(57)【要約】【課題】  多階調フォトマスクの半透光膜が減膜して透過率が変化する際における局所的な減膜量の変化を抑制し、光透過率の面内均一性を向上させる。【解決手段】  導電性を有する導電性膜、半透光膜、及び遮光膜が透明基板上にこの順に積層されたフォトマスクブランクを用意する工程と、フォトマスクブランク上に形成した第１レジストパターンをマスクとして、少なくとも遮光膜をエッチングする第１エッチング工程と、第１レジストパターンを除去したのち、第１エッチング工程の行われたフォトマスクブランク上に第２レジストパターンを形成し、第２レジストパターン及び遮光膜をマスクとして半透光膜をエッチングする第２エッチング工程と、第２レジストパターンを除去したのち、露出した半透光膜を所定量減膜する減膜工程と、を有する。【選択図】図１
2011102913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮光部、透光部、及び半透光部を含む所定の転写パターンを透明基板上に形成する多階調フォトマスクの製造方法であって、
導電性を有する導電性膜、半透光膜、及び遮光膜が前記透明基板上にこの順に積層され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形成した第１レジストパターンをマスクとして、少なくとも前記遮光膜をエッチングする第１エッチング工程と、
前記第１レジストパターンを除去したのち、前記第１エッチング工程の行われた前記フォトマスクブランク上に第２レジストパターンを形成し、前記第２レジストパターン及び前記遮光膜をマスクとして前記半透光膜をエッチングする第２エッチング工程と、
前記第２レジストパターンを除去したのち、露出した前記半透光膜を所定量減膜する減膜工程と、を有する
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２】
前記減膜工程では、露出した前記半透光膜に薬液を接触させる
ことを特徴とする請求項１に記載の多階調フォトマスクの製造方法。
【請求項３】
前記導電性膜は、シート抵抗値が２０ｋΩ／□以下となる導電性を有する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の多階調フォトマスク。
【請求項４】
前記多階調フォトマスクは、液晶表示装置の製造に用いられ、
前記転写パターンは、所定の画素パターンと、前記画素パターンとはパターン形状が異なる周辺パターンと、を備える
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の多階調フォトマスクの製造方法。
【請求項５】
遮光部、透光部、及び半透光部を含む所定の転写パターンが透明基板上に形成された多階調フォトマスクであって、
前記遮光部は、導電性を有する導電性膜、半透光膜、及び遮光膜が前記透明基板上にこの順に積層されてなり、
前記半透光部は、前記導電性膜及び前記半透光膜が前記透明基板上にこの順に積層されてなり、
前記透光部は、前記透明基板が露出してなり、
前記半透光部を構成する前記半透光膜の膜厚が、前記遮光部を構成する前記半透光膜の膜厚より小さくなるように減膜され、
前記半透光部を構成する前記半透光膜の光透過率の面内分布が、波長が３６５ｎｍ以上４３６ｎｍ以下の光に対して２％以下である
ことを特徴とする多階調フォトマスク。
【請求項６】
前記半透光部を構成する前記半透光膜の膜厚と、前記遮光部を構成する前記半透光膜の膜厚との差が５ｎｍ以上１５ｎｍμｍ以下の範囲である
ことを特徴とする請求項５に記載の多階調フォトマスク。
【請求項７】
遮光部、透光部、第１半透光部、及び第２半透光部を含む所定の転写パターンが透明基板上に形成された多階調フォトマスクであって、
前記遮光部は、導電性を有する導電性膜、半透光膜、及び遮光膜が前記透明基板上にこの順に積層されてなり、
前記第１半透光部は、前記導電性膜及び前記半透光膜が前記透明基板上にこの順に積層されてなり、
前記第２半透光部は、前記透明基板上に形成された前記導電性膜の上面が露出してなり
、
前記透光部は、前記透明基板が露出してなり、
前記第１半透光部を構成する前記半透光膜の膜厚が、前記遮光部を構成する前記半透光膜の膜厚より小さくなるように減膜され、
前記第１半透光部を構成する前記半透光膜の光透過率の面内分布が、波長が３６５ｎｍ以上４３６ｎｍ以下の光に対して２％以下である
ことを特徴とする多階調フォトマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶表示装置等のフラットパネルディスプレイ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：以下ＦＰＤとも呼ぶ）等の製造に用いられる多階調フォトマスクの製造方法、及び多階調フォトマスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば液晶表示装置に使用されるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）基板は、遮光部及び透光部からなる転写パターンが透明基板上に形成されたフォトマスクを用い、例えば５回〜６回のフォトリソグラフィ工程を経て製造されてきた。近年、フォトリソグラフィ工程数を削減するため、遮光部、半透光部、及び透光部を含む転写パターンが透明基板上に形成された多階調フォトマスクが用いられるようになってきた。
【０００３】
上述の多階調フォトマスクは、例えば、半透光膜、及び遮光膜が透明基板上にこの順に積層されたフォトマスクブランクを用意する工程と、フォトマスクブランク上に形成した第１レジストパターンをマスクとして、少なくとも遮光膜をエッチングする第１エッチング工程と、第１レジストパターンを除去したのち、第１エッチング工程の行われたフォトマスクブランク上に第２レジストパターンを形成し、第２レジストパターン及び遮光膜をマスクとして半透光膜をエッチングする第２エッチング工程と、を実施することで製造することができる。なお、ＦＰＤ製造用のフォトマスクはサイズが大きく、例えば１辺が３００ｍｍ以上の方形であったり、パネル製造効率を上げることを企図した最近のものでは、一辺が１０００ｍｍ以上の方形であったりする。このため、遮光膜のエッチング方法としては、真空エッチングチャンバーを必要としないウェットエッチングが有利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２４９１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
多階調フォトマスクの評価は、主としてパターン線幅（ＣＤ）の測定、半透光部の光透過率の測定、及び欠陥有無の測定等によってなされる。特に、半透光部の光透過率を精緻に制御することで、多階調フォトマスクを用いたＦＰＤの製造歩留りを改善することができる。
【０００６】
発明者は、半透光部の光透過率の制御方法について鋭意研究を行った結果、多階調フォトマスクの膜構成と半透光膜の材質とを適切に選択することで、半透光部の光透過率を精査に調整できるとの知見を得た。すなわち、上述の第２レジストパターンを除去したのち、露出した半透光膜に所定の薬液を接触させ、露出した半透光膜の膜厚を所定量減膜する減膜工程を実施することで、半透光部の光透過率を微調整できることを見出した。
【０００７】
しかしながら、発明者の鋭意研究によれば、上述の減膜工程を実施した際、薬液に接触させた半透光膜の減膜量が面内の位置に応じて変動してしまい、半透光部の光透過率が面内に渡り不均一になってしまう場合があった。例えば、サイズの大きなＦＰＤ製造用の多階調フォトマスクにおいては、半透光部の光透過率の面内変化量を基準値である２％以内とすることが好ましいが、露出した半透光膜に薬液を接触させると、半透光部の光透過率が上述の基準値を超えて変化してしまい、半透光部の光透過率が面内に渡り不均一になってしまう場合があった。特に、半透光膜の減膜量の局所的な変化は、透明基板上に形成す
る転写パターンの形状との相関があることが見出された。なお、上記課題は、光透過率の調整を目的として半透光膜に薬液を供給する場合に限らず、例えば第２エッチング工程の実施後の洗浄等を目的として薬液を供給するときに薬液によって半透光膜が減膜する場合にも生じうる。すなわち、予め減膜量を想定した膜厚の半透光膜を形成しておいても、転写パターンの形状によって面内の減膜量が均一でないと、意図する光透過率に到達することが困難である。
【０００８】
そこで本発明は、多階調フォトマスクの半透光膜が減膜して透過率が変化する際における局所的な減膜量の変化を抑制し、光透過率の面内均一性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様は、遮光部、透光部、及び半透光部を含む所定の転写パターンを透明基板上に形成する多階調フォトマスクの製造方法であって、導電性を有する導電性膜、半透光膜、及び遮光膜が前記透明基板上にこの順に積層され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形成した第１レジストパターンをマスクとして、少なくとも前記遮光膜をエッチングする第１エッチング工程と、前記第１レジストパターンを除去したのち、前記第１エッチング工程の行われた前記フォトマスクブランク上に第２レジストパターンを形成し、前記第２レジストパターン及び前記遮光膜をマスクとして前記半透光膜をエッチングする第２エッチング工程と、前記第２レジストパターンを除去したのち、露出した前記半透光膜を所定量減膜する減膜工程と、を有する多階調フォトマスクの製造方法である。
【００１０】
本発明の第２の態様は、前記減膜工程では、露出した前記半透光膜に薬液を接触させる第１の態様に記載の多階調フォトマスクの製造方法である。
【００１１】
本発明の第３の態様は、前記導電性膜は、シート抵抗値が２０ｋΩ／□以下となる導電性を有する第１又は第２の態様に記載の多階調フォトマスクである。
【００１２】
本発明の第４の態様は、前記多階調フォトマスクは、液晶表示装置の製造用多階調フォトマスクであり、前記転写パターンは、所定の画素パターンと、前記画素パターンとはパターン形状が異なる周辺パターンと、を備える第１から第３のいずれかの態様に記載の多階調フォトマスクである。
【００１３】
本発明の第５の態様は、遮光部、透光部、及び半透光部を含む所定の転写パターンが透明基板上に形成された多階調フォトマスクであって、前記遮光部は、導電性を有する導電性膜、半透光膜、及び遮光膜が前記透明基板上にこの順に積層されてなり、前記半透光部は、前記導電性膜及び前記半透光膜が前記透明基板上にこの順に積層されてなり、前記透光部は、前記透明基板が露出してなり、前記半透光部を構成する前記半透光膜の膜厚が、前記遮光部を構成する前記半透光膜の膜厚より小さくなるように減膜され、前記半透光部を構成する前記半透光膜の光透過率の面内分布が、波長が３６５ｎｍ以上４３６ｎｍ以下の光に対して２％以下である多階調フォトマスクである。
【００１４】
本発明の第６の態様は、前記半透光部を構成する前記半透光膜の膜厚と、前記遮光部を構成する前記半透光膜の膜厚との差が０．５ｎｍ以上１５ｎｍ以下の範囲である第５の態様に記載の多階調フォトマスクである。
【００１５】
本発明の第７の態様は、遮光部、透光部、第１半透光部、及び第２半透光部を含む所定の転写パターンが透明基板上に形成された多階調フォトマスクであって、前記遮光部は、導電性を有する導電性膜、半透光膜、及び遮光膜が前記透明基板上にこの順に積層されて
なり、前記第１半透光部は、前記導電性膜及び前記半透光膜が前記透明基板上にこの順に積層されてなり、前記第２半透光部は、前記透明基板上に形成された前記導電性膜の上面が露出してなり、前記透光部は、前記透明基板が露出してなり、前記第１半透光部を構成する前記半透光膜の膜厚が、前記遮光部を構成する前記半透光膜の膜厚より小さくなるように減膜され、前記第１半透光部を構成する前記半透光膜の光透過率の面内分布が、波長が３６５ｎｍ以上４３６ｎｍ以下の光に対して２％以下である多階調フォトマスクである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、多階調フォトマスクの半透光膜が減膜して透過率が変化する際における局所的な減膜量の変化を抑制し、光透過率の面内均一性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係る多階調フォトマスクの部分断面図（模式図）であり、（ｂ）は該多階調フォトマスクを用いたパターン転写工程によって被転写体上に形成されるレジストパターンの部分断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る多階調フォトマスクの製造工程のフローを例示する概略図である。
【図３】（ａ）は本発明の他の実施形態に係る多階調フォトマスクの部分断面図（模式図）であり、（ｂ）は該多階調フォトマスクを用いたパターン転写工程によって被転写体上に形成されるレジストパターンの部分断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る多階調フォトマスクの製造工程のフローを例示する概略図である。
【図５】本発明のさらに他の実施形態に係る多階調フォトマスクの部分断面図（模式図）である。
【図６】（ａ）は、従来の多階調フォトマスクを製造する際の遮光膜のエッチング工程において、半透光膜の組成が局所的に異なってしまう様子を示す概略図であり、（ｂ）は、従来の多階調フォトマスクを製造する際の半透光膜の減膜工程において、半透光膜の減膜量が局所的に異なってしまう様子を示す概略図である。
【図７】（ａ）は、導電性膜を設けることにより半透光膜の局所的な組成変化が抑制される様子を示す概略図であり、（ｂ）は、導電性膜を設けることにより半透光膜の減膜量が面内で均等化される様子を示す概略図である。
【図８】本発明の実施例に係るグラフ図であり、減膜工程を繰り返し実施した際における半透光膜の光透過率の測定結果を示す。
【図９】比較例に係るグラフ図であり、減膜工程を繰り返し実施した際における半透光膜の光透過率の測定結果を示す。
【図１０】電解液中に浸漬した異種金属の接合がエッチングレートに及ぼす効果を示す概略図であり、（ａ）はエッチングレートの測定系を示し、（ｂ）はＣｒ単体板、Ｃｒ−Ｍｏ重ね板を構成するＣｒ板、Ｃｒ−Ｍｏ重ね板を構成するＭｏ板、Ｍｏ単体板の各エッチングレートの測定結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜本発明の一実施形態＞
以下に、本発明の一実施形態について主に図１，２，７を参照しながら説明する。
【００１９】
図１（ａ）は、本実施形態に係る多階調フォトマスクの部分断面図（模式図）であり、図１（ｂ）は、該多階調フォトマスクを用いたパターン転写工程によって被転写体上に形成されるレジストパターンの部分断面図である。図２は、本実施形態に係る多階調フォトマスクの製造工程のフローを例示する概略図である。図７の（ａ）は、導電性膜を設ける
ことにより半透光膜の局所的な組成変化が抑制される様子を示す概略図であり、図７の（ｂ）は、導電性膜を設けることにより半透光膜の減膜量が面内で均等化される様子を示す概略図である。
【００２０】
（１）多階調フォトマスクの構成
図１（ａ）に示す多階調フォトマスク１００は、例えば、液晶表示装置（ＬＣＤ）の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、カラーフィルタ、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）などを製造する際に用いられる。ただし、図１はフォトマスクの積層構造を例示するものであり、実際のパターンは、これと同一とは限らない。
【００２１】
多階調フォトマスク１００は、該多階調フォトマスク１００の使用時に露光光を遮光（光透過率が略０％）させる遮光部１２１と、露光光の光透過率を例えば５〜６０％（透光部の光透過率を１００％としたとき。）に低減させる半透光部１２２と、露光光を１００％透過させる透光部１２３と、を含む転写パターンを備えている。
【００２２】
遮光部１２１は、導電性を有する導電性膜１１１、半透光膜１１２、及び遮光膜１１３が透明基板１１０上にこの順に積層されてなる。また、半透光部１２２は、導電性膜１１１及び半透光膜１１２が透明基板１１０上にこの順に積層されてなり、半透光膜１１２の上面が露出してなる。また、透光部１２３は、透明基板１１０が露出してなる。ここで、上記膜の間や上下には、本発明の効果を損なわない範囲で、他の膜が存在していても良い。遮光部１２１を構成する遮光膜１１３の上面は露出している場合に限らず、遮光膜１１３上に他の膜が形成されていても構わない。また、後述するように、透光部１２３には、透明基板１１０の上面が露出するかわりに、光透過率の高い導電性膜１１１が残留していてもよい。
【００２３】
ここで、半透光部１２２を構成する半透光膜１１２の膜厚は、遮光部１２１を構成する半透光膜１１２の膜厚より小さくなるように減膜されている。具体的には、半透光部１２２を構成する半透光膜１１２の膜厚と、遮光部１２１を構成する半透光膜１１２の膜厚と、の差が例えば０．５〜１５ｎｍの範囲であるように構成されている。そして、半透光部１２２を構成する半透光膜１１２の光透過率の面内分布が、例えば波長が３６５ｎｍ以上４３６ｎｍ以下の光に対して２％以下であるように構成されている。好ましくは、波長が３６５〜４３６ｎｍの範囲のいずれの波長に対しても２％以下である。このとき、半透光膜１１２の膜厚分布が、面内で２％以下である。
【００２４】
なお、導電性膜１１１、半透光膜１１２、及び遮光膜１１３がパターニングされる様子については後述する。
【００２５】
透明基板１１０は、例えば石英（ＳｉＯ２）ガラスや、ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，Ｂ２Ｏ３，ＲＯ，Ｒ２Ｏ等を含む低膨張ガラス等からなる平板として構成されている。透明基板１１０の主面（表面及び裏面）は、研磨されるなどして平坦且つ平滑に構成されている。透明基板１１０は、例えば一辺が３００ｍｍ以上の方形とすることができ、例えば一辺が１０００ｍｍ〜２４００ｍｍの矩形とすることができる。透明基板１１０の厚さは例えば３ｍｍ〜２０ｍｍとすることができる。
【００２６】
導電性膜１１１は、シート抵抗値で例えば２０ｋΩ／□以下、好ましくは５ｋΩ／□以下、更に好ましくは２Ω／□以下となるような導電性を有する膜として構成されている。導電性膜１１１の膜厚は例えば２０Å〜５００Å、好ましく５０Å〜３００Åとすることが出来る。導電性膜１１１は、金属又は金属化合物からなる膜として構成することが出来る。金属としてはＣｒ、Ａｌ，ＣｏＷ，Ｎｉ，Ｍｏなど用いることができ、金属化合物としては前記金属の酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、炭化窒化物、酸化窒化炭化物な
どを用いることができる。但し、金属含有量を過度に小さくすると上述の導電性を確保することが困難となるため、所定の金属含有量を確保した組成とすることが好ましい。例えば、７０at％以上、より好ましくは７５％以上とすることができる。
また、半透光膜１１２のエッチングに用いるエッチング液（又はエッチングガス）に対してエッチング耐性を有することが好ましい。係る場合、導電性膜１１１は、後述するように半透光膜１１２をエッチングする際のエッチングストッパ層として機能することができる。
【００２７】
導電性膜１１１の露光光透過率には特に制約はない。なお、導電性膜１１１は、遮光膜１１３及び半透光膜１１２をそれぞれパターニングし、半透光膜１１２中の電位を均等化させる導電性膜としての後述の機能を終えたのち、透光部１２３に残留する部分を除去することができる。一方、導電性膜１１１の少なくとも一部を残し、多階調フォトマスク１００の一部として使用することも可能である。そのような場合、導電性膜１１１に用いる膜の露光光透過率は６０％以上とすることが好ましい。例えば、導電性膜１１１をそのまま残留させ、または減膜された一部を残留させたままで、多階調フォトマスク１００の透光部１２３として使用することができる。この場合、透明基板１１０に対して８０％以上の露光光透過率をもつ膜を用いることがこのましい。このとき用いることのできる光透過率の高い膜素材としては、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）、ＡＳ（アンチモン含有酸化錫）、酸化亜鉛、アンチモン錫、水酸化マグネシウム、酸化錫などとすることができる。係る場合、露光光に対する導電性膜１１１の光透過率を、透明基板１１０に対して、８５％とすることがより好ましい。
【００２８】
なお、本実施形態においては、透明基板１１０上に導電性膜１１１と半透光膜１１２、および遮光膜１１３が積層した遮光部１２１、導電性膜１１１及び半透光膜１１２が積層した半透光部１２２、透明基板１１０が露出した透光部１２３を備えるが、それに加えて、透明基板１１０上に導電性膜１１１の少なくとも一部が残留した第２半透光部を備えていてもよい。後述するように、導電性膜１１１の露光光透過率を適宜選択すれば、４階調フォトマスクとして使用できることになり、その膜厚の選択によって光透過率を調整することが可能となる。この場合の導電性膜１１１の光透過率は、該多階調フォトマスク１００を用いて製造しようとするデバイスの加工条件によって決定されるが、例えば６０％〜８０％の範囲内で選択することができる。
【００２９】
半透光膜１１２は、クロム化合物、モリブデンシリサイド又はその化合物からなり、例えばＣｒＯ，ＣｒＮ，ＣｒＣ、ＭｏＳｉｘ、ＭｏＳｉＮ、ＭｏＳｉＯＮ、ＭｏＳｉＣＯＮ等から構成することができる。半透光膜１１２は、フッ素（Ｆ）系のエッチング液（又はエッチングガス）を用いてエッチング可能なように構成されている。また、半透光膜１１２は、上述のクロム用エッチング液（又はエッチングガス）に対するエッチング耐性を有することが好ましい。係る場合、半透光膜１１２は、後述するようにクロム用エッチング液を用いて遮光膜１１３をエッチングする際のエッチングストッパ層として機能させることができる。なお、半透光部１２２を構成する半透光膜１１２の厚さは、遮光部１２１を構成する半透光膜１１２の厚さよりも小さくなるように減膜されることができる。これにより、半透光部１２２の光透過率を所望の値に精緻に調整することが可能となる。
【００３０】
半透光膜１１２の露光光に対する光透過率は、例えば５％〜８０％であることが好ましい。より好ましくは７％〜７０％である。光透過率をこのような範囲内とすることで、ＦＰＤ等の表示装置を製造する際の歩留りを向上させることができる。この光透過率は、上記した素材の選択及び膜厚の選択により得ることができる。
【００３１】
遮光膜１１３は、実質的にクロム（Ｃｒ）を主成分とすることができる。なお、遮光膜１１３の表面にＣｒ化合物（ＣｒＯ、ＣｒＣ，ＣｒＮ等）の層を設ければ、表面に反射抑
制機能を持たせることが出来る。遮光膜１１３は、例えば硝酸第２セリウムアンモニウム（（ＮＨ４）２Ｃｅ（ＮＯ３）６）及び過塩素酸（ＨＣｌＯ４）を含むクロム用エッチング液を用いてエッチング可能なように構成されている。
【００３２】
多階調フォトマスク１００を用いたパターン転写工程によって被転写体１に形成されるレジストパターン４ｐの部分断面図を図１（ｂ）に例示する。レジストパターン４ｐは、被転写体１に形成されたポジ型レジスト膜４に多階調フォトマスク１００を介して露光光を照射し、現像することにより形成される。被転写体１は、基板２と、基板２上にこの順に積層された金属薄膜、絶縁層、半導体層など任意の被加工層３ａ〜３ｃと、を備えており、ポジ型レジスト膜４は被加工層３ｃ上に均一な厚さで予め形成されているものとする。なお、被加工層３ｂは被加工層３ｃのエッチングに対して耐性を有し、被加工層３ａは被加工層３ｂのエッチングに対して耐性を有するように構成されることができる。
【００３３】
多階調フォトマスク１００を介してポジ型レジスト膜４に露光光を照射すると、遮光部１２１では露光光が透過せず、また、半透光部１２２、透光部１２３の順に露光光の光量が段階的に増加する。そして、ポジ型レジスト膜４は、遮光部１２１、半透光部１２２のそれぞれに対応する領域で膜厚が順に薄くなり、透光部１２３に対応する領域で除去される。このようにして、被転写体１上に膜厚が段階的に異なるレジストパターン４ｐが形成される。
【００３４】
レジストパターン４ｐが形成されたら、レジストパターン４ｐに覆われていない領域（透光部１２３に対応する領域）にて露出している被加工層３ｃ〜３ａを、表面側から順次エッチングして除去する（第１エッチング）。そして、レジストパターン４ｐを減膜して最も膜厚が薄い領域（半透光部１２２に対応する領域）を除去し、新たに露出した被加工層３ｃ，３ｂを順次エッチングして除去する（第２エッチング）。このように、膜厚が段階的に異なるレジストパターン４ｐを用いることで、従来のフォトマスク２枚分の工程を実施することができ、マスク枚数を削減でき、フォトリソグラフィ工程を簡略化できる。
【００３５】
（２）多階調フォトマスクの製造方法
続いて、本実施形態に係る多階調フォトマスク１００の製造方法について、図２を参照しながら説明する。
【００３６】
（フォトマスクブランク準備工程）
まず、図２（ａ）に例示するように、導電性を有する導電性膜１１１、半透光膜１１２、及び遮光膜１１３が透明基板１１０上にこの順に積層されてなるフォトマスクブランク１００ｂを準備する。このように、本実施形態に係るフォトマスクブランク１００ｂは、ある程度の導電性をもつ素材同士の導通部分（ここではモリブデンシリサイド又はその化合物からなる半透光膜１１２と、Ｃｒを主成分とする遮光膜１１３との接触面）を備えている。
【００３７】
遮光膜１１３上には第１のレジスト膜１３１が形成されている。第１のレジスト膜１３１は、ポジ型フォトレジスト材料或いはネガ型フォトレジスト材料により構成することが可能である。以下では、第１のレジスト膜１３１がポジ型フォトレジスト材料より形成されているものとして説明する。第１のレジスト膜１３１は、例えばスピン塗布やスリットコータ等の手法を用いて形成することが出来る。
【００３８】
（第１エッチング工程）
次に、レーザ描画機等により描画露光を行い、第１のレジスト膜１３１の一部を感光させ、スプレー方式等の手法により第１のレジスト膜１３１に現像液を供給して現像し、遮光部１２１の形成予定領域を覆う第１のレジストパターン１３１ｐを形成する。第１のレ
ジストパターン１３１ｐが形成された状態を図２（ｂ）に例示する。
【００３９】
次に、形成した第１のレジストパターン１３１ｐをマスクとして遮光膜１１３をエッチングして遮光膜パターン１１３ｐを形成すると共に、半透光膜１１２の上面を部分的に露出させる。遮光膜パターン１１３ｐが形成された状態を図２（ｃ）に例示する。エッチングは、硝酸第２セリウムアンモニウム（（ＮＨ４）２Ｃｅ（ＮＯ３）６）及び過塩素酸（ＨＣｌＯ４）を含む上述のクロム用エッチング液により行う。このエッチング液は、電気伝導性を有し、電解液として作用する。
【００４０】
なお、遮光膜１１３のエッチングの進行に伴い半透光膜１１２が少なくとも一部露出すると、異種金属（遮光膜１１３と半透光膜１１２の各々に含まれる金属）が互いに接合部分をもった状態で電解液（エッチング液）中に浸漬した状態となる。
【００４１】
なお、従来のフォトマスクブランク（透明基板１１０上に半透光膜１１２と遮光膜１１３とがこの順に積層されており、導電性膜１１１を有さないフォトマスクブランク）を用いた場合には、露出した半透光膜１１２に電解液が接触した際、露出した半透光膜１１２中のＭｏ（モリブデン）と、遮光膜１１３中のＣｒのイオン化傾向の差異により、Ｍｏのイオン化が促進される。但し、このときのＭｏイオン化は面内で不均一となる。例えば、Ｃｒが付近に多く存在するパターンの部分ではＭｏはＣｒに電子を供給しつつ陽イオンとなって溶出するが、Ｃｒの存在が少ないパターンの部分では、Ｍｏの陽イオン溶出がされにくい。結果として半透光膜１１２中の部分によってＭｏの溶出量が局所的に異なってしまい、半透光膜１１２の組成が面内で不均一になってしまう場合があった。すなわち、ＭｏＳｉの化学量論的な組成比率に比べてＭｏの含有比率が少ない領域（以下、Ｓｉリッチな領域とも呼ぶ）や、ＭｏＳｉの化学量論的な組成比率に近い組成を有する領域（以下、Ｍｏリッチな領域とも呼ぶ）が、局所的に形成されてしまう場合があった。
【００４２】
すなわち、発明者は、鋭意研究の結果、上述の現象は転写パターンの形状に関係しているものとの知見を得た。すなわち、半透光膜１１２が露出することで、上述したように遮光膜と半透光膜のそれぞれに含まれる異種金属が互いに接合部分をもった状態で電解液（エッチング液）中に浸漬することになるが、これにより半透光膜１１２中のＭｏから遮光膜１１３中のＣｒへ電子が供給されることになり、すなわち接合部分に一種の化学電池が形成されるようになり、Ｍｏのイオン化傾向に変化が生じることになる。電池効果の強さは、面内のパターン形状の相違、密度の相違、或いは、遮光部と半透光部の面積比の相違の少なくともいずれかと関係があるため、これにより半透光膜１１２の組成が局所的に異なってしまう現象が生じているとの知見を得た。そして発明者は、半透光膜１１２の組成の局所的な変化が、後述する減膜工程を実施する際における半透光膜１１２の減膜量の局所的な変化を招いてしまい、これにより半透光膜１１２の光透過率の面内均一性が低下してしまっている、との知見を得た。
【００４３】
このような課題に対し、本実施形態に係るフォトマスクブランク１００ｂでは、半透光膜１１２の下層側に導電性を有する導電性膜１１１を設けることとしている。これにより、Ｍｏイオンが溶出する際の供給される電子が自由に移動可能となり、面内の電位が等しくなることから、Ｍｏの溶出傾向が面内で均一になる。結果として、転写パターンの形状によらず、半透光膜１１２中におけるＭｏの溶出傾向を均等化させることができる。このとき、半透光膜１１２の組成は、面内に渡り均等である。その結果、後述する減膜工程を実施する際における半透光膜１１２の局所的な減膜量の変化を抑制し、半透光膜１１２の光透過率の面内均一性を向上させることができる。なお、導電性膜１１１を設けることによる効果については、後述する。
【００４４】
遮光膜パターン１１３ｐの形成が完了したら、第１のレジストパターン１３１ｐを剥離
して除去する。そして、残留している遮光膜１１３（遮光膜パターン１１３ｐ）及び露出した半透光膜１１２の上面をそれぞれ覆う第２のレジスト膜１３２を形成する。第２のレジスト膜１３２は、ポジ型フォトレジスト材料或いはネガ型フォトレジスト材料により構成することが可能である。以下の説明では、第２のレジスト膜１３２がポジ型フォトレジスト材料より形成されているものとする。第２のレジスト膜１３２は、例えばスピン塗布やスリットコータ等の手法を用いて形成することが出来る。第２のレジスト膜１３２が形成された状態を図２（ｄ）に例示する。
【００４５】
（第２エッチング工程）
次に、レーザ描画機等により描画露光を行い、第２のレジスト膜１３２の一部を感光させ、スプレー方式等の手法により第２のレジスト膜１３２に現像液を供給して現像し、少なくとも半透光部１２２の形成予定領域を覆う第２のレジストパターン１３２ｐを形成する。第２のレジストパターン１３２ｐが形成された状態を図２（ｅ）に例示する。
【００４６】
次に、形成した第２のレジストパターン１３２ｐをマスクとして半透光膜１１２及び導電性膜１１１を順にエッチングし、半透光膜パターン１１２ｐ及び導電性膜パターン１１１ｐを形成すると共に、透明基板１１０を部分的に露出させる。なお、半透光膜１１２のエッチングは、上述のフッ素（Ｆ）系のエッチング液（又はエッチングガス）を用いて行うことができる。また、導電性膜１１１のエッチングは、導電性膜１１１を構成する材料に応じて適宜選択したエッチング液（又はエッチングガス）により行うことができる。
【００４７】
（減膜工程）
そして、第２のレジストパターン１３２ｐを剥離して除去した後、残留している半透光膜１１２（半透光膜パターン１１２ｐ）の上面に薬液を供給し、半透光膜１１２（半透光膜パターン１１２ｐ）の膜厚を減膜し、本実施形態に係る多階調フォトマスク１００の製造方法を終了する。尚、本減膜工程によって、第２エッチング工程終了後の洗浄を行っても良い。
【００４８】
なお、本工程では、半透光部１２２を構成する半透光膜１１２の膜厚と、遮光部１２１を構成する半透光膜１１２の膜厚と、の差が例えば０．５〜１５ｎｍ、より好ましくは、０．５〜４ｎｍの範囲となるように減膜することができ、減膜量は透過率調整量によって選択することができる。好ましくは、透過率を２〜１５％程度の範囲内で調整することができる。なお、上記の態様においては減膜工程をフォトマスク製造工程の最終段階としているが、前記第１のレジストパターン１３１ｐをマスクとした遮光膜１１３のエッチング後に減膜工程を行ってもよい。半透光膜１１２を減膜させる薬液としては、例えばフッ素（Ｆ）系のエッチング液、酸、アルカリなどを使用することができる。
【００４９】
（３）導電性膜を設けることによる効果
上述したように、第１エッチング工程においてエッチングが進行すると、遮光膜１１３が部分的に除去されることにより半透光膜１１２が部分的に露出し、遮光膜１１３と半透光膜１１２が互いに接合部分を持った状態で電解液（エッチング液）中に共に浸漬した状態となる。ここで、遮光膜１１３及び半透光膜１１２は、それぞれ異なる金属を含む材料であり、ある程度の導電性を有することから、電解液中に浸漬した遮光膜と半透光膜は、例えばガルバノ電池等に類似した化学電池を構成する。そして、この時点から、半透光膜１１２中のＭｏのイオン化挙動や遮光膜１１３のエッチングレート等は、形成された電池による電子移動によって影響を受けることとなる（これを電池効果とも呼ぶ）。発明者の知見によれば、係る電池効果によって露出した半透光膜１１２の組成が局所的に変化する場合がある。係る効果について図１０を用いて説明する。
【００５０】
図１０（ａ）は、エッチングレートの測定系を示し、ＣｒからなるＣｒ単体板、Ｍｏか
らなるＭｏ単体板、Ｃｒ板とＭｏ板とを重ね合わせたＣｒ−Ｍｏ重ね板（異種金属が接触して導通している）を、上述のクロム用エッチング液中にそれぞれ浸漬させた様子を示している。図１０（ｂ）は、Ｃｒ単体板、Ｃｒ−Ｍｏ重ね板、Ｍｏ単体板の各エッチングレートの測定結果を示すグラフ図である。図１０（ｂ）によれば、Ｃｒ−Ｍｏ重ね板におけるＣｒのエッチングレートが、Ｃｒ単体板のＣｒのエッチングレートの半分以下に減少することが分かる。また、Ｃｒ−Ｍｏ重ね板におけるＭｏのエッチングレートが、Ｍｏ単体板のＭｏのエッチングレートよりも増加していることが分かる。すなわち、互いに導通した異種金属を電解液中に浸漬させると、エッチングレートに影響が及び、イオン化傾向の小さい方の金属（ここではＣｒ）のエッチングレートを低下させると共に、イオン化傾向の大きい方の金属（ここではＭｏ）のエッチングレートを増加させることが分かる。以上の結果から、多階調フォトマスク１００のウェットエッチングの際に、互いに異なる金属を含む遮光膜１１３と半透光膜１１２とが、それぞれ所定の導電性を有し、かつ両者が導通した状態で、エッチング液に接触することで、遮光膜１１３、または半透光膜１１２が単体でエッチング液に浸漬されているときとは異なったエッチング挙動が生じ、膜中の金属の溶出傾向に変化することが理解できる。
【００５１】
ここで、上記の第１エッチング工程を実施することによる半透光膜１１２の溶出傾向の大小は転写パターンの形状に応じて局所的に異なる。すなわち、転写パターンの形状によっては、近傍に遮光膜パターンが多く存在し、あるいは近傍に遮光膜パターンが無い。半透光部の面積が大きい部分では後者になりやすい。発明者等の知見によれば、従来の多階調フォトマスクの製造工程においては、得ようとする転写パターンの半透光部の面積、遮光部との面積比、相互の距離、それぞれの形状の相違が上述の電池効果の強弱を引き起こしており、これにより半透光膜１１２中からのＭｏの溶出傾向が不均一となり、半透光膜１１２中からのＭｏの溶出量が局所的に異なってしまい、半透光膜１１２の組成が面内で不均一になってしまう場合があった。例えば、Ｓｉリッチな領域やＭｏリッチな領域が局所的に形成されてしまう場合があった。係る現象は図６に示すようなものであると考えられる。
【００５２】
図６（ａ）は、従来の多階調フォトマスクを製造する際の遮光膜１１３のエッチング工程において、半透光膜１１２からのＭｏの溶出量が局所的に異なってしまう様子を示す概略図であり、（ｂ）は、従来の多階調フォトマスクを製造する際の半透光膜１１２の減膜工程において、半透光膜の減膜量が局所的に異なってしまう様子を示す概略図である。なお、図６（ａ）（ｂ）の左側は、画素パターン（ＴＦＴパターン）の断面図を示している。画素パターンにおいては、ＭｏＳｉからなる半透光膜１１２とＣｒからなる遮光膜１１３とが、導電性膜１１１を介さずに透明基板１１０上にこの順に積層されている。そして、遮光膜１１３上に形成されたレジストパターン１３１ｐをマスクとして、上述のクロム用エッチング液（電解液）を用い、遮光膜１１３をエッチングして遮光膜パターン１１３ｐを形成すると共に、半透光膜１１２の上面を部分的に露出させている。また、図６（ａ）（ｂ）の右側は、画素パターンとは異なるパターンとして構成された周辺パターン（ＰＡＤパターン）の断面図を示している。上記同様に、半透光膜１１２の上面が部分適に露出されている。なお、画素パターンは例えば線幅が１０〜３００μｍ、周辺パターンは線幅が２０〜８０００μｍとすることができ、画素パターンの線幅より周辺パターンの線幅が大きい転写パターンとすることができる。
【００５３】
図６（ａ）に示すように、半透光膜１１２が露出してエッチング液（電解液）に接触することで、半透光膜１１２中に含まれるＭｏがイオン化し、例えばＭｏ⇒Ｍｏ３＋＋３ｅ−といった反応が生じる。ここで、図中右側の画素パターンを構成する半透光膜１１２では、電子（ｅ−）の供給先である遮光膜パターン１１３ｐ（遮光膜１１３）と半透光膜１１２とが電気的に接合されているため、上述のイオン化が促進される（Ｍｏのイオン化傾向、溶出量が大きくなる）。一方で、図中右側の周辺パターンを構成する半透光膜１１２
は、電子の供給先である遮光膜１１３と半透光膜１１２とが電気的に接合されていないため、画素パターンを構成する半透光膜１１２に比べて上述のイオン化が穏やかに進行する（Ｍｏの溶出量が比較的小さくなる）。その結果、画素パターンを構成する半透光膜１１２の表面は、ＭｏＳｉの化学量論的な組成比率に比べてＭｏの含有比率が少ない領域（Ｓｉリッチな領域）として形成される（改質される）。また、周辺パターンを構成する半透光膜１１２の表面は、ＭｏＳｉの化学量論的な組成比率に近い組成を有する領域（Ｍｏリッチな領域）が形成される。
【００５４】
このように組成が局所的に変化した状態で、上述のように組成が局所的に変化した半透光膜１１２に上述の薬液を供給して半透光膜１１２の減膜を行った場合、図６（ｂ）に示すように、組成に応じて減膜量が局所的に変化してしまい、半透光膜１１２の光透過率が面内で不均一になってしまう。例えば、図中左側の画素パターンを構成する半透光膜１１２の表面近傍は、Ｓｉリッチな領域として組成が改質されているため、薬液を供給することによる減膜量が比較的大きくなる。また、図中右側の周辺パターンを構成する半透光膜１１２の表面近傍は、Ｍｏリッチな領域として形成されているため、薬液を供給することによる減膜量が比較的小さくなる。その結果、画素パターンを構成する半透光膜１１２の光透過率は、周辺パターンを構成する半透光膜１１２の光透過率よりも、大きくなってしまう。
【００５５】
このような課題に対し本実施形態では、導電性を有する導電性膜１１１を半透光膜１１２の下層側に設けることで、半透光膜１１２の組成変化を面内に渡り均等化させ、薬液を供給することによる減膜量の局所的な変化を抑制させている。
【００５６】
図７（ａ）は、導電性膜１１１を設けることにより、半透光膜１１２の組成変化が面内で均等化される様子を示す概略図であり、（ｂ）は、導電性膜１１１を設けることにより、半透光膜１１２の減膜量が面内で均等化される様子を示す概略図である。なお、図７（ａ）（ｂ）の左側は、画素パターン（ＴＦＴパターン）の断面図を示している。画素パターンにおいては、ＭｏＳｉからなる半透光膜１１２とＣｒからなる遮光膜１１３とが、金属又は金属化合物からなる導電性膜１１１を介して透明基板１１０上にこの順に積層されている。そして、遮光膜１１３上に形成されたレジストパターン１３１ｐをマスクとして、上述のクロム用エッチング液（電解液）を用い、遮光膜１１３をエッチングして遮光膜パターン１１３ｐを形成すると共に、半透光膜１１２の上面を部分的に露出させている。また、図７（ａ）（ｂ）の右側は、画素パターンとは異なるパターンとして構成された周辺パターン（ＰＡＤパターン）の断面図を示している。周辺パターンにおいても同様に、エッチングの進行に伴い、半透光膜１１２の上面が部分的に露出する。
【００５７】
図７（ａ）に示すように、半透光膜１１２が露出してエッチング液（電解液）に接触することで、半透光膜１１２に含まれるＭｏがイオン化し、例えばＭｏ⇒Ｍｏ３＋＋３ｅ−といった反応が生じる。本実施形態においても、図中右側の画素パターンを構成する半透光膜１１２では、電子（ｅ−）の供給先である遮光膜１１３と半透光膜１１２とが電気的に接合されている一方で、一方で、図中右側の周辺パターンを構成する半透光膜１１２は、電子の引き受け先である遮光膜１１３と半透光膜１１２とが直接には接合されていない。但し、本実施形態では、図中右側の画素パターンを構成する半透光膜１１２と、図中右側の周辺パターンを構成する半透光膜１１２とが、下地である導電性膜１１１を介して電気的に接合されている。すなわち、図中右側の周辺パターンを構成する半透光膜１１２は、図中右側の画素パターンを構成する半透光膜１１２に対して電子（ｅ−）を供給することが可能なように構成されている。その結果、半透光膜１１２に含まれるＭｏのイオン化傾向が面内に渡り均等化される。その結果、半透光膜１１２の組成が面内に渡り均等化される。すなわち、画素パターンを構成する半透光膜１１２に含まれるＭｏの溶出傾向と、周辺パターンを構成する半透光膜１１２に含まれるＭｏの溶出傾向とが、均等化され、画
素パターンを構成する半透光膜１１２の組成と、周辺パターンを構成する半透光膜１１２の組成とが均等化される。
【００５８】
このように組成の局所的な変化を抑制した状態で、半透光膜１１２に上述の薬液を供給し、半透光膜１１２の減膜を行った場合、図７（ｂ）に示すように、半透光膜１１２の減膜量の局所的な変化を回避することができ、光透過率の面内均一性を向上させることができる。例えば、図中右側の画素パターンを構成する半透光膜１１２の減膜量と、図中右側の周辺パターンを構成する半透光膜１１２の減膜量とを均等化させることができ、これらの光透過率を均等化させることができる。
【００５９】
上述の効果を裏付ける測定結果について、図８、９を用いてさらに説明する。
【００６０】
図８は、本発明の実施例に係るグラフ図であり、減膜工程を繰り返し実施した際における半透光膜の光透過率の測定結果を示す。本実施例では、導電性を有する導電性膜１１１、半透光膜１１２、及び遮光膜１１３が透明基板１１０上にこの順に積層されたフォトマスクブランク１００ｂを用意して、上述の第１エッチング工程、第２エッチング工程を実施した。その後、残留している半透光膜１１２の上面に薬液を供給する減膜工程を３回実施した。なお、図中◆印は、画素パターンを構成する半透光膜１１２の光透過率を示しており、図中■印は、周辺パターンを構成する半透光膜１１２の光透過率を示している。
【００６１】
図８によれば、減膜工程を３回実施した場合であっても、画素パターンを構成する半透光膜１１２の光透過率と、周辺パターンを構成する半透光膜１１２の光透過率との差が、約２％以内に収まっていることが分かる。すなわち、導電性膜１１１を設けることで、半透光膜１１２における局所的な減膜量の変化を抑制でき、半透光部１２２の光透過率の面内均一性を向上できることが分かる。
【００６２】
図９は、比較例に係るグラフ図であり、減膜工程を繰り返し実施した際における半透光膜の光透過率の測定結果を示す。本比較例では、導電性を有する導電性膜１１１を設けることなく、半透光膜１１２、及び遮光膜１１３が透明基板１１０上にこの順に積層されたフォトマスクブランクを用意して、上述の第１エッチング工程、第２エッチング工程と同様の工程を実施した。その後、残留している半透光膜１１２の上面に薬液を供給する減膜工程を２回実施した。なお、図中◆印は、画素パターンを構成する半透光膜１１２の光透過率を示し、図中■印は、周辺パターンを構成する半透光膜１１２の光透過率を示している。
【００６３】
図９によれば、減膜工程を繰り返す度に、画素パターンを構成する半透光膜１１２の光透過率と、周辺パターンを構成する半透光膜１１２の光透過率と、の差が増大してしまっていることが分かる。そして、２回の減膜工程を実施することで、光透過率の差が１２．５％にまで増大してしまっていることが分かる。
【００６４】
以上述べた通り、本実施形態によれば、導電性膜１１１を設けることで、転写パターンの形状によらず半透光部１２２における局所的な減膜量の変化を抑制でき、光透過率の面内均一性を向上させることができることが分かる。これにより、多階調フォトマスク及びＦＰＤ等の製造歩留りを改善させることが可能となる。
【００６５】
なお、本実施形態による効果が顕著にみられるのは、半透光膜１１２と遮光膜１１３とがいずれもある程度の導電性を有している場合である。このような場合には、第１エッチング工程（ウェットエッチング）工程を実施することで上述の電池が構成されてしまうからである。従って、例えば、半透光膜１１２と遮光膜１１３とがいずれも２０Ω／□以下、更には、５Ω／□以下となるような導電性材料からなるときに、本実施形態に係る効果
が顕著に得られる。
【００６６】
また、本実施形態に係る導電性膜１１１は、面内のエッチング挙動を均等化させるための電子運搬作用、供給作用を奏する程度の導電性があるものであれば良い。なお、半透光膜１１２や遮光膜１１３の有する導電性よりも高い導電性（低いシート抵抗値）ともつことがより好ましい。更には、半透光膜１１２や遮光膜１１３がそれぞれ有するシート抵抗の値の１／５以下のシート抵抗値をもつことが好ましい。これにより、転写パターンが面内で様々な形状分布や密度分布をもっていても、電子供給が円滑に行われる効果が十分に達成され、転写パターン全体における面内の電位を均一化することができる。なお、本発明において、上記ＰＡＤパターンは、フォトマスクの半透光部の透過率測定用として、画素パターンの領域外に設けることができる。例えば、一辺３ｍｍ以上の方形の半透光膜パターンとして形成することができる。このとき、本発明により面内の半透光膜１１２の減膜量が均一となるため、画素パターン部分の半透光膜１１２の透過率を示す指標として用いることも可能である。
【００６７】
＜本発明の他の実施形態＞
本実施形態に係る多階調フォトマスク１００’は、４階調フォトマスクとして構成されている点が上述の実施形態と異なる。
【００６８】
図３（ａ）は、本実施形態に係る多階調フォトマスク１００’の部分断面図（模式図）であり、（ｂ）は該多階調フォトマスク１００’を用いたパターン転写工程によって被転写体１上に形成されるレジストパターンの部分断面図である。図４は、本実施形態に係る多階調フォトマスク１００’の製造工程のフローを例示する概略図である。
【００６９】
（１）多階調フォトマスクの構成
本実施形態に係る多階調フォトマスク１００’は、該多階調フォトマスク１００’の使用時に露光光を遮光（光透過率が略０％）させる遮光部１２１と、露光光の光透過率を５％以上７０％以下透光部１２３の光透過率を１００％としたとき。以下同様）、好ましくは５％以上５０％以下程度に低減させる第１半透光部１２２ａと、露光光の光透過率を５％以上８０％以下、好ましくは７％以上７０％以下程度に低減させる第２半透光部１２２ｂと、露光光を１００％透過させる透光部１２３と、を含む転写パターンを備えている。
【００７０】
遮光部１２１は、上述の実施形態と同様に、導電性を有する導電性膜１１１、半透光膜１１２及び遮光膜１１３が透明基板１１０上にこの順に積層されてなる。また、第１半透光部１２２ａは、上述の実施形態の半透光部１２２と同様に、導電性膜１１１及び半透光膜１１２が透明基板１１０上にこの順に積層されてなる。第２半透光部１２２ｂは、透明基板１１０上に形成された導電性膜１１１が露出してなる。また、透光部１２３は、上述の実施形態と同様に、透明基板１１０が部分的に露出してなる。ここで、遮光部１２１を構成する遮光膜１１３の上面は露出している場合に限らず、遮光膜１１３上に他の膜が形成されていても構わない。なお、導電性膜１１１、半透光膜１１２及び遮光膜１１３がパターニングされる様子については後述する。
【００７１】
透明基板１１０、導電性膜１１１、半透光膜１１２、遮光膜１１３の構成は、上述の実施形態と同じである。なお、第２半透光部１２２ｂを構成する導電性膜１１１の厚さは、遮光部１２１や第１半透光部１２２ａを構成する導電性膜１１１の厚さよりも小さくなるように減膜されていてもよい。これにより、第２半透光部１２２ｂの光透過率を所望の値に精緻に調整することが可能となる。
【００７２】
多階調フォトマスク１００’を用いたパターン転写工程によって被転写体１に形成されるレジストパターン４ｐ’の部分断面図を図３（ｂ）に例示する。レジストパターン４ｐ
’は、被転写体１に形成されたポジ型レジスト膜４に多階調フォトマスク１００’を介して露光光を照射し、現像することにより形成される。被転写体１は、基板２と、基板２上にこの順に積層された金属薄膜、絶縁層、半導体層など任意の被加工層３ａ〜３ｃと、を備えており、ポジ型レジスト膜４は被加工層３ｃ上に均一な厚さで予め形成されているものとする。なお、被加工層３ｂは被加工層３ｃのエッチングに対して耐性を有し、被加工層３ａは被加工層３ｂのエッチングに対して耐性を有するように構成されることができる。
【００７３】
多階調フォトマスク１００’を介してポジ型レジスト膜４に露光光を照射すると、遮光部１２１では露光光が透過せず、また、第１半透光部１２２ａ、第２半透光部１２２ｂ、透光部１２３の順に露光光の光量が段階的に増加する。そして、ポジ型レジスト膜４は、遮光部１２１、第１半透光部１２２ａ、第２半透光部１２２ｂのそれぞれに対応する領域で膜厚が順に薄くなり、透光部１２３に対応する領域で除去される。このようにして、被転写体１上に膜厚が段階的に異なるレジストパターン４ｐ’が形成される。
【００７４】
レジストパターン４ｐ’が形成されたら、レジストパターン４ｐ’に覆われていない領域（透光部１２３に対応する領域）にて露出している被加工層３ｃ〜３ａを表面側から順次エッチングして除去する（第１エッチング）ことができる。そして、レジストパターン４ｐ’を減膜（アッシング）して最も膜厚が薄い領域（第２半透光部１２２ｂに対応する領域）を除去し、新たに露出した被加工層３ｃ，３ｂを順次エッチングして除去する（第２エッチング）。そして、レジストパターン４ｐ’を更に減膜して次に膜厚が薄い領域（第１半透光部１２２ａに対応する領域）を除去し、新たに露出した被加工層３ｃをエッチングして除去する（第３エッチング）。このように、膜厚が段階的に異なるレジストパターン４ｐ’を用いることで、従来のフォトマスク３枚分の工程を実施することができ、マスク枚数を削減でき、フォトリソグラフィ工程を簡略化できる。
【００７５】
（２）多階調フォトマスクの製造方法
続いて、本実施形態に係る多階調フォトマスク１００’の製造方法について、図４を参照しながら説明する。
【００７６】
（フォトマスクブランク準備工程）
まず、図４（ａ）に例示するように、導電性を有する導電性膜１１１、半透光膜１１２、及び遮光膜１１３が透明基板１１０上にこの順に積層されてなるフォトマスクブランク１００ｂを準備する。遮光膜１１３上には第１のレジスト膜１３１が形成されている。
【００７７】
（第１エッチング工程）
次に、レーザ描画機等により描画露光を行い、第１のレジスト膜１３１の一部を感光させ、スプレー方式等の手法により第１のレジスト膜１３１に現像液を供給して現像し、遮光部１２１の形成予定領域を覆う第１のレジストパターン１３１ｐを形成する。第１のレジストパターン１３１ｐが形成された状態を図４（ｂ）に例示する。
【００７８】
次に、形成した第１のレジストパターン１３１ｐをマスクとして遮光膜１１３をエッチングして遮光膜パターン１１３ｐを形成すると共に、半透光膜１１２の上面を部分的に露出させる。遮光膜パターン１１３ｐが形成された状態を図４（ｃ）に例示する。エッチングは、上述のクロム用エッチング液により行う。このエッチング液は、電気伝導性を有し、電解液として作用する。
【００７９】
そして、第１のレジストパターン１３１ｐを剥離などして除去した後、残留している遮光膜１１３及び露出した半透光膜１１２の上面をそれぞれ覆う第２のレジスト膜１３２を形成する。第２のレジスト膜１３２が形成された状態を図４（ｄ）に例示する。
【００８０】
（第２エッチング工程）
次に、レーザ描画機等により描画露光を行い、第２のレジスト膜１３２の一部を感光させ、スプレー方式等の手法により第２のレジスト膜１３２に現像液を供給して現像し、少なくとも第１半透光部１２２ａの形成予定領域を覆う第２のレジストパターン１３２ｐを形成する。第２のレジストパターン１３２ｐが形成された状態を図４（ｅ）に例示する。なお、図４（ｅ）に例示するように、第２のレジストパターン１３２ｐは、第１半透光部１２２ａの形成予定領域だけでなく、遮光膜パターン１１３ｐの一部或いは全部を覆うように形成することができる。
【００８１】
次に、形成した遮光膜パターン１１３ｐ及び第２のレジストパターン１３２ｐをマスクとして半透光膜１１２をエッチングして半透光膜パターン１１２ｐを形成すると共に、導電性膜１１１の上面を部分的に露出させる。
【００８２】
そして、第２のレジストパターン１３２ｐを剥離などして除去した後、残留している遮光膜１１３、半透光膜１１２、及び露出させた導電性膜１１１の上面をそれぞれ覆う第３のレジスト膜１３３を形成する。第３のレジスト膜１３３が形成された状態を図４（ｆ）に例示する。
【００８３】
（第３パターニング工程）
次に、レーザ描画機等により描画露光を行い、第３のレジスト膜１３３の一部を感光させ、スプレー方式等の手法により第３のレジスト膜１３３に現像液を供給して現像し、少なくとも第２半透光部１２２ｂの形成予定領域を覆う第３のレジストパターン１３３ｐを形成する。第３のレジストパターン１３３ｐが形成された状態を図４（ｇ）に例示する。なお、図４（ｇ）に例示するように、第３のレジストパターン１３３ｐは、第２半透光部１２２ｂの形成予定領域だけでなく、遮光膜パターン１１３ｐ及び半透光膜パターン１１２ｐの一部或いは全部を覆うように形成する。
【００８４】
次に、形成した第３のレジストパターン１３３ｐをマスクとして導電性膜１１１をエッチングして導電性膜パターン１１１ｐを形成すると共に、透明基板１１０の上面を部分的に露出させる。
【００８５】
（減膜工程）
そして、第３のレジストパターン１３３ｐを剥離して除去した後、残留している半透光膜１１２（半透光膜パターン１１２ｐ）の上面に薬液を供給し、半透光膜１１２（半透光膜パターン１１２ｐ）の膜厚を減膜し、本実施形態に係る多階調フォトマスク１００’の製造方法を終了する。半透光膜１１２の減膜は、例えば半透光部１２２の光透過率の微調整等の目的で行われる。
【００８６】
なお、本工程では、半透光部１２２を構成する半透光膜１１２の膜厚と、遮光部１２１を構成する半透光膜１１２の膜厚との差が例えば０．５ｎｍ以上１５ｎｍ以下の範囲であるように減膜する。なお、上記の態様においては、第２半透光層の減膜工程を、フォトマスク製造工程の最終段階としたが、前記第１のレジストパターン１３１ｐをマスクとした遮光膜１１３のエッチング後に行ってもよい。半透光膜１１２を減膜させる薬液としては、例えばフッ素（Ｆ）系のエッチング液、酸、アルカリなどを使用することができる。
【００８７】
本実施形態によっても、上述の実施形態と同様の効果を奏することが可能である。すなわち、導電性膜１１１を設けることで、転写パターンの形状によらず半透光部１２２における光透過率の面内均一性を向上させることが可能となる。これにより、多階調フォトマスク及びＦＰＤ等の製造歩留りを改善させることが可能となる。
【００８８】
＜本発明の更に他の実施形態＞
以上、本発明の実施の形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００８９】
例えば、図５に例示するように、上述の多階調フォトマスク１００が備える透光部１２３は、透明基板１１０上に形成された導電性膜１１１が露出してなるように構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１００、１００’    多階調フォトマスク
１００ｂ    フォトマスクブランク
１１０    透明基板
１１１    導電性膜
１１２    半透光膜
１１３    遮光膜
１２１    遮光部
１２２    半透光部
１２２ａ  第１半透光部
１２２ｂ  第２半透光部
１２３    透光部
【図１】
2011102913.tif 000003
【図２】
2011102913.tif 000004
【図３】
2011102913.tif 000005
【図４】
2011102913.tif 000006
【図５】
2011102913.tif 000007
【図６】
2011102913.tif 000008
【図７】
2011102913.tif 000009
【図８】
2011102913.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2011102913.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成21年11月24日(2009.11.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
前記半透光部を構成する前記半透光膜の膜厚と、前記遮光部を構成する前記半透光膜の膜厚との差が０．５ｎｍ以上１５ｎｍ以下の範囲である
ことを特徴とする請求項５に記載の多階調フォトマスク。