(57)【要約】【課題】ボトムハーフ型の多階調フォトマスクにおける遮光膜及び半透光膜の形状精度を高め、かつ膜構成を簡単にする。【課題を解決するための手段】  本発明に係る多階調フォトマスクは、透明基板１１上に形成され、露光光の全部を透過させる透光部Ｃと、露光光の全部を遮光する遮光部Ｂと、露光光の一部を透過させる半透光部Ａとを含んでいる。そして、遮光部Ｂは、前記半透光膜の上層に設けられ、少なくとも２層の遮光膜が上下に積層された積層構造による遮光膜のパターン１３ａ、１４ａを有している。上層遮光膜のパターン１４ａは、チタン又はチタンを含む金属で構成され、下層遮光膜のパターン１３ａは、鉄又は鉄を含む金属で構成される。また、透明基板１１と下層遮光膜１３ａとの間には半透光膜のパターン１２ａが設けられ、半透光膜のパターン１２ａと下層遮光膜のパターン１３ａとは、他の層を介することなく接している部分を有することを特徴とする。【選択図】  図４
2009258503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板（１１）と、前記透明基板上に形成され、露光光の一部を透過させる半透光膜（１２）と、前記半透光膜上に他の層を介することなく直接接するように形成され、露光光に対して遮光性を具備する遮光膜（１３、１４）とを含み、
前記遮光膜は、２層の遮光膜が上下に積層された積層構造を有し、
上層遮光膜（１４）の材質が、チタン又はチタンを含む金属で構成されると共に、
下層遮光膜（１３）の材質が、鉄又は鉄を含む金属で構成されることを特徴とする多階調マスクブランクス（１０）。
【請求項２】
前記半透光膜（１２）の材質は、クロム、又は酸化クロム、窒化クロム、酸窒化クロムその他のクロムを含む金属化合物で構成されることを特徴とする請求項１記載の多階調マスクブランクス。
【請求項３】
請求項１又は２記載の多階調マスクブランクスの表面に第１の感光性樹脂膜（１５）を塗布する工程と、前記第１の感光性樹脂膜に対して第１のパターンを露光する工程と、前記第１の感光性樹脂膜を現像して第１の感光性樹脂膜のパターン（１５ａ）を形成する工程と、前記第１の感光性樹脂膜のパターンをエッチングマスクとして前記上層遮光膜をエッチングして上層遮光膜のパターン（１４ａ）を形成する工程と、前記上層遮光膜のパターンをエッチングマスクとして前記下層遮光膜をエッチングして下層遮光膜のパターン（１３ａ）を形成する工程と、前記第１の感光性樹脂膜のパターンを除去する工程とを含む遮光膜のパターニング工程と、
前記遮光膜のパターニング工程の後、前記透明基板（１１）の表面に第２の感光性樹脂膜（１６）を塗布する工程と、前記第２の感光性樹脂膜に対して第２のパターンを露光する工程と、前記第２の感光性樹脂膜を現像して第２の感光性樹脂膜のパターン（１６ａ）を形成する工程と、前記感光性樹脂膜のパターンと前記第１及び第２の遮光膜のパターンとをエッチングマスクとして前記半透光膜（１２）をエッチングして半透光膜のパターン（１２ａ）を形成する工程と、前記第２の感光性樹脂膜のパターンを除去する工程とを含む半透光膜のパターニング工程と、
を含む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４】
透明基板（１１）上に、露光光の一部を透過させる半透光部（Ａ）、露光光の全部を遮光する遮光部（Ｂ）と、露光光の全部を透過させる透光部（Ｃ）とを含み、
前記遮光部は、少なくとも２層の遮光膜のパターン（１３ａ，１４ａ）が上下に積層された積層構造による遮光膜のパターンを有し、
上層遮光膜のパターン（１４ａ）の材質は、チタン又はチタンを含む金属で構成されると共に、
下層遮光膜のパターン（１３ａ）の材質は、鉄又は鉄を含む金属で構成され、
前記半透光部は、前記透明基板上に半透光膜のパターン（１２ａ）が設けられ、
前記半透光膜のパターンと、前記下層遮光膜のパターンとが、他の層を介することなく接している部分を有することを特徴とする多階調フォトマスク（１７）。
【請求項５】
前記半透光膜のパターン（１２ａ）の材質は、クロム、又は酸化クロム、窒化クロム、酸窒化クロムその他のクロムを含む金属化合物で構成されることを特徴とする請求項４記載の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、ボトムハーフ型の多階調フォトマスク等に関し、特に、遮光膜の材質及び構造に特徴を有する多階調フォトマスク、及び多階調マスクブランクス等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
「多階調フォトマスク」は、一般に、半透光膜の透過率に応じた量の光を透過させる半透光部Ａと、遮光膜によって光を全く透過させない遮光部Ｂと、透明基板が露出した透光部Ｃとで構成される。
【０００３】
多階調フォトマスク及びこれを製造するための多階調マスクブランクスは、透明基板上に形成される遮光膜と半透光膜の積層構成によって、「ボトムハーフ型」と「トップハーフ型」とに大別される。このうち、ボトムハーフ型とは、半透光膜が遮光膜の下側に設けられる構造であり、透明基板上に、「半透光膜」と「エッチングストッパー膜」と「遮光膜」と「反射防止膜」とが順次積層された構造を有する多階調マスクブランクスを出発材料として、２度のフォトリソグラフィ工程により、製造される。その製造工程においては、感光性樹脂膜をエッチングマスクとして、遮光膜及び半透光膜の層をそれぞれ所望のパターンにエッチングし、遮光部とハーフトーン部（半透光部）と透光部とを順次形成する。
【０００４】
従来のボトムハーフ型の多階調マスクブランクスを用いた多階調フォトマスクの製造方法は、フォトリソグラフィ工程によってパターニングされた感光性樹脂膜をエッチングマスクとして、遮光膜と半透光膜とを順次エッチングすることによって形成されていた。
【０００５】
例えば、特許文献１では、ボトムハーフ型の多階調フォトマスクが示され、その製造方法は、概ね以下の通りである。先ず、「透明基板１１上に、半透光膜１２、エッチングストッパー膜（バリアー膜）１３、遮光膜１４及びレジスト膜１５を順次形成した基板」に対して、所定の露光分布で「露光」及び「現像・減膜」等を行うことによって、レジスト膜を所定の形状に加工する。次に、このレジスト膜をエッチングマスクとして、遮光膜をエッチングする。次に、透光部におけるエッチングストッパー膜を選択的に除去し、半透光部におけるレジスト膜を選択的に除去してから、残されたレジスト膜をエッチングマスクとして、透光部及び半透光部を形成する。最後に、半透光部におけるエッチングストッパー膜を選択的に除去する（第２５〜３２段落、図３〜図４）。
【０００６】
なお、特許文献１では、「マスクブランクの段階において、遮光膜上に反射防止層を設けることができる。」ことや、「反射防止層は、酸化クロム（ＣｒＯｘ）、窒化クロム（ＣｒＮｘ）、酸窒化クロム（ＣｒＯｘＮｙ）などで形成できる。」ことが示されている（第３４段落等参照）。
【０００７】
図５は、従来のボトムハーフ型の多階調フォトマスクの構造及び使用態様を示す図である。（従来の）多階調フォトマスク１１７は、半透光部Ａと、遮光部Ｂと、透光部Ｃと、を含み、透明基板１１１上に、半透光膜のパターン１１２ａと、エッチングストッパー膜のパターン１２０ａと、遮光膜のパターン１１３ａが設けられ、遮光膜の上層（透明基板１１１から遠い側）に反射防止膜のパターン１２１ａが設けられている。
【０００８】
そして、従来の多階調フォトマスク１１７に強度Ｉ１の露光光を入射した時、多階調フォトマスク１１７は、被露光対象となる基板１１８側の表面から強度Ｉ２の反射光を受ける。その場合、多階調フォトマスク１１７の表面で再度反射が起こり、強度Ｉ３の再反射光が基板１１８側に戻ることになる。被露光対象となる基板１１８側の表面には、感光性樹脂膜が塗布されているが、多階調フォトマスク１１７の表面に反射防止膜が無いと、感光性樹脂膜を不必要な領域まで感光するため、露光不良となる。
【０００９】
そこで、従来の多階調フォトマスク１１７は、最表面に反射防止膜のパターン１２１ａを設けることによって、再反射光の強度Ｉ３を小さくしている。これによって、式（１）により表される関係が成立する。
【００１０】
Ｉ１＞Ｉ２ ≫Ｉ３    ・・・（１）
【００１１】
このように、再反射光の強度Ｉ３が小さく抑えられることによって、多階調フォトマスクによる再反射に起因する露光不良を大幅に軽減することができる。
【００１２】
【特許文献１】特開２００２−１８９２８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述の通り、ボトムハーフ型の多階調フォトマスクでは、予め透明基板上の表面の広範囲に亘って、半透光膜と遮光膜が積層して形成された構造を持つ「マスクブランクス」を出発材料として、順次遮光膜及び半透光膜のパターニングを行い、最終的に多階調フォトマスクを得る。
【００１４】
しかし、従来の製造方法では、各層をエッチングする際に、フォトリソグラフィ工程によってパターニングされた感光性樹脂膜をエッチングマスクとして用いるため、エッチング中に感光性樹脂膜のパターンエッジが変形して、遮光膜のパターンや半透光膜のパターンに、本来望まれるパターン形状とは異なる「パターン不良」が発生しやすく、所望の形状精度が得られにくいという問題があった。
【００１５】
特に、ボトムハーフ型の多階調フォトマスクでは、予め、半透光膜とエッチングストッパー膜と遮光膜と反射防止膜とが積層した複雑な多層構造のマスクブランクスをエッチングする必要があるため、フォトリソグラフィ工程によってパターニングされた感光性樹脂膜の負担が大きくなりやすかった。
【００１６】
また、遮光膜は、クロムなどの反射率の高い金属で構成されていたため、遮光膜の上層に反射防止膜を設ける必要があった。
【００１７】
このように、従来のボトムハーフ型の多階調マスクブランクスでは、パターンエッジ形状不良が起こりやすいという基本的な問題に加えて、エッチングストッパー膜と反射防止膜が必要となるために膜構成が一層複雑になり、製造工程の点でも、得られたフォトマスクのパターン形状の精度の点でも、問題があった。
【００１８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、半透光膜の透過率に応じた量の光を透過させる半透光部と、遮光膜によって光を全く透過させない遮光部と、透明基板が露出した透光部とで構成される多階調フォトマスクにおいて、遮光膜及び半透光膜のパターン鮮鋭化を図り、さらに、膜構成を簡単にすることができる多階調マスクブランクスとこれにより製造され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】
【００１９】
本発明に係る多階調マスクブランクス１０は、
透明基板１１と、前記透明基板上に形成され、露光光の一部を透過させる半透光膜１２と、前記半透光膜上に他の層を介することなく直接接するように形成され、露光光に対して遮光性を具備する遮光膜１３、１４とを含み、
前記遮光膜は、２層の遮光膜が上下に積層された積層構造を有し、
上層遮光膜１４の材質が、チタン又はチタンを含む金属で構成されると共に、
下層遮光膜１３の材質が、鉄又は鉄を含む金属で構成されることを特徴とする。
【００２０】
上記構成において、チタンと鉄の積層膜は、露光光に対して高い遮光性を有すると共に、チタンと鉄とは異なる特性を有するため、高いエッチング選択性を有する。さらに、上層遮光膜であるチタンの反射率は、銀、アルミニウム、クロムなど他の金属と比較して低いため、反射防止膜としても機能する。このため、チタン又はチタンを含む金属を上層遮光膜とすることにより、反射防止膜を別途設ける必要が無くなる。
【００２１】
上記の多階調マスクブランクスにおいて、前記半透光膜１２の材質は、例えば、クロム、又は酸化クロム、窒化クロム、酸窒化クロムその他のクロムを含む金属化合物など、下層遮光膜との間にエッチング選択比を大きくとることができるもので構成されることが好ましい。
【００２２】
半透光膜がクロム、又はクロムを含む金属化合物で構成されている場合、高いエッチング選択性を有する。このため、エッチングストッパー膜を介在させる必要がなくなるため、膜構成を簡単にすることができる。
【００２３】
なお、上層遮光膜の表面に酸化皮膜が形成されていてもよい。酸化皮膜は自然酸化により形成されるものであるが、チタンの自然酸化膜は透明でありしかも極めて膜厚も薄いため、遮光性に悪影響を与えないだけでなく、表面に親水性を付与するという作用をもたらす。したがって、成膜後の洗浄工程や感光性樹脂膜塗布工程において、表面濡れ性が向上し、表面欠陥の発生を低減することができる。
【００２４】
本発明に係る多階調フォトマスクの製造方法は、
上記の多階調マスクブランクスの表面に第１の感光性樹脂膜１５を塗布する工程と、前記第１の感光性樹脂膜に対して第１のパターンを露光する工程と、前記第１の感光性樹脂膜を現像して第１の感光性樹脂膜のパターン１５ａを形成する工程と、前記第１の感光性樹脂膜のパターンをエッチングマスクとして前記上層遮光膜をエッチングして上層遮光膜のパターン１４ａを形成する工程と、前記上層遮光膜のパターンをエッチングマスクとして前記下層遮光膜をエッチングして下層遮光膜のパターン１３ａを形成する工程と、前記第１の感光性樹脂膜のパターンを除去する工程とを含む遮光膜のパターニング工程と、
前記遮光膜のパターニング工程の後、前記透明基板１１の表面に第２の感光性樹脂膜１６を塗布する工程と、前記第２の感光性樹脂膜に対して第２のパターンを露光する工程と、前記第２の感光性樹脂膜を現像して第２の感光性樹脂膜のパターン１６ａを形成する工程と、前記感光性樹脂膜のパターンと前記第１及び第２の遮光膜のパターンとをエッチングマスクとして前記半透光膜１２をエッチングして半透光膜のパターン１２ａを形成する工程と、前記第２の感光性樹脂膜のパターンを除去する工程とを含む半透光膜のパターニング工程と、
を含むことを特徴とする。
【００２５】
上記の製造方法によると、下層遮光膜のパターンを形成する場合には、上層遮光膜が対エッチングパターンとして作用して下層遮光膜がエッチングされるため、下層遮光膜のパターンのエッジがくっきりと形成され、パターン不良が発生しにくくなる。また、この構造では、上層遮光膜のパターンが、従来の反射防止膜として作用する。したがって、遮光膜の上層に反射防止膜を別途設ける必要が無くなるため、膜構成を簡単にすることができかつエッチング工程の負担も軽減される。さらに、エッチング方法を適切に選択することによって、下層遮光膜が、上層遮光膜に対してエッチングストッパー膜として作用し、同様に半透光膜が下層遮光膜に対するエッチングストッパー膜として作用する。そのため、半透光膜の手前で確実にエッチングを停止することができる。したがって、半透光膜をエッチングする場合には、下層遮光膜が対エッチングパターンとして作用することになり、エッチング後の半透光膜のパターンの形状精度も向上する。
【００２６】
本発明に係る多階調フォトマスク１７は、
透明基板１１上に、露光光の一部を透過させる半透光部Ａ、露光光の全部を遮光する遮光部Ｂと、露光光の全部を透過させる透光部Ｃとを含み、
前記遮光部は、少なくとも２層の遮光膜のパターン１３ａ，１４ａが上下に積層された積層構造による遮光膜のパターンを有し、
上層遮光膜のパターン１４ａの材質は、チタン又はチタンを含む金属で構成されると共に、
下層遮光膜のパターン１３ａの材質は、鉄又は鉄を含む金属で構成され、
前記半透光部は、前記透明基板上に半透光膜のパターン１２ａが設けられ、
前記半透光膜のパターンと、前記下層遮光膜のパターンとが、他の層を介することなく接している部分を有することを特徴とする。
【００２７】
前記半透光膜のパターン１２ａの材質は、例えば、クロム、又は酸化クロム、窒化クロム、酸窒化クロムその他のクロムを含む金属化合物など、下層遮光膜との間にエッチング選択比を大きくとることができるもので構成されることが好ましい。
【００２８】
前記遮光膜の膜厚は、上層遮光膜と下層遮光膜の単独では十分な遮光性を有しない膜厚であっても、上下層を重ねることによって露光光に対する遮光率が必要な値を示すものであればよい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る多階調マスクブランクスにより得られる多階調フォトマスクは、下層遮光膜のパターンのエッジがくっきりと形成され、パターン不良が発生しにくい。また、エッチングストッパー膜が不要であり、しかも上層遮光膜の上層に反射防止膜を別途設ける必要が無くなるため、膜構成を簡単にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る多階調マスクブランクスの概略断面図である。多階調マスクブランクス１０は、透明基板１１上に、露光光の一部を透過させる半透光膜１２と、露光光に対して遮光性を具備する遮光膜とを順次堆積した積層構造を有する。図１に示すように、遮光膜は、下層遮光膜１３と、上層遮光膜１４とからなる積層構造を有している。
【００３１】
半透光膜２の材質は、透過率が透明基板と遮光膜の中間の値を示す既知の膜、例えば、厚さ約２０ｎｍの酸化クロム（ＣｒＯｘ）であり、露光光の一部を通過することができる。遮光膜を構成する下層遮光膜１３は、例えば、厚さ４０ｎｍの鉄（Ｆｅ）であり、上層遮光膜１４は、例えば、厚さ４０ｎｍのチタン（Ｔｉ）である。酸化クロム、チタン及び鉄は、いずれもスパッタリング法等の既知の方法により形成することができるが、成膜方法は特に限定されない。
【００３２】
半透光膜１２の材質は、酸化クロムに代えて、他の材料であってもよい。例えば、膜厚の薄いクロムや、窒化クロム、酸窒化クロム等が考えられる。また、上層遮光膜１４の材質は、チタンに代えてチタンを主成分とする合金等（以下、チタンを含めて「チタン系金属」という。）であってもよい。また、下層遮光膜１２の材質は、鉄に代えて鉄を主成分とする合金等（以下、鉄を含めて「鉄系金属」という。）であってもよい。
【００３３】
従来のボトムハーフ型の多階調用マスクブランクスでは、半透光膜と遮光膜の中間層に、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）やクロムシリサイド膜などシリコンを含む「エッチングストッパー膜」が設けられていたが、第１の実施形態に係る多階調マスクブランクス１０は、エッチングストッパー膜を有していない。
【００３４】
その理由は、従来の多階調用マスクブランクスでは、半透光膜と遮光膜とが同種の金属、例えばいずれもクロムを主成分とする膜により形成されていることが一般的であったので、両者のエッチング選択比が小さかったためである。代表的な例として、遮光膜の材質は、クロムなどの、クロムを含む遮光性の高い金属が用いられる一方、半透光膜の材質は、酸化クロム、窒化クロム或いは酸窒化クロムなどの、クロム酸化物或いは窒化物等膜が用いられていた。第１の実施形態に係る多階調マスクブランクス１０では、下層遮光膜１３と半透光膜１２とが異種の金属で形成されているため、両者のエッチングレートを大きく異ならせることができる。
【００３５】
また、従来のマスクブランクスは、通常、表面に反射防止膜が設けられているが、第１の実施形態に係る多階調マスクブランクス１０は、反射防止膜を有していない。その理由は、上層遮光膜１４にチタン系金属膜が用いられているので、上層遮光膜自体が反射を防止することができるためである。
【００３６】
なお、上層遮光膜１４の材質は、チタン系金属であればチタンに限らない。また、下層遮光膜１２の材質は、鉄系金属であれば鉄に限らない。
【００３７】
本発明に係る多階調マスクブランクスでは、「エッチングストッパー膜」と「反射防止膜」を有しない分、従来の多階調マスクブランクスと比べて、膜構成を簡単にすることができる。また、エッチングストッパー膜とクロム酸化膜及びエッチングストッパー膜とクロム膜との密着性が、いずれも極めて悪いことや、エッチング耐性など種々の問題を有していたが、本発明に係る多階調マスクブランクスでは、エッチングストッパー膜を有しないので、これらの問題が生じることもない。
【００３８】
（第２の実施形態）
図２（ａ）〜（ｄ）、図３（ｅ）〜（ｇ）は、第１の実施形態に係る多階調マスクブランクス（図１）を用いた多階調フォトマスクの製造方法を示す各工程の概略断面図である。このうち、図２に示す各工程は、多階調フォトマスクにおける遮光膜のパターン形成工程（これを「遮光膜のパターニング工程」という。）を示し、図３に示す各工程は、多階調フォトマスクにおける半透光膜のパターン形成工程（これを「半透光膜のパターニング工程」という。）を示している。
【００３９】
図２（ａ）は、図１に示す多階調マスクブランクス１０と同一構造の多階調マスクブランクスを示している。
【００４０】
図２（ｂ）は、多階調マスクブランクス１０の表面に感光性樹脂膜１５を塗布膜形成装置により塗布し、遮光膜のパターンを露光した状態を示している。
【００４１】
図２（ｃ）は、遮光膜のパターンを露光した後で現像を行うことによって遮光膜形成用の感光性樹脂膜のパターン１５ａを形成し、更に、感光性樹脂膜のパターン１５ａをエッチングマスクとして上層遮光膜１４をエッチングすることにより、上層遮光膜のパターン１４ａを形成した状態を示している。上層遮光膜１４の材質は、チタン系の金属膜であることから、上層遮光膜１４は、例えば、過硫酸塩とフッ化物を混合したエッチング液により、ウエットエッチングされる。このエッチング液は、下層遮光膜１３である鉄系金属膜に対して高いエッチング選択性を有する。また、感光性樹脂膜のパターン１５ａは、少なくとも上層遮光膜１４をエッチングできる程度の膜厚でよく、しかも、ウエットエッチングは感光性樹脂膜に対して高いエッチング選択性を有するので、極めて高い形状精度で上層遮光膜のパターン１４ａが形成される。
【００４２】
図２（ｄ）は、上層遮光膜のパターン１４ａをエッチングマスクとして下層遮光膜１３をエッチングし、その後感光性樹脂膜のパターン１５ａを除去した状態を示している。なお、感光性樹脂膜のパターン１５ａを除去するタイミングは、下層遮光膜１３のエッチング前後を問わない。感光性樹脂膜のパターン１５ａを、下層遮光膜１３のエッチング後に除去する場合は、上層遮光膜のパターン１４ａの上部に感光性樹脂膜のパターン１５ａが残っているので、感光性樹脂膜のパターン１５ａと上層遮光膜のパターン１４ａの両方を下層遮光膜１３をエッチングするためのエッチングマスクとする。
【００４３】
下層遮光膜１３の材質は、鉄系金属膜であることから、下層遮光膜１３は、所定の濃度、例えば、比重３８〜４２ボーメ度の塩化第二鉄エッチング液により、ウエットエッチングされ、下層遮光膜のパターン１３ａが形成される。このエッチング液は、上層遮光膜に対して高いエッチング選択性を有する。したがって、上層遮光膜のパターン１４ａを、極めてエッチング耐性に優れた対エッチングパターンとして使用して、下層遮光膜１３がエッチングされる。しかも、このエッチング液は、半透光膜１２に対しても極めて高いエッチング選択性を有する。したがって、半透光膜１２がオーバーエッチングされることはなく、くっきりとしたエッジを有する下層遮光膜のパターン１３ａが形成される。すなわち、極めて高い形状精度で遮光膜のパターン（１４ａ、１３ａ）が半透光膜１２上に形成される。以上の工程により、遮光膜のパターニング工程が終了する。
【００４４】
図３（ｅ）は、遮光膜のパターニング工程が終了した透明基板１１の表面に感光性樹脂膜１６を塗布膜形成装置により塗布し、半透光膜のパターンを露光した状態を示している。ここでは、透明基板を露出させる部分に露光光を照射している。
【００４５】
図３（ｆ）は、感光性樹脂膜１６に半透光膜のパターンを露光した後で現像を行って半透過膜のパターン形成用の感光性樹脂膜のパターン１６ａを形成した状態を示している。
【００４６】
半透光膜１２の材質は、酸化クロム（ＣｒＯｘ）等であることから、半透光膜１２は、例えば、硝酸第二セリウムアンモニア水溶液により、ウエットエッチングされる。このエッチング液は、鉄系金属膜である下層遮光膜に対して極めて高いエッチング選択性を有する。したがって、下層遮光膜のパターン１３ａをエッチング耐性に優れた対エッチングパターンとして半透光膜１２がエッチングされ、くっきりとしたエッジを有する半透光膜のパターン１２ａが形成される。すなわち、極めて高い形状精度で半透光膜のパターン１２ａが透明基板１１上に形成される。以上の工程により、半透光膜のパターニング工程が終了する。
【００４７】
図３（ｇ）は、最終的に得られる多階調フォトマスク１７の構造断面図であり、感光性樹脂膜のパターン１６ａと上層遮光膜のパターン１４ａと下層遮光膜のパターン１３ａをエッチングマスクとして半透光膜１２をエッチングし、その後感光性樹脂膜のパターン１６ａを除去した状態を示している。なお、半透光膜が残っていてもその上層に遮光膜がある部分は、遮光部となる。
【００４８】
この図に示すように、膜構成を簡単にすることができるため、製造時における成膜工程とエッチング工程の負担を共に軽減することができる利点がある。
【００４９】
特に、従来は遮光膜のエッチングに際して感光性樹脂膜のみをエッチングマスクとして用いていたため、必要な厚みの遮光膜をエッチングしていく過程で感光性樹脂膜のパターンエッジの変形が問題となっていた。しかし、本発明に係る多階調マスクブランクスを用いると、所要のフォトレジストパターンに加えて上層遮光膜のパターン１４ａが、対エッチングパターンとしての役割を果たすと共に、下層遮光膜のパターン１３ａと併せて「遮光膜パターン」を構成し、かつ両者が異なるエッチング特性を有するため、それぞれの膜厚を薄くすることが可能となる。すなわち、上層遮光膜と下層遮光膜の両方を重ねた遮光膜の遮光率が必要な値を示すものであればよい。
【００５０】
さらに、上層遮光膜１４の材質が低反射率のチタンであるため、上層遮光膜の上層に反射防止膜を別途設ける必要が無く、膜構成を簡単にすることができるという利点がある。この点について、図面を参照して説明する。
【００５１】
図４は、本発明に係る多階調フォトマスクの構造及び使用態様を示す図である。多階調フォトマスク１７は、透光部Ｃと、遮光部Ｂと、半透光部Ａとを含み、透明基板１１上に、半透光膜のパターン１２ａと、遮光膜のパターン１３ａ、１４ａが設けられている。
【００５２】
そして、多階調フォトマスク１７に強度Ｉ１の露光光を入射した時、多階調フォトマスク１７は、被露光対象となる基板１８側の表面から強度Ｉ２の反射光を受ける。その場合、フォトマスク１７の表面で再度反射が起こり、強度Ｉ３の再反射光が基板１８側に戻ることになる。被露光対象となる基板１８側の表面には、感光性樹脂膜が塗布されているが、多階調フォトマスク１７の表面に反射防止膜が無いと、感光性樹脂膜を不必要な領域まで感光するため、露光不良となる。
【００５３】
本発明に係る多階調フォトマスク１７は、上述のように最表面がチタンであるため、再反射光の強度Ｉ３は反射防止膜が無くても十分に小さい。すなわち、上述した式（１）により表される関係（すなわち、Ｉ１＞Ｉ２ ≫Ｉ３）が成立する。
【００５４】
このように、再反射光の強度Ｉ３が小さく抑えられることによって、多階調フォトマスクによる再反射に起因する露光不良を大幅に軽減することができる。 
【００５５】
なお、上層遮光膜が単体のチタンである場合、単体のチタンは、常温においては表面が自然酸化による極めて薄い透明な酸化皮膜で覆われて不動態を形成する。このため、結果的に、微視的には上層遮光膜の表面に酸化皮膜が形成されているとしても、遮光性には一切影響がない。
【００５６】
さらに好ましいことに、酸化皮膜は多階調フォトマスク１７の表面に親水性を付与する。したがって、成膜後の洗浄工程や感光性樹脂膜塗布工程において、表面濡れ性が向上し、洗浄や感光性樹脂膜塗布工程に起こりやすい表面欠陥の発生を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、ボトムハーフ型の多階調フォトマスクの製造に関して、遮光膜のパターニング工程における形状精度を向上させ、また反射防止膜を不要にすることができる点で、産業上の利用可能性は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る多階調マスクブランクスの概略断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施形態に係る多階調マスクブランクス（図１）を用いた多階調フォトマスクの製造方法を示す各工程の概略断面図である。
【図３】（ｅ）〜（ｇ）は、第１の実施形態に係る多階調マスクブランクス（図１）を用いた多階調フォトマスクの製造方法を示す各工程の概略断面図である。
【図４】本発明に係る多階調フォトマスクの構造及び使用態様を示す図である。
【図５】従来のボトムハーフ型の多階調フォトマスクの構造及び使用態様を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０  多階調マスクブランクス（ボトムハーフ型）
１１  透明基板
１２  半透光膜
１２ａ  半透光膜のパターン
１３  下層遮光膜（鉄）
１３ａ  下層遮光膜のパターン
１４  上層遮光膜（チタン）
１４ａ  上層遮光膜のパターン
１５  第１の感光性樹脂膜
１５ａ  第１の感光性樹脂膜のパターン
１６  第２の感光性樹脂膜
１６ａ  第２の感光性樹脂膜のパターン
１７  多階調フォトマスク
１８  被露光対象となる基板
１１１  透明基板
１１２ａ  半透光膜のパターン
１１３ａ  遮光膜のパターン
１１７  （従来の）多階調フォトマスク
１１８  被露光対象となる基板
１２０ａ  エッチングストッパー膜のパターン
１２１ａ  反射防止膜のパターン
Ａ  半透光部
Ｂ  遮光部
Ｃ  透光部
Ｉ１〜Ｉ３  光の強度
【図１】
2009258503.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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