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Description

光罩基底及光罩

本發明係關於一種光罩基底及光罩，特別是關於一種用以製造FPD元件之光罩基底(光罩用基底)、使用該光罩基底而製造之光罩(轉印光罩)等。

在近年來，嘗試在大型FPD用光罩之領域，使用具有半透光性區域(所謂灰色調部)之灰色調光罩而削減光罩片數(非專利文獻1)。

在此，灰色調光罩係正如圖5(a)及圖6(a)所示，在透明基板上，具有：遮光部1、透過部2和成為半透光性區域之灰色調部3。形成灰色調部3係具有調整透過量之功能，例如正如圖5(a)所示，成為形成灰色調光罩用半透光性膜(半透光性膜)3a’之區域，或者是正如圖6(a)所示，成為形成灰色調圖案(使用灰色調光罩之大型LCD用曝光機之解析限度以下之微細遮光圖案3a及微細透過部3b)之區域，減低透過這些區域之光透過量，減低由於該區域所造成之照射量，控制對應於該區域之光罩阻劑之顯影後之膜減少之膜厚，成為要求值，來作為目的。

在大型灰色調光罩搭載於鏡投影方式或使用透鏡之透鏡方式之大型曝光裝置而進行使用之狀態下，通過灰色調部3之曝光用光係整體曝光量變得不足，因此，透過該灰色調部3而進行曝光之正型光阻劑係僅使得膜厚變薄而殘 留於基板上。也就是說，阻劑係由於曝光量之不同而在對應於通常之遮光部1之部分和對應於灰色調部3之部分，在相對於顯影液之溶解性，產生差異，因此，在顯影後之阻劑形狀係正如圖5(b)及圖6(b)所示，對應於通常之遮光部1之部分1’例如成為大約1μm，對應於灰色調部3之部分3’例如成為大約0.4~0.5μm，對應於透過部2之部分成為並無阻劑之部分2’。接著，在並無阻劑之部分2’，進行被加工基板之第1蝕刻，藉由利用灰化(ashing)等，來除去對應於灰色調部3之薄部分3’之阻劑，在該部分，進行第2蝕刻，而以1片之光罩，進行習知之光罩2片部分之製程，削減光罩片數。

【非專利文獻1】月刊FPD Intelligence(思考)、p.31~35、西元1999年5月

【非專利文獻2】「光罩技術之故事」、著作：田邊功、法元盛久、竹花洋、工業調查會刊、「第4章LCD用光罩之實際」、p.151~180

但是，用以製造微處理器、半導體記憶體、系統LSI等之半導體元件之LSI用光罩係即使是最大，也成為6英吋角程度之相對之小型，搭載於藉由步進器(發射-步進曝光)方式所造成之縮小投影曝光裝置而進行使用。在該LSI用光罩，使用矽晶圓，來作為被轉印基板，切斷成為許多之晶片，成為最終形態而進行使用。在該LSI用光罩，應該打破藉由曝光波長所決定之解析限度，達到曝光波長之短波長化。在此，在該LSI用光罩，由藉著透鏡系所造成之色像差排除以及由於這個所造成之解析度提升之觀點來看的話，則使用單色之曝光用光(單一波長之曝光用光)。就該LSI用光罩而言之單色之曝光波長之短波長化係進行至超高壓水銀燈之g射線(436nm)、i射線(365nm)、KrF準分子雷射(248nm)、ArF準分子雷射(193nm)。此外，形成於LSI用光罩上之光罩圖案之最小線幅寬係實現0.26 μ m程度(形成於晶圓上之圖案之最小線幅寬係0.07 μ m程度)。

相對於此，在FPD(平板面板顯示器)用大型光罩搭載於鏡頭影(藉由掃描曝光方式所造成之等倍投影曝光)方式之曝光裝置而進行使用之狀態下，(1)僅藉由反射光學系而進行透過光罩之曝光，因此，正如LSI用光罩，根據透鏡系之介在而使得產生之色像差並無成為問題，以及(2)在現狀，比起檢討多色波曝光(具有複數個波長之多波長曝光)之影響(根據透過光或反射光所造成之干涉或者是色像差之影響等)，比起單色波曝光(單一波長曝光)，確保大曝光用光之強度者係比較有利於綜合之生產面，此外，在搭載於透鏡方式之大型曝光裝置而進行使用之狀態，記載於前述(2)等，因此，實施利用超高壓水銀燈之i射線~g射線之寬波長區域之多色波曝光。

此外，在FPD用大型光罩基底，基板尺寸變大之部分係比起基板尺寸變小之狀態，根據製造原理上之界限面(起因於製造方法或製造裝置之界限面)之要因以及製造條件之變動(製程變動)之要因而容易產生各種特性(膜組成、膜質、透過率、反射率、光學濃度、蝕刻特性、其他之光學特性、膜厚等)之偏差，因此，具有所謂不容易大量地製作面內及基板間之各種特性呈均勻之特色。此種特色係有隨著FPD之更進一步之大型化．高精細化而增長之傾向發生。

在此，在面內及基板間而各種特性之偏差變大之狀態下，有以下之意外發生。

(1)各種特性之偏差變大之製品係在偏差變大之方面，並不可以說是高品質，即使是在性能方面，也不可以說是良好。

(2)在各種特性之偏差變大時，收納於規格內者係變得嚴重，因此，不容易大量地製造收納於規格內者，不容易進行製造。

(3)各種特性之偏差變大，因此，出現規格外者，生產性(良品率)變差。

(4)在各種特性之偏差變大時，必須配合於這個而也使得規格變得緩慢。因此，無法追求高規格化，不容易對應於高規格化。

此外，形成於FPD用大型光罩之圖案之最小線幅寬係1 μ m程度以下，形成於被轉印用大型玻璃基板上之圖案之最小線幅寬係皆成為2~3 μ m程度，比起最先端LSI之最小線幅寬，還更加大。但是，FPD係仍然在大面積之狀態下，使用作為1個FPD製品，比起LSI，還使得最終形態，變成大面積，必須發揮許多元件之全部功能。因此，將妨礙發揮全部元件之功能之缺陷以及認為具有妨礙之可能性之規格外之缺陷予以容許。像這樣，在FPD製品，必須以大面積而實現並無缺陷者，但是，在FPD用大型光罩基底之面內以及基板間而各種特性之偏差變大之狀態下，具有所謂不容易實現就FPD用大型光罩以及大面積FPD製品而言之高品質化或良品率之提升等之特色。此種特色係有隨著FPD之更進一步之大型化．高精細化而增長之傾向發生。

正如以上，可以說是在FPD用大型光罩，根據光罩之使用環境之不同或光罩尺寸之不同等而將並無要求於LSI用光罩(也就是不需要檢討)之特性予以要求(也就是需要檢討)。

關於根據此種光罩之使用環境之不同等而產生之FPD用大型光罩之特有之要求特性，本發明人係著眼於多色波曝光。

那麼，藉由複數個波長所造成之曝光(多色波曝光)處理之優點係曝光用光之強度可以比起由於單一波長所造成之曝光(單色波曝光)之狀態還更加大。例如比起僅i射線或者是僅g射線之單色波曝光，藉著涵蓋於由包含h射線之i射線開始至g射線之波長區域之光而進行曝光者係曝光用光之強度比較大。因此，能夠提高元件之生產性。

例如FPD元件等之大型顯示器元件係大多是利用等倍曝光法而進行製造之狀態。比起並無使用在LSI元件等之製造之縮小曝光法，還在等倍曝光法，使得照射於元件面之曝光用光之入射強度係變得更加小，因此，得到藉由利用複數種波長而補充照射於元件面之曝光用光之入射強度之優點。

在其他方面，在利用複數種波長而進行曝光處理之狀態下，曝光用光之強度係變大，因此，發生必須充分地抑制光罩表面之反射率之需要。

這個係由於反射照射於元件面之曝光用光之一部分而由元件面側開始入射至光罩表面之光(來自元件面側之回復光)，成為反射於光罩表面之反射光也具有複數個波長之光，該光再度和曝光用光一起入射至元件面，因此，妨礙適當之圖案化之緣故。

例如在FPD元件等之大型之顯示器元件，成為大面積，因此，特別是要求涵蓋於面內而均勻地進行曝光處理，但是，在利用複數個波長之複數個波長曝光，反射光之光強度變大，不容易充分地抑制，因此，成為在供應高品質製品(例如FPD元件)之方面之妨礙要因。

此外，在灰色調光罩之狀態下，由於灰色調部和遮光部之2個部位所造成之元件側之回復光而形成之光罩表面之反射光係入射至元件側，因此，也有引起在製造上之困難之狀態發生。

本案之目的係發現隨著多色波曝光而造成之問題點，提出對應對策。

在根據本發明人之研究時，判明這些課題如果是涵蓋利用於曝光處理之曝光用光之波長區域而使得光罩表面之反射率抑制於寬廣區域之光罩的話，則能夠解決。

此外，在根據本發明人之研究時，判明；在將於透光性基板上具有遮光功能之下層部和形成於該下層部上且具有反射防止功能之上層部予以層積的光罩，鄰接於前述下層部和前述上層部之部分之組成係具有由前述下層部開始朝向至前述上層部而連續地遷移之組成傾斜，適合於這些課題之解決。

此外，在根據本發明人之研究時，得知：此種組成傾斜構造係在形成具有遮光功能之下層部和形成於該下層部上且具有反射防止功能之上層部之狀態下，藉由利用聯機濺鍍法等，由下層部開始涵蓋於上層部，進行連續形成處理，而更加理想地形成。

此外，本發明人係在FPD用大型光罩，著眼於特有之多色波曝光，在適合於該多色波曝光之FPD用大型光罩，就特有之要求特性而進行研究。

結果，判明以下。

(1)由成為曝光用光源之超高壓水銀燈開始放射之i射線、h射線、g射線之曝光用光強度(相對強度)係幾乎相等。更加詳細地說，i射線、h射線、g射線之曝光用光強度(相對強度)係幾乎相等，比起兩端之i射線、g射線之強度而使得中央之h射線之強度稍微變低(參考圖1)。

也就是說，認為在相對強度上，i射線、h射線、g射線係必須皆同等地重要認識，就在透過光罩之曝光時而配合於相對強度之所發現之作用、例如藉由反射防止膜所造成之膜面反射率等而言，必須皆同等地重要認識。

在此，在就配合於i射線、h射線、g射線之相對強度而發現之作用中之反射防止膜之膜面反射率來進行考慮時，藉由某種膜厚之反射防止膜之所造成之膜面反射率R之分光曲線(分光反射率線、反射率曲線)係波長λ之函數，藉由R＝f(λ)而進行表示。該膜面反射率R之分光曲線係主要由膜材料、膜組成、膜質、製造條件、製造裝置等而進行決定。另一方面，膜面反射率R係關係到波長(λ/4)及膜厚，配合於這些變化而進行改變。

此外，關於膜面反射率R，如果是一定值以下的話，則在反射防止之性能上及規格上，並無問題發生。因此，即使是在i射線~g射線之波長區域，使得膜面反射率R之分光曲線之變動幅寬(各個波長之反射率之最大反射率和最小反射率之差異)變大(即使是分光曲線之曲線變得銳利)，如果是i射線~g射線之波長區域內之膜面反射率R之最大值成為一定以下的話，則也在反射防止之性能上，並無問題發生。

但是，在考慮i射線、h射線及g射線之曝光用光之強度係幾乎相等時，得知即使是對於i射線、h射線及g射線之任何一種也能夠實現幾乎相等之膜面低反射率(低膜面反射率)認為理想。

(2)得知對於i射線、h射線及g射線而具有幾乎相等之膜面反射率(例如i射線、h射線及g射線之各個反射率之相互差異未滿1%)之膜係能夠實際地製造。

(3)得知藉由在使用於多色波曝光之大型FPD用光罩，將對於成為相對強度呈幾乎同等之i射線、h射線及g射線而具有幾乎同等之膜面反射率之膜，實際地適用於光罩基底及光罩，而比起適用該變動幅寬大之膜之狀態，更加容易大量地製作面內及基板間之膜面反射率呈均勻者，因此，可以有助於光罩基底之高品質化及良品率之提升等，進而能夠有助於關於大面積FPD製品之高品質化或良品率之提升等。

(4)關連於前述(1)、(3)，例如正如圖3所示，在進行光學設計而至少對於i射線、h射線及g射線具有幾乎同等之膜面反射率之所製作之膜面反射率之變動幅寬變小之膜(例如變動幅寬未滿1%)、最好是在比起包含i射線~g射線還更加寬之波長區域而使得膜面反射率之變動幅寬變小之膜(例如進行光學設計而在涵蓋於波長350nm~450nm之波長區域、使得膜面反射率之變動幅寬未滿2%之所製作之膜)之狀態下，即使是對於製造條件之變動(製程變動)或者是隨著這個而造成之膜組成之變動或膜厚之變動等，也使得分光曲線(分光反射率線、反射率曲線)移位於上下左右，並無由於這個而大幅度地變動分光反射率(各個波長之反射率)，分光反射率(各個波長之反射率)之均一性變得良好。因此，得知容易大量地製造分光反射率(各個波長之反射率)之均一性呈良好者，並且，容易成品率良好且大量地製造收納於規格k內之光罩基底或光罩。

相對於此，例如正如圖3所示，在前述波長區域，在分光反射率(各個波長之反射率)之變動幅寬H，變大時，對於真正少之製造條件之變動(製程變動)或者是隨著這個而造成之膜組成之變動或膜厚之變動等而使得分光曲線(分光反射率線、反射率曲線)移位於上下左右，藉此而大幅度地變動分光反射率(各個波長之反射率)，因此，分光反射率(各個波長之反射率)之均一性變差，並且，由於分光曲線(分光反射率線、反射率曲線)之移位而成為規格k外之比例也增加，因此，不容易製造，生產性也不好。因此，得知在現實上，比起變動幅寬H變小之狀態，在並無緩和規格k時，無法生產性良好地進行製造。

(5)正如前面之敘述，即使是在i射線~g射線之波長區域，膜面反射率R之分光曲線之變動幅寬變大，也使得i射線~g射線之波長區域內之膜面反射率R之最大值成為一定以下的話，則在反射防止之性能上，並無問題發生。但是，得知例如正如圖4所示，前述波長區域之分光反射率(各個波長之反射率)之變動幅寬變小，在收納於涵蓋在前述波長區域之規格k、k’內(能夠在上限．下限之規格值k、k’、進行波長區域之管理)之狀態下，比起該變動幅寬變大之狀態，成為是否製造相同膜之一個判斷基準，因此，變得理想。

(6)此外，得知關連於前述(2)，在發現能夠實際地製造對於i射線、h射線及g射線具有幾乎同等之膜面反射率之膜之課程，正如以下。

(i)判明為了具有作為鉻氧化膜系(例如CrO膜單層等)反射防止膜之反射防止膜之功能，因此，在膜中，包含O(由於膜中之O變多)，所以，在i射線~g射線之波長區域、甚至比起包含該波長區域還更加寬之波長區域，在基本上，分光曲線(分光反射率線、反射率曲線)之曲線變得嚴厲，或者是在分光曲線(分光反射率線、反射率曲線)，成為最小反射率之波長區域之幅寬變小，有分光反射率(各個波長之反射率)之變動幅寬變大之傾向發生。

在此，也認為藉由鉻氧化膜系(例如CrO膜等)之反射防止膜成為多層而使得前述波長區域之分光反射率(各個波長之反射率)之變動幅寬變小，但是，像這樣，在成為多層時，製程變得複雜，同時，增加膜缺陷。

(ii)比起鉻氧化膜系之反射防止膜，在鉻酸氮化膜系(例如CrON膜)之反射防止膜，在i射線~g射線之波長區域、甚至比起包含該波長區域還更加寬之波長區域，在基本上，分光曲線(分光反射率線、反射率曲線)之曲線變得緩和而成為平坦，但是，為了容易大量地製造光罩基底以及FPD本身之高品質化或更加均勻者(規格嚴格者)等之目的之達成，因此，即使是任何一種鉻酸氮化膜系之反射防止膜，也不能適合於該目的之達成，並且，即使是鉻酸氮化膜系之反射防止膜之下層成為任何一種遮光性膜，也不能適合於該目的之達成。因此，判明必須發現及使用滿足適合於該目的之達成之既定條件之鉻酸氮化膜系之反射防止膜和遮光性膜。也就是說，判明即使是膜材料相同之鉻酸氮化膜系，也有藉由膜組成之調整、製造條件、製造裝置等之選定及控制、以及由於這些所造成之膜質之控制、遮光性膜之材料等、底波峰之位置、膜構造之不同等之差異而滿足及不滿足既定條件之狀態發生。

本發明之方法係具有以下之構造。

(構造1)一種用以製造FPD元件之光罩基底，係在透光性基板上具有至少藉由具有遮光功能之下層部和具有反射防止功能之上層部之所構成之遮光性膜的光罩基底，其特徵在於：前述遮光性膜係在由超高壓水銀燈來放射之至少i射線開始涵蓋至g射線之波長區域，控制膜面反射率之變動幅寬，成為未滿1%之範圍內之膜。

(構造2)如構造1所述之用以製造FPD元件之光罩基底，其特徵在於：前述遮光性膜係控制前述膜面反射率作為最小之最小反射率，成為380nm~430nm之波長範圍之膜。

(構造3)如構造1或2所述之用以製造FPD元件之光罩基底，其特徵在於：前述遮光性膜係藉由具有遮光功能之碳化鉻系之下層部和具有反射防止功能之氧氮化鉻系之上層部而構成，前述下層部及上層部係進行應該滿足前述要件之光學設計而進行製作。

(構造4)如構造1或2所述之用以製造FPD元件之光罩基底，其特徵在於：前述遮光性膜係藉由氮化鉻系之基底層、具有遮光功能之碳化鉻系之下層部和具有反射防止功能之氧氮化鉻系之上層部而構成，前述基底層、下層部及上層部係進行應該滿足前述要件之光學設計而進行製作。

(構造5)一種光罩基底，係將透光性基板、形成於該基板上且具有遮光功能之下層部以及形成於該下層部上且具有反射防止功能之上層部予以層積的光罩基底，其特徵在於：前述光罩基底係在前述下層部和前述上層部進行圖案化處理而成為光罩後，在製造元件之際，藉由包含複數個波長之曝光用光而進行曝光處理之光罩用光罩基底，前述光罩基底之反射率曲線係構成對於光波長而描繪凸曲線，前述反射率曲線之最小反射率部係構成應該成為對應於前述曝光用光之波長區域內。

(構造6)一種光罩基底係如構造5所述之光罩基底，其特徵在於：在i射線波長以上、g射線波長以內之波長區域，反射率係成為最小。

(構造7)一種光罩基底係如構造5或構造6所述之光罩基底，其特徵在於：實質在h射線波長，反射率係成為最小。

(構造8)一種光罩基底係如構造5至構造7中任一項所述之光罩基底，其特徵在於：對應於前述曝光用光之波長區域之最大反射率係並無超過13%。

(構造9)如構造5至構造8中任一項所述之光罩基底，成為對應於進行等倍曝光處理之曝光機之光罩用光罩基底。

(構造10)一種用以製造FPD元件之光罩，其特徵在於：使用如構造1至構造4所述之光罩基底而進行製造。

(構造11)一種光罩，其特徵在於：使用如構造5至構造9中任一項所述之光罩基底而進行製造。

如果藉由本發明的話，則能夠提供一種適合於多色波曝光之FPD用大型光罩及光罩基底。

以下，詳細地說明本發明。

在本發明之用以製造FPD元件之光罩基底及光罩，至少藉由具有遮光功能之下層部和具有反射防止功能之上層部之所構成之遮光性膜係在由超高壓水銀燈來放射之至少i射線開始涵蓋至g射線之波長區域，控制膜面反射率之變動幅寬，成為未滿1%之範圍內之膜(構造1)。

在本發明，確認：滿足前述要件之遮光性膜係可以在選擇認為能夠滿足前述要件之膜材料(適合於滿足前述要件)之後，還藉由膜組成之調整、製造條件、製造裝置等之選定及控制、以及由於這些所造成之膜質之控制、遮光性膜之材料等、底波峰之位置、膜構造等而滿足前述要件所得到。此外，即使是膜材料相同，也藉由膜組成之調整、製造條件、製造裝置等之選定及控制、以及由於這些所造成之膜質之控制、遮光性膜之材料等、底波峰(分光曲線(反射率曲線、分光反射率線)之最小反射率部)之位置、膜構造之不同等之差異而滿足及不滿足前述要件。

在本發明，前述遮光性膜係在前述狀況下，在由超高壓水銀燈開始放射而至少涵蓋於i射線至g射線之波長區域，膜面反射率之變動幅寬位處在未滿1%之範圍內，進行光學設計而使得對於i射線、h射線及g射線之膜面反射率並無由於波長呈幾乎相等之所製作之膜。

此外，在本發明，具有遮光功能之下層部係發現遮光性能高之部分之所要求之遮光性能之大部分或全部之部分。此外，具有反射防止功能之上層部係形成在具有遮光功能之下層部之上而減低具有遮光功能之下層部之反射率來發現反射防止功能之部分。

在本發明之用以製造FPD元件之光罩基底及光罩，前述遮光性膜係最好是控制前述膜面反射率作為最小之最小反射率，成為380nm~430nm之波長範圍之膜。(構造2)。

該理由係由於控制膜面反射率作為最小之最小反射率(也就是底波峰之位置)存在於380nm~430nm之波長範圍內之膜，對於隨著製程之變動之所造成之分光曲線之上下左右方向之移位而大幅度地變動分光反射率(各個波長之反射率)者變少，分光反射率(各個波長之反射率)之均一性變得良好之緣故。此外，即使是在遮光性膜之成膜中之製造條件(成膜條件)發生變動之狀態下，也由於這個而改變分光反射率(各個波長之反射率)者變少，能夠成品率良好地製造收納於規格內之光罩基底或光罩。

在本發明之用以製造FPD元件之光罩基底及光罩，前述遮光性膜係最好是藉由具有遮光功能之碳化鉻系(包含鉻和碳之材料系)之下層部和具有反射防止功能之氧氮化鉻系(包含鉻、氧和碳之材料系)之上層部而構成，前述下層部及上層部係進行應該滿足前述要件之光學設計而進行製作(構造3)。

該理由係因為容易得到由這些材料系所構成之膜(例如由CrC遮光性層(下層部)\CrON反射防止層(上層部)所構成之膜等)，比起其他材料系之膜，還藉由膜組成之調整、製造條件、製造裝置等之選定及控制、以及由於這些所造成之膜質之控制、遮光性膜之材料等、底波峰之位置、膜構造等而滿足前述要件，也就是在i射線~g射線之波長區域，位處在膜面反射率之變動幅寬未滿1%之範圍內之緣故。

此外，由這些材料系所構成之膜(例如由CrC遮光性層(下層部)\CrON反射防止層(上層部)所構成之膜等)係比起其他材料系之膜，還藉由膜組成之調整、製造條件、製造裝置等之選定及控制、以及由於這些所造成之膜質之控制、遮光性膜之材料等、底波峰之位置、膜構造等，而容易得到在涵蓋於波長350nm~450nm之波長區域來控制膜面反射率之變動幅寬成為未滿2%之範圍內之膜，藉此而對於隨著製程之變動之所造成之分光曲線之上下左右方向之移位而大幅度地變動分光反射率(各個波長之反射率)者變少，分光反射率(各個波長之反射率)之均一性變得良好。認為相對於此，即使是在例如包含i射線~g射線之波長區域，膜面反射率之變動幅寬變小，也在其兩端之波長區域呈急劇地上升分光曲線(分光反射率線、反射率曲線)之狀態下，使得分光曲線(分光反射率線)僅稍微偏離於左右方向而成為規格外。

此外，由這些材料系所構成之膜(例如由CrC遮光性層(下層部)\CrON反射防止層(上層部)所構成之膜等)係藉由膜組成之調整、製造條件、製造裝置等之選定及控制、以及由於這些所造成之膜質之控制、遮光性膜之材料等、底波峰之位置、膜構造等，而正如圖2之A線、C線，能夠使得膜面反射率之底波峰合併入成為i射線~g射線之波長區域之幾乎中心之h射線(405nm)附近之400±10nm，來進行製作，可以藉此而對於隨著製程之變動之所造成之分光曲線之上下左右方向之移位，來大幅度地變動分光反射率(各個波長之反射率)者變少，分光反射率(各個波長之反射率)之均一性變得良好。

在本發明之用以製造FPD元件之光罩基底及光罩，前述遮光性膜係最好是藉由氮化鉻系(包含鉻和氮之材料系)之基底層、具有遮光功能之碳化鉻系(包含鉻和碳之材料系)之下層部和具有反射防止功能之氧氮化鉻系(包含鉻、氧和氮之材料系)之上層部而構成，前述基底層、下層部及上層部係進行應該滿足前述要件之光學設計而進行製作(構造4)。

該理由係因為在由這些材料系所構成之膜(例如由CrN基底層\CrC遮光性層(下層部)\CrON反射防止層(上層部)所構成之膜等)，藉由利用包含基底層之聯機型濺鍍裝置，來連續地形成，而微妙地改變膜面反射率之分光曲線，藉此而正如圖2之A線所示，(1)膜面反射率之底波峰位處於成為i射線~g射線之波長區域之幾乎中心之h射線(405nm)附近，(2)以底波峰作為中心而得到幾乎左右對稱之膜面反射率之分光曲線，(3)並且，得到在由i射線開始涵蓋至g射線之波長區域而膜面反射率之最大值成為12%以下之分光曲線之緣故。可以藉由這些而得到還對於隨著製程之變動之所造成之分光曲線之上下左右方向之移位來變動分光反射率(各個波長之反射率)者變少、分光反射率(各個波長之反射率)之均一性變得更加良好之膜。此外，在藉由聯機型濺鍍裝置而連續地成膜之由CrN基底層\CrC遮光性層(下層部)\CrON反射防止層(上層部)所構成之膜，在各個膜之表面，並無形成氧化層，因此，容易嚴密地控制光學特性(反射率等)。

在本發明，作為超高壓水銀燈係例舉具有例如圖1所示之特性者，但是，本發明係並非限定於此。

此外，作為透光性基板係列舉合成石英、蘇打石灰玻璃、無鹼玻璃等之基板。

在本發明，作為用以製造FPD元件之光罩基底及光罩係列舉LCD(液晶顯示器)、電漿顯示器、有機EL(電場發光)顯示器等之用以製造FPD元件之光罩基底及光罩。

在此，在LCD製造用光罩，包含LCD之製造之所需要之全部之光罩，例如包含用以形成TFT(薄膜電晶體)、特別是TFT通道部或接觸孔部、低溫多結晶矽TFT、彩色濾光片、反射板(黑矩陣)等之光罩。在其他之顯示器製造用光罩，包含有機EL(電場發光)顯示器、電漿顯示器等之製造之所需要之全部之光罩。

此外，其特徵在於：在本發明之光罩基底及光罩，將透光性基板、形成於該基板上且具有遮光功能之下層部以及形成於該下層部上且具有反射防止功能之上層部予以形成的光罩基底係成為在前述下層部和前述上層部進行圖案化處理而成為光罩後，在製造元件之際，藉由包含複數個波長之曝光用光而進行曝光處理之光罩用光罩基底，光罩基底之反射率曲線係構成對於光波長而描繪凸曲線，前述反射率曲線之最小反射率部係構成對應於前述曝光用光之波長區域內(構造5)。

在此，所謂最小反射率部係指在光罩基底之反射率曲線，由最小之反射率(最小反射率)開始至高0.5%之反射率為止之區域。可以藉由該反射率曲線之最小反射率部成為對應於曝光用光之波長區域內，而即使是在變動遮光性膜之成膜中之製造條件(成膜條件)之狀態下，也藉此而改變分光反射率(各個波長之反射率)者變少，能夠成品率良好地製造收納於規格內之光罩基底或光罩。此外，像這樣控制之膜係對於隨著製程之變動之所造成之反射率曲線之上下左右方向之移位而大幅度地變動分光反射率(各個波長之反射率)者變少，分光反射率(各個波長之反射率)之均一性變得良好。光罩基底及光罩表面之反射率係抑制於寬波長區域，因此，在藉由曝光處理而製作元件之際，並無妨礙適當之圖案化。

此外，本發明之光罩基底及光罩係最好是成為在i射線波長(365nm)以上、g射線波長(436nm)以下之波長區域而反射率成為最小之構造(構造6)，更加理想是最好成為實質在h射線波長(405nm)而光罩基底之反射率成為最小之構造(構造7)。在此，在實質上，所謂h射線波長係指405nm±10nm之波長區域。

此外，可以藉由本發明之光罩基底及光罩、對於曝光用光之波長區域之最大反射率並無超過13%(構造8)而在利用曝光處理來更加製作元件時，進行適當之圖案化。希望最好是對於曝光用光之波長區域(具體地說、由i射線波長開始至g射線波長)之最大反射率成為12%以下、更加理想是11.5%以下、甚至最好是11%以下。

此外，本發明之光罩基底及光罩係適合成為對應於進行等倍曝光處理之曝光機之光罩基底、光罩(構造9)。

此外，本發明之光罩基底及光罩係適合將在透光性基板上具有遮光功能之下層部和在該下層部之上方具有反射防止功能之上層部予以構成的光罩基底，鄰接於前述下層部和前述上層部之部分之組成係具有由前述下層部開始朝向至前述上層部而連續地遷移之組成傾斜。

此外，還適合使得前述上層部和前述下層部之主成分成為相同之元素，成為具有添加元素之含有量呈連續地遷移於膜厚方向之組成傾斜之構造。例如作為前述主成分之元素係可以成為金屬元素。作為金屬元素係列舉鉻或鉭等之遷移元素，但是，即使是在其中，也適合為鉻。此外，作為添加元素係列舉具有反射防止功能者，但是，即使是在其中，也適合為氮或氧。作為理想之形態係最好是例如以鉻作為主成分而構成下層部，藉由包含鉻、氮及/或氧之材料而構成上層部，在前述下層部和前述上層部之境界部分，具有氮及/或氧之含有量呈連續地增加於膜厚方向之構造之光罩基底及光罩。

此外，本發明之光罩基底及光罩係適合作為對應於照明光學系構成為反射光學式之曝光裝置之光罩基底及光罩。

此外，本發明之光罩基底及光罩係適合作為330mm×450mm矩形以上之大型光罩以及對應於該光罩之大型光罩基底。作為此種大型光罩之用途係可以列舉顯示器元件製造用光罩、例如FPD元件製造用光罩等。

此外，本發明係適合作為對應於灰色調光罩之光罩基底。

本發明之用以製造FPD元件之光罩，其特徵在於：使用前述本發明之用以製造FPD元件之光罩基底而進行製造(構造10、構造11)。

以下，根據實施例而更加詳細地說明本發明。

(實施例1)

在大型玻璃基板(合成石英(QZ)10mm厚度、尺寸850mm×1200mm)之上，使用大型聯機濺鍍裝置，進行藉由基底層、具有遮光功能之下層部和具有反射防止功能之上層部之所構成之遮光性膜之成膜。成膜係在連續地配置於大型聯機濺鍍裝置內之各個空間(濺鍍室)，分別配置Cr標靶，連續地首先以Ar氣體和N₂ 氣體作為濺鍍氣體，成膜CrN層(以對於玻璃之附著力之增強來作為目的之基底層)150埃()，接著，以Ar氣體和CH₄ 氣體作為濺鍍氣體，成膜CrC層(具有遮光功能之下層部)650埃()，接著，以Ar氣體和NO氣體作為濺鍍氣體，成膜CrON層(具有反射防止功能之上層部)250埃()，製作光罩基底。此外，各個膜係分別成為組成傾斜膜。此外，CrC層(具有遮光功能之下層部)係藉由使用於CrN基底層或CrON層(具有反射防止功能之上層部)之成膜時之N₂ 氣體或NO氣體而包含N(氮)，在前述基底層、CrC層(具有遮光功能之下層部)和CrON層(具有反射防止功能之上層部)之全部，包含Cr和N。

將前述試料之分光曲線(分光反射率線、反射率曲線)，顯示於圖2之A。此外，分光反射率係藉由分光反射率計而進行測定。

在圖2所示之分光曲線(分光反射率線、反射率曲線)之A，在由超高壓水銀燈來放射之至少i射線開始涵蓋至g射線之波長區域，膜面反射率之變動幅寬係成為未滿1%(0.8%)之範圍內。詳細地說，膜面反射率之變動幅寬係0.8%，收納在未滿1%之範圍內。此外，該波長區域之膜面反射率之最大值係12.0%以下。

此外，在圖2所示之分光曲線(分光反射率線、反射率曲線)之A，在涵蓋於波長350nm~450nm之波長區域，膜面反射率之變動幅寬係成為未滿2%(1.8%)之範圍內。詳細地說，膜面反射率之變動幅寬係1.8%，收納在未滿2%之範圍內。此外，該波長區域之膜面反射率之最大值係12.8%。

就複數片(基板間：100片)而言，在就面內(均等之9個部位)而同樣地進行調查時，確認皆位處在前述膜面反射率之變動幅寬之範圍內。

(實施例2)

在大型玻璃基板(合成石英(QZ)10mm厚度、尺寸850mm×1200mm)之上，使用大型聯機濺鍍裝置，進行藉由基底層、具有遮光功能之下層部和具有反射防止功能之上層部之所構成之遮光性膜之成膜。成膜係在連續地配置於大型聯機濺鍍裝置內之各個空間(濺鍍室)，分別配置Cr標靶，連續地首先以Ar氣體和N₂ 氣體作為濺鍍氣體，成膜CrN層(以對於玻璃之附著力之增強來作為目的之基底層)150埃()，接著，以Ar氣體和CH₄ 氣體及He氣體作為濺鍍氣體，成膜CrC層(具有遮光功能之下層部)630埃()，接著，以Ar氣體和NO氣體作為濺鍍氣體，成膜CrON層(具有反射防止功能之上層部)250埃()，製作光罩基底。此外，各個膜係分別成為組成傾斜膜。此外，CrC層(具有遮光功能之下層部)係藉由使用於CrN基底層或CrON層(具有反射防止功能之上層部)之成膜時之N₂ 氣體或NO氣體而包含N(氮)，在前述基底層、CrC層(具有遮光功能之下層部)和CrON層(具有反射防止功能之上層部)之全部，包含Cr和N。此外，CrC層(具有遮光功能之下層部)係包含He之層。

將前述試料之分光曲線(分光反射率線、反射率曲線)，顯示於圖2之B。此外，分光反射率係藉由分光反射率計而進行測定。

在圖2所示之分光曲線(分光反射率線、反射率曲線)之B，在由超高壓水銀燈來放射之至少i射線開始涵蓋至g射線之波長區域，膜面反射率之變動幅寬係成為未滿1%(0.8%)之範圍內。詳細地說，膜面反射率之變動幅寬係0.8%，收納在未滿1%之範圍內。此外，該波長區域之膜面反射率之最大值係12.7%。

此外，在圖2所示之分光曲線(分光反射率線、反射率曲線)之B，在涵蓋於波長350nm~450nm之波長區域，膜面反射率之變動幅寬係成為未滿2%(1.3%)之範圍內。詳細地說，膜面反射率之變動幅寬係1.3%，收納在未滿2%之範圍內。此外，該波長區域之膜面反射率之最大值係13.2%。

就複數片(基板間：100片)而言，在就面內(均等之9個部位)而同樣地進行調查時，確認皆位處在前述膜面反射率之變動幅寬之範圍內。

(實施例3)

在大型玻璃基板(合成石英(QZ)10mm厚度、尺寸850mm×1200mm)之上，使用大型聯機濺鍍裝置，進行藉由具有遮光功能之下層部和具有反射防止功能之上層部之所構成之遮光性膜之成膜。成膜係在連續地配置於大型聯機濺鍍裝置內之各個空間(濺鍍室)，分別配置Cr標靶，連續地首先以Ar氣體和CH₄ 氣體作為濺鍍氣體，成膜CrC層(具有遮光功能之下層部)500埃()，接著，以Ar氣體和NO氣體作為濺鍍氣體，成膜CrON層(具有反射防止功能之上層部)450埃()，製作光罩基底。此外，各個膜係分別成為組成傾斜膜。此外，CrC層(具有遮光功能之下層部)係藉由使用於CrON層(具有反射防止功能之上層部)之成膜時之NO氣體而包含N(氮)，在前述CrC層(具有遮光功能之下層部)和CrON層(具有反射防止功能之上層部)之兩者，包含Cr和N。

將前述試料之分光曲線(分光反射率線、反射率曲線)，顯示於圖2之C。此外，分光反射率係藉由分光反射率計而進行測定。

在圖2所示之分光曲線(分光反射率線、反射率曲線)之C，在由超高壓水銀燈來放射之至少i射線開始涵蓋至g射線之波長區域，膜面反射率之變動幅寬係成為未滿1%(0.3%)之範圍內。詳細地說，膜面反射率之變動幅寬係0.3%，收納在未滿1%之範圍內。此外，該波長區域之膜面反射率之最大值係12.2%。

此外，在圖2所示之分光曲線(分光反射率線、反射率曲線)之C，在涵蓋於波長350nm~450nm之波長區域，膜面反射率之變動幅寬係成為未滿2%(0.7%)之範圍內。詳細地說，膜面反射率之變動幅寬係0.7%，收納在未滿1%之範圍內。此外，該波長區域之膜面反射率之最大值係12.6%。

就複數片(基板間：100片)而言，在就面內(均等之9個部位)而同樣地進行調查時，確認皆位處在前述膜面反射率之變動幅寬之範圍內。

(比較例1)

在大型玻璃基板(合成石英(QZ)10mm厚度、尺寸850mm×1200mm)之上，使用大型聯機濺鍍裝置，進行基底膜、遮光性膜及反射防止膜之成膜。成膜係在連續地配置於大型聯機濺鍍裝置內之各個空間(濺鍍室)，分別配置Cr標靶，連續地首先以Ar氣體和CO₂ 氣體作為濺鍍氣體，成膜CrO膜(玻璃面之反射防止膜)300埃()，接著，以Ar氣體作為濺鍍氣體，成膜Cr膜(遮光性膜)950埃()，接著，以Ar氣體和CO₂ 氣體作為濺鍍氣體，成膜CrO膜(膜面之反射防止膜)300埃()，製作光罩基底。

將前述試料之分光曲線(分光反射率線、反射率曲線)，顯示於圖2之D。此外，分光反射率係藉由分光反射率計而進行測定。

在圖2所示之分光曲線(分光反射率線、反射率曲線)之D，在由超高壓水銀燈來放射之至少i射線開始涵蓋至g射線之波長區域，膜面反射率之變動幅寬係超過2%(2.3%)。詳細地說，膜面反射率之變動幅寬係2.3%，超過2%。此外，該波長區域之膜面反射率之最大值係13.6%。

此外，在圖2所示之分光曲線(分光反射率線、反射率曲線)之D，在涵蓋於波長350nm~450nm之波長區域，膜面反射率之變動幅寬係超過3%(3.3%)。詳細地說，膜面反射率之變動幅寬係3.3%，超過3%。此外，該波長區域之膜面反射率之最大值係14.57%。

就複數片(基板間：100片)而言，在就面內(均等之9個部位)而同樣地進行調查時，得知僅由於些微之製程變動而使得分光曲線(分光反射率線、反射率曲線)C移位於上下左右，藉此而大幅度地變動膜面反射率。

(實施例4)

在大型玻璃基板(合成石英(QZ)10mm厚度、尺寸850mm×1200mm)之上，使用大型聯機濺鍍裝置，進行藉由基底層、具有遮光功能之下層部和具有反射防止功能之上層部之所構成之遮光性膜之成膜。成膜係在連續地配置於大型聯機濺鍍裝置內之各個空間(濺鍍室)，分別配置Cr標靶，連續地首先以Ar和N₂ 氣體作為濺鍍氣體，成膜CrN層(以對於玻璃之附著力之增強來作為目的之基底層)150埃()，接著，以Ar、CH₄ 氣體和N₂ 氣體作為濺鍍氣體，成膜CrCN層(具有遮光功能之下層部)620埃()，接著，以Ar氣體和NO氣體作為濺鍍氣體，成膜CrON層(具有反射防止功能之上層部)230埃()，製作光罩基底。就得到之膜而言，藉由奧格電子分光法而進行遮光性膜之膜厚方向之組成分析。將其結果顯示在圖7。正如圖7所示，在下層部之CrCN層和上層部之CrON層之境界，成為氧及氮呈連續地增加於遮光膜之表面方向之組成傾斜膜。此外，涵蓋於基底層、下層部和上層部，構成遮光性膜之鉻、碳、氧和氮成為膜厚方向之連續遷移之組成傾斜膜。此外，成為在基底層、下層部和上層部之全部包含鉻和氮之膜。

在藉由分光反射率計而測定該遮光性膜之膜表面之反射率時，在由超高壓水銀燈(超高壓水銀lamp)來放射之至少i射線開始涵蓋至g射線之波長區域，膜面反射率之變動幅寬係0.8%，成為未滿1%之範圍內。此外，相同於前述實施例1至實施例3，反射率成為最小之最小反射率部係幾乎h射線(405nm)附近。此外，該波長區域之膜面反射率之最大值係11.0%以下。此外，在涵蓋於波長350nm~450nm之波長區域，膜面反射率之變動幅寬係1.5%而成為未滿2%之範圍內。此外，該波長區域之膜面反射率之最大值係11.7%。

就複數片(基板間：100片)而言，在就面內(均等之9個部位)而同樣地進行調查時，確認皆位處在前述膜面反射率之變動幅寬之範圍內。

(光罩之製作)

使用由前述實施例1開始至實施例4及比較例1所製作之光罩基底，進行遮光性膜之圖案化，製作FPD用大型光罩。

結果，確認在使用由實施例1開始至實施例4之膜之狀態下，比起使用比較例1之膜之狀態，還更加有益於光罩之高品質化以及良品率之提升等。

以上，揭示理想之實施例而說明本發明，但是，本發明係並非限定於前述實施例。

1‧‧‧遮光部

1’‧‧‧部分

2‧‧‧透過部

2’‧‧‧部分

3‧‧‧灰色調部

3’‧‧‧部分

3a‧‧‧微細遮光圖案

3b‧‧‧微細透過部

3a’‧‧‧半透光性膜

圖1係顯示成為曝光用光源之超高壓水銀燈之分光分布之圖。

圖2係顯示藉由實施例1~3及比較例1所製作之具有反射防止功能之遮光性膜之分光曲線(分光反射率線、反射率曲線)之圖。

圖3係用以說明具有反射防止功能之遮光性膜之分光曲線(分光反射率線、反射率曲線)之形態之圖。

圖4係用以說明具有反射防止功能之遮光性膜之分光曲線(分光反射率線、反射率曲線)之理想形態之圖。

圖5係用以說明具有半透光性膜之灰色調光罩之圖，圖5(a)係部分俯視圖，圖5(b)係部分剖面圖。

圖6係用以說明具有解析限度以下之微細遮光圖案之灰色調光罩之圖，圖6(a)係部分俯視圖，圖6(b)係部分剖面圖。

圖7係顯示藉由奧格電子分光法而對於實施例4之遮光性膜來進行膜深度方向之組成分析之結果之圖。

1．．．遮光部

1’．．．部分

2．．．透過部

2’．．．部分

3．．．灰色調部

3’．．．部分

3a’．．．半透光性膜

Claims (13)

1. 一種用以製造平板面板顯示器(FPD)元件之光罩基底，在透光性基板上具有：具有遮光功能之下層部和具有反射防止功能之上層部之層積構造之遮光性膜，其特徵在於：鄰接於前述下層部和前述上層部之部分，是具有由前述下層部開始朝向至前述上層部之組成傾斜；前述遮光性膜係在由超高壓水銀燈來放射之至少i射線(波長365nm)涵蓋至g射線(波長436nm)之波長區域，控制膜面反射率之變動幅寬，成為未滿1%之範圍內之膜。
2. 如申請專利範圍第1項之用以製造平板面板顯示器(FPD)元件之光罩基底，其中，前述遮光性膜係控制前述膜面反射率作為最小之最小反射率，成為380nm~430nm之波長範圍之膜。
3. 如申請專利範圍第1或2項之用以製造平板面板顯示器(FPD)元件之光罩基底，其中，前述遮光性膜係藉由具有遮光功能之碳化鉻系之下層部和具有反射防止功能之氧氮化鉻系之上層部而構成，前述下層部及上層部係進行應該滿足前述要件之光學設計而進行製作。
4. 如申請專利範圍第1或2項之用以製造平板面板顯示器(FPD)元件之光罩基底，其中，前述遮光性膜係藉由氮化鉻系之基底層、具有遮光功能之碳化鉻系之下層部和具有反射防止功能之氧氮化鉻系之上層部而構成，前述基底層、下層部及上層部係進行應該滿足前述要件之光學設計 而進行製作。
5. 如申請專利範圍第1或2項之用以製造平板面板顯示器(FPD)元件之光罩基底，其中：前述下層部是以鉻作為主成分而構成；前述上層部是由包含鉻、氮及/或氧之材料構成；以及前述下層部和前述上層部之境界部分，具有氮或氧之含有量朝向前述遮光性膜的表面方向呈連續地增加之組成傾斜。
6. 如申請專利範圍第1或2項之用以製造平板面板顯示器(FPD)元件之光罩基底，其中：前述遮光性膜是藉由利用聯機濺鍍法等，由前述下層部開始涵蓋於上層部，進行連續形成處理而形成。
7. 如申請專利範圍第1或2項之用以製造平板面板顯示器(FPD)元件之光罩基底，其中：前述遮光性膜是被控制在涵蓋於波長350nm至450nm之波長區域的膜面反射率之變動幅寬為未滿2%之膜。
8. 如申請專利範圍第1項之用以製造平板面板顯示器(FPD)元件之光罩基底，其中前述光罩基底係在前述遮光性膜的前述下層部和前述上層部進行圖案化處理而成為光罩後，在製造元件之際，藉由從超高壓水銀燈開始放射的光而進行曝光處理之光罩用光罩基底，前述遮光性膜之反射率曲線係構成對於從前述超高壓水銀燈開始放射的光波長而描繪凸曲線，前述反射率曲線之最小反射率部係構成應該成為對應於前述曝光 用光之波長區域內。
9. 如申請專利範圍第8項之用以製造平板面板顯示器(FPD)元件之光罩基底，其中，前述遮光性膜是在i射線波長以上、g射線波長以內之波長區域，反射率係成為最小。
10. 如申請專利範圍第8項之用以製造平板面板顯示器(FPD)元件之光罩基底，其中，前述遮光性膜是實質在h射線波長(波長405nm)，反射率係成為最小。
11. 如申請專利範圍第1或2項之用以製造平板面板顯示器(FPD)元件之光罩基底，其中，前述遮光性膜是在i射線(波長365nm)涵蓋至g射線(波長436nm)之波長區域之最大反射率係並無超過13%。
12. 如申請專利範圍第8項之光罩基底，其中，成為對應於進行等倍曝光處理之曝光機之光罩用光罩基底。
13. 一種用以製造平板面板顯示器(FPD)元件之光罩，其特徵在於：使用如申請專利範圍第1或2項所述之用以製造平板面板顯示器(FPD)元件之光罩基底而進行製造。