JP2009187032A - マスクブランク及びフォトマスク - Google Patents

Abstract

【課題】多色波露光に適したＦＰＤ用大型マスク及びマスクブランクを提供する。
【解決手段】透光性基板上に、透過量を調整する機能を有するグレートーンマスク用半透
光性膜を少なくとも有するＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランクであって、
前記グレートーンマスク用半透光性膜は、超高圧水銀灯から放射される少なくともｉ線
からｇ線に渡る波長帯域において、半透光性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅が５％
未満の範囲内となるように制御された膜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、半透光性膜（いわゆるグレートーンマスク
用ハーフ透光性膜）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９（１）及び図１０（１）に示すように、透明基板
上に、遮光部１と、透過部２と、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９（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１０（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ＬＣＤ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９（２）及び図１０（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

［発明の開示］
［発明が解決しようとする課題］
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。係るＬＳＩ用マスクでは、被転写基板としてシリコンウエハを使用し、
最終形態として多数のチップに切断されて使用される。係るＬＳＩ用マスクでは、露光波
長で決定される解像限界を打破すべく、露光波長の短波長化が図られている。ここで、Ｌ
ＳＩ用マスクでは、レンズ系による色収差排除及びそれによる解像性向上の観点から、単
色の露光光（単一波長の露光光）が使用される。このＬＳＩ用マスクについての単色の露
光波長の短波長化は、超高圧水銀灯のｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦ
エキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）へと進行してきて
いる。また、ＬＳＩ用マスク上に形成されるマスクパターンの最小線幅は０．２６μｍ程
度（ウエハ上に形成されるパターンの最小線幅は０．０７μｍ程度）を実現している。
これに対し、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用大型マスクを、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）方式の露光装置に搭載して使用
する場合、（１）反射光学系だけでマスクを介した露光が行われるので、ＬＳＩ用マスク
の如きレンズ系の介在に基づき生じる色収差は問題とならないこと、及び、（２）現状で
は多色波露光（複数の波長を持つ多波長露光）の影響（透過光や反射光に基づく干渉や、
色収差の影響など）を検討するよりも、単色波露光（単一波長露光）に比べ大きな露光光
強度を確保した方が総合的な生産面から有利であることから、またレンズ方式の大型露光
装置に搭載して使用する場合上記（２）に記載したことなどから、超高圧水銀灯のｉ線〜
ｇ線の広い波長帯域を利用し多色波露光を実施している。

また、ＦＰＤ用大型マスクブランクでは、基板サイズが大きい分、基板サイズが小さい
場合に比べ、製造原理上の限界面（製造方法や製造装置に由来する限界面）の要因、並び
に製造条件の変動（プロセス変動）の要因に基づき、面内及び基板間において諸特性（膜
組成、膜質、透過率、反射率、光学濃度、エッチング特性、その他光学特性、膜厚など）
のばらつきが生じやすく、このため面内及び基板間の諸特性が均一なものを大量に作りづ
らい、といった特色がある。このような特色は、ＦＰＤの更なる大型化・高精細化に伴い
増長される傾向にある。
ここで、面内及び基板間において諸特性のばらつきが大きい場合、以下の不都合がある
。
（１）諸特性のばらつきが大きい製品は、ばらつきが大きい点において高品質とは言えず
、性能面でも良いとは言えない。
（２）諸特性のばらつきが大きいと、規格内に納めるのが大変で、規格内に収まるものを
大量に製造するのが難しく、つくりずらい。
（３）諸特性のばらつきが大きいため、規格外のものが出てしまい、生産性（歩留まり）
が悪い。
（４）諸特性のばらつきが大きいと、それにあわせて規格も緩くする必要がある。したが
って、高規格化を追求できず、高規格化に対応しずらい。

さらに、ＦＰＤ用大型マスクに形成されるパターンの最小線幅は１μｍ程度以下、被転
写用大型ガラス基板上に形成されるパターンの最小線幅は共に２〜３μｍ程度であり、最
先端ＬＳＩの最小線幅に比べ大きい。しかし、ＦＰＤは、大面積のままで１つのＦＰＤ製
品として使用され、ＬＳＩに比べ最終形態が大面積であり、多数の素子のすべてが機能す
ることが必要である。従って全ての素子が機能することを阻害する欠陥及び阻害する可能
性があると考えられる規格外の欠陥は許容されない。このように、ＦＰＤ製品では、大面
積で欠陥がないことを実現する必要があるが、ＦＰＤ用大型マスクブランクでの面内及び
基板間において諸特性のばらつきが大きい場合、ＦＰＤ用大型マスク並びに大面積ＦＰＤ
製品についての高品質化や歩留まり向上等を実現することは難しいといった特色がある。
このような特色は、ＦＰＤの更なる大型化・高精細化に伴い増長される傾向にある。

以上のように、ＦＰＤ用大型マスクでは、マスクの使用環境の相違やマスクサイズの相
違等に基づき、ＬＳＩ用マスクでは要求されない（即ち検討する必要のない）特性が、要
求される（即ち検討する必要がある）と言える。
このようなマスクの使用環境の相違等に基づき生ずるＦＰＤ用大型マスク特有の要求特
性に関し、本発明者は、多色波露光に着目した。
さて、複数の波長による露光（多色波露光）処理の利点は、露光光強度が、単一波長に
よる露光（単色波露光）の場合に比べて大きくできることである。例えば、ｉ線のみ、又
はｇ線のみの単色波露光に比べて、ｈ線を含みｉ線からｇ線に亘る波長帯域の光で露光を
行うほうが、露光光強度は大きい。このため、デバイスの生産性を向上させることができ
る。
例えば、ＦＰＤデバイス等の大型のディスプレイデバイスは、等倍露光法を利用して製
造される場合が多い。ＬＳＩデバイス等の製造で使われている縮小露光法に比べて等倍露
光法では、デバイス面に照射される露光光の入射強度が小さいので、複数の波長を利用す
ることで、デバイス面に照射される露光光の入射強度を補える利点が得られる。
本願の目的は、多色波露光に伴う問題点を見出し、対応策を案出することにある。

［課題を解決するための手段］
本発明者は、ＦＰＤ用大型マスクに特有の多色波露光に着目し、この多色波露光に適し
たＦＰＤ用大型マスクに特有の要求特性について研究を行った。
その結果、以下のことが判明した。
（１）露光光源である超高圧水銀灯から放射されるｉ線，ｈ線，ｇ線の露光光強度（相対
強度）はほぼ等しい。より詳しくはｉ線，ｈ線，ｇ線の露光光強度（相対強度）はほぼ等
しいが、両端のｉ，ｇ線の強度に比べ中央のｈ線の強度がやや低い（図１参照）。
つまり相対強度的にはｉ線，ｈ線，ｇ線はいずれも同等に重要視する必要があり、マス
クを介した露光時に相対強度に応じて発現される作用、例えばレジストの感光作用など、
についてもいずれも同等に重要視する必要があると考えられる。
ここで、グレートーンマスク用半透光性膜（ハーフ透光性膜）における透過率（半透過
率、ハーフ透過率）について考えると、半透光性膜の透過率（即ち半透過率）Ｔの分光曲
線は波長λの関数であり、Ｔ＝ｆ（λ）で表される。この半透光性膜の透過率（即ち半透
過率）Ｔの分光曲線は、主として、膜材料、膜組成、膜質、製造条件、製造装置等で決定
される。
一方で、半透光性膜の透過率（即ち半透過率）Ｔは、Ｔ＝Ｉ／Ｉ_０ …式（１）で表さ
れる（式（１）中、Ｔ：半透光性膜の透過率（即ち半透過率）、Ｉ_０入射光強度、Ｉ：透
過光強度である）。
以上のことから、ｉ線，ｈ線，ｇ線の相対強度が同等、従ってｉ線，ｈ線，ｇ線の入射
光強度Ｉ_０が同等であり、ｉ線，ｈ線，ｇ線の波長によらず半透光性膜の透過率（即ち半
透過率）Ｔがほぼ同等であれば、上記（１）式から、ｉ線，ｈ線，ｇ線に対する透過光強
度Ｉもほぼ同等となり、このような特性は、例えばレジストの感光作用等のシュミレーシ
ョンのしやすさなどの観点から好ましいと考えられること。
言い換えると、縦軸：半透光性膜の透過率（即ち半透過率）Ｔ−横軸：波長λの分光曲
線において、ｉ線〜ｇ線の広い波長帯域でフラットな分光特性を有する分光透過率線（即
ち横軸に対する傾きの小さな分光透過率線）が好ましいと考えられること。尚、半透光性
膜の透過率（即ち半透過率）の分光透過率線の横軸に対する傾きは縦軸のとり方によって
変動（変化）するが、縦軸のスケールが同じであれば比較可能である。
（２）ｉ線，ｈ線，ｇ線に対しほぼ同等の半透光性膜の透過率（即ち半透過率）を有する
膜は、実際に製造可能であること。
（３）多色波露光で使用される大型ＦＰＤ用マスクにおいて、相対強度的にほぼ同等であ
るｉ線，ｈ線，ｇ線に対しほぼ同等の半透光性膜の透過率（即ち半透過率）を有する膜を
実際にマスクブランク及びマスクに適用することによって、ｉ線，ｈ線，ｇ線に対する半
透光性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅が大きな膜を適用した場合に比べ、面内及び
基板間における半透光性膜の透過率（即ち半透過率）が均一なものを大量に作りやすく、
従ってマスクブランク高品質化及び歩留まり向上等に寄与でき、ひいては、大面積ＦＰＤ
製品についての高品質化や歩留まり向上等に寄与できることが確認されたこと。
（４）上記（１）、（３）と関連して、多色波露光の影響（透過光の干渉による影響など
）を考慮した膜設計を行うよりも、ｉ線，ｈ線，ｇ線に対しほぼ同等の半透光性膜の透過
率（即ち半透過率）を有する膜設計とした方が、マスクブランク並びにＦＰＤ製品自体の
高品質化並びに歩留まり向上等に有益であること。
（５）上記（１）、（３）、（４）と関連して、少なくともｉ線，ｈ線，ｇ線に対しほぼ
同等の半透光性膜の透過率（即ち半透過率）を有するように光学設計され作製された分光
透過率線の傾斜が平坦（フラット）である膜、好ましくはｉ線〜ｇ線を含むより広い波長
帯域で分光透過率線の傾斜が平坦である膜（例えば波長３３０ｎｍ〜４７０ｎｍに渡る波
長帯域において半透光性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅が１０％未満更には５％未
満に光学設計され作製された膜）、は製造条件の変動（プロセス変動）や、これに伴う膜
組成の変動や膜質（物性）の変動など、に対して、半透光性膜の透過率（即ち半透過率）
の変動幅Ｈが小さく（図７（１）参照）、したがって、より均一なもの（より規格ｋ、ｋ
’の厳しいマスクブランクやマスク）を大量に製造しやすく（図８（２）参照）、また規
格ｋ、ｋ’内に収まるブランクやマスクを歩留まり良く大量に製造しやすいこと（図７（
２）参照）。
これに対し、上記波長帯域において傾斜がきつく分光透過率の変動幅Ｈ’が大きいと（
図７（２）参照）、ほんの少しのプロセス変動で、分光透過率線が上下左右にシフトして
しまい、これによって諸特性の均一性が悪くなり（図８（１）参照）、また分光透過率線
のシフトによって規格ｋ、ｋ’外となってしまう割合も増えるので製造しにくく生産性も
良くない（図７（２）参照）。したがって、現実には、フラットなものに比べ、規格ｋ、
ｋ’を緩くしないと生産性良く製造できない。
尚、上記波長帯域における分光透過率線の変動幅ｈ’がもともと大きいと、分光透過率
線のシフト前後の変動幅Ｈ’も大きくなる（図７（１）参照）。これに対し、上記波長帯
域における分光透過率線の変動幅がもともと小さいと、シフト前後の変動幅Ｈも小さくな
る（図７（１）参照）。これは、プロセス変動で分光透過率線が上下左右にシフトした場
合、シフト前の最低値とシフト後の最大値で構成される変動幅Ｈ’が、分光透過率線の傾
斜が平坦な場合の変動幅Ｈに比べ（上下左右方向へのシフト量が同じと仮定した場合）、
大きくなるからである（図７（１）参照）。
また、分光透過率線の傾斜がきついと（変動幅が大きいと）、規格値ｋ、ｋ’に対する
マージンｍ’が取りにくく、また変動幅の上限にあわせて十分なマージンｍ’を取ろうと
すると、規格値ｋ’が悪くなりすぎる（図７（２）参照）。これに対し、分光透過率線の
傾斜が平坦であると、変動幅の上限に対するマージンｍ大きくとること（余裕持たせるこ
と）が可能である（図７（２）参照）。
尚、上記波長帯域における分光透過率線の変動幅が大きい膜の場合、分光透過率線の変
動幅内の変化（例えば傾き変化や線のシフト等）があっても、同一の膜が製造されている
ものとして管理、認定されてしまうので好ましくない（図８（１）参照）。
（６）尚、上記（２）と関連して、ｉ線，ｈ線，ｇ線に対しほぼ同等の半透光性膜の透過
率（即ち半透過率）有する膜は、実際に製造可能であること、を見出す課程おいて、以下
のことがわかった。
（ｉ）クロム酸化膜系のグレートーンマスク用半透光性膜（例えばＣｒＯ膜など）だと、
膜中にＯを含むため（膜中のＯが多いため）、ｉ線〜ｇ線の波長帯域更には係る波長帯域
を含むより広い波長帯域で基本的に分光透過率線の傾斜がきつく（横軸λに対する傾きが
大きく）、分光透過率の変動幅が大きくなることが判明した。
（ｉｉ）クロム酸化膜系半透光性膜に比べ、クロム窒化膜系半透光性膜（例えばＣｒＮ、
ＣｒＣＮ，ＣｒＯＮ）では、ｉ線〜ｇ線の波長帯域更には係る波長帯域を含むより広い波
長帯域で基本的に分光透過率線の傾斜が緩やでフラットではある（横軸λに対する傾きが
小さい）が、マスクブランク並びにＦＰＤ自体の高品質化やより均一なもの（規格の厳し
いもの）を大量に製造しやすくするなどの目的達成のためには、どのようなクロム窒化膜
系半透光性膜であっても係る目的を達成できるものではなく、係る目的を達成し得る所定
の条件を満たすクロム窒化膜系半透光性膜を見つけ出し使用する必要があることが判明し
た。つまり、膜材料が同じクロム窒化膜系であっても、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、などの相違によって所定の条件を満たす
ものと満たさないものがあることが判明した。
（ｉｉｉ）ＭｏＳｉ系のグレートーンマスク用半透光性膜についても、クロム酸化膜系半
透光性膜に比べ、ｉ線〜ｇ線の波長帯域更には係る波長帯域を含むより広い波長帯域で基
本的に分光透過率線の傾斜が緩やかでフラットではある。しかしながら、マスクブランク
並びにＦＰＤ自体の高品質化やより均一なもの（規格の厳しいもの）を大量に製造しやす
くするなどの目的達成のためには、どのようなＭｏＳｉ系半透光性膜であっても係る目的
を達成できるものではなく、係る目的を達成し得るＭｏＳｉ系半透光性膜を見つけ出し使
用する必要があることが判明した。つまり、膜材料が同じＭｏＳｉ系半透光性膜であって
も、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
どの相違によって所定の条件を満たすものと満たさないものがあることが判明した。尚、
所定の条件を満たし上記目的を達成し得るＭｏＳｉ系半透光性膜としては、例えば、Ｍｏ
Ｓｉ_４、ＭｏＳｉ_２などの半透光性膜が適することが判明した。更に、ＭｏＳｉ_４半透光
性膜に対しＭｏＳｉ_２半透光性膜は、横軸のスケールを同じにして比較したときに、ｉ線
〜ｇ線の波長帯域更には係る波長帯域を含むより広い波長帯域で分光透過率線の傾斜がよ
り平坦になるので好ましいことが判明した。

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、透過量を調整する機能を有するグレートーンマスク用半透光
性膜を少なくとも有するＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランクであって、
前記グレートーンマスク用半透光性膜は、超高圧水銀灯から放射される少なくともｉ線
からｇ線に渡る波長帯域において、半透光性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅が５％
未満の範囲内となるように制御された膜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）透光性基板上に、透過量を調整する機能を有するグレートーンマスク用半透光
性膜を少なくとも有するＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランクであって、
前記グレートーンマスク用半透光性膜は、波長３３０ｎｍ〜４７０ｎｍに渡る波長帯域
において、半透光性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅が１０％未満の範囲内となるよ
うに制御された膜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３）前記グレートーンマスク用半透光性膜は、波長３３０ｎｍ〜４７０ｎｍに渡る
波長帯域において、半透光性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅が５％未満の範囲内と
なるように制御された膜であることを特徴とする、構成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光学設計され
、作製されたクロム窒化膜系の半透光性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光学設計され
、作製されたＭｏＳｉ系の半透光性膜であることを特徴をとする構成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６）透光性基板上に、透過量を調整する機能を有する半透光性膜を少なくとも有す
るマスクブランクにおいて、
前記マスクブランクは、前記半透光性膜がパターニング処理されてフォトマスクとなさ
れた後、デバイスを製造する際に、複数の波長を含む露光光により露光処理されるフォト
マスク用のマスクブランクであって、
前記半透光性膜は、超高圧水銀灯から放射される少なくともｉ線からｇ線に渡る波長帯
域において、半透光性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅が５％未満の範囲内となるよ
うに制御された膜であることを特徴とする、マスクブランク。
（構成７）構成１乃至５記載のマスクブランクを用いて製造され、少なくともグレートー
ンマスク用半透光性膜パターンを有することを特徴とするＦＰＤデバイスを製造するため
のフォトマスク。
（構成８）構成６に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フォトマ
スク。

［発明の効果］
本発明によれば、多色波露光に適したＦＰＤ用大型マスク及びマスクブランクを提供で
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
記グレートーンマスク用半透光性膜（ハーフ透光性膜）は、超高圧水銀灯から放射される
少なくともｉ線からｇ線に渡る波長帯域において、グレートーンマスク用半透光性膜の透
過率（半透過率、ハーフ透過率）の変動幅が５％未満の範囲内となるように制御された膜
であることを特徴とし、これによって、ｉ線，ｈ線，ｇ線に対するグレートーンマスク用
半透光性膜の透過率（即ち半透過率）が波長によらずほぼ同等（例えば半透光性膜の透過
率（即ち半透過率）の差異が５％未満）であることを特徴とする（構成１）。
本発明において、上記要件を満たすグレートーンマスク用半透光性膜は、上記要件を満
たす可能性があると思われる（上記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
よって上記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。尚、膜材料が同じで
あっても、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、などの相違によって上記要件を満たすものと満たさないものがある。
本発明において、前記グレートーンマスク用半透光性膜は、上記のような状況の下で、
超高圧水銀灯から放射される少なくともｉ線からｇ線に渡る波長帯域において、半透光性
膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅が５％未満の範囲内にあり、ｉ線，ｈ線，ｇ線に対
する半透光性膜の透過率（即ち半透過率）が波長によらずほぼ同等となるように、光学設
計され、作製された膜である。

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、前
記グレートーンマスク用半透光性膜は、波長３３０ｎｍ〜４７０ｎｍに渡る波長帯域にお
いて、半透光性膜の透過率（即ち半透過率、ハーフ透過率）の変動幅が１０％未満の範囲
内となるように制御された膜であることが好ましい（構成２）。
このような膜としては、例えば、ＭｏＳｉ_Ｘ（Ｘ＞２）膜（例えばＭｏＳｉ_３膜やＭｏ
Ｓｉ_４膜など）が挙げられる。
また、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、前記グレートーンマスク用半透光性膜は、波長３３０ｎｍ〜４７０ｎｍに渡る波長帯
域において、半透光性膜の透過率（即ち半透過率）、ハーフ透過率）の変動幅が５％未満
の範囲内となるように制御された膜であることが好ましい（構成３）。
このような膜としては、例えば、ＣｒＮ膜や、ＭｏＳｉ_２膜が挙げられ、また、Ｔａ、
Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｚｒなどの金属膜や、これらの金属どうしの合金膜又はこれらの金属と
他の金属との合金膜（他の金属としてはＣｒ、Ｎｉが挙げられる）や、これらの金属又は
合金とシリコンとを含む膜、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３（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３（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（Ｍ
ＳｉＣＯ）、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、
また、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｚｒなどの金属や、これらの金属どうしの合金又はこれら
の金属と他の金属との合金（他の金属としてはＣｒ、Ｎｉが挙げられる）や、これらの金
属又は合金とシリコンとを含む材料、が挙げられる。
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、クロムの酸化物、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
の酸化物、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、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光学設計され、作製された
クロム窒化膜系半透光性膜であることが好ましい（構成４）。
また、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、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光学設計され、作製
されたＭｏＳｉ系半透光性膜であることが好ましい（構成５）。
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３（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３（１）に示す半透光性膜下置きタイプに適している。

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、
グレートーンマスク用半透光性膜の透過率（即ち半透過率）は、１５〜６５％の範囲内の
値をターゲット値として選択し、膜厚制御によってターゲット値の半透光性膜の透過率（
即ち半透過率）を得る。

本発明において、超高圧水銀灯としては、例えば図１に示す特性を有するものが例示さ
れるが、本発明はこれに限定されない。
また、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ＦＰ
Ｄ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、少なくともグレートーン
マスク用半透光性膜パターンを有することを特徴とする（構成６）。

本発明に係るマスクブランクは、透光性基板上に、透過量を調整する機能を有する半透
光性膜を少なくとも有するマスクブランクにおいて、
前記マスクブランクは、前記半透光性膜がパターニング処理されてフォトマスクとなさ
れた後、デバイスを製造する際に、複数の波長を含む露光光により露光処理されるフォト
マスク用のマスクブランクであって、
前記半透光性膜は、超高圧水銀灯から放射される少なくともｉ線からｇ線に渡る波長帯
域において、半透光性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅が５％未満の範囲内となるよ
うに制御された膜であることを特徴とする（構成６）。
本発明に係るマスクブランクは、ｉ線，ｈ線，ｇ線に対する半透光性膜の透過率（即ち
半透過率）が波長によらずほぼ同等（例えば半透光性膜の透過率（即ち半透過率）の差異
が５％未満）であることを特徴とするものであり、これによって、多色波露光に適したマ
スクブランク及びフォトマスクを提供できる。
詳しくは、上記構成により、半透光性膜の成膜中の製造条件（成膜条件）が変動した場
合であっても、これによって分光透過率（各波長における透過率）が変化することが少な
く、規格内に収まるマスクブランクやマスクを歩留まり良く製造することができる。また
、このように制御された膜は、プロセス変動に伴う分光透過率曲線の上下左右方向のシフ
トに対し分光透過率（各波長における透過率）が大きく変動することが少なく、分光透過
率（各波長における透過率）の均一性がよい。
また、本発明のマスクブランク及びマスクは、等倍露光処理する露光機に対応するマス
クブランク、フォトマスクとして好適である。
また、本発明に係るマスクブランク及び、マスクは、照明光学系が反射光学式に構成さ
れた露光装置に対応するマスクブランク、マスクとして好適である。
また、本発明に係るマスクブランク及び、マスクは、３３０ｍｍ×４５０ｍｍ矩形以上
の大型マスク、及びこのマスクに対応する大型マスクブランクとして好適である。このよ
うな大型マスクの用途としては、ディスプレイデバイス製造用マスク、例えば、ＦＰＤデ
バイス製造用フォトマスクなどを挙げることができる。
また、本発明は、グレートーンマスクに対応するマスクブランクとして好適である。
本発明に係るフォトマスクは、上記本発明に係るマスクブランクを用いて製造され、少
なくとも半透光性膜パターンを有することを特徴とする（構成８）。
尚、本発明に係るマスクブランク及びフォトマスク（構成６及び構成８）に関する他の
事項に関しては、上述した本発明に係るマスクブランク及びフォトマスク（構成１〜５及
び構成７）で説明した事項と同様である。

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、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、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１００オングストローム（試料１）、８０オングストローム（
試料２）、５０オングストローム（試料３）、３０オングストローム（試料４）、と段階
的に変化させて、複数の試料を作製した。
このうち、試料２の分光透過率線を図２のＡに、試料３の分光透過率線を図２のＢに、
それぞれ示す。ＤはＱＺの分光透過率を示す。尚、分光透過率は分光光度計（日立製作所
社製：Ｕ−４１００）により測定した。
図２に示す試料２に係る分光透過率線Ａ及び試料３に係る分光透過率線Ｂにおいては、
超高圧水銀灯から放射される少なくともｉ線からｇ線に渡る波長帯域において、半透光性
膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅が５％未満の範囲内であった。
また、図２に示す試料２に係る分光透過率線Ａ及び試料３に係る分光透過率線Ｂにおい
ては、波長３３０ｎｍ〜４７０ｎｍに渡る波長帯域においても、半透光性膜の透過率（即
ち半透過率）の変動幅が５％未満の範囲内であった。
複数枚（基板間：１００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
、いずれも上記半透光性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅の範囲内にあること確認さ
れた。
更に、ＣｒＮ半透光性膜の膜厚２０〜２５０オングストロームの範囲内において、任意
の膜厚を設定して作製された膜は、いずれも上記半透光性膜の透過率（即ち半透過率）の
変動幅の範囲内にあることが確認された。

（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、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、Ｃｒターゲットを用い、ＡｒとＯ_２ガスをスパッタリングガス
としてＣｒＯ半透光性膜を１００オングストローム（試料１’）、２５０オングストロー
ム（試料２’）、４００オングストローム（試料３’）、５００オングストローム（試料
４’）、と段階的に変化させて、複数の試料を作製した。
このうち、試料３’の分光透過率線を図２のＣに示す。
図２に示す試料３’に係る分光透過率線Ｃにおいては、超高圧水銀灯から放射される少
なくともｉ線からｇ線に渡る波長帯域において、半透光性膜の透過率（即ち半透過率）の
変動幅は６％以上であった。
また、図２に示す試料３’に係る分光透過率線Ｃにおいては、波長３３０ｎｍ〜４７０
ｎｍに渡る波長帯域においては、半透光性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅は約１２
％以上であった。
複数枚（基板間：１００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
、ほんの少しのプロセス変動で、分光透過率線Ｃが上下左右にシフトしてしまい、これに
よって半透光性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅が２〜３％程度増加してしまうこと
がわかった。
尚、ＣｒＯ半透光性膜の膜厚１００〜５００オングストロームの範囲内において、任意
の膜厚を設定して作製された膜は、いずれも実施例１の半透光性膜の透過率（即ち半透過
率）の変動幅の範囲外にあることが確認された。

（ブランク及びマスクの作製）
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、Ｃｒ系遮光膜を成膜し（マスクブラン
クを作製し）、このＣｒ系遮光膜のパターニングを行った。ここで、Ｃｒ系遮光膜の成膜
は、Ｃｒターゲットを用い、ＡｒとＣＨ_４ガスをスパッタリングガスとしてＣｒＣ膜を６
２０〜５７０オングストローム成膜した。
次に、グレートーンマスク用半透光性膜を上記実施例１及び比較例１と同様にして成膜
し（マスクブランクを作製し）、このグレートーンマスク用半透光性膜のパターニングを
行った。
以上のようにして、図３（２）に示すような、半透光性膜上置きタイプのＦＰＤ用大型
マスクを作製した。
この結果、グレートーンマスク用半透光性膜として、実施例１の膜を使用した場合は、
比較例１の膜を使用した場合に比べ、マスクの高品質化並びに歩留まり向上等に有益であ
ることが確認された。

（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、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、Ａ
ｒとヘリウムをスパッタリングガスとして、モリブデン及びシリコンからなるグレートー
ンマスク用半透光性膜（ＭｏＳｉ_４）を１００オングストローム（試料５）、５０オング
ストローム（試料６）、３０オングストローム（試料７）、と段階的に変化させて、複数
の試料を作製した。
試料５の分光透過率線を図４に、試料６の分光透過率線を図５に、試料７の分光透過率
線を図６に、それぞれ示す。尚、分光透過率は分光光度計（日立製作所社製：Ｕ−４１０
０）により測定した。
超高圧水銀灯から放射される少なくともｉ線からｇ線に渡る波長帯域において、半透光
性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅は、試料５：３．９％未満の範囲内、試料６：４
．６％未満の範囲内、試料７：３．１％未満の範囲内、であった。
また、波長３３０ｎｍ〜４７０ｎｍに渡る波長帯域において、半透光性膜の透過率（即
ち半透過率）の変動幅は、試料５：６．０％未満の範囲内、試料６：８．５％未満の範囲
内、試料７：５．８％未満の範囲内、であった。
複数枚（基板間：１００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
、いずれも上記半透光性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅の各範囲内にあることが確
認された。
更に、ＭｏＳｉ_４膜の膜厚２０〜２５０オングストロームの範囲内において、任意の膜
厚を設定して作製された膜は、いずれも半透光性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅が
試料６以下の範囲内にあることが確認された。

（実施例３）
上述の実施例２において、ターゲットをＭｏ：Ｓｉ＝１：２（原子％比）にした以外は
実施例２と同様に、複数の透過率のグレートーンマスク用半透光性膜の成膜を行った。
その結果、ＭｏＳｉ_２膜の膜厚１５〜２００オングストロームの範囲内において、任意
の膜厚を設定して作製された膜は、ｉ線からｇ線に渡る波長帯域においていずれも半透光
性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅が４％未満の範囲内にあること確認された。
尚、実施例２及び３の結果から、ＭｏＳｉ_４半透光性膜に対しＭｏＳｉ_２半透光性膜は
、横軸のスケールを同じにして比較したときに、ｉ線〜ｇ線の波長帯域更には係る波長帯
域を含むより広い波長帯域で分光透過率線の傾斜がより平坦になるので好ましいことが判
明した。

（ブランク及びマスクの作製）
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、ＭｏＳｉ系のグレートーンマスク用半
透光性膜、Ｃｒ系遮光膜、を順次成膜し、ＦＰＤ用大型マスクブランクを作製した。
ここで、ＭｏＳｉ系のグレートーンマスク用半透光性膜の成膜は、上記実施例２又は３
と同様とした。
また、Ｃｒ系遮光膜の成膜は、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３つのスペース（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膜を６５０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膜を２５０オングストローム、連続成膜した。
Ｃｒ系遮光膜のパターニングを行った後、ＭｏＳｉ系グレートーンマスク用半透光性膜
のパターニングを行い、図３（１）に示すような、半透光性膜下置きタイプのＦＰＤ用大
型マスクを作製した。
この結果、グレートーンマスク用半透光性膜として、実施例２，３の膜を使用した場合
は、比較例１の膜を使用した場合に比べ、マスクの高品質化並びに歩留まり向上等に有益
であることが確認された。

（実施例４）
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、Ｔａターゲットを用い、Ａｒをスパッタリングガスとして、タ
ンタルからなるグレートーンマスク用半透光性膜（Ｔａ）を、超高圧水銀灯から放射され
る少なくともｉ線からｇ線に渡る波長帯域において、成膜後の半透光性膜の透過率（即ち
半透過率）が、それぞれ、約６０％（試料Ｔ−４）、約４０％（試料Ｔ−５）、約２０％
（試料Ｔ−６）、となるような膜厚でそれぞれ形成して、複数の試料を作製した。
上記各試料について、分光透過率を、分光光度計（日立製作所社製：Ｕ−４１００）に
より測定した。
超高圧水銀灯から放射されるｉ線からｇ線に渡る波長帯域における、上記各試料の分光
透過率線を図１１に、それぞれ示す。
超高圧水銀灯から放射される少なくともｉ線からｇ線に渡る波長帯域において、半透光
性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅は、それぞれ、試料Ｔ−４：０．４％、試料Ｔ−
５：０．２％、試料Ｔ−６：０．４％、未満の範囲内であり、ほとんどフラットであった
。
また、波長２００ｎｍ〜８００ｎｍに渡る波長帯域における、上記各試料の分光透過率
線を図１２に、それぞれ示す。
波長３３０ｎｍ〜４７０ｎｍに渡る波長帯域において、上記各試料の半透光性膜の透過
率（即ち半透過率）の変動幅は、それぞれ、２．０％未満の範囲内であり、ほとんどフラ
ットであった。
複数枚（基板間：１００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
、いずれも上記半透光性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅の各範囲内にあることが確
認された。
更に、成膜後の半透光性膜（Ｔａ）の透過率（即ち半透過率）が、約２０％〜約６０％
となる膜厚の範囲内において、任意の膜厚を設定して作製された膜は、いずれも半透光性
膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅が試料Ｔ−４の範囲内にあることが確認された。

（実施例５）
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、Ｔｉターゲットを用い、Ａｒをスパッタリングガスとして、チ
タンからなるグレートーンマスク用半透光性膜（Ｔｉ）を、超高圧水銀灯から放射される
少なくともｉ線からｇ線に渡る波長帯域において、成膜後の半透光性膜の透過率（即ち半
透過率）が、それぞれ、約６０％（試料Ｔ−８）、約４０％（試料Ｔ−９）、約２０％（
試料Ｔ−１０）、となるような膜厚でそれぞれ形成して、複数の試料を作製した。
上記各試料について、分光透過率を、分光光度計（日立製作所社製：Ｕ−４１００）に
より測定した。
超高圧水銀灯から放射されるｉ線からｇ線に渡る波長帯域における、上記各試料の分光
透過率線を図１３に、それぞれ示す。
超高圧水銀灯から放射される少なくともｉ線からｇ線に渡る波長帯域において、半透光
性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅は、それぞれ、試料Ｔ−８：１．７％、試料Ｔ−
９：１．５％、試料Ｔ−１０：０．３％、未満の範囲内であり、概ねフラットであった。
また、波長２００ｎｍ〜８００ｎｍに渡る波長帯域における、上記各試料の分光透過率
線を図１４に、それぞれ示す。
波長３３０ｎｍ〜４７０ｎｍに渡る波長帯域において、上記各試料の半透光性膜の透過
率（即ち半透過率）の変動幅は、それぞれ、５．０％未満の範囲内であった。但し、図１
４に示すように、短波長側で透過率が上昇する場所があり、透過率が高くなる（膜厚が薄
くなる）につれて透過率が上昇するピークが長波長側に移動し、ｉ線からｇ線に渡る波長
帯域における半透光性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅が大きくなる傾向にあること
がわかった。
複数枚（基板間：１００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
、いずれも上記半透光性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅の各範囲内にあることが確
認された。
更に、成膜後の半透光性膜（Ｔｉ）の透過率（即ち半透過率）が、約２０％〜約６０％
となる膜厚の範囲内において、任意の膜厚を設定して作製された膜は、いずれも半透光性
膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅が上記各試料の範囲内にあることが確認された。

（実施例６）
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、Ｗターゲットを用い、Ａｒをスパッタリングガスとして、タン
グステンからなるグレートーンマスク用半透光性膜（Ｗ）を、超高圧水銀灯から放射され
る少なくともｉ線からｇ線に渡る波長帯域において、成膜後の半透光性膜の透過率（即ち
半透過率）が、それぞれ、約６０％（試料Ｔ−１１）、約４０％（試料Ｔ−１２）、約２
０％（試料Ｔ−１３）、となるような膜厚でそれぞれ形成して、複数の試料を作製した。
上記各試料について、分光透過率を、分光光度計（日立製作所社製：Ｕ−４１００）に
より測定した。
超高圧水銀灯から放射されるｉ線からｇ線に渡る波長帯域における、上記各試料の分光
透過率線を図１５に、それぞれ示す。
超高圧水銀灯から放射される少なくともｉ線からｇ線に渡る波長帯域において、半透光
性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅は、それぞれ、試料Ｔ−１１：１．８％、試料Ｔ
−１２：１．５％、試料Ｔ−１０：１．１％、未満の範囲内であり、概ねフラットであっ
た。
また、波長２００ｎｍ〜８００ｎｍに渡る波長帯域における、上記各試料の分光透過率
線を図１６に、それぞれ示す。
波長３３０ｎｍ〜４７０ｎｍに渡る波長帯域において、上記各試料の半透光性膜の透過
率（即ち半透過率）の変動幅は、それぞれ、４．０％未満の範囲内であった。但し、図１
６に示すように、実施例４、５に比べ、長波長側にいくにつれて傾斜が若干大きくなるこ
とがわかった。
複数枚（基板間：１００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
、いずれも上記半透光性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅の各範囲内にあることが確
認された。
更に、成膜後の半透光性膜（Ｗ）の透過率（即ち半透過率）が、約２０％〜約６０％と
なる膜厚の範囲内において、任意の膜厚を設定して作製された膜は、いずれも半透光性膜
の透過率（即ち半透過率）の変動幅が上記各試料の範囲内にあることが確認された。

（実施例７）
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ターゲットを用い、Ａｒをスパッタリングガスとして、モ
リブデンからなるグレートーンマスク用半透光性膜（Ｍｏ）を、超高圧水銀灯から放射さ
れる少なくともｉ線からｇ線に渡る波長帯域において、成膜後の半透光性膜の透過率（即
ち半透過率）が、それぞれ、約６０％（試料Ｔ−１４）、約４０％（試料Ｔ−１５）、約
２０％（試料Ｔ−１６）となるような膜厚でそれぞれ形成して、複数の試料を作製した。
上記各試料について、分光透過率を、分光光度計（日立製作所社製：Ｕ−４１００）に
より測定した。
超高圧水銀灯から放射されるｉ線からｇ線に渡る波長帯域における、上記各試料の分光
透過率線を図１７に、それぞれ示す。
超高圧水銀灯から放射される少なくともｉ線からｇ線に渡る波長帯域において、半透光
性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅は、それぞれ、試料Ｔ−１４：２．１％、試料Ｔ
−１５：２．４％、試料Ｔ−１６：１．８％、未満の範囲内であり、概ねフラットであっ
た。
また、波長２００ｎｍ〜８００ｎｍに渡る波長帯域における、上記各試料の分光透過率
線を図１８に、それぞれ示す。
波長３３０ｎｍ〜４７０ｎｍに渡る波長帯域において、上記各試料の半透光性膜の透過
率（即ち半透過率）の変動幅は、それぞれ、５．０％未満の範囲内であった。但し、図１
８に示すように、実施例６に比べ、長波長側にいくにつれて傾斜が若干大きくなることが
わかった。
複数枚（基板間：１００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
、いずれも上記半透光性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅の各範囲内にあることが確
認された。
更に、成膜後の半透光性膜（Ｍｏ）の透過率（即ち半透過率）が、約２０％〜約６０％
となる膜厚の範囲内において、任意の膜厚を設定して作製された膜は、いずれも半透光性
膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅が上記各試料の範囲内にあることが確認された。

（実施例８）
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、Ｔｉ：Ｗ＝１：１（原子％比）のターゲットを用い、Ａｒをス
パッタリングガスとして、チタン及びタングステンからなるグレートーンマスク用半透光
性膜（ＴｉＷ）を、超高圧水銀灯から放射される少なくともｉ線からｇ線に渡る波長帯域
において、成膜後の半透光性膜の透過率（即ち半透過率）が、それぞれ、約６０％（試料
Ｔ−２３）、約４０％（試料Ｔ−２４）、約２０％（試料Ｔ−２５）となるような膜厚で
それぞれ形成して、複数の試料を作製した。
上記各試料について、分光透過率を、分光光度計（日立製作所社製：Ｕ−４１００）に
より測定した。
超高圧水銀灯から放射されるｉ線からｇ線に渡る波長帯域における、上記各試料の分光
透過率線を図１９に、それぞれ示す。
超高圧水銀灯から放射される少なくともｉ線からｇ線に渡る波長帯域において、半透光
性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅は、それぞれ、試料Ｔ−２３：０．２６％、試料
Ｔ−２４：１．４７％、試料Ｔ−２５：０．６６％、未満の範囲内であり、ほとんどフラ
ットであった。
また、波長２００ｎｍ〜８００ｎｍに渡る波長帯域における、上記各試料の分光透過率
線を図２０に、それぞれ示す。
波長３３０ｎｍ〜４７０ｎｍに渡る波長帯域において、上記各試料の半透光性膜の透過
率（即ち半透過率）の変動幅は、それぞれ、３．０％未満の範囲内であった。但し、図２
０に示すように、短波長側で透過率が上昇する場所があり、透過率が高くなる（膜厚が薄
くなる）につれて透過率が上昇するピークが長波長側に移動し、ｉ線からｇ線に渡る波長
帯域における半透光性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅が大きくなる傾向にあること
がわかった。
複数枚（基板間：１００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
、いずれも上記半透光性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅の各範囲内にあることが確
認された。
更に、成膜後の半透光性膜（ＴｉＷ）の透過率（即ち半透過率）が、約２０％〜約６０
％となる膜厚の範囲内において、任意の膜厚を設定して作製された膜は、いずれも半透光
性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅が上記各試料の範囲内にあることが確認された。

（実施例９）
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、Ｗ：Ｓｉ＝１：２（原子％比）のターゲットを用い、Ａｒをス
パッタリングガスとして、タングステン及びシリコンからなるグレートーンマスク用半透
光性膜（ＷＳｉ）を、超高圧水銀灯から放射される少なくともｉ線からｇ線に渡る波長帯
域において、成膜後の半透光性膜の透過率（即ち半透過率）が、それぞれ、約６０％（試
料Ｔ−２０）、約４０％（試料Ｔ−２１）、約２０％（試料Ｔ−２２）となるような膜厚
でそれぞれ形成して、複数の試料を作製した。
上記各試料について、分光透過率を、分光光度計（日立製作所社製：Ｕ−４１００）に
より測定した。
超高圧水銀灯から放射されるｉ線からｇ線に渡る波長帯域における、上記各試料の分光
透過率線を図２１に、それぞれ示す。
超高圧水銀灯から放射される少なくともｉ線からｇ線に渡る波長帯域において、半透光
性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅は、それぞれ、試料Ｔ−２０：２．６％、試料Ｔ
−２１：２．８％、試料Ｔ−２２：２．５％、未満の範囲内であり、概ねフラットであっ
た。
また、波長２００ｎｍ〜８００ｎｍに渡る波長帯域における、上記各試料の分光透過率
線を図２２に、それぞれ示す。
波長３３０ｎｍ〜４７０ｎｍに渡る波長帯域において、上記各試料の半透光性膜の透過
率（即ち半透過率）の変動幅は、それぞれ、５．０％未満の範囲内であった。但し、図２
２に示すように、長波長側にいくにつれて傾斜が若干大きくなることがわかった。
複数枚（基板間：１００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
、いずれも上記半透光性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅の各範囲内にあることが確
認された。
更に、成膜後の半透光性膜（ＷＳｉ）の透過率（即ち半透過率）が、約２０％〜約６０
％となる膜厚の範囲内において、任意の膜厚を設定して作製された膜は、いずれも半透光
性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅が上記各試料の範囲内にあることが確認された。

（比較例２）
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、Ｓｉターゲットを用い、Ａｒをスパッタリングガスとして、シ
リコンからなるグレートーンマスク用半透光性膜（Ｓｉ）を、超高圧水銀灯から放射され
る少なくともｉ線からｇ線に渡る波長帯域において、成膜後の半透光性膜の透過率（即ち
半透過率）が、それぞれ、約６０％（試料Ｔ−１７）、約４０％（試料Ｔ−１８）、約２
０％（試料Ｔ−１９）となるような膜厚でそれぞれ形成して、複数の試料を作製した。
上記各試料について、分光透過率を、分光光度計（日立製作所社製：Ｕ−４１００）に
より測定した。
超高圧水銀灯から放射されるｉ線からｇ線に渡る波長帯域における、上記各試料の分光
透過率線を図２３に、それぞれ示す。
超高圧水銀灯から放射される少なくともｉ線からｇ線に渡る波長帯域において、半透光
性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅は、それぞれ、試料Ｔ−１７：１３．０％、試料
Ｔ−１８：１３．４％、試料Ｔ−１９：９．７％、であり、比較例１と比べても、半透光
性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅が大きかった。
また、波長２００ｎｍ〜８００ｎｍに渡る波長帯域における、上記各試料の分光透過率
線を図２４に、それぞれ示す。
波長３３０ｎｍ〜４７０ｎｍに渡る波長帯域において、上記各試料の半透光性膜の透過
率（即ち半透過率）の変動幅は、それぞれ、約２０％程度であり、比較例１と比べても、
半透光性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅が大きかった。
複数枚（基板間：１００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
、ほんの少しのプロセス変動で、図２３に示す分光透過率線が上下左右にシフトしてしま
い、これによって半透光性膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅が３〜５％程度増加して
しまうことがわかった。
更に、成膜後の半透光性膜（Ｓｉ）の透過率（即ち半透過率）が、約２０％〜約６０％
となる膜厚の範囲内において、任意の膜厚を設定して作製された膜は、いずれも半透光性
膜の透過率（即ち半透過率）の変動幅が、実施例１〜９の半透光性膜の透過率（即ち半透
過率）の変動幅の範囲外にあることが確認された。

（ブランク及びマスクの作製）
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、Ｃ
ｒ系遮光膜、を順次成膜し、ＦＰＤ用大型マスクブランクを作製した。
ここで、グレートーンマスク用半透光性膜の成膜は、上記実施例４〜９の各条件と同様
とした。
また、Ｃｒ系遮光膜の成膜は、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３つのスペース（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膜を６５０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膜を２５０オングストローム、連続成膜した。
Ｃｒ系遮光膜のパターニングを行った後、グレートーンマスク用半透光性膜のパターニ
ングを行い、図３（１）に示すような、半透光性膜下置きタイプのＦＰＤ用大型マスクを
作製した。
この結果、グレートーンマスク用半透光性膜として、実施例４〜９の膜を使用した場合
は、比較例１〜２の膜を使用した場合に比べ、マスクの高品質化並びに歩留まり向上等に
有益で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。

露光光源である超高圧水銀灯の分光分布を示す図である。 実施例１で作成した半透光性膜の分光透過率を示す図である。 マスクの態様を説明するための図である。 実施例２で作成した半透光性膜の分光透過率を示す図である。 実施例２で作成した他の半透光性膜の分光透過率を示す図である。 実施例２で作成した更に他の半透光性膜の分光透過率を示す図である。 半透光性膜の分光透過率線の挙動を説明するための図である。 半透光性膜の分光透過率線の挙動を説明するための図である。 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。 実施例４で作成した半透光性膜のｉ線からｇ線に渡る波長帯域における分光透過率を示す図である。 実施例４で作成した半透光性膜の波長２００ｎｍ〜８００ｎｍに渡る波長帯域における分光透過率を示す図である。 実施例５で作成した半透光性膜のｉ線からｇ線に渡る波長帯域における分光透過率を示す図である。 実施例５で作成した半透光性膜の波長２００ｎｍ〜８００ｎｍに渡る波長帯域における分光透過率を示す図である。 実施例６で作成した半透光性膜のｉ線からｇ線に渡る波長帯域における分光透過率を示す図である。 実施例６で作成した半透光性膜の波長２００ｎｍ〜８００ｎｍに渡る波長帯域における分光透過率を示す図である。 実施例７で作成した半透光性膜のｉ線からｇ線に渡る波長帯域における分光透過率を示す図である。 実施例７で作成した半透光性膜の波長２００ｎｍ〜８００ｎｍに渡る波長帯域における分光透過率を示す図である。 実施例８で作成した半透光性膜のｉ線からｇ線に渡る波長帯域における分光透過率を示す図である。 実施例８で作成した半透光性膜の波長２００ｎｍ〜８００ｎｍに渡る波長帯域における分光透過率を示す図である。 実施例９で作成した半透光性膜のｉ線からｇ線に渡る波長帯域における分光透過率を示す図である。 実施例９で作成した半透光性膜の波長２００ｎｍ〜８００ｎｍに渡る波長帯域における分光透過率を示す図である。 比較例２で作成した半透光性膜のｉ線からｇ線に渡る波長帯域における分光透過率を示す図である。 比較例２で作成した半透光性膜の波長２００ｎｍ〜８００ｎｍに渡る波長帯域における分光透過率を示す図である。

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 (8)

1. 透光性基板上に、透過量を調整する機能を有するグレートーンマスク用半透光性膜を少
   なくとも有するＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランクであって、
   前記グレートーンマスク用半透光性膜は、超高圧水銀灯から放射される少なくともｉ線
   からｇ線に渡る波長帯域において、半透光性膜の透過率の変動幅が５％未満の範囲内とな
   るように制御された膜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. 透光性基板上に、透過量を調整する機能を有するグレートーンマスク用半透光性膜を少
   なくとも有するＦＰＤデバイスを製造するためのマスクブランクであって、
   前記グレートーンマスク用半透光性膜は、波長３３０ｎｍ〜４７０ｎｍに渡る波長帯域
   において、半透光性膜の透過率の変動幅が１０％未満の範囲内となるように制御された膜
   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。
3. 前記グレートーンマスク用半透光性膜は、波長３３０ｎｍ〜４７０ｎｍに渡る波長帯域
   において、半透光性膜の透過率の変動幅が５％未満の範囲内となるように制御された膜で
   あることを特徴とする、請求項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光学設計され、作製さ
   れたクロム窒化膜系の半透光性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光学設計され、作製さ
   れたＭｏＳｉ系の半透光性膜であることを特徴をとする請求項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。
6. 透光性基板上に、透過量を調整する機能を有する半透光性膜を少なくとも有するマスク
   ブランクにおいて、
   前記マスクブランクは、前記半透光性膜がパターニング処理されてフォトマスクとなさ
   れた後、デバイスを製造する際に、複数の波長を含む露光光により露光処理されるフォト
   マスク用のマスクブランクであって、
   前記半透光性膜は、超高圧水銀灯から放射される少なくともｉ線からｇ線に渡る波長帯
   域において、半透光性膜の透過率の変動幅が５％未満の範囲内となるように制御された膜
   であることを特徴とする、マスクブランク。
7. 請求項１乃至５記載のマスクブランクを用いて製造され、少なくともグレートーンマス
   ク用半透光性膜パターンを有することを特徴とするＦＰＤデバイスを製造するためのフォ
   トマスク。
8. 請求項６に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フォトマスク。

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