(57)【要約】【課題】被転写体上に所望のレジスト残膜値を得るために煩雑な条件出しが不要であり、しかも線幅が異なっても露光量をほぼ等しくして均一な残膜値を得ることができる多階調フォトマスク及びその製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の多階調フォトマスクは、透明基板上に、それぞれ所定の透過率をもつ第１半透光膜及び第２半透光膜をそれぞれ形成し、それぞれ所定のパターニングを施すことにより、透光部、膜構成の異なる第１半透光部及び第２半透光部を含む少なくとも２つの半透光部と、を含む転写パターンを形成してなる多階調フォトマスクにおいて、前記第１半透光部のｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性と、前記第２半透光部のｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性とがほぼ等しいことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に、それぞれ所定の透過率をもつ第１半透光膜及び第２半透光膜を形成し、それぞれ所定のパターニングを施すことにより、透光部と、互いに膜構成の異なる第１半透光部及び第２半透光部を含む少なくとも２つの半透光部と、を含む転写パターンを形成してなる多階調フォトマスクにおいて、前記第１半透光部のｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性と、前記第２半透光部のｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性とがほぼ等しいことを特徴とする多階調フォトマスク。
【請求項２】
透明基板上に、遮光膜及び、それぞれ所定の透過率をもつ第１半透光膜及び第２半透光膜を形成し、それぞれ所定のパターニングを施すことにより、遮光部、透光部、及び互いに膜構成の異なる第１半透光部及び第２半透光部を含む少なくとも２つの半透光部と、を含む転写パターンを形成してなる多階調フォトマスクにおいて、前記第１半透光膜のｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する膜透過率の波長依存性と、前記第２半透光膜のｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する膜透過率の波長依存性とがほぼ等しいことを特徴とする多階調フォトマスク。
【請求項３】
透明基板上に、遮光膜及び、それぞれ所定の透過率をもつ第１半透光膜及び第２半透光膜を形成し、それぞれ所定のパターニングを施すことにより、遮光部、透光部、及び互いに膜構成の異なる第１半透光部及び第２半透光部を含む少なくとも２つの半透光部と、を含む転写パターンを形成してなる多階調フォトマスクにおいて、前記第１半透光部のｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する実効透過率の波長依存性と、前記第２半透光部のｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する実効透過率の波長依存性とがほぼ等しいことを特徴とする多階調フォトマスク。
【請求項４】
前記第１半透光部のｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性特性と、前記第２半透光部のｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する前記透過率波長依存性特性の傾きの差異が、５％／１００ｎｍ以内であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の多階調フォトマスク。
【請求項５】
前記少なくとも２つの半透光部は、透明基板上に前記第１半透光膜が形成されてなる第１半透光部と、前記透明基板上に前記第２半透光膜が形成されてなる第２半透光部と、を含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の多階調フォトマスク。
【請求項６】
前記少なくとも２つの半透光部は、透明基板上に前記第１又は第２半透光膜が形成されてなる第１半透光部と、透明基板上に前記第１半透光膜と前記第２半透光膜が積層して形成されてなる第２半透光部と、を含むことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかにに記載の多階調フォトマスク。
【請求項７】
前記第１半透光部及び前記第２半透光部は、ｉ線、ｈ線及びｇ線を１：１：１の割合で混合した光源に対する透過率と、ｉ線、ｈ線、又はｇ線に対する透過率との間のそれぞれの透過率差が３％以内であるような透過率波長特性をそれぞれもつことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の多階調フォトマスク。
【請求項８】
前記第１半透光膜及び前記第２半透光膜の一方がクロム含有化合物であり、他方がモリブデンシリサイド含有化合物であり、前記第１半透光膜及び前記第２半透光膜のｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性がほぼ等しくなるように、前記クロム含有化合物又はモリブデンシリサイド含有化合物中の添加元素の量が調整されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の多階調フォトマスク。
【請求項９】
透明基板上に、第２半透光膜及び遮光膜をこの順に積層したフォトマスクブランクを用意する工程と、前記フォトマスクブランク上に第１レジストパターンを形成する工程と、前記第１レジストパターンをマスクとして前記遮光膜をエッチングによりパターン加工する工程と、前記パターン加工した遮光膜を含む基板面上に第２レジストパターンを形成する工程と、前記第２レジストパターンをマスクとして前記第２半透光膜をエッチングによりパターン加工する工程と、前記パターン加工した第２半透光膜を含む基板面上に第１半透光膜を形成する工程と、前記第１半透光膜を形成した基板面上に第３レジストパターンを形成する工程と、前記第３レジストパターンをマスクとして前記第１半透光膜をエッチングによりパターン加工する工程と、を具備する多階調フォトマスクの製造方法であって、前記第１半透光膜及び前記第２半透光膜は、ｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性がほぼ等しい材料でそれぞれ構成されていることを特徴とする多階調フォトマスクの製造方法。
【請求項１０】
透明基板上に遮光膜を形成したフォトマスクブランクを用意する工程と、前記フォトマスクブランク上に第１レジストパターンを形成する工程と、前記第１レジストパターンをマスクとして前記遮光膜をエッチングによりパターン加工する工程と、前記パターン加工した遮光膜を含む基板面上に第２半透光膜を形成する工程と、前記第２半透光膜を形成した基板面上に第２レジストパターンを形成する工程と、前記第２レジストパターンをマスクとして前記第２半透光膜をエッチングによりパターン加工する工程と、前記パターン加工した第２半透光膜を含む基板面上に第１半透光膜を形成する工程と、前記第１半透光膜を形成した基板面上に第３レジストパターンを形成する工程と、前記第３レジストパターンをマスクとして前記第１半透光膜をエッチングによりパターン加工する工程と、を具備する多階調フォトマスクの製造方法であって、前記第１半透光膜及び前記第２半透光膜は、ｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性がほぼ等しい材料でそれぞれ構成されていることを特徴とする多階調フォトマスクの製造方法。
【請求項１１】
透明基板上に第１半透光膜、第２半透光膜、及び遮光膜を形成したフォトマスクブランクを用意する工程と、前記フォトマスクブランク上に第１レジストパターンを形成する工程と、前記第１レジストパターンをマスクとして前記遮光膜をエッチングによりパターン加工する工程と、前記加工した遮光膜を含む基板面上に第２レジストパターンを形成する工程と、前記第２レジストパターンをマスクとして前記第１又は２半透光膜をエッチングによりパターン加工する工程と、前記パターン加工した第1又は第２半透光膜を含む基板面上に第３レジストパターンを形成する工程と、前記第３レジストパターンをマスクとして前記第１または第２半透光膜をエッチングによりパターン加工する工程と、を具備する多階調フォトマスクの製造方法であって、前記第１半透光膜及び前記第２半透光膜は、ｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性がほぼ等しい材料でそれぞれ構成されていることを特徴とする多階調フォトマスクの製造方法。
【請求項１２】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の多階調フォトマスクを用い、ｉ線〜ｇ線の波長域の照射光を照射する露光機によって、被転写体上のレジスト膜に、前記転写パターンを転写することを特徴とするパターン転写方法。
【請求項１３】
請求項１２記載のパターン転写方法を用いて薄膜トランジスタを製造することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１４】
互いに異なる透過率を有する複数の半透光部を備えた多階調フォトマスクであって、前記複数の半透光部の透過率波長依存性は、所定範囲の光波長に対して、互いに実質的に同一の変化率を有していることを特徴とする多階調フォトマスク。
【請求項１５】
複数の半透光部を備えた多階調フォトマスクの設計方法であって、前記複数の半透光部の材料として、透過率の異なる材料を選択し、前記複数の半透光部における透過率波長依存性が所定範囲の光波長に対して、実質的に同一の変化率となるように調整することを特徴とする多階調フォトマスクの設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトリソグラフィ工程において使用される多階調のフォトマスク及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液晶表示装置等の電子デバイスの製造においては、フォトリソグラフィ工程を利用し、エッチングされる被加工層上に形成されたレジスト膜に対して、所定のパターンを有するフォトマスクを用いて所定の露光条件下で露光を行ってパターンを転写し、該レジスト膜を現像することによりレジストパターンを形成する。そして、このレジストパターンをマスクとして被加工層をエッチングする。
【０００３】
フォトマスクにおいては、例えば、図５に示すように、露光光を遮光する遮光部５１と、露光光を透過する透光部５３と、露光光の一部を透過する半透光部５２とを持つ転写パターンを形成した多階調フォトマスクがある。この多階調フォトマスクは、露光光の光量を領域により選択的に異ならせることができるので、この多階調フォトマスクを用いて露光・現像を行うことにより、少なくとも３つの厚さの残膜値（残膜値ゼロを含む）を有するレジストパターンを形成することができる。このように複数の異なる残膜値を有するレジストパターンを実現する多階調フォトマスクは、液晶表示装置などの電子デバイスの製造にあたり、使用するフォトマスクの枚数を減少させることにより、フォトリソグラフィ工程を効率化させることが可能となるので大変有用である。
【０００４】
図５においては、転写パターンは、遮光部、半透光部、遮光部がこの順に、基板面上に隣接して配置されており、このような転写パターンは、薄膜トランジスタの製造に有用に使用することができる。
【０００５】
上述した多階調フォトマスクにおける遮光部５１は、クロム膜のような遮光膜で構成されており、半透光部５２は、例えば、露光光の一部を透過するような所望の透過率を有する半透光膜により構成されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２６８０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような多階調フォトマスクを用いて、転写パターンを被転写体上のレジスト膜に転写すると、半透光部と遮光部の境界などのパターン境界において、露光光の回折が生じるため、透過光の強度分布はある程度なだらかな曲線になる。例えば、図５に示すように２つの隣接する遮光部５１に挟まれた半透光部５２においては、透過光の強度分布は、なだらかな山型となり、この傾向は、線幅が小さいほど顕著になる（図６（ａ），（ｂ）参照）。したがって、線幅が異なる半透光部を透光する光の量が異なるので、転写パターンを被転写体上のレジスト膜に転写すると、線幅の異なる部分で露光量が異なって、残膜値が異なってしまうことになる。本出願人は、このような観点に着目して、線幅がそれぞれ異なる半透光部にそれぞれ異なる膜透過率をもつ膜種の半透光膜を設けても、被転写体に対する露光量をほぼ等しくし、それによって被転写体上に均一なレジスト残膜値を得ることを提案している。
【０００８】
しかしながら、膜種が異なる半透光膜を用いて異なる半透光部を構成すると、それぞれの半透光膜を構成する材料がそれぞれの透過率波長依存性をもつので、光の透過率に線幅の影響が有る場合に、露光量をほぼ等しくして均一な残膜値を得るためには、それぞれの半透光部で、レジスト膜の残膜値と透過率との間の相関をとる必要があり、その条件出しが非常に煩雑となる。
【０００９】
液晶表示装置などの製造過程において、更なる効率化とコストダウンを企図すれば、より階調数の多い多階調フォトマスクを使用することが考えられる。例えば、異なる透過率をもつ、複数種類の半透光部を形成した多階調フォトマスクを用いれば、１枚のマスクで３回以上のフォトリソ加工工程を実施することが考えられる。こうした目的のため、多階調フォトマスクにおいては、露光光の一部を透過する、半透光性の膜を複数種類用いて、従来以上に複雑な構成のマスクを製造するニーズがある。
【００１０】
しかしながら、こうしたマスクにおける、各々の半透光部において、透過率の波長依存性が異なると、使用する光源の分光特性によって、被転写体上のレジスト膜に形成されるレジストパターンの段差形状が異なったものとなり、このレジストパターンをマスクとして、薄膜を加工しようとする際のレジストパターンの段差形状等の条件設定が著しく煩雑になる。すなわち、ある分光特性を持った光源を使用して露光した時に、所望のレジスト段差を設けられるように設計されたフォトマスクであっても、それと異なる光源を使用して露光した場合は、所望のレジスト段差が必ずしも形成されないという不都合が生じる。
【００１１】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、煩雑な条件出しが不要であり、しかも線幅による透過率への影響も考慮して、被転写体に対する露光量を所望の範囲に制御し、被転写体の加工条件を容易に設定できるようなレジスト残膜値を得ることができる多階調フォトマスク及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の多階調フォトマスクは、透明基板上に、それぞれ所定の透過率をもつ第１半透光膜及び第２半透光膜を形成し、それぞれ所定のパターニングを施すことにより、透光部と、互いに膜構成の異なる第１半透光部及び第２半透光部を含む少なくとも２つの半透光部と、を含む転写パターンを形成してなる多階調フォトマスクにおいて、前記第１半透光部のｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性と、前記第２半透光部のｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性とがほぼ等しいことを特徴とする。
【００１３】
ここで、２つの半透光部の透過率波長依存性がほぼ等しいとは、それぞれの半透光部に用いられる膜構成で、ｉ線〜ｇ線の範囲における、透過率変化カーブが実質的に平行であることをいう。例えば、ｉ線〜ｇ線の範囲での透過率変化を直線で近似したとき、この直線の傾きがほぼ等しいことを含む。好ましくは、相互の傾きの差異が、５％／１００ｎｍ以内であり、さらに好ましくは２％／１００ｎｍ以内である。後述する実施例のように、１％／１００ｎｍであるとより好ましい。また、上記、第一半透過光部、第二半透光部の膜構成は、単一の半透光膜でも良いし、積層された半透光膜でもよい。なお、ここでいう透過率とは、透明基板からなる透光部の透過率を１００％としたときの相対的な透過率をいう。
【００１４】
この構成によれば、第１半透光部と第２半透光部とで、互いに等しいｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性傾向をもつので、被転写体の加工プロセス時に煩雑な条件出しが不要となる。ここで、前記波長依存性は、前記半透光部に用いた半透光膜に起因するものの他、パターンの線幅が異なる事に起因した影響も含んだ形で調整することが出来る。
【００１５】
本発明の多階調フォトマスクにおいては、前記少なくとも２つの半透光部は、透明基板上に前記第１半透光膜が形成されて構成された第１半透光部と、透明基板上に前記第２半透光膜が形成されてなる第２半透光部と、を含むことができる。あるいは、前記第１半透光膜が形成されて構成された部分を第１半透光部とし、第１、第２の半透光膜が積層された部分を第２半透光部としても良い。さらにこのほかに、透明基板上にさらに他の半透光膜が形成された半透光部を有してもよい。
【００１６】
本発明の多階調フォトマスクにおいては、前記第１半透光膜及び前記第２半透光膜は、ｉ線、ｈ線及びｇ線を１：１：１の割合で混合した光源に対する透過率と、ｉ線、ｈ線、又はｇ線に対する透過率との間のそれぞれの透過率差が３％以内であるような透過率波長特性をそれぞれもつことが好ましい。ここで、透明基板の透過率を１００％とする。
【００１７】
本発明の多階調フォトマスクにおいては、前記第１半透光膜及び前記第２半透光膜の一方がクロム含有化合物であり、他方がモリブデンシリサイド含有化合物であり、前記第１半透光膜及び前記第２半透光膜のｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性がほぼ等しくなるように、前記クロム含有化合物またはモリブデンシリサイド含有化合物中の添加元素の量が調整されていることが好ましい。
【００１８】
第１半透光膜と第２半透光膜の露光光源に対する透過率は、互いに同一でも、異なっていてもよい。使用する半透光膜を２種類として、積層構造を異ならせるなどして、５階調（遮光部、透光部の他に３種類の半透光部）を得ようとするときには、第１、第２半透光膜の露光光源による透過率は異なることが好ましい。このとき、第１、第２半透光膜の露光光源に対する透過率差は、２％以上６０％以下が好ましい。ここで、露光光源は、I線からｇ線の範囲の任意の波長分布を持つものとすることができる。
【００１９】
フォトマスクの面内に透過率の分布がある場合には、中心値をもって、それぞれの半透光膜の透過率とすることができる。
【００２０】
本発明の多階調フォトマスクの製造方法は、透明基板上に、第２半透光膜及び遮光膜をこの順に積層したフォトマスクブランクを用意する工程と、前記フォトマスクブランク上に第１レジストパターンを形成する工程と、前記第１レジストパターンをマスクとして前記遮光膜をエッチングによりパターン加工する工程と、前記パターン加工した遮光膜を含む基板面上に第２レジストパターンを形成する工程と、前記第２レジストパターンをマスクとして前記第２半透光膜をエッチングによりパターン加工する工程と、前記パターン加工した第２半透光膜を含む基板面上に第１半透光膜を形成する工程と、前記第１半透光膜を形成した基板面上に第３レジストパターンを形成する工程と、前記第３レジストパターンをマスクとして前記第１半透光膜をエッチングによりパターン加工する工程と、を具備する多階調フォトマスクの製造方法であって、前記第１半透光膜及び前記第２半透光膜は、ｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性がほぼ等しい材料でそれぞれ構成されていることを特徴とする。
【００２１】
本発明の多階調フォトマスクの製造方法は、透明基板上に遮光膜を形成したフォトマスクブランクを用意する工程と、前記フォトマスクブランク上に第１レジストパターンを形成する工程と、前記第１レジストパターンをマスクとして前記遮光膜をエッチングによりパターン加工する工程と、前記パターン加工した遮光膜を含む基板面上に第２半透光膜を形成する工程と、前記第２半透光膜を形成した基板面上に第２レジストパターンを形成する工程と、前記第２レジストパターンをマスクとして前記第２半透光膜をエッチングによりパターン加工する工程と、前記パターン加工した第２半透光膜を含む基板面上に第１半透光膜を形成する工程と、前記第１半透光膜を形成した基板面上に第３レジストパターンを形成する工程と、前記第３レジストパターンをマスクとして前記第１半透光膜をエッチングによりパターン加工する工程と、を具備する多階調フォトマスクの製造方法であって、前記第１半透光膜及び前記第２半透光膜は、ｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性がほぼ等しい材料でそれぞれ構成されていることを特徴とする。
【００２２】
さらに、透明基板上に第１半透光膜、第２半透光膜、及び遮光膜を形成したフォトマスクブランクを用意する工程と、前記フォトマスクブランク上に第１レジストパターンを形成する工程と、前記第１レジストパターンをマスクとして前記遮光膜をエッチングによりパターン加工する工程と、前記加工した遮光膜を含む基板面上に第２レジストパターンを形成する工程と、前記第２レジストパターンをマスクとして前記第１又は２半透光膜をエッチングによりパターン加工する工程と、前記パターン加工した第1又は第２半透光膜を含む基板面上に第３レジストパターンを形成する工程と、前記第３レジストパターンをマスクとして前記第１または第２半透光膜をエッチングによりパターン加工する工程と、を具備する多階調フォトマスクの製造方法であって、前記第１半透光膜及び前記第２半透光膜は、ｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性がほぼ等しい材料でそれぞれ構成されている多階調フォトマスクの製造方法も本願に含まれる。
【００２３】
本発明のパターン転写方法は、上記多階調フォトマスクを用い、ｉ線〜ｇ線の波長域の露光光を照射する露光機によって、被転写体上のレジスト膜に、前記転写パターンを転写することを特徴とする。
【００２４】
本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、上記パターン転写方法を用いて薄膜トランジスタを製造することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の多階調フォトマスクは、透明基板上に、それぞれ所定の透過率をもつ第１半透光膜及び第２半透光膜を形成し、それぞれ所定のパターニングを施すことにより、透光部、互いに膜構成の異なる少なくとも２つの半透光部を含む転写パターンを形成してなる多階調フォトマスクにおいて、前記第１半透光部のｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性と、前記第２半透光部のｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性とがほぼ等しいので、該フォトマスクを用いた被転写体の加工工程において煩雑な条件出しが不要であり、均一な残膜値を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）は、本発明の実施の形態に係る多階調フォトマスクにおける半透光膜の透過率の波長依存性を示す図であり、（ｂ）は、従来の多階調フォトマスクにおける半透光膜の透過率の波長依存性を示す図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施の形態に係る多階調フォトマスクの構造を示す図である。
【図３】（ａ）〜（ｋ）は、図２（ｅ）に示す多階調フォトマスクの構造の製造方法を説明するための図である。
【図４】（ａ）〜（ｋ）は、図２（ｆ）に示す多階調フォトマスクの構造の製造方法を説明するための図である。
【図５】多階調フォトマスクの一部のパターンを示す図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は、遮光膜と半透光膜のパターン及びそれに対応する光強度分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
上述したように、膜種が異なる半透光膜（膜固有の透過率−膜透過率ともいう−を持つ）を用いて異なる半透光部を構成する場合においては、それぞれの半透光膜を構成する材料の透過率が波長によって異なる透過率依存性をもつと、それぞれの半透光部に対応して被転写体に形成される、レジスト膜の残膜値と露光量等との間の相関関係を把握する必要があり、その条件出しが非常に煩雑となる。尚、ここでは微細なパターン線幅に起因する、透過率波長依存性の影響は生じない物とする。
【００２８】
図１（ｂ）には、第１半透光膜（◆印）のｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性と、第２半透光膜（■印）のｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性とが異なった場合の組み合わせが示してある。即ち、図１（ｂ）は、第１半透光膜の透過率波長依存性を示す特性曲線の傾き（変化率）が第２半透光膜の透過率波長依存性を示す特性曲線の傾き（変化率）よりも大きい場合を例示している。具体的には、図１（ｂ）に示された例では、第１及び第２半透光膜の透過率は、３３５ｎｍの波長に対してそれぞれ５７％及び３６％であり、当該波長における透過率の差は２１％である。他方、ｇ線の波長（４３６ｎｍ）では、第１及び第２半透光膜の透過率は、それぞれ７２％及び４２％であり、当該波長における透過率の差は３０％である。したがって、図１（ｂ）に示された例の場合、１００ｎｍ当りの透過率の差異は、９％にも達している。
【００２９】
このような第１、第２半透光膜をそれぞれ透明基板上に形成して、第１、第２半透光部とするとき、この２種類の半透光部の透過率はそれぞれ波長依存性が異なったものとなる。したがって、所定の光源を前提として、両者の透過率差を想定してマスクを製造しても、前記所定の光源と異なった分光特性をもつ光源使用下では想定した透過率差が得られない。
【００３０】
このため、このマスクを使用して製造しようとするデバイスの加工条件を安定させるためには、煩雑な条件出しが必要になる。更に、この２つの膜を積層して、透過率の低い半透光部を用いる際、積層膜（▲印）のｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性は、第１又は第２半透光膜の波長依存性と異なったものとなるため、上記と同様の不都合が生じる。
【００３１】
すなわち、図１（ｂ）から分かるように、第１半透光膜の透過率波長依存性、第２半透光膜の透過率波長依存性及び積層膜の透過率波長依存性がそれぞれ異なるので、基板内に、第１半透光膜で構成された半透光部、第２半透光膜で構成された半透光部及び積層膜で構成された半透光部が併存する場合に、ある露光光源を想定したときのそれぞれの半透光膜及び積層膜で、レジスト膜の残膜値と露光量等透過率との間の相関関係を把握する必要があり、その条件出しが非常に煩雑となる。
【００３２】
本発明者らは、上記の点に鑑みて、図１（ａ）に示すように、第１半透光膜（◆印）のｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性と、第２半透光膜（■印）のｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性とをほぼ等しくなるように設計した。即ち、図１（ａ）に示された例では、第１及び第２半透光膜は３３５ｎｍの波長に対してそれぞれ６０％及び３６％の透過率を示し、この波長における透過率の差は２４％である。他方、ｇ線（４３６ｎｍ）の波長に対して、第１及び第２半透光膜はそれぞれ６８％及び４２％の透過率を示し、この波長に対する透過率の差は２６％である。この結果、図１（ａ）に示された例の場合、１００ｎｍ当りの透過率の差異は２％に留まっていることが判る。
【００３３】
このとき、積層膜（▲印）のｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性もほぼ等しくなる。このような膜種を選択することにより、基板内に、第１半透光膜で構成された半透光部、第２半透光膜で構成された半透光部及び積層膜で構成された半透光部が併存する場合であっても、その透過率がほぼ一定に制御できるため、マスクを使用して被転写体上に所望の段差量をもつレジストパターンを形成しようとするときの条件設定が容易である。さらに、半透光部の線幅が細くなり、線幅の影響によって透過率に影響が出る場合には、線幅による透過率やその光波長依存性の影響を考慮し、半透光膜の透過率波長依存性を調整する事が出来ることを見出し本発明をするに至った。
【００３４】
すなわち、本発明の骨子は、透明基板上に、それぞれ所定の透過率をもつ第１半透光膜及び第２半透光膜をそれぞれ形成し、それぞれ所定のパターニングを施すことにより、透光部、少なくとも２つの半透光部を含む転写パターンを形成してなる多階調フォトマスクにおいて、前記第１半透光部のｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性と、前記第２半透光部のｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性とをほぼ等しくすることにより、マスクを使用して加工を行う際の煩雑な条件出しを不要とすることができるということである。
【００３５】
上記のように、第１半透光膜及び第２半透光膜を構成する材料が、ほぼ等しいｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性をもっている場合においては、膜構成は、それぞれの透過率を得やすい材料を用いて行うことができる。また、マスク製造にあたって、２回以上のフォトリソグラフィ工程が必要になることから、材料のエッチング選択性を考慮して素材を選択することができる。
【００３６】
例えば、図２に示すような構成とすることができる。図２（ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施の１形態に係る多階調フォトマスクの透光部、遮光部及び半透光部の膜構成を示す図である。尚、図２では、遮光部をＡ、透光部をＥとし、半透光部は、透光部Ｅから遮光部Ａとの間に形成されている。図示された例では、半透光部は、透光部Ｅに隣接した領域から遮光部Ａに隣接した領域まで、第１及び第２半透光部Ｃ及びＢ又は第１〜第３半透光部Ｄ〜Ｂに区分されており、各半透光部には、以下に説明するように、種々の半透光膜が形成される。
【００３７】
図２（ａ）に示す構成は、透明基板１１上に、遮光膜１２及び反射防止膜１３、第１半透光膜１４、並びに第２半透光膜１５がその順に形成されて遮光部Ａを構成し、透明基板１１上に、第１半透光膜１４及び第２半透光膜１５がその順に形成されて第２半透光部Ｂを構成し、透明基板１１上に、第２半透光膜１５が形成されて第１半透光部Ｃを形成した構成である。なお、透光部Ｅは透明基板１１を露出することにより構成される。
【００３８】
図２（ｂ）に示す構成は、透明基板１１上に、第１半透光膜１４、第２半透光膜１５、並びに遮光膜１２及び反射防止膜１３がその順に形成されて遮光部Ａを構成し、透明基板１１上に、第１半透光膜１４及び第２半透光膜１５がその順に形成されて第２半透光部Ｂを構成し、透明基板１１上に、第１半透光膜１４が形成されて第１半透光部Ｃとした構成である。なお、透光部Ｅは透明基板を露出することにより構成される。
【００３９】
図２（ｃ）に示す構成は、透明基板１１上に、第２半透光膜１５、遮光膜１２及び反射防止膜１３、並びに第１半透光膜１４がその順に形成されて遮光部Ａを構成し、透明基板１１上に、第２半透光膜１５及び第１半透光膜１４がその順に形成されて第２半透光部Ｂを構成し、透明基板１１上に、第１半透光膜１４が形成されて第１半透光部Ｃとした構成である。なお、透光部Ｅは透明基板を露出することにより構成される。
【００４０】
図２（ｄ）に示す構成は、透明基板１１上に、第２半透光膜１５、遮光膜１２及び反射防止膜１３、並びに第１半透光膜１４がその順に形成されて遮光部Ａを構成し、透明基板１１上に、第２半透光膜１５が形成されて第２半透光部Ｂとし、透明基板１１上に、第１半透光膜１４が形成されて第１半透光部Ｃとした構成である。なお、透光部Ｅは透明基板１１を露出することにより構成される。
【００４１】
図２（ｅ）に示す構成は、透明基板１１上に、遮光膜１２及び反射防止膜１３、第２半透光膜１５、並びに第１半透光膜１４がその順に形成されて遮光部Ａを構成し、透明基板１１上に、第２半透光膜１５及び第１半透光膜１４がその順に形成されて第３半透光部Ｂとし、透明基板１１上に、第２半透光膜１５が形成されて第２半透光部Ｃとし、透明基板１１上に、第１半透光膜１４が形成されて第１半透光部Ｄとした構成である。なお、透光部Ｅは透明基板１１を露出することにより構成される。
【００４２】
図２（ｆ）に示す構成は、透明基板１１上に、第２半透光膜１５、遮光膜１２及び反射防止膜１３、並びに第１半透光膜１４がその順に形成されて遮光部Ａとし、透明基板１１上に、第２半透光膜１５及び第１半透光膜１４がその順に形成されて第３半透光部Ｂとし、透明基板１１上に、第２半透光膜１５が形成されて第２半透光部Ｃとし、透明基板１１上に、第１半透光膜１４が形成されて第１半透光部Ｄとした構成である。なお、遮光部Ｅは透明基板１１を露出することにより構成される。
【００４３】
図２（ｅ），（ｆ）に示す構成は、それぞれ膜構成の異なる、第１半透光部と、第２半透光部と、第３半透光部と、を含む構成である。ここでは、第１、第２の半透光膜を単独で透明基板上に形成し、さらに、第１、第２半透光膜を透明基板上に積層して形成している。なお、図２における構成は、積層構成を模式的に示すための一例であり、これに限定されない。また、図に示すパターンも実際のデバイスパターンを反映したものではない。
【００４４】
なお、本明細書において、第１、第２、第３半透光部、又は、第１、第２の半透光膜については、必要に応じて入れ替えることが可能である。さらに、追加の半透光膜を用いて、さらに多くの半透光部を形成しても良い。
【００４５】
透明基板１１としては、ガラス基板などを挙げることができる。露光光を一部透過させる第１半透光膜、又は第２半透光膜１４，１５の素材としては、クロムの酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物、又は、金属シリサイドなどを用いることができる。第１、第２半透光膜の加工にエッチング選択性が必要な場合は、一方をクロム含有化合物、他方を金属シリサイド含有化合物とすると好ましい。エッチング選択性が不要な加工工程の場合には、第１、第２半透光膜に、それぞれ異なるクロム化合物を用い、または異なる金属シリサイド化合物を用いることができる。金属シリサイド化合物としては、ＭｏＳｉｘ、ＭｏＳｉの酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物などが好適に用いられる。なお、第２半透光膜と第１半透光膜と遮光膜が積層して構成され、加工工程の必要性に応じて、互いにエッチング選択性のある素材を隣接して積層することが好適である。
【００４６】
第１半透光膜１４及び第２半透光膜１５の材料としては、ｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対して透過率波長依存性がほぼ等しいものを選択する。好ましくは、ｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する前記透過率波長依存性特性の傾きの差異が、５％／１００ｎｍ以内である。
【００４７】
さらに、第１半透光膜、第２半透光膜及び／又は積層膜が、ｉ線、ｈ線及びｇ線を１：１：１の割合で混合した光源に対する透過率と、ｉ線、ｈ線、又はｇ線に対する透過率との間のそれぞれの透過率差が３％以内であるような透過率波長特性をそれぞれもつような膜素材を選択することがより好ましい。
【００４８】
例えば、金属化合物と金属シリサイドとの間で、ほぼ等しいｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性をもつようにするためには、金属化合物及び／又は金属シリサイドのそれぞれの組成を適宜調整する必要がある。例えば、クロム化合物とモリブデンシリサイド化合物との間で、ほぼ等しいｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性をもつようにするためには、モリブデンシリサイド化合物のｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性に合わせるように、クロム化合物に添加する元素、例えば酸素や窒素の量を設定することができる。この逆でも良い。例えば成膜をスパッタによる場合に、ターゲットをクロムとし、スパッタリングガスとして、Ａｒ等のキャリアガスに酸素や窒素を添加し、さらにその流量を調整することによって所望のクロム酸化物、窒化物、酸窒化物膜を形成できる。スパッタリングガスにＣＯ２等の炭素化合物を添加することで、炭化物を形成することも可能である。
【００４９】
モリブデンとシリコンをスパッタターゲットとし、またはモリブデンシリサイドのスパッタターゲットを用い、スパッタガスとして窒素や酸素を調整して用いることによって、ＭｏＳｉ化合物による半透光膜の透過率波長特性を制御してもよい。
【００５０】
また、第１半透光膜１４及び第２半透光膜１５の材料を選択する場合においては、このような材料の中で、製造プロセスにおけるエッチング耐性などを考慮することが望ましい。
【００５１】
また、露光光を遮光する遮光膜１２を構成する材料としては、クロムなどの金属、シリコン、金属酸化物、モリブデンシリサイドのような金属シリサイドなどを挙げることができる。また、反射防止膜１３を構成する材料としては、クロムの酸化物、窒化物、炭化物、弗化物などを挙げることができる。
【００５２】
次に、本発明に係る多階調フォトマスクを製造する方法の一例について説明する。まず、図２（ｅ）に示す構成の製造について説明する。図３（ａ）〜（ｋ）は、図２（ｅ）の膜構成の多階調フォトマスクを製造する方法を説明するための図である。なお、図２（ｅ）に示す構造の製造方法は、これらの方法に限定されるものではない。ここでは、第１半透光膜１４及び第２半透光膜１５の材料を、それぞれほぼ等しいｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性をもつ、クロム化合物とモリブデンシリサイド化合物とする。また、遮光膜１２をクロムとし、反射防止膜１３の材料を酸化クロムとした。
【００５３】
また、以下の説明において、レジスト層を構成するレジスト材料、エッチングの際に用いるエッチャント、現像の際に用いる現像液などは、従来のフォトリソグラフィ及びエッチング工程において使用できるものを適宜選択する。例えば、エッチャントに関しては、被エッチング膜を構成する材料に応じて適宜選択し、現像液に関しては、使用するレジスト材料に応じて適宜選択する。
【００５４】
図３に示す方法においては、透明基板上に遮光膜を形成したフォトマスクブランクを用意し、前記フォトマスクブランク上に第１レジストパターンを形成し、前記第１レジストパターンをマスクとして前記遮光膜をエッチングによりパターン加工し、前記パターン加工した遮光膜を含む基板面上に第２半透光膜を形成し、前記第２半透光膜を形成した基板面上に第２レジストパターンを形成し、前記第２レジストパターンをマスクとして前記第２半透光膜をエッチングによりパターン加工し、前記パターン加工した第２半透光膜を含む基板面上に第１半透光膜を形成し、前記第１半透光膜を形成した基板面上に第３レジストパターンを形成し、前記第３レジストパターンをマスクとして前記第１半透光膜をエッチングによりパターン加工する。
【００５５】
例えば、図３（ａ）に示すように、透明基板１１上に遮光膜１２及び反射防止膜１３がその順に形成されたフォトマスクブランクを用意し、このフォトマスクブランク上にレジスト層１６を形成し、図３（ｂ）に示すように、第３半透光部Ｂ、第２半透光部Ｃ、第１半透光部Ｄ及び透光部Ｅが形成されるようにレジスト層１６を露光・現像して開口部を形成する。次いで、図３（ｃ）に示すように、このレジストパターンをマスクにして、露出した遮光膜１２及び反射防止膜１３をエッチングし、レジスト層１６を除去する。
【００５６】
次いで、図３（ｄ）に示すように、全面に第２半透光膜１５を形成し、その全面にレジストを塗布し、描画、現像することにより、図３（ｅ）に示すように、遮光部Ａ、第３半透光部Ｂ及び第２半透光部Ｃの領域にレジスト層１６を形成し、図３（ｆ）に示すように、このレジストパターンをマスクにして露出した第２半透光膜１５をエッチングし、図３（ｇ）に示すように、レジスト層１６を除去する。
【００５７】
次いで、図３（ｈ）に示すように、全面に第１半透光膜１４を形成し、その全面にレジストを塗布し、描画、現像することにより、図３（ｉ）に示すように、遮光部Ａ、第３半透光部Ｂ及び第１半透光部Ｄの領域にレジスト層１６を形成し、図３（ｊ）に示すように、このレジストパターンをマスクにして露出した第１半透光膜１４をエッチングし、図３（ｋ）に示すように、レジスト層１６を除去する。このようにして図２（ｅ）に示すような構成を作製することができる。
【００５８】
次に、図２（ｆ）に示す構成の製造について説明する。図４（ａ）〜（ｋ）は、図２（ｆ）の膜構成の多階調フォトマスクを製造する方法を説明するための図である。なお、図２（ｆ）に示す構造の製造方法は、これらの方法に限定されるものではない。ここでは、第１半透光膜１４を４クロム化合物（ＣｒＸ）とし、第２半透光膜１５の材料をモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）とする。これらの材料は、互いにほぼ等しいｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性をもつ。また、遮光膜１２をクロムとし、反射防止膜１３の材料をクロム化合物とした。
【００５９】
また、以下の説明において、レジスト層を構成するレジスト材料、エッチングの際に用いるエッチャント、現像の際に用いる現像液などは、従来のフォトリソグラフィ及びエッチング工程において使用できるものを適宜選択する。例えば、エッチャントに関しては、被エッチング膜を構成する材料に応じて適宜選択し、現像液に関しては、使用するレジスト材料に応じて適宜選択する。
【００６０】
図４に示す方法においては、透明基板上に、第２半透光膜及び遮光膜をこの順に積層したフォトマスクブランクを用意し、前記フォトマスクブランク上に第１レジストパターンを形成し、前記第１レジストパターンをマスクとして前記遮光膜をエッチングによりパターン加工し、前記パターン加工した遮光膜を含む基板面上に第２レジストパターンを形成し、前記第２レジストパターンをマスクとして前記第２半透光膜をエッチングによりパターン加工し、前記パターン加工した第２半透光膜を含む基板面上に第１半透光膜を形成し、前記第１半透光膜を形成した基板面上に第３レジストパターンを形成し、前記第３レジストパターンをマスクとして前記第１半透光膜をエッチングによりパターン加工する。
【００６１】
例えば、図４（ａ）に示すように、透明基板１１上に第２半透光膜１５、遮光膜１２及び反射防止膜１３がその順に形成されたフォトマスクブランクを用意し、このフォトマスクブランク上にレジスト層１６を形成し、図４（ｂ）に示すように、第３半透光部Ｂ、第２半透光部Ｃ、第１半透光部Ｄ及び透光部Ｅが形成されるようにレジスト層１６を露光・現像して開口部を形成する。次いで、図４（ｃ）に示すように、このレジストパターンをマスクにして、露出した遮光膜１２及び反射防止膜１３をエッチングし、図４（ｄ）に示すように、レジスト層１６を除去する。このとき、第２半透光膜１５はモリブデンシリサイドで構成されているので、遮光膜１２及び反射防止膜１３のエッチャントではエッチングされない。
【００６２】
次いで、全面にレジストを塗布し、描画、現像することにより、図４（ｅ）に示すように、第２半透光膜１５の遮光部Ａ、第３半透光部Ｂ及び第２半透光部Ｃの領域にレジスト層１６を形成し、図４（ｆ）に示すように、このレジストパターンをマスクにして露出した第２半透光膜１５をエッチングし、図４（ｇ）に示すように、レジスト層１６を除去する。
【００６３】
次いで、図４（ｈ）に示すように、全面に第１半透光膜１４を形成し、その全面にレジストを塗布し、描画、現像することにより、図４（ｉ）に示すように、第１半透光膜１４の遮光部Ａ、第３半透光部Ｂ及び第１半透光部Ｄの領域にレジスト層１６を形成し、図４（ｊ）に示すように、このレジストパターンをマスクにして露出した第１半透光膜１４をエッチングし、図４（ｋ）に示すように、レジスト層１６を除去する。このようにして、第１半透光部Ｄ及び第２半透光部Ｃの領域に、それぞれ第１半透光膜１４及び第２半透光膜１５が形成された図２（ｆ）に示すような構成を作製することができる。
【００６４】
本発明のフォトマスクは上記製造方法に限定されない。例えば、図２（ｂ）の構成をもつフォトマスクの製造方法は、以下のような工程とすることができる。透明基板上に第１半透光膜、第２半透光膜、及び遮光膜を形成したフォトマスクブランクを用意する工程と、前記フォトマスクブランク上に第１レジストパターンを形成する工程と、前記第１レジストパターンをマスクとして前記遮光膜をエッチングによりパターン加工する工程と、前記加工した遮光膜を含む基板面上に第２レジストパターンを形成する工程と、前記第２レジストパターンをマスクとして前記第１又は２半透光膜をエッチングによりパターン加工する工程と、前記パターン加工した第1又は第２半透光膜を含む基板面上に第３レジストパターンを形成する工程と、前記第３レジストパターンをマスクとして前記第１又は第２半透光膜をエッチングによりパターン加工する工程と、を具備する多階調フォトマスクの製造方法であって、前記第１半透光膜及び前記第２半透光膜は、ｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性がほぼ等しい材料でそれぞれ構成されている多階調フォトマスクは本発明に含まれる。
【００６５】
ここで、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。
【００６６】
（実施例）
図２（ｆ）に示す膜構成を有する、すなわち、第１半透光膜１４と第２半透光膜１５の積層膜で構成された第３半透光部Ｂ、第２半透光膜１５で構成された第２半透光部Ｃ、及び第１半透光膜１４で構成された第１半透光部Ｄを備えた多階調フォトマスクを、図４に示す方法で製造した。このとき、第１半透光膜１４の材料としては、第２半透光膜１５とほぼ等しいｉ線〜ｇ線の範囲内の波長に対する透過率波長依存性をもつように組成調整された窒化酸化クロムを用い、第２半透光膜１５の材料としては、モリブデンシリサイドを用いた。
【００６７】
このような膜構成を有する多階調フォトマスクにおいて、第３半透光部Ｂ、第２半透光部Ｃ及び第１半透光部Ｄのｉ線〜ｇ線の波長域の光の透過率を調べたところ、図１（ａ）及び下記表１に示すような結果が得られた。なお、光源としては、ｉ線、ｈ線及びｇ線を１：１：１の割合で混合した光源（混合光源：Ｍｉｘ）と、ｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）、及びｇ線（波長４３６ｎｍ）の光源を用いた。また、透過率は、透過率測定機により測定した。
【００６８】
【表１】
2010152346.tif 000003
【００６９】
表１から分かるように、混合光源（Ｍｉｘ）の透過率に対するｉ線の透過率の差は、第３半透光部（ＨＴ）Ｂで２．２％、第２半透光部（ＨＴ）Ｃで２．２％、第１半透光部（ＨＴ）Ｄで２．１％であり、第３半透光部（ＨＴ）Ｂ、第２半透光部（ＨＴ）Ｃ、及び第１半透光部（ＨＴ）Ｄの間で０．１％しかずれていない。また、混合光源（Ｍｉｘ）の透過率に対するｈ線の透過率の差は、第３半透光部（ＨＴ）Ｂで−０．２％、第２半透光部（ＨＴ）Ｃで−０．２％、第１半透光部（ＨＴ）Ｄで−０．３％であり、第３半透光部（ＨＴ）Ｂ、第２半透光部（ＨＴ）Ｃ、及び第１半透光部（ＨＴ）Ｄの間で０．１％しかずれていない。また、混合光源（Ｍｉｘ）の透過率に対するｇ線の透過率の差は、第３半透光部（ＨＴ）Ｂで−２．０％、第２半透光部（ＨＴ）Ｃで−１．９％、第１半透光部（ＨＴ）Ｄで−１．８％であり、第３半透光部（ＨＴ）Ｂ、第２半透光部Ｃ、及び第１半透光部（ＨＴ）Ｄの間で０．２％しかずれていない。
【００７０】
このように、実施例の多階調フォトマスクにおいては、ｉ線、ｈ線及びｇ線を１：１：１の割合で混合した光源に対する透過率と、ｉ線、ｈ線、又はｇ線に対する透過率との間のそれぞれの透過率差が３％以内であり、しかも第３半透光部Ｂ、第２半透光部Ｃ、及び第１半透光部Ｄの間でのばらつきが非常に小さい。つまり大型マスク露光機に適用される波長範囲での、半透光膜の波長依存性に大きな変化がなく、比較的フラットである。このため、実施例の多階調フォトマスクは、第１半透光膜、第２半透光膜及び積層膜でそれぞれパターン転写の際の特定の波長におけるレジスト膜の残膜値と露光量等との間の相関関係を把握することが容易で、パターン転写の際の特定の波長におけるレジスト膜の残膜値と露光量との間の相関関係を把握するのが容易なものである。すなわち、マスク使用時に用いる露光機の光源の分光特性にかかわらず、被転写体上に形成されるレジスト残膜値に変動が少ない。
【００７１】
また、表１からわかるように、第１半透光膜の、ｉ線〜ｇ線における、透過率波長依存性の傾きは、５．７７％／１００ｎｍであり、第２半透光膜のそれは、５．４９％／１００ｎｍである。ここでの透過率傾き差は、０．２８％であって、非常に小さい。すなわち、これら２つの膜の波長依存性がほぼ等しい。さらに、積層膜の傾きは、５．９２％／１００ｎｍであり、これも第１、第２半透光膜の透過率波長依存性の傾きとの差が０．４３％である。
【００７２】
このような第１、第２半透光膜を選択することで、マスク使用時の露光機の光源の分光特性によらず、被転写体上に形成するレジスト残膜の段差をほぼ一定に制御することが可能である。
【００７３】
（比較例）
図２（ｆ）に示す膜構成を有する、すなわち、第１半透光膜１４と第２半透光膜１５の積層膜で構成された第３半透光部Ｂ、第２半透光膜１５で構成された第２半透光部Ｃ、及び第１半透光膜１４で構成された第１半透光部Ｄを備えた多階調フォトマスクを、図４に示す方法で製造した。このとき、第１半透光膜１４の材料としては、酸化クロムを用い、第２半透光膜１５の材料としては、モリブデンシリサイドを用いた。
【００７４】
このような膜構成を有する多階調フォトマスクにおいて、第３半透光部Ｂ、第２半透光部Ｃ及び第１半透光部Ｄのｉ線〜ｇ線の波長域の光の透過率を実施例と同様にして調べたところ、図１（ｂ）及び下記表２に示すような結果が得られた。
【００７５】
【表２】
2010152346.tif 000004
【００７６】
表２から分かるように、混合光源（Ｍｉｘ）の透過率に対するｉ線の透過率の差は、第３半透光部（ＨＴ）Ｂで３．４％、第２半透光部（ＨＴ）Ｃで２．２％、第１半透光部（ＨＴ）Ｄで４．９％であり、第３半透光部（ＨＴ）Ｂ、第２半透光部（ＨＴ）Ｃ、及び第１半透光部（ＨＴ）Ｄの間で２．７％もずれていた。また、混合光源（Ｍｉｘ）の透過率に対するｈ線の透過率の差は、第３半透光部（ＨＴ）Ｂで−０．３％、第２半透光部（ＨＴ）Ｃで−０．２％、第３半透光部（ＨＴ）Ｄで−０．６％であり、第３半透光部（ＨＴ）Ｂ、第２半透光部（ＨＴ）Ｃ、及び第１半透光部（ＨＴ）Ｄの間で０．４％ずれていた。また、混合光源の透過率に対するｇ線の透過率の差は、第３半透光部（ＨＴ）Ｂで−３．１％、第２半透光部（ＨＴ）Ｃで−１．９％、第１半透光部（ＨＴ）Ｄで−４．５％であり、第３半透光部（ＨＴ）Ｂ、第２半透光部（ＨＴ）Ｃ、及び第１半透光部（ＨＴ）Ｄの間で２．６％もずれていた。
【００７７】
また、表２に示されたとおり、第１半透光膜の、ｉ線〜ｇ線における、透過率波長依存性の傾きは、１８．５％／１００ｎｍであり、第２半透光膜のそれは、５．７７％／１００ｎｍである。その傾きの差は１２．７３％であり、実施例より相当に大きい。また、積層膜の傾きは、１３．２％／１００ｎｍであって、第１、第２半透光膜の透過率波長依存性の傾きとの差が最大で７．４３％にもなる。
【００７８】
このように、比較例の多階調フォトマスクにおいては、ｉ線、ｈ線及びｇ線を１：１：１の割合で混合した光源に対する透過率と、ｉ線、ｈ線、又はｇ線に対する透過率との間のそれぞれの透過率差が３％を超えることが生じ、しかも第３半透光部（ＨＴ）Ｂ、第２半透光部（ＨＴ）Ｃ、及び第１半透光部（ＨＴ）Ｄの間でのばらつきが大きい。このため、比較例の多階調フォトマスクは、第１半透光膜、第２半透光膜及び積層膜でそれぞれパターン転写の際の特定の波長におけるレジスト膜の残膜値と露光量との間の相関関係を把握することが困難で、条件出しが煩雑なものである。
【００７９】
本発明は上記実施の形態に限定されず、適宜変更して実施することができる。また、上記実施の形態における部材の個数、サイズ、処理手順などは一例であり、本発明の効果を発揮する範囲内において種々変更して実施することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【００８０】
なお、露光光の波長に対する、半透光部の透過率変化（すなわち、半透光部の透過率波長依存性）は、用いる半透光膜によるほか、パターンの寸法によっても影響を受ける。例えば、２０μｍ以下など微細な線幅のパターンにおいては、長波長側の露光光を用いると、短波長側の露光光より解像しにくい傾向があるためである。そのような場合には、パターン線幅に起因する、透過率の波長依存性もあわせて考慮することが可能である。すなわち、パターン線幅に起因する透過率波長依存性が、使用する半透光膜の膜固有の透過率（膜透過率）の波長依存性と重畳して生じることから、そのトータルとしての波長依存性の傾向を把握することができる。そして、半透光部ごとにこの波長依存性の傾向が等しくなるように、半透光部の膜材や膜厚を調整すればよい。各半透光部における、上記したトータルの透過率（実効透過率ともいう）の波長依存性を、上記で述べた基準に従ってほぼ等しくすることにより、より再現性の良い、すぐれた加工条件を与える多階調フォトマスクとすることができる。
【符号の説明】
【００８１】
１１  透明基板
１２  遮光膜
１３  反射防止膜
１４  第１半透光膜
１５  第２半透光膜
１６  レジスト層
【図１】
2010152346.tif 000005
【図２】
2010152346.tif 000006
【図３】
2010152346.tif 000007
【図４】
2010152346.tif 000008
【図５】
2010152346.tif 000009
【図６】
2010152346.tif 000010