CN102929096A - 灰色调掩模坯、灰色调掩模及制品加工标识或制品信息标识的形成方法 - Google Patents

灰色调掩模坯、灰色调掩模及制品加工标识或制品信息标识的形成方法 Download PDF

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Abstract

灰色调掩模坯，其在透明基板上，由具有互不相同的蚀刻特性的膜形成半透光膜和遮光膜，半透光膜及遮光膜在曝光光的波长下的反射率均小于等于30%，形成在比曝光光的波长长的波长侧的规定波长下的半透光膜和遮光膜的反射率差，使其大于在曝光光的波长下的反射率差，并且半透光膜和遮光膜在制成灰色调掩模时，通过从灰色调掩模的正反面的任一侧对半透光部和遮光部照射上述规定波长的光，根据两者的反射率差能识别半透光部和遮光部。即便是在用半透光膜和遮光膜形成制品加工标识和制品信息标识的情况下，也能通过除去遮光膜或半透光膜中任一个的一方的平版印刷工序形成标识，能形成利用规定的读取波长的光，可利用反射光读取的标识。

Description

灰色调掩模坯、灰色调掩模及制品加工标识或制品信息标识的形成方法
本申请是申请日为2009年7月30日、申请号为200910160207.4的中国专利申请的分案申请。 
技术领域
本发明涉及成为用于半导体集成电路等制造等的光掩模（灰色调掩模）的原材料的光掩模坯（灰色调掩模坯（gray tone mask blank）），特别是成为作为FPD（平板显示器）用合适的灰色调掩模的原材料的灰色调掩模坯及灰色调掩模,以及在灰色调掩模中形成的制品加工标识或制品信息标识的形成方法。 
背景技术
近年来，在TFT液晶显示装置的制造中，为了简化制造工序而使用了灰色调掩模。通常的光掩模由透光部和遮光部构成，透过掩模的曝光光的强度实际上是遮光和透光2个值，灰色调掩模由透光部、半透光部和遮光部组成，改变从各个部分透过的曝光光的强度，变成遮光、半透光以及透光3个值。使用了灰色调掩模的曝光，是使用灰色调掩模利用1片光掩模进行通常的2片光掩模承担的工序的曝光。 
作为这样的灰色调掩模的制造方法之一，提出了使用铬化合物作为遮光膜，半透光部通过部分蚀刻遮光膜降低厚度，以得到规定的透射率的技术方案（特开平7-49410号公报）。 
但是，在这样部分进行蚀刻的方法中，由于难以对半透光部在光掩模全面均匀地蚀刻，因此提出了做成遮光膜和半透光膜的2层结构，使用分别利用了可选择性蚀刻的材料的光掩模坯的方法。作为这样的方法，公开了以下方法：在遮光膜中使用Cr，在半透光膜中使用MoSi， 在遮光膜的Cr的图案化中进行使用了氯系气体的干蚀刻或使用了硝酸铈和高氯酸的混合溶液的湿蚀刻，MoSi的蚀刻中使用氟系气体（特开2005-37933号公报）。 
另一方面，光掩模在形成图案的部分的外侧，有时形成用于曝光时对准位置的定位标记和条形码、数字、字母等掩模的ID和种类等掩模信息标记。另外，在制造灰色调掩模时，为了分别形成半透光部和遮光部的图案，在平版印刷法（lithography）中要进行2次曝光，这时，为了对准位置有时预先需要定位标记。 
发明内容
将光掩模用于曝光时，为了防止来自光掩模的反射光产生的重影图案，遮光部要选择对曝光光反射率低的材料。另一方面，在利用反射光进行读取定位标记和掩模信息标记的情况中，需要存在具有形成了标记的膜的部分和无该膜的部分的反射率的差。现有的由遮光部和透光部组成的遮光和透光2个值的光掩模的情况下，由于形成了标记的膜是遮光膜，没有遮光膜的部分是透明基板，因此反射率的差足够大，能充分检测标记。 
但是，在上述具有蚀刻特性不同的半透光膜和遮光膜的2层的膜结构的光掩模坯中，要形成上述标记利用同样的方法读取的情况下，因为各个膜的蚀刻特性不同，为了形成反射率差大的标记，在定位标记和掩模信息标记部分中，由于蚀刻半透光膜和遮光膜两者以使透光部即透明基板面露出，也需要2个阶段的蚀刻，所以复杂。 
另一方面，尝试了使用具有半透光膜及遮光膜的现有的光掩模坯仅将遮光膜蚀刻除去来形成标记，但是，仅重视抑制反射率而对半透光膜和遮光膜进行材料选择时，半透光膜和遮光膜在与光掩模的曝光光相比长波长侧的规定波长（例如，光掩模坯和光掩模的检查波长）下的反射率差变小，这种情况下，即使仅将遮光膜部分除去形成上述标记，也不能读取标记。 
另外，对于具有半透光膜和遮光膜的灰色调掩模，虽然有为了降 低反射率而添加轻元素的方法，但添加轻元素降低反射率时，由于膜的每单位厚度的遮光性下降，所以具有为了充分降低半透光膜的反射率而必须加厚膜厚的问题。如果膜厚增大，膜的加工性降低。 
另外，半透光膜由于通常具有使曝光光的相位迁移的作用，所以膜厚变厚时，相位的迁移量变大。当该相位迁移量变大时，分别通过了半透光部和透光部的光干涉，在半透光部和透光部的边界由于光的干涉，具有形成透射率低的部分的问题。 
本发明为解决上述问题而完成，以提供灰色调掩模、成为这样的灰色调掩模的原材料的灰色调掩模坯、以及在灰色调掩模形成的制品加工标识或制品信息标识的形成方法为第一目的，在具有半透光膜及遮光膜的灰色调掩模坯中，即便在用半透光膜和遮光膜形成了定位标记等制品加工标识和掩模信息标记等制品信息标识等的情况（以半透光膜为背景用遮光膜形成了标记的情况，或者以遮光膜为背景用半透光膜形成了标记的情况）中，也能识别并读取这些标识。 
另外，本发明的第二目的在于提供在不加厚半透光部的膜厚下确保半透光部所需的透射率和反射率的灰色调掩模及成为其原材料的灰色调掩模坯。 
本发明人为解决上述课题而反复积极研究，结果发现，作为灰色调掩模，其具有透光部、遮光部和半透光部，遮光部以对曝光不做贡献的程度对曝光光进行遮光，半透光部对于曝光光，具有比透光部的透射率低且比遮光部的透射率高的透射率，并且具有对曝光做出贡献的透射率，半透光部和遮光部由具有互不相同的蚀刻特性的膜形成，半透光部及遮光部在曝光光的波长下的反射率均小于等于30%，形成在比曝光光的波长长的波长侧的规定波长下的半透光部和遮光部的反射率差，使其大于在曝光光的波长下的反射率差，并且半透光部和遮光部通过从灰色调掩模的正反面（表面和背面）的任一侧对半透光部和遮光部照射上述规定波长的光，根据两者的反射率差能识别半透光部和遮光部而形成的灰色调掩模能够利用两者的反射率差来识别并读取用半透光部和遮光部形成的定位标记等制品加工标识和掩模信息标 记等制品信息标识等。 
而且发现：这样的灰色调掩模能以灰色调掩模坯作为原材料制造，该灰色调掩模坯在透明基板上形成用于形成半透光部的半透光膜和用于形成遮光部的遮光膜，半透光膜和遮光膜由具有互不相同的蚀刻特性的膜形成，半透光膜及遮光膜在曝光光的波长下的反射率均小于等于30%，形成在比曝光光的波长长的波长侧的规定波长下的半透光膜和遮光膜的反射率差，使其大于在曝光光的波长下的反射率差，并且形成半透光膜和遮光膜以使在将灰色调掩模坯制成灰色调掩模时，通过从灰色调掩模的正反面的任一侧对半透光部和遮光部照射上述规定波长的光，根据两者的反射率差能识别半透光部和遮光部，通过蚀刻半透光膜和遮光膜，在灰色调模掩中利用以半透光部为背景的遮光部或以遮光部为背景的半透光部能形成定位标记等制品加工标识和掩模信息标记等制品信息标识。 
另外，本发明人发现通过使具有透光部、以对曝光不做贡献的程度对曝光光进行遮光的遮光部和对于曝光光具有比透光部的透射率低和比遮光部的透射率高的透射率，具有对曝光做出贡献的透射率的半透光部的灰色调掩模成为以下的灰色调掩模：通过以在透明基板上具备半透光膜、作为调整该半透光膜的反射率的防反射膜的第一防反射膜和遮光膜，从上述透明基板侧以半透光膜、第一防反射膜、遮光膜的顺序形成这些膜而成的灰色调掩模坯作为原材料，分别用包含半透光膜及作为调整半透光膜反射率的防反射膜的第一防反射膜但不包含遮光膜的半透光部和包含半透光膜、作为调整半透光膜反射率的防反射膜的第一防反射膜及遮光膜的遮光部来构成半透光部和遮光部，在不加厚半透光部的膜厚下确保半透光部所需的透射率和反射率，另外，通过降低膜厚，能防止由于半透光部和透光部的边界的光的干涉引起的透射率降低，从而完成本发明。 
即，作为用于实现上述第一目的的第一实施方式，本发明提供下述灰色调掩模坯、灰色调掩模及制品加工标识或制品信息标识的形成方法。 
[1]灰色调掩模坯，是成为灰色调掩模的原材料的灰色调掩模坯，该灰色调掩模具有透光部、遮光部和半透光部，上述遮光部以对曝光不做贡献的程度对曝光光进行遮光，上述半透光部对于曝光光，具有比上述透光部的透射率低且比上述遮光部的透射率高的透射率，并且具有对曝光做出贡献的透射率，其特征在于： 
在透明基板上形成用于形成上述半透光部的半透光膜和用于形成上述遮光部的遮光膜； 
上述半透光膜和遮光膜由具有互不相同的蚀刻特性的膜形成； 
上述半透光膜及遮光膜在曝光光的波长下的反射率均小于等于30%； 
形成在比曝光光的波长长的波长侧的规定波长下的上述半透光膜和遮光膜的反射率差，使其大于在曝光光的波长下的反射率差；并且 
形成上述半透光膜和遮光膜，以使得将灰色调掩模坯制成灰色调掩模时，通过从灰色调掩模的正反面的任一侧对上述半透光部和遮光部照射上述规定波长的光，根据两者的反射率差能识别上述半透光部和遮光部。 
[2][1]所述的灰色调掩模坯，其特征在于：上述半透光膜及遮光膜的反射率，从上述曝光光的波长向上述规定波长，一方增加，另一方减少。 
[3][1]所述的灰色调掩模坯，其特征在于：上述曝光光为波长436nm、405nm或365nm的光，或者含有上述波长中至少1种波长的光。 
[4][1]所述的灰色调掩模坯，其特征在于：上述规定的波长为大于等于500nm的波长。 
[5][1]所述的灰色调掩模坯，其特征在于：上述规定的波长为缺陷检查用或制品加工标识或制品信息标识读取用的波长。 
[6][1]所述的灰色调掩模坯，其特征在于，从灰色调掩模的正反面的任一侧对上述半透光部和遮光部照射上述规定波长的光时，上述遮光部和上述半透光部在上述规定波长下的反射率差大于等于10%。 
[7][1]所述的灰色调掩模坯，其特征在于：上述遮光膜含有过渡 金属和硅，上述半透光膜含有铬。 
[8][1]所述的灰色调掩模坯，其特征在于：上述遮光膜含有铬，上述半透光膜含有过渡金属和硅。 
[9][1]所述的灰色调掩模坯，其特征在于：上述灰色调掩模坯是FPD用灰色调掩模坯。 
[10]灰色调掩模，该灰色调掩模具有透光部、遮光部和半透光部，上述遮光部以对曝光不做贡献的程度对曝光光进行遮光，上述半透光部对于曝光光具有比上述透光部的透射率低且比上述遮光部的透射率高的透射率，并且具有对曝光做出贡献的透射率，其特征在于： 
上述半透光部和遮光部由具有互不相同的蚀刻特性的膜形成； 
上述半透光部及遮光部在曝光光的波长下的反射率均小于等于30%； 
形成上述半透光部和遮光部在比曝光光的波长长的波长侧的规定波长下的反射率差，使其大于在曝光光的波长下的反射率差；并且 
形成上述半透光部和遮光部，以使得通过从灰色调掩模的正反面的任一侧对上述半透光部和遮光部照射上述规定波长的光，根据两者的反射率差能识别上述半透光部和遮光部； 
具有由以上述半透光部为背景的上述遮光部或以上述遮光部为背景的上述半透光部形成的制品加工标识或制品信息标识。 
[11]制品加工标识或制品信息标识的形成方法，其是在具有透光部、遮光部和半透光部的灰色调掩模形成由上述半透光部和遮光部形成的制品加工标识或制品信息标识的方法，上述遮光部以对曝光不做贡献的程度对曝光光进行遮光，上述半透光部对于曝光光，具有比上述透光部的透射率低且比上述遮光部的透射率高的透射率，并且具有对曝光做出贡献的透射率，其特征在于，使用以下灰色调掩模坯： 
在透明基板上形成用于形成上述半透光部的半透光膜和用于形成上述遮光部的遮光膜， 
作为具有互不相同的蚀刻特性的膜形成上述半透光膜和遮光膜， 
上述半透光膜及遮光膜在曝光光的波长下的反射率均小于等于 30%， 
形成在比曝光光的波长长的波长侧的规定波长下的上述半透光膜和遮光膜的反射率差，使其大于在曝光光的波长下的反射率差，并且 
形成了上述半透光膜和遮光膜以使将灰色调掩模坯制成灰色调掩模时，通过从灰色调掩模的正反面的任一侧对上述半透光部和遮光部照射上述规定波长的光，根据两者的反射率差能识别上述半透光部和遮光部; 
通过蚀刻上述半透光膜和遮光膜，利用以上述半透光部为背景的上述遮光部或以上述遮光部为背景的上述半透光部，形成制品加工标识或制品信息标识。 
另外，作为用于实现上述第二目的的第二实施方式，本发明提供下述灰色调掩模坯和灰色调掩模。 
[12]灰色调掩模坯，是成为灰色调掩模的原材料的灰色调掩模坯,上述灰色调掩模具有透光部、遮光部和半透光部,上述遮光部以对曝光不做贡献的程度对曝光光进行遮光，上述半透光部对于曝光光，具有比上述透光部的透射率低且比上述遮光部的透射率高的透射率，并且具有对曝光做出贡献的透射率，其特征在于： 
在透明基板上具备半透光膜、作为调整半透光膜的反射率的防反射膜的第一防反射膜和遮光膜，从上述透明基板侧按照半透光膜、第一防反射膜、遮光膜的顺序形成这些膜而成。 
[13][12]所述的灰色调掩模坯，其特征在于：上述第一防反射膜和上述遮光膜的蚀刻特性不同。 
[14][13]所述的灰色调掩模坯，其特征在于：上述第一防反射膜和上述半透光膜的蚀刻特性相同。 
[15][13]所述的灰色调掩模坯，其特征在于：上述第一防反射膜和上述半透光膜的蚀刻特性不同。 
[16][13]所述的灰色调掩模坯，其特征在于：上述第一防反射膜利用含氟的蚀刻气体对其进行干蚀刻，并且对含氯和氧的蚀刻气体具有耐受性；上述遮光膜对利用含氟的蚀刻气体的干蚀刻具有耐受性， 并且用含氯和氧的蚀刻气体对其进行蚀刻。 
[17][13]所述的灰色调掩模坯，其特征在于：上述遮光膜利用含氟的蚀刻气体对其进行干蚀刻，并且对含氯和氧的蚀刻气体具有耐受性；上述第一防反射膜对利用含氟的蚀刻气体的干蚀刻具有耐受性，并且用含氯和氧的蚀刻气体对其进行蚀刻。 
[18]灰色调掩模，其具有透光部、遮光部和半透光部，上述遮光部以对曝光不做贡献的程度对曝光光进行遮光，上述半透光部对于曝光光具有比上述透光部的透射率低且比上述遮光部的透射率高的透射率，并且具有对曝光做出贡献的透射率，其特征在于：具备包含半透光膜和作为调整半透光膜反射率的防反射膜的第一防反射膜且不包含遮光膜的半透光部，和包含半透光膜、作为调整半透光膜反射率的防反射膜的第一防反射膜和遮光膜的遮光部。 
根据本发明的第一实施方式，由于半透光膜（半透光部）和遮光膜（遮光部）的反射率足够不同，即便用半透光膜（半透光部）和遮光膜（遮光部）形成定位标记等制品加工标识和掩模信息标记等制品信息标识的情况下，也能通过除去遮光膜或半透光膜中任一者的一方的平版印刷工序形成制品加工标识和制品信息标识，能够形成可利用规定的读取波长的光，利用反射光读取的制品加工标识和制品信息标识。另外，在曝光光的波长下，由于确保半透光膜（半透光部）及遮光膜（遮光部）的反射率足够低，因此能降低曝光中来自掩模图案的反射产生的重影。 
另外，根据本发明的第二实施方式，通过在半透光膜上形成调整半透光膜的反射率的防反射膜，能降低图案形成后的半透光部的反射率。 
另外，通过使调整半透光膜反射率的防反射膜和在调整半透光膜反射率的防反射膜上形成的遮光膜的蚀刻特性不同，不仅使加工容易，而且能改善半透光膜的透射率的控制性。 
附图说明
图1为表示适合本发明的第一实施方式的一例灰色调掩模坯的剖面图。 
图2为表示适合本发明的第一实施方式的一例灰色调掩模的剖面图。 
图3是表示实施例1中在石英基板上成膜的半透光膜及遮光膜的反射率以及在石英基板上依次形成了这些膜时的透射率的坐标图。 
图4是表示实施例2中在石英基板上成膜的半透光膜及遮光膜的反射率以及在石英基板上依次形成了这些膜时的透射率的坐标图。 
图5为表示适合本发明的第二实施方式的一例灰色调掩模坯的剖面图。 
图6为表示适合本发明的第二实施方式的一例灰色调掩模的剖面图。 
具体实施方式
以下对本发明更详细地说明。 
[第一实施方式] 
首先，对作为本发明的第一实施方式的合适的具体例子进行说明。 
本发明的灰色调掩模坯在石英基板等透明基板上具有半透光膜和遮光膜，例如如图1所示，从透明基板1侧按照半透光膜2、遮光膜3的顺序形成它们。这些半透光膜2及遮光膜3分别是用于形成灰色调掩模的半透光部及遮光部的膜，以这样的灰色调掩模坯作为原材料制作灰色调掩模后，半透光膜2及遮光膜3如图2所示成为灰色调掩模的半透光部21、遮光部31，另外，将两者除去的部分成为透光部11。另外，本发明的灰色调掩模中，利用以透光部为背景的遮光部或以遮光部为背景的半透光部，形成定位标记等制品加工标识或掩模信息标记等制品信息标识4。 
本发明的灰色调掩模具有透光部、半透光部和遮光部。透光部通常是透明基板露出的部分并且具有对曝光做出贡献的透射率。另外，遮光部具有以对曝光不做贡献的程度对曝光光进行遮光的作用。另一 方面，半透光部相对于曝光光，具有比透光部的透射率低且比遮光部的透射率高的透射率，并且具有对曝光做出贡献的透射率。另外在灰色调掩模坯上形成的半透光膜和遮光膜也同样，遮光膜具有以对曝光不做贡献的程度对曝光光进行遮光的作用，半透光膜相对于曝光光，具有比透明基板的透射率低且比遮光膜的透射率高的透射率，并且具有对曝光做出贡献的透射率。 
本发明的灰色调掩模坯的半透光膜和遮光膜由具有互不相同的蚀刻特性的膜形成，成为可分别选择性蚀刻的材料。另外，灰色调掩模的半透光部和遮光部由具有互不相同的蚀刻特性的膜形成。 
对于由蚀刻特性不同的半透光膜和遮光膜构成的本发明的灰色调型的光掩模坯（灰色调掩模坯），通过包括以下操作的用于形成半透光部的平版印刷工序: 
（1-1）保护形成半透光部的部分的抗蚀剂图案的形成操作， 
（1-2）未用抗蚀剂保护的部分的半透过膜的蚀刻除去操作，和 
（1-3）抗蚀剂膜的剥离操作 
和包括以下操作的用于形成遮光部的平版印刷工序： 
（2-1）保护形成遮光部的部分的抗蚀剂图案的形成操作， 
（2-2）未用抗蚀剂保护的部分的遮光膜的蚀刻除去操作，和 
（2-3）抗蚀剂膜的剥离操作 
的平均各自1次的公知的平版印刷工序，形成半透光部及遮光部的图案，能制作灰色调型光掩模（灰色调掩模）。另外，由于半透光膜及遮光膜为分别可选择性蚀刻的材料，因此通过单纯的蚀刻操作，能形成具有如设计的形状及膜厚的遮光部、半透光部。 
这样形成的半透光部和遮光部，在作为灰色调掩模使用的情况中，为了曝光光在掩模和基板之间不发生多重反射而形成重影图案，需要降低两者在曝光光下的反射率，具体地要求小于等于30%。因此，在需要的透射率方面，使用于形成各自部分的半透光膜（半透光部）及遮光膜（遮光部）为对于曝光光的反射率小于等于30%的材料。 
半透光膜是在作为灰色调掩模使用时，具有以通过半透光部的曝 光光使抗蚀剂膜不充分感光的程度使光衰减的透射率的膜，可以是单层膜还可以是多层膜，还可以是在组成中具有梯度的膜，作为半透光膜整体，具有透光部和遮光部的中间的透射率，即，比透光部的透射率低、比遮光部的透射率高（比透明基板的透射率低，比遮光膜的透射率高）的透射率。具体地，例如优选20～70%左右的透射率。 
作为半透光膜的材料，例如，可使用过渡金属、含有过渡金属的硅、或在硅中根据需要含有氧、氮、碳等轻元素的材料，必须使其为与遮光膜之间可选择性蚀刻的材料。 
作为半透光膜的优选材料，具体地，可举出铬、钽、钼、钨，铬化合物、钽化合物、钼化合物、钨化合物等过渡金属化合物（特别是不含硅的过渡金属化合物），含有选自钛、钒、钴、镍、锆、铌、钼、铪、钽及钨的1种以上的过渡金属的硅化合物、硅化合物（特别是不含过渡金属的硅化合物）等，可特别优选使用容易蚀刻加工的铬、铬化合物、含有钼的硅化合物，或者硅化合物。 
半透光膜的透射率及反射率的控制决定于材料和膜厚，使用铬化合物的情况中，优选含有铬和选自氧、氮及碳中1种以上的铬化合物（特别是不含硅的铬化合物）。使用各元素的含有比率优选为下述范围的材料：铬为大于等于30原子%且小于100原子%，特别地为30原子%～70原子%、尤其为35原子%～60原子%；氧为0原子%～60原子%，特别地为10原子%～60原子%；氮为0原子%～50原子%，特别地为3原子%～30原子%；碳为0原子%～20原子%，特别地为大于0原子%且小于等于5原子%，通过适当调整膜厚可得到具有目标透射率的膜。另外，反射率过高的情况中，一般通过提高轻元素的含有率，增加膜厚，可形成具有目标透射率并且具有要求的反射率的膜。 
另一方面，在使用含有过渡金属的硅化合物的情况中，优选过渡金属硅（只由过渡金属和硅组成的化合物）、过渡金属硅氧化物、过渡金属硅氮化物、过渡金属硅氧氮化物、过渡金属硅氧化碳化物、过渡金属硅氮化碳化物、过渡金属硅氧氮化碳化物。使用各元素的含有比率优选为下述范围的材料：硅为10原子%～80原子%，特别地为30 原子%～50原子%；氧为0原子%～60原子%，特别地为大于0原子%小于等于40原子%；氮为0原子%～57原子%，特别地为20原子%～50原子%；碳为0原子%～20原子%，特别地为大于0原子%且小于等于5原子%；过渡金属为0原子%～35原子%，特别地为1原子％～20原子％，通过适当调整膜厚可得到具有目标透射率的膜。另外，与铬化合物的情况同样，如果反射率过高的情况中，一般通过提高轻元素的含有率，增加膜厚，可形成具有目标透射率并且具有要求的反射率的膜。 
另一方面，遮光膜是用于通过与半透光膜重叠，作为掩模使用时，将透过半透光膜和遮光膜的光强度衰减到使抗蚀剂基本上不感光的程度以下的膜。透射率根据使用掩模的情形的曝光方法而异，一般地，与半透光膜的组合下，优选为0.001～10%的透射率。 
作为遮光膜的材料，例如，可使用过渡金属、含有过渡金属的硅，或在硅中根据需要含有氧、氮、碳等轻元素的材料，必须使其为与半透光膜之间可选择性蚀刻的材料。 
作为遮光膜的优选材料，具体地可举出铬、钽、钼、钨，铬化合物、钽化合物、钼化合物、钨化合物等过渡金属化合物（特别是不含硅的过渡金属化合物），含有选自钛、钒、钴、镍、锆、铌、钼、铪、钽及钨中1种以上的过渡金属的硅化合物、硅化合物（特别是不含过渡金属的硅化合物）等。 
特别地，在半透光膜中使用了铬或铬化合物的情况中，作为遮光膜优选的材料，可举出钽、钼、钨、钽化合物、钼化合物、钨化合物和选自钛、钒、钴、镍、锆、铌、钼、铪、钽及钨中1种以上的过渡金属的硅化合物、硅化合物，尤其可优选使用容易蚀刻加工的含钼的硅化合物或硅化合物。 
这些材料对于铬及铬化合物的公知的湿蚀刻或干蚀刻条件（例如，使用了氯系气体的蚀刻）具有耐蚀刻性，另外，能在未蚀刻铬及铬化合物下利用公知的湿蚀刻或干蚀刻条件（例如，使用了氟系气体的蚀刻）进行加工。 
作为遮光膜，使用选自钛、钒、钴、镍、锆、铌、钼、铪、钽及 钨中1种以上的过渡金属的硅化合物，或硅化合物的情况下，从下述范围的材料：硅为10原子%～95原子%，特别地为30原子%～95原子%；氧为0原子%～50原子%，特别地为大于0原子%且小于等于30原子%；氮为0原子%～40原子%，特别地为1原子%～20原子%；碳为0原子%～20原子%，特别地为大于0原子%且小于等于5原子%；过渡金属为0原子%～35原子%，特别地为1原子％～20原子％，在考虑了遮光膜的设计膜厚后，可根据要求的透射率设定各元素的含有比率。 
另一方面，在半透光膜中使用了钽、钼、钨、钽化合物、钼化合物、钨化合物、含有选自钛、钒、钴、镍、锆、铌、钼、铪、钽及钨中1种以上的过渡金属的硅化合物、或硅化合物的情形中,通过在遮光膜中使用铬或铬化合物、优选含有铬和选自氧、氮及碳中的1种以上的铬化合物（特别是不含有硅的铬化合物），使与半透光膜的选择性蚀刻成为可能。 
这些材料对于钽、钼、钨、钽化合物、钼化合物、钨化合物、含有选自钛、钒、钴、镍、锆、铌、钼、铪、钽及钨中1种以上的过渡金属的硅化合物、及硅化合物的公知的湿蚀刻或干蚀刻条件（例如，使用了氟系气体的蚀刻）具有耐蚀刻性，另外，在未蚀刻钽、钼、钨、钽化合物、钼化合物、钨化合物、含有选自钛、钒、钴、镍、锆、铌、钼、铪、钽及钨中1种以上的过渡金属的硅化合物、及硅化合物下，可利用公知的湿蚀刻或干蚀刻条件（例如，使用了氯系气体的蚀刻）进行加工。 
作为遮光膜使用铬化合物的情况下，从下述范围的材料：铬为大于等于30原子%且小于100原子%，特别地为大于等于60原子%且小于100原子%；氧为0原子%～60原子%，特别地为大于0原子%且小于等于50原子%；氮为0原子%～50原子%，特别地为大于0原子%且小于等于40原子%；碳为0原子%～30原子%，特别地为大于0原子%且小于等于20原子%，在考虑了遮光膜的设计膜厚后，可根据要求的透射率设定各元素的含有比率。 
在所有材料的情况下，也可以使遮光膜的一部分成为和其它层相 比使透射率提高的防反射层而形成。考虑作为灰色调掩模使用的情况的曝光光的波长来决定防反射层的层厚。另外，对于透射率和反射率的调整，可采用与上述半透光膜的情况同样的方法。 
可将半透光膜的膜厚设为1nm～200nm，优选为5nm～100nm，将遮光膜的膜厚设为5nm～500nm，优选为10nm～200nm。膜厚若满足透射率、反射率等规定的光学特性，薄的膜厚加工性好，故优选，但为了加快蚀刻速度，在添加N（氮）等轻元素而满足了规定的透射率后，从加工性的观点出发，优选设定蚀刻速度变得最快的组成和膜厚。 
本发明中，另外，对于半透光膜（半透光部）和遮光膜（遮光部）的反射率，形成在比曝光光的波长长的波长侧的规定波长下的半透光膜和遮光膜的反射率差，使其大于在曝光光的波长下的反射率差。 
首先，作为掩模的基本性能，必须防止掩模和基板之间的多重反射引起的重影图案的发生，如上所述，半透光膜（半透光部）、遮光膜（遮光部）在曝光光的波长下均为小于等于30%，但仅单纯地将半透光膜和遮光膜在曝光光的波长下的反射率设计为小于等于30%，不能使用反射率相互识别半透光膜和遮光膜。一般地，用于识别并读取定位标记等制品加工标识和掩模信息标记等制品信息标识的规定波长不同于曝光光的波长，通常，使用比曝光光的波长长的波长侧的波长的光。另外，半透光膜和遮光膜的反射率因波长而各种各样。因此，本发明中，使用在这样的规定波长下的半透光部和遮光部的反射率差比曝光光的波长下的反射率差大的材料。 
由此，半透光膜和遮光膜在将灰色调掩模坯制成灰色调掩模时，通过从灰色调掩模的正反面的任一侧对半透光部和遮光部照射上述规定波长的光，利用两者的反射率差能识别半透光部和遮光部。 
另外，通过使半透光膜和遮光膜在比曝光光的波长长的规定的波长下的反射率差变大，在半透光膜或遮光膜具有定位标记等制品加工标识和掩模信息标记等制品信息标识时，能读取这些标识。因此，仅仅将单方的膜蚀刻加工为需要的标识形状来制作这些标识，就使得这些标识的识别、读取成为可能。 
半透光膜和遮光膜在读取标识的波长下的反射率差越大越优选，为了利用读取装置正确地识别、读取，从灰色调掩模的正反面的任一侧对半透光部和遮光部照射规定波长的光时，优选遮光部和半透光部在规定波长下的反射率差大于等于10%。这种情况下，为了从膜侧读取标识，来自膜侧的反射率可以满足上述关系，从基板侧读取时基板侧的反射率可以满足上述关系。 
另外，规定的波长是灰色调掩模坯和灰色调掩模的检查波长，特别是用于缺陷等的检查的波长的情况下，采用同样的方法，可识别缺陷部位是半透光膜还是遮光膜。 
反射率因波长的变化特别受到氧、氮、碳等轻元素含量的强烈影响。轻元素含量高时，具有在长波长侧的反射率降低的倾向，特别是轻元素变少、膜材料强烈具有金属性时，在比用于曝光的波长长的波长侧的波长下的反射率变高。 
因此，为了使半透光膜和遮光膜之间，在此曝光光的波长长的波长侧的规定波长下的反射率差大于在曝光光的波长下的反射率差，例如，可以进行如下选择：使在曝光光的波长下反射率高的膜在长波长侧的规定波长下比另一膜反射率更高，或者，可以进行如下选择：使在曝光光的波长下反射率低的膜在长波长侧的规定波长下比另一膜反射率更低。另外，不论半透光膜和遮光膜在曝光光的波长下的反射率的大小，也可以考虑反射率的波长依赖性，使在长波长侧的规定波长下半透光膜和遮光膜的反射率差比曝光光的波长大。 
特别地，为了使在曝光光的波长和比曝光光的波长长的波长侧的规定波长下的反射率差大，优选半透光膜及遮光膜的反射率由曝光光的波长向着上述规定波长，一方增加而另一方减少。另外，优选半透光膜与遮光膜的反射率的波长依赖性相反。所谓波长依赖性相反，是指如下述条件（1）或（2）所示的，在曝光光的波长下的反射率和在比曝光光的波长长的波长侧的上述规定波长下的反射率的大小关系在半透光膜和遮光膜中相反。 
（1）遮光膜在曝光光的波长下的反射率<遮光膜在比曝光光的波 长长的波长侧的规定波长下的反射率 
半透光膜在曝光光的波长下的反射率>半透光膜在比曝光光的波长长的波长侧的规定波长下的反射率 
（2）遮光膜在曝光光的波长下的反射率>遮光膜在比曝光光的波长长的波长侧的规定波长下的反射率 
半透光膜在曝光光的波长下的反射率<半透光膜在比曝光光的波长长的波长侧的规定波长下的反射率 
另外，也可以将遮光膜和半透光膜做成具有防反射层的构成等的多层构造。特别地，通过将遮光膜做成具有遮光层和防反射层的构造，形成使防反射层承担降低在曝光光的波长下的反射率的作用，使遮光层承担遮光作用的构成，可兼顾薄膜化和反射率的降低。这种情况下，通过调节防反射层的光学特性、膜厚，也可满足半透光膜和遮光膜的反射率。 
例如，在遮光层形成防反射层的情况下，半透光膜的反射率的波长依赖性在与曝光光的波长相比上述规定波长下反射率低的情况下,也可通过调整遮光层上的防反射层,设定膜厚使干涉效应产生的反射率达到极小的波长比曝光光的波长短从而能实现。具体地，假定在层界面的相位没有偏移（极小）时的反射率的极小值λmin，在将防反射膜的折射率设为n，将膜厚设为d时，λmin=1/（4nd），λmin比曝光光的波长小，上述规定波长（λmax）可以大于λmax=1/（2nd）。 
对曝光光并无特别限制，优选在大于等于350nm且小于500nm之间具有峰值波长的光，特别优选波长436nm（g线）、405nm（h线）或365nm（i线）的光，或者包含上述波长的至少1种波长的光。另外，曝光光可以是单一波长的光（激光等的相干光），可以是具有波长宽度的光（具有波谱的光），后者的情况下，优选将选自436nm、405nm及365nm的至少1种波长作为峰值波长的光，更优选任一种波长为最大峰值波长的光。另外，曝光光的波长是使用灰色调掩模进行图案转印时使用的光的波长，曝光光是单一波长的光的情况下，为其波长，具有波长宽度的光的情况下是其峰值波长，具有多个峰值波长的光的 情况下将它们中显示出最大强度的峰值波长作为曝光光的波长。 
另一方面，作为比曝光光的波长长的波长侧的规定波长，例如，可使用波长大于等于500nm的光。另外，该规定波长的上限通常为小于等于1000nm。作为该规定的波长，适宜用于灰色调掩模坯或灰色调掩模的缺陷检查用波长、制品加工标识或制品信息标识的读取用波长等。更具体地，作为缺陷检查用的波长，可举出488nm（氩激光）、532nm（YAG的第二高次谐波）、633nm（He-Ne激光）等，作为制品加工标识或制品信息标识的读取用的波长，可举出546nm（e线）等。 
半透光膜和遮光膜的成膜方法，可适用公知的方法，没有特别限制，使用溅射法时，由于膜材质的制约少，能得到均一的膜，所以优选。可以调整溅射靶、溅射气体（氛围气体和反应性气体）的量和成膜条件等，以形成规定的膜物性（反射率、透射率等）来进行半透光膜及遮光膜的成膜。 
由灰色调掩模坯制造灰色调掩模的方法，可以适用和由光掩模坯制造光掩模的公知的平版印刷方法同样的方法。在该平版印刷时，能形成定位标记等制品加工标识和掩模信息标记等制品信息标识。 
例如，通过在于透明基板上依次叠层有半透光膜和遮光膜的灰色调掩模坯的遮光膜上涂布抗蚀剂，进行曝光、显影、蚀刻，剥离抗蚀剂，从而可利用遮光膜形成制作有文字、花纹、条形码等的制品加工标识和制品信息标识。蚀刻该遮光膜时，半透光膜作为遮光膜的蚀刻阻止物发挥作用。另外，为简化工序，通常在形成遮光膜的电路图案的同时在遮光膜上形成标识， 
其次，通过再涂布抗蚀剂，使用形成的制品加工标识（定位标记）来进行位置对准，进行曝光、显影、蚀刻，剥离抗蚀剂，可形成半透光部。这时，形成了制品加工标识和制品信息标识的部分（除去遮光膜，半透光膜表面露出的部分）的半透光膜在半透光膜的蚀刻中可以除去也可以不除去，在使用了本发明的灰色调掩模坯的情况下，即使不除去这部分半透光膜，也可识别、读取这些制品加工标识和制品信息标识。 
这样，在透明基板上依次形成半透光膜和遮光膜，在表面侧的遮光膜形成制品加工标识和制品信息标识的情况下，可在形成了半透光膜、遮光膜后，在表面侧的遮光膜形成标识的图案。另外，也可在透明基板上依次形成遮光膜和半透光膜，在表面侧的半透光膜形成制品加工标识和制品信息标识，这种情况下，可在形成了遮光膜、半透光膜后，在表面侧的半透光膜形成标识的图案。 
在表面侧的膜形成标识时，可同时形成电路图案等掩模图案，而且，将基板侧的膜图案化时，由于能利用该标识（定位标记），故优选。特别地，表面侧的膜是遮光膜时，由于能利用表面侧的膜的有无使透射率和基板面侧的反射率大幅改变，故特别优选。 
另外，在上述中示出了在表面侧的膜形成了标识的例子，但作为灰色调掩模，也可以在基板侧的膜形成了标识。在基板侧的膜形成标识时，可以在基板侧的膜形成图案后形成表面侧的膜。例如，可以通过在透明基板上形成遮光膜，将遮光膜图案化后形成半透光膜，其后将半透光膜图案化，或者通过在透明基板上形成半透光膜，将半透光膜图案化后形成遮光膜，其后将遮光膜图案化来制造。 
另外，本发明的灰色调掩模坯是按照在半透光膜和遮光膜的曝光光的波长和上述规定波长下满足规定技术特征而形成的灰色调掩模坯，除了叠层有未图案化的半透光膜和遮光膜的灰色调掩模坯外，例如，也可以是将基板侧的膜图案化后形成表面侧的膜的灰色调掩模坯（未将表面侧的膜图案化）。 
本发明的灰色调掩模坯及灰色调掩模适合用作FPD（平板显示器）。 
[第二实施方式] 
首先，对作为本发明的第二实施方式的合适的具体例子加以说明。 
本发明的灰色调掩模坯在石英基板等透明基板上具有半透光膜和遮光膜，例如，如图5所示，从透明基板5侧按照半透光膜6、调整半透光膜的反射率的防反射膜（第一防反射膜）7、遮光膜8的顺序形成它们。半透光膜6、第一防反射膜7是用于形成灰色调掩模的半透 光部的膜，遮光膜8是用于形成灰色调掩模的遮光部的膜，以这样的灰色调掩模坯作为原材料制作灰色调掩模后，半透光膜6、调整半透光膜的反射率的防反射膜（第一防反射膜）7及遮光膜8，如图6所示，成为灰色调掩模的半透光部（这种情况下，包含半透光膜及第一防反射膜，不含遮光膜）61、遮光部（这种情况下，包含半透光膜、第一防反射膜及遮光膜）81，另外，除去了两者的部分成为透光部51。 
本发明的灰色调掩模具有透光部、半透光部和遮光部。透光部通常为透明基板露出的部分，具有对曝光做出贡献的透射率。另外，遮光部具有在对曝光不做贡献的程度上对曝光光进行遮光的作用。另一方面，半透光部对于曝光光，具有比透光部的透射率低且比遮光部的透射率高的透射率，并且具有对于曝光做出贡献的透射率。另外，在灰色调掩模坯上形成的半透光膜、对半透光膜的反射率调整的防反射膜（第一防反射膜）及遮光膜，遮光膜具有以对曝光不做贡献的程度对曝光光进行遮光的作用，半透光膜及第一防反射膜以它们全体对于曝光光具有比透明基板的透射率低且比遮光膜的透射率高的透射率，并且具有对曝光做出贡献的透射率。 
本发明的灰色调掩模坯在透明基板上具备半透光膜、调整半透光膜的反射率的防反射膜（第一防反射膜）及遮光膜，这些膜从上述透明基板侧按照半透光膜、第一防反射膜、遮光膜的顺序而形成。通过形成这样的构成，在仅对遮光膜进行了蚀刻时，通过使防反射膜作为膜的最外表面层，可降低反射率。 
为降低膜自身的反射率，一般也可通过添加氧、氮等从而某种程度地降低反射率，但不仅反射率的降低效果不足，而且由于光的遮光特性降低，具有用于得到规定透射率的膜厚变厚的问题。另外，半透光膜的膜厚变厚时，与透光部的相位差变大，在透光部和半透光部的边界形成比半透光部分透射率低的部分，还具有形成设计和遮光性不同的部分的问题。 
与此相比，本发明中，通过在半透光膜上形成防反射膜，使承担半透光作用的部分的膜厚变薄，不仅改善加工性，而且通过使透光部 和半透光部的相位差变小，能正确地形成图案。另外，与没有防反射膜和半透光膜各个膜时相比，通过使一方的膜的相位超前，使另一方的相位滞后，另外使半透光部和透光部的相位差变小，也可进一步降低半透光部和透光部的边界的透射率的下降。 
另外，通过半透光膜和遮光膜相比位于基板侧，将形成了全部的膜的灰色调掩模坯图案化（膜的图案化后不必再设置成膜的工序），可形成灰色调掩模。 
调整半透光膜的反射率的防反射膜（以下称为第一防反射膜）与遮光膜蚀刻特性不同时,能控制良好地只将遮光膜蚀刻除去故优选。第一防反射膜和遮光膜的蚀刻特性相同时，难以精度良好地仅将遮光膜蚀刻，蚀刻遮光膜时，也将第一防反射膜蚀刻，遮光膜部分地残留，可能成为产生半透光部的透射率在面内和基板间波动的原因。另外，使第一防反射膜与遮光膜蚀刻特性不同时，还具有容易使面内的反射率分布一定的优点。 
另外，第一防反射膜和半透光膜的蚀刻特性可以相同，也可以不同。使第一防反射膜和半透光膜的蚀刻特性相同时，可以同时蚀刻第一防反射膜和半透光膜，能简化掩模制造工序。 
另一方面，使第一防反射膜和半透光膜的蚀刻特性不同时，第一防反射膜能作为半透光膜的蚀刻掩模发挥作用，能控制良好地加工半透光膜。在不使用第一防反射膜下，也能将遮光膜作为蚀刻掩模发挥作用，但要使遮光膜得到规定透射率（遮光度）时，由于需要将膜厚加厚，即使作为蚀刻掩模使用也难以充分提高加工精度。通过使第一防反射膜作为蚀刻掩模发挥作用，能有效地提高半透光膜的加工精度。 
为了使第一防反射膜和遮光膜的蚀刻特性不同，例如，可以将由CF4、SF6等含氟的氟系蚀刻气体进行干蚀刻而对氯气和氧气的混合气体这样的含氯和氧的氯氧系蚀刻气体具有耐受性的膜与对利用上述氟系蚀刻气体的干蚀刻具有耐受性而由上述氯氧系蚀刻气体进行蚀刻的膜的组合。 
具体地，例如，可设定为第一防反射膜由氟系蚀刻气体进行干蚀 刻并对氯氧系蚀刻气体具有耐受性，遮光膜对利用氟系蚀刻气体的干蚀刻具有耐受性并由氯氧系蚀刻气体进行蚀刻。 
第一防反射膜和遮光膜的蚀刻特性不同的情况下，可使遮光膜图案成为掩模，将第一防反射膜图案化，但此时，第一防反射膜和半透光膜的蚀刻特性相同的情况下，例如，半透光膜由氟系蚀刻气体进行干蚀刻并对于氯氧系蚀刻气体具有耐受性的情况下，可利用与以抗蚀剂作为掩模蚀刻第一防反射膜时同样的氟系蚀刻气体蚀刻半透光膜。另外，由于抗蚀剂的消耗量少，可利用薄的抗蚀剂膜精度良好地蚀刻。 
另一方面，第一防反射膜和半透光膜的蚀刻特性不同的情况下，例如，半透光膜对利用氟系蚀刻气体的干蚀刻具有耐受性，由氯氧系蚀刻气体进行蚀刻的情况下，可将第一防反射膜作为蚀刻掩模将半透光膜形成图案。遮光膜和半透光膜的蚀刻特性相同时，由于可与半透光膜的蚀刻同时除去在将成为半透光部的部分残留的遮光膜，因此具有能简化灰色调掩模制造工序的优点。另外，能利用氯氧系蚀刻气体对半透光膜进行蚀刻的情况具有基板不容易粗面化的优点。 
另外，也可使遮光膜由氟系蚀刻气体干蚀刻并对氯氧系蚀刻气体具有耐受性，第一防反射膜对利用氟系蚀刻气体的干蚀刻具有耐受性并由氯氧系蚀刻气体蚀刻。 
形成这样的构成的情况下，将遮光膜图案化时以抗蚀剂作为掩模进行蚀刻，可降低抗蚀剂的膜消耗，可利用薄的抗蚀剂膜形成图案，可精度良好地形成粗密依赖性也小的良好的遮光膜图案。第一防反射膜和遮光膜的蚀刻特性不同的情况下，以遮光膜图案作为掩模可将第一防反射膜图案化，在第一防反射膜和半透光膜的蚀刻特性相同的情况下，例如，半透光膜对利用氟系蚀刻气体的干蚀刻具有耐受性并由氯氧系蚀刻气体蚀刻的情形下，可与第一防反射膜同时蚀刻半透光膜而形成图案，之后，可通过仅除去用作将成为半透光部的部分的掩模的遮光膜，形成图案。特别地，用氯氧系蚀刻气体蚀刻遮光膜时，基板不容易蚀刻，可防止基板表面的粗糙和白浊。 
另一方面，第一防反射膜和半透光膜的蚀刻特性不同的情况下， 例如，半透光膜由氟系蚀刻气体进行干蚀刻并对氯氧系蚀刻气体具有耐受性的情况下，可将第一防反射膜作为蚀刻掩模将半透光膜形成图案。遮光膜和半透光膜的蚀刻特性相同时，由于可与半透光膜的蚀刻同时除去在将成为半透光部的部分残留的遮光膜，因此具有能简化灰色调掩模制造工序的优点。 
作为膜的具体材质，作为能用氟系蚀刻气体干蚀刻，用氯氧系蚀刻气体无法蚀刻的材质，通过使用硅、硅化合物，能满足这样的蚀刻特性。作为硅化合物，优选至少包含硅和过渡金属，例如，使过渡金属和硅为MoSi、TaSi、ZrSi、WSi等，还优选含有氧、氮、碳等轻元素。可通过改变膜厚、组成，例如轻元素、特别是氧和氮的量来调整膜的透射率（遮光性）。 
作为这样的材质，具体地，例如可举出MoSiN、MoSiON、MoSiO、TaSiON、TaSiN、TaSiO、ZrSiON、ZrSiN、ZrSiO、WSiON、WSiN、WSiO等。其中，MoSiON、MoSiN用氟系的干蚀刻特别容易蚀刻，在氯氧系的干蚀刻中耐受性良好，故优选。膜的构成元素的组成比，例如，可以为：过渡金属为0原子%～70原子%，特别地为大于0原子%且小于等于30原子%，硅为20原子%～100原子%,特别地为大于等于40%且小于100原子%，氧为0原子%～70原子%，特别地为大于0原子%且小于等于60原子%，氮为0原子%～60原子%，特别地为大于0原子%且小于等于50原子%。 
另外，作为能用氯氧系蚀刻气体蚀刻并且不被氟系的蚀刻气体蚀刻的材质，通过使用含铬物（铬或铬化合物）可满足特性。作为铬化合物，优选含有铬和氧、氮、碳等轻元素的化合物，尤其是不含硅的化合物。可通过改变膜厚、组成，例如轻元素、特别是氧和氮的量来调整膜的透射率（遮光性）。 
作为这样的材质，具体地可举出例如CrC、CrCN、CrCO、CrCON、CrN、CrON、CrO等。膜的构成元素的组成比例如可以为：铬为大于0原子%且小于等于100%，特别是20原子%～100原子%，碳为0原子%～30原子%，特别地为大于0原子%且小于等于20原子%，氧为0原子%～ 60原子%，特别地为大于0原子%且小于等于50原子%,氮为0原子%～50原子%，特别地为大于0原子%且小于等于40原子%。 
作为膜的构成，更具体地，可以将作为半透光膜的MoSiN、作为第一防反射膜的MoSiN、作为遮光膜的CrN组合，以及将作为半透光膜的CrN、作为第一防反射膜的MoSiN、作为遮光膜的CrN等组合，但并不限于它们。 
半透光膜、遮光膜中任一方或两方可以为单层也可以为多层，另外，可以形成组成在膜厚方向不同的构成，也可以调整使光学特性满足规定的特性。 
这些半透光膜和遮光膜的成膜方法没有特别限制，使用溅射法时，膜材质的制约少，能得到均一的膜。在溅射法中，使用含有构成膜的过渡金属（例如Mo、Ta、Zr、W）和/或硅的靶或者铬靶等，为了得到规定的光学特性，可根据构成膜的轻元素，调整含氧气体、含氮气体、含碳气体等反应性气体的量和成膜条件（例如，靶的构成、对靶施加的电量等）等。 
半透光部的透射率在遮光部和透光部之间，即，比透光部的透射率低且比遮光部的透射率高，根据得到的掩模的使用方法对其进行调整，通常，将半透光膜和第一防反射膜合在一起，例如使其为10～80%、更一般地为15～60%。 
另外，由于遮光部的透射率是以对曝光不做贡献的程度对曝光光进行遮光的透射率，所以将半透光膜、第一防反射膜及遮光膜合在一起，例如，在光学浓度上可以为大于等于2，优选为大于等于3。 
另外，通过以半透光膜为主进行透射率调整，利用第一防反射膜进行反射率的降低，膜的设计变得容易，膜厚的降低效果也大，因此第一防反射膜的光学浓度优选比半透光膜小。 
作为各膜的膜厚，可以进行调整以满足上述光学特性，例如，可使半透光膜为3～100nm，特别地为3～80nm，第一防反射膜为5～30nm，特别地为5～20nm，遮光膜为40～200nm。 
对曝光光没有特别限制，优选在大于等于350nm且小于500nm之 间具有峰值波长的光，特别地，优选具有选自436nm（g线）、405nm（h线）及365nm（i线）中至少1种波长作为峰值波长的光。另外，曝光光可以为单一波长的光（激光等的相干光），也可以为具有波长宽度的光（具有波谱的光）。 
对于基板，只要对上述曝光光透明即可，可以为合成石英、钠玻璃等，合成石英由于热膨胀小故优选。 
另外，在遮光膜上进一步形成第二防反射膜时，由于能降低遮光膜的反射率故优选。设置第二防反射膜的情况下，优选第二防反射膜和遮光膜的蚀刻特性相同。具体地，优选遮光膜和第二防反射膜均由含氟蚀刻气体进行干蚀刻并且对含氯和氧的蚀刻气体具有耐受性，或者遮光膜和第二防反射膜均对利用含氟蚀刻气体的干蚀刻具有耐受性并且由含氯和氧的蚀刻气体进行蚀刻。 
另外，在半透光膜和基板之间可以进一步形成其它的防反射膜、密合性改进膜、用于改善表面粗糙度的基底层等。 
用公知的平版印刷的方法可由灰色调掩模坯制造灰色调掩模。具体地，可举出下述方法。 
（制造方法1）半透光膜和第一防反射膜的蚀刻特性相同的情况 
例如，使用在石英基板上按照半透光膜、第一防反射膜、遮光膜、第二防反射膜的顺序形成的，使半透光膜和第一防反射膜为蚀刻特性相同的膜，遮光膜和第二防反射膜为相同蚀刻特性的膜，第一防反射膜和遮光膜为蚀刻特性不同的膜而形成的灰色调掩模坯。 
基板和在其正上方形成的膜例如半透光膜的蚀刻特性可以相同也可以不同，不同时，由于不对基板进行过度蚀刻，透过半透光部和透光部的光的相位差不会变大，故优选。 
首先，在第二防反射膜上涂布抗蚀剂。抗蚀剂可以为负型也可以为正型。使用正型抗蚀剂的情况下，进行将成为透光部的部分的描绘（曝光）、显影，形成抗蚀剂图案。其次，将抗蚀剂图案作为掩模，在第一防反射膜具有耐蚀刻性，蚀刻遮光膜和第二防反射膜的蚀刻条件下干蚀刻。蚀刻也可为湿蚀刻。此时，由于第一防反射膜作为蚀刻 阻止物发挥作用，故控制良好地进行蚀刻。其次，将抗蚀剂图案和防反射膜、遮光膜的图案作为掩模，使用第二防反射膜和遮光膜具有耐蚀刻性，蚀刻第一防反射膜和半透光膜的蚀刻剂，蚀刻第一防反射膜和半透光膜，形成透光部。此处，虽然将抗蚀剂图案和第二防反射膜、遮光膜的图案作为蚀刻掩模，但可以将抗蚀剂除去、洗净，将第二防反射膜、遮光膜的图案作为蚀刻掩模进行蚀刻。 
上述蚀刻中，为将抗蚀剂消除而设定抗蚀剂膜厚的情况下，在蚀刻后没有必要进行去除抗蚀剂而优选。上述蚀刻后残留有抗蚀剂的情况下，在除去抗蚀剂、洗净后，再次涂布抗蚀剂。抗蚀剂可以是正型也可以是负型，正型的情况下，进行将成为半透光部的部分的描绘（曝光）、显影，形成抗蚀剂图案。其次，以抗蚀剂图案作为掩模，通过第一防反射膜具有耐蚀刻性，蚀刻遮光膜和第二防反射膜的干或湿蚀刻，蚀刻第二防反射膜和遮光膜，形成将成为半透光部的部分。其后，除去抗蚀剂，完成灰色调掩模。 
更具体地，例如，可采用以下的方法。 
在石英基板上依次形成半透光膜、第一防反射膜、遮光膜及第二防反射膜，在半透光膜和第一防反射膜为由含氟蚀刻气体干蚀刻且对含氯和氧的蚀刻气体具有耐受性的膜，遮光膜和第二防反射膜为对利用含氟蚀刻气体的干蚀刻具有耐受性且由含氯和氧的蚀刻气体蚀刻的膜的情况下,首先，在第二防反射膜上涂布正型抗蚀剂，进行将成为透光部的部分的描绘（曝光）、显影，形成抗蚀剂图案。其次，将抗蚀剂图案作为掩模，用氯气和氧气的混合气体蚀刻第二防反射膜和遮光膜。此时，第一防反射膜作为蚀刻阻止物发挥作用。其次，将抗蚀剂图案和第二防反射膜、遮光膜的图案作为掩模，使用作为氟系气体的SF6，蚀刻第一防反射膜和半透光膜，形成透光部。其次，除去抗蚀剂、洗净后，再次涂布抗蚀剂，进行将成为半透光部的部分的描绘（曝光）、显影，形成抗蚀剂图案。其次，将抗蚀剂图案作为掩模，用氯气和氧气的混合气体蚀刻第二防反射膜和遮光膜，形成将成为半透光部的部分。其后，除去抗蚀剂，完成灰色调掩模。 
（制造方法2）半透光膜和第一防反射膜的蚀刻特性不同且与遮光膜相同的情况 
例如，使用在石英基板上按照半透光膜、第一防反射膜、遮光膜、第二防反射膜的顺序形成的，使半透光膜、遮光膜和第二防反射膜为蚀刻特性相同的膜，只第一防反射膜为与半透光膜、遮光膜及第二防反射膜蚀刻特性不同的膜而形成的灰色调掩模坯。 
基板和在其正上方形成的膜，例如半透光膜的蚀刻特性可以相同也可以不同，不同时，由于不对基板进行过度蚀刻，透过半透光部和透光部的光的相位差不会变大，故优选。 
首先，在第二防反射膜上涂布抗蚀剂。抗蚀剂可以为负型也可以为正型。使用正型抗蚀剂的情况下，进行将成为透光部的部分的描绘（曝光）、显影，从而形成抗蚀剂图案。其次，将抗蚀剂图案作为掩模，在第一防反射膜具有耐蚀刻性，蚀刻遮光膜和第二防反射膜的蚀刻条件下干蚀刻。蚀刻也可为湿蚀刻。此时，由于第一防反射膜作为蚀刻阻止物发挥作用，故控制良好地进行蚀刻。其次，将抗蚀剂图案和第二防反射膜、遮光膜的图案作为掩模，使用第二防反射膜和遮光膜具有耐蚀刻性，蚀刻第一防反射膜的蚀刻剂，蚀刻第一防反射膜，形成将成为透光部的部分。此处，虽然将抗蚀剂图案和第二防反射膜、遮光膜的图案作为蚀刻掩模，但可以将抗蚀剂除去、洗净，将第二防反射膜、遮光膜的图案作为蚀刻掩模进行蚀刻。 
上述蚀刻中，为将抗蚀剂消除而设定了抗蚀剂膜厚的情况下，在蚀刻后没有必要进行去除抗蚀剂而优选。上述蚀刻后残留有抗蚀剂的情况下在除去抗蚀剂、洗净后，再次涂布抗蚀剂。抗蚀剂可以是正型也可以是负型，正型的情况下，进行将成为半透光部的部分和将成为透光部的部分的描绘（曝光）、显影，形成抗蚀剂图案。其次，通过第一防反射膜具有耐蚀刻性，蚀刻遮光膜和第二防反射膜和半透光膜的干或湿蚀刻，以抗蚀剂图案作为蚀刻掩模蚀刻第二防反射膜和遮光膜，同时将第一防反射膜的图案作为蚀刻掩模蚀刻半透光膜，从而形成将成为半透光部的部分。其后，除去抗蚀剂，完成灰色调掩模。 
更具体地，例如，采用以下的方法。 
在石英基板上依次形成半透光膜、第一防反射膜、遮光膜及第二防反射膜，在第一防反射膜为由含氟蚀刻气体干蚀刻且对利用含氯和氧的蚀刻气体具有耐受性的膜,半透光膜、遮光膜及第二防反射膜为对利用含氟蚀刻气体的干蚀刻具有耐受性且由含氯和氧的蚀刻气体蚀刻的膜的情况下,首先，在第二防反射膜上涂布正型抗蚀剂，进行将成为透光部的部分的描绘（曝光）、显影，形成抗蚀剂图案。其次，将抗蚀剂图案作为掩模，用氯气和氧气的混合气体蚀刻第二防反射膜和遮光膜。此时，第一防反射膜作为蚀刻阻止物发挥作用。其次，将抗蚀剂图案和第二防反射膜、遮光膜的图案作为掩模，使用作为氟系气体的SF6，蚀刻第一防反射膜，形成将成为透光部的部分。其次，除去抗蚀剂、洗净后，再次涂布抗蚀剂，进行将成为半透光部的部分和将成为透光部的部分的描绘（曝光）、显影，形成抗蚀剂图案。其次，将抗蚀剂图案作为掩模，用氯气和氧气的混合气体蚀刻第二防反射膜和遮光膜，形成将成为半透光部的部分的同时，将第一防反射膜的图案作为蚀刻掩模来蚀刻半透光膜。其后，除去抗蚀剂，完成灰色调掩模。 
另外，在上述灰色调掩模的制造方法的例子中，示出了具有第二防反射膜的情形，但在由没有形成第二防反射膜的灰色调掩模坯制造灰色调掩模的情形下，可使第二防反射膜及遮光膜的蚀刻成为遮光膜的蚀刻，代替利用第二防反射膜及遮光膜的图案作为蚀刻掩模，利用遮光膜的图案作为蚀刻掩模。 
实施例 
以下示出实施例及比较例，对本发明进行具体说明，但本发明并不限于下述实施例。 
[实施例1] 
通过在石英基板上利用溅射法，在真空室中通入Ar（5sccm）、N2（50sccm）、O2（2sccm）的气体，气压设为9.0×10-2Pa,对MoSi靶施加750W、对Si靶施加250W，作为MoSi半透光膜，形成膜厚18nm的MoSiON膜。将测定半透光膜成膜后的透射率的结果示于图3（C） 中。在此阶段，在作为曝光光使用的波长（365nm）下的透射率为52.9%。 
其次，在该半透光膜上形成由基底层、遮光层及防反射层组成的多层结构的Cr遮光膜。通过利用溅射法，在真空室中通入Ar（10～50sccm）、N2（1～11sccm）、N2O（0～12sccm）的气体，气压设为0.1～0.2Pa,对Cr靶施加450～550W，从而作为Cr遮光膜，形成膜厚71nm的CrON膜，得到灰色调掩模坯。通过改变N2、N2O的气体流量比，Cr遮光膜形成基板侧的遮光层和表面侧的防反射层的2层结构。将测定遮光膜成膜后的透射率的结果示于图3（C）中。在此阶段，在作为曝光光使用的波长（365nm）下的透射率为0.630%。 
另外，在上述条件下，在石英基板上分别单独形成Cr遮光膜和MoSi半透光膜，将测定各自的反射率的结果示于图3（A）及图3（B）中。另外，图3（A）为从膜侧、图3（B）为从基板侧测定的结果。这种情况下，将制品加工标识及制品信息标识的读取波长设为546nm时，例如，从膜侧照射光时的反射率为：遮光膜是36.7%，半透光膜是17.4%,它们的差足够大为19.3%，利用这些遮光膜和半透光膜形成制品加工标识及制品信息标识时，能利用反射光识别、读取制品加工标识及制品信息标识。 
另外，使用抗蚀剂对得到的灰色调掩模坯的半透光膜和遮光膜，通过对Cr遮光膜使用了氯系气体的干蚀刻，对MoSi半透光膜使用了氟系气体的干蚀刻，将各个膜图案化，可形成如图2所示的形成了透光部、半透光部及遮光部的灰色调掩模。 
[实施例2] 
通过在石英基板上利用溅射法，在真空室中通入Ar（10sccm）、N2O（12sccm）的气体，气压设为0.15Pa,对Cr靶施加590W，从而作为Cr半透光膜形成了膜厚11nm的CrON膜。将测定半透光膜成膜后的透射率的结果示于图4（C）中。在此阶段，在作为曝光光使用的波长（365nm）下的透射率为58.2%。 
其次，通过在该半透光膜上利用溅射法，在真空室中通入Ar（20～5sccm）、N2（10～5sccm）的气体，气压设为6.0×10-2Pa,对MoSi靶 施加230W，对Si靶施加770W，从而作为MoSi遮光膜形成了膜厚60nm的MoSiN膜，得到灰色调掩模坯。将测定遮光膜成膜后的透射率的结果示于图4（C）中。在此阶段，在作为曝光光使用的波长（365nm）下的透射率为5.36%。 
另外，在上述条件下，在石英基板上分别单独形成MoSi遮光膜和Cr半透光膜，将测定各个反射率的结果示于图4（A）及图4（B）中。另外，图4（A）为从膜侧、图4（B）为从基板侧测定的结果。这种情况下，将制品加工标识及制品信息标识的读取波长设为546nm时，例如，从膜侧照射光时的反射率为：遮光膜是36.1%，半透光膜是13.1%,它们的差足够大为23.0%，若利用这些遮光膜和半透光膜形成制品加工标识及制品信息标识，能利用反射光识别、读取制品加工标识及制品信息标识。 
另外，对得到的灰色调掩模坯的半透光膜和遮光膜使用抗蚀剂，通过对MoSi遮光膜使用了氟系气体的干蚀刻，对Cr半透光膜使用了氯系气体的干蚀刻，将各个膜图案化，可形成如图2所示的形成了透光部、半透光部及遮光部的灰色调掩模。 
在上述实施例1、2中任一个的情况中，在遮光膜的图案化中，可蚀刻遮光膜的规定部分，形成定位标记等制品加工标识和掩模信息标记等制品信息标识。另外，在蚀刻半透光膜时，可利用形成的定位标记等制品加工标识进行位置对准，正确地将半透光膜图案化。 
[实施例3] 
在石英基板上利用溅射法，在真空室中通入Ar（20sccm）、N2 （5sccm），使用MoSi靶和Si靶，作为半透光膜形成膜厚15nm的MoSiN膜。 
其次，在该半透光膜上利用溅射法，在真空室中通入Ar（5sccm）、N2（50sccm）、O2（2sccm），使用MoSi靶和Si靶，作为第一防反射膜形成膜厚31nm的MoSiON膜。在形成了第一防反射膜的阶段的透射率在波长365nm时是20%，从第一防反射膜侧的反射率在波长365nm下是15%。 
其次，在该第一防反射膜上利用溅射法，在真空室中通入Ar（20sccm）、N2（1sccm），使用Cr靶，作为遮光膜形成膜厚60nm的CrN膜。 
另外，在该遮光膜上用溅射法，在真空室中通入Ar（15sccm）、N2O（12sccm），使用Cr靶，作为第二防反射膜形成膜厚20nm的CrON膜，得到灰色调掩模坯。 
[比较例1] 
在石英基板上利用溅射法，在真空室中通入Ar（5sccm）、N2 （50sccm）、O2（2sccm），使用MoSi靶和Si靶，作为半透光膜形成膜厚80nm的MoSiN膜。在形成了半透光膜的阶段的透射率在波长365nm下是20%，从半透光膜侧的反射率在波长365nm下是15%。 
其次，在该半透光膜上利用溅射法，在真空室中通入Ar（20sccm）、N2（1sccm），使用Cr靶，作为遮光膜形成膜厚60nm的CrN膜。 
另外，在该遮光膜上利用溅射法，在真空室中通入Ar（15sccm）、N2O（12sccm），使用Cr靶，作为防反射膜，形成膜厚20nm的CrON膜，得到灰色调掩模坯。 
上述例中得到的灰色调掩模坯，通过用光刻法（照相平版印刷法）蚀刻各膜，可形成具有透光部、半透光部及遮光部的灰色调掩模。相对于在实施例3中得到的灰色调掩模的半透光部为膜厚46nm（半透光膜15nm和第一防反射膜31nm）、透射率20%、反射率15%，在得到相同透射率和反射率的比较例1中得到的灰色调掩模的半透光部为膜厚80nm（仅有半透光膜，是80nm）。因此，通过本发明将半透光部薄膜化。 
[实施例4] 
石英基板上利用溅射法，在真空室中通入Ar（20sccm）、N2（1sccm），使用Cr靶，作为半透光膜形成膜厚12nm的CrN膜。 
其次，在该半透光膜上利用溅射法，在真空室中通入Ar（5sccm）、N2（50sccm），使用MoSi靶和Si靶，作为第一防反射膜形成膜厚12nm的MoSiN膜。在形成了第一防反射膜的阶段的透射率在波长365nm下 是20%，从第一防反射膜侧的反射率在波长365nm下是26%。 
其次，在该第一防反射膜上利用溅射法，在真空室中通入Ar（20sccm）、N2（1sccm），使用Cr靶，作为遮光膜，形成膜厚60nm的CrN膜。 
另外，在该遮光膜上利用溅射法，在真空室中通入Ar（15sccm）、N2O（12sccm），使用Cr靶，作为第二防反射膜，形成膜厚20nm的CrON膜，得到灰色调掩模坯。 
[实施例5] 
在石英基板上利用溅射法，在真空室中通入Ar（20sccm）、N2 （1sccm），使用Cr靶，作为半透光膜形成膜厚10nm的CrN膜。 
其次，在该半透光膜上利用溅射法，在真空室中通入Ar（15sccm）、N2O（12sccm），使用Cr靶，作为第一防反射膜形成膜厚11nm的CrON膜。在形成了第一防反射膜的阶段的透射率在波长365nm下是20%，从第一防反射膜侧的反射率在波长365nm下是26%。 
另外，在该第一防反射膜上利用溅射法，在真空室中通入Ar（20sccm）、N2（5sccm），使用MoSi靶和Si靶，作为MoSi遮光膜，形成膜厚60nm的MoSiN膜，得到灰色调掩模坯。 
[比较例2] 
在石英基板上利用溅射法，在真空室中通入Ar（15sccm）、N2O（12sccm），使用Cr靶，作为半透光膜形成膜厚46nm的CrN膜。在形成了半透光膜的阶段的透射率在波长365nm下是20%，从半透光膜侧的反射率在波长365nm下是28%。 
其次，在该半透光膜上利用溅射法，在真空室中通入Ar（20sccm）、N2（5sccm），使用MoSi靶和Si靶，作为MoSi遮光膜，形成膜厚60nm的MoSiN膜,得到灰色调掩模坯。 
上述例中得到的灰色调掩模坯，通过用光刻法的方法蚀刻各个膜，可形成具有透光部、半透光部及遮光部的灰色调掩模。在实施例4中得到的灰色调掩模的半透光部为膜厚24nm（半透光膜12nm和第一防反射膜12nm）、透射率20%、反射率26%，实施例5中得到的灰色 调掩模的半透光部为膜厚21nm（半透光膜10nm和第一防反射膜11nm）、透射率20%、反射率26%，而比较例2中得到的灰色调掩模的半透光部，为使透射率为20%而将膜厚合在一起时，膜厚为46nm（仅有半透光膜，是46nm），反射率是28%。可知任一种情形下本发明的半透光部被薄膜化，具有优势。 

Claims (9)

1.灰色调掩模坯，是成为灰色调掩模的原材料的灰色调掩模坯,上述灰色调掩模具有透光部、遮光部和半透光部,上述遮光部以对曝光不做贡献的程度对曝光光进行遮光，上述半透光部对于曝光光，具有比上述透光部的透射率低且比上述遮光部的透射率高的透射率，并且具有对曝光做出贡献的透射率，其特征在于：
在透明基板上具备半透光膜、作为调整半透光膜的反射率的防反射膜的第一防反射膜和遮光膜，从上述透明基板侧按照半透光膜、第一防反射膜、遮光膜的顺序形成这些膜而成。
2.权利要求1所述的灰色调掩模坯，其特征在于：上述第一防反射膜和上述遮光膜的蚀刻特性不同。
3.权利要求2所述的灰色调掩模坯，其特征在于：上述第一防反射膜和上述半透光膜的蚀刻特性相同。
4.权利要求2所述的灰色调掩模坯，其特征在于：上述第一防反射膜和上述半透光膜的蚀刻特性不同。
5.权利要求2所述的灰色调掩模坯，其特征在于：上述第一防反射膜利用含氟的蚀刻气体对其进行干蚀刻，并且对含氯和氧的蚀刻气体具有耐受性；上述遮光膜对利用含氟的蚀刻气体的干蚀刻具有耐受性，并且用含氯和氧的蚀刻气体对其进行蚀刻。
6.权利要求2所述的灰色调掩模坯，其特征在于：上述遮光膜利用含氟的蚀刻气体对其进行干蚀刻，并且对含氯和氧的蚀刻气体具有耐受性；上述第一防反射膜对利用含氟的蚀刻气体的干蚀刻具有耐受性，并且用含氯和氧的蚀刻气体对其进行蚀刻。
7.权利要求1所述的灰色调掩模坯，其特征在于：以在大于等于350nm且小于500nm之间具有峰值波长的光作为曝光光。
8.灰色调掩模，其具有透光部、遮光部和半透光部，上述遮光部以对曝光不做贡献的程度对曝光光进行遮光，上述半透光部对于曝光光具有比上述透光部的透射率低且比上述遮光部的透射率高的透射率，并且具有对曝光做出贡献的透射率，其特征在于：具备包含半透光膜和作为调整半透光膜反射率的防反射膜的第一防反射膜且不包含遮光膜的半透光部，和包含半透光膜、作为调整半透光膜反射率的防反射膜的第一防反射膜和遮光膜的遮光部。
9.权利要求8所述的灰色调掩模坯，其特征在于：以在大于等于350nm且小于500nm之间具有峰值波长的光作为曝光光。
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