のマスクブランクを用い、前記レジスト膜に対してレーザ描画を行って、レジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとしてマスクパターンを形成して、製造されることを特徴とするＦＰＤデバイスを製造するためのフォトマスク。
10. 透光性基板上に、遮光性膜を少なくとも有し、前記遮光性膜上にレーザ描画用のレジスト膜をスリットコータ装置で形成するためのＦＰＤデバイス製造用マスクブランクの設計方法であって、
    前記遮光性膜は、前記レーザ描画波長を含む３５０ｎｍ〜４５０ｎｍに渡る波長帯域において、膜面反射率の変動幅が２％未満の範囲となるように設計し、
    前記スリットコータ装置は、一方向に延びるレジスト液供給口を有するノズルからレジスト液を吐出させつつ、前記遮光性膜表面に対して前記一方向に交差する方向へノズルを相対移動させてレジスト膜を形成するものであることを特徴とするＦＰＤデバイス製造用マスクブランクの設計方法。
11. 前記遮光性膜は、少なくとも上層膜の結晶性を制御する結晶性制御層と、遮光機能を有する下層部と、反射防止機能を有する上層部とで構成することを特徴とする請求項１０記載のＦＰＤデバイス製造用マスクブランクの設計方法。
12. 前記結晶性制御層は窒化クロム系膜であることを特徴とする請求項１０又は１１記載のＦＰＤデバイス製造用マスクブランクの設計方法。
13. 前記遮光性膜上に形成されるレジスト膜の膜厚が１２００ｎｍ以下から選択されるように設計することを特徴とする請求項１０乃至１２記載のＦＰＤデバイス製造用マスクブランクの設計方法。

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