JP2007219038A - マスクブランク及びフォトマスク - Google Patents

Abstract

【課題】ＦＰＤ用大型マスクにおけるプロセス（レジスト塗布方法やエッチング方法、洗浄方法等）に適したマスクブランク及びフォトマスクを提供する。
【解決手段】透光性基板上に、遮光性膜、及び透過量を調整する機能を有する半透光性膜、のうちのを少なくとも一方を有するＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランクであって、
前記遮光性膜、及び前記半透光性膜は、膜表面の二乗平均平方根粗さＲｑが２．０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、マスクブランク及びフォトマスクに関し、特に、ＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランク（フォトマスク用のブランク）、係るマスクブランクを用いて製造されたフォトマスク（転写マスク）等に関する。

近年、大型ＦＰＤ用マスクの分野において、半透光性領域（いわゆるグレートーン部）を有するグレートーンマスクを用いてマスク枚数を削減する試みがなされている（非特許文献１）。
ここで、グレートーンマスクは、図４（１）及び図５（１）に示すように、透明基板上に、遮光部１と、透過部２と、半透光性領域であるグレートーン部３とを有する。グレートーン部３は、透過量を調整する機能を有し、例えば、図４（１）に示すようにグレートーンマスク用半透光性膜（ハーフ透光性膜）３ａ’を形成した領域、あるいは、図５（１）に示すようにグレートーンパターン（グレートーンマスクを使用する大型ＦＰＤ用露光機の解像限界以下の微細遮光パターン３ａ及び微細透過部３ｂ）を形成した領域であって、これらの領域を透過する光の透過量を低減しこの領域による照射量を低減して、係る領域に対応するフォトレジストの現像後の膜減りした膜厚を所望の値に制御することを目的として形成される。
大型グレートーンマスクを、ミラープロジェクション方式や、レンズを使ったレンズプロジェクション方式の大型露光装置に搭載して使用する場合、グレートーン部３を通過した露光光は全体として露光量が足りなくなるため、このグレートーン部３を介して露光したポジ型フォトレジストは膜厚が薄くなるだけで基板上に残る。つまり、レジストは露光量の違いによって通常の遮光部１に対応する部分とグレートーン部３に対応する部分で現像液に対する溶解性に差ができるため、現像後のレジスト形状は、図４（２）及び図５（２）に示すように、通常の遮光部１に対応する部分１’が例えば約１μｍ、グレートーン部３に対応する部分３’が例えば約０．４〜０．５μｍ、透過部２に対応する部分はレジストのない部分２’となる。そして、レジストのない部分２’で被加工基板の第１のエッチングを行い、グレートーン部３に対応する薄い部分３’のレジストをアッシング等によって除去しこの部分で第２のエッチングを行うことによって、１枚のマスクで従来のマスク２枚分の工程を行い、マスク枚数を削減する。
月刊ＦＰＤ Intelligence、p.31-35、１９９９年５月

ところで、マイクロプロセッサ、半導体メモリ、システムＬＳＩなどの半導体ディバイスを製造するためのＬＳＩ用マスクは、最大でも６インチ角程度と相対的に小型であって、ステッパ（ショット−ステップ露光）方式による縮小投影露光装置に搭載されて使用されることが多い。
また、ＬＳＩ用マスクを製造するための小型マスクブランクにおいては、小型マスクブランクに対する塗布精度、量産性、コスト等を総合的に勘案し、スピンコートによってレジストが塗布される。
さらに、ＬＳＩ用マスクを製造するための小型マスクブランクにおいては、高いエッチング精度が必要であるため、ドライエッチングによってマスクブランク上に形成された薄膜のパターニングが施される。
これに対し、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用大型マスクは、３３０ｍｍ×４５０ｍｍから１２２０ｍｍ×１４００ｍｍと相対的に大型であって、ミラープロジェクション（スキャニング露光方式による、等倍投影露光）方式やレンズを使ったレンズプロジェクション方式の露光装置に搭載されて使用されることが多い。
また、ＦＰＤ用大型マスクを製造するための大型マスクブランクにおいては、大型マスクブランクに対する塗布精度、歩留まり等を総合的に勘案し、レジスト液を塗布すべき表面を下向きとなるように保持した基板に対し、毛管状のノズルにより毛細管現象を用いて上昇したレジスト液をノズル先端を基板に対して走査することにより、基板上にレジストが塗布される。
さらに、ＦＰＤ用大型マスクを製造するための大型マスクブランクにおいては、ＬＳＩ用マスクの如き高いエッチング精度を重視するよりも、むしろコスト面及びスループットを重視してエッチング液を用いたウエットエッチングによってマスクブランク上に形成された薄膜のパターニングが施される。

以上のように、ＦＰＤ用大型マスクブランク及びマスクでは、マスクサイズの相違等に基づき、ＬＳＩ用マスクとは異なるプロセス（レジスト塗布方法やエッチング方法、洗浄方法等）が適用され、これらのプロセスをＦＰＤ用大型マスクブランク及びマスクに適用した場合に基板が大型であることに起因して生じる問題について検討する必要があると言える。
本願の第１の目的は、ＦＰＤ用大型マスクにおけるプロセス（レジスト塗布方法やエッチング方法及び洗浄方法等）に適したマスクブランク及びフォトマスクを案出することにある。
また、本願の第２の目的は、ＦＰＤデバイスの表示むらの原因となるフォトマスクにおけるパターンを平面視した時のパターンエッジの凹凸（いわゆるギザ）を抑えたマスクブランク及びフォトマスクを提供することにある。

上記目的の下、本発明者は、ＦＰＤ用大型マスクブランク及びＦＰＤ用大型フォトマスクに関し、鋭意研究、開発を行った。
その結果、ＦＰＤ用大型マスクブランク上に形成された膜（遮光性膜や半透光性膜）上にレジストを塗布する際に、これらの遮光性膜や半透光性膜が下向きとなるように保持した基板に対し、毛管状のノズルにより毛細管現象を用いて上昇したレジスト液をノズル先端を基板に対して走査することによって、基板上にレジストを塗布するタイプのレジスト塗布装置（以下、ＣＡＰコーター装置と称す。）を用いてレジスト塗布する場合、遮光性膜や半透光性膜のグレインサイズが大きくこれに基づく膜の表面粗さＲｑ（二乗平均平方根粗さ）が大きいと、以下の問題あること判明した。尚以下の問題は、ＬＳＩ用小型マスクブランク及びマスクでは顕在化しにくい。これは、ＬＳＩ用ではプロセス（レジスト塗布方法やエッチング方法及び洗浄方法等）が異なること、基板が大型であることに起因して生じる問題が顕在化しにくいこと、のためである。
（１）遮光性膜や半透光性膜の表面粗さＲｑが大きいと、膜面へのレジストの塗布状態にバラツキが発生する。例えば、遮光性膜や半透光性膜の表面粗さＲｑ（二乗平均平方根粗さ）が大きいと、レジストと膜との表面張力や濡れ性等のバラツキが発生し、面内で均一な塗布状態が得られず、大面積に均一な塗布状態でレジスト膜が形成されない。
また、これらのことは、基板サイズが大きくなるに従い更に助長される。これはレジスト塗布装置が大型化されるのに従い装置面の要因によって塗布状態にバラツキが発生し、このことと遮光性膜や半透光性膜の表面粗さＲｑ（二乗平均平方根粗さ）が大きいこととによって、膜面へのレジストの塗布状態のバラツキが助長されるためである。
（２）大型基板の洗浄は小型基板に比べてもともと難しくい。これに加え、ＦＰＤ用大型マスクブランクでは、遮光性膜や半透光性膜の表面粗さＲｑ（二乗平均平方根粗さ）が大きいと、洗浄後に洗浄に使用する薬液である溶剤などの洗浄剤が大面積内に部分的に残りやすく、レジストと基板との密着を妨げる。
（３）遮光性膜や半透光性膜のグレインサイズが大きくこれに基づく膜の表面粗さＲｍａｘが大きいと、膜にエッチング液がしみ込みやすい。
上記（１）、（２）、（３）の複合要因によって、以下のことが更に判明した。
（ｉ）上記の複合要因によって、ＦＰＤ用大型マスクブランクでは、ウエットエッチングによって、パターンを平面視した時のパターンエッジの凹凸（いわゆるギザ）、が出やすいことが判明した。そしてこのギザは、液晶表示装置などのフラットパネルディスプレイ装置において表示むらの原因となる。
（ｉｉ）上記の複合要因によって、ＦＰＤ用大型マスクブランクでは、大面積基板内でウエットエッチングによるエッチングむらが出やすいことが判明した。このため、均一なパターン線幅を得るのに有利であるとは言えないことが判明した。
（ｉｉｉ）上記の複合要因によって、ＦＰＤ用大型マスクブランクでは、次世代の規格である１μｍ以下のグレートーンパターン（大型ＦＰＤ用露光機の解像限界以下の微細遮光パターン及び微細透過部からなるパターン）を形成しようとした際に、０．１μｍ超のギザが発生し問題となる。上述と同様、このギザは、液晶表示装置などのフラットパネルディスプレイ装置において表示むらの原因となる。
（ｉｖ）上記の複合要因によって、ＦＰＤ用大型マスクブランクでは、遮光膜とその上に形成した半透光性膜や、半透光性膜とその上に形成した遮光膜、における半透光性膜や遮光膜のエッチングを行う際に、パターン形状の制御をしやすくするためにエッチング液を薄くする場合があるが、このような場合において、半透光性膜や遮光膜の表面粗さＲｑ（二乗平均平方根粗さ）が大きいと、大面積基板内でウエットエッチングによるエッチングむらが出やすいことが判明した。
そして、本発明者らは、上記課題解決のためには、主として、前記遮光性膜及び前記半透光性膜は、膜表面の二乗平均平方根粗さＲｑを２．０ｎｍ以下とすることが有効であることこと見出し、本発明に至った。

本発明方法は、以下の構成を有する。
（構成１）
透光性基板上に、遮光性膜、及び透過量を調整する機能を有する半透光性膜、のうちのを少なくとも一方を有するＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランクであって、
前記遮光性膜、及び前記半透光性膜は、膜表面の二乗平均平方根粗さＲｑが２．０ｎｍ以下であることを特徴とする、ＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランク。
（構成２）
前記遮光性膜、及び前記半透光性膜は、レジスト塗布装置によって前記膜面上にレジストが塗布される膜であって、かつ、
前記レジスト塗布装置は、レジスト液を塗布すべき表面を下向きとなるように保持した基板に対し、毛管状のノズルにより毛細管現象を用いて上昇したレジスト液をノズル先端を基板に対して走査させることによって、レジストを塗布する装置であることを特徴とする構成１記載のＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランク。
（構成３）
前記遮光性膜、及び前記半透光性膜の膜表面の最大高さＲｍａｘが１０ｎｍ以下であることを特徴とする、構成１又は２記載のＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランク。
（構成４）
前記遮光性膜、及び前記半透光性膜は、エッチング液でウエットエッチングされる膜であることを特徴とする、構成１乃至３のいずれか一に記載のＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランク。
（構成５）
前記遮光性膜は、窒化クロム系下地膜とその上に形成された炭化クロム系遮光膜とその上に形成された酸窒化クロム系反射防止膜で構成される膜であることを特徴とする、構成１乃至４のいずれか一に記載のＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランク。
（構成６）
前記半透光性膜は、クロム窒化膜系の半透光性膜、又はＭｏＳｉ系の半透光性膜であることを特徴とする、構成１乃至４のいずれか一に記載のＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランク。
（構成７）
構成１乃至６記載のマスクブランクを用いて製造されたことを特徴とするＦＰＤデバイスを製造するためのフォトマスク。

本発明によれば、ＦＰＤ用大型マスクにおけるプロセス（レジスト塗布方法やエッチング方法、洗浄方法等）に適したマスクブランク及びフォトマスクを提供できる。
また、ＦＰＤデバイスの表示むらの原因となるフォトマスクにおけるパターンを平面視した時のパターンエッジの凹凸（いわゆるギザ）を抑えたマスクブランク及びフォトマスクを提供できる。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係るＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランク及びマスクにおいて、前記遮光性膜、及び前記半透光性膜は、膜表面の二乗平均平方根粗さＲｑが２．０ｎｍ以下であることを特徴とする（構成１）。
本発明では、前記遮光性膜、及び前記半透光性膜は、膜表面の二乗平均平方根粗さＲｑが２．０ｎｍ以下であり、これによってレジスト塗布装置による大面積へのレジスト塗布に適した表面状態を有する。
本発明では、前記遮光性膜、及び前記半透光性膜は、ＣＡＰコーター装置によって前記膜面上にレジストが塗布される膜である場合に特に有益である（構成２）。また、本発明では、前記ＣＡＰコーター装置は、レジスト液を塗布すべき表面を下向きとなるように保持した基板に対し、毛管状のノズルにより毛細管現象を用いて上昇したレジスト液をノズル先端を基板に対して走査させることによって、レジストを塗布する装置（例えば図３参照）である場合に特に有益である（構成２）。これは、これらの場合に、本発明の適用効果（上述した（ｉ）〜（ｉｖ）の課題解決効果等）が顕著に発現されるためである。
また、本発明では、前記遮光性膜、及び前記半透光性膜の膜表面の最大高さＲｍａｘが１０ｎｍ以下であることを特徴とする（構成３）。このように、遮光性膜や半透光性膜のグレインサイズが小さくこれに基づく膜の表面粗さＲｍａｘが１０ｎｍ以下であることにより、ＦＰＤ用大型マスクブランクでは、ウエットエッチングによって、パターンを平面視した時のパターンエッジの凹凸（いわゆるギザ）、が出づらくなると共に、ＦＰＤ用大型マスクブランクでは、大面積基板内でウエットエッチングによるエッチングむらが出づらくなり、このため、均一なパターン線幅を得るのに有利となる。
また、本発明では、前記遮光性膜、及び前記半透光性膜は、エッチング液でウエットエッチングされる膜である場合に有益である（構成４）。係る場合に、本発明の適用効果（上述した（ｉ）〜（ｉｖ）の課題解決効果等）が顕著に発現されるためである。

本発明においては、遮光性膜や半透光性膜の膜表面の二乗平均平方根粗さＲｑは２．０ｎｍ以下、さらには１．５ｎｍ以下、さらには１．０ｎｍ以下、であることが好ましい。本発明の適用効果を増長する作用が認められるためである。
本発明においては、遮光性膜や半透光性膜の膜の表面粗さＲｍａｘは、１０ｎｍ以下、さらには７．５ｎｍ以下、さらには５ｎｍ以下、であることが好ましい。これらの場合に、本発明の適用効果を助長する作用が認められるためである。
尚、上述の表面粗さＲｑ、Ｒｍａｘは、ある一定領域内の面で測定することが好ましく、具体的にはＡＦＭ（原子間力顕微鏡）で測定する。表面粗さＲｑ、Ｒｍａｘについては、５μｍ×５μｍを測定領域として評価することが好ましい。

本発明において、上記遮光性膜及び半透光性膜の膜表面の二乗平均平方根粗さＲｑが２．０ｎｍ以下の要件及びその他上記した要件を満たす膜は、これらの要件を満たす可能性があると思われる（これらの要件を満たすのに適した）膜材料を選択した上で、更に膜組成の調整、製造条件、製造装置等の選定及び制御、これらによる膜質の制御などによってこれらの要件を満たすことが可能であることを確認して得られる。
このような状況の下、本発明に係る上記要件を満たす膜は、例えばスパッタリング法によって形成された結晶性を有する膜（結晶化された膜）において、微小なグレイン（粒：ｇｒａｉｎ）が集合して形成されたクラスタ（２次粒子）による凹凸を制御することによって得られる。

尚、各種膜材料について検討した結果、以下のことがわかった。
（ｉ）遮光性膜自体又は遮光性膜の一部を構成する層が、クロム酸化膜系膜（例えばＣｒＯ膜など）であると、膜中にＯを含むため（膜中のＯが多いため）、結晶粒径（グレインサイズ）がＣｒに比べ大きくなる。
また、遮光膜の下地がクロム酸化膜系膜であると、遮光膜がＣｒであっても下地が反映されるためＣｒ遮光膜の結晶粒径（グレインサイズ）が大きくなる。
（ｉｉ）クロム窒化膜（例えばＣｒＮ、ＣｒＣＮ，ＣｒＯＮでは、結晶粒径（グレインサイズ）がＣｒに比べ小さくなる。
（ｉｉｉ）ＣｒＯＮに比べ、ＣｒＮ、ＣｒＣＮでは、膜中にＯを含まないため、結晶粒径（グレインサイズ）が小さくなる。
（ｉｖ）クロム窒化膜系半透光性膜（例えばＣｒＮ、ＣｒＣＮなど）や、ＭｏＳｉ系のグレートーンマスク用半透光性膜についても、Ｃｒ半透光性膜に比べ、結晶粒径（グレインサイズ）が小さくなる。
尚、上記要件を満たし得るＭｏＳｉ系半透光性膜としては、例えば、ＭｏＳｉ_４、ＭｏＳｉ_２などのモリブデンシリサイドや、これらのモリブデンシリサイドに酸素、窒素、炭素のうちの少なくともいずれか一つを含む材料などの半透光性膜が適することが判明した。

本発明に係るＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランク及びマスクにおいては、透光性基板上に、少なくとも遮光性膜を有する態様が含まれる。具体的には、例えば、図１に示すように、透光性基板１０上に透光性膜１２を形成し、これにパターニングを施して、グレートーンパターン１２ａと通常の遮光性膜パターン１２ｂとを形成してなる態様が含まれる。
本発明に係るＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランク及びマスクにおいて、遮光性膜の材料としては、例えば、クロムや、クロムの窒化物、クロムの炭化物、クロムのフッ化物、それらを少なくとも１つ含む材料が好ましい。
本発明に係るＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランク及びマスクにおいて、遮光性膜の材料としては、例えば、窒化クロム系下地膜とその上に形成された炭化クロム系遮光性膜とその上に形成された酸窒化クロム系反射防止膜で構成される膜であることが特に好ましい（構成５）。
この理由は、係る構成の膜（炭化クロム系遮光性膜の下地層としてグレインサイズの小さいＣｒＮ、反射防止膜としてグレインサイズが小さいＣｒＮＯ膜とした構成の膜）は、他の構成の膜に比べ、膜組成の調整、製造条件、製造装置等の選定及び制御、これらによる膜質の制御、などによって上記要件を満たしやすいからである。

本発明に係るＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランク及びマスクにおいては、少なくとも、グレートーンマスク用半透光性膜と遮光性膜とを透光性基板上に順不同で有する態様が含まれる。つまり、半透光性膜とは別個に、露光波長を遮断する目的で、遮光性膜を形成する態様が含まれる。具体的には、例えば、図２（１）に示すように、透光性基板１０上にグレートーンマスク用半透光性膜１１と遮光性膜１２とをこの順で形成し、これらの膜のパターニングを施して、グレートーンマスク用半透光性膜パターンと遮光性膜パターンとを形成してなる半透光性膜下置きタイプや、図２（２）に示すように、透光性基板上に遮光性膜とグレートーンマスク用半透光性膜とをこの順で形成し、これらの膜のパターニングを施して、遮光性膜パターンとグレートーンマスク用半透光性膜パターンとを形成してなる半透光性膜上置きタイプ、などが挙げられる。
ここで、光半透過膜の材料としては、ＭｏとＳｉで構成されるＭｏＳｉ系材料に限らず、金属及びシリコン（ＭＳｉ、Ｍ：Ｍｏ、Ｎｉ、Ｗ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｃｒ等の遷移金属）、酸化窒化された金属及びシリコン（ＭＳｉＯＮ）、酸化炭化された金属及びシリコン（ＭＳｉＣＯ）、酸化窒化炭化された金属及びシリコン（ＭＳｉＣＯＮ）、酸化された金属及びシリコン（ＭＳｉＯ）、窒化された金属及びシリコン（ＭＳｉＮ）などが挙げられる。
本発明に係るＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランク及びマスクにおいて、前記グレートーンマスク用半透光性膜は、上記要件を満たすべく作製されたクロム窒化膜系半透光性膜、あるいは、ＭｏＳｉ系透光性膜であることが好ましい（構成６）。
これらの理由は、これらの材料は、他の材料に比べ、膜組成の調整、製造条件、製造装置等の選定及び制御、これらによる膜質の制御、などによって上記要件を満たしやすいからである。
尚、クロム窒化膜系のグレートーンマスク用半透光性膜は、図２（２）に示す半透光性膜上置きタイプに適している。また、ＭｏＳｉ系のグレートーンマスク用半透光性膜は、図２（１）に示す半透光性膜下置きタイプに適している。
また、遮光性膜の材料としては、例えば、光半透過膜のエッチング特性と異なる材料がよく、半透光性膜を構成する金属がモリブデンの場合、クロムや、クロムの窒化物、クロムの炭化物、クロムのフッ化物、それらを少なくとも１つ含む材料が好ましい。同様に、半透光性膜がクロム窒化膜系材料で構成される場合、クロムや、クロムの炭化物、クロムのフッ化物、それらを少なくとも１つ含む材料が好ましい。

本発明において、透光性基板としては、合成石英、ソーダライムガラス、無アルカリガラスなどの基板が挙げられる。

本発明において、ＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランク及びマスクとしては、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、プラズマディスプレイ、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイなどのＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランク及びマスクが挙げられる。
ここで、ＬＣＤ製造用マスクには、ＬＣＤの製造に必要なすべてのマスクが含まれ、例えば、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）、特にＴＦＴチャンネル部やコンタクトホール部、低温ポリシリコンＴＦＴ、カラーフィルタ、反射板（ブラックマトリクス）、などを形成するためのマスクが含まれる。他の表示ディバイス製造用マスクには、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、プラズマディスプレイなどの製造に必要なすべてのマスクが含まれる。

本発明に係るＦＰＤデバイスを製造するためのフォトマスクは、上記本発明に係るＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランクを用いて製造され、ウエットエッチングによってマスクブランク上に形成された薄膜のパターニングを施し、マスクパターンを形成して製造される（構成７）。

以下、実施例に基づき本発明をさらに詳細に説明する。
（実施例１）
大型ガラス基板（合成石英（ＱＺ）１０ｍｍ厚、サイズ８５０ｍｍ×１２００ｍｍ）上に、大型インラインスパッタリング装置を使用し、下地膜、遮光膜及び反射防止膜（下地膜、遮光膜及び反射防止膜を積層した膜を遮光性膜と称す。）の成膜を行った。成膜は、大型インラインスパッタリング装置内に連続して配置された各スペース（スパッタ室）にＣｒターゲットを各々配置し、まずＡｒとＮ_２ガスをスパッタリングガスとしてＣｒＮ膜（ガラスに対する付着力増強を目的とした下地膜）を１５０オングストローム、次いでＡｒとＣＨ_４ガスをスパッタリングガスとしてＣｒＣ膜（遮光膜）を６２０オングストローム、次いでＡｒとＮＯガスをスパッタリングガスとしてＣｒＯＮ膜（膜面反射防止膜）を２５０オングストローム、連続成膜して、ＦＰＤ用大型マスクブランクを作製した。尚、各膜はそれぞれ組成傾斜膜であった。
上記マスクブランクについて、膜表面の表面粗さＲｑ（二乗平均平方根粗さ）、Ｒｍａｘ（最大高さ）、をそれぞれ測定した。
尚、「表面粗さＲｑ、Ｒｍａｘ」は、表面５μｍ平方の矩形領域についての原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）による表面形状測定結果を用いた。
上記測定の結果、膜表面の二乗平均平方根粗さＲｑは０．９ｎｍ以下（０．８２２ｎｍ）であることを確認した。また、最大粗さＲｍａｘは１０ｎｍ以下（８．７６９ｎｍ）であることを確認した。更に、複数枚（基板間：５０枚）について面内（均等９箇所）について同様に調べたところ、これらのＲｑ、Ｒｍａｘの値はいずれも上記Ｒｑ、Ｒｍａｘの値（Ｒｑ：０．９ｎｍ以下、Ｒｍａｘ：１０ｎｍ以下）の範囲内にあり、本発明に係るＲｑ、Ｒｍａｘの規格値（Ｒｑ：２．０ｎｍ以下、Ｒｍａｘ：１０ｎｍ以下）の範囲内にあることが確認された。
上記で作製したマスクブランクを用い、洗浄処理（純水、常温）後、図３に示すＣＡＰコータ装置を用いてレジストを塗布し、現像によってレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして、３層構造の膜を一体的にウエットエッチングでパターニングして、５μｍ幅の通常パターン１２ｂ及び１μｍ幅のグレートーンパターン（大型ＦＰＤ用露光機の解像限界以下の微細遮光パターン及び微細透過部からなるパターン）１２ａを有するＦＰＤ用大型マスクを作製した（図１参照）。尚、上述のレジストを塗布条件は、レジスト平均膜厚が１μｍとなるように、ノズルと基板表面との間隔、ノズルの幅、ノズルの走査速度等を設定して行った。
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、いずれのマスクパターンについても、パターンを平面視した時のパターンエッジの凹凸（いわゆるギザ）は０．１μｍ未満であった。
また、大面積基板内でウエットエッチングによるエッチングむらが出にくく、均一なパターン線幅が得られやすいことを確認した。

（比較例１）
大型ガラス基板（合成石英（ＱＺ）１０ｍｍ厚、サイズ８５０ｍｍ×１２００ｍｍ）上に、大型インラインスパッタリング装置を使用し、下地膜、遮光性膜及び反射防止膜の成膜を行った。成膜は、大型インラインスパッタリング装置内に連続して配置された各スペース（スパッタ室）にＣｒターゲットを各々配置し、まずＡｒとＣＯ_２ガスをスパッタリングガスとしてＣｒＯ膜（ガラス面反射防止膜）を３００オングストローム、次いでＡｒをスパッタリングガスとしてＣｒ膜（遮光性膜）を９５０オングストローム、次いでＡｒとＣＯ_２ガスをスパッタリングガスとしてＣｒＯ膜（膜面反射防止膜）を３００オングストローム、連続成膜して、ＦＰＤ用大型マスクブランクを作製した。
上記マスクブランクについて、膜表面の表面粗さＲｑ（二乗平均平方根粗さ）、Ｒｍａｘ（最大高さ）、をそれぞれ測定した。尚、これらの測定は、実施例１と同じ方法及び条件で行った。
上記測定の結果、膜表面の二乗平均平方根粗さＲｑは２．０ｎｍ超（２．１０９ｎｍ）であることを確認した。また、最大粗さＲｍａｘは１０ｎｍ超（１４．１３２ｎｍ）であることを確認した。更に、複数枚（基板間：５０枚）について面内（均等９箇所）について同様に調べたところ、これらのＲｑ、Ｒｍａｘの値はいずれも上記Ｒｑ、Ｒｍａｘの規格値（Ｒｑ：２．０ｎｍ以下、Ｒｍａｘ：１０ｎｍ以下）の範囲外であることが確認された。
上記で作製したマスクブランクを用い、洗浄処理後（薬液、条件等は実施例１と同じ）、図３に示すＣＡＰコータ装置を用いてレジストを塗布し（塗布条件は、実施例１と同じ）、現像によってレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして、３層構造の膜を一体的にウエットエッチングでパターニングして、５μｍ幅の通常パターン１２ｂ及び１μｍ幅のグレートーンパターン１２ａを有するＦＰＤ用大型マスクを作製した（図１参照）。
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、いずれのマスクパターンについても、パターンを平面視した時のパターンエッジの凹凸（いわゆるギザ）は０．１μｍ超であった。
また、大面積基板内でウエットエッチングによるエッチングむらが出やすく、均一なパターン線幅が得られにくいことを確認した。
尚、ＣｒＯ膜（ガラス面反射防止膜）を形成しなかったこと以外は上記比較例１と同様にして作製した膜（基板／Ｃｒ膜／ＣｒＯ膜）に関しても、上記比較例１と同様の結果であることを確認した。

（参考例）
上述の比較例１における下地膜の膜厚を８０オングストロームにした以外は比較例１と同様にしてＦＰＤ用大型マスクブランクを作製した。
上記マスクブランクについて、膜表面の表面粗さＲｑ（二乗平均平方根粗さ）、Ｒｍａｘ（最大高さ）、をそれぞれ測定した。尚、これらの測定は、比較例１と同じ方法及び条件で行った。
上記測定の結果、膜表面の二乗平均平方根粗さＲｑは１．２ｎｍ以下（１．１９７ｎｍ）であることを確認した。また、最大粗さＲｍａｘは１０ｎｍ超（１１．４１２ｎｍ）であることを確認した。更に、複数枚（基板間：５０枚）について面内（均等９箇所）について同様に調べたところ、上記Ｒｑの値は上記Ｒｑの規格値（Ｒｑ：２．０ｎｍ以下）の範囲内であったが、上記Ｒｍａｘの値は上記Ｒｍａｘの規格値（Ｒｍａｘ：１０ｎｍ以下）の範囲外であることが確認された。
上述の比較例１と同様にしてＦＰＤ用大型マスクを作製したところ、パターンを平面視した時のパターンエッジの凹凸（いわゆるギザ）は０．１μｍ超であった。また、エッチングむらによるパターン線幅は、ほぼ実施例１と同じ程度であった。

（実施例２）
大型ガラス基板（合成石英（ＱＺ）１０ｍｍ厚、サイズ８５０ｍｍ×１２００ｍｍ）上に、実施例１と同様の条件で遮光性膜を形成し、その後、遮光性膜上に形成したレジストパターンをマスクとしてウエットエッチングにより遮光性膜のパターニングを行い、遮光性膜パターンをガラス基板上に形成した。次に、大型インラインスパッタリング装置を使用し、グレートーンマスク用半透光性膜の成膜をさらに行った。具体的には、Ｃｒターゲットを用い、ＡｒとＮ_２ガスをスパッタリングガスとしてＣｒＮ半透光性膜を、露光光源の波長に対する透過率が４０％となる膜厚で形成して、ＦＰＤ用大型マスクブランクを作製した。
上記マスクブランクについて、グレートーンマスク用半透光性膜の膜表面の表面粗さＲｑ（二乗平均平方根粗さ）、Ｒｍａｘ（最大高さ）、をそれぞれ測定した。尚、これらの測定は、実施例１と同じ方法及び条件で行った。
上記測定の結果、膜表面の二乗平均平方根粗さＲｑは０．７ｎｍ以下（０．６１３ｎｍ）であることを確認した。また、最大粗さＲｍａｘは６ｎｍ以下（５．３９２ｎｍ）であることを確認した。更に、複数枚（基板間：５０枚）について面内（均等９箇所）について同様に調べたところ、これらのＲｑ、Ｒｍａｘの値は上記Ｒｑ、Ｒｍａｘの値（Ｒｑ：０．７ｎｍ以下、Ｒｍａｘ：６ｎｍ以下）の範囲内にあり、本発明に係るＲｑ、Ｒｍａｘの規格値（Ｒｑ：２．０ｎｍ以下、Ｒｍａｘ：１０ｎｍ以下）の範囲内にあることが確認された。
上記で作製したマスクブランクを用い、洗浄処理後（薬液、条件等は実施例１と同じ）、レジストを塗布し、現像によってレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして、ＣｒＮ半透光性膜を濃度を薄くしたエッチング液を用いてウエットエッチングでパターニングして、図２（２）に示すような半透光性膜上置きタイプの、遮光性膜パターン及びＣｒＮ半透光性膜パターンを有するＦＰＤ用大型マスクを作製した。
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、遮光性膜パターン及びＣｒＮ半透光性膜パターンを平面視した時のパターンエッジの凹凸（いわゆるギザ）はいずれも０．１μｍ未満であった。
また、大面積基板内でウエットエッチングによるエッチングむらが出にくく、均一なパターン線幅が得られやすいことを確認した。

（実施例３）
大型ガラス基板（合成石英（ＱＺ）１０ｍｍ厚、サイズ８５０ｍｍ×１２００ｍｍ）上に、大型インラインスパッタリング装置を使用し、グレートーンマスク用半透光性膜の成膜を行った。具体的には、Ｍｏ：Ｓｉ＝２０：８０（原子％比）のターゲットを用い、ＡｒとＮ_２をスパッタリングガスとして、としてモリブデン及びシリコンの窒化膜からなるグレートーンマスク用半透光性膜（ＭｏＳｉ_４Ｎ）を、露光光源の波長に対する透過率が４０％となる膜厚で形成して、マスクブランクを作製した。
上記マスクブランクについて、グレートーンマスク用半透光性膜の膜表面の表面粗さＲｑ（二乗平均平方根粗さ）、Ｒｍａｘ（最大高さ）、をそれぞれ測定した。尚、これらの測定は、実施例１と同じ方法及び条件で行った。
上記測定の結果、膜表面の二乗平均平方根粗さＲｑは０．８ｎｍ以下（０．７８５ｎｍ）であることを確認した。また、最大粗さＲｍａｘは７ｎｍ以下（６．１９５ｎｍ）であることを確認した。更に、複数枚（基板間：５０枚）について面内（均等９箇所）について同様に調べたところ、これらのＲｑ、Ｒｍａｘの値は上記Ｒｑ、Ｒｍａｘの値（Ｒｑ：０．８ｎｍ以下、Ｒｍａｘ：７ｎｍ以下）の範囲内にあり、本発明に係るＲｑ、Ｒｍａｘの規格値（Ｒｑ：２．０ｎｍ以下、Ｒｍａｘ：１０ｎｍ以下）の範囲内にあることが確認された。
次に、グレートーンマスク用半透光性膜の上に、実施例１と同様の条件で遮光性膜を形成し、ＦＰＤ用大型マスクブランクを作製した。
上記で作製したマスクブランクを用い、洗浄処理後（薬液、条件等は実施例１と同じ）、図４に示すＣＡＰコータ装置を用いてレジストを塗布し（塗布条件は、実施例１と同じ）、現像によってレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして、遮光性膜をウエットエッチングでパターニングした後、ＭｏＳｉ_４Ｎ半透光性膜をウエットエッチングでパターニングして、図２（１）に示すような半透光性膜下置きタイプの、遮光性膜パターン及びＭｏＳｉ_４Ｎ半透光性膜パターンを有するＦＰＤ用大型マスクを作製した。
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、遮光性膜パターン及びＭｏＳｉ_４Ｎ半透光性膜パターンを平面視した時のパターンエッジの凹凸（いわゆるギザ）はいずれも０．１μｍ未満であった。
また、大面積基板内でウエットエッチングによるエッチングむらが出にくく、均一なパターン線幅が得られやすいことを確認した。

上述の実施例１〜３、比較例１のＦＰＤ用大型マスクを用いてＦＰＤデバイスを作製し、表示むらを確認したところ、実施例１〜３のＦＰＤ用大型マスクを用いて作製したＦＰＤデバイスには表示むらはなかったが、比較例１のＦＰＤ用大型マスクを用いて作製したＦＰＤデバイスには、グレートーンパターン部などのギザが原因と思われる表示むらがあることが確認された。

以上、好ましい実施例を掲げて本発明を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。

ＦＰＤ用大型マスクの態様を説明するための図である。 ＦＰＤ用大型マスクの他の態様を説明するための図である。 実施例及び比較例で使用したレジスト塗布装置を説明するための模式図である。 半透光性膜を有するグレートーンマスクを説明するための図であり、（１）は部分平面図、（２）は部分断面図である。 解像限界以下の微細遮光パターンを有するグレートーンマスクを説明するための図であり、（１）は部分平面図、（２）は部分断面図である。

符号の説明

１ 遮光部
２ 透過部
３ グレートーン部
３ａ 微細遮光パターン
３ｂ 微細透過部
３ａ’ 半透光性膜
１０ 透光性基板
１１ 半透光性膜
１２ 遮光性膜

Claims (7)

1. 透光性基板上に、遮光性膜、及び透過量を調整する機能を有する半透光性膜、のうちのを少なくとも一方を有するＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランクであって、
   前記遮光性膜、及び前記半透光性膜は、膜表面の二乗平均平方根粗さＲｑが２．０ｎｍ以下であることを特徴とする、ＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランク。
2. 前記遮光性膜、及び前記半透光性膜は、レジスト塗布装置によって前記膜面上にレジストが塗布される膜であって、かつ、
   前記レジスト塗布装置は、レジスト液を塗布すべき表面を下向きとなるように保持した基板に対し、毛管状のノズルにより毛細管現象を用いて上昇したレジスト液をノズル先端を基板に対して走査させることによって、レジストを塗布する装置であることを特徴とする請求項１記載のＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランク。
3. 前記遮光性膜、及び前記半透光性膜の膜表面の最大高さＲｍａｘが１０ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項１又は２記載のＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランク。
4. 前記遮光性膜、及び前記半透光性膜は、エッチング液でウエットエッチングされる膜であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランク。
5. 前記遮光性膜は、窒化クロム系下地膜とその上に形成された炭化クロム系遮光膜とその上に形成された酸窒化クロム系反射防止膜で構成される膜であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランク。
6. 前記半透光性膜は、クロム窒化膜系の半透光性膜、又はＭｏＳｉ系の半透光性膜であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランク。
7. 請求項１乃至６記載のマスクブランクを用いて製造されたことを特徴とするＦＰＤデバイスを製造するためのフォトマスク。

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