JP5121020B2 - 多階調フォトマスク、フォトマスクブランク、及びパターン転写方法 - Google Patents
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Description
本発明は、多階調フォトマスク、フォトマスクブランク、及びパターン転写方法等に関する。
近年、大型ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用フォト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）を有する多階調フォトマスク（いわゆ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（例えば、非特許文献１）。
ここで、多階調フォトマスクは、図１１（１）及び図１２（１）に示すように、透光性基板上に、露光光を遮光する遮光部１と、露光光を透過する透光部２と、露光光を一部透過する半透光部３とを有する。半透光部３は、遮光部と透光部の中間的な透過率を得るための領域であり、例えば、図１１（１）に示すように遮光部と透光部の中間的な透過率を有する半透光膜３ａ’を形成した領域、あるいは、図１２（１）に示すように多階調フォトマスクを使用（搭載）してパターン転写を行う大型ＦＰＤ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（いわゆるグレートーンパターン）を形成した領域であって、これらの領域を透過する露光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。
大型多階調フォトマスクを、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、半透光部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、この半透光部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に対応する部分と半透光部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１１（２）及び図１２（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、半透光部３に対応する部分３’が例えば約０．４〜０．５μｍ、透光部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、半透光部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
ここで、多階調フォトマスクは、図１１（１）及び図１２（１）に示すように、透光性基板上に、露光光を遮光する遮光部１と、露光光を透過する透光部２と、露光光を一部透過する半透光部３とを有する。半透光部３は、遮光部と透光部の中間的な透過率を得るための領域であり、例えば、図１１（１）に示すように遮光部と透光部の中間的な透過率を有する半透光膜３ａ’を形成した領域、あるいは、図１２（１）に示すように多階調フォトマスクを使用（搭載）してパターン転写を行う大型ＦＰＤ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（いわゆるグレートーンパターン）を形成した領域であって、これらの領域を透過する露光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。
大型多階調フォトマスクを、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、半透光部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、この半透光部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に対応する部分と半透光部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１１（２）及び図１２（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、半透光部３に対応する部分３’が例えば約０．４〜０．５μｍ、透光部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、半透光部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
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用マスクでは、レンズ系による色収差排除及びそれによる解像性向上の観点から、単色の露光光が使用される。このＬＳＩ用マスクについての単色の露光波長の短波長化は、超高圧水銀灯のｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）へと進行してきている。
また、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、高いエッチング精度が必要であるため、ドライエッチングによってマスクブランク上に形成された薄膜のパターニングが施される。
これに対し、ＦＰＤ用大型マスクは、例えば、３３０ｍｍ×４５０ｍｍから１２２０ｍｍ×１４００ｍｍと相対的に大型であって、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露光装置に搭載されて使用されることが多い。また、ＦＰＤ用大型マスクを、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）方式の露光装置に搭載して使用する場合、（１）反射光学系だけでマスクを介した露光が行われるので、ＬＳＩ用マスクの如きレンズ系の介在に基づき生じる色収差は問題とならないこと、及び、（２）現状では多色波露光の影響（透過光や反射光に基づく干渉や、色収差の影響など）を検討するよりも、単色波露光に比べ大きな露光光強度を確保した方が総合的な生産面から有利であることから、またレンズ方式の大型露光装置に搭載して使用する場合上記（２）に記載したことなどから、超高圧水銀灯のｉ〜ｇ線の広い帯域を利用し多色波露光を実施している。複数の波長による露光（多色波露光）処理の利点は、露光光強度が、単一波長による露光（単色波露光）の場合に比べて大きくできることである。例えば、ｉ線のみ、又はｇ線のみの単色波露光に比べて、ｈ線を含みｉ線からｇ線に亘る波長帯域の光で露光を行うほうが、露光光強度は大きい。このため、デバイスの生産性を向上させることができる。また、例えば、ＦＰＤデバイス等の大型のディスプレイデバイスは、等倍露光法を利用して製造される場合が多い。ＬＳＩデバイス等の製造で使われている縮小露光法に比べて等倍露光法では、デバイス面に照射される露光光の入射強度が小さいので、複数の波長を利用することで、デバイス面に照射される露光光の入射強度を補える利点が得られる。
また、ＦＰＤ用大型マスクの製造においては、大型のドライエッチング装置の作製が難しく、作製したとしても非常に高価で均一にエッチングすることは技術的に難しい。このようなことから、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、コスト面及びスループットを重視してエッチング液を用いたウエットエッチングを採用し、マスクブランク上に形成された薄膜のパターニングが施されることが多い。
また、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、高いエッチング精度が必要であるため、ドライエッチングによってマスクブランク上に形成された薄膜のパターニングが施される。
これに対し、ＦＰＤ用大型マスクは、例えば、３３０ｍｍ×４５０ｍｍから１２２０ｍｍ×１４００ｍｍと相対的に大型であって、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露光装置に搭載されて使用されることが多い。また、ＦＰＤ用大型マスクを、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）方式の露光装置に搭載して使用する場合、（１）反射光学系だけでマスクを介した露光が行われるので、ＬＳＩ用マスクの如きレンズ系の介在に基づき生じる色収差は問題とならないこと、及び、（２）現状では多色波露光の影響（透過光や反射光に基づく干渉や、色収差の影響など）を検討するよりも、単色波露光に比べ大きな露光光強度を確保した方が総合的な生産面から有利であることから、またレンズ方式の大型露光装置に搭載して使用する場合上記（２）に記載したことなどから、超高圧水銀灯のｉ〜ｇ線の広い帯域を利用し多色波露光を実施している。複数の波長による露光（多色波露光）処理の利点は、露光光強度が、単一波長による露光（単色波露光）の場合に比べて大きくできることである。例えば、ｉ線のみ、又はｇ線のみの単色波露光に比べて、ｈ線を含みｉ線からｇ線に亘る波長帯域の光で露光を行うほうが、露光光強度は大きい。このため、デバイスの生産性を向上させることができる。また、例えば、ＦＰＤデバイス等の大型のディスプレイデバイスは、等倍露光法を利用して製造される場合が多い。ＬＳＩデバイス等の製造で使われている縮小露光法に比べて等倍露光法では、デバイス面に照射される露光光の入射強度が小さいので、複数の波長を利用することで、デバイス面に照射される露光光の入射強度を補える利点が得られる。
また、ＦＰＤ用大型マスクの製造においては、大型のドライエッチング装置の作製が難しく、作製したとしても非常に高価で均一にエッチングすることは技術的に難しい。このようなことから、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、コスト面及びスループットを重視してエッチング液を用いたウエットエッチングを採用し、マスクブランク上に形成された薄膜のパターニングが施されることが多い。
近年、ＦＰＤ用大型多階調フォトマスクの要求精度（規格値）が厳しくなってきている。これと同時にコスト削減も要望されている。
そこで、本発明者らは、ＦＰＤ用大型多階調フォトマスクブランク及びフォトマスクに関し、半透光膜及び遮光膜のそれぞれにウエットエッチングによるパターニングが施される場合について、厳しくなる要求精度（規格値）を満たすための課題について検討した。
その結果、
（１）半透光膜のｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を抑制すること、
（２）半透光膜を透過する露光光の透過率を所望の値に調整すること（特に微調整が容易であること）、
（３）欠陥の少ない製造プロセスを採用できること、
は両立が困難であることがわかった。
このことを、以下で詳しく説明する。
まず、前提として、ウエットエッチングを用いて作製されるＦＰＤ用大型多階調フォトマスクにおける遮光膜としては、Ｃｒ系遮光膜が通常使用される。
半透光膜としてＭｏＳｉＮを用いるＦＰＤ用大型多階調フォトマスクブランク及びフォトマスクでは、基板側から基板＼ＭｏＳｉＮ半透光膜＼Ｃｒ系遮光膜のフォトマスクブランク（従来例１）が用いられる。このとき、ＭｏＳｉＮ半透光膜は、ｉ線−ｇ線間の透過率変動が相対的に大きいが、所定の透過率得るための膜厚が相対的に厚い（例えば約２０〜３５ｎｍ）ため、膜厚による透過率調整及び透過率制御が容易である。また、半透光膜としてＭｏＳｉＮを用いる場合は、半透光膜先付け・半透光膜後付けの双方のプロセスを採用可能である。
半透光膜としてＣｒＮを用いるＦＰＤ用大型多階調フォトマスクブランク及びフォトマスク（従来例２）においては、ＣｒＮ半透光膜は、ｉ線−ｇ線間の透過率変動が相対的に小さいが、所定の透過率を得るための膜厚が相対的に薄い（例えば約１０ｎｍ以下と非常に薄い）ため、膜厚による透過率調整や制御が難しい。また、ＣｒＮ半透光膜は、Ｃｒ系遮光膜とのエッチング選択性がほとんどないため、Ｃｒ系遮光膜の成膜とパターニングをまず行い、その後に、ＣｒＮ半透光膜の成膜とパターニングを行う必要がある（いわゆる半透光膜後付けプロセスの採用が必須となる）。半透光膜後付けプロセスの場合、成膜とその膜のパターニングの一連の工程を２回に分けて行う必要があるので、半透光膜先付けプロセスに比べ、欠陥が増加する。
上記のように、従来例１と２の双方の利点を有し、双方の欠点を解消する技術の提案は未だなされていない。つまり、上記（１）〜（３）を両立しうる技術の提案は未だなされていない。
そこで、本発明者らは、ＦＰＤ用大型多階調フォトマスクブランク及びフォトマスクに関し、半透光膜及び遮光膜のそれぞれにウエットエッチングによるパターニングが施される場合について、厳しくなる要求精度（規格値）を満たすための課題について検討した。
その結果、
（１）半透光膜のｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を抑制すること、
（２）半透光膜を透過する露光光の透過率を所望の値に調整すること（特に微調整が容易であること）、
（３）欠陥の少ない製造プロセスを採用できること、
は両立が困難であることがわかった。
このことを、以下で詳しく説明する。
まず、前提として、ウエットエッチングを用いて作製されるＦＰＤ用大型多階調フォトマスクにおける遮光膜としては、Ｃｒ系遮光膜が通常使用される。
半透光膜としてＭｏＳｉＮを用いるＦＰＤ用大型多階調フォトマスクブランク及びフォトマスクでは、基板側から基板＼ＭｏＳｉＮ半透光膜＼Ｃｒ系遮光膜のフォトマスクブランク（従来例１）が用いられる。このとき、ＭｏＳｉＮ半透光膜は、ｉ線−ｇ線間の透過率変動が相対的に大きいが、所定の透過率得るための膜厚が相対的に厚い（例えば約２０〜３５ｎｍ）ため、膜厚による透過率調整及び透過率制御が容易である。また、半透光膜としてＭｏＳｉＮを用いる場合は、半透光膜先付け・半透光膜後付けの双方のプロセスを採用可能である。
半透光膜としてＣｒＮを用いるＦＰＤ用大型多階調フォトマスクブランク及びフォトマスク（従来例２）においては、ＣｒＮ半透光膜は、ｉ線−ｇ線間の透過率変動が相対的に小さいが、所定の透過率を得るための膜厚が相対的に薄い（例えば約１０ｎｍ以下と非常に薄い）ため、膜厚による透過率調整や制御が難しい。また、ＣｒＮ半透光膜は、Ｃｒ系遮光膜とのエッチング選択性がほとんどないため、Ｃｒ系遮光膜の成膜とパターニングをまず行い、その後に、ＣｒＮ半透光膜の成膜とパターニングを行う必要がある（いわゆる半透光膜後付けプロセスの採用が必須となる）。半透光膜後付けプロセスの場合、成膜とその膜のパターニングの一連の工程を２回に分けて行う必要があるので、半透光膜先付けプロセスに比べ、欠陥が増加する。
上記のように、従来例１と２の双方の利点を有し、双方の欠点を解消する技術の提案は未だなされていない。つまり、上記（１）〜（３）を両立しうる技術の提案は未だなされていない。
本発明は、ＦＰＤ用大型多階調フォトマスクブランク及びフォトマスクに関し、
（１）半透光膜のｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を抑制すること、
（２）半透光膜を透過する露光光の透過率を所望の値に調整すること（特に微調整が容易であること）、
（３）欠陥の少ない製造プロセスを採用できること、
を両立しうる技術の提供を目的とする。
（１）半透光膜のｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を抑制すること、
（２）半透光膜を透過する露光光の透過率を所望の値に調整すること（特に微調整が容易であること）、
（３）欠陥の少ない製造プロセスを採用できること、
を両立しうる技術の提供を目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意研究開発を行った。その結果、
（ｉ）半透光膜は、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る露光光に対する透過率スペクトルが互いに異なる２以上の半透光膜の積層膜とし、これにより、
（ｉｉ）前記積層膜からなる半透光膜は、２以上の半透光膜の積層によって、前記積層膜からなる半透光膜を透過するｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る露光光に対する透過率変化量が適切に制御でき、かつ、
前記積層膜からなる半透光膜は、２以上の半透光膜の積層によって、前記積層膜からなる半透光膜を透過する露光光の透過率が適切に制御できる、
ことを見い出した。これにより、上記（１）〜（３）を両立しうるＦＰＤ用大型多階調フォトマスクブランク及びフォトマスクを得ることが可能となることを見い出した。
更に、本発明者は、前記積層膜を構成する各半透光膜の材料が同じであっても、各半透光膜の膜厚によってｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量の抑制効果が得られたり、得られなかったりすることを見い出した。このことに基づいて、本発明者は、
（ｉｉｉ）「前記積層膜からなる半透光膜は、２以上の半透光膜の積層によって、前記積層膜からなる半透光膜を透過するｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る露光光に対する透過率変化量が制御（所望の値に抑制）でき、かつ、
前記積層膜からなる半透光膜は、２以上の半透光膜の積層によって、前記積層膜からなる半透光膜を透過する露光光の透過率が制御（所望の値に制御）できる、」ように前記積層膜を構成する各半透光膜の材料及び膜厚を選択する（調整する）ことによって、上記（１）〜（３）を両立しうるＦＰＤ用大型多階調フォトマスクブランク及びフォトマスクが得られることを見い出し、本発明に至った。
（ｉ）半透光膜は、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る露光光に対する透過率スペクトルが互いに異なる２以上の半透光膜の積層膜とし、これにより、
（ｉｉ）前記積層膜からなる半透光膜は、２以上の半透光膜の積層によって、前記積層膜からなる半透光膜を透過するｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る露光光に対する透過率変化量が適切に制御でき、かつ、
前記積層膜からなる半透光膜は、２以上の半透光膜の積層によって、前記積層膜からなる半透光膜を透過する露光光の透過率が適切に制御できる、
ことを見い出した。これにより、上記（１）〜（３）を両立しうるＦＰＤ用大型多階調フォトマスクブランク及びフォトマスクを得ることが可能となることを見い出した。
更に、本発明者は、前記積層膜を構成する各半透光膜の材料が同じであっても、各半透光膜の膜厚によってｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量の抑制効果が得られたり、得られなかったりすることを見い出した。このことに基づいて、本発明者は、
（ｉｉｉ）「前記積層膜からなる半透光膜は、２以上の半透光膜の積層によって、前記積層膜からなる半透光膜を透過するｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る露光光に対する透過率変化量が制御（所望の値に抑制）でき、かつ、
前記積層膜からなる半透光膜は、２以上の半透光膜の積層によって、前記積層膜からなる半透光膜を透過する露光光の透過率が制御（所望の値に制御）できる、」ように前記積層膜を構成する各半透光膜の材料及び膜厚を選択する（調整する）ことによって、上記（１）〜（３）を両立しうるＦＰＤ用大型多階調フォトマスクブランク及びフォトマスクが得られることを見い出し、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、露光光の一部を透過する半透光膜と露光光を遮光する遮光膜をこの順で有し、前記半透光膜と前記遮光膜にそれぞれパターニングが施されることにより、露光光を透過する透光部、露光光を一部透過する半透光部、露光光を遮光する遮光部が形成された多階調フォトマスクを作製するためのフォトマスクブランクであって、
前記半透光膜は、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る露光光に対する透過率スペクトルが互いに異なる２以上の半透光膜の積層膜からなり、
前記積層膜からなる半透光膜は、２以上の半透光膜の積層によって、前記積層膜からなる半透光膜を透過するｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る露光光に対する透過率変化量が制御され、かつ、
前記積層膜からなる半透光膜は、２以上の半透光膜の積層によって、前記積層膜からなる半透光膜を透過する露光光の透過率が制御され、
たものであることを特徴とするフォトマスクブランク。
（構成２）
前記積層膜を構成する少なくとも一方の半透光膜は、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を抑制する機能を有する膜であり、かつ、
前記積層膜を構成する少なくとも一方の半透光膜の膜厚を調整することによって、前記積層膜からなる半透光膜を透過する露光光の透過率を所望の値に調整す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。
（構成３）
前記積層膜からなる半透光膜は、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る露光光に対する透過率変化量が、２．０％以下であることを特徴とする構成１又は２に記載のフォトマスクブランク。
（構成４）
透光性基板上に、
クロムと窒素を含む材料からなる半透光膜と、モリブデンとシリコンを含む材料又はモリブデンとシリコンと窒素を含む材料からなる半透光膜と、をこの順で積層してなる半透光膜の積層膜と、
クロムを含む材料からなる遮光膜と、
をこの順で積層してなることを特徴とする構成１〜３のいずれか一項に記載のフォトマスクブランク。
（構成５）
透光性基板上に、露光光の一部を透過する半透光膜と露光光を遮光する遮光膜をこの順で有し、前記半透光膜と前記遮光膜にそれぞれパターニングが施されることにより、露光光を透過する透光部、露光光を一部透過する半透光部、露光光を遮光する遮光部が形成された多階調フォトマスクであって、
前記半透光膜は、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る露光光に対する透過率スペクトルが互いに異なる２以上の半透光膜の積層膜からなり、
前記積層膜からなる半透光膜は、２以上の半透光膜の積層によって、前記積層膜からなる半透光膜を透過するｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る露光光に対する透過率変化量が制御され、かつ、
前記積層膜からなる半透光膜は、２以上の半透光膜の積層によって、前記積層膜からなる半透光膜を透過する露光光の透過率が制御され、
たものであることを特徴とする多階調フォトマスク。
（構成６）
前記半透光部は、透光性基板上に、前記積層構造の半透光膜で構成される半透光部が形成されてなることを特徴とする構成５に記載の多階調フォトマスク。
（構成７）
前記半透光部は、露光光の透過率の異なる第１の半透光部と第２の半透光部を有し、前記第１の半透光部は、透光性基板上に、前記積層構造の半透光膜の下層膜のみで構成される半透光部が形成されてなり、前記第２の半透光部は、透光性基板上に、前記積層構造の半透光膜の下層膜及び上層膜の積層膜で構成される半透光部が形成されてなることを特徴とする構成５に記載の多階調フォトマスク。
（構成８）
構成５〜７のいずれかに記載の多階調フォトマスクを用い、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る露光光によって、フォトマスクに形成された多階調パターンを被転写体上に転写する工程を含む、パターン転写方法。
（構成１）
透光性基板上に、露光光の一部を透過する半透光膜と露光光を遮光する遮光膜をこの順で有し、前記半透光膜と前記遮光膜にそれぞれパターニングが施されることにより、露光光を透過する透光部、露光光を一部透過する半透光部、露光光を遮光する遮光部が形成された多階調フォトマスクを作製するためのフォトマスクブランクであって、
前記半透光膜は、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る露光光に対する透過率スペクトルが互いに異なる２以上の半透光膜の積層膜からなり、
前記積層膜からなる半透光膜は、２以上の半透光膜の積層によって、前記積層膜からなる半透光膜を透過するｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る露光光に対する透過率変化量が制御され、かつ、
前記積層膜からなる半透光膜は、２以上の半透光膜の積層によって、前記積層膜からなる半透光膜を透過する露光光の透過率が制御され、
たものであることを特徴とするフォトマスクブランク。
（構成２）
前記積層膜を構成する少なくとも一方の半透光膜は、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を抑制する機能を有する膜であり、かつ、
前記積層膜を構成する少なくとも一方の半透光膜の膜厚を調整することによって、前記積層膜からなる半透光膜を透過する露光光の透過率を所望の値に調整す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。
（構成３）
前記積層膜からなる半透光膜は、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る露光光に対する透過率変化量が、２．０％以下であることを特徴とする構成１又は２に記載のフォトマスクブランク。
（構成４）
透光性基板上に、
クロムと窒素を含む材料からなる半透光膜と、モリブデンとシリコンを含む材料又はモリブデンとシリコンと窒素を含む材料からなる半透光膜と、をこの順で積層してなる半透光膜の積層膜と、
クロムを含む材料からなる遮光膜と、
をこの順で積層してなることを特徴とする構成１〜３のいずれか一項に記載のフォトマスクブランク。
（構成５）
透光性基板上に、露光光の一部を透過する半透光膜と露光光を遮光する遮光膜をこの順で有し、前記半透光膜と前記遮光膜にそれぞれパターニングが施されることにより、露光光を透過する透光部、露光光を一部透過する半透光部、露光光を遮光する遮光部が形成された多階調フォトマスクであって、
前記半透光膜は、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る露光光に対する透過率スペクトルが互いに異なる２以上の半透光膜の積層膜からなり、
前記積層膜からなる半透光膜は、２以上の半透光膜の積層によって、前記積層膜からなる半透光膜を透過するｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る露光光に対する透過率変化量が制御され、かつ、
前記積層膜からなる半透光膜は、２以上の半透光膜の積層によって、前記積層膜からなる半透光膜を透過する露光光の透過率が制御され、
たものであることを特徴とする多階調フォトマスク。
（構成６）
前記半透光部は、透光性基板上に、前記積層構造の半透光膜で構成される半透光部が形成されてなることを特徴とする構成５に記載の多階調フォトマスク。
（構成７）
前記半透光部は、露光光の透過率の異なる第１の半透光部と第２の半透光部を有し、前記第１の半透光部は、透光性基板上に、前記積層構造の半透光膜の下層膜のみで構成される半透光部が形成されてなり、前記第２の半透光部は、透光性基板上に、前記積層構造の半透光膜の下層膜及び上層膜の積層膜で構成される半透光部が形成されてなることを特徴とする構成５に記載の多階調フォトマスク。
（構成８）
構成５〜７のいずれかに記載の多階調フォトマスクを用い、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る露光光によって、フォトマスクに形成された多階調パターンを被転写体上に転写する工程を含む、パターン転写方法。
本発明によれば、下記（１）〜（３）を両立しうるＦＰＤ用大型多階調フォトマスクブランク及びフォトマスク並びにそれらの製造方法を提供できる。
（１）半透光膜のｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を抑制すること、
（２）半透光膜を透過する露光光の透過率を所望の値に調整すること（特に微調整が容易であること）、
（３）欠陥の少ないプロセスを採用できること。
（１）半透光膜のｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を抑制すること、
（２）半透光膜を透過する露光光の透過率を所望の値に調整すること（特に微調整が容易であること）、
（３）欠陥の少ないプロセスを採用できること。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のフォトマスクブランク及び多階調フォトマスクは、
透光性基板上に、露光光の一部を透過する半透光膜と露光光を遮光する遮光膜をこの順で有し、前記半透光膜と前記遮光膜にそれぞれパターニングが施されることにより、露光光を透過する透光部、露光光を一部透過する半透光部、露光光を遮光する遮光部が形成された多階調フォトマスクであって、又はこの多階調フォトマスクを作製するためのフォトマスクブランクであって、
前記半透光膜は、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る露光光に対する透過率スペクトルが互いに異なる２以上の半透光膜の積層膜からなり、
前記積層膜からなる半透光膜は、２以上の半透光膜の積層によって、前記積層膜からなる半透光膜を透過するｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る露光光に対する透過率変化量が制御され、かつ、
前記積層膜からなる半透光膜は、２以上の半透光膜の積層によって、前記積層膜からなる半透光膜を透過する露光光の透過率が制御され、
たものであることを特徴とする（構成１、構成５）。
上記構成１、構成５に係る発明によれば、下記（１）〜（３）を両立しうるＦＰＤ用大型多階調フォトマスクブランク及びフォトマスク並びにそれらの製造方法の提供が可能となる。
（１）半透光膜のｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を抑制すること、
（２）半透光膜を透過する露光光の透過率を所望の値に調整すること（特に微調整が容易であること）、
（３）欠陥の少ないプロセスを採用できること。
本発明のフォトマスクブランク及び多階調フォトマスクは、
透光性基板上に、露光光の一部を透過する半透光膜と露光光を遮光する遮光膜をこの順で有し、前記半透光膜と前記遮光膜にそれぞれパターニングが施されることにより、露光光を透過する透光部、露光光を一部透過する半透光部、露光光を遮光する遮光部が形成された多階調フォトマスクであって、又はこの多階調フォトマスクを作製するためのフォトマスクブランクであって、
前記半透光膜は、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る露光光に対する透過率スペクトルが互いに異なる２以上の半透光膜の積層膜からなり、
前記積層膜からなる半透光膜は、２以上の半透光膜の積層によって、前記積層膜からなる半透光膜を透過するｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る露光光に対する透過率変化量が制御され、かつ、
前記積層膜からなる半透光膜は、２以上の半透光膜の積層によって、前記積層膜からなる半透光膜を透過する露光光の透過率が制御され、
たものであることを特徴とする（構成１、構成５）。
上記構成１、構成５に係る発明によれば、下記（１）〜（３）を両立しうるＦＰＤ用大型多階調フォトマスクブランク及びフォトマスク並びにそれらの製造方法の提供が可能となる。
（１）半透光膜のｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を抑制すること、
（２）半透光膜を透過する露光光の透過率を所望の値に調整すること（特に微調整が容易であること）、
（３）欠陥の少ないプロセスを採用できること。
本発明のフォトマスクブランク及びフォトマスクは、上述したように、「前記積層膜からなる半透光膜は、２以上の半透光膜の積層によって、前記積層膜からなる半透光膜を透過するｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る露光光に対する透過率変化量が制御（所望の値に抑制）でき、かつ、
前記積層膜からなる半透光膜は、２以上の半透光膜の積層によって、前記積層膜からなる半透光膜を透過する露光光の透過率が制御（所望の値に抑制）できる、」ように前記積層膜を構成する各半透光膜の材料及び膜厚を選択する（調整する）ことを特徴とするものであると言える。
これによって、上記（１）〜（３）を両立しうるＦＰＤ用大型多階調フォトマスクブランク及びフォトマスクが得られる。
具体的には、例えば、半透光膜は、基板側からＣｒＮ＼ＭｏＳｉＮの積層膜とする。ＭｏＳｉＮの膜厚が適当である場合（膜厚が相対的に小さい場合）、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を１．５％以下に抑制する効果得られる。また、ＭｏＳｉＮの膜厚で透過率の微調整が可能となる。これに対し、ＭｏＳｉＮの膜厚が適当でない場合（膜厚が相対的に大きい場合）、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を抑制する効果得られない。
前記積層膜からなる半透光膜は、２以上の半透光膜の積層によって、前記積層膜からなる半透光膜を透過する露光光の透過率が制御（所望の値に抑制）できる、」ように前記積層膜を構成する各半透光膜の材料及び膜厚を選択する（調整する）ことを特徴とするものであると言える。
これによって、上記（１）〜（３）を両立しうるＦＰＤ用大型多階調フォトマスクブランク及びフォトマスクが得られる。
具体的には、例えば、半透光膜は、基板側からＣｒＮ＼ＭｏＳｉＮの積層膜とする。ＭｏＳｉＮの膜厚が適当である場合（膜厚が相対的に小さい場合）、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を１．５％以下に抑制する効果得られる。また、ＭｏＳｉＮの膜厚で透過率の微調整が可能となる。これに対し、ＭｏＳｉＮの膜厚が適当でない場合（膜厚が相対的に大きい場合）、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を抑制する効果得られない。
本発明のフォトマスクブランク及びフォトマスクは、
前記積層膜を構成する少なくとも一方の半透光膜は、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を抑制する機能を有する膜であり、かつ、
前記積層膜を構成する少なくとも一方の半透光膜の膜厚を調整することによって、前記積層膜からなる半透光膜を透過する露光光の透過率を所望の値に調整することを特徴とする（構成２）。
上記構成２に係る発明によれば、下記（１）〜（３）を両立しうるＦＰＤ用大型多階調フォトマスクブランク及びフォトマスク並びにそれらの製造方法の提供が可能となる。
（１）半透光膜のｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を抑制すること、
（２）半透光膜を透過する露光光の透過率を所望の値に調整すること（特に微調整が容易であること）、
（３）欠陥の少ない製造プロセスを採用できること。
前記積層膜を構成する少なくとも一方の半透光膜は、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を抑制する機能を有する膜であり、かつ、
前記積層膜を構成する少なくとも一方の半透光膜の膜厚を調整することによって、前記積層膜からなる半透光膜を透過する露光光の透過率を所望の値に調整することを特徴とする（構成２）。
上記構成２に係る発明によれば、下記（１）〜（３）を両立しうるＦＰＤ用大型多階調フォトマスクブランク及びフォトマスク並びにそれらの製造方法の提供が可能となる。
（１）半透光膜のｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を抑制すること、
（２）半透光膜を透過する露光光の透過率を所望の値に調整すること（特に微調整が容易であること）、
（３）欠陥の少ない製造プロセスを採用できること。
上記構成２に係る発明には、以下の態様が含まれる。
（態様１）
ｉ線−ｇ線間の透過率変動が相対的に大きいが、所定の透過率得るための膜厚が相対的に厚いため透過率の調整・制御が容易である膜と、
ｉ線−ｇ線間の透過率変動が相対的に小さいが、所定の透過率得るための膜厚が相対的に薄いため透過率の調整・制御が難しい膜と、
の積層膜で半透光膜を構成する態様。
上記態様１の具体例としては、例えば、基板側からＣｒＮ＼ＭｏＳｉＮの積層膜で半透光膜を構成する態様が挙げられる。
（態様２）
ｉ線−ｇ線間の透過率変動が相対的に小さく、所定の透過率得るための膜厚が相対的に厚いため透過率の調整・制御が容易である膜と、
ｉ線−ｇ線間の透過率変動が相対的に小さいが、所定の透過率得るための膜厚が相対的に薄いため透過率の調整・制御が難しい膜と、
の積層膜で半透光膜を構成する態様。
上記態様２の具体例としては、例えば、基板側からＣｒＮ＼ＭｏＳｉの積層膜で半透光膜を構成する態様が挙げられる。この場合、ＣｒＮ膜、ＭｏＳｉ膜の何れか一方の膜又は双方の膜の膜厚で透過率の調整が可能となる。また、ＭｏＳｉ膜の成膜条件によってＭｏＳｉ膜の透過率を調整することによって、積層膜からなる半透光膜の透過率を調整することも可能である。さらに、ＭｏＳｉＮの膜厚で透過率の微調整が可能となる。
なお、上記態様１、２において、ｉ線−ｇ線間の透過率変動が相対的に小さいが、所定の透過率得るための膜厚が相対的に薄いため透過率の調整・制御が難しい膜は、下層（基板側の層）とすることができ、上層（遮光膜側の層）とすることもできる。
（態様１）
ｉ線−ｇ線間の透過率変動が相対的に大きいが、所定の透過率得るための膜厚が相対的に厚いため透過率の調整・制御が容易である膜と、
ｉ線−ｇ線間の透過率変動が相対的に小さいが、所定の透過率得るための膜厚が相対的に薄いため透過率の調整・制御が難しい膜と、
の積層膜で半透光膜を構成する態様。
上記態様１の具体例としては、例えば、基板側からＣｒＮ＼ＭｏＳｉＮの積層膜で半透光膜を構成する態様が挙げられる。
（態様２）
ｉ線−ｇ線間の透過率変動が相対的に小さく、所定の透過率得るための膜厚が相対的に厚いため透過率の調整・制御が容易である膜と、
ｉ線−ｇ線間の透過率変動が相対的に小さいが、所定の透過率得るための膜厚が相対的に薄いため透過率の調整・制御が難しい膜と、
の積層膜で半透光膜を構成する態様。
上記態様２の具体例としては、例えば、基板側からＣｒＮ＼ＭｏＳｉの積層膜で半透光膜を構成する態様が挙げられる。この場合、ＣｒＮ膜、ＭｏＳｉ膜の何れか一方の膜又は双方の膜の膜厚で透過率の調整が可能となる。また、ＭｏＳｉ膜の成膜条件によってＭｏＳｉ膜の透過率を調整することによって、積層膜からなる半透光膜の透過率を調整することも可能である。さらに、ＭｏＳｉＮの膜厚で透過率の微調整が可能となる。
なお、上記態様１、２において、ｉ線−ｇ線間の透過率変動が相対的に小さいが、所定の透過率得るための膜厚が相対的に薄いため透過率の調整・制御が難しい膜は、下層（基板側の層）とすることができ、上層（遮光膜側の層）とすることもできる。
本発明のフォトマスクブランク及びフォトマスクにおいて、積層膜からなる半透光膜は、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量が、２．０％以下であることが好ましい（構成３）。
厳しくなる要求精度（規格値）を満たすためである。また、半透光膜のｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を小さく抑制することによる効果が、大きく得られるからである。
同様の観点から、積層膜からなる半透光膜は、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量が、１．５％以下であることが更に好ましい。
厳しくなる要求精度（規格値）を満たすためである。また、半透光膜のｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を小さく抑制することによる効果が、大きく得られるからである。
同様の観点から、積層膜からなる半透光膜は、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量が、１．５％以下であることが更に好ましい。
本発明のフォトマスクブランク及びフォトマスクにおいて、前記積層膜を構成する少なくとも一方の半透光膜は、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る露光光に対する透過率変化量（ｉ線〜ｇ線の波長帯域における透過率の最大値と最小値との差）が、１．５％以下となる材料からなることが好ましい。
このような材料としては、ＭｏＳｉ、ＣｒＮなどが挙げられる。これらのなかでも、（ａ）ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る露光光に対する透過率の波長依存性が小さいこと、（ｂ）耐薬品性（耐洗浄性）及び耐光性に優れること、（ｃ）エッチング速度を制御できること、（ｄ）他方の半透光膜（例えばＭｏＳｉＮ、ＭｏＳｉ等）のエッチング液に対してエッチング選択性が十分にあり、そのため他方の半透光膜（例えばＭｏＳｉＮ、ＭｏＳｉ等）のエッチングに際して半透光膜が受けるダメージが小さいこと、などの点から、ＣｒＮが最も好ましい。
このような材料としては、ＭｏＳｉ、ＣｒＮなどが挙げられる。これらのなかでも、（ａ）ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る露光光に対する透過率の波長依存性が小さいこと、（ｂ）耐薬品性（耐洗浄性）及び耐光性に優れること、（ｃ）エッチング速度を制御できること、（ｄ）他方の半透光膜（例えばＭｏＳｉＮ、ＭｏＳｉ等）のエッチング液に対してエッチング選択性が十分にあり、そのため他方の半透光膜（例えばＭｏＳｉＮ、ＭｏＳｉ等）のエッチングに際して半透光膜が受けるダメージが小さいこと、などの点から、ＣｒＮが最も好ましい。
本発明のフォトマスクブランク及びフォトマスクは、例えば、
透光性基板上に、
クロムと窒素を含む材料からなる半透光膜と、モリブデンとシリコンを含む材料又はモリブデンとシリコンと窒素を含む材料からなる半透光膜と、をこの順で積層してなる半透光膜の積層膜と、
クロムを含む材料からなる遮光膜と、
をこの順で積層してなる態様が含まれる（構成４）。
透光性基板上に、
クロムと窒素を含む材料からなる半透光膜と、モリブデンとシリコンを含む材料又はモリブデンとシリコンと窒素を含む材料からなる半透光膜と、をこの順で積層してなる半透光膜の積層膜と、
クロムを含む材料からなる遮光膜と、
をこの順で積層してなる態様が含まれる（構成４）。
本発明のフォトマスクブランク及びフォトマスクにおいて、基板側からＣｒＮ＼ＭｏＳｉＮの積層膜からなる半透光膜を用いる場合は、以下の効果が得られる。
１）ＭｏＳｉＮの膜厚を適当な厚さとすることによって、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を１．５％以下に抑制する効果が得られる。
２）ＣｒＮ単層膜を用いる場合（従来例２）に比べ、所望の透過率への調整・制御が容易であり、特に透過率の微調整が容易である。
３）半透光膜先付けプロセスが使用可能である。
４）ＭｏＳｉＮ単層膜を用いる場合（従来例１）に比べ、ＭｏＳｉＮ膜を薄くできるのでエッチング時間の短縮が可能となる。具体的には、従来例１に比べ、膜厚約１／３で、ジャストエッチングタイム約１／５となる。
５）ＭｏＳｉ系単層膜（ＭｏＳｉ、ＭｏＳｉＮ等）に比べ、積層膜の状態でシート抵抗が低い。これは、ＭｏＳｉ系膜は非導電性だが下層に接するＣｒＮ膜のトンネル効果で導電性が得られると考えられる。
６）ＭｉＳｉ系単層膜（ＭｏＳｉ、ＭｏＳｉＮ等）に比べ耐光性・耐薬性に優れる。ＣｒＮ膜も耐光性・耐薬性に優れるので、積層膜からなる半透光膜として耐光性・耐薬性に優れる。
７）基板側から半透光性のＣｒＮ膜（下層）と、これと接する半透光性のＭｏＳｉ膜（上層）と、これと接するＣｒ系の遮光膜と、の積層構造における各層の間で高いエッチング選択比が得られる。
１）ＭｏＳｉＮの膜厚を適当な厚さとすることによって、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を１．５％以下に抑制する効果が得られる。
２）ＣｒＮ単層膜を用いる場合（従来例２）に比べ、所望の透過率への調整・制御が容易であり、特に透過率の微調整が容易である。
３）半透光膜先付けプロセスが使用可能である。
４）ＭｏＳｉＮ単層膜を用いる場合（従来例１）に比べ、ＭｏＳｉＮ膜を薄くできるのでエッチング時間の短縮が可能となる。具体的には、従来例１に比べ、膜厚約１／３で、ジャストエッチングタイム約１／５となる。
５）ＭｏＳｉ系単層膜（ＭｏＳｉ、ＭｏＳｉＮ等）に比べ、積層膜の状態でシート抵抗が低い。これは、ＭｏＳｉ系膜は非導電性だが下層に接するＣｒＮ膜のトンネル効果で導電性が得られると考えられる。
６）ＭｉＳｉ系単層膜（ＭｏＳｉ、ＭｏＳｉＮ等）に比べ耐光性・耐薬性に優れる。ＣｒＮ膜も耐光性・耐薬性に優れるので、積層膜からなる半透光膜として耐光性・耐薬性に優れる。
７）基板側から半透光性のＣｒＮ膜（下層）と、これと接する半透光性のＭｏＳｉ膜（上層）と、これと接するＣｒ系の遮光膜と、の積層構造における各層の間で高いエッチング選択比が得られる。
本発明のフォトマスクブランク及びフォトマスクにおいて、積層膜からなる半透光膜は、２層構造（２層膜）とすることができ、３層以上の多層構造（多層膜）とすることも可能である。
本発明において、積層膜を構成する各半透光膜は、金属を含む膜とすることができる。
本発明において、積層膜からなる半透光膜は、積層膜の状態で電気抵抗がシート抵抗値１ｋΩ／□以下の導電性であることが好ましい。
本発明において、積層膜を構成する各半透光膜は、金属を含む膜とすることができる。
本発明において、積層膜からなる半透光膜は、積層膜の状態で電気抵抗がシート抵抗値１ｋΩ／□以下の導電性であることが好ましい。
本発明のフォトマスクブランク及びフォトマスクにおいて、半透光膜の材質としては、膜厚を選択することにより、透光部の透過率を１００％とした場合に透過率２０〜６０％程度（好ましくは４０〜６０％）の半透過性が得られるものが好ましく、例えば、ＭｏＳｉ系材料、Ｃｒ化合物（Ｃｒの酸化物、窒化物、酸窒化物、フッ化物など）、Ｓｉ，Ｗ，Ａｌ等が挙げられる。Ｓｉ，Ｗ，Ａｌ等は、その膜厚によって高い遮光性も得られ、或いは半透過性も得られる材質である。
ここで、半透光膜の材料としては、ＭｏとＳｉで構成されるＭｏＳｉ系材料に限らず、金属及びシリコン（ＭＳｉ、Ｍ：Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｃｒ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（ＭＳｉＣＯ）、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（ＭＳｉＮ）、などが挙げられる。
ここで、半透光膜の材料としては、ＭｏとＳｉで構成されるＭｏＳｉ系材料に限らず、金属及びシリコン（ＭＳｉ、Ｍ：Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｃｒ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（ＭＳｉＣＯ）、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（ＭＳｉＮ）、などが挙げられる。
本発明のフォトマスクブランク及びフォトマスクにおいて、遮光膜の材質としては、膜厚を選択することにより高い遮光性が得られるものが好ましく、例えばＣｒ、Ｓｉ、Ｗ、Ａｌ等が挙げられる。
遮光膜の材質としては、例えば、ＣｒＮ、ＣｒＯ、ＣｒＮ、ＣｒＣ、ＣｒＯＮなどＣｒを主成分とするものが挙げられる。遮光膜は、これらの単層でもこれらを積層したものであっても良い。遮光膜は、好ましくは、Ｃｒからなる遮光層にＣｒ化合物（ＣｒＯ、ＣｒＮ、又はＣｒＣ）からなる反射防止層を積層したものが好ましい。
遮光膜の材質としては、例えば、ＣｒＮ、ＣｒＯ、ＣｒＮ、ＣｒＣ、ＣｒＯＮなどＣｒを主成分とするものが挙げられる。遮光膜は、これらの単層でもこれらを積層したものであっても良い。遮光膜は、好ましくは、Ｃｒからなる遮光層にＣｒ化合物（ＣｒＯ、ＣｒＮ、又はＣｒＣ）からなる反射防止層を積層したものが好ましい。
本発明の多階調フォトマスクにおいては、図９（１）に一例を示すように、前記半透光部は、透光性基板２１上に、２つの半透光膜２２、２３を積層した構造の半透光膜のみで構成される半透光部が形成されてなる態様が含まれる（構成６）。
本発明の多階調フォトマスクにおいては、図９（２）に一例を示すように、前記半透光部は、露光光の透過率の異なる第１の半透光部と第２の半透光部を有し、前記第１の半透光部は、透光性基板２１上に、前記積層構造の半透光膜の下層膜２２のみで構成される半透光部が形成されてなり、前記第２の半透光部は、透光性基板２１上に、前記積層構造の半透光膜の下層膜２２及び上層膜２３の積層膜で構成される半透光部が形成されてなる態様が含まれる（構成７）。この場合、上層の半透光膜２３として、一定の透過率を有する半透光膜を用い、上層の半透光膜２３を選択的に残すことによって、４階調マスクを得ることが可能となる。
本発明の多階調フォトマスクにおいては、図９（２）に一例を示すように、前記半透光部は、露光光の透過率の異なる第１の半透光部と第２の半透光部を有し、前記第１の半透光部は、透光性基板２１上に、前記積層構造の半透光膜の下層膜２２のみで構成される半透光部が形成されてなり、前記第２の半透光部は、透光性基板２１上に、前記積層構造の半透光膜の下層膜２２及び上層膜２３の積層膜で構成される半透光部が形成されてなる態様が含まれる（構成７）。この場合、上層の半透光膜２３として、一定の透過率を有する半透光膜を用い、上層の半透光膜２３を選択的に残すことによって、４階調マスクを得ることが可能となる。
本発明において、透光性基板の露出した透光部の露光光透過率を１００％としたとき、半透光膜の露光光透過率は２０〜６０％が好ましく、４０〜６０％が更に好ましい。ここで透過率とは、多階調フォトマスクを使用する例えば大型ＬＣＤ用露光機の露光光の波長に対する透過率のことである。
本発明において、形成されるマスクの遮光部は、半透光膜と遮光膜の積層となる場合は、遮光膜単独では遮光性が足りなくても半透光膜と合わせた場合に遮光性が得られれば良い。
本発明において、基板側から半透光膜の下層と、これと接する半透光膜の上層と、これと接する遮光膜とは、基板上に成膜したときに互いに密着性が良好であることが望ましい。
本発明において、形成されるマスクの遮光部は、半透光膜と遮光膜の積層となる場合は、遮光膜単独では遮光性が足りなくても半透光膜と合わせた場合に遮光性が得られれば良い。
本発明において、基板側から半透光膜の下層と、これと接する半透光膜の上層と、これと接する遮光膜とは、基板上に成膜したときに互いに密着性が良好であることが望ましい。
本発明では、透光性基板上に半透光膜、遮光膜を成膜する工程を有するが、成膜方法は、スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ（化学的気相成長）法など、膜種に適した方法を適宜選択すればよい。
本発明では、金属及び珪素を含む材料からなる半透光膜のエッチング液としては、弗化水素酸、珪弗化水素酸、弗化水素アンモニウムから選ばれる少なくとも一つの弗素化合物と、過酸化水素、硝酸、硫酸から選ばれる少なくとも一つの酸化剤とを含むエッチング液を用いることができる。
本発明では、Ｃｒを含む材料のエッチング液としては、硝酸第２セリウムアンモニウムを含むエッチング液を用いることができる。
本発明では、Ｃｒを含む材料のエッチング液としては、硝酸第２セリウムアンモニウムを含むエッチング液を用いることができる。
本発明の多階調フォトマスクは、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）製造用の多階調フォトマスク及びブランクであり、該半透光部は、該薄膜トランジスタのチャネル部に相当する部分のパターンを転写するものとして好適に使用することができる。
ＴＦＴ基板製造用のマスクパターンの一例を図１３に示す。ＴＦＴ基板製造用のパターン１００は、ＴＦＴ基板のソース及びドレインに対応するパターン１０１ａ、１０１ｂからなる遮光部１０１と、ＴＦＴ基板のチャネル部に対応するパターンからなる半透光部１０３と、これらパターンの周囲に形成される透光部１０２とで構成される。
ＴＦＴ基板製造用のマスクパターンの一例を図１３に示す。ＴＦＴ基板製造用のパターン１００は、ＴＦＴ基板のソース及びドレインに対応するパターン１０１ａ、１０１ｂからなる遮光部１０１と、ＴＦＴ基板のチャネル部に対応するパターンからなる半透光部１０３と、これらパターンの周囲に形成される透光部１０２とで構成される。
本発明のパターン転写方法は、上記構成５〜７のいずれかに記載のフォトマスクを用い、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る露光光によって、フォトマスクに形成された多階調パターンを被転写体上に転写する工程を含むパターン転写方法として好適に使用することができる（構成８）。
本発明において、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る露光光源としては、超高圧水銀灯などが例示されるが、本発明はこれに限定されない。
以下、実施例に基づき本発明をさらに詳細に説明する。
（実施例１）
（フォトマスクブランクの作製）
各種半透光膜を基板上にそれぞれ単層、積層して形成した試料（下記（１）〜（３））を準備した。
（１）ＣｒＮ膜
Ｃｒターゲットを用い、ＡｒとＮ２（８：２ｓｃｃｍ）ガスをスパッタリングガスとしてＣｒＮ膜（半透光膜）を、露光光源の波長に対する透過率が４０％となる膜厚（約８８オングストローム）で基板上に成膜した。
得られたＣｒＮ膜の、ｉ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｇ線（４３６ｎｍ）における透過率（％）、反射率（％）、ｉ線〜ｇ線の波長帯域における透過率、反射率の最大値と最小値との差、を図１（１）に示す。また、得られたＣｒＮ膜の、膜厚、及び、シート抵抗（ｋΩ／□）、を図１（２）に示す。さらに、得られたＣｒＮ膜の、透過率スペクトルを図２に、相対反射率スペクトルを図３に、それぞれ示す。
（２）ＭｏＳｉＮ膜
Ｍｏ：Ｓｉ＝２０：８０（原子％比）のターゲットを用い、ＡｒとＮ２をスパッタリングガス（流量比；Ａｒ ５：Ｎ２ ５０ｓｃｃｍ）として、モリブデン及びシリコンの窒化膜からなる半透光膜（ＭｏＳｉＮ膜）を、約１２０オングストロームの膜厚、及び、約３３０オングストロームの膜厚で、それぞれ基板上に形成した。
得られたＭｏＳｉＮ膜は、膜厚の薄い方をＭｏＳｉＮ−１と表記し、膜厚の厚い方をＭｏＳｉＮ−２と表記する。
得られたＭｏＳｉＮ膜（ＭｏＳｉＮ−１、ＭｏＳｉＮ−２）の、ｉ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｇ線（４３６ｎｍ）における透過率（％）、反射率（％）、ｉ線〜ｇ線の波長帯域における透過率、反射率の最大値と最小値との差、を図１（１）に示す。また、得られたＭｏＳｉＮ膜（ＭｏＳｉＮ−１、ＭｏＳｉＮ−２）の、膜厚、及び、シート抵抗（ｋΩ／□）、を図１（２）に示す。さらに、得られたＭｏＳｉＮ膜（ＭｏＳｉＮ−１、ＭｏＳｉＮ−２）の、透過率スペクトルを図２に、相対反射率スペクトルを図３に、それぞれ示す。
（３）積層膜
基板上に、上記と同じＣｒＮ膜、膜厚の薄い方のＭｏＳｉＮ膜（ＭｏＳｉＮ−１）を、この順で形成した試料を、ＣｒＮ＋ＭｏＳｉＮ−１と表記する。
基板上に、上記と同じＣｒＮ膜、膜厚の厚い方のＭｏＳｉＮ膜（ＭｏＳｉＮ−２）を、この順で形成した試料を、ＣｒＮ＋ＭｏＳｉＮ−２と表記する。
得られた試料（ＣｒＮ＋ＭｏＳｉＮ−１、ＣｒＮ＋ＭｏＳｉＮ−２）の、ｉ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｇ線（４３６ｎｍ）における透過率（％）、反射率（％）、ｉ線〜ｇ線の波長帯域における透過率、反射率の最大値と最小値との差、を図１（１）に示す。また、得られた試料（ＣｒＮ＋ＭｏＳｉＮ−１、ＣｒＮ＋ＭｏＳｉＮ−２）の、膜厚、及び、シート抵抗（ｋΩ／□）、を図１（２）に示す。さらに、得られた試料（ＣｒＮ＋ＭｏＳｉＮ−１、ＣｒＮ＋ＭｏＳｉＮ−２）の、透過率スペクトルを図２に、相対反射率スペクトルを図３に、それぞれ示す。
なお、上記成膜工程では、大型ガラス基板（合成石英（ＱＺ）１０ｍｍ厚、サイズ８５０ｍｍ×１２００ｍｍ）を使用し、大型インラインスパッタリング装置を使用した。
また、図１（１）及び図３における「相対反射率」は、アルミ（Ａｌ）の反射率を基準（１００％）として測定した反射率を示す。
（実施例１）
（フォトマスクブランクの作製）
各種半透光膜を基板上にそれぞれ単層、積層して形成した試料（下記（１）〜（３））を準備した。
（１）ＣｒＮ膜
Ｃｒターゲットを用い、ＡｒとＮ２（８：２ｓｃｃｍ）ガスをスパッタリングガスとしてＣｒＮ膜（半透光膜）を、露光光源の波長に対する透過率が４０％となる膜厚（約８８オングストローム）で基板上に成膜した。
得られたＣｒＮ膜の、ｉ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｇ線（４３６ｎｍ）における透過率（％）、反射率（％）、ｉ線〜ｇ線の波長帯域における透過率、反射率の最大値と最小値との差、を図１（１）に示す。また、得られたＣｒＮ膜の、膜厚、及び、シート抵抗（ｋΩ／□）、を図１（２）に示す。さらに、得られたＣｒＮ膜の、透過率スペクトルを図２に、相対反射率スペクトルを図３に、それぞれ示す。
（２）ＭｏＳｉＮ膜
Ｍｏ：Ｓｉ＝２０：８０（原子％比）のターゲットを用い、ＡｒとＮ２をスパッタリングガス（流量比；Ａｒ ５：Ｎ２ ５０ｓｃｃｍ）として、モリブデン及びシリコンの窒化膜からなる半透光膜（ＭｏＳｉＮ膜）を、約１２０オングストロームの膜厚、及び、約３３０オングストロームの膜厚で、それぞれ基板上に形成した。
得られたＭｏＳｉＮ膜は、膜厚の薄い方をＭｏＳｉＮ−１と表記し、膜厚の厚い方をＭｏＳｉＮ−２と表記する。
得られたＭｏＳｉＮ膜（ＭｏＳｉＮ−１、ＭｏＳｉＮ−２）の、ｉ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｇ線（４３６ｎｍ）における透過率（％）、反射率（％）、ｉ線〜ｇ線の波長帯域における透過率、反射率の最大値と最小値との差、を図１（１）に示す。また、得られたＭｏＳｉＮ膜（ＭｏＳｉＮ−１、ＭｏＳｉＮ−２）の、膜厚、及び、シート抵抗（ｋΩ／□）、を図１（２）に示す。さらに、得られたＭｏＳｉＮ膜（ＭｏＳｉＮ−１、ＭｏＳｉＮ−２）の、透過率スペクトルを図２に、相対反射率スペクトルを図３に、それぞれ示す。
（３）積層膜
基板上に、上記と同じＣｒＮ膜、膜厚の薄い方のＭｏＳｉＮ膜（ＭｏＳｉＮ−１）を、この順で形成した試料を、ＣｒＮ＋ＭｏＳｉＮ−１と表記する。
基板上に、上記と同じＣｒＮ膜、膜厚の厚い方のＭｏＳｉＮ膜（ＭｏＳｉＮ−２）を、この順で形成した試料を、ＣｒＮ＋ＭｏＳｉＮ−２と表記する。
得られた試料（ＣｒＮ＋ＭｏＳｉＮ−１、ＣｒＮ＋ＭｏＳｉＮ−２）の、ｉ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｇ線（４３６ｎｍ）における透過率（％）、反射率（％）、ｉ線〜ｇ線の波長帯域における透過率、反射率の最大値と最小値との差、を図１（１）に示す。また、得られた試料（ＣｒＮ＋ＭｏＳｉＮ−１、ＣｒＮ＋ＭｏＳｉＮ−２）の、膜厚、及び、シート抵抗（ｋΩ／□）、を図１（２）に示す。さらに、得られた試料（ＣｒＮ＋ＭｏＳｉＮ−１、ＣｒＮ＋ＭｏＳｉＮ−２）の、透過率スペクトルを図２に、相対反射率スペクトルを図３に、それぞれ示す。
なお、上記成膜工程では、大型ガラス基板（合成石英（ＱＺ）１０ｍｍ厚、サイズ８５０ｍｍ×１２００ｍｍ）を使用し、大型インラインスパッタリング装置を使用した。
また、図１（１）及び図３における「相対反射率」は、アルミ（Ａｌ）の反射率を基準（１００％）として測定した反射率を示す。
（評価）
ＣｒＮ＼ＭｏＳｉＮの積層膜に関し、ＭｏＳｉＮの膜厚が適当である場合（ＣｒＮ＋ＭｏＳｉＮ−１の試料の場合）、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を１．５％以下に抑制する効果得られる。また、ＭｏＳｉＮの膜厚で透過率の微調整が可能となる。これに対し、ＭｏＳｉＮの膜厚が適当でない場合（ＣｒＮ＋ＭｏＳｉＮ−２の試料の場合）、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を抑制する効果得られない。
ＣｒＮ＼ＭｏＳｉＮの積層膜に関し、ＭｏＳｉＮの膜厚が適当である場合（ＣｒＮ＋ＭｏＳｉＮ−１の試料の場合）、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を１．５％以下に抑制する効果得られる。また、ＭｏＳｉＮの膜厚で透過率の微調整が可能となる。これに対し、ＭｏＳｉＮの膜厚が適当でない場合（ＣｒＮ＋ＭｏＳｉＮ−２の試料の場合）、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を抑制する効果得られない。
（実施例２）
（フォトマスクブランクの作製）
各種半透光膜を基板上にそれぞれ単層、積層して形成した試料を準備した。
（１）ＣｒＮ膜
Ｃｒターゲットを用い、ＡｒとＮ２（８：２ｓｃｃｍ）ガスをスパッタリングガスとしてＣｒＮ膜（半透光膜）を、露光光源の波長に対する透過率が４０％となる膜厚（約７８オングストローム）で基板上に成膜した。
得られたＣｒＮ膜の、ｉ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｇ線（４３６ｎｍ）における透過率（％）、反射率（％）、ｉ線〜ｇ線の波長帯域における透過率、反射率の最大値と最小値との差、を図４（１）に示す。また、得られたＣｒＮ膜の、膜厚、及び、シート抵抗（ｋΩ／□）、を図４（２）に示す。さらに、得られたＣｒＮ膜の、透過率スペクトルを図５に、相対反射率スペクトルを図６に、それぞれ示す。
（２）ＭｏＳｉ膜
Ｍｏ：Ｓｉ＝２０：８０（原子％比）のターゲットを用い、Ａｒをスパッタリングガスとして、モリブデン及びシリコンからなる半透光膜（ＭｏＳｉ膜）を、約２２０オングストロームの膜厚で基板上に形成した。
得られたＭｏＳｉ膜の、ｉ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｇ線（４３６ｎｍ）における透過率（％）、反射率（％）、ｉ線〜ｇ線の波長帯域における透過率、反射率の最大値と最小値との差、を図４（１）に示す。また、得られたＭｏＳｉ膜の、膜厚、及び、シート抵抗（ｋΩ／□）、を図４（２）に示す。さらに、得られたＭｏＳｉ膜の、透過率スペクトルを図５に、相対反射率スペクトルを図６に、それぞれ示す。
（３）積層膜
基板上に、上記と同じＣｒＮ膜、ＭｏＳｉ膜を、この順で形成した試料を、ＣｒＮ＋ＭｏＳｉと表記する。
得られた試料（ＣｒＮ＋ＭｏＳｉ）の、ｉ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｇ線（４３６ｎｍ）における透過率（％）、反射率（％）、ｉ線〜ｇ線の波長帯域における透過率、反射率の最大値と最小値との差、を図４（１）に示す。また、得られた試料（ＣｒＮ＋ＭｏＳｉ）の、膜厚、及び、シート抵抗（ｋΩ／□）、を図４（２）に示す。さらに、得られた試料（ＣｒＮ＋ＭｏＳｉ）の、透過率スペクトルを図５に、相対反射率スペクトルを図６に、それぞれ示す。
なお、上記成膜工程では、大型ガラス基板（合成石英（ＱＺ）１０ｍｍ厚、サイズ８５０ｍｍ×１２００ｍｍ）を使用し、大型インラインスパッタリング装置を使用した。
また、図４（１）及び図６における「相対反射率」は、アルミ（Ａｌ）の反射率を基準（１００％）として測定した反射率を示す。
（フォトマスクブランクの作製）
各種半透光膜を基板上にそれぞれ単層、積層して形成した試料を準備した。
（１）ＣｒＮ膜
Ｃｒターゲットを用い、ＡｒとＮ２（８：２ｓｃｃｍ）ガスをスパッタリングガスとしてＣｒＮ膜（半透光膜）を、露光光源の波長に対する透過率が４０％となる膜厚（約７８オングストローム）で基板上に成膜した。
得られたＣｒＮ膜の、ｉ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｇ線（４３６ｎｍ）における透過率（％）、反射率（％）、ｉ線〜ｇ線の波長帯域における透過率、反射率の最大値と最小値との差、を図４（１）に示す。また、得られたＣｒＮ膜の、膜厚、及び、シート抵抗（ｋΩ／□）、を図４（２）に示す。さらに、得られたＣｒＮ膜の、透過率スペクトルを図５に、相対反射率スペクトルを図６に、それぞれ示す。
（２）ＭｏＳｉ膜
Ｍｏ：Ｓｉ＝２０：８０（原子％比）のターゲットを用い、Ａｒをスパッタリングガスとして、モリブデン及びシリコンからなる半透光膜（ＭｏＳｉ膜）を、約２２０オングストロームの膜厚で基板上に形成した。
得られたＭｏＳｉ膜の、ｉ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｇ線（４３６ｎｍ）における透過率（％）、反射率（％）、ｉ線〜ｇ線の波長帯域における透過率、反射率の最大値と最小値との差、を図４（１）に示す。また、得られたＭｏＳｉ膜の、膜厚、及び、シート抵抗（ｋΩ／□）、を図４（２）に示す。さらに、得られたＭｏＳｉ膜の、透過率スペクトルを図５に、相対反射率スペクトルを図６に、それぞれ示す。
（３）積層膜
基板上に、上記と同じＣｒＮ膜、ＭｏＳｉ膜を、この順で形成した試料を、ＣｒＮ＋ＭｏＳｉと表記する。
得られた試料（ＣｒＮ＋ＭｏＳｉ）の、ｉ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｇ線（４３６ｎｍ）における透過率（％）、反射率（％）、ｉ線〜ｇ線の波長帯域における透過率、反射率の最大値と最小値との差、を図４（１）に示す。また、得られた試料（ＣｒＮ＋ＭｏＳｉ）の、膜厚、及び、シート抵抗（ｋΩ／□）、を図４（２）に示す。さらに、得られた試料（ＣｒＮ＋ＭｏＳｉ）の、透過率スペクトルを図５に、相対反射率スペクトルを図６に、それぞれ示す。
なお、上記成膜工程では、大型ガラス基板（合成石英（ＱＺ）１０ｍｍ厚、サイズ８５０ｍｍ×１２００ｍｍ）を使用し、大型インラインスパッタリング装置を使用した。
また、図４（１）及び図６における「相対反射率」は、アルミ（Ａｌ）の反射率を基準（１００％）として測定した反射率を示す。
（評価）
「ｉ線−ｇ線間の透過率変動が相対的に小さく、所定の透過率得るための膜厚が相対的に厚いため透過率の調整・制御が容易である」ＣｒＮ膜と、「線−ｇ線間の透過率変動が相対的に小さいが、所定の透過率得るための膜厚が相対的に薄いため透過率の調整・制御が難しい」ＭｏＳｉ膜と、の積層膜で半透光膜を構成すると、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を２．０％以下に抑制する効果が得られる。
実施例２では、ＣｒＮ膜、ＭｏＳｉ膜の何れか一方の膜又は双方の膜の膜厚で透過率の調整が可能となる。また、ＭｏＳｉ膜の成膜条件によってＭｏＳｉ膜の透過率を調整することによって、積層膜からなる半透光膜の透過率を調整することも可能である。さらに、ＭｏＳｉＮの膜厚で透過率の微調整が可能となる。
「ｉ線−ｇ線間の透過率変動が相対的に小さく、所定の透過率得るための膜厚が相対的に厚いため透過率の調整・制御が容易である」ＣｒＮ膜と、「線−ｇ線間の透過率変動が相対的に小さいが、所定の透過率得るための膜厚が相対的に薄いため透過率の調整・制御が難しい」ＭｏＳｉ膜と、の積層膜で半透光膜を構成すると、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を２．０％以下に抑制する効果が得られる。
実施例２では、ＣｒＮ膜、ＭｏＳｉ膜の何れか一方の膜又は双方の膜の膜厚で透過率の調整が可能となる。また、ＭｏＳｉ膜の成膜条件によってＭｏＳｉ膜の透過率を調整することによって、積層膜からなる半透光膜の透過率を調整することも可能である。さらに、ＭｏＳｉＮの膜厚で透過率の微調整が可能となる。
（実施例３）
（フォトマスクブランクの作製）
大型ガラス基板（合成石英（ＱＺ）１０ｍｍ厚、サイズ８５０ｍｍ×１２００ｍｍ）上に、大型インラインスパッタリング装置を使用し、多階調フォトマスク用の半透光膜の成膜を行った。具体的には、Ｃｒターゲットを用い、ＡｒとＮ２（８：２ｓｃｃｍ）ガスをスパッタリングガスとしてＣｒＮ膜（半透光膜）を、露光光源の波長に対する透過率が４０％となる膜厚（約８８オングストローム）で成膜した。
続いて、上記半透光膜上に、Ｍｏ：Ｓｉ＝２０：８０（原子％比）のターゲットを用い、ＡｒとＮ２をスパッタリングガス（流量比；Ａｒ ５：Ｎ２ ５０ｓｃｃｍ）として、モリブデン及びシリコンの窒化膜からなる半透光膜の上層膜（ＭｏＳｉＮ）を、約１２０オングストロームの膜厚で形成した。
半透光膜の下層膜（ＣｒＮ）と半透光膜の上層膜（ＭｏＳｉＮ）とを積層した状態の積層膜のシート抵抗は１ｋΩ／□以下の導電性であった。
続いて、上記半透光膜の上層膜上に、遮光膜として、まずＡｒとＮ２ガスをスパッタリングガスとしてＣｒＮ膜を１５０オングストローム、次いでＡｒとＣＨ４ガスをスパッタリングガスとしてＣｒＣ膜（主遮光膜）を６５０オングストローム、次いでＡｒとＮＯガスをスパッタリングガスとしてＣｒＯＮ膜（膜面反射防止膜）を２５０オングストローム、連続成膜した。尚、各膜はそれぞれ組成傾斜膜であった。
以上のようにして、ＦＰＤ用大型フォトマスクブランクを作製した。
（フォトマスクブランクの作製）
大型ガラス基板（合成石英（ＱＺ）１０ｍｍ厚、サイズ８５０ｍｍ×１２００ｍｍ）上に、大型インラインスパッタリング装置を使用し、多階調フォトマスク用の半透光膜の成膜を行った。具体的には、Ｃｒターゲットを用い、ＡｒとＮ２（８：２ｓｃｃｍ）ガスをスパッタリングガスとしてＣｒＮ膜（半透光膜）を、露光光源の波長に対する透過率が４０％となる膜厚（約８８オングストローム）で成膜した。
続いて、上記半透光膜上に、Ｍｏ：Ｓｉ＝２０：８０（原子％比）のターゲットを用い、ＡｒとＮ２をスパッタリングガス（流量比；Ａｒ ５：Ｎ２ ５０ｓｃｃｍ）として、モリブデン及びシリコンの窒化膜からなる半透光膜の上層膜（ＭｏＳｉＮ）を、約１２０オングストロームの膜厚で形成した。
半透光膜の下層膜（ＣｒＮ）と半透光膜の上層膜（ＭｏＳｉＮ）とを積層した状態の積層膜のシート抵抗は１ｋΩ／□以下の導電性であった。
続いて、上記半透光膜の上層膜上に、遮光膜として、まずＡｒとＮ２ガスをスパッタリングガスとしてＣｒＮ膜を１５０オングストローム、次いでＡｒとＣＨ４ガスをスパッタリングガスとしてＣｒＣ膜（主遮光膜）を６５０オングストローム、次いでＡｒとＮＯガスをスパッタリングガスとしてＣｒＯＮ膜（膜面反射防止膜）を２５０オングストローム、連続成膜した。尚、各膜はそれぞれ組成傾斜膜であった。
以上のようにして、ＦＰＤ用大型フォトマスクブランクを作製した。
（多階調フォトマスクの作製）
上記のようにして、透光性基板２１（ＱＺ）上に、半透光膜２２（ＣｒＮ）と半透光膜２３（ＭｏＳｉＮ）の積層膜からなる半透光膜２４、及び遮光膜３０（基板側からＣｒＮ膜３１／ＣｒＣ遮光膜３２／ＣｒＯＮ反射防止膜３３）を順次成膜したフォトマスクブランクを準備する（図７、図８（１）参照）。
次に、このフォトマスクブランク上に例えば電子線或いはレーザ描画用のポジ型レジストをＣＡＰコータ装置を用いて塗布し、ベーキングを行って、レジスト膜を形成する。次に、電子線描画機或いはレーザ描画機などを用いて描画を行う。描画後、これを現像して、フォトマスクブランク上に透光部を除く領域（即ち遮光部及び半透光部に対応する領域）にレジストパターン５０ａを形成する（図８（２）参照）。
次に、形成されたレジストパターン５０ａをマスクとして、遮光膜３０をウエットエッチングして、遮光膜パターン３０ａを形成をする（図８（３）参照）。使用するエッチング液は、硝酸第二セリウムアンモニウムに過塩素酸を加えたものである。
次に、レジストパターン５０ａを除去した後、遮光膜パターン３０ａをマスクとして、上層の半透光膜２３（ＭｏＳｉＮ）をウエットエッチングして、半透光膜（ＭｏＳｉＮ）のパターン２３ａを形成をする（図８（４）参照）。使用するエッチング液は、弗化水素アンモニウムに過酸化水素を加えたものである。
次に、遮光膜パターン３０ａをマスクとして、下層の半透光膜２２（ＣｒＮ）をウエットエッチングして、半透光膜（ＣｒＮ）のパターン２２ａを形成をする（図８（５）参照）。使用するエッチング液は、硝酸第二セリウムアンモニウムに過塩素酸を加えたものでである。
次に、再び全面に前記レジストを塗布してレジスト膜を形成する。そして、２回目の描画を行う。描画後、これを現像して、遮光部及び透光部に対応するレジストパターン５１ａを形成する（図８（６）参照）。
次に、形成されたレジストパターン５１ａをマスクとして、半透光部となる領域の遮光膜パターン３０ａをウエットエッチングにより除去する。これにより、半透光部上の透光膜が除去されると共に、遮光膜パターン３０ｂが形成される（図８（７）参照）。
最後に、残存するレジストパターン５１ａを、濃硫酸などを用いて除去する（図８（８）参照）。
以上のようにして多階調フォトマスクが出来上がる。
上記のようにして、透光性基板２１（ＱＺ）上に、半透光膜２２（ＣｒＮ）と半透光膜２３（ＭｏＳｉＮ）の積層膜からなる半透光膜２４、及び遮光膜３０（基板側からＣｒＮ膜３１／ＣｒＣ遮光膜３２／ＣｒＯＮ反射防止膜３３）を順次成膜したフォトマスクブランクを準備する（図７、図８（１）参照）。
次に、このフォトマスクブランク上に例えば電子線或いはレーザ描画用のポジ型レジストをＣＡＰコータ装置を用いて塗布し、ベーキングを行って、レジスト膜を形成する。次に、電子線描画機或いはレーザ描画機などを用いて描画を行う。描画後、これを現像して、フォトマスクブランク上に透光部を除く領域（即ち遮光部及び半透光部に対応する領域）にレジストパターン５０ａを形成する（図８（２）参照）。
次に、形成されたレジストパターン５０ａをマスクとして、遮光膜３０をウエットエッチングして、遮光膜パターン３０ａを形成をする（図８（３）参照）。使用するエッチング液は、硝酸第二セリウムアンモニウムに過塩素酸を加えたものである。
次に、レジストパターン５０ａを除去した後、遮光膜パターン３０ａをマスクとして、上層の半透光膜２３（ＭｏＳｉＮ）をウエットエッチングして、半透光膜（ＭｏＳｉＮ）のパターン２３ａを形成をする（図８（４）参照）。使用するエッチング液は、弗化水素アンモニウムに過酸化水素を加えたものである。
次に、遮光膜パターン３０ａをマスクとして、下層の半透光膜２２（ＣｒＮ）をウエットエッチングして、半透光膜（ＣｒＮ）のパターン２２ａを形成をする（図８（５）参照）。使用するエッチング液は、硝酸第二セリウムアンモニウムに過塩素酸を加えたものでである。
次に、再び全面に前記レジストを塗布してレジスト膜を形成する。そして、２回目の描画を行う。描画後、これを現像して、遮光部及び透光部に対応するレジストパターン５１ａを形成する（図８（６）参照）。
次に、形成されたレジストパターン５１ａをマスクとして、半透光部となる領域の遮光膜パターン３０ａをウエットエッチングにより除去する。これにより、半透光部上の透光膜が除去されると共に、遮光膜パターン３０ｂが形成される（図８（７）参照）。
最後に、残存するレジストパターン５１ａを、濃硫酸などを用いて除去する（図８（８）参照）。
以上のようにして多階調フォトマスクが出来上がる。
（評価）
上記実施例３に係る発明によれば、下記（１）〜（３）を両立しうるＦＰＤ用大型多階調フォトマスクブランク及びフォトマスク並びにそれらの製造方法を提供できることが確認された。
（１）半透光膜のｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を抑制すること、
（２）半透光膜を透過する露光光の透過率を所望の値に調整すること（特に微調整が容易であること）、
（３）欠陥の少ないプロセスを採用できること。
上記実施例３に係る発明によれば、下記（１）〜（３）を両立しうるＦＰＤ用大型多階調フォトマスクブランク及びフォトマスク並びにそれらの製造方法を提供できることが確認された。
（１）半透光膜のｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を抑制すること、
（２）半透光膜を透過する露光光の透過率を所望の値に調整すること（特に微調整が容易であること）、
（３）欠陥の少ないプロセスを採用できること。
（実施例４）
上記実施例３において、図８の工程（８）に続けて、下層の半透光膜（ＣｒＮ）パターン２２ａと上層の半透光膜（ＭｏＳｉＮ）パターン２３ａの積層膜ならなる半透光膜パターン２４ａの一部について、新たにレジストパターンを形成して保護する。その後、レジストパターンで保護されていない半透光膜パターン２４ａにおける上層の半透光膜（ＭｏＳｉＮ）パターン２３ａを、エッチング液（弗化水素アンモニウムに過酸化水素を加えたもの）を用いてエッチングし、下層の半透光膜（ＣｒＮ）パターン２２ａのみからなる半透光部を形成した。
レジストパターン２４ａを除去し、下層の半透光膜（ＣｒＮ）パターン２２ａと上層の半透光膜（ＭｏＳｉＮ）パターン２３ａの積層膜ならなる半透光部と、下層の半透光膜（ＣｒＮ）パターン２２ａのみからなる半透光部と、遮光部と、透光部と、を有する多階調（４階調）フォトマスクを作製した（図９（２）参照）。
評価の結果は実施例３と同様であった。
上記実施例３において、図８の工程（８）に続けて、下層の半透光膜（ＣｒＮ）パターン２２ａと上層の半透光膜（ＭｏＳｉＮ）パターン２３ａの積層膜ならなる半透光膜パターン２４ａの一部について、新たにレジストパターンを形成して保護する。その後、レジストパターンで保護されていない半透光膜パターン２４ａにおける上層の半透光膜（ＭｏＳｉＮ）パターン２３ａを、エッチング液（弗化水素アンモニウムに過酸化水素を加えたもの）を用いてエッチングし、下層の半透光膜（ＣｒＮ）パターン２２ａのみからなる半透光部を形成した。
レジストパターン２４ａを除去し、下層の半透光膜（ＣｒＮ）パターン２２ａと上層の半透光膜（ＭｏＳｉＮ）パターン２３ａの積層膜ならなる半透光部と、下層の半透光膜（ＣｒＮ）パターン２２ａのみからなる半透光部と、遮光部と、透光部と、を有する多階調（４階調）フォトマスクを作製した（図９（２）参照）。
評価の結果は実施例３と同様であった。
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。
１ 遮光部
２ 透光部
３ 半透光部
３ａ 微細遮光パターン
３ｂ 微細透過部
３ａ’ 半透光膜
２１ 透光性基板
２２ 半透光膜の下層膜
２３ 半透光膜の上層膜
２４ 積層構造の半透光膜（半透光膜の積層膜）
３０ 遮光膜
５０ レジスト膜
２ 透光部
３ 半透光部
３ａ 微細遮光パターン
３ｂ 微細透過部
３ａ’ 半透光膜
２１ 透光性基板
２２ 半透光膜の下層膜
２３ 半透光膜の上層膜
２４ 積層構造の半透光膜（半透光膜の積層膜）
３０ 遮光膜
５０ レジスト膜
Claims (16)
- 透光性基板上に、露光光の一部を透過する半透光膜と露光光を遮光する遮光膜をこの順で有し、前記半透光膜と前記遮光膜にそれぞれパターニングが施されることにより、露光光を透過する透光部、露光光を一部透過する半透光部、露光光を遮光する遮光部が形成された多階調フォトマスクを作製するためのフォトマスクブランクであって、
前記半透光膜は、透光性基板側から下層と上層がこの順に積層した積層膜からなり、
前記下層は、ｉ線〜ｇ線の波長帯域にわたる露光光に対する透過率変化量が上層に比べて相対的に小さく、かつ、所定の透過率を得るために必要な膜厚が上層に比べて相対的に薄く、
前記上層は、ｉ線〜ｇ線の波長帯域にわたる露光光に対する透過率変化量が下層に比べて相対的に大きく、かつ、所定の透過率を得るために必要な膜厚が下層に比べて相対的に厚いことを特徴とするフォトマスクブランク。 - 前記上層の膜厚は、前記下層の膜厚よりも厚い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。
- 前記下層は、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を抑制する機能を有する膜であり、
前記上層は、膜厚を調整することによって、前記積層膜からなる半透光膜を透過する露光光の透過率を所望の値に調整す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ブランク。 - 前記積層膜からなる半透光膜は、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る露光光に対する透過率変化量が、２．０％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
- 前記下層は、シート抵抗値が前記上層よりも小さいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載のフォトマスクブランク。
- 前記下層は、シート抵抗が０．５５ｋΩ／□以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
- 透光性基板上に、
クロムと窒素を含む材料からなる下層と、モリブデンとシリコンを含む材料又はモリブデンとシリコンと窒素を含む材料からなる上層と、をこの順で積層してなる半透光膜の積層膜と、
クロムを含む材料からなる遮光膜と、
をこの順で積層してなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のフォトマスクブランク。 - 透光性基板上に、露光光の一部を透過する半透光膜と露光光を遮光する遮光膜をこの順で有し、前記半透光膜と前記遮光膜にそれぞれパターニングが施されることにより、露光光を透過する透光部、露光光を一部透過する半透光部、露光光を遮光する遮光部が形成された多階調フォトマスクであって、
前記半透光膜は、透光性基板側から下層と上層がこの順に積層した積層膜からなり、
前記下層は、ｉ線〜ｇ線の波長帯域にわたる露光光に対する透過率変化量が上層に比べて相対的に小さく、かつ、所定の透過率を得るために必要な膜厚が上層に比べて相対的に薄く、
前記上層は、ｉ線〜ｇ線の波長帯域にわたる露光光に対する透過率変化量が下層に比べて相対的に大きく、かつ、所定の透過率を得るために必要な膜厚が下層に比べて相対的に厚いことを特徴とする多階調フォトマスク。 - 前記上層の膜厚は、前記下層の膜厚よりも厚いことを特徴とする請求項８記載の多階調フォトマスク。
- 前記下層は、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る透過率変化量を抑制する機能を有する膜であり、
前記上層は、膜厚を調整することによって、前記積層膜からなる半透光膜を透過する露光光の透過率を所望の値に調整することを特徴とする請求項８又は９に記載の多階調フォトマスク。 - 前記積層膜からなる半透光膜は、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る露光光に対する透過率変化量が、２．０％以下であることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の多階調フォトマスク。
- 前記下層は、シート抵抗値が前記上層よりも小さいことを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載の多階調フォトマスク。
- 前記下層は、シート抵抗が０．５５ｋΩ／□以下であることを特徴とする請求項８〜１２のいずれかに記載の多階調フォトマスク。
- 前記半透光部は、透光性基板上に、前記積層構造の半透光膜で構成される半透光部が形成されてなることを特徴とする請求項８〜１３のいずれかに記載の多階調フォトマスク。
- 前記半透光部は、露光光の透過率の異なる第１の半透光部と第２の半透光部を有し、前記第１の半透光部は、透光性基板上に、前記積層構造の半透光膜の下層膜のみで構成される半透光部が形成されてなり、前記第２の半透光部は、透光性基板上に、前記積層構造の半透光膜の下層膜及び上層膜の積層膜で構成される半透光部が形成されてなることを特徴とする請求項８〜１３のいずれかに記載の多階調フォトマスク。
- 請求項８〜１５のいずれかに記載の多階調フォトマスクを用い、ｉ線〜ｇ線の波長帯域に亘る露光光によって、フォトマスクに形成された多階調パターンを被転写体上に転写する工程を含む、パターン転写方法。
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