(57)【要約】  安定かつ容易な成膜条件の下で露光波長に対する波長依存性を小さくするグレートーンマスクの製造方法。ＡｒとＮＯとからなる雰囲気の下で純Ｃｒターゲットをスパッタする反応性スパッタリング法を用い、単層構造の窒化Ｃｒ膜を半透光膜として成膜する。この際、ＮＯの濃度が異なる複数の成膜条件の下で得た複数の異なる分光透過率曲線に基づいて、半透光膜の透過率均一性を３６５ｎｍ〜４３６ｎｍで１．０％以下、又は、３００ｎｍ〜５００ｎｍで４．０％以下にするためのＮＯの目標濃度（中間値）を得た後に、該目標濃度のＮＯを用いて半透光膜を成膜する。
2009048089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半透光膜を有するグレートーンマスクの製造方法であって、
反応ガスとスパッタガスとからなる雰囲気でＣｒ又はＮｉ合金からなるターゲットをスパッタする反応性スパッタリング法を用いて単層構造の前記半透光膜を成膜する工程を備え、
前記反応ガスは、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素、一酸化窒素、二酸化窒素、窒素、メタンからなる群から選択される少なくともいずれか一種を含み、
前記半透光膜を成膜する工程は、
前記反応ガスの濃度が異なる複数の成膜条件の下で複数の薄膜の分光透過率曲線を取得すること、
前記複数の薄膜の分光透過率曲線に基づいて、前記半透光膜の透過率の最大値と最小値の差が波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲で１．０％以下、又は、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲で４．０％以下になる濃度である前記反応ガスの目標濃度を取得すること、
前記目標濃度の前記反応ガスを用いて前記半透光膜を成膜すること、
を含むことを特徴とするグレートーンマスクの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のグレートーンマスクの製造方法において、
前記ターゲットは、Ｃｒターゲットであり、
前記反応ガスは、一酸化窒素であり、
前記目標濃度は、６容量％〜１６容量％の中から選択される濃度であり、
前記スパッタガスは、アルゴンであることを特徴とするグレートーンマスクの製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載のグレートーンマスクの製造方法において、
前記ターゲットは、Ｃｒターゲットであり、
前記反応ガスは、二酸化炭素であり、
前記目標濃度は、１０容量％〜３５容量％の中から選択される濃度であり、
前記スパッタガスは、アルゴンであることを特徴とするグレートーンマスクの製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載のグレートーンマスクの製造方法において、
前記ターゲットは、Ｃｒターゲットであり、
前記反応ガスは、窒素であり、
前記目標濃度は、２０容量％〜５５容量％の中から選択される濃度であり、
前記スパッタガスは、アルゴンであることを特徴とするグレートーンマスクの製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載のグレートーンマスクの製造方法において、
前記ターゲットは、Ｎｉ９２原子％−Ｃｒ８原子％からなる合金ターゲットであり、
前記反応ガスは、窒素であり、
前記目標濃度は、１０容量％〜６０容量％の中から選択される濃度であり、
前記スパッタガスは、アルゴンであることを特徴とするグレートーンマスクの製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載のグレートーンマスクの製造方法において、
前記Ｎｉ合金は、Ｎｉと含有金属元素とからなる合金であり、
前記含有金属元素は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｒ，Ｍｏ、Ｐｄからなる群から選択される少なくとも一種を、合計で５〜４０原子％含むことを特徴とするグレートーンマスクの製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載のグレートーンマスクの製造方法において、
前記半透光膜を成膜する工程は、
透明基板上に前記半透光膜を形成することを含み、当該製造方法は更に、
前記半透光膜の上に遮光膜を形成する工程を備えることを特徴とするグレートーンマスクの製造方法。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１つに記載のグレートーンマスクの製造方法は更に、
透明基板上に遮光膜を形成する工程を備え、前記半透光膜を成膜する工程は、
前記遮光膜に前記透明基板が露出する開口部を設けること、
前記露出した透明基板上に前記半透光膜を形成すること、
を含むことを特徴とするグレートーンマスクの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか１つに記載のグレートーンマスクの製造方法において、
前記半透光膜を成膜する工程は、
透明基板上に前記半透光膜を形成することを含み、当該製造方法は更に、
前記半透光膜の上にエッチストッパ膜を形成する工程と、
前記エッチストッパ膜の上に遮光膜を形成する工程と、
を備えることを特徴とするグレートーンマスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グレートーンマスクの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイの製造工程においては、製造コストの低減を図るためにグレートーンマスクが用いられる。グレートーンマスクは、１枚のマスクを用いることにより多階調の露光量を表現できるため、中間階調を表現できないフォトマスクを用いる場合に比べて、マスクの切り替え回数に相当するフォトリソ工程の工程数を少なくできる。また、こうしたグレートーンマスクは、多階調の露光処理の他にも各種の製造工程において多用されている。【０００３】
グレートーンマスクは、光を遮光する遮光部、光を透過する開口部、及び光を半透過する半透光部を有する。二種類の露光量を得る場合には、開口部は１００％の露光量により露光部分を形成し、遮光部は０％の露光量により未露光部分を形成する。そして、半透光部が０％と１００％との間の中間の露光量により中間露光部分を形成する。半透光部の露光量は、半透光膜の透過率により決定されるものであって、ＴＦＴ基板製造工程に求められる条件に応じて５〜７０％の範囲で選択される。なお、本発明における透過率とは、光の透過率である。【０００４】
グレートーンマスクは、一般に半透光部の構造に応じてスリットマスクとハーフトーンマスクとに分類される。図２２（ａ）、（ｂ）は、それぞれスリットマスク５０Ｓの構造を示す平面図、断面図である。図２３（ａ）、（ｂ）及び図２４（ａ）、（ｂ）は、それぞれハーフトーンマスク５０Ｈの構造を示す平面図、断面図である。【０００５】
図２２において、スリットマスク５０Ｓは、透明基板Ｓの上に遮光部５１、透光部５２及び半透光部５３を有する。スリットマスク５０Ｓの半透光部５３は、透明基板Ｓの上に解像限界のピッチからなるスリットパターン５３ａを有し、このスリットパターン５３ａにより中間の露光量を得る。一方、こうしたスリットマスク５０Ｓでは、フォトマスクの大型化が進むに連れてスリットパターン５３ａを形成するための描画データが大幅に増大する。そのため、スリットマスク５０Ｓを用いる製造工程にあっては、スリットマスク５０そのものの製造期間の長期化と生産コストの増大を招いてしまう。そこで、グレートーンマスクを用いる製造工程においては、上述するような描画データを少なくする技術が望まれている。【０００６】
ハーフトーンマスク５０Ｈは、図２３（ａ）、（ｂ）に示すように透明基板Ｓと半透光膜ＴＦとの間に遮光膜ＵＦを有する構造や、図２４（ａ）、（ｂ）に示すように透明基板Ｓと遮光膜ＵＦとの間に半透光膜ＴＦを有する構造、さらにはこれらの構造において半透光膜ＴＦと遮光膜ＵＦの間にエッチストッパ層を有する構造が知られている。こうしたハーフトーンマスク５０Ｈでは、中間の露光量が半透光膜の光学特性により得られる。そのため、上記スリットマスク５０Ｓに比べて、上述するような描画データを大幅に少なくすることができ、グレートーンマスクの製造期間の長期化や生産コストの増大を抑えることができる。【０００７】
ところで、露光プロセスにおける露光光は、一般に単一波長から形成されるものではなく、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）等の中心波長の光と、その中心波長近傍の光とを含むものである。露光対象物に照射される露光光のエネルギーは、こうした各波長のエネルギーの総量であるため、上記半透光膜において仮に透過率の波長依存性が無い場合には、選択波長に関わらず露光結果に高い再現性を与えることができる。一方、ハーフトーンマスク５０Ｈに用いられる半透光膜ＴＦとしては、酸化Ｃｒ膜又は酸窒化Ｃｒ膜が知られており、こうした酸窒化Ｃｒ膜の透過率は、図２５に示されるように、波長３００ｎｍ付近の短波長領域から波長７００ｎｍの長波長領域に向けて増大し続ける。そこで、グレートーンマスクの光学特性としては、異なる選択波長においても高い露光再現性を得るべく、透過率の波長依存性を実質的に有しないものが望まれている。こうした透過率の波長依存性を小さくする半透光膜の構成材料としては、例えば特許文献１〜４に記載されるように、Ｃｒの金属膜又はその窒化膜が提案されている。【０００８】
特許文献１は、アルゴン（Ａｒ）を残部とした６０容量％〜１００容量％の窒素（Ｎ２）をプロセスガスとして用いる反応性スパッタリングにより窒化Ｃｒからなる半透光膜を形成する。これによって、特許文献１では波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲における透過率均一性を約５％にした半透光膜が得られている。【０００９】
特許文献２及び特許文献３は、８０容量％のＡｒと２０容量％のＮ２とを用いる反応性スパッタリングにより金属Ｃｒ膜からなる半透光膜が形成されている。これによって、特許文献２及び特許文献３では、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）における透過率が３７％、ｇ線（波長４３６ｎｍ）における透過率が３５％になる半透光膜が得られている。【００１０】
特許文献４は、金属Ｃｒ膜と極薄の酸窒化Ｃｒ膜とからなる二層構造の半透光膜を提案する。これによって、特許文献４では波長３００〜５００ｎｍの範囲における透過率均一性が約０．８％である半透光膜が得られている。【００１１】
ところで、特許文献１〜３に記載の半透光膜によれば、酸化Ｃｒ膜又は酸窒化Ｃｒ膜からなる半透光膜に比べてその透過率の波長依存性を小さくできるものの、いずれにおいても実質的に波長依存性を有しない半透光膜の製造方法に関しては具体的な記載も十分な検討もなされていない。また、特許文献４の半透過膜では、同半透光膜に二層構造を採用するため、所望の透過率を得る際に各層の成膜条件を調整しなければならず、成膜条件の調整を煩雑にして汎用性を欠いてしまう。
【特許文献１】特開２００６−２６８０３５号公報
【特許文献２】特開２００７−１７１６２３号公報
【特許文献３】特開２００７−１７８６４９号公報
【特許文献４】特開２００７−１３３０９８号公報
【発明の開示】
【００１２】
本発明は、安定かつ容易な成膜条件の下で露光波長に対する波長依存性を小さくするグレートーンマスクの製造方法を提供する。
本発明の一つの態様は、半透光膜を有するグレートーンマスクの製造方法である。当該製造方法は、反応ガスとスパッタガスとからなる雰囲気でＣｒ又はＮｉ合金からなるターゲットをスパッタする反応性スパッタリング法を用いて単層構造の前記半透光膜を成膜する工程を備え、前記反応ガスは、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素、一酸化窒素、二酸化窒素、窒素、メタンからなる群から選択される少なくともいずれか一種を含み、前記半透光膜を成膜する工程は、前記反応ガスの濃度が異なる複数の成膜条件の下で複数の薄膜の分光透過率曲線を取得すること、前記複数の薄膜の分光透過率曲線に基づいて、前記半透光膜の透過率の最大値と最小値の差が波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲で１．０％以下、又は、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲で４．０％以下になる濃度である前記反応ガスの目標濃度を取得すること、前記目標濃度の前記反応ガスを用いて前記半透光膜を成膜すること、を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】半透光膜が有する透過率の波長依存性を示す図。
【図２】ＮＯ添加Ｃｒ半透光膜の分光透過率曲線を示す図。
【図３】ＮＯ添加Ｃｒ半透光膜の分光透過率曲線を示す図。
【図４】Ｎ２添加Ｃｒ半透光膜の分光透過率曲線を示す図。
【図５】Ｎ２添加Ｃｒ半透光膜の分光透過率曲線を示す図。
【図６】Ｎ２添加ＮｉＣｒ半透光膜の分光透過率曲線を示す図。
【図７】Ｎ２添加ＮｉＣｒ半透光膜の分光透過率曲線を示す図。
【図８】ＣＯ２添加Ｃｒ半透光膜の分光透過率曲線を示す図。
【図９】ＣＯ２添加Ｃｒ半透光膜の分光透過率曲線を示す図。
【図１０】ＮＯ添加Ｃｒ半透光膜の透過率均一性を示す図。
【図１１】ＮＯ添加Ｃｒ半透光膜の透過率均一性を示す図。
【図１２】ＮＯ添加Ｃｒ半透光膜におけるＮＯ濃度を示す図。
【図１３】Ｎ２添加Ｃｒ半透光膜の透過率均一性を示す図。
【図１４】Ｎ２添加Ｃｒ半透光膜の透過率均一性を示す図。
【図１５】Ｎ２添加Ｃｒ半透光膜のＮ２濃度を示す図。
【図１６】Ｎ２添加ＮｉＣｒ半透光膜の透過率均一性を示す図。
【図１７】Ｎ２添加ＮｉＣｒ半透光膜の透過率均一性を示す図。
【図１８】Ｎ２添加ＮｉＣｒ半透光膜のＮ２濃度を示す図。
【図１９】ＣＯ２添加Ｃｒ半透光膜の透過率均一性を示す図。
【図２０】ＣＯ２添加Ｃｒ半透光膜の透過率均一性を示す図。
【図２１】ＣＯ２添加Ｃｒ半透光膜のＣＯ２濃度を示す図。
【図２２】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ従来のグレートーンマスクを示す平面図及び断面図。
【図２３】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ従来のグレートーンマスクを示す平面図及び断面図。
【図２４】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ従来のグレートーンマスクを示す平面図及び断面図。
【図２５】従来例の半透光膜における透過率の波長依存性を示す図。
【符号の説明】
【００１４】
５０Ｈ…グレートーンマスク、５１…遮光部、５２…開口部、５３…半透光部。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
二層からなる薄膜（以下単に、積層膜という。）は、一般に各層の光学特性を組み合わせた光学特性を発現し、各層における透過率の中間値を実効の透過率として有する。こうした積層膜においては、各層における分光透過率が適宜選択されることにより、所望の分光透過率特性が得られるようになる。【００１６】
例えば、積層膜の各層における分光透過率曲線が所定の透過率を通る波長軸線に対して互いに線対称である場合、積層膜そのものの分光透過率は、各層の波長依存性が相殺されるために実質的に波長依存性を有しなくなる。一方、各層における分光透過率曲線が上記波長軸線に対して線対称でない場合には、各層における波長依存性の一部が積層膜の分光透過率における波長依存性として反映されるかたちになる。【００１７】
一方、単層からなる薄膜にあっては、同薄膜の構成材料における組成比が上記積層膜を構成する各層の組成比の中間値になることにより、上記積層膜と同じ光学特性が発現可能になる。例えば、積層膜における各層が反応性スパッタリング法により形成される層であって、各層における成膜条件が反応ガスの流量にのみ差異がある場合には、各層における流量の中間値を用いて単層膜を成膜すれば、同単層膜において積層膜と同じ光学特性が発現可能になる。【００１８】
本発明者らの実験によれば、Ｃｒ、又はＮｉ合金をターゲットに用いる反応性スパッタ法において、酸化、酸窒化、窒化、炭化反応が十分に進んだ状態の薄膜は、透過率に大きな波長依存性を有する。そして本発明者らは、こうした酸化、酸窒化、窒化、炭化反応が十分に進んだ状態の金属化合物膜における分光透過率曲線と、該金属からなる金属膜の分光透過率曲線とが波長軸線に対して略線対称であることを見出した。【００１９】
以下、本発明の一実施形態のグレートーンマスクの製造方法を図面に従って説明する。図１は、反応性スパッタリング法を用いて成膜した半透光膜が有する透過率の波長依存性を示す図である。【００２０】
図１において、「ＮＯ添加Ｃｒ半透光膜」（破線）は、スパッタリングターゲットとして純Ｃｒターゲットを用い、反応ガスとして７．４容量％の一酸化窒素（ＮＯ）を用い、スパッタガスとして９２．６容量％のアルゴン（Ａｒ）を用いて成膜した半透光膜の分光透過率曲線を示す。【００２１】
「Ｎ２添加Ｃｒ半透光膜」（二点鎖線）は、スパッタリングターゲットとして純Ｃｒターゲットを用い、反応ガスとして２７．２容量％のＮ２を用い、スパッタガスとして７２．８容量％のＡｒを用いて成膜した半透光膜の分光透過率曲線を示す。【００２２】
「Ｎ２添加ＮｉＣｒ半透光膜」（実線）は、スパッタリングターゲットとしてＮｉＣｒターゲットを用い、反応ガスとして２８．６容量％のＮ２を用い、スパッタガスとして７１．４容量％のＡｒを用いて成膜した半透光膜の分光透過率曲線を示す。【００２３】
図１において、「ＮＯ添加Ｃｒ半透光膜」、「Ｎ２添加Ｃｒ半透光膜」、「Ｎ２添加ＮｉＣｒ半透光膜」は、いずれも波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲における透過率均一性が１．０％以下、又は、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲における透過率均一性が４．０％以下であり、実質的に波長依存性を有しないものである。【００２４】
以下、上記ＮＯ添加Ｃｒ半透光膜である酸窒化Ｃｒ膜、Ｎ２添加Ｃｒ半透光膜である窒化Ｃｒ膜及びＮ２添加ＮｉＣｒ半透光膜である窒化ＮｉＣｒ膜に加え、さらにＣＯ２添加Ｃｒ半透過膜である酸化炭化Ｃｒ膜に関して実施例を挙げて説明する。【００２５】
（実施例１：酸窒化Ｃｒ膜）
スパッタリングターゲットとして純Ｃｒからなる厚さ６ｍｍのターゲットを使用し、基板として厚さが５．０ｍｍの石英基板を用い、成膜装置として大型のインターバック式成膜装置を使用した。そして、成膜時の基板温度である成膜温度、スパッタガス、反応ガス、成膜時の圧力である成膜圧力、及びターゲットに投入する電力であるターゲット電力を以下の条件に設定することにより、酸窒化Ｃｒ膜からなる実施例１の半透光膜を得た。なお、この際、酸窒化Ｃｒ膜の膜厚は、その膜質を基板の全体にわたり維持するために、成膜空間を通過する基板の搬送速度により制御されており、実質的に透過率の波長依存性を有しない半透過膜における透過率が３０％〜５０％になる膜厚である５ｎｍ〜２０ｎｍに調整した。
・成膜温度：１５０℃〜２００℃
・スパッタガス／スパッタガス流量：Ａｒ／３５ｓｃｃｍ〜７５ｓｃｃｍ
・反応ガス／反応ガス流量：一酸化窒素（ＮＯ）／０ｓｃｃｍ〜１５ｓｃｃｍ
・成膜圧力：１．１×１０−１Ｐａ〜６．４×１０−１Ｐａ
・ターゲット電力：約２．５ｋＷ（パワー密度０．９Ｗ／ｃｍ２）
実施例１の各酸窒化Ｃｒ膜に関して分光透過率を測定し、波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲における透過率の最大値と最小値との差、及び波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲における透過率の最大値と最小値との差をそれぞれ透過率均一性として演算した。【００２６】
上述する条件の中でＡｒ流量が７５ｓｃｃｍである条件から得た酸窒化Ｃｒ膜の分光透過率曲線を図２に示し、Ａｒ流量が３５ｓｃｃｍである条件から得た酸窒化Ｃｒ膜の分光透過率曲線を図３に示す。また、Ａｒ流量が７５ｓｃｃｍである条件から得た酸窒化Ｃｒ膜の透過率均一性を図１０及び表１に示し、Ａｒ流量が３５ｓｃｃｍである条件から得た酸窒化Ｃｒ膜の透過率均一性を図１１及び表２に示す。また、波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲における透過率均一性が１．０％以下、又は、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲における透過率均一性が４．０％以下となり得るＮＯ濃度の領域（以下単に、選択領域という。）を図１２及び表３に示す。【００２７】
図２に示すように、Ａｒ流量が７５ｃｃｍである場合、ＮＯ流量が０ｓｃｃｍである条件から得た膜では、測定波長が３００ｎｍから５００ｎｍに増大するに連れて、その透過率が４０％付近から徐々に減少する。一方、ＮＯ流量が０ｓｃｃｍから徐々に増大すると、酸窒化Ｃｒ膜の透過率曲線は、その透過率の減少傾向が緩和されて、ＮＯ流量が１２ｓｃｃｍである条件から得た酸窒化Ｃｒ膜では、透過率が４０％付近から徐々に増加する。【００２８】
ＮＯ流量が０ｓｃｃｍである条件から得た膜の分光透光曲線と、その酸窒化が十分進んだ条件から得た酸窒化Ｃｒ膜の分光透光曲線とは、波長軸線に対して略線対称になる。すなわち、ＮＯ流量が０ｓｃｃｍである条件から得た膜の分光透過率曲線と、ＮＯ流量が１２ｓｃｃｍである条件から得た酸窒化Ｃｒ膜の分光透過率曲線とは、４０％付近の透過率を通る波長軸線に対して略線対称であることが分かる。そして線対称の分光透過率を与えるこれら２つのＮＯ流量の中間値である６ｓｃｃｍでは、酸窒化Ｃｒ膜の透過率曲線が、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲において波長軸線と略平行であることが分かる。【００２９】
なお、このような分光透過率のＮＯ流量依存性は図３からも確認できる。すなわち、Ａｒ流量が３５ｃｃｍの場合には、ＮＯ流量が０ｓｃｃｍである条件から得たＣｒ膜の分光透過率曲線と、ＮＯ流量が１３ｓｃｃｍである条件から得た酸窒化Ｃｒ膜の分光透過率曲線とは、４０％付近の透過率を通る波長軸線に対して略線対称であることが分かる。線対称の分光透過率を与えるこれら２つのＮＯ流量の中間値である６．５ｓｃｃｍでは、酸窒化Ｃｒ膜の透過率曲線が、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲において波長軸線と略平行であることが分かる。【００３０】
図１０に示すように、Ａｒ流量が７５ｃｃｍである条件の場合、酸窒化Ｃｒ膜の透過率均一性は、上記中間値である６ｓｃｃｍにおいて、波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲で０．４５％、波長３００〜５００ｎｍの範囲で１．０８％を示す。そして酸窒化Ｃｒ膜の透過率均一性は、ＮＯ流量が０ｓｃｃｍから中間値に近づくに連れて減少し、中間値である６ｓｃｃｍを含む領域において波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲で１．０％以下、又は、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲で４．０％以下を示す。そしてＮＯ流量が中間値から大きくなるに連れて増大する。それゆえＡｒ流量が７５ｃｃｍである条件の場合、酸窒化Ｃｒ膜の成膜プロセスでは、この中間値を目標濃度である目標流量とすることにより、その透過率均一性をＮＯ流量に対して、より安定させることができる。【００３１】
なお、このような透過率均一性のＮＯ流量依存性は、図１１においても確認できる。すなわち、Ａｒ流量が３５ｓｃｃｍである条件の場合、酸窒化Ｃｒ膜の透過率均一性は、中間値である６．５ｓｃｃｍにおいて、波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲で０．３１％、波長３００〜５００ｎｍの範囲で１．１８％である。そして酸窒化Ｃｒ膜の透過率均一性は、ＮＯ流量が０ｓｃｃｍから中間値に近づくに連れて減少し、中間値である６．５ｓｃｃｍを含む領域で実質的に波長依存性を有しない状態を取り、ＮＯ流量が中間値から大きくなるに連れて増大する。それゆえＡｒ流量が３５ｃｃｍの場合、酸窒化Ｃｒ膜の成膜プロセスでは、この中間値である６．５ｓｃｃｍを目標流量とすることにより、その透過率均一性をＮＯ流量に対して、より安定させることができる。【００３２】
図１２では、ＮＯ流量及びＡｒ流量から得られる各ガス種の容量パーセントを、それぞれＮＯ濃度及びＡｒ濃度という。また、上記成膜条件の中で波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲における透過率均一性が１．０％以下、又は、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲における透過率均一性が４．０％以下となる点を、選択点という。また、上記成膜条件の中で波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲における透過率均一性が１．０％より大きく、かつ、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲における透過率均一性が４．０％よりも大きくなる点を、非選択点という。【００３３】
図１２に示すように、ＮＯ濃度が６％〜１６％であって、残部がＡｒからなる領域、すなわち図１２に示す選択領域内のＮＯ濃度であって一点鎖線上にある領域では、多数の選択点が認められる。これは、上記中間値では実質的に波長依存性がなく、同中間値近傍においてこのような特性が発現され易いためである。したがって、純Ｃｒターゲットを用いた反応性スパッタリングによる酸窒化Ｃｒ膜の成膜プロセスでは、ＮＯ濃度が６％〜１６％となる領域からＮＯ濃度を選択することにより、実質的に波長依存性を有しない酸窒化Ｃｒ膜を容易に得られることが分かる。【００３４】
（実施例２：窒化Ｃｒ膜）
スパッタリングターゲットとして純Ｃｒからなる厚さ６ｍｍのターゲットを使用し、基板として厚さが５．０ｍｍの石英基板を用い、実施例１と同じく、成膜装置として大型のインターバック式成膜装置を使用した。そして、成膜温度、スパッタガス、反応ガス、成膜圧力、及びターゲット電力を以下の条件に設定することにより、窒化Ｃｒ膜からなる実施例２の半透光膜を得た。なお、この際、窒化Ｃｒ膜の膜厚は、その膜質を基板の全体にわたり維持するために、成膜空間を通過する基板の搬送速度により制御されており、実質的に透過率の波長依存性を有しない半透過膜における透過率が３０％〜５０％になる膜厚である５ｎｍ〜２０ｎｍに調整した。
・成膜温度：１５０℃〜２００℃
・スパッタガス／スパッタガス流量：Ａｒ／３５ｓｃｃｍ〜７５ｓｃｃｍ
・反応ガス／反応ガス流量：窒素（Ｎ２）／０ｓｃｃｍ〜８０ｓｃｃｍ
・成膜圧力：１．３×１０−１Ｐａ〜５．７×１０−１Ｐａ
・ターゲット電力：約２．５ｋＷ（パワー密度０．９Ｗ／ｃｍ２）
実施例２の各窒化Ｃｒ膜に関して分光透過率を測定し、波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲における透過率の最大値と最小値との差、及び波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲における透過率の最大値と最小値との差をそれぞれ透過率均一性として演算した。【００３５】
上述する条件の中でＡｒ流量が７５ｓｃｃｍである条件から得た窒化Ｃｒ膜の分光透過率曲線を図４に示し、Ａｒ流量が３５ｓｃｃｍである条件から得た窒化Ｃｒ膜の分光透過率曲線を図５に示す。また、Ａｒ流量が７５ｓｃｃｍである条件から得た透過率均一性を図１３及び表４に示し、Ａｒ流量が３５ｓｃｃｍである条件から得た透過率均一性を図１４及び表５に示す。また、波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲における透過率均一性が１．０％以下、又は、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲における透過率均一性が４．０％以下となるＮ２濃度の選択領域を図１５及び表６に示す。【００３６】
図４に示すように、Ａｒ流量が７５ｓｃｃｍである場合、Ｎ２流量が０ｓｃｃｍである条件から得た膜は、測定波長が３００ｎｍから５００ｎｍに増大するに連れて、その透過率が徐々に減少する。一方、Ｎ２流量が０ｓｃｃｍから徐々に増大すると、窒化Ｃｒ膜の透過率曲線は、その透過率の減少傾向が徐々に緩和される。【００３７】
Ｎ２流量が０ｓｃｃｍである条件から得た膜の分光透光曲線と、その窒化が十分進んだ条件から得た窒化Ｃｒ膜の分光透光曲線とは、波長軸に対して略対称になる。すなわち、Ｎ２流量が７５ｓｃｃｍである条件から得た窒化Ｃｒ膜の分光透過率曲線と、Ｎ２流量が０ｓｃｃｍである条件から得た膜の分光透過率曲線とは、波長軸線に対して略線対称であることが分かる。そして線対称の分光透過率を与えるこれら２つのＮ２流量の中間値である３８ｓｃｃｍ付近では、窒化Ｃｒ膜の透過率曲線が、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲において、波長軸線と略平行であることが分かる。なお、こうした分光透過率のＮ２流量依存性は、図５においても確認できる。【００３８】
図１３に示すように、Ａｒ流量が７５ｓｃｃｍである条件の場合、窒化Ｃｒ膜の透過率均一性は、上記中間値である３８ｓｃｃｍの近傍において、波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲で１．０％以下、又は、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲で４．０％以下を示す。窒化Ｃｒ膜の透過率均一性は、Ｎ２流量が０ｓｃｃｍから中間値である３８ｓｃｃｍに近づくに連れて減少し、Ｎ２流量が中間値である３８ｓｃｃｍから大きくなるに連れて増大する。それゆえＡｒ流量が７５ｓｃｃｍである条件の場合、窒化Ｃｒ膜の成膜プロセスでは、この中間値を目標濃度である目標流量とすることにより、その透過率均一性をＮ２流量に対して、より安定させることができる。なお、こうした透過率均一性のＮ２流量依存性は、図１４においても確認できる。【００３９】
図１５では、Ｎ２流量及びＡｒ流量から得られる各ガス種の容量パーセントを、それぞれＮ２濃度及びＡｒ濃度という。また、上記成膜条件の中で波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲における透過率均一性が１．０％以下、又は、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲における透過率均一性が４．０％以下となる点を、選択点という。また、上記成膜条件の中で波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲における透過率均一性が１．０％より大きく、かつ、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲における透過率均一性が４．０％よりも大きくなる点を、非選択点という。【００４０】
図１５に示すように、Ｎ２濃度が２０％〜５５％であって、残部がＡｒからなる領域、すなわち図１５に示す選択領域内のＮ２濃度であって一点鎖線上にある領域では、多数の選択点が認められる。これは、上記中間値では実質的に波長依存性がなく、同中間値近傍においてこのような特性が発現され易いためである。したがって、純Ｃｒターゲットを用いた反応性スパッタリングによる窒化Ｃｒ膜の成膜プロセスでは、Ｎ２濃度が２０％〜５５％となる領域からＮ２濃度を選択することにより、実質的に波長依存性を有しない窒化Ｃｒ膜を容易に得られることが分かる。【００４１】
（実施例３：窒化ＮｉＣｒ膜）
スパッタリングターゲットとして、Ｎｉ９２原子％−Ｃｒ８原子％からなる厚さ６ｍｍのターゲットを使用し、基板として厚さが５．０ｍｍの石英基板を用い、実施例１と同じく、成膜装置として大型のインターバック式成膜装置を使用した。そして、成膜温度、スパッタガス、反応ガス、成膜圧力、及びターゲット電力を以下の条件に設定することにより、窒化ＮｉＣｒ膜からなる実施例３の半透光膜を得た。なお、この際、窒化ＮｉＣｒ膜の膜厚は、その膜質を基板の全体にわたり維持するために、成膜空間を通過する基板の搬送速度により制御されており、実質的に透過率の波長依存性を有しない半透過膜における透過率が３０％〜５０％になる膜厚である５ｎｍ〜２０ｎｍに調整した。
・成膜温度：１５０℃〜２００℃
・スパッタガス／スパッタガス流量：Ａｒ／３５ｓｃｃｍ〜７５ｓｃｃｍ
・反応ガス／反応ガス流量：窒素（Ｎ２）／０ｓｃｃｍ〜９０ｓｃｃｍ
・成膜圧力：２．２×１０−１Ｐａ〜６．４×１０−１Ｐａ
・ターゲット電力：約２．５ｋＷ（パワー密度０．９Ｗ／ｃｍ２）
実施例３の各窒化ＮｉＣｒ膜に関して分光透過率を測定し、波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲における透過率の最大値と最小値との差、及び波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲における透過率の最大値と最小値との差をそれぞれ透過率均一性として演算した。【００４２】
上述する条件の中でＡｒ流量が７５ｓｃｃｍである条件から得た窒化ＮｉＣｒ膜の分光透過率曲線を図６に示し、Ａｒ流量が３５ｓｃｃｍである条件から得た窒化ＮｉＣｒ膜の分光透過率曲線を図７に示す。また、Ａｒ流量が７５ｓｃｃｍである条件から得た透過率均一性を図１６及び表７に示し、Ａｒ流量が３５ｓｃｃｍである条件から得た透過率均一性を図１７及び表８に示す。また、波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲における透過率均一性が１．０％以下、又は、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲における透過率均一性が４．０％以下となるＮ２濃度の選択領域を図１８及び表９に示す。【００４３】
図８に示すように、Ａｒ流量が７５ｃｃｍである場合、ＣＯ２流量が０ｓｃｃｍである条件から得た膜は、測定波長が３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲において高透過率側に突出した凸形状の透過率曲線を有する。一方、Ｎ２流量が０ｓｃｃｍから徐々に増大すると、窒化ＮｉＣｒ膜の透過率曲線は、こうした凸形状が徐々に緩和されて、Ｎ２流量が６０ｓｃｃｍの窒化ＮｉＣｒ膜では、低透過率側に窪んだ凹形状の透過率曲線を呈する。【００４４】
Ｎ２流量が０ｓｃｃｍである条件から得た膜の分光透光曲線と、その窒化が十分進んだ条件から得た窒化ＮｉＣｒ膜の分光透光曲線とは、波長軸に対して略対称になる。すなわち、Ｎ２流量が０ｓｃｃｍである条件から得た膜の分光透過率曲線と、Ｎ２流量が６０ｓｃｃｍの窒化ＮｉＣｒ膜の分光透過率曲線とは、波長軸線に対して略線対称であることが分かる。そして線対称の分光透過率を与えるこれら２つのＮ２流量の中間値である３０ｓｃｃｍ付近では、窒化ＮｉＣｒ膜の透過率曲線が、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲において、波長軸線と略平行であることが分かる。【００４５】
なお、このような分光透過率のＮ２流量依存性は図７からも確認できる。すなわち、Ａｒ流量が３５ｃｃｍの場合には、Ｎ２流量が０ｓｃｃｍである条件から得たＮｉＣｒ膜の分光透過率曲線と、Ｎ２流量が４０ｓｃｃｍである条件から得た窒化ＮｉＣｒ膜の分光透過率曲線とは、波長軸線に対して略線対称であることが分かる。線対称の分光透過率を与えるこれら２つのＮ２流量の中間値である２０ｓｃｃｍでは、窒化ＮｉＣｒ膜の透過率曲線が、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲において、波長軸線と略平行であることが分かる。【００４６】
図１６に示すように、Ａｒ流量が７５ｓｃｃｍである条件の場合、窒化ＮｉＣｒ膜の透過率均一性は、上記中間値である３０ｓｃｃｍにおいて、波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲で０．５４％、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲で０．６６％を示す。そして窒化ＮｉＣｒ膜の透過率均一性は、Ｎ２流量が０ｓｃｃｍから中間値に近づくに連れて減少し、中間値である３０ｓｃｃｍを含む領域において波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲で１．０％以下、又は、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲で４．０％以下を示す。そしてＮ２流量が中間値から大きくなるに連れて増大する。それゆえＡｒ流量が７５ｃｃｍである条件の場合、窒化ＮｉＣｒ膜の成膜プロセスでは、この中間値を目標濃度である目標流量とすることにより、その透過率均一性をＮ２流量に対して、より安定させることができる。【００４７】
なお、このような透過率均一性のＮ２流量依存性は、図１７においても確認できる。すなわち、Ａｒ流量が３５ｓｃｃｍである条件の場合、窒化ＮｉＣｒ膜の透過率均一性は、中間値である２０ｓｃｃｍにおいて、波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲で０．４９％、波長３００〜５００ｎｍの範囲で０．８８％を示す。そして窒化ＮｉＣｒ膜の透過率均一性は、Ｎ２流量が０ｓｃｃｍから中間値に近づくに連れて減少し、中間値である２０ｓｃｃｍを含む領域で実質的に波長依存性を有しない状態を取り、Ｎ２流量が中間値から大きくなるに連れて増大する。それゆえＡｒ流量が３５ｃｃｍの場合、酸窒化Ｃｒ膜の成膜プロセスでは、この中間値を目標濃度である目標流量とすることにより、その透過率均一性をＮ２流量に対して、より安定させることができる。【００４８】
図１８では、Ｎ２流量及びＡｒ流量から得られる各ガス種の容量パーセントを、それぞれＮ２濃度及びＡｒ濃度という。また、上記成膜条件の中で波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲における透過率均一性が１．０％以下、又は、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲における透過率均一性が４．０％以下となる点を、選択点という。また、上記成膜条件の中で波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲における透過率均一性が１．０％より大きく、かつ、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲における透過率均一性が４．０％よりも大きくなる点を、非選択点という。【００４９】
図１８に示すように、Ｎ２濃度が１０％〜６０％であって、残部がＡｒからなる領域、すなわち図１８に示す選択領域内のＮ２濃度であって一点鎖線上にある領域では、多数の選択点が認められる。これは、上記中間値では実質的に波長依存性がなく、同中間値近傍においてこのような特性が発現され易いためである。したがって、ＮｉＣｒターゲットを用いる反応性スパッタリングでは、Ｎ２濃度が１０％〜６０％となる領域からＮ２濃度を選択することにより、実質的に波長依存性を有しない窒化Ｃｒ膜を容易に得られることが分かる。【００５０】
（実施例４：酸化炭化Ｃｒ膜）
スパッタリングターゲットとして、純Ｃｒからなる厚さ６ｍｍのターゲットを使用し、基板として厚さが５．０ｍｍの石英基板を用い、実施例１と同じく、成膜装置として大型のインターバック式成膜装置を使用した。そして、成膜温度、スパッタガス、反応ガス、成膜圧力、及びターゲット電力を以下の条件に設定することにより、酸化炭化Ｃｒ膜からなる実施例４の半透光膜を得た。なお、この際、酸化炭化Ｃｒ膜の膜厚は、その膜質を基板の全体にわたり維持するために、成膜空間を通過する基板の搬送速度により制御されており、実質的に透過率の波長依存性を有しない半透過膜における透過率が３０％〜５０％になる膜厚である５ｎｍ〜２０ｎｍに調整した。
・成膜温度：１５０℃〜２００℃
・スパッタガス／スパッタガス流量：Ａｒ／３５ｓｃｃｍ〜７５ｓｃｃｍ
・反応ガス／反応ガス流量：二酸化炭素（ＣＯ２）／０ｓｃｃｍ〜３０ｓｃｃｍ
・成膜圧力：２．７×１０−１Ｐａ〜６．０×１０−１Ｐａ
・ターゲット電力：約５．０ｋＷ（パワー密度１．８Ｗ／ｃｍ２）
実施例４の各酸化窒化Ｃｒ膜に関して分光透過率を測定し、波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲における透過率の最大値と最小値との差、及び波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲における透過率の最大値と最小値との差をそれぞれ透過率均一性として演算した。【００５１】
上述する条件の中でＡｒ流量が７５ｓｃｃｍである条件から得た酸化窒化Ｃｒ膜の分光透過率曲線を図８に示し、Ａｒ流量が３５ｓｃｃｍである条件から得た酸化窒化Ｃｒ膜の分光透過率曲線を図９に示す。また、Ａｒ流量が７５ｓｃｃｍである条件から得た透過率均一性を図１９及び表１０に示し、Ａｒ流量が３５ｓｃｃｍである条件から得た透過率均一性を図２０及び表１１に示す。また、波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲における透過率均一性が１．０％以下、又は、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲における透過率均一性が４．０％以下となるＣＯ２濃度の選択領域を図２１及び表１２に示す。【００５２】
図８に示すように、Ａｒ流量が７５ｃｃｍである場合、ＣＯ２流量が０ｓｃｃｍである条件から得た膜では、測定波長が３００ｎｍから５００ｎｍに増大するに連れて透過率が２０％付近から徐々に減少する。一方、ＣＯ２流量が０ｓｃｃｍから徐々に増大すると、酸化炭化Ｃｒ膜の透過率曲線は、その透過率の減少傾向が緩和されて、ＣＯ２流量が２８ｓｃｃｍである条件から得た酸窒化Ｃｒ膜では、透過率が７０％付近から徐々に増加する。【００５３】
ＣＯ２流量が０ｓｃｃｍである条件から得た膜の分光透光曲線と、その酸窒化が十分進んだ条件から得た酸窒化Ｃｒ膜の分光透光曲線とは、波長軸線に対して略線対称になる。すなわち、ＣＯ２流量が０ｓｃｃｍである条件から得た膜の分光透過率曲線と、ＣＯ２流量が２８ｓｃｃｍである条件から得た酸窒化Ｃｒ膜の分光透過率曲線とは、４０％付近の透過率を通る波長軸線に対して略線対称であることが分かる。そして線対称の分光透過率を与えるこれら２つのＣＯ２流量の中間値である１４ｓｃｃｍでは、酸化炭化Ｃｒ膜の透過率曲線が、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲において波長軸線と略平行であることが分かる。【００５４】
なお、このような分光透過率のＣＯ２流量依存性は図９からも確認できる。すなわち、Ａｒ流量が３５ｃｃｍの場合には、ＣＯ２流量が０ｓｃｃｍである条件から得たＣｒ膜の分光透過率曲線と、ＣＯ２流量が２８ｓｃｃｍである条件から得た酸化炭化Ｃｒ膜の分光透過率曲線とは、４０％付近の透過率を通る波長軸線に対して略線対称であることが分かる。線対称の分光透過率を与えるこれら２つのＣＯ２流量の中間値である１４ｓｃｃｍでは、酸化炭化Ｃｒ膜の透過率曲線が、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲において波長軸線と略平行であることが分かる。【００５５】
図１９に示すように、Ａｒ流量が７５ｃｃｍである条件の場合、酸化炭化Ｃｒ膜の透過率均一性は、上記中間値である１４ｓｃｃｍにおいて、波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲で０．２２％、波長３００〜５００ｎｍの範囲で１．０３％を示す。そして酸窒化Ｃｒ膜の透過率均一性は、ＣＯ２流量が０ｓｃｃｍから中間値に近づくに連れて減少し、中間値である１４ｓｃｃｍを含む領域において波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲で１．０％以下、又は、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲で４．０％以下を示す。そしてＣＯ２流量が中間値から大きくなるに連れて増大する。それゆえＡｒ流量が７５ｃｃｍである条件の場合、酸化炭化Ｃｒ膜の成膜プロセスでは、この中間値を目標濃度である目標流量とすることにより、その透過率均一性をＣＯ２流量に対して、より安定させることができる。【００５６】
なお、このような透過率均一性のＣＯ２流量依存性は、図２０においても確認できる。すなわち、Ａｒ流量が３５ｓｃｃｍである条件の場合、酸化炭化Ｃｒ膜の透過率均一性は、中間値である１４ｓｃｃｍにおいて、波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲で０．３９％、波長３００〜５００ｎｍの範囲で１．０９％である。そして酸化炭化Ｃｒ膜の透過率均一性は、ＣＯ２流量が０ｓｃｃｍから中間値に近づくに連れて減少し、中間値である１４ｓｃｃｍを含む領域で実質的に波長依存性を有しない状態を取り、ＣＯ２流量が中間値から大きくなるに連れて増大する。それゆえＡｒ流量が３５ｃｃｍの場合、酸化炭化Ｃｒ膜の成膜プロセスでは、この中間値である１４ｓｃｃｍを目標流量とすることにより、その透過率均一性をＣＯ２流量に対して、より安定させることができる。【００５７】
図２１では、ＣＯ２流量及びＡｒ流量から得られる各ガス種の容量パーセントを、それぞれＣＯ２濃度及びＡｒ濃度という。また、上記成膜条件の中で波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲における透過率均一性が１．０％以下、又は、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲における透過率均一性が４．０％以下となる点を、選択点という。また、上記成膜条件の中で波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲における透過率均一性が１．０％より大きく、かつ、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲における透過率均一性が４．０％よりも大きくなる点を、非選択点という。【００５８】
図２１に示すように、ＣＯ２濃度が１０％〜３５％であって、残部がＡｒからなる領域、すなわち図２１に示す選択領域内のＣＯ２濃度であって一点鎖線上にある領域では、多数の選択点が認められる。これは、上記中間値では実質的に波長依存性がなく、同中間値近傍においてこのような特性が発現され易いためである。したがって、純Ｃｒターゲットを用いた反応性スパッタリングによる酸化炭化Ｃｒ膜の成膜プロセスでは、ＣＯ２濃度が１０％〜３５％となる領域からＣＯ２濃度を選択することにより、実質的に波長依存性を有しない酸化炭化Ｃｒ膜を容易に得られることが分かる。【００５９】
（実施例５）
実施例１で得られた半透光膜（酸窒化Ｃｒ膜）を用いて、実施例５のグレートーンマスクを作成した。詳述すると、ターゲットとしてＣｒターゲット、スパッタガスとして７５ｓｃｃｍのＡｒ、反応ガスとして６ｓｃｃｍのＮＯを用いることにより、酸窒化Ｃｒ膜からなる半透光膜をＣｒフォトマスク上に成膜した。次いで、該半透光膜上に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にして半透光膜及び遮光膜（Ｃｒ膜）を一括エッチングすることにより開口部を形成した。なお、エッチング液には、Ｃｒエッチング（硝酸第二セリウムアンモニウム＋過塩素酸系）を用いた。【００６０】
続いて、レジストパターンを除去することにより半透光部を形成し、これにより実施例５のグレートーンマスクを得た。そして、実施例５のグレートーンマスクを用いて、半透光部の透過率を測定した。この結果、実施例５の酸化Ｃｒ膜からなる半透光部によれば、所望する透過率が認められ、かつ、透過率の波長依存性が小さい特性、すなわち実質的に波長依存性を有しない特性が認められた。【００６１】
（比較例）
スパッタリングターゲットとして純Ｃｒを用い、実施例１と同じく、成膜装置として大型のインターバック式成膜装置を使用した。この際、成膜温度、スパッタガス、反応ガス、成膜圧力、及びターゲット電力を以下の条件に設定することにより、酸窒化Ｃｒ膜からなる比較例の半透光膜を得た。そして、比較例の酸窒化Ｃｒ膜に関して分光透過率を測定した。比較例の分光透過率曲線を図１及び図２５に示す。なお、この際、酸窒化Ｃｒ膜の膜厚は、その膜質を基板の全体にわたり維持するために、成膜空間を通過する基板の搬送速度により制御されており、透過率が３０〜５０％になる膜厚である１０ｎｍ〜４０ｎｍに調整した。
・成膜温度：１５０℃〜２００℃
・スパッタガス／スパッタガス流量：Ａｒ／２０ｓｃｃｍ
・反応ガス／反応ガス流量：二酸化炭素（ＣＯ２）／２０ｓｃｃｍ＋Ｎ２／３５ｓｃｃｍ
・成膜圧力：２．５×１０−１Ｐａ
・ターゲット電力：約６．０ｋＷ（パワー密度２．３Ｗ／ｃｍ２）【００６２】
【表１】
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【００６３】
【表２】
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【００６４】
【表３】
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【００６５】
【表４】
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【００６６】
【表５】
2009048089.tif 000007
【００６７】
【表６】
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【００６８】
【表７】
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【００６９】
【表８】
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【００７０】
【表９】
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【００７１】
【表１０】
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【００７２】
【表１１】
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【００７３】
【表１２】
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一実施形態のグレートーンマスクの製造方法は以下の利点を有する。
（１）上記実施形態においては、ＡｒとＮＯとからなる雰囲気の下で純Ｃｒターゲットをスパッタする反応性スパッタリング法を用い、単層構造の酸窒化Ｃｒ膜を半透光膜として成膜する。この際、ＮＯの濃度が異なる複数の成膜条件の下で取得した複数の異なる分光透過率曲線に基づいて半透光膜の透過率均一性が波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲で１．０％以下、又は、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲で４．０％以下になるＮＯの目標濃度（中間値）を取得た後に、該目標濃度のＮＯを用いて半透光膜を成膜する。【００７４】
したがって、上記実施形態によれば、異なるＮＯ濃度の下で取得した複数の異なる分光透過率曲線に基づいて、実質的に波長依存性を有しない半透光膜を得るための目標濃度が得られる。この結果、上記実施形態によれば、ＮＯ濃度を調整するだけで、実質的に波長依存性を有しない単層構造の半透光膜を得ることができる。よって、上記実施形態のグレートーンマスクの製造方法は、安定かつ容易な成膜条件の下で、その露光波長に対する波長依存性を小さくすることができる。【００７５】
（２）上記実施形態においては、ＡｒとＮ２とからなる雰囲気の下で純Ｃｒターゲットをスパッタする反応性スパッタリング法を用い、単層構造の窒化Ｃｒ膜を半透光膜として成膜する。この際、Ｎ２の濃度が異なる複数の成膜条件の下で取得した複数の異なる分光透過率曲線に基づいて半透光膜の透過率均一性が波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲で１．０％以下、又は、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲で４．０％以下になるＮ２の目標濃度（中間値）を得た後に、該目標濃度のＮ２を用いて半透光膜を成膜する。【００７６】
また、ＡｒとＮ２とからなる雰囲気の下でＮｉＣｒターゲットをスパッタする反応性スパッタリング法を用い、単層構造の窒化Ｃｒ膜を半透光膜として成膜する。この際、Ｎ２の濃度が異なる複数の成膜条件の下で得た複数の異なる分光透過率曲線に基づいて半透光膜の透過率均一性が波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲で１．０％以下、又は、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲で４．０％以下にするためのＮ２の目標濃度（中間値）を得た後に、該目標濃度のＮ２を用いて半透光膜を成膜する。【００７７】
したがって、これらの実施形態においても、Ｎ２濃度を調整するだけで、実質的に波長依存性を有しない単層構造の半透光膜を得ることができる。
（３）上記実施形態においては、ＡｒとＣＯ２とからなる雰囲気の下で純Ｃｒターゲットをスパッタする反応性スパッタリング法を用い、単層構造の酸化炭化Ｃｒ膜を半透光膜として成膜する。この際、ＣＯ２の濃度が異なる複数の成膜条件の下で取得した複数の異なる分光透過率曲線に基づいて半透光膜の透過率均一性が波長３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲で１．０％以下、又は、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲で４．０％以下になるＮＯの目標濃度（中間値）を取得た後に、該目標濃度のＣＯ２を用いて半透光膜を成膜する。【００７８】
したがって、上記実施形態によれば、異なるＣＯ２濃度の下で取得した複数の異なる分光透過率曲線に基づいて、実質的に波長依存性を有しない半透光膜を得るための目標濃度が得られる。この結果、上記実施形態によれば、ＣＯ２濃度を調整するだけで、実質的に波長依存性を有しない単層構造の半透光膜を得ることができる。よって、上記実施形態のグレートーンマスクの製造方法は、安定かつ容易な成膜条件の下で、その露光波長に対する波長依存性を小さくすることができる。【００７９】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態においては、反応ガスとしてＮＯ、Ｎ２あるいはＣＯ２を用いる実施例について説明した。これに限らず、反応ガスとして、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素、一酸化窒素、二酸化窒素、窒素、メタンからなる群から選択される少なくともいずれか一種のガスを用いる方法であってもよい。こうした製造方法においても、上記実施例と同じ効果を得ることができる。【００８０】
・上記実施形態においては、Ｎｉ合金からなるターゲットとしてＮｉ９２原子％−Ｃｒ８原子％からなる合金ターゲットを用いる実施例について説明した。これに限らず、Ｎｉと含有金属元素とからなる合金であって、含有金属元素が、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｒ，Ｍｏ、Ｐｄからなる群から選択される少なくとも一種であって、合計で５原子％〜４０原子％含むターゲットであってもよい。こうした製造方法においても、実施例３と同じ効果を得ることがでる。【００８１】
・上記実施形態においては、グレートーンマスクの製造方法としてＣｒフォトマスクの上に半透光膜を成膜する実施例について説明した。これに限らず、グレートーンマスクの製造方法としては、透明基板Ｓの上に半透光膜を形成し、その後、半透光膜の上に遮光膜を成膜することにより、図２３に示すグレートーンマスクを得る構成であってもよい。また、グレートーンマスクの製造方法としては、透明基板Ｓの上に半透光膜を成膜し、その後、半透光膜の上にエッチストッパ膜を成膜し、さらにエッチストッパ膜の上に遮光膜を成膜する構成であってもよい。これらの製造方法においても、実施例５と同じ効果を得ることができる。【００８２】
・上記実施形態においては、半透過膜の透過率が３０％〜５０％である実施例について説明した。これに限らず、半透過膜の透過率はフラットパネルディスプレイの製造工程から要求される各種条件に応じて５％〜８０％の範囲から選択することもできる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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