JP7399813B2 - フォトマスク - Google Patents

Description

本発明は、フォトマスクに関する。

従来より、フラットパネルディスプレイ等の大型の基板（例えば、一辺が数十ｃｍ～１、２ｍサイズ）にパターンを転写するために、複数の投影光学系を備えたマルチ走査型露光装置を用いてパターンを露光する、所謂つなぎ露光又は継ぎ露光と呼ばれる技術が知られている。複数の照射光学系に対して、マスクと基板とを同期して移動（走査）し、複数の投影光学系を介して投影された像をつなぎ合わせて、大面積の転写を可能とする。
隣接する照明領域間において、転写パターンをつなぎ合わせるため、各照明領域は、走査方向に対して傾斜した形状（例えば台形形状、円弧形状）を有し、走査方向に隣接する投影光学系を介して形成される投影領域の端部で二重露光となるよう各照明領域が配置されている。

特開２０１６－２４２５７号公報 特開２０１３－２３８６７０号公報

投影領域の二重露光となる領域（つなぎ領域）の積算露光量は、他の領域の積算露光量と完全には一致せず、この領域で露光ムラが発生することがある。基板上で露光ムラが生じた場合、例えば転写されたパターン寸法に変動が生じ、ディスプレイ装置の精細な画像に悪影響を与える等のリスクが高まる。
露光ムラを低減するため、特許文献１は、二重露光となる照明領域の照射量をフィルタにより調整する方法が開示されており、特許文献２は、照射領域の形状を調整する方法が開示されている。
いずれの方法も光学系の高度な制御が必要となり、また露光装置の調整だけでは露光ムラの改善が困難な場合がある。転写パターンの仕上がり精度への要求が厳しくなると、更なる露光ムラの低減が要望される。

本発明は、露光ムラを低減することができるフォトマスクの提供を課題とする。

本発明に係るフォトマスクは、
透過性基板に、基準領域と、前記基準領域に隣接する少なくとも１つの透過率補正領域とを有し、
前記透過率補正領域は、転写領域の全長に亘って延在し、
前記透過率補正領域と前記基準領域の光透過率が異なることを特徴とする。

また、本発明に係るフォトマスクは、
前記透過率補正領域を複数備え、複数の前記透過率補正領域が同一方向に延在していることを特徴とする。

このようなフォトマスクの構成とすることで、露光装置の二重露光になるよう配置された各照明領域の照度分布の微小変動部分による露光ムラを、フォトマスクの透過率により低減することができる。

また、本発明に係るフォトマスクは、
前記透過率補正領域と前記基準領域のうち透過率が低い領域には半透過膜が形成され、
前記半透過膜の透過率は、前記透過性基板の透過率より低いことを特徴とする。

また、本発明に係るフォトマスクは、
前記半透過膜が部分的に形成され、前記半透過膜の占有率により光透過率を制御することを特徴とする。

また、本発明に係るフォトマスクは、
前記フォトマスクは、遮光性パターンを備え、
前記遮光性パターンは、遮光性膜とエッチングストッパ膜との積層構造又は遮光性膜とエッチングストッパ膜と前記半透過膜との積層構造の少なくとも一方を含むことを特徴とする。

また、本発明に係るフォトマスクは、
前記フォトマスクは、遮光性パターンを備え、
前記遮光性パターンは、遮光性膜と前記半透過膜との積層構造であることを特徴とする。

このようなフォトマスクの構成とすることで、半透過膜の占有率（被覆率）により透過率を制御することができる。
また、透過率を制御し、露光ムラが低減したフォトマスクに遮光性膜からなるパターンを形成することができ、転写パターンの寸法変動を低減することができる。

また、本発明に係るフォトマスクは、
前記透過率補正領域と前記基準領域のうちの透過率が低い領域において、前記透過性基板が遮光性膜により部分的に覆われ、前記遮光性膜の占有率により光透過率を制御することを特徴とする。

このようなフォトマスクの構成とすることで、遮光性膜により透過率を制御することが可能となる。フォトマスクの製造工程の簡略化にも寄与し得る。

また、本発明に係るフォトマスクの製造方法は、
露光装置の積算露光量分布を測定する工程と、
前記積算露光量分布から、前記フォトマスクの前記基準領域と前記透過率補正領域の位置を確定し、前記基準領域に対する前記透過率補正領域の相対的な透過率の補正値を算出する工程と、
前記補正値に基づいて、相対的に前記基準領域に対して前記透過率補正領域の透過率を補正する工程とを含むことを特徴とする。

このようなフォトマスクの製造方法とすることで、実際に使用する露光装置の状態に合わせて、露光ムラの低減を行うため、最適な積算露光量の補正が可能となる。

本発明にかかるフォトマスクによれば、露光ムラを低減することができる。
その結果、フォトマスクを用いて製造される製品の品質の向上に寄与し得る。

図１（ａ）は、露光装置２００の概要を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、基板Ｐ上の点に投影された露光光の強度の時間変化を模式的に示すグラフである。 図２（ａ）は、基板Ｐ上に投射された投影領域の配置例を示す平面図であり、 図２（ｂ）は、投影領域ＰＲによる、基板Ｐの積算露光量を示すグラフであり、図２（ｃ）は、重複投影領域ＰＡＯにおける積算露光量の不均一を補正するフォトマスク１００の透過率の分布を示すグラフであり、図２（ｄ）は、フォトマスク１００の拡大平面図である。 図３（ａ）は、重複投影領域ＰＡＯを投影する重複照明領域に半透過領域を形成したフォトマスク１００の平面図であり、図３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、図３（ａ）の円で囲んだ領域の拡大平面図である。 図４は、半透過領域２の透過率を調整する方法を示すフォトマスク１００の拡大平面図である。 図５は、透過領域４と半透過領域２と所定のパターン５を有するフォトマスク１００の平面図である。 図６は、実施形態１にかかるフォトマスク１００の主要製造工程の断面図を示す。 図７は、実施形態１にかかるフォトマスク１００の主要製造工程の断面図を示す。 図８は、実施形態２にかかるフォトマスク１００の主要製造工程の断面図及び平面図を示す。 図９は、実施形態２にかかるフォトマスク１００の主要製造工程の断面図及び平面図を示す。 図１０（ａ）は、実施形態３にかかるフォトマスク１００の拡大平面図であり、図１０（ｂ）、（ｃ）は、フォトマスク１００の主要製造工程を示す断面図である。 図１１（ａ）は、基板Ｐが露光される露光量の積算露光量のＹ方向の位置依存性を示すグラフであり、図１１（ｂ）は、重複投影領域ＰＡＯにおける積算露光量の不均一を補償するためのフォトマスク１００の透過率のＹ方向分布を示すグラフであり、図１１（ｃ）、（ｄ）は、実施形態５にかかるフォトマスク１００の拡大平面図及び断面図である。 図１２は、露光装置２００の露光ムラを低減するフォトマスク１００の平面図である。 図１３（ａ）は、基板Ｐの露光光の強度分布を測定するための光学式検出器１０の配置例を示す斜視図であり、図１３（ｂ）は、校正用フォトマスク１００’の斜視図である。 図１４（ａ）は、直線パターンからなる計測用パターン１２を有する計測用フォトマスク１００’’の平面図、図１４（ｂ）は、Ｙ方向に整列した矩形のホールパターンからなる計測パターン１２を有する計測用フォトマスク１００’’の平面図、図１４（ｃ）、（ｄ）は、基板Ｐ上に形成されたフォトレジスト膜１３のパターンの拡大平面図でである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は、いずれも本発明の要旨の認定において限定的な解釈を与えるものではない。また、同一又は同種の部材については同じ参照符号を付して、説明を省略することがある。

（露光装置）
図１（ａ）は、露光装置２００の概要を示す斜視図である。露光装置２００は、以下に述べるような構成であり、「マルチ走査型露光装置」（又は「マルチ投影型露光装置」）と呼ばれることがある。
フォトマスク１００は図示されないマスクステージにより保持され、露光対象の基板Ｐは図示されない基板ステージにより、フォトマスク１００と平行に保持されている。フォトマスク１００及び基板Ｐは、それぞれマスクステージ及び基板ステージにより、同期して同じ方向に同じ速度で移動することができる。

以下、フォトマスク１００及び基板Ｐの移動方向をＸ方向、Ｘ方向に垂直な方向をＹ方向とし、Ｘ方向とＹ方向に垂直な方句をＺ方向とする。Ｚ方向はフォトマスク１００（及び基板Ｐ）の面に垂直である。
なお、マスクステージ及び基板ステージは、それぞれ移動機構を有し、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動可能であり、さらにＺ方向に垂直な面で回転が可能である。マスクステージ及び基板ステージは、フォトマスク１００及び基板Ｐに設けられているアライメントマークを読み取り、移動機構によりアライメントが可能となる。

特許文献１、２に開示されているように、露光装置２００は、光源２０１から放射された光が分岐光学系２０２に入射し、複数の照明光学系２０３（２０３１～２０３７）に分岐される。

各照明光学系は、フォトマスク１００上に、照明領域ＩＬ（ＩＬ１～ＩＬ７）を、均一な照度分布で照明する。照明領域ＩＬは、各照明光学系に設けられたアパーチャーにより、走査方向に対して傾斜した形状（例えば台形形状、円弧形状等）を有する。
照明領域ＩＬ１、ＩＬ３、ＩＬ５、ＩＬ７と、照明領域ＩＬ２、ＩＬ４、ＩＬ６とは、Ｙ方向に所定の間隔で整列している。照明領域ＩＬ２、ＩＬ４、ＩＬ６は、照明領域ＩＬ１、ＩＬ３、ＩＬ５、ＩＬ７に対して、所定の距離だけＸ方向に離隔している。照明領域ＩＬ１、ＩＬ３、ＩＬ５、ＩＬ７と、照明領域ＩＬ２、ＩＬ４、ＩＬ６とは、部分的にＸ方向に重なるように、千鳥状に（交互に）配置されている。

フォトマスク１００の照明領域ＩＬ（ＩＬ１～ＩＬ７）に照射された光は、所定のパターンを有するフォトマスク１００を通過し、それぞれ複数の投射光学系２０４（２０４１～２０４７）を介して基板Ｐの投影領域ＰＲ（ＰＲ１～ＰＲ７）に投影される。各投影領域ＰＲ（ＰＲ１～ＰＲ７）は、各照明領域ＩＬ（ＩＬ１～ＩＬ７）に対応する。
各投影領域ＰＲ（ＰＲ１～ＰＲ７）にはフォトマスク１００に形成されたパターンを反映した光が投影され、基板Ｐ上に形成された感光性物質（例えばフォトレジスト、感光性樹脂等）が投影された光によって露光される。
基板Ｐの各投影領域ＰＲにおいて光が投影されながら、フォトマスク１００及び基板Ｐが同期移動するため、投影された光が重ね合わされ、大面積の感光性物質を露光することができる。
なお、照明領域ＩＬ及び投影領域ＰＲの数は、上記に限定されず、適宜設定可能である。

図１（ｂ）は、露光装置２００により基板Ｐ上の点Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３に投影された露光光の強度の時間変化を模式的に示すグラフである。縦軸は露光光の強度（Ｄｏｓｅ）、横軸は時間である。点Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３は、投影領域ＰＲ１、ＰＲ２を横切る間、露光光が照射される。
なお、投影領域ＰＲの形状は、２つの台形を組合わせた形状の例を示すが、それに限定されず、投影領域ＰＲの形状は適宜設定され得る。

フォトマスク１００及び基板Ｐが同期して移動するため、基板Ｐ上の点Ｙ１は投影領域ＰＲ１のみを横切り、点Ｙ３は投影領域ＰＲ２のみを横切るが、点Ｙ２は投影領域ＰＲ１及び投影領域ＰＲ２を横切る。点Ｙ１が投影領域ＰＲ１を横切る時間は点Ｙ３が投影領域ＰＲ２を横切る時間と等しいが、点Ｙ２が投影領域ＰＲ１を横切る時間は点Ｙ１が投影領域ＰＲ１を横切る時間より短く、点Ｙ２が投影領域ＰＲ２を横切る時間は点Ｙ３が投影領域ＰＲ２を横切る時間より短い。理想的には、点Ｙ２が投影領域ＰＲ１を横切る時間と投影領域ＰＲ２を横切る時間との合計が、点Ｙ１が投影領域ＰＲ１を横切る時間が等しければ、各点Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３の積算露光量は同じになるが、後述するように実際には点Ｙ２の積算露光量は、点Ｙ１、Ｙ３の積算露光量とは必ずしも一致しない。

（露光分布補正用マスク）
図２（ａ）に、基板Ｐ上に投射された投影領域ＰＲ（ＰＲ１、ＰＲ２、ＰＲ３）の配置例の平面図を示す。
フォトマスク１００及び基板Ｐが移動することにより、相対的に投影領域ＰＲは例えば図２（ａ）に示すＸ方向に移動（走査）する。交互に配置された投影領域ＰＲ１、ＰＲ３と投影領域ＰＲ２とは、一部の領域ＰＡＯ（「重複投影領域ＰＡＯ」と称する）において互いに重なり合い、その他の領域ＰＡＳは、互いに重なり合わず、単独で基板Ｐ表面を投影する。重複投影領域ＰＡＯは、投影領域ＰＲ１、ＰＲ３と投影領域ＰＲ２とをつなぐ領域（継ぎ領域）である。
フォトマスク１００に対して重複投影領域ＰＡＯの数を少なくするため、好適にはフォトマスク１００の長手方向を走査方向（Ｘ方向）に一致させる。

図２（ｂ）は、投影領域ＰＲ（ＰＲ１、ＰＲ２、ＰＲ３）が走査することにより、基板Ｐが露光される露光量の積算露光量（時間積分）の例を示す。横軸は、投影領域ＰＲが走査するＸ方向に垂直なＹ方向の位置を示し、縦軸は積算露光量である。投影領域ＰＲが単独で基板Ｐを走査する領域ＰＡＳ（単投影領域、又はシングル投影領域と称する）では、積算露光量はＹ方向に均一であるが、投影領域ＰＲが互いに重なりあう重複投影領域ＰＡＯにおいては、（図２（ｂ）に示す例においては、）積算露光量はシングル投影領域ＰＡＳの積算露光量と比較して高くなる傾向が見られるが、高くなったり、低くなったりした場合には問題が発生する。また、シングル投影領域ＰＡＳの積算露光量と比較して低くなる場合もある。
なお、シングル投影領域ＰＡＳの幅は、例えば数ｍｍ～数十ｍｍ、重複投影領域ＰＡＯの幅は、例えば数百μｍ～数ｍｍであるが、これに限定するものではない。

図２（ｂ）では、重複投影領域ＰＡＯにおける積算露光量は、シングル投影領域ＰＡＳの積算露光量と比較して高くなる例を示すが、投影領域ＰＲ（又は照明領域ＩＬ）の間隔に依存して、重複投影領域ＰＡＯの積算露光量は変化し、後述するようにシングル投影領域ＰＡＳの積算露光量と比較して低くなることもある。
また、重複投影領域ＰＡＯにおいて、積算露光量のピーク（極大値）が複数（２個）存在する例を示すが、積算露光量のピークが１個の場合もあり、また複数のピークの値が異なる場合や、極大値ではなく極小値を示す場合もある。図２（ｂ）は、積算露光量の分布を限定するものではない。

図２（ｃ）は、重複投影領域ＰＡＯにおける積算露光量の不均一を補正するフォトマスク１００の透過率分布を示すグラフである。横軸はＹ方向の距離であり、縦軸は補正透過率である。
図２（ａ）に示す例においては、重複投影領域ＰＡＯの積算露光量が高くなるため、図２（ｃ）に示すように重複投影領域ＰＡＯを投影するフォトマスク１００の領域（例えば、「重複照明領域」と称する）の透過率を低下させることにより、重複投影領域ＰＡＯの積算露光量が低くなるよう調整し、基板ＰのＹ方向の均一性を向上させることができる。
すなわち、フォトマスク１００において、基板Ｐ上の重複投影領域ＰＡＯを投影する領域（重複照明領域）の透過率を他の領域の透過率に対して低く（又は高く）設定することにより、重複投影領域ＰＡＯの露光量を低下（又は増大）させることができる。
例えば、投影領域ＰＲ１と投影領域ＰＲ２との重複投影領域を投影するフォトマスク１００上の照明領域は、照明領域ＩＬ１と照明領域ＩＬ２との重複領域であり、照明領域ＩＬ１と照明領域ＩＬ２の重複照明領域のフォトマスク１００の透過率を低下（又は増大）させると、投影領域ＰＲ１と投影領域ＰＲ２との重複投影領域の透過光の強度が低下（又は増大）する。

図２（ｄ）はフォトマスク１００の一部を示す拡大平面図である。図２（ｄ）に示すように、フォトマスク１００は、石英ガラス等の透過性基板１上に、透過性基板１の露光光透過率より低い透過率を有する半透過領域２が形成されており、半透過領域２は、重複投影領域ＰＡＯを投影する重複照明領域に形成されている。半透過領域２は、半透過膜３により構成され得る。
半透過領域２は、フォトマスク１００の透過率を補正（調整）する透過率補正領域であり、従って半透過膜３は透過率を補正する透過率補正膜である。
透過率補正領域は、基本的には重複照明領域に相当する。しかし、図２（ｂ）に示すように、積算露光量の分布は重複照明領域幾何学的形状のみにより確定せず、必ずしも、透過率補正領域は重複照明領域の形状と一致しない。
以下において、理解のため、透過率補正領域と重複照明領域とを対応させて説明することがあるが、後述するように、実際の積算露光量分布から透過率補正領域を決定する。

なお、透過性基板１は露光光に含まれる代表波長（例えばｉ線、ｈ線、ｇ線）に対して、例えば９０～９７％の透過率を有し、半透過膜３（透過率補正膜）は、例えばＣｒ系金属化合物、Ｓｉ系化合物、金属シリサイド化合物等の公知の材料からなり、スパッタ法、蒸着法等により形成され、半透過膜３の透過率は、透過性基板１の透過率より低く、例えば５０％～９９％である。
なお、透過性基板１が露出した領域を透過領域４と称す。

重複投影領域ＰＡＯの積算露光量がシングル投影領域ＰＡＳの積算露光量のα倍（α＞１）である場合、半透過領域２の光透過率を透過性基板１の１／α倍とすることで、重複投影領域ＰＡＯの積算露光量をシングル投影領域ＰＡＳの積算露光量と一致させることができる。

図２（ｂ）に示すように、重複投影領域ＰＡＯの積算露光量のＹ方向依存性分布は、必ずしも急峻に変化する矩形状ではなく、曲線形状である。
そのため、重複投影領域ＰＡＯの積算露光量の単位面積当たりの平均値と、シングル投影領域ＰＡＳの積算露光量の単位面積当たりの平均値とからαを算出し、半透過領域２の光透過率を決定する。
α＝＜領域ＰＡＯの積算露光量＞／＜領域ＰＡＳの積算露光量＞
ここで＜＞は、単位面積当たりの平均値を意味する。図２に示す例は、α＞１の場合を示し、α＜１の例については後述する。
なお、半透過領域２の光透過率は、上記値（透過性基板１の１／α倍）に限定するものではなく、上記値を中心に適宜調整し得る。

このようにフォトマスク１００は、少なくとも転写対象物である基板Ｐ上の感光性物質に、形成された転写パターンを投影する領域（転写領域と称す）において、フォトマスク１００の走査方向（移動方向）に延在する半透過領域（透過率補正領域）が、転写領域の走査方向の全長に亘って形成されている。
その結果、転写対象物の露光ムラを低減でき、精細なパターンの転写が可能となる。

図３（ａ）は、フォトマスク１００の平面図を示す。フォトマスク１００は、重複投影領域ＰＡＯを投影する重複照明領域に半透過領域２を備えている。また、フォトマスク１００は、周縁部にアライメントマークＡＬが設けられている例を示すが、これに限定せず、周辺部に４か所以上配置されていてもよい。

図３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、図３（ａ）の円で囲んだ領域の拡大平面図であり、半透過膜３のパターンの例を示す。図３（ｂ）は、透過率を調整すべき重複照明領域に、透過性基板１の１／α倍の透過率を有する半透過膜３を１つの帯状に形成した例（標準配置）を示し、図３（ｃ）は、重複照明領域における面積平均の透過率が、透過性基板１の１／α倍の透過率となるように、透過率を調整すべき重複照明領域に、複数の帯状の半透過膜３（例えば数十μｍ幅）を形成した例（平準化配置）を示し、図３（ｄ）は、重複照明領域における面積平均の透過率が、透過性基板１の１／α倍の透過率となるように透過率を調整すべき重複照明領域に、矩形状（例えば数十μｍ角）の半透過膜３をランダムに配置した例（ランダム配置）を示す。
なお、平準化配置、ランダム配置の形状は上記に限定されない。

図３（ｂ）で示す半透過膜３のパターンの場合、透過性基板１と半透過領域２との間で急峻な露光量の変化が生じることになる。一方、図３（ｃ）は、重複照明領域の中央から周辺に向かうに従い照射強度が透過性基板１の透過率に近づくように設定されている。その結果、フォトマスク１００の走査方向の透過率の変化量が緩和し、実際の積算露光量の変化に近づけることができる。その結果、透過性基板１と半透過領域２との境界部での露光ムラの発生をさらに防止する効果を得られる。

同様に、図３（ｄ）に示すようなランダム配置を採用することで、透過性基板１と半透過領域２との間での露光量の変化を緩和する。図３（ｃ）に示すパターンと同様に透過性基板１と半透過領域２と境界部での露光ムラの発生をさらに防止する効果を得られる。
従って、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示す平準化配置及びランダム配置の半透過領域３の幅は、例えば図３（ｂ）に示す均一な単一の帯状の半透過膜３からなる標準配置の両側部に、領域ＰＡＯの積算露光量の分布（端部での広がり）に相当する幅又はそれより広く設定される。

半透過領域２の透過率は、例えば形成する半透過膜３の膜厚、組成等により調整可能である。透過領域４の透過率に対して、露光光に含まれる代表波長に対して、例えば、５０％～９９％の透過率を有する。
しかし、例えば７０％以上の高い透過率を有する半透過膜３を安定して形成することが困難な場合、半透過膜３の占有率（被覆率）を調整することで透過率を調整（補正）することができる。
図４は、半透過領域２の透過率を調整する方法を示し、図４（ａ）は半透過膜３の占有率が１００％、図４（ｂ）は半透過膜の占有率が５０％（＝１／２）、図４（ｃ）は半透過膜の占有率が２５％（＝１／４）、図４（ｄ）は半透過膜の占有率が１２．５％（＝１／８）の例を示す。
なお、半透過領域２における半透過膜３の占有率は、半透過領域２の面積に対する半透過膜３の形成面積の比率（＝［半透過膜３の形成面積］／［半透過領域２の面積］）により定義される。

例えば、半透過膜３の露光光に対する透過率が７０％の場合、半透過領域２における半透過膜３の占有率が１００％（図４（ａ））、５０％（図４（ｂ））、２５％（図４（ｃ））及び１２．５％（図４（ｄ））の半透過領域２の透過率は、それぞれ７０％、８５％、９２．５％、９６．２５％となる。
半透過膜３自体の透過率の調整と半透過膜３占有率の調整により、必要な半透過領域２の透過率を得ることができる。

図５は、透過性基板１が露出した透過領域４と、半透過膜３が形成された半透過領域２と、所定のパターン５（マスクパターン５）を有するフォトマスク１００の平面図である。
フォトマスク１００には、半透過膜３からなる半透過領域２上に遮光性のパターン５が形成されている。
ここでパターン５は、転写対象である基板Ｐに電子回路、電子部品等を形成するためのパターンである。

なお、フォトマスク１００はパターン５が遮光性のパターンのみからなるバイナリーマスクに限定するものではなく、遮光性膜からなるパターンと半透過膜とからなるパターンを有する多階調ハーフトーンマスクや、遮光性膜からなるパターンと半透過性の位相シフト膜とからなるパターンを有する位相シフトであっても良い。
また、図５におけるパターン５及び半透過領域２の寸法の相対関係は、視認性のために調整したものであり、必ずしも実際のフォトマスク１００の寸法比率を反映したものではない。

（実施形態１）
以下、実施形態１にかかるフォトマスク１００の製造方法について説明する。
図６、７は、遮光性膜６からなるパターン５を有するフォトマスク１００の主要製造工程の断面図を示す。
図６（ａ）に示すように、石英ガラス等の透過性基板１上にフォトマスク１００の透過率を補正するための透過率補正膜として、例えば酸化金属膜物や窒化膜等の金属化合物、Ｓｉ系化合物、金属シリサイド化合物等の公知の材料からなる半透過膜３をスパッタ法、蒸着法等により（例えば膜厚１［ｎｍ］～１０［ｎｍ］）成膜する。膜の組成、膜厚は、重複照明領域の透過率を補正するために必要とされる透過率が得られるよう適宜選択する。
好適には、半透過膜３は、露光光に含まれる代表波長に対する透過率が、透過性基板１の透過率より低く、また遮光性膜６の透過率より高く、透過性基板１の透過率に対して、５０％～９９％を有し、さらに好適には７０％～９９％の高い透過率を有する膜、例えば、高透過率特性の酸化金属膜（Ｃｒ系、Ｚｎ系、Ｓｎ系）を使用する。
透過率の調整のため適宜図４に示す構成を採用してもよい。
なお、露光光の波長及び透過率は上記値に限定するものではない。

次に図６（ｂ）に示すように、塗布法等により第１のフォトレジスト膜７を形成し、その後、描画及び現像工程により、第１のフォトレジスト膜７をパターニングする。
第１のフォトレジスト膜７のパターンは、図５の半透過領域２に相当する。すなわち、第１のフォトレジスト膜７のパターンは、図５の半透過領域２を規定する。
次に、第１のフォトレジスト膜７をエッチングマスクに半透過膜３を、ウェットエッチング法又はドライエッチング法によりエッチングし、パターニングする。
なお、第１のフォトレジスト膜７のパターンは、アライメントマークを含んでもよい。
例えば、フォトマスク１００の周縁部、例えば４角にアライメントマークを含んでもよい。
また、アライメントマークを基準として、上層に積層した遮光性膜等をパターニングする際は、アライメントマークの位置を描画装置が検出し、設計データに基づくパターンを描画していく。このとき、後に詳述するように、アライメントマークが形成されている半透過膜３の透過率が高い場合にはアライメントマークの位置検出誤差が生じる場合があり、対策が必要となる。

次に、図６（ｃ）に示すように、第１のフォトレジスト膜７をアッシング法又はレジスト剥離液に浸漬することにより除去し、エッチングストッパ膜９をスパッタ法、蒸着法等により（例えば膜厚１［ｎｍ］～２０［ｎｍ］）形成する。
その後エッチングストッパ膜９の上層に、例えば金属化合物、Ｓｉ系化合物、金属シリサイド化合物等の公知の材料からなる遮光性膜６（上層膜６）をスパッタ法、蒸着法等により（例えば膜厚５０［ｎｍ］～１００［ｎｍ］）成膜する。
遮光性膜６の露光光に含まれる代表波長に対する透過率は、例えば材質（組成）及び膜厚を調整することで、例えば光学濃度（ＯＤ値）が２．０以上、好ましくは、２．７以上を満たすように設定する。
ここで、エッチングストッパ膜９は、遮光性膜６及び半透過膜３とエッチング特性が異なる（耐性を持つ）材料から構成され、公知の材料を使用することができる。
なお、フォトマスク１００に半透過膜３からなるアライメントマークが形成されている場合、成膜時にアライメントマークが形成された箇所をシールド板等により遮蔽した状態で、エッチングストッパ膜９及び遮光性膜６を成膜し、アライメントマーク上にエッチングストッパ膜９及び遮光性膜６が形成されることを防止してもよい。
なお、上述のように、アライメントマークが形成されている半透過膜３の透過率が高い場合には、描画装置がアライメントマークの位置を検出することが困難となり、アライメントマークの位置検出誤差が生じる場合がある。
そのような場合には、あらかじめ透過性基板１上に半透過膜３を形成したのち、パターン形成領域外から透過性基板１の周縁までの領域に透過率を低下させるための透過率調整膜を積層してもよい。透過率調整膜は半透過膜に限らず遮光性膜であってもよい。ただし、パターン領域内についてはシールド板等により遮蔽した状態で成膜し、パターン領域内での透過率調整膜の形成を防止するようにする。

次に、図６（ｄ）に示すように、塗布法等により第２のフォトレジスト膜８を形成し、その後描画及び現像工程により、第２のフォトレジスト膜８をパターニングする。
第２のフォトレジスト膜８のパターンは、図５のパターン５に相当する。すなわち、第２のフォトレジスト膜８のパターンが、パターン５を規定する。

次に、図７（ａ）に示すように、第２のフォトレジスト膜８のパターンをエッチングマスクにして、ウェットエッチング法又はドライエッチング法により、遮光性膜６を選択的にエッチングし、パターニングする。
遮光性膜６と、下層のエッチングストッパ膜９とは異なる材料から構成されているため、公知のエッチャント（薬液又はガス）を用いて、エッチングストッパ膜９をエッチングせず、遮光性膜６を選択的にエッチングすることができる。
なお、半透過膜３は、エッチングストッパ膜９に覆われているため、本工程においてエッチングされない。

次に、図７（ｂ）に示すように、第２のフォトレジスト膜８のパターンをエッチングマスクにして、ウェットエッチング法又はドライエッチング法により、エッチングストッパ膜９を選択的にエッチングし、パターニングする。
エッチングストッパ膜９は、遮光性膜６及び半透過膜３と異なる材料から構成されているため、公知のエッチャント（薬液又はガス）を用いて、遮光性膜６及び半透過膜３をエッチングせず、エッチングストッパ膜９を選択的にエッチングすることができる。

次に、図７（ｃ）に示すように、第２のフォトレジスト膜８をアッシング法又はレジスト剥離液に浸漬することにより除去して、フォトマスク１００を得る。
遮光性膜６の下層には、エッチングストッパ膜９又は半透過膜３が存在するが、膜厚を薄く設定することで、精度を含めて、マスク品質に影響することはない。

（実施形態２）
以下、実施形態２にかかるフォトマスク１００の製造方法について説明する。
図８、図９は、遮光性膜６からなるパターン５を有するフォトマスク１００の主要製造工程の断面図及び平面図を示す。図８（ａ）、（ｂ）、（ｄ）、図９（ａ）、（ｃ）は図５のＡ－Ａ線に相当する図８（ｃ）及び図９（ｂ）のＡ－Ａ線における断面図であり、図８（ｃ）、図９（ｂ）は平面図である。
以下、図８、図９を参照し、フォトマスク１００の製造方法について説明する。

図８（ａ）に示すように、石英ガラス等の透過性基板１上にフォトマスク１００の透過率を補正するための透過率補正膜として、半透過膜３をスパッタ法、蒸着法等により（例えば膜厚５［ｎｍ］～２０［ｎｍ］）成膜する。

次に、半透過膜３上に、遮光性膜６（上層膜）をスパッタ法、蒸着法等により（例えば膜厚５０［ｎｍ］～１００［ｎｍ］）成膜する。
なお、遮光性膜６は、半透過膜３とエッチング特性が異なる材料から構成される。例えば半透過膜３としてＣｒ系化合物、遮光性膜６としてＣｒ以外の金属系化合物、例えばＴｉ系化合物やＮｉ系化合物を選択することができるが、これに限定するものではなく、適宜公知の材料を組合わせればよい。

なお、予め準備された透過性基板１上に半透過膜３を形成したフォトマスクブランクスや、透過性基板１上に半透過膜３及び遮光性膜６を形成したフォトマスクブランクスを使用してもよい。

次に図８（ｂ）、（ｃ）に示すように、塗布法等により第１のフォトレジスト膜７’を形成し、その後描画及び現像工程により、第１のフォトレジスト膜７’をパターニングする。
図８（ｃ）に示すように、第１のフォトレジスト膜７’のパターンは、図５に示す半透過領域２とパターン５とを足し合わせた（組合わせた）パターンである。

次に図８（ｄ）に示すように、第１のフォトレジスト膜７’をエッチングマスクにして、まず、上層に形成された遮光性膜６を、ウェットエッチング法又はドライエッチング法により選択的にエッチングし、パターニングする。次に、下層に形成された半透過膜３を、ウェットエッチング法又はドライエッチング法により、選択的にエッチングし、パターニングする。その後、アッシング法又はレジスト剥離液に浸漬することにより、第１のフォトレジスト膜７’を除去する。
公知のエッチャント（薬液又はガス）を適宜選択することにより、半透過膜３及び遮光性膜６のそれぞれに対して選択エッチングが可能である。

図８（ｄ）に示す工程においては、第１のフォトレジスト膜７’をエッチングマスクにして、遮光性膜６と半透過膜３とを同時にエッチングするエッチャントを用いて、遮光性膜６と半透過膜３とをエッチングしてもよい。遮光性膜６のサイドエッチ量が増大し、遮光性膜６のパターン幅の変動量が増大するものの、製造工程が簡略化されるという利点がある。

次に図９（ａ）、（ｂ）に示すように、塗布法等により第２のフォトレジスト膜８’を形成し、その後描画及び現像工程により、第２のフォトレジスト膜８’をパターニングする。
図９（ｂ）に示すように、第２のフォトレジスト膜８’のパターンは、図５のパターン５に相当する。すなわち、第２のフォトレジスト膜８’のパターンが、パターン５を規定する。

次に図９（ｃ）に示すように、第２のフォトレジスト膜８’をエッチングマスクにして、上層に形成された遮光性膜６を、ウェットエッチング法又はドライエッチング法により選択的にエッチングし、パターニングする。半透過膜３はエッチングされずに残置する。
その後、アッシング法又はレジスト剥離液に浸漬することにより、第２のフォトレジスト膜８’を除去して、フォトマスク１００を得る。

図９（ｃ）において、遮光性膜６と半透過膜３とが積層されている領域は、遮光性を有し、パターン５として機能する。一方、半透過膜３の単層領域は、半透過領域２として機能し、フォトマスク１００の透過率を補正し、露光ムラを低減することができる。

なお、第１のフォトレジスト膜７’のパターン及び第２のフォトレジスト膜８’のパターンは、フォトマスク１００の周縁部にアライメントパターンを適宜含んでもよい。
遮光性膜６（及び／又は半透過膜３）から構成されるアライメントを得ることができる。

（実施形態３）
上記実施形態においては、半透過領域２を半透過膜３により形成したが、遮光性膜６を用いて形成することも可能である。
図１０（ａ）は、半透過領域２を、矩形の遮光性膜６（例えば、１辺の長さが１０～２μｍの矩形状）を千鳥状に配列したパターンにより形成した例を示す平面図であり、図１０（ｂ）、（ｃ）は、フォトマスク１００の主要製造工程を示すＡ－Ａ断面図である。
例えば図４に示す配置と同様に、遮光性膜６の占有率（被覆率）を調整することにより、半透過領域２において平均的な透過率を調整することが可能となる。

以下、実施形態３にかかるフォトマスク１００の製造工程について説明する。
図１０（ｂ）に示すように、透過性基板１上に遮光性膜６を形成し、その後塗布法等により第１のフォトレジスト膜７’’を形成する。その後描画及び現像工程により、第１のフォトレジスト膜７’’をパターニングする。
なお、予め透過性基板１上に遮光性膜６が形成されたフォトマスクブランクスを用いてもよい。

第１のフォトレジスト膜７’’のパターンは、透過性基板１を部分的に遮光性膜６により覆う千鳥パターンにより半透過領域２に相当する領域（透過率補正領域）を構成し、透過性基板１を完全に遮光性膜６を覆うパターンによりパターン５に相当する領域を構成する。なお、半透過領域２とパターン５とが重なる領域は、パターン５の領域である。
図４に示す構成と同様に、遮光性膜６の占有率（被覆率）により、半透過領域２の透過率を調整できる。

次に図１０（ｃ）に示すように、第１のフォトレジスト膜７’’のパターンをエッチングマスクに遮光性膜６をエッチングし、その後第１のフォトレジスト膜７’’をアッシング法又はレジスト剥離液に浸漬することにより除去して、フォトマスク１００を得る。

なお、半透過領域２において形成する遮光性膜６のパターンは、上記千鳥状パターン（チェック状パターン）に限定するものではなく、例えば格子状に形成してもよく、透過性基板１が露出した透過領域４と遮光性膜６との面積比率を調整することができれば、パターンの形状は任意に設定できる。

（実施形態４）
上記各実施形態は、透過性基板１に半透過領域２を形成する方法として、半透過膜３を成膜しているが、透過性基板１にイオン注入を施し、透過率を低下させることにより半透過領域２を形成してもよい。
本実施形態においては、図６（ｂ）に示す第１のフォトレジスト膜７のパターンを実質的に反転させ、半透過領域２を開口し、他の領域をマスクしたフォトレジスト膜のパターンを透過性基板１の直上に形成し、フォトレジスト膜をマスクに透過性基板１に注入して透過率を補正する。イオンが注入された注入層は、透過率が低下する。
注入する元素として、例えばＡｓ、Ｓｂ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｔｉ、Ｗ等を使用することができる。注入量は、例えば１×１０^１４～１×１０^１８［／ｃｍ^２］等、必要とされる光透過率に合わせて、適宜選択する。イオン注入装置の他、ＦＩＢ装置により元素を注入してもよい。
イオン注入により半透過領域２を形成するため、半透過領域２に特別な膜が形成されない。そのため、以降の製造工程は、従来のマスク製造工程を実行可能である。
なお、本実施形態においては、フォトマスク１００の透過性基板１には予めアライメントマークを形成しておく必要がある。
また、従来のマスク製造工程に従いフォトマスク１００のパターンとアライメントマーク形成後に第１のフォトレジスト膜７を形成し、半透過領域２に対応する領域にイオン注入してもよい。

（実施形態５）
上記実施形態は、重複投影領域ＰＡＯの積算露光量がシングル投影領域ＰＡＳの積算露光量より大きい（α＞１）場合について説明した。しかし、重複投影領域ＰＡＯの積算露光量は、照明領域ＩＬ（ＩＬ１～ＩＬ７）の間隔や形状に依存して変化するため、αの値は、１より小さくなることがあり得る。
図１１（ａ）は、図２（ｂ）と同様に、基板Ｐが露光される露光量の積算露光量のＹ方向の位置依存性を示し、重複投影領域ＰＡＯの積算露光量がシングル投影領域ＰＡＳの積算露光量より小さくなる例を示す。
図１１（ｂ）は、図２（ｃ）と同様に、重複投影領域ＰＡＯにおける積算露光量の不均一を補正するためのフォトマスク１００の透過率のＹ方向分布の例を示す。
図１１（ａ）に示す例においては、重複投影領域ＰＡＯの積算露光量が周囲の積算露光量と比較して低くなるため、図１１（ｂ）に示すように重複投影領域ＰＡＯを投影するフォトマスク１００の重複照明領域の透過率を、周囲の透過率と比較して増大させる必要がある。

本実施形態においては、図２（ｄ）に示す例とは異なり、図１１（ｃ）に示すように、重複投影領域ＰＡＯに対応するフォトマスク１００上の領域を透過性領域４とし、それ以外のシングル投影領域ＰＡＳに対応するフォトマスク１００上の領域を半透過領域２とし、透過率を低減させればよい。この場合、シングル投影領域ＰＡＳを基準として、相対的に重複投影領域ＰＡＯの透過率を増大させることにより、透過性基板１が露出した重複投影領域ＰＡＯを透過率補正領域として機能させている。
そのため、図１１（ｄ）に示すように、シングル投影領域ＰＡＳに対応するフォトマスク１００上の照明領域に半透過膜３を形成する。

なお、半透過膜３のパターニングは、上記実施形態１、２、３のいずれを採用してもよい。実施形態１、２、３において、透過性領域４と半透過領域２の位置を入れ替えればよい。実施形態４においては、半透過領域２を開口したフォトレジスト膜のパターンを使用する。

このように、重複投影領域ＰＡＯに対応するフォトマスク１００上の領域の透過率を低減するだけでなく、シングル投影領域ＰＡＳに対応するフォトマスク１００上の領域の透過率を低減することにより、積算露光量の均一化を行うことも可能である。フォトマスク１００上に透過率補正領域を設けることにより、柔軟に露光装置２００の露光ムラを低減することができる。
従って、各照明領域ＩＬ（ＩＬ１～ＩＬ７）の間隔にばらつきが生じ、複数の重複投影領域ＰＡＯの幅や積算露光量にばらつきがある場合でも、シングル投影領域ＰＡＳに対して相対的に光透過率の異なる透過率補正領域をフォトマスク１００の転写領域（全投影領域）の走査方向の全長に亘って形成することにより、重複投影領域ＰＡＯとシングル投影領域ＰＡＳの積算露光量の均一化を図ることができる。

図１２は、露光装置２００の露光ムラを低減するために、フォトマスク１００の転写領域の透過率の補正を行う透過率補正領域の配置を示す平面図である。
図１２に示すように、本発明にかかるフォトマスク１００は、シングル投影領域ＰＡＳを透過率の基準領域１０１として、基準領域１０１に隣接して配置された１以上の重複投影領域ＰＡＯにそれぞれ対応した透過率補正領域（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ）を備えている。
シングル投影領域ＰＡＳと各重複投影領域ＰＡＯの積算露光量との比率に基づいて、基準領域１０１の透過率に対して相対的に透過率を設定することにより、積算露光量の均一化を図ることができる。また、各透過率補正領域（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ）の透過率は同一であっても、異なっていてもよい。
さらに、基準領域１０１の透過率に対して透過率補正領域（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ）の透過率を相対的に高く設定することも、低く設定することも可能である。
このようにフォトマスク１００に透過率補正領域を設けることにより、より精緻な透過率の補正が可能となり、一層正確なパターンを基板Ｐに投影することができる。

（露光量の計測）
フォトマスク１００の半透過領域２を形成するには、基板Ｐに投影される重複投影領域ＰＡＯの位置と積算露光量を計測する必要がある。
また、基板Ｐに投影される重複投影領域ＰＡＯと、それに対応するフォトマスク１００上の位置関係を明確にする必要がある。
以下に重複投影領域ＰＡＯとフォトマスク１００上の座標との対応を明確にするとともに、積算露光量を計測する方法について説明する。

図１３（ａ）に示すように基板Ｐ上に光学式検出器１０、例えばＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサ等の光センサが配列されたイメージセンサ（一次元又は２次元検出器）を設置（載置）する。光学式検出器１０として、例えば市販のリニアイメージセンサを使用することが可能である。
なお、基板Ｐでの積算露光量の計測には、好適には実際の製品に使用する基板Ｐを用いるが、それと同じ形状（幅、奥行き、厚み）を備えたダミー基板を使用してもよい。
光学式検出器１０が、例えば一次元のリニアイメージセンサの場合、複数の光センサが一列に整列しており、光センサの列がＹ方向（走査方向に垂直方向）に整列するように基板Ｐに設置する。
光学式検出器１０は、各光センサの位置（配置箇所）と、各光センサが検知した光の強度をコンピュータ等の演算処理装置に時々刻々出力する。演算処理装置は、各光センサから出力された各測定時刻の光の強度を積算（時間積分）することで積算露光量を算出する。
なお、図１３（ａ）に示すように光学式検出器１０を複数設置してもよい。

基板Ｐ上に光学式検出器１０を設置した場合、光学系の走査方向と光センサの列の方向を正確に合わせることは困難であり、光学式検出器１０内の各光センサの配置方向及び位置と光学系の走査方向及び基板Ｐ上の位置との正確な相対位置関係を取得するため、図１３（ｂ）に示すように、遮光性の基準パターン１１を備えた、校正用フォトマスク１００’を準備する。フォトマスク１００’は周縁部にアライメントマークを備えおり、露光装置２００のマスクステージにおいてアライメントされ保持される。

基準パターン１１は、Ｙ方向に一列に整列した、例えば矩形状（５μｍ×２μｍ等）の複数の部分パターン（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ・・・１１ｘ）から構成されている。
さらに複数の基準パターン１１が、Ｘ方向に離隔して配置され、従って、矩形状の部分パターン（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ・・・１１ｘ）が千鳥状に配置されている。
部分パターン（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ・・・１１ｘ）の位置（座標）が、データとして記憶装置に保存されている。

校正用フォトマスク１００’と基板Ｐとを同期して移動し、校正用フォトマスク１００’に備えられている基準パターン１１の像を基板Ｐに投影する。
基板Ｐに設置された光学式検出器１０により校正用フォトマスク１００’を介して投影された光のＹ方向の強度分布（輝度分布）が測定できる。なお、強度分布は基板Ｐ上のフォトレジスト膜を露光する露光分布に相当する。
演算処理装置は、各光センサが測定した光強度の出力値を積算し、記憶装置に各光センサに対応させて積算光強度（積算露光量）として保存する。
基準パターン１１の部分パターン（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ・・・１１ｘ）により露光光が遮光されるため、光学式検出器１０は、部分パターン（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ・・・１１ｘ）に対応した光の強度分布を検知することができる。
演算処理装置は光学式検出器１０の出力と記憶装置に保存された、部分パターン（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ・・・１１ｘ）の位置から、校正用フォトマスク１００’上の位置と基準パターン１１の部分パターン（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ・・・１１ｘ）との相関を算出できる。

また演算処理装置は、各光センサの積算光強度（積算露光量）を保存しているため、得られた校正用フォトマスク１００’の位置と光センサの位置の相関関係から、校正用フォトマスク１００’上のＹ方向の積算光強度分布（積算露光量分布）を計測でき、重複投影領域ＰＡＯの位置を検知することができる。
なお、画像処理技術により、各光センサの間の位置での光強度を補間により算出することで、さらに空間分解能を向上させてもよい。

また、校正用フォトマスク１００’に対して基板Ｐの位置をＸ方向（走査方向）に所定の距離移動させたのち、再度校正用フォトマスク１００’と基板Ｐとを同期して移動させながら露光処理を行ってもよい。
校正用フォトマスク１００’に形成された基準パターン１１は、千鳥状に部分パターン（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ・・・１１ｘ）を配置しているため、異なる部分パターン（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ・・・１１ｘ）の位置座標に対して、露光量分布のデータを取得できる。その結果測定誤差を低減することができ、一層正確な重複投影領域ＰＡＯの位置を決定することができる。
校正用フォトマスク１００’の測定結果は、上記フォトマスク１００の基準領域及び透過率補正領域の設計に利用する。

なお、一般にリニアイメージセンサ（一次元検出器）の方が二次元検出器より空間分解能が優れているため、図ではリニアイメージセンサの例について説明したが、光検出器を２次元配列した二次元検出器を用いてもよい。二次元のイメージセンサの場合、直交する２軸に沿った格子点上に光センサが配置されているため、一方の軸をＹ方向（走査方向に垂直方向）に整列するように基板Ｐに設置する。

このようにして積算露光量分布から、マスク１００上の透過率補正領域及びそれに隣接する基準領域の位置座標を確定し、さらに基準領域に対する透過率補正領域の相対的な透過率の補正値を確定することができる。
その後、この計測結果を基に、半透過膜３の透過率、組成、膜厚、占有率又は遮光性膜３の占有率等を確定し、フォトマスク１００を製造することができる。
なお、透過率補正領域の相対的な透過率の補正値が、基準領域の透過率より高くなる場合、基準領域の透過率を、半透過膜３を形成するか又は部分的に遮光性膜を覆うことにより、低下させ、相対的に基準領域の透過率を高めればよい。

また、実際にフォトマスク１００を使用する露光装置２００の積算露光量を実測するため、露光装置の状態に合わせて、露光ムラの低減を行うため、最適な積算露光量の補正が可能となる。また、露光装置２００に対してフォトマスク１００をカスタマイズすることも可能である。
さらに、基準領域及び透過率補正領域の位置を算出する精度は、顧客仕様に合わせて決めることができる。

また、光学式検出器１０を基板Ｐに設置することなく重複投影領域ＰＡＯの位置を求めることも可能である。
図１４（ａ）、（ｂ）は、計測用パターン１２を備えた計測用フォトマスク１００’’の拡大平面図であり、図１４（ｃ）、（ｄ）は、基板Ｐ上に形成されたフォトレジスト膜１３であり、計測用パターン１２を用いてパターニングされた後のフォトレジスト膜１３の拡大平面図である。
図１４（ａ）は、Ｙ方向（走査方向に垂直な方向）に延在する直線パターンからなる計測用パターン１２の例を示し、図１４（ｂ）は、Ｙ方向に整列した矩形のホールパターンからなる計測用パターン１２の例を示す。
計測用フォトマスク１００’’は周縁部にアライメントマークを備えており、露光装置２００のマスクステージにおいてアライメントされ保持される。

計測用パターン１２は、図１４（ａ）に示すように、複数のラインパターンから構成されており、ラインパターンは、例えば１０～１μｍの幅を有する複数のラインパターンを基板Ｐ上に投影するように構成されている。ラインパターンの幅は同一であっても、異なっていてもよい。
図１４（ｃ）に示すように、基板Ｐに形成されたフォトレジスト膜１３を、ラインパターンからなる計測用パターン１２を備えた計測用フォトマスク１００’’を用いて、基板Ｐと計測用フォトマスク１００’’とを同期して移動させながら露光装置２００により露光し、現像することによりフォトレジスト膜１３をパターニングする。パターニングされたフォトレジスト膜１３の幅（Ｘ方向の長さ）を、Ｙ方向に等間隔に（図１４（ｃ）中矢印で示す箇所において）測定し、フォトレジスト膜１３の幅のＹ方向依存性を求める。
予めフォトレジスト膜１３の幅と積算露光量との相関関係を別途測定しておくことにより、フォトレジスト膜１３の幅のＹ方向依存性からＹ方向の積算露光量分布を得ることができる。また、幅の異なる計測用パターン１２を用いて転写したフォトレジスト膜１３の幅のＹ方向依存性を基にＹ方向の積算露光量分布を算出することにより、さらに正確な積算露光量分布のデータを得ることも可能である。
なお、フォトレジスト膜１３の幅は測長用電子顕微鏡により自動測定が可能であり、容易に測定可能である。

また、フォトレジスト膜１３のテーパー形状は積算露光量に依存するため、フォトレジスト膜１３のテーパー形状のＹ方向依存性からＹ方向の積算露光量分布を求めることも可能である。測長用電子顕微鏡によりフォトレジスト膜１３のトップ（上面部）の幅とボトム（底部）の幅を測定し、その差分により、フォトレジスト膜１３のテーパー形状を算出することができる。すなわち、フォトレジスト膜１３のトップの幅とボトムの幅の差分と積算露光量との相関関係を別途測定しておくことにより、フォトレジスト膜１３の（テーパー形状を反映する）トップとボトムの幅の差分のＹ方向依存性からＹ方向の積算露光量分布を求めてもよい。なお、フォトレジスト膜１３のトップの幅とボトムの幅は、フォトレジスト膜１３の平面ＳＥＭ画像のコントラストの変化から、測長用電子顕微鏡により自動測長可能であり、容易に測定可能である。

また、図１４（ｂ）に示すような、ホールタイプの計測用パターン１２を用いてもよい。基板Ｐ上に例えば１０～１μｍサイズのホールを投影できるように構成されている。
図１４（ｄ）に示すように、基板Ｐ上に形成されたフォトレジスト膜１３を、ホールタイプの計測用パターン１２を用いて露光し、転写されたホール径を測長し、Ｙ方向のホール径依存性を求める。
予めフォトレジスト膜１３のホール径と積算露光量との相関関係を別途測定しておくことにより、Ｙ方向のホール径依存性からＹ方向の積算露光量分布を求めることができる。
なお、計測用パターン１２のホールは千鳥状に配置されているため、ホール径のＹ方向の測定間隔を小さくすることができる。

このように計測用パターン１２を備えた計測用フォトマスク１００’’を用いて、基板Ｐに形成したフォトレジスト膜をパターニングし、パターニングされたフォトレジスト膜の形状を測定することにより、基板Ｐ上のＹ方向の積算露光量分布を求めることができる。
測長用電子顕微鏡により、寸法測定の間隔は任意に設定できるため、光学式検出器１０に比べ空間分解能に優れている。
計測用フォトマスク１００’’の測定結果を、上記フォトマスク１００に適用する。
なお、計測用パターン１２は、上記形状に限定するものではなく、適宜設定することができる。

本発明は、露光装置の露光ムラの影響を低減するフォトマスクを提供することが可能となり、露光されたパターンのサイズのばらつきを低減することが可能となる。特に、大型ディスプレイ等の大面積基板の製造工程において、露光ムラの低減効果が顕著であり、産業上の利用可能性は大きい。

２００ 露光装置
２０１ 光源
２０２ 分岐光学系
２０３、２０３１～２０３７ 照明光学系
２０４、２０４１～２０４７ 投射光学系
ＩＬ、ＩＬ１～ＩＬ７ 照明領域
ＰＲ、ＰＲ１～ＰＲ７ 投影領域
ＰＡＯ 重複投影領域
ＰＡＳ シングル投影領域（単投影領域）
Ｐ 基板
１００ フォトマスク
１ 透過性基板
２ 半透過領域
３ 半透過膜
４ 透過領域
５ パターン、マスクパターン
６ 遮光性膜（上層膜）
７ 第１のフォトレジスト膜
７’ 第１のフォトレジスト膜
７’’ 第１のフォトレジスト膜
８ 第２のフォトレジスト膜
８’ 第２のフォトレジスト膜
９ エッチングストッパ膜
１０ 光学式検出器
１０１ 基準領域
１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ 透過率補正領域
１００’ 校正用フォトマスク
１１ 基準パターン
１１ａ～１１ｘ 部分パターン
１００’’ 計測用フォトマスク
１２ 計測用パターン
１３ フォトレジスト膜

Claims (8)

1. マルチ投影型露光装置用のフォトマスクであり、
   透過性基板に、前記マルチ投影型露光装置の単投影領域に対応し、積算露光量の基準となる複数の基準領域と、
   前記マルチ投影型露光装置の重複投影領域に対応した重複照明領域とを備え、
   前記重複照明領域は、２つの隣接する前記基準領域の間に位置し、
   前記重複照明領域は、少なくとも１つの透過率補正領域を有し、
   前記透過率補正領域は、転写領域におけるフォトマスクの走査方向全長に亘って延在し、
   前記透過率補正領域と前記基準領域の光透過率が異なることを特徴とするフォトマスク。
2. 前記重複照明領域は、
   前記透過率補正領域を複数備え、複数の前記透過率補正領域が同一方向に延在していることを特徴とする請求項１記載のフォトマスク。
3. 前記透過率補正領域と前記基準領域のうち透過率が低い領域には半透過膜が形成され、
   前記半透過膜の透過率は、前記透過性基板の透過率より低いことを特徴とする請求項１又は２記載のフォトマスク。
4. 前記半透過膜が部分的に形成され、前記半透過膜の占有率により光透過率を制御することを特徴とする請求項３記載のフォトマスク。
5. 前記フォトマスクは、遮光性パターンを備え、
   前記遮光性パターンは、遮光性膜とエッチングストッパ膜との積層構造又は遮光性膜とエッチングストッパ膜と前記半透過膜との積層構造の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項３又は４記載のフォトマスク。
6. 前記フォトマスクは、遮光性パターンを備え、
   前記遮光性パターンは、遮光性膜と前記半透過膜との積層構造であることを特徴とする請求項３又は４記載のフォトマスク。
7. 前記透過率補正領域と前記基準領域のうちの透過率が低い領域において、前記透過性基板が遮光性膜により部分的に覆われ、前記遮光性膜の占有率により光透過率を制御することを特徴とする請求項１又は２記載のフォトマスク。
8. 前記マルチ投影型露光装置の積算露光量分布を測定する工程と、
   前記積算露光量分布から、前記フォトマスクの前記基準領域と前記透過率補正領域の位置を確定し、前記基準領域に対する前記透過率補正領域の相対的な透過率の補正値を算出する工程と、
   前記補正値に基づいて、相対的に前記基準領域に対して前記透過率補正領域の透過率を補正する工程とを含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載のフォトマスクの製造方法。

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