WO2007094389A1

WO2007094389A1 - マスクブランク及びフォトマスク

Info

Publication number: WO2007094389A1
Application number: PCT/JP2007/052683
Authority: WO
Inventors: Masaru Mitsui; Michiaki Sano; Masao Ushida
Original assignee: Hoya Corporation
Priority date: 2006-02-15
Filing date: 2007-02-15
Publication date: 2007-08-23
Also published as: TWI450028B; KR101024477B1; TW200732832A; CN101384957B; JP2007219038A; CN101384957A; KR20080093443A

Abstract

【課題】ＦＰＤ用大型マスクにおけるプロセス（レジスト塗布方法やエッチング方法、洗浄方法等）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、及び透過量を調整する機能を有する半透光性膜、のうちのを少なくとも一方を有するＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランクであって、　前記遮光性膜、及び前記半透光性膜は、膜表面の二乗平均平方根粗さＲｑが２．０ｎｍ以下であることを特徴とする。

Description

明細書

マスクブランク及びフォトマスク

技術分野

[0001] 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。

背景技術

[0002] 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 4 (1)及び図 5 (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。グレート一ン部 3は、透過量を調整する機能を有し、例えば、図 4 (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 5 (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 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)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ヨン方式や、レンズを使ったレンズプロジェクシヨ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 4 (2)及び図 5 (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 1 /i m 、グレートーン部 3に対応する部分 3 'が例えば約 0· 4〜0· 5 μ ΐη、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のエッチングを行レ、、グレートーン部 3に対応する薄い部分 3 'のレジストをァ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枚分の工程を行レ、、マスク枚数を削減する。

非特許文献 1 :月刊 FPD Intelligence, p.31-35, 1999年 5月

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

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、ステツパ（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。

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、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ユングが施される。

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、 330mm X 450m mから 1220mm X 1400mmと相対的に大型であって、ミラープロジェクシヨン（スキヤニング露光方式による、等倍投影露光）方式やレンズを使ったレンズプロジェクシヨ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、大型マスタ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、レジスト液を塗布すべき表面を下向きとなるように保持した基板に対し、毛管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することにより、基板上にレジストが塗布される。

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、 LSI用マスクの如き高いエッチング精度を重視するよりも、むしろ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。

[0004] 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（レジスト塗布方法やエッチング方法、洗浄方法等）が適用され、これらのプロセスを 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と Sえる。

本願の第 1の目的は、 FPD用大型マスクにおけるプロセス（レジスト塗布方法やエツチング方法及び洗浄方法等）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。

また、本願の第 2の目的は、 FPDデバイスの表示むらの原因となるフォトマスクにおける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）を抑えたマスクブランク及びフォトマスクを提供することにある。

課題を解決するための手段

[0005] 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用大型フォトマスクに関し、鋭意研究、開発を行った。

その結果、 FPD用大型マスクブランク上に形成された膜 (遮光性膜や半透光性膜）上にレジストを塗布する際に、これらの遮光性膜や半透光性膜が下向きとなるように保持した基板に対し、毛管状のノズノレ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查することによって、基板上にレジストを塗布するタイプのレジスト塗布装置（以下、 CAPコーター装置と称す。）を用いてレジスト塗布する場合、遮光性膜や半透光性膜のグレインサイズが大きくこれに基づく膜の表面粗さ R q (二乗平均平方根粗さ）が大きいと、以下の問題あること判明した。尚以下の問題は、 LSI用小型マスクブランク及びマスクでは顕在化しにくい。これは、 LSI用ではプロセス（レジスト塗布方法やエッチング方法及び洗浄方法等）が異なること、基板が大型であることに起因して生じる問題が顕在化しにくいこと、のためである。

(1)遮光性膜や半透光性膜の表面粗さ Rqが大きいと、膜面へのレジストの塗布状態にバラツキが発生する。例えば、遮光性膜や半透光性膜の表面粗さ Rq (二乗平均平方根粗さ）が大きいと、レジストと膜との表面張力や濡れ性等のバラツキが発生し、面内で均一な塗布状態が得られず、大面積に均一な塗布状態でレジスト膜が形成されない。

また、これらのことは、基板サイズが大きくなるに従い更に助長される。これはレジスト塗布装置が大型化されるのに従い装置面の要因によって塗布状態にバラツキが発生し、このことと遮光性膜や半透光性膜の表面粗さ Rq (二乗平均平方根粗さ）が大きいこととによって、膜面へのレジストの塗布状態のバラツキが助長されるためである。

(2)大型基板の洗浄は小型基板に比べてもともと難しくい。これに加え、 FPD用大型マスクブランクでは、遮光性膜や半透光性膜の表面粗さ Rq (二乗平均平方根粗さ）が大きいと、洗浄後に洗浄に使用する薬液である溶剤などの洗浄剤が大面積内に部分的に残りやすぐレジストと基板との密着を妨げる。

(3)遮光性膜や半透光性膜のグレインサイズが大きくこれに基づく膜の表面粗さ Rm axが大きいと、膜にエッチング液がしみ込みやすい。

上記（1)、（2)、（3)の複合要因によって、以下のことが更に判明した。

(i)上記の複合要因によって、 FPD用大型マスクブランクでは、ウエットエッチングによって、パターンを平面視した時のパターンエッジの凹凸（レヽわゆるギザ）、が出やすいことが判明した。そしてこのギザは、液晶表示装置などのフラットパネルディスプレィ装置において表示むらの原因となる。

(ii)上記の複合要因によって、 FPD用大型マスクブランクでは、大面積基板内でゥェットエッチングによるエッチングむらが出やすいことが判明した。このため、均一なパタ一ン線幅を得るのに有利であるとは言えないことが判明した。

(iii)上記の複合要因によって、 FPD用大型マスクブランクでは、次世代の規格である 1 μ m以下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)を形成しょうとした際に、 0. l x m超のギザが発生し問題となる。上述と同様、このギザは、液晶表示装置などのフラットパネルディスプレイ装置において表示むらの原因となる。

(iv)上記の複合要因によって、 FPD用大型マスクブランクでは、遮光膜とその上に形成した半透光性膜や、半透光性膜とその上に形成した遮光膜、における半透光性膜や遮光膜のエッチングを行う際に、パターン形状の制御をしやすくするためにエツチング液を薄くする場合があるが、このような場合において、半透光性膜や遮光膜の表面粗さ Rq (二乗平均平方根粗さ）が大きいと、大面積基板内でウエットエッチングによるエッチングむらが出やすいことが判明した。

そして、本発明者らは、上記課題解決のためには、主として、前記遮光性膜及び前記半透光性膜は、膜表面の二乗平均平方根粗さ Rqを 2. Onm以下とすることが有効であることこと見出し、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、及び透過量を調整する機能を有する半透光性膜、のうちのを少なくとも一方を有する FPDデバイスを製造するためのマスクブランクであつて、

前記遮光性膜、及び前記半透光性膜は、膜表面の二乗平均平方根粗さ Rqが 2. 0 nm以下であることを特徴とする、 FPDデバイスを製造するためのマスクブランク。尚、二乗平均平方根粗さ Rqとは、平均線から測定曲線までの偏差の二乗を平均した値の平方根をいう。

(構成 2)

前記遮光性膜、及び前記半透光性膜は、レジスト塗布装置によって前記膜面上にレジストが塗布される膜であって、かつ、

前記レジスド塗布装置は、レジスト液を塗布すべき表面を下向きとなるように保持した基板に対し、毛管状のノズノレ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であることを特徴とする構成 1記載の FPDデバイスを製造するためのマスクブランク。

(構成 3)

前記遮光性膜、及び前記半透光性膜の膜表面の最大高さ Rmaxが lOnm以下であることを特徴とする、構成 1又は 2記載の FPDデバイスを製造するためのマスクブランク。

(構成 4) 前記遮光性膜、及び前記半透光性膜は、エッチング液でウエットエッチングされる膜であることを特徴とする、構成 1乃至 3のいずれか一に記載の FPDデバイスを製造するためのマスクブランク。

(構成 5)

前記遮光性膜は、窒化クロム系下地膜とその上に形成された炭化クロム系遮光膜とその上に形成された酸窒化クロム系反射防止膜で構成される膜であることを特徴とする、構成 1乃至 4のいずれか一に記載の FPDデバイスを製造するためのマスクブランク。

(構成 6)

前記半透光性膜は、クロム窒化膜系の半透光性膜、又は MoSi系の半透光性膜であることを特徴とする、構成 1乃至 4のいずれか一に記載の FPDデバイスを製造するためのマスクブランク。

(構成 7)

構成 1乃至 6記載のマスクブランクを用いて製造されたことを特徴とする FPDデバイスを製造するためのフォトマスク。

発明の効果

[0007] 本発明によれば、 FPD用大型マスクにおけるプロセス（レジスト塗布方法やエッチング方法、洗浄方法等）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。

また、 FPDデバイスの表示むらの原因となるフォトマスクにおける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）を抑えたマスクブランク及びフォトマスクを提供できる。

[0008] 以下、本発明を詳細に説明する。

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、及び前記半透光性膜は、膜表面の二乗平均平方根粗さ Rqが 2. On m以下であることを特徴とする（構成 1)。

本発明では、前記遮光性膜、及び前記半透光性膜は、膜表面の二乗平均平方根粗さ Rqが 2. Onm以下であり、これによつてレジスト塗布装置による大面積へのレジスト塗布に適した表面状態を有する。本発明では、前記遮光性膜、及び前記半透光性膜は、 CAPコーター装置によって前記膜面上にレジストが塗布される膜である場合に特に有益である（構成 2)。また、本発明では、前記 CAPコーター装置は、レジスト液を塗布すべき表面を下向きとなるように保持した基板に対し、毛管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ノレ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（構成 2)。これは、これらの場合に、本発明の適用効果 (上述した (i)〜（iv)の課題解決効果等）が顕著に発現されるためである。

また、本発明では、前記遮光性膜、及び前記半透光性膜の膜表面の最大高さ Rm axが 10nm以下であることを特徴とする（構成 3)。このように、遮光性膜や半透光性膜のグレインサイズが小さくこれに基づく膜の表面粗さ R_maxが lOnm以下であることにより、 FPD用大型マスクブランクでは、ウエットエッチングによって、パターンを平面視した時のパターンエッジの凹凸（レヽわゆるギザ）、が出づらくなると共に、 FPD用大型マスクブランクでは、大面積基板内でウエットエッチングによるエッチングむらが出づらくなり、このため、均一なパターン線幅を得るのに有利となる。

また、本発明では、前記遮光性膜、及び前記半透光性膜は、エッチング液でゥエツトエッチングされる膜である場合に有益である（構成 4)。係る場合に、本発明の適用効果 (上述した (i)〜 (iv)の課題解決効果等）が顕著に発現されるためである。

[0009] 本発明においては、遮光性膜や半透光性膜の膜表面の二乗平均平方根粗さ Rq は 2. Onm以下、さらには 1. 5nm以下、さらには 1. Onm以下、であることが好ましい。本発明の適用効果を増長する作用が認められるためである。

本発明においては、遮光性膜や半透光性膜の膜の表面粗さ Rmaxは、 lOnm以下、さらには 7. 5nm以下、さらには 5nm以下、であることが好ましレ、。これらの場合に、本発明の適用効果を助長する作用が認められるためである。

尚、上述の表面粗さ Rq、 Rmaxは、ある一定領域内の面で測定することが好ましく、具体的には AFM (原子間力顕微鏡）で測定する。表面粗さ Rq、 Rmaxについては、 5 μ m X 5 μ mを測定領域として評価することが好ましレ、。

[0010] 本発明において、上記遮光性膜及び半透光性膜の膜表面の二乗平均平方根粗さ Rqが 2. Onm以下の要件及びその他上記した要件を満たす膜は、これらの要件を満たす可能性があると思われる（これらの要件を満たすのに適した）膜材料を選択した上で、更に膜組成の調整、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などによってこれらの要件を満たすことが可能であることを確認して得られるこのような状況の下、本発明に係る上記要件を満たす膜は、例えばスパッタリング法によって形成された結晶性を有する膜 (結晶化された膜）において、微小なグレイン (粒: grain)が集合して形成されたクラスタ（2次粒子）による凹凸を制御することによって得られる。

[0011] 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)遮光性膜自体又は遮光性膜の一部を構成する層が、クロム酸化膜系膜 (例えば〇膜など）であると、膜中に Oを含むため（膜中の〇が多いため）、結晶粒径 (グレインサイズ)が Crに比べ大きくなる。

また、遮光膜の下地がクロム酸化膜系膜であると、遮光膜が Crであっても下地が反映されるため Cr遮光膜の結晶粒径 (グレインサイズ)が大きくなる。

(ii)クロム窒化膜（例えば CrN、 CrCN, CrONでは、結晶粒径（グレインサイズ）が C rに比べ小さくなる。

(iii) CrONに比べ、 CrN、 CrCNでは、膜中に〇を含まないため、結晶粒径（グレインサイズ)が小さくなる。

(iv)クロム窒化膜系半透光性膜（例えば CrN、 CrCNなど）や、 MoSi系のグレート一ンマスク用半透光性膜についても、 Cr半透光性膜に比べ、結晶粒径 (グレインサイズ )が小さくなる。

尚、上記要件を満たし得る MoSi系半透光性膜としては、例えば、 MoSi

4、 MoSi

2 などのモリブデンシリサイドや、これらのモリブデンシリサイドに酸素、窒素、炭素のうちの少なくともいずれか一つを含む材料などの半透光性膜が適することが判明した。

[0012] 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 1に示すように、透光性基板 10上に透光性膜 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、遮光性膜の材料としては、例えば、クロムや、クロムの窒化物、クロムの炭化物、クロムのフッ化物、それらを少なくとも 1つ含む材料が好ましい。

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、遮光性膜の材料としては、例えば、窒化クロム系下地膜とその上に形成された炭化クロム系遮光性膜とその上に形成された酸窒化クロム系反射防止膜で構成される膜であることが特に好ましレ、（構成 5)。

この理由は、係る構成の膜 (炭化クロム系遮光性膜の下地層としてグレインサイズの小さい CrN、反射防止膜としてグレインサイズが小さい CrN〇膜とした構成の膜）は、他の構成の膜に比べ、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、などによって上記要件を満たしやすレ、からである。

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、少なくとも、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順不同で有する態様が含まれる。つまり、半透光性膜とは別個に、露光波長を遮断する目的で、遮光性膜を形成する態様が含まれる。具体的には、例えば、図 2 (1)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タイプや、図 2 (2

)に示すように、透光性基板上に遮光性膜とグレートーンマスク用半透光性膜とをこの順で形成し、これらの膜のパターユングを施して、遮光性膜パターンとグレートーンマスク用半透光性膜パターンとを形成してなる半透光性膜上置きタイプ、などが挙げられる。

ここで、光半透過膜の材料としては、 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、 Ni、 W、 Zr、 Ti、 Cr等の遷移金属）、酸化窒化された金属及びシリコン (MSi〇N)、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 (MSi O)、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、前記グレートーンマスク用半透光性膜は、上記要件を満たすべく作製されたクロム窒化膜系半透光性膜、あるいは、 MoSi系透光性膜であることが好ましい（構成 6)。これらの理由は、これらの材料は、他の材料に比べ、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、などによって上記要件を満たしゃすいからである。

尚、クロム窒化膜系のグレートーンマスク用半透光性膜は、図 2 (2)に示す半透光性膜上置きタイプに適している。また、 MoSi系のグレートーンマスク用半透光性膜は、図 2 (1)に示す半透光性膜下置きタイプに適している。

また、遮光性膜の材料としては、例えば、光半透過膜のエッチング特性と異なる材料がよぐ半透光性膜を構成する金属がモリブデンの場合、クロムや、クロムの窒化物、クロムの炭化物、クロムのフッ化物、それらを少なくとも 1つ含む材料が好ましい。同様に、半透光性膜がクロム窒化膜系材料で構成される場合、クロムや、クロムの炭化物、クロムのフッ化物、それらを少なくとも 1つ含む材料が好ましい。

[0014] 本発明において、透光性基板としては、合成石英、ソーダライムガラス、無アルカリガラスなどの基板が挙げられる。

[0015] 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 (エレクト口ルミネッセンげられる。

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。他の表示ディバイス製造用マスクには、有機 EL (エレクト口ルミネッセンス）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。

[0016] 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 F PDデバイスを製造するためのマスクブランクを用いて製造され、ウエット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を施し、マスクパターンを形成して製造される (構成 7)。

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)

大型ガラス基板（合成石英（QZ) 10mm厚、サイズ 850mm X I 200mm)上に、大型インラインスパッタリング装置を使用し、下地膜、遮光膜及び反射防止膜 (下地膜、遮光膜及び反射防止膜を積層した膜を遮光性膜と称す。）の成膜を行った。成膜は、大型インラインスパッタリング装置内に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と Nガスをスパッタリングガスとして CrN膜 (ガ

2

ラスに対する付着力増強を目的とした下地膜）を 150オングストローム、次いで Arと C Hガスをスパッタリングガスとして CrC膜 (遮光膜）を 620オングストローム、次いで Ar

4

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オングスト口ーム、連続成膜して、 FPD用大型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。

上記マスクブランクについて、膜表面の表面粗さ Rq (二乗平均平方根粗さ）、 Rma x (最大高さ）、をそれぞれ測定した。

尚、「表面粗さ Rq、 Rmaxjは、表面 5 μ m平方の矩形領域についての原子間カ顕微鏡 (AFM)による表面形状測定結果を用いた。

上記測定の結果、膜表面の二乗平均平方根粗さ Rqは 0. 9nm以下（0. 822nm) であることを確認した。また、最大粗さ Rmaxは 10nm以下（8. 769nm)であることを確認した。更に、複数枚（基板間： 50枚）について面内（均等 9箇所）について同様に調べたところ、これらの Rq、 Rmaxの値はいずれも上記 Rq、 Rmaxの値（Rq : 0. 9nm 以下、 Rmax : 10nm以下）の範囲内にあり、本発明に係る Rq、 Rmaxの規格値（Rq : 2. Onm以下、 Rmax : 10nm以下）の範囲内にあることが確認された。

上記で作製したマスクブランクを用レ、、洗浄処理 (純水、常温)後、図 3に示す CAP コータ装置を用いてレジストを塗布し、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層構造の膜を一体的にウエットエッチングでパター二ングして、 5 μ ΐη幅の通常パターン 12b及び Ι μ ΐη幅のグレートーンパターン（大型 F PD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 1参照）。尚、上述のレジストを塗布条件は、レジスト平均膜厚が: 1 z mとなるように、ノズルと基板表面との間隔、ノズルの幅、ノズノレの走查速度等を設定して行った。

走查型電子顕微鏡（SEM)で観察したところ、レ、ずれのマスクパターンにつレ、ても、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. 1 μ m未満であった。

また、大面積基板内でウエットエッチングによるエッチングむらが出にくぐ均一なパターン線幅が得られやすレ、ことを確認した。

(比較例 1)

大型ガラス基板（合成石英（QZ) 10mm厚、サイズ 850mm X I 200mm)上に、大型インラインスパッタリング装置を使用し、下地膜、遮光性膜及び反射防止膜の成膜を行った。成膜は、大型インラインスパッタリング装置内に連続して配置された各スぺース（スパッタ室）に Crターゲットを各々配置し、まず Arと COガスをスパッタリングガ

2

スとして Cr〇膜（ガラス面反射防止膜）を 300オングストローム、次いで Arをスパッタリングガスとして Cr膜（遮光性膜）を 950オングストローム、次いで Arと COガスをスパ

2 ッタリングガスとして Cr〇膜 (膜面反射防止膜）を 300オングストローム、連続成膜して、 FPD用大型マスクブランクを作製した。

上記マスクブランクについて、膜表面の表面粗さ Rq (二乗平均平方根粗さ）、 Rma x (最大高さ）、をそれぞれ測定した。尚、これらの測定は、実施例 1と同じ方法及び条件で行った。

上記測定の結果、膜表面の二乗平均平方根粗さ Rqは 2. Onm超（2. 109nm)であることを確認した。また、最大粗さ Rmaxは 10nm超（14. 132nm)であることを確認した。更に、複数枚 (基板間： 50枚）について面内（均等 9箇所）について同様に調ベたところ、これらの Rq、 Rmaxの値はいずれも上記 Rq、 Rmaxの規格値（Rq： 2. 0 nm以下、 Rmax : 10nm以下）の範囲外であることが確認された。

上記で作製したマスクブランクを用レ、、洗浄処理後（薬液、条件等は実施例 1と同じ )、図 3に示す CAPコータ装置を用いてレジストを塗布し (塗布条件は、実施例 1と同じ）、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 層構造の膜を一体的にウエットエッチングでパターニングして、 5 μ m幅の通常パターン 12b及び 1 μ m幅のグレートーンパターン 12aを有する FPD用大型マスクを作製した（図 1参照）。

走查型電子顕微鏡（SEM)で観察したところ、レ、ずれのマスクパターンにつレ、ても、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. 1 μ m超であつた。

また、大面積基板内でウエットエッチングによるエッチングむらが出やすぐ均一なパターン線幅が得られにくいことを確認した。

尚、 CrO膜 (ガラス面反射防止膜)を形成しなかったこと以外は上記比較例 1と同様にして作製した膜 (基板 ZCr膜/ O膜）に関しても、上記比較例 1と同様の結果であることを確言忍した。

(参考例）

上述の比較例 1における下地膜の膜厚を 80オングストロームにした以外は比較例 1 と同様にして FPD用大型マスクブランクを作製した。

上記マスクブランクについて、膜表面の表面粗さ Rq (二乗平均平方根粗さ）、 Rma x (最大高さ）、をそれぞれ測定した。尚、これらの測定は、比較例 1と同じ方法及び条件で行った。

上記測定の結果、膜表面の二乗平均平方根粗さ Rqは 1. 2nm以下（1. 197nm) であることを確認した。また、最大粗さ Rmaxは 10nm超（11. 412nm)であることを確認した。更に、複数枚（基板間： 50枚）について面内（均等 9箇所）について同様に調べたところ、上記 Rqの値は上記 Rqの規格値（Rq : 2. Onm以下）の範囲内であつた力上記 Rmaxの値は上記 Rmaxの規格値（Rmax : 10nm以下）の範囲外であることが確認された。

上述の比較例 1と同様にして FPD用大型マスクを作製したところ、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. l x m超であった。また、エツチングむらによるパターン線幅は、ほぼ実施例 1と同じ程度であった。 (実施例 2)

大型ガラス基板（合成石英（QZ) 10mm厚、サイズ 850mm X 1200mm)上に、実施例 1と同様の条件で遮光性膜を形成し、その後、遮光性膜上に形成したレジストパターンをマスクとしてウエットエッチングにより遮光性膜のパターユングを行レ、、遮光性膜パターンをガラス基板上に形成した。次に、大型インラインスパッタリング装置を使用し、グレートーンマスク用半透光性膜の成膜をさらに行った。具体的には、 Crタ一ゲットを用レ、、 Arと Nガスをスパッタリングガスとして CrN半透光性膜を、露光光源

2

の波長に対する透過率が 40%となる膜厚で形成して、 FPD用大型マスクブランクを作製した。

上記マスクブランクについて、グレートーンマスク用半透光性膜の膜表面の表面粗さ Rq (二乗平均平方根粗さ）、 Rmax (最大高さ）、をそれぞれ測定した。尚、これらの測定は、実施例 1と同じ方法及び条件で行った。

上記測定の結果、膜表面の二乗平均平方根粗さ Rqは 0. 7nm以下（0. 613nm) であることを確認した。また、最大粗さ Rmaxは 6nm以下（5. 392nm)であることを確認した。更に、複数枚 (基板間： 50枚）について面内 (均等 9箇所）について同様に調ベたところ、これらの Rq、 Rmaxの値は上記 Rq、 Rmaxの値（Rq : 0. 7nm以下、 Rm ax : 6nm以下）の範囲内にあり、本発明に係る Rq、 Rmaxの規格値（Rq : 2. Onm以下、 Rmax : 1 Onm以下）の範囲内にあることが確認された。

上記で作製したマスクブランクを用い、洗浄処理後（薬液、条件等は実施例 1と同じ )、レジストを塗布し、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、 CrN半透光性膜を濃度を薄くしたエッチング液を用いてウエットエッチングでパターユングして、図 2 (2)に示すような半透光性膜上置きタイプの、遮光性膜パターン及び CrN半透光性膜パターンを有する FPD用大型マスクを作製した。走查型電子顕微鏡（SEM)で観察したところ、遮光性膜パターン及び CrN半透光性膜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）はいずれも 0. 1 μ m未満であった。

また、大面積基板内でウエットエッチングによるエッチングむらが出にくぐ均一なパターン線幅が得られやすレ、ことを確認した。 (実施例 3)

大型ガラス基板（合成石英（QZ) 10mm厚、サイズ 850mm X 1200mm)上に、大型インラインスパッタリング装置を使用し、グレートーンマスク用半透光性膜の成膜を行った。具体的には、 Mo : Si= 20 : 80 (原子⁰ /₀比）のターゲットを用レ、、 Arと Nをス

2 パッタリングガスとして、としてモリブデン及びシリコンの窒化膜からなるグレートーンマスク用半透光性膜 (MoSi N)を、露光光源の波長に対する透過率が 40%となる

4

膜厚で形成して、マスクブランクを作製した。

上記測定の結果、膜表面の二乗平均平方根粗さ Rqは 0. 8nm以下（0. 785nm) であることを確認した。また、最大粗さ Rmaxは 7nm以下（6. 195nm)であることを確認した。更に、複数枚 (基板間： 50枚）について面内 (均等 9箇所）について同様に調ベたところ、これらの Rq、 Rmaxの値は上記 Rq、 Rmaxの値（Rq : 0. 8nm以下、 Rm ax : 7nm以下）の範囲内にあり、本発明に係る Rq、 Rmaxの規格値（Rq : 2. Onm以下、 Rmax : 1 Onm以下）の範囲内にあることが確認された。

次に、グレートーンマスク用半透光性膜の上に、実施例 1と同様の条件で遮光性膜を形成し、 FPD用大型マスクブランクを作製した。

上記で作製したマスクブランクを用い、洗浄処理後（薬液、条件等は実施例 1と同じ )、図 4に示す CAPコータ装置を用いてレジストを塗布し (塗布条件は、実施例 1と同じ）、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、遮光性膜をウエットエッチングでパターユングした後、 MoSi N半透光性膜をウエットェ

4

ツチングでパターユングして、図 2 (1)に示すような半透光性膜下置きタイプの、遮光性膜パターン及び MoSi N半透光性膜パターンを有する FPD用大型マスクを作製し

4

た。

走查型電子顕微鏡（SEM)で観察したところ、遮光性膜パターン及び MoSi N半

4 透光性膜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）はいずれも 0. 1 z m未満であった。また、大面積基板内でウエットエッチングによるエッチングむらが出にくぐ均一なパターン線幅が得られやすレ、ことを確認した。

[0022] 上述の実施例：!〜 3、比較例 1の FPD用大型マスクを用いて FPDデバイスを作製し、表示むらを確認したところ、実施例 1〜3の FPD用大型マスクを用いて作製した FP Dデバイスには表示むらはなかった力比較例 1の FPD用大型マスクを用いて作製した FPDデバイスには、グレートーンパターン部などのギザが原因と思われる表示むらがあることが確認された。

[0023] 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。

図面の簡単な説明

[0024] [図 1]FPD用大型マスクの態様を説明するための図である。

[図 2]FPD用大型マスクの他の態様を説明するための図である。

[図 3]実施例及び比較例で使用したレジスト塗布装置を説明するための模式図である。

[図 4]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。

[図 5]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。

符号の説明

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

請求の範囲

[1] 透光性基板上に、遮光性膜、及び透過量を調整する機能を有する半透光性膜、のうちのを少なくとも一方を有する FPDデバイスを製造するためのマスクブランクであつて、

前記遮光性膜、及び前記半透光性膜は、膜表面の二乗平均平方根粗さ Rqが 2. 0 nm以下であることを特徴とする、 FPDデバイスを製造するためのマスクブランク。

[2] 前記遮光性膜、及び前記半透光性膜は、レジスド塗布装置によって前記膜面上にレジストが塗布される膜であって、かつ、

前記レジスド塗布装置は、レジスト液を塗布すべき表面を下向きとなるように保持した基板に対し、毛管状のノズノレ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であることを特徴とする請求項 1記載の FPDデバイスを製造するためのマスクブランク。

[3] 前記遮光性膜、及び前記半透光性膜の膜表面の最大高さ Rmaxが 10nm以下であることを特徴とする、請求項 1又は 2記載の FPDデバイスを製造するためのマスクブランク。

[4] 前記遮光性膜、及び前記半透光性膜は、エッチング液でウエットエッチングされる膜であることを特徴とする、請求項 1乃至 3のいずれか一項に記載の FPDデバイスを製造するためのマスクブランク。

[5] 前記遮光性膜は、窒化クロム系下地膜とその上に形成された炭化クロム系遮光膜とその上に形成された酸窒化クロム系反射防止膜で構成される膜であることを特徴とする、請求項 1乃至 4のいずれか一項に記載の FPDデバイスを製造するためのマスクブランク。

[6] 前記半透光性膜は、クロム窒化膜系の半透光性膜、又は MoSi系の半透光性膜であることを特徴とする、請求項 1乃至 4のいずれか一項に記載の FPDデバイスを製造するためのマスクブランク。

[7] 請求項 1乃至 6記載のマスクブランクを用いて製造されたことを特徴とする FPDデバイスを製造するためのフォトマスク。