(57)【要約】【課題】パターンの微細化にもかかわらず、良好なＣＤ精度をもつフォトマスクを得る。【解決手段】光学膜がパターニングされて形成された透光部と遮光部を含む転写用パターンを透明基板上に備えるフォトマスクの製造方法であって、透明基板上に第１レジスト膜が形成されたフォトマスクブランクに対し、第１レジスト膜に描画と現像を行ってレジストパターンを形成する工程と、レジストパターンが形成された透明基板上に、光学膜を形成する工程と、透明基板上にレジストを塗布して第２レジスト膜を形成することにより、レジストパターンを第２レジスト膜中に埋め込む工程と、第２レジスト膜を所定の厚み分だけ減膜することにより、光学膜を露出させる工程と、露出させた光学膜を除去する工程と、透明基板上に残存するレジストを剥離する工程と、を有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に、光学膜がパターニングされて形成された透光部と遮光部を含む転写用パターンを備えた、フォトマスクの製造方法であって、
前記転写用パターンの形成は、
前記透明基板上に第１レジスト膜が形成されたフォトマスクブランクを用意するフォトマスクブランク準備工程と、
前記第１レジスト膜に描画と現像を行い、部分的に前記第１レジスト膜が除去されてなるレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、
前記レジストパターンが形成された前記透明基板上に、前記光学膜を形成することにより、前記レジストパターンを前記光学膜で被覆する、成膜工程と、
前記成膜工程後の前記透明基板上にレジストを塗布して第２レジスト膜を形成することにより、前記光学膜に被覆された前記レジストパターンを前記第２レジスト膜中に埋め込む、レジスト塗布工程と、
前記第２レジスト膜を所定の厚み分だけ減膜することにより、前記レジストパターンの頂部を被覆する前記光学膜を露出させる、減膜工程と、
露出した前記光学膜を除去する、光学膜除去工程と、
前記光学膜除去工程後に前記透明基板上に残存するレジストを剥離する、レジスト剥離工程と、を有すること特徴とする、フォトマスクの製造方法。
【請求項２】
前記減膜工程では、ドライプロセスを適用して前記第２レジスト膜を減膜することを特徴とする、請求項１に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項３】
前記レジスト剥離工程では、ドライプロセスを適用して前記レジストを剥離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の製造方法。
【請求項４】
前記光学膜除去工程では、ドライエッチングを適用して前記光学膜を除去することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項５】
前記フォトマスクブランクは、前記透明基板と前記第１レジスト膜との間に下地膜を有し、
前記レジスト剥離工程後に、露出した前記下地膜を除去する下地膜除去工程を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項６】
前記フォトマスクブランクは、前記透明基板と前記第１レジスト膜との間に下地膜を有し、
前記レジストパターン形成工程後、前記成膜工程の前に、露出した前記下地膜を除去する下地膜除去工程を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項７】
前記第１レジスト膜は、ポジ型のレジスト材料からなることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項８】
前記レジストパターン形成工程では、前記描画に用いる描画データを反転することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項９】
前記転写用パターンは、幅３μｍ以下の部分をもつ、スペースパターン、又はホールパターンを含むことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の製造方法によるフォトマスクを用意する工程と、
露光装置を用いて、前記フォトマスクが備える前記転写用パターンを被転写体上に転写する工程と
を有することを特徴とする、表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイスを製造するためのフォトマスクであって、特に平面型表示装置（ＦＰＤ：Flat Panel Display）などの表示装置を製造する際に用いて好適なフォトマスクの製造方法、及び表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトマスクの製造方法としては、例えば、特許文献１及び特許文献２に記載された方法が知られている。
【０００３】
特許文献１には、透光部、遮光部、及び半透光部が形成された多階調フォトマスクにおいて、遮光膜の材料の選択に制約が少ない製造方法が記載されている。また、特許文献１には、透明基板上に形成された遮光膜及び半透光膜にそれぞれパターン加工を施すことにより、透光部、遮光部、及び露光光の一部を透過する半透光部を形成する多階調フォトマスクの製造方法において、半透光膜の形状をリフトオフによって形成することが記載されている。
【０００４】
特許文献２には、光透過率が異なる２つ以上の半透過部を備えるハーフトーンマスクの製造方法が記載されている。また、特許文献２には、互いに異なる光透過率を有する半透過部が少なくとも２つ以上備わることで、１つのマスクで複数層をパターニングできる複数の半透過部を備えたハーフトーンマスクの製造方法が記載され、該製造方法では、第２フォトレジスト及びその上部に積層された半透過物質をリフトオフ法によって除去することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２２９８９３号公報
【特許文献２】特表２０１０−５２７０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１及び特許文献２に記載されたフォトマスクは、３階調又は４階調の多階調フォトマスクである。特許文献１に記載の発明は、遮光膜と半透光膜の互いの材料選択の制約をなくすることを目的とし、特許文献２に記載の発明は、２つ以上の半透光部をもつフォトマスクを製造することを目的としている。
【０００７】
また、特許文献１及び特許文献２に記載の製造方法では、レジストパターン上に形成された半透光膜を、レジストパターンを除去する際に、ともにリフトオフによって除去する方法を採用している。ただし、レジストパターン上に形成された半透光膜は、レジストパターンの上面だけでなく側面にも堆積し、レジストパターン全体を被覆している。このため、レジストを溶出させる薬液にパターンを接触させても、薬液がレジストに浸透せず、レジストの溶出が容易に開始しない懸念がある。
【０００８】
本発明の目的は、透光部と遮光部を含む転写用パターンの形成において、パターンの微細化にもかかわらず、良好なＣＤ精度の制御が可能なフォトマスクの製造方法、及び表示装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（第１の態様）
本発明の第１の態様は、
透明基板上に、光学膜がパターニングされて形成された透光部と遮光部を含む転写用パターンを備えた、フォトマスクの製造方法であって、
前記転写用パターンの形成は、
前記透明基板上に第１レジスト膜が形成されたフォトマスクブランクを用意するフォトマスクブランク準備工程と、
前記第１レジスト膜に描画と現像を行い、部分的に前記第１レジスト膜が除去されてなるレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、
前記レジストパターンが形成された前記透明基板上に、前記光学膜を形成することにより、前記レジストパターンを前記光学膜で被覆する、成膜工程と、
前記成膜工程後の前記透明基板上にレジストを塗布して第２レジスト膜を形成することにより、前記光学膜に被覆された前記レジストパターンを前記第２レジスト膜中に埋め込む、レジスト塗布工程と、
前記第２レジスト膜を所定の厚み分だけ減膜することにより、前記レジストパターンの頂部を被覆する前記光学膜を露出させる、減膜工程と、
露出した前記光学膜を除去する、光学膜除去工程と、
前記光学膜除去工程後に前記透明基板上に残存するレジストを剥離する、レジスト剥離工程と、を有すること特徴とする、フォトマスクの製造方法である。
（第２の態様）
本発明の第２の態様は、
前記減膜工程では、ドライプロセスを適用して前記第２レジスト膜を減膜することを特徴とする、上記第１の態様に記載のフォトマスクの製造方法である。
（第３の態様）
本発明の第３の態様は、
前記レジスト剥離工程では、ドライプロセスを適用して前記レジストを剥離することを特徴とする、上記第１又は第２の態様に記載のフォトマスクの製造方法である。
（第４の態様）
本発明の第４の態様は、
前記光学膜除去工程では、ドライエッチングを適用して前記光学膜を除去することを特徴とする、上記第１〜第３の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクの製造方法である。
（第５の態様）
本発明の第５の態様は、
前記フォトマスクブランクは、前記透明基板と前記第１レジスト膜との間に下地膜を有し、
前記レジスト剥離工程後に、露出した前記下地膜を除去する下地膜除去工程を有することを特徴とする、上記第１〜第４の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクの製造方法である。
（第６の態様）
本発明の第６の態様は、
前記フォトマスクブランクは、前記透明基板と前記第１レジスト膜との間に下地膜を有し、
前記レジストパターン形成工程後、前記成膜工程の前に、露出した前記下地膜を除去する下地膜除去工程を有することを特徴とする、上記第１〜第４の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクの製造方法である。
（第７の態様）
本発明の第７の態様は、
前記第１レジスト膜は、ポジ型のレジスト材料からなることを特徴とする、上記第１〜第６の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクの製造方法である。
（第８の態様）
本発明の第８の態様は、
前記レジストパターン形成工程では、前記描画に用いる描画データを反転することを特徴とする、上記第１〜第７の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクの製造方法である。
（第９の態様）
本発明の第９の態様は、
前記転写用パターンは、幅３μｍ以下の部分をもつ、スペースパターン、又はホールパターンを含むことを特徴とする、上記第１〜第８の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクの製造方法である。
（第１０の態様）
本発明の第１０の態様は、
上記第１〜第９の態様のいずれか１つに記載の製造方法によるフォトマスクを用意する工程と、
露光装置を用いて、前記フォトマスクが備える前記転写用パターンを被転写体上に転写する工程と
を有することを特徴とする、表示装置の製造方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、透光部と遮光部を含む転写用パターンの形成において、パターンの微細化にもかかわらず、良好なＣＤ精度の制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）はホールパターン（抜きパターン）を形成する場合の描画イメージを示す図であり、（ｂ）はこの描画イメージに基づいて形成したレジストパターンをエッチングマスクとし、光学膜（遮光膜）をエッチングして形成したホールパターン（抜きパターン）のＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）像を示す図であり、（ｃ）はドットパターン（残しパターン）を形成する場合の描画イメージを示す図であり、（ｄ）はこの描画イメージに基づいて形成したレジストパターンをエッチングマスクとし、光学膜（遮光膜）をエッチングして形成したドットパターン（残しパターン）のＳＥＭ像を示す図である。
【図２】（ａ）はスペースパターン（抜きパターン）のＣＤ測定を示す図であり、（ｂ）はラインパターン（残しパターン）のＣＤ測定を示す図であり、（ｃ）はスペースパターンとラインパターンのＣＤリニアリティを示す図である。
【図３】パターンの丸みを評価する方法を説明する図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）はパターンの丸みを評価する値の求め方を説明する図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１実施形態に係るフォトマスクの製造方法を工程順に示す側断面図（その１）である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１実施形態に係るフォトマスクの製造方法を工程順に示す側断面図（その２）である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第２実施形態に係るフォトマスクの製造方法を工程順に示す側断面図（その１）である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第２実施形態に係るフォトマスクの製造方法を工程順に示す側断面図（その２）である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第３実施形態に係るフォトマスクの製造方法を工程順に示す側断面図（その１）である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第３実施形態に係るフォトマスクの製造方法を工程順に示す側断面図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
液晶表示装置（liquid crystal display）や有機ＥＬ（electroluminescence）表示装置など平面型表示装置（ＦＰＤ）の製造においては、得ようとするデバイスの設計に基づいた転写用パターンを備えたフォトマスクが多く利用される。例えば、スマートフォンやタブレット端末などに搭載される表示装置には、明るく省電力、動作速度が速いのみでなく、高解像度、広視野角などの高い画質が要求される。これらを実現するためのフォトマスクのパターンは、高密度化、高集積化の要求が高まっていく動向にあり、微細化への要望が強くなると推測される。
【００１３】
ところで、表示装置を含む多くの電子デバイスは、パターンが形成された複数のレイヤ（Layer）の積層によって立体的に形成される。したがって、これら複数のレイヤの各々がもつ、ＣＤ（Critical dimension）精度及び位置（座標）精度が極めて肝要であり、複数レイヤのすべてが所定基準を満たしてはじめて、完成したデバイスの適正な動作が保証されることとなる。これに伴い、各レイヤのフォトマスクに求められるＣＤ精度や位置精度のエラーの許容範囲は益々小さくなっていく方向にある。
【００１４】
表示装置製造用のフォトマスクは、多くの場合、透明材料からなる基板（透明基板）の一主表面上に、得ようとする表示装置の設計に基づいた転写用パターンを形成して得られる。一般には、以下の工程で製造される。
【００１５】
まず、平滑、かつ平坦に加工した透明基板上に、所望の光学性能をもつ光学膜を成膜し、この上にレジスト材料の塗布によってレジスト膜を形成したフォトマスクブランクを用意する。レジスト材料としては一般に、ポジ型のフォトレジストが使用される。
次に、上記のフォトマスクブランクに対して、設計パターンに応じた描画データを用いて、描画装置により描画を行う。その後、レジスト膜を現像して得られたレジストパターンをエッチングマスクとし、光学膜にエッチングを施す。その後、レジストパターンを剥離すれば、光学膜パターンからなる転写用パターンが得られる。その後、必要に応じて、成膜、レジストパターン形成、又はエッチングを所望の回数だけ繰り返すことにより、複雑な転写用パターンを形成することもできる。この転写用パターンを、被転写体である、表示パネル基板等に転写することによって、表示装置が製造される。
【００１６】
ところで、転写用パターンのデザインの微細化が求められる中、特に、転写用パターンに含まれる、微細なホールパターン（コンタクトホールなど）や、ライン・アンド・スペース・パターンにおけるスペースパターンなどの、いわゆる「抜き」パターンを形成することの難度が高くなっている。これは、ホールパターンやスペースパターンの幅が微細になるに従い、形成される転写用パターンにおいて、幅や形状の狂いが生じやすくなるからである。例えば、ＣＤ設計値に対する転写用パターンのＣＤのずれの度合は、パターンが微細になるほど大きくなる傾向があり、いわゆるリニアリティが劣化しやすい。また、ホールパターンにおいては、パターンの形状の劣化も生じやすい。この原因は、以下のように考えられる。
【００１７】
例えば、一般的にフォトマスクを製造する際の描画工程においては、上記のとおり、透明基板上に、光学膜、及びレジスト膜（ここではポジ型のフォトレジストとする）が形成されたフォトマスクブランクを用意し、これに描画装置（例えばレーザ描画装置）を用いて、所定のパターンの描画を行う。ここで、微細な抜きパターンがあると、レーザを照射すべき領域の幅はレーザビーム径に近づき、ＣＤ制御は難しくなる。
【００１８】
図１（ａ）はホールパターン（抜きパターン）を形成する場合の描画イメージを示す図であり、（ｂ）はこの描画イメージに基づいて形成したレジストパターンをエッチングマスクとし、光学膜（遮光膜）をエッチングして形成したホールパターン（抜きパターン）のＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）像を示す図である。また、図１（ｃ）はドットパターン（残しパターン）を形成する場合の描画イメージを示す図であり、（ｄ）はこの描画イメージに基づいて形成したレジストパターンをエッチングマスクとし、光学膜（遮光膜）をエッチングして形成したドットパターン（残しパターン）のＳＥＭ像を示す図である。なお、図１（ａ），（ｃ）は、ポジ型のレジスト材料からなるレジスト膜を描画する場合を想定している。また、図１（ａ）〜（ｄ）は、径（一辺の長さ）が２μｍの正方形からなる、ホールパターン（抜きパターン）とドットパターン（残しパターン）をレーザ描画機によって描画したときの、レジスト膜への描画イメージと、光学膜エッチング後のＳＥＭ像を示している。
【００１９】
まず、ホールパターンを形成する場合は、図１（ａ）に示すように、描画光となるレーザビームＬＢを、所定の「抜き」領域の内側で走査する。このとき、四角形のホールパターンのエッジ、特に角（四隅）の部分は、レーザビームＬＢの照射が届きにくく、丸くなりやすい。このため、パターン設計上は四角形のホールパターンであっても、得られる光学膜のパターン形状は、図１（ｂ）に示すように、全体的に丸まった形状になる。このように、微細な抜きパターンは、その幅や形状が設計値からずれやすく、制御は容易ではない。
【００２０】
これに対して、ドットパターンを形成する場合は、図１（ｃ）に示すように、所定の「残し」領域の外側でレーザビームＬＢを走査するため、上述したホールパターンの場合に比べて、設計値からのずれは小さくなる。この点は、図１（ｄ）に示すＳＥＭ像をみても、パターンの幅や形状が設計値に近づくことが分かる。また、ドットパターンなどの残しパターンは、後工程（現像、エッチング）の際に、ＣＤの微細化調整が可能な場合もあるが、抜きパターンでは不可能である。
【００２１】
ここで、図２（ａ）〜（ｃ）を参照して、抜きパターンと残しパターンのリニアリティ傾向について説明する。図２（ａ）はスペースパターン（抜きパターン）のＣＤ測定を示し、（ｂ）はラインパターン（残しパターン）のＣＤ測定を示し、（ｃ）はフォトマスク（バイナリマスク）における、それぞれのパターンのＣＤリニアリティを示している。また、図２（ａ），（ｂ）においては、それぞれのパターンの幅を矢印で示している。一方、図２（ｃ）においては、スペースパターンとラインパターンの幅（ＣＤ）を３μｍから段階的に減少させるときの目標寸法（μｍ）を横軸に示し、各段階の幅（目標寸法）でパターンの描画及び現像を行ったときに、フォトマスクの転写用パターンに形成されたパターン（スペースパターン、ラインパターン）の目標寸法からのずれ（μｍ）を縦軸に示している。
【００２２】
上記図２（ｃ）から分かるように、同図（ａ）に示すスペースパターンの場合は、目標寸法が１．５μｍを下回ったあたりから、目標寸法からのずれ（絶対値）が急激に増大している。具体的には、２．０μｍから０．５μｍまでの目標寸法の変化に対して、目標寸法からのずれの絶対値（以下、「リニアリティ誤差」という。）が、０．２μｍを超えている。一方、同図（ｂ）に示すラインパターンの場合は、目標寸法に対するリニアリティ誤差が小さく、２．０μｍから０．５μｍまでの目標寸法の変化に対して、リニアリティ誤差が０．１μｍを下回り、ほぼ目標どおりのＣＤを維持している。
【００２３】
上述のようにホールパターンのコーナー部に生じる丸みは、例えば図３に示すＣＲＲ（Corner Rounding Ratio）により評価することができる。具体的には、ＣＲＲの値は、例えばホールパターンの四隅に生じた丸みを、そのホールパターンに沿う正方形５１の四隅に生じた同一径の内接円５２と近似したときに、内接円５２の直径ｄと、正方形５１の一辺の長さＬの比として、下記のとおり表現することができる。
ＣＲＲ＝ｄ／Ｌ
【００２４】
このようなパターンの丸みの評価は、例えば以下のように行うことができる。
まず、フォトマスクに形成されたホールパターンのＳＥＭ画像を取得する（図４（ａ））。このＳＥＭ画像は、正方形の設計値をもつホールパターン（抜きパターン）を、レーザ描画装置によって描画し、ポジ型のレジストからなるレジストパターンをエッチングマスクとして、遮光膜をエッチングして得られたホールパターンのＳＥＭ画像である。
【００２５】
次に、上記のＳＥＭ画像から、ホールパターンのエッジ（図４（ｂ）中、点線で示す）を検出し、ホールパターンの縦、横の最大幅Ｘ、及びＹを測定し、その積（Ｘ×Ｙ）を得る。この積は、ホールパターンのエッジに外接する矩形の面積ＳＳＱに相当する。
【００２６】
次に、図４（ｃ）に示すように、エッジの内側と外側で画像を２値化し、内側の面積ＳＩＮを測定する。そして、上記の面積ＳＳＱと面積ＳＩＮを用いて、下記の数式によりＣＲＲの値を算定する。
ＣＲＲ＝｛４×（１−ＳＩＮ／ＳＳＱ）／（４−π）｝＾（１／２）
【００２７】
本発明者らの検討によると、ＣＲＲの値は０．５以下とすることが好ましい。しかしながら、ホールパターン（抜きパターン）では、パターンの径（上記Ｌに相当）が３μｍ以下になると、ＣＲＲの値を０．４以下とすることは容易ではなく、径が２μｍ以下の場合には、ＣＲＲの値を０．４５以下とすることが困難になる。
【００２８】
一方、ドットパターン（残しパターン）においては、ホールパターンに比べて、パターンの丸まり傾向が小さくなるため、より小さなＣＲＲ値のパターンを得ることができる。具体的には、ドットパターン（残しパターン）の場合は、パターンの径が３μｍのときにＣＲＲ値が０．４を下回り、２μｍ径でも０．４以下とすることが可能である。
したがって、抜きパターンの形成に際しては、残しパターンよりもパターンの形状の劣化が顕著であることが課題であった。
【００２９】
ところで、抜きパターンのＣＤ及び形状の劣化を抑えるためには、ネガ型のフォトレジスト（以下、「ネガ型レジスト」ともいう。）を用いてフォトマスクを製造することが考えられる。この場合、抜きパターンを形成するための描画イメージは、上述した残しパターンの描画イメージと等しくなる。よって、微細パターンであっても幅や形状の劣化が改善されることが、図２（ｃ）から推測できる。そのためには、光学膜上にネガ型レジストからなるレジスト膜を形成したフォトマスクブランクを用い、必要に応じて、描画データを白黒反転して描画を行えば、パターンのＣＤ精度及び形状精度は向上すると考えられる。
【００３０】
しかしながら、ネガ型レジストを用いる上記の方法によっても、精緻なパターニングを行うことは難しいことが発明者らの検討によって明らかになった。この理由は、描画時の照射エネルギーに対するレジスト膜の挙動に起因する。ネガ型レジストは、描画のエネルギーを受けると、レジスト膜の表面から架橋形成が開始し、エネルギーが消費される。よって、レジスト内部では相対的に架橋の形成が緩慢になる。このため、描画による照射エネルギーの小さい微細パターンを形成しようとすると、レジスト内部の架橋反応が相対的に弱く、現像によって溶出しやすくなる。したがって、ネガ型レジストを用いる方法であっても、レジストパターンを高いＣＤ精度で形成することは容易ではない。これに対して、ポジ型のフォトレジストは、レジストの内部側が堅固に固化することから、微細パターンの形成には有利であることに発明者らは着目した。
【００３１】
以上のことをふまえて、本発明者らは、微細な転写用パターンを、フォトマスク上に精緻に形成するという課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明を完成した。
【００３２】
＜フォトマスクの製造方法＞
本発明の実施形態は、以下のフォトマスクの製造方法を含む。
透明基板上に、光学膜がパターニングされて形成された透光部と遮光部を含む転写用パターンを備えた、フォトマスクの製造方法であって、
前記転写用パターンの形成は、
前記透明基板上に第１レジスト膜が形成されたフォトマスクブランクを用意するフォトマスクブランク準備工程と、
前記第１レジスト膜に描画と現像を行い、部分的に前記第１レジスト膜が除去されてなるレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、
前記レジストパターンが形成された前記透明基板上に、前記光学膜を形成することにより、前記レジストパターンを前記光学膜で被覆する、成膜工程と、
前記成膜工程後の前記透明基板上にレジストを塗布して第２レジスト膜を形成することにより、前記光学膜に被覆された前記レジストパターンを前記第２レジスト膜中に埋め込む、レジスト塗布工程と、
前記第２レジスト膜を所定の厚み分だけ減膜することにより、前記レジストパターンの頂部を被覆する前記光学膜を露出させる、減膜工程と、
露出した前記光学膜を除去する、光学膜除去工程と、
前記光学膜除去工程後に前記透明基板上に残存するレジストを剥離する、レジスト剥離工程と、を有すること特徴とする、フォトマスクの製造方法。
【００３３】
本発明の実施形態に係るフォトマスクの製造方法は、透明基板上に、光学膜がパターニングされて形成された透光部と遮光部を含む転写用パターンを備えたフォトマスクを得るものである。このフォトマスクは、好ましくは、上記の透光部と遮光部からなる転写用パターンを備えた２階調のフォトマスク、すなわちバイナリマスクとすることができる。ただし、これに限らず、上記の透光部と遮光部に加えて半透光部を含む転写用パターンを備えた多階調フォトマスクとすることもできる。
【００３４】
＜第１実施形態＞
以下に、本発明の第１実施形態に係るフォトマスクの製造方法について説明する。
本実施形態においては、実質的に露光光を透過しない遮光膜（光学濃度；ＯＤ（Optical Density）≧３の膜）をパターニングすることによって、遮光部と透光部とをもつバイナリマスクの転写用パターンを形成する場合を例に挙げて説明する。
【００３５】
（フォトマスクブランク準備工程）
まず、図５（ａ）に示すフォトマスクブランク１を用意する。このフォトマスクブランク１は、透明基板２上に第１レジスト膜３を形成したものである。本実施形態では、第１レジスト膜３は、ポジ型のレジスト材料（フォトレジスト）によって構成されているものとする。また、図中のＡ領域は、得られる転写用パターンの遮光部に対応する領域、Ｂ領域は、透光部に対応する領域である。
【００３６】
透明基板２としては、例えば、合成石英ガラス、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、アルミノシリケートガラスなどの透明材料からなる基板を用いることができる。また、透明基板２の主表面は、研磨加工等によって平坦かつ平滑に仕上げられた面とすることができる。透明基板２の大きさや厚さに制限はない。フォトマスクブランク１が表示装置の製造に用いられるものであれば、透明基板２の主表面は、例えば、一辺が３００〜１５００ｍｍの四角形、厚さが５〜１３ｍｍ程度のものを挙げることができる。なお、本明細書において、ある数値範囲を２つの値で規定するときに用いる「〜」の記号は、「下限値以上、上限値以下」の意味をもつ。
【００３７】
透明基板２上に第１レジスト膜３を形成する手段としては、例えば、スピンコータ、スリットコータなど公知のコータを利用することができる。第１レジスト膜３の膜厚は、５０００〜１００００Å程度とすることができる。
【００３８】
透明基板２上にレジスト材料を塗布する場合は、透明基板２の主表面に直接、レジスト材料を塗布してもよい。その際、透明基板２とレジスト材料との密着性が不十分となる可能性があれば、透明基板２の主表面に予め密着性向上のための適切な表面処理を施してから、レジスト材料を塗布すればよい。表面処理としては、例えば、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシロキサン）処理が挙げられる。ＨＭＤＳ処理は、レジスト材料の塗布にスピンコータを使用する場合などに、有効である。また、透明基板２と第１レジスト膜３との間に、両者の密着性を向上させる目的で下地膜（不図示）を介在させてもよい。下地膜を設ける場合については、後段で述べる。
【００３９】
（レジストパターン形成工程）
次に、上記透明基板２上の第１レジスト膜３に描画と現像を行うことにより、例えば図５（ｂ）に示すようなレジストパターン３ｐを形成する。描画は、上述のように用意したフォトマスクブランク１に対して、所定のパターンデザインに基づく描画データを用いて、描画装置により行う。描画に用いる描画装置は、ＥＢ（電子線）描画装置でもよく、レーザ描画装置でもよい。ただし、本発明においては、レーザ描画装置を用いる場合に発明の効果が顕著であり、好ましい。よって、本実施形態ではレーザ描画装置を用いることとする。第１レジスト膜３の形成に使用するレジスト材料は、描画に用いる描画装置のエネルギービームにあわせて選択するとよい。
【００４０】
なお、本実施形態では、描画に際して、描画光量（ドーズ）の段階調整を行う必要はない。具体的には、（１）１００％より低い所定ドーズの描画を複数回繰り返すことで、領域に応じて段階的にドーズを異ならせる、或いは、（２）一描画工程中に、領域ごとにドーズを段階的に変更する等の方法により、領域ごとに現像後のレジスト残存膜厚を異ならせる（階調描画とする）必要は無く、通常の描画（非階調描画）を適用することができる。
【００４１】
また、描画データのフォーマットによっては、第１レジスト膜３の描画に先立ち、該描画に用いる描画データを反転することが好ましい。描画データの反転とは、例えば、所定のパターンデザインに基づく描画データが、１（描画エネルギービームを照射する）と０（描画エネルギービームを照射しない）の組み合わせからなるデータであれば、１と０を反転することを意味する。
【００４２】
ここで、一般的なフォトマスクの製造方法として、レジスト膜の描画及び現像によって形成したレジストパターンをエッチングマスクとして、光学膜をエッチングする場合を考える。この場合、レジスト膜の形成にポジ型のフォトレジストを用いるのであれば、フォトマスクの透光部に対応する領域Ｂの描画データは１（描画エネルギービームを照射する）となり、フォトマスクの遮光部に対応する領域Ａの描画データは０（描画エネルギービームを照射しない）となる。
【００４３】
これに対し、本実施形態に係るフォトマスクの製造方法においては、フォトマスクの透光部に対応する領域Ｂの描画データを０とし、フォトマスクの遮光部に対応する領域Ａの描画データを１とする必要がある。このため、描画データのフォーマットにより、例えば、フォトマスクの透光部に対応する領域Ｂの描画データが１で、フォトマスクの遮光部に対応する領域Ａの描画データが０となっている場合は、描画データを反転し、反転後の描画データを用いて描画する。
【００４４】
第１レジスト膜３の描画には、ＦＰＤ用、又はＬＣＤ用等として市販されるレーザ描画装置を用いることができる。また、エネルギービームとしては、例えば、４１０〜４１５ｎｍの波長のレーザを用いる。
【００４５】
なお、本実施形態に係るフォトマスクの製造方法において、描画は１回のみであるので、描画装置の占有時間が過大になることはない。また、この描画はエッチングマスクとなるレジストパターンを形成するためではなく、光学膜の成膜用マスキングパターンを形成するためのものである。
【００４６】
現像処理では、上記描画後の第１レジスト膜３を現像することにより、部分的に第１レジスト膜３が除去されてなるレジストパターン３ｐを得る。第１レジスト膜３の現像に用いる現像剤としては、例えば、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）や、ＫＯＨ（水酸化カリウム）水溶液など、公知のものを使用できる。現像によって得られるレジストパターン３ｐは、転写用パターンの遮光部に対応する領域Ａのレジストが除去されて透明基板２が露出し、透光部に対応する領域Ｂのレジストが残存するかたちで形成される。また、レジストパターン３ｐの側面は、描画エネルギービームのエネルギー分布の影響により、透明基板２の主表面に垂直な面に対して若干傾斜する。
【００４７】
現像処理によってレジストパターン３ｐを形成したら、次の成膜工程を行う前に、不要なレジスト残渣を除去する工程を行ってもよい。そのための除去手段としては、いわゆるデスカム処理を適用可能である。具体的には、プラズマアッシング処理、オゾン処理などを適用することができる。これにより、レジストパターン３ｐの表面の残渣が除去される。このため、次の成膜工程において、膜の密着性が向上する。
【００４８】
（成膜工程）
次に、図５（ｃ）に示すように、レジストパターン３ｐが形成された透明基板２上に、光学膜４を形成することにより、レジストパターン３ｐを光学膜４で被覆する。光学膜４とは、フォトマスクの転写用パターンを構成する膜であり、その光学物性によって、被転写体上に形成される光学像を決めるものである。本実施形態においては、実質的に露光光を透過しない遮光膜を、光学膜４の一例として挙げるが、本発明における光学膜はこれに限定されない。例えば、フォトマスクを露光する際に用いる露光光を、実質的に遮光する遮光膜（例えば、光学濃度（ＯＤ）の値が、ＯＤ≧３）であってもよく、又は、露光光の一部を透過する半透光膜（例えば、露光光の透過率が３〜５０％、より具体的には、３〜４０％）であってもよい。その場合、位相反転作用のある、いわゆる位相シフト膜（露光光の代表波長に対して、１５０〜２１０度の位相シフト量の膜）であってもよく、又は、実質的に位相反転作用がない低位相膜（露光光の代表波長に対して５〜９０度、より具体的には、５〜６０度の位相シフト量の膜）であってもよい。
【００４９】
また、露光光とは、フォトマスクを露光する際に用いる露光装置がもつ光源により波長が決まる、露光用の光である。露光光としては、ｉ線、ｈ線、ｇ線のいずれか、又はこれらをすべて含むブロード波長光が好ましく用いられる。ブロード波長光を用いる場合は、これらのうち、いずれか（例えばｈ線）を代表波長とする。
【００５０】
光学膜４の材料としては、特に制限はなく、転写用パターンとして好適なものを選択して使用可能である。例えば、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｈｆ又はその化合物を用いることができる。好ましくは、Ｃｒ又はＣｒ化合物を用いることができる。又は、遷移金属シリサイド（ＭｏＳｉ、ＴａＳｉ、ＺｒＳｉなど、又はその化合物）を用いることができる。化合物とは、酸化物、窒化物、酸化窒化物、窒化炭化物、酸化窒化炭化物等をいう。
【００５１】
光学膜４の材料及び膜厚は、得ようとするフォトマスクに必要な光学特性を満たすように選択する。ここでは一例として、光学膜４が、Ｃｒを主成分とする遮光膜（光学濃度ＯＤ≧３）であるとする。その場合、光学膜４の膜厚は、１０００〜２０００Å程度とすることができる。
【００５２】
光学膜４の成膜手段には、例えば、スパッタ法などを適用可能である。この際、光学膜４の材料は、上記の現像によって露出した透明基板２の表面、及び、レジストパターン３ｐの表面に堆積して膜となる。なお、上記のとおりレジストパターン３ｐは、ポジ型のレジストを用いて構成されており、その側面は若干傾斜した斜面形状（以下、「順テーパ形状」という。）となっている。光学膜４は、この傾斜したレジストパターン３ｐの側面にもわずかに堆積するため、レジストパターン３ｐ全体が被覆される。光学膜４の膜厚は、レジストパターン３ｐの側面（斜面）の部分が、他の部分よりも薄くなる。
【００５３】
（レジスト塗布工程）
次に、図５（ｄ）に示すように、上記成膜工程後の透明基板２上にレジストを塗布して第２レジスト膜６を形成することにより、光学膜４に被覆されたレジストパターン３ｐを第２レジスト膜６中に埋め込む。レジストの塗布には、上記第１レジスト膜３を形成する場合と同様のコータを利用することができる。また、第２レジスト膜６を形成するレジストの材料には、好ましくは、上記第１レジスト膜３と同種のレジスト材料を用いることができる。ただし、第２レジスト膜６は、その膜中にレジストパターン３ｐを埋め込む必要があるため、適度な粘度、塗布速度、温度等の条件を選択し、レジストパターン３ｐを埋め込むのに充分な厚さで第２レジスト膜６を形成するとともに、第２レジスト膜６の表面をほぼ平坦に形成する。第２レジスト膜６を形成する際のレジストの塗布厚は、１００００Å以上とすることができ、好ましくは、１００００〜２００００Å、より好ましくは、１００００〜１５０００Åである。これにより、透明基板２上に形成されているレジストパターン３ｐとこれを被覆している光学膜４が、第２レジスト膜６の中に埋め込まれる。
【００５４】
（減膜工程）
次に、図６（ａ）に示すように、第２レジスト膜６を所定の厚み分だけ減膜することにより、レジストパターン３ｐの頂部を被覆する光学膜４を露出させる。所定の厚みは、第２レジスト膜６の表面（上面）を基準にした厚み寸法であって、レジストパターン３ｐの上面を覆っている光学膜４を露出させることができる程度の寸法をいう。減膜後においては、第２レジスト膜６の上面の高さが、レジストパターン３ｐの上面の高さよりも低くなることが好ましい。第２レジスト膜６の減膜は、第２レジスト膜６をその表面から所定の厚み分だけ除去することにより行う。除去の手段としては、ドライプロセスを適用してもよいし、ウェットプロセスを適用してもよい。ドライプロセスとしては、例えば、アッシング（例えば、プラズマアッシング）処理、オゾンガス処理、又はエネルギー線照射（例えば、ＥＵＶ（Extreme ultraviolet）照射）などを適用することができる。ウェットプロセスとしては、例えば、アルカリ現像剤による処理、オゾン水処理などを適用することができる。第２レジスト膜６の減膜にはドライプロセスを適用することが好ましい。このため、本実施形態では、プラズマアッシングなどのアッシング処理を適用する。これにより、第２レジスト膜６はその上部側から一定の厚み分が消失する。消失する厚みは、レジストパターン３ｐの頂部を被覆している光学膜４が露出するように、例えば２５００〜７５００Åとすることができる。一方、レジストパターン３ｐの無い部分、すなわち透明基板２の表面に堆積した光学膜４は、減膜後も第２レジスト膜６に覆われたままになる。
【００５５】
（光学膜除去工程）
次に、図６（ｂ）に示すように、上記減膜工程で露出させた光学膜４を除去する。これにより、レジストパターン３ｐの頂部を覆っていた光学膜４が消失するため、レジストパターン３ｐの頂部が露出した状態となる。光学膜４を除去する手段としては、エッチングが好ましい。その場合は、ウェットエッチングでもドライエッチングでもよいが、好ましくはドライエッチングである。光学膜除去工程にドライエッチングを適用する場合は、上記減膜工程でドライプロセス（アッシング処理）を適用することにより、減膜工程と光学除去工程を連続的に処理できる利点がある。また、上記減膜工程でオゾン水処理等のウェットプロセスを適用する場合は、光学膜除去工程でウェットエッチングを適用することができる。
【００５６】
（レジスト剥離工程）
次に、図６（ｃ）に示すように、上記光学膜除去工程後に透明基板２上に残存するレジストを剥離する。ここで記述する「レジスト」には、レジストパターン３ｐを構成しているレジストと、第２レジスト膜６を構成しているレジストの両方が含まれる。レジスト剥離工程では、レジストを溶出させることができる薬液（レジスト剥離液）を用いるとよい。この場合、レジストパターン３ｐの上面、及び、第２レジスト膜６の上面は、いずれも光学膜４で覆われることなく外部に露出している。このため、透明基板２上のレジストパターン３ｐ及び第２レジスト膜６に薬液を供給すると、それらの露出部分から薬液がレジストに浸透する。したがって、薬液の供給と同時にレジストの溶出が開始する。その結果、透明基板２上からレジストを効率良く除去（剥離）することができる。
【００５７】
薬液としては、レジストを溶出させるもの（例えば、公知のレジスト剥離剤）を用いることができる。具体的には、例えば、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）や、ＫＯＨ（水酸化カリウム）水溶液などのレジスト剥離剤、或いは、アセトンなどの有機溶剤などを使用可能である。
【００５８】
その一方で、レジスト剥離工程にはドライプロセスを適用してもよい。ドライプロセスは、上記の薬液を使用せず、ドライな環境でレジストを剥離するプロセスである。本工程に適用するドライプロセスとしては、プラズマアッシングなどのアッシング処理が好ましい。その場合は、上記減膜工程でドライプロセス（アッシング処理）を適用し、上記光学膜除去工程でドライエッチングを適用することにより、減膜工程、光学膜除去工程、及びレジスト剥離工程を一貫して、ドライ装置によって連続的に行える点で有利である。
【００５９】
このようにレジスト剥離工程で透明基板２上からレジストを除去（剥離）することにより、レジストパターン３ｐの側面の下側を覆っている光学膜４も、レジストと一緒に除去される。ただし、透明基板２上において、レジストパターン３ｐが無いところ（領域Ａ）に形成されている光学膜４は、そのまま残存する。レジスト剥離工程では、上記薬液を使用する際に、物理的な除去手段を併用してもよい。具体的には、例えばスクラブ洗浄、ブラシ洗浄、超音波洗浄などを併用してもよい。
【００６０】
以上の工程により、透明基板２上には、遮光部に対応する領域Ａに光学膜パターン４ｐが残存してなる転写用パターンが形成され、これによって本実施形態に係るフォトマスク（バイナリマスク等）１０が完成する。
【００６１】
本実施形態の製造方法で製造されたフォトマスクは、透明基板２上から、レジストパターン３ｐと不要な光学膜４が離脱し、光学膜パターン４ｐ（ここでは遮光膜パターン）が残存する。これにより、光学膜パターン４ｐが残存する領域Ａを遮光部とし、レジストパターン３ｐが除去された領域Ｂを透光部とする、転写用パターンを備えたフォトマスク１０が完成する。このフォトマスク１０において、転写用パターンの透光部となる領域Ｂでは透明基板２の表面が露出し、遮光部となる領域Ａには光学膜４（遮光膜）からなる光学膜パターン４ｐが残存する。また、転写用パターンは、レジストパターン３ｐの除去によって形成されたパターンエッジをもち、レジストパターン３ｐをエッチングマスクとしてエッチングすること（従来方法）によるパターンエッジをもたない。このため、上記の製造方法によって得られるフォトマスクは、転写用パターンのＣＤ精度が高く、特に微細な抜きパターンのＣＤや形状が、設計値と乖離せず、優れたパターン精度をもつ。
【００６２】
また、本実施形態に係るフォトマスクの製造方法では、第１レジスト膜３をポジ型のレジストで構成しているため、上述したネガ型のレジストに起因する不都合が生じない。また、ポジ型のレジストからなるレジストパターン３ｐを除去することにより、透明基板２を露出させて透光部を形成する。このため、レジストパターン形成工程では、必要に応じて描画データを反転させることにより、抜きパターンに対応するレジスト部分を残すように、第１レジスト膜３を描画する。したがって、透明基板２上に微細な抜きパターンを形成する場合でも、その抜きパターン（Ｂ領域）の外側で描画用のビームを走査することができる。その結果、設計値としてのＣＤが小さくなっても（得ようとする抜きパターンの幅が小さくなっても）、パターン角部の丸まりなどの変形が抑止され、ＣＤリニアリティの劣化も低減する。この点は、図１（ｄ）のＳＥＭ像及び図２（ｃ）のリニアリティ傾向からも予測できるとおりである。換言すれば、本実施形態の製造方法では、抜きパターン（つまり遮光膜の抜き）が、描画のエネルギービームの照射を受けて形成されるのではなく、エネルギービームの照射を受けずに形成される。このため、本実施形態によれば、パターンが微細になって、ビームのエネルギーが十分に受けられずに、パターニングが不完全化することがない。よって、本実施形態に係るフォトマスクの製造方法は、転写用パターンの面内全体のＣＤばらつきも抑えられる点で、非常に有利である。
【００６３】
また、本実施形態においては、レジストパターン形成工程で形成されるレジストパターン３ｐの側面が順テーパ形状であるため、成膜工程では、レジストパターン３ｐの上面のみでなく側面にも光学膜４が堆積する。このため、成膜工程を終えた段階では、レジストパターン３ｐ全体が光学膜４によって被覆された状態となる。したがって、この状態のまま薬液を供給しても、光学膜４に薬液が接触するだけで、レジストに薬液を到達させることは困難である。このため、薬剤をレジストに接触させ、レジストの溶出を速やかに開始させる手段を講じる必要がある。
【００６４】
そこで、本実施形態に係るフォトマスクの製造方法では、成膜工程とレジスト剥離工程との間に、レジスト塗布工程、減膜工程、及び光学膜除去工程を設けている。そして、減膜工程では、レジストパターン３ｐの頂部を覆っている光学膜４を第２レジスト膜６の減膜により露出させ、この光学膜４を光学膜除去工程で除去することにより、レジストパターン３ｐの頂部を露出させている。したがって、レジスト剥離工程では、レジストパターン３ｐや第２レジスト膜６を構成しているレジストに薬液を接触（浸透）させて、レジストの溶出を容易に開始させることができる。その結果、レジストの剥離を効率良く行うことができる。この点は、レジスト剥離工程にドライプロセスを適用する場合も同様である。
【００６５】
また、本実施形態に係るフォトマスクの製造方法では、レジストパターン３ｐの頂部を覆っている光学膜４を光学膜除去工程で除去する場合に、遮光部に対応する領域Ａの光学膜４は第２レジスト膜６で覆われたままになる。このため、遮光部に対応する領域Ａの光学膜４を第２レジスト膜６で保護しながら、レジストパターン３ｐ頂部の光学膜４を除去することができる。
【００６６】
＜第２実施形態＞
以下に、本発明の第２実施形態に係るフォトマスクの製造方法について説明する。
本実施形態においても、実質的に露光光を透過しない遮光膜（光学濃度がＯＤ≧３の膜）をパターニングすることによって、遮光部と透光部とをもつバイナリマスクの転写用パターンを形成する場合を例に挙げて説明する。
【００６７】
（フォトマスクブランク準備工程）
まず、図７（ａ）に示すフォトマスクブランク１を用意する。このフォトマスクブランク１は、透明基板２上に下地膜５を形成し、更に下地膜５上に第１レジスト膜３を形成したものである。すなわち、透明基板２上に、下地膜５と第１レジスト膜３が、この順に形成されている。透明基板２については、上記第１実施形態と同様である。下地膜５の成膜方法には、例えば、スパッタ法等、公知の方法を用いることができる。
【００６８】
第１レジスト膜３については、上記第１実施形態と同様である。具体的には、第１レジスト膜３は、ポジ型のレジスト材料（フォトレジスト）とする。また、第１レジスト膜３を形成する手段としては、上記第１実施形態と同様に、スピンコータ、スリットコータなどを利用可能であり、第１レジスト膜３の膜厚は、５０００〜１００００Å程度とすることができる。
【００６９】
本実施形態では、透明基板２上にレジストを塗布して第１レジスト膜３を形成する際に、両者の間の密着性をより確実にするために、下記の材料からなる下地膜５を介在させる。透明基板２と下地膜５の密着性や、第１レジスト膜３と下地膜５の密着性は、透明基板２と第１レジスト膜３の密着性よりも高い。このため、下地膜５を介在させることで、透明基板２と第１レジスト膜３の密着性を向上させることができる。
【００７０】
下地膜５は、金属（例えば、Ｔｉ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｍｏ、又はＣｒ）、又はその化合物を含むものが好ましい。化合物としては、これら金属の酸化物、窒化物、炭化物や、酸化窒化物、酸化窒化炭化物などの混合体が例示される。下地膜５の膜厚は、５〜３００Åが好ましく、より好ましくは、５〜２００Å、更に好ましくは１０〜１００Åである。また、下地膜５は、後述する光学膜４を含まない、光学膜４とは異なる膜である。また、下地膜５の膜厚は、光学膜４の膜厚の１／１０以下が好ましく、より好ましくは１／２０以下である。下地膜５は、光学膜４との間にエッチング選択性をもつ材料で構成することができる。ただし、後述のように、下地膜５と光学膜４は、共通のエッチング剤によってエッチング可能な材料で構成することもできる。
【００７１】
下地膜５は、付加的な機能を有していても良い。例えば、表面又は裏面の光の反射防止機能を下地膜５にもたせてもよい。その場合は、例えば、３００〜５００ｎｍの波長光に対して、下地膜５の反射防止機能により、表面又は裏面の光の反射率を２０％以下とすることが挙げられる。また、導電性（シート抵抗１０ｋΩ／□以下）を有する下地膜５とすることで、下地膜５に静電破壊防止機能をもたせてもよい。なお、下地膜５の光学物性には特に制約はない。転写用パターンの光学的な機能は、光学膜４によって決定可能である。
【００７２】
（レジストパターン形成工程）
次に、上記透明基板２上の第１レジスト膜３に描画と現像を行うことにより、例えば図７（ｂ）に示すようなレジストパターン３ｐを形成する。描画処理では、上述のように用意したフォトマスクブランク１に対して、所定のパターンデザインに基づく描画データを用いて、描画装置により描画を行う。描画に用いる描画装置は、上記第１実施形態と同様である。また、描画データのフォーマットによっては、第１レジスト膜３の描画に先立ち、描画データを反転することが好ましいことも、上記第１実施形態と同様である。
【００７３】
現像処理では、上記第１実施形態と同様に、描画後の第１レジスト膜３を現像することにより、部分的に第１レジスト膜３が除去されてなるレジストパターン３ｐを得る。現像によって得られるレジストパターン３ｐは、転写用パターンの遮光部に対応する領域Ａのレジストが除去されて下地膜５が露出し、透光部に対応する領域Ｂのレジストが残存するかたちで形成される。また、レジストパターン３ｐの側面は、描画エネルギービームのエネルギー分布の影響により、透明基板２の主表面に垂直な面に対して若干傾斜する。この後は、上記第１実施形態と同様に、不要なレジスト残渣を除去する工程を行ってもよい。
【００７４】
（成膜工程）
次に、図７（ｃ）に示すように、レジストパターン３ｐが形成された透明基板２上に、光学膜４を成膜する。これにより、フォトマスク中間体が得られる。このフォトマスク中間体は、透明基板２上に下地膜５を有するとともに、下地膜５上にレジストパターン３ｐを有し、かつ、レジストパターン３ｐ上に光学膜４を有する。光学膜４は、レジストパターン３ｐ上だけでなく、レジストパターン３ｐによって覆われていない下地膜５上にも形成されている。
【００７５】
光学膜４の成膜手段は、上記第１実施形態と同様である。これにより、光学膜４の材料は、上記の現像によって露出した下地膜５の表面、及び、レジストパターン３ｐの表面に堆積して膜となる。なお、上記のとおりレジストパターン３ｐは、ポジ型のレジストを用いて構成されており、その側面は若干傾斜した斜面形状（順テーパ形状）となっている。光学膜４は、この傾斜したレジストパターン３ｐの側面にもわずかに堆積するため、レジストパターン３ｐ全体を被覆する薄い表層を形成する。
【００７６】
光学膜４の材料及び膜厚は、得ようとするフォトマスクに必要な光学特性を満たすように選択する。ここでは一例として、光学膜４が、Ｃｒを主成分とする遮光膜（光学濃度ＯＤ≧３）であるとする。その場合、光学膜４の膜厚は、１０００〜２０００Å程度とすることができる。
【００７７】
（レジスト塗布工程）
次に、図７（ｄ）に示すように、上記成膜工程後の透明基板２上にレジストを塗布して第２レジスト膜６を形成することにより、光学膜４に被覆されたレジストパターン３ｐを第２レジスト膜６中に埋め込む。この工程は上記第１実施形態と同様に行うことができる。これにより、透明基板２上に形成されているレジストパターン３ｐとこれを被覆している光学膜４が、第２レジスト膜６の中に埋め込まれる。
【００７８】
（減膜工程）
次に、図８（ａ）に示すように、第２レジスト膜６を所定の厚み分だけ減膜することにより、レジストパターン３ｐの頂部を被覆する光学膜４を露出させる。この工程は上記第１実施形態と同様に行うことができる。これにより、第２レジスト膜６はその上部側から一定の厚み分が消失し、光学膜４が部分的に露出する。一方、レジストパターン３ｐの無い部分に堆積した光学膜４は、減膜後も第２レジスト膜６に覆われたままになる。
【００７９】
（光学膜除去工程）
次に、図８（ｂ）に示すように、上記減膜工程で露出させた光学膜４を除去する。除去の方法は、上記第１実施形態と同様である。これにより、レジストパターン３ｐの頂部を覆っていた光学膜４が消失し、レジストパターン３ｐの頂部が露出する。
【００８０】
（レジスト剥離工程）
次に、図８（ｃ）に示すように、上記光学膜除去工程後に透明基板２上に残存するレジストを剥離する。レジストを剥離する方法は、上記第１実施形態と同様である。これにより、レジストパターン３ｐ及び第２レジスト膜６を構成しているレジストが除去（剥離）されるとともに、レジストパターン３ｐの側面の下側を覆っている光学膜４も、レジストと一緒に除去される。ただし、透明基板２上において、レジストパターン３ｐが無いところ（領域Ａ）に形成されている光学膜４は、そのまま残存する。
【００８１】
これにより、透明基板２上には、遮光部に対応する領域Ａと透光部に対応する領域Ｂに下地膜５が残存するとともに、遮光部に対応する領域Ａに光学膜パターン４ｐが残存してなる転写用パターンが形成される。
【００８２】
なお、露光光に対して下地膜５の透過率が高い（例えば、露光光に対する透明基板２の透過率を基準（１００％）としたときに、下地膜５の透過率が９０％以上）場合には、透光部に対応する領域Ｂで透明基板２の表面が下地膜５により覆われたまま、本発明のフォトマスクとすることができる。ただし、露光光に対する下地膜５の透過率が低い（例えば、透明基板２の透過率の９０％未満）場合、或いは下地膜５の透過率が高くても、透光部の露光光の透過率を更に高めたい場合は、次の工程で下地膜５を除去することが好ましい。
【００８３】
（下地膜除去工程）
下地膜除去工程では、図８（ｄ）に示すように、上記レジストの剥離によって露出した下地膜５であって、透光部に対応する領域Ｂに残存している下地膜５を除去する。これにより、下地膜パターン５ｐが形成されるとともに、この下地膜パターン５ｐと光学膜パターン４ｐとを積層してなる転写用パターンが形成される。この工程では、下地膜５の膜材料を溶出させることができる薬剤（エッチング剤）を用いて、ウェットエッチングにより下地膜５を除去することが好ましい。例えば、ＢＨＦ（バッファードフッ酸）、アルカリ過水、ＳＰＭ（硫酸過水）などを用いることができる。その際、好ましくは、上記のとおり、光学膜４と下地膜５を、互いにエッチング選択性をもつ材料で形成しておくとよい。そして、下地膜除去工程では、光学膜４（ここでは遮光膜）が損傷しないように、光学膜４（遮光膜）が耐性をもつエッチング剤を用いて下地膜５を除去することが好ましい。
【００８４】
ただし、光学膜４の膜厚が下地膜５の膜厚に比べて充分に厚く、下地膜５をエッチングによって除去しても、光学膜４（遮光膜）に求められる光学特性（ＯＤ≧３）が得られる場合は、光学膜４と下地膜５を、共通のエッチング剤によってエッチング可能な材料で形成してもよい。例えば、光学膜４と下地膜５を、共通の金属（例えばＣｒ）を含む材料で形成することができる。この場合は、光学膜４の材料と下地膜５の材料との間にエッチングレート差（例えば１：１〜１：５）やエッチング所要時間差（１：３〜１：２０）を設けることが好ましい。
【００８５】
以上の工程により、透明基板２上には、遮光部に対応する領域Ａに光学膜パターン４ｐと下地膜パターン５ｐが残存してなる転写用パターンが形成され、これによって本実施形態に係るフォトマスク（バイナリマスク等）１０が完成する。
【００８６】
本実施形態の製造方法で製造されたフォトマスクは、透明基板２上から、レジストパターン３ｐと不要な光学膜４が離脱し、下地膜パターン５ｐと光学膜パターン４ｐ（ここでは遮光膜パターン）の積層が残存する。これにより、下地膜パターン５ｐと光学膜パターン４ｐが残存する領域Ａを遮光部とし、レジストパターン３ｐと光学膜４が除去された領域Ｂを透光部とする、転写用パターンを備えたフォトマスクが完成する。このフォトマスクにおいて、転写用パターンの透光部となる領域Ｂでは透明基板２（図８（ｃ）で完成とした場合は下地膜５）の表面が露出し、遮光部となる領域Ａには光学膜パターン４ｐと下地膜パターン５ｐが積層状態で残存する。また、転写用パターンは、レジストパターン３ｐの除去によって形成されたパターンエッジをもち、レジストパターン３ｐをエッチングマスクとしてエッチングすること（従来方法）によるパターンエッジをもたない。このため、上記の製造方法によって得られるフォトマスクは、上記第１実施形態と同様に、転写用パターンのＣＤ精度が高く、特に微細な抜きパターンのＣＤや形状が、設計値と乖離せず、優れたパターン精度をもつ。
【００８７】
また、本実施形態に係るフォトマスクの製造方法では、上記第１実施形態と同様に、第１レジスト膜３をポジ型のレジストで構成しているため、上述したネガ型のレジストに起因する不都合が生じない。また、ポジ型のレジストからなるレジストパターン３ｐを除去することにより、下地膜５又は透明基板２を露出させて透光部を形成するため、上記第１実施形態と同様に、設計値としてのＣＤが小さくなっても（得ようとする抜きパターンの幅が小さくなっても）、パターン角部の丸まりなどの変形が抑止され、ＣＤリニアリティの劣化が低減する。この点は、図１（ｄ）のＳＥＭ像及び図２（ｃ）のリニアリティ傾向からも予測できるとおりである。よって、本実施形態に係るフォトマスクの製造方法は、転写用パターンの面内全体のＣＤばらつきも抑えられる点で、非常に有利である。
【００８８】
また、本実施形態に係るフォトマスクの製造方法では、上記第１実施形態と同様に、成膜工程とレジスト剥離工程との間に、レジスト塗布工程、減膜工程、及び光学膜除去工程を設けているため、レジストを露出させた状態でレジスト剥離を行うことができる。このため、レジストの剥離を効率良く行うことが可能となる。
【００８９】
また、本実施形態に係るフォトマスクの製造方法では、上記第１実施形態と同様に、レジストパターン３ｐの頂部を覆っている光学膜４を光学膜除去工程で除去する場合に、遮光部に対応する領域Ａの光学膜４を第２レジスト膜６で保護しながら、レジストパターン３ｐ頂部の光学膜４を除去することができる。
【００９０】
＜第３実施形態＞
以下に、本発明の第３実施形態に係るフォトマスクの製造方法について説明する。
本実施形態においても、実質的に露光光を透過しない遮光膜（光学濃度がＯＤ≧３の膜）をパターニングすることによって、遮光部と透光部とをもつバイナリマスクの転写用パターンを形成する場合を例に挙げて説明する。
【００９１】
まず、フォトマスクブランク準備工程とレジストパターン形成工程を上記第２実施形態と同様に行う（図７（ａ），（ｂ））。
【００９２】
（下地膜除去工程）
次に、光学膜４の成膜を行う前に、図９（ａ）に示すように、下地膜５を部分的に除去する。これにより、レジストパターン３ｐと同様の形状で下地膜５がパターニングされる。下地膜５の除去は、例えば上記第２実施形態と同様に、下地膜５の膜材料を溶出させることができる薬剤（エッチング剤）を用いて、ウェットエッチングにより行うとよい。その場合、転写用パターンの透光部に対応する領域Ｂの下地膜５はレジストパターン３ｐによって覆われているため、エッチングによって除去されないが、遮光部に対応する領域Ａの下地膜５は外部に露出しているため、エッチングによって除去される。その結果、遮光部に対応する領域Ａに透明基板２の表面が露出した状態となる。
【００９３】
（成膜工程）
次に、図９（ｂ）に示すように、レジストパターン３ｐが存在する透明基板２上に光学膜４を形成する。これにより、フォトマスク中間体が得られる。このフォトマスク中間体は、透明基板２上に下地膜５を有するとともに、下地膜５上にレジストパターン３ｐを有し、かつ、レジストパターン３ｐ上に光学膜４を有する。光学膜４は、レジストパターン３ｐ上だけでなく、レジストパターン３ｐによって覆われていない透明基板２上にも形成されている。下地膜５の表面は、レジストパターン３ｐによって覆われている。
【００９４】
光学膜４の成膜手段は、上記第１実施形態と同様である。これにより、光学膜４の材料は、領域Ａに露出した透明基板２の表面、及び、レジストパターン３ｐの表面に堆積して膜となる。また、光学膜４は、傾斜したレジストパターン３ｐの側面にもわずかに堆積するため、レジストパターン３ｐ全体を被覆する薄い表層を形成する
【００９５】
（レジスト塗布工程）
次に、図９（ｃ）に示すように、上記成膜工程後の透明基板２上にレジストを塗布して第２レジスト膜６を形成することにより、光学膜４に被覆されたレジストパターン３ｐを第２レジスト膜６中に埋め込む。この工程は上記第１実施形態と同様に行うことができる。これにより、透明基板２上に形成されているレジストパターン３ｐとこれを被覆している光学膜４が、第２レジスト膜６の中に埋め込まれる。
【００９６】
（減膜工程）
次に、図９（ｄ）に示すように、第２レジスト膜６を所定の厚み分だけ減膜することにより、レジストパターン３ｐの頂部を被覆する光学膜４を露出させる。この工程は上記第１実施形態と同様に行うことができる。これにより、第２レジスト膜６はその上部側から一定の厚み分が消失し、光学膜４が部分的に露出する。一方、レジストパターン３ｐの無い部分に堆積した光学膜４は、減膜後も第２レジスト膜６に覆われたままになる。
【００９７】
（光学膜除去工程）
次に、図１０（ａ）に示すように、上記減膜工程で露出させた光学膜４を除去する。除去の方法は、上記第１実施形態と同様である。これにより、レジストパターン３ｐの頂部を覆っていた光学膜４が消失し、レジストパターン３ｐの頂部が露出する。
【００９８】
（レジスト剥離工程）
次に、図１０（ｂ）に示すように、上記光学膜除去工程後に透明基板２上に残存するレジストを剥離する。レジストを剥離する方法は、上記第１実施形態と同様である。これにより、レジストパターン３ｐ及び第２レジスト膜６を構成しているレジストが除去（剥離）されるとともに、レジストパターン３ｐの側面の下側を覆っている光学膜４も、レジストと一緒に除去される。ただし、透明基板２上において、レジストパターン３ｐが無いところ（領域Ａ）に形成されている光学膜４は、そのまま残存する。
【００９９】
これにより、透明基板２上には、透光部に対応する領域Ｂに下地膜５が残存するとともに、遮光部に対応する領域Ａに光学膜パターン４ｐが残存してなる転写用パターンが形成される。この段階で、本実施形態に係るフォトマスク（バイナリマスク等）の完成とすることができる。また、上記第２実施形態と同様の理由により、次の工程で下地膜５を除去してもよい。
【０１００】
（下地膜除去工程）
下地膜除去工程では、図１０（ｃ）に示すように、上記レジストパターン３ｐの除去によって露出した下地膜５であって、透光部に対応する領域Ｂに残存している下地膜５を除去する。これにより、光学膜パターン４ｐからなる転写用パターンが形成される。下地膜５の除去は、上記第２実施形態と同様に行うことができる。
【０１０１】
また、下地膜除去工程を行う場合には、光学膜４（ここでは遮光膜）が損傷しないように、光学膜４（遮光膜）が耐性をもつエッチング剤を用いて下地膜５を除去することが好ましい。また、下地膜５と光学膜４は、互いにエッチング選択性をもつ材料で形成しておくことが好ましい。ただし、光学膜４と下地膜５を、共通のエッチング剤によってエッチング可能な材料（例えばＣｒを含む材料）で形成してもよい点、並びに、光学膜４の材料と下地膜５の材料との間にエッチングレート差（例えば１：１〜１：５）やエッチング所要時間差（１：３〜１：２０）を設けることが好ましい点は、上記第２実施形態と同様である。
【０１０２】
以上の工程により、透明基板２上には、遮光部に対応する領域Ａに光学膜パターン４ｐが残存してなる転写用パターンが形成され、これによって本実施形態に係るフォトマスク（バイナリマスク等）１０が完成する。下地膜除去を伴う本実施形態において、光学膜４は下地膜５を構成せず、また、下地膜５は光学膜４を構成しない。すなわち、本実施形態の製造方法で用いるフォトマスクブランクは、光学膜４を有さず、下地膜５を有するが、完成したフォトマスク１０は、下地膜５を有さず、光学膜パターン４ｐからなる転写用パターンを有する。このフォトマスクに形成される転写用パターンは、上記第１実施形態と同様に、光学膜４がパターニングされてなる光学膜パターン４ｐの単層構成となる。また、上記の製造方法によって得られるフォトマスクは、上記第１実施形態及び第２実施形態と同様に、転写用パターンのＣＤ精度が高く、特に微細な抜きパターンのＣＤや形状が、設計値と乖離せず、優れたパターン精度をもつ。また、本実施形態に係るフォトマスクの製造方法は、上記第１実施形態及び第２実施形態と同様に、転写用パターンの面内全体のＣＤばらつきも抑えられる点で、非常に有利である。
【０１０３】
＜フォトマスク＞
本発明の第１実施形態、第２実施形態又は第３実施形態に係る製造方法により製造されるフォトマスクは、以下のような特徴をもつ。
まず、上述した各実施形態に係る製造方法は、いずれも、レジストパターン３ｐをエッチングマスクとして光学膜４をエッチングするエッチング工程を含まず、かつ、光学膜４をエッチング剤によりパターニングすることなく、光学膜パターン４ｐを形成している。このため、光学膜パターン４ｐは、そのエッジに、等方性エッチング断面を有しない。等方性エッチング断面とは、ある対象膜をエッチングによってパターニングするときに、エッチングが等方的に進行することによって対象膜パターンのエッジ部分に生じる断面（通常順テーパ形状の断面となる）をいう。
【０１０４】
上述のように等方性エッチング断面を有しない光学膜パターン４ｐによって転写用パターンを構成すれば、光学膜４の素材（膜材料）の決定において、エッチング特性に関する制約が少なくなる。このため、表示装置製造用のフォトマスクとして好適である。詳述すると、表示装置製造用のフォトマスクは一般にサイズが大きいことから、真空装置を必要としないウェットエッチングを多用する傾向があり、その光学膜もウェットエッチングが可能な材料を選択する要望がある。しかしながら、上記実施形態の製造方法を適用すれば、光学膜４の素材が、必ずしもウェットエッチングに適したものである必要はない。よって、光学膜４の素材としては、エッチング特性に関する制約が少なく、光学特性や耐性を重視して選択、決定できる自由度がある。
【０１０５】
また、上記実施形態の製造方法によれば、光学膜４のパターニング方法として、エッチングに依存しない方法を用いているため、上述した微細パターン形成上の問題を解消することができる。すなわち、微細な抜きパターンであっても、レジストパターン３ｐをエッチングマスクとして形成するのではなく、透光部に対応する領域Ｂから光学膜４を除去するためにレジストパターン３ｐを形成している。よって、転写用パターンの微細化に伴う従来の問題、すなわち、パターンが微細になるほど描画が困難になり、ＣＤやパターン形状が劣化するという問題を解消することができる。これにより、パターニングの解像性が上がることになる。
【０１０６】
このため、上記実施形態の製造方法は、フォトマスクの転写用パターンに、ＣＤ（幅）として３μｍ以下の部分をもつ、スペースパターンやホールパターンを有するものに好適に適用可能である。このようなスペースパターンやホールパターンは、残しパターンに挟まれた抜きパターン、或いは、残しパターンに囲まれた抜きパターンとして転写用パターンに含まれる。具体的には、例えば、幅３μｍ以下の抜きパターンが、幅３μｍを超える残しパターンに挟まれている、或いは囲まれている場合などである。
【０１０７】
これら抜きパターンのＣＤの最小幅をＷ（μｍ）とすると、転写用パターンの中に、０．３≦Ｗ≦３の部分、更には、０．５≦Ｗ≦２．５、更には、０．５≦Ｗ≦２、更には、０．５≦Ｗ≦１．５の部分を有する抜きパターン（スペースパターン、ホールパターン）が含まれる場合に、本発明の効果が顕著である。具体的には、例えば、幅０．５μｍ〜１．５μｍのスペースパターン、又は、幅１μｍ〜２μｍのホールパターンを転写用パターンが含むときに、本発明は特に有効である。
【０１０８】
また、上記抜きパターンは、孤立ホールパターン又は孤立スペースパターンであることが特に好ましい。ここで、所定の単位パターンが互いに近接して規則的に配列し、互いに光学的な作用を及ぼしあうパターンを密集パターンとするとき、孤立パターンとは、密集パターン以外のパターンをいう。孤立パターンとしての抜きパターンは、描画の際、エネルギー（レーザ）ビームがビーム径に対して十分に広い走査領域を走査できるので、パターンの丸まりやＣＤの減失が生じにくいという利点がある。
【０１０９】
また、本実施形態の製造方法によるフォトマスクは、光学膜のパターニング方法として、エッチングに依存しない方法を用いているため、光学膜のエッチングに起因する面内ＣＤのばらつきが回避される。したがって、本実施形態に係るフォトマスクは、転写用パターンにおける面内ＣＤリニアリティに優れたものとなる。すなわち、抜きパターンにおいて、２μｍから０．５μｍまでの目標寸法の変化に対して、目標寸法からのずれの絶対値（リニアリティ誤差）を、０．２μｍ以下とすることができ、例えば、０．０１〜０．２μｍ、より好ましくは０．０１〜０．１μｍとすることができる。
【０１１０】
なお、光学膜４は、好ましくは単一膜（単一の成膜工程で形成された膜）である。ただし、本発明の作用効果を妨げない範囲で、その表層や内側に機能層を有しても良い。例えば、光学膜４は、その表面側、又は裏面側に、反射低減層を有していても良い。これは、光学膜４の表面近傍において、光学膜４の組成の一部を深さ方向に異なるものとすることにより、フォトマスク製造の際に用いる描画光、又は、フォトマスクを露光するときに用いる露光光の表面反射を低減させる効果がある。その他の機能層としては、光学フィルタ層、導電層、絶縁層などが例示される。
【０１１１】
また、本発明の作用効果を妨げない範囲で、上記光学膜４の他に付加的な膜を設けてもよい。例えば、上記実施形態のように光学膜４が遮光膜である場合は、この遮光膜の他に、半透光膜（位相シフト膜、又は低位相膜）など、他の光学膜を有してもよいし、機能膜（導電膜、絶縁膜、エッチングストッパ膜など）を有してもよい。
【０１１２】
また、本発明の製造方法によって得られるフォトマスクは、その用途に特に制限はなく、バイナリマスクのほか、多階調フォトマスク、位相シフトマスクなどとして使用することができる。
【０１１３】
また、本発明の製造方法によって得られるフォトマスクは、ＬＣＤ（liquid crystal display）用、或いはＦＰＤ（Flat Panel Display）用として知られる露光装置を用いた露光に好適に使用することができる。この種の露光装置としては、例えば、ｉ線、ｈ線、ｇ線を含む露光光を用い、開口数（ＮＡ；numerical aperture）が０．０８〜０．１５、コヒレントファクタ（σ）が０．７〜０．９程度の等倍光学系をもつ、プロジェクション露光装置が用いられる。もちろん、本発明に係るフォトマスクは、プロキシミティ露光用のフォトマスクとしてもよい。
【０１１４】
＜表示装置の製造方法＞
本発明の実施形態に係るフォトマスクは、表示装置を製造する際に好適に用いられる。その場合、表示装置の製造方法は、上記第１〜第３実施形態のうちいずれか１つの実施形態に係る製造方法によるフォトマスクを用意する工程と、露光装置を用いて、上記のフォトマスクが備える転写用パターンを被転写体上に転写する工程と、を有するものとなる。
【符号の説明】
【０１１５】
１…フォトマスクブランク
２…透明基板
３…第１レジスト膜
３ｐ…レジストパターン
４…光学膜
４ｐ…光学膜パターン
５…下地膜
５ｐ…下地膜パターン
６…第２レジスト膜
１０…フォトマスク
【図１】
2018116089.tif 000003
【図２】
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【図３】
2018116089.tif 000005
【図４】
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【図５】
2018116089.tif 000007
【図６】
2018116089.tif 000008
【図７】
2018116089.tif 000009
【図８】
2018116089.tif 000010
【図９】
2018116089.tif 000011
【図１０】
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