灰阶掩模坯料,灰阶掩模的制造方法和灰阶掩模及图案转写方法

摘要

本发明提供一种灰阶掩模坯料，在根据部位选择性地降低对被转写体的曝光光的照射量，在被转写体上的光刻胶上形成包含残膜值不同的部分的期望转写图案的灰阶掩模的制造中使用，在透明基板上依次具有半透光膜和遮光膜，分别在该半透光膜和该遮光膜上实施规定的图案化，从而形成遮光部、透光部和半透光部，作为灰阶掩模。遮光膜在膜厚方向上的组成变化，降低对图案化时采用的绘制光的表面反射率，半透光膜对图案化时采用的绘制光的表面反射率调整为在面内不超过45％。

说明书

技术领域

本发明涉及采用掩膜在被转写体上的光刻胶上形成设置了不同的抗蚀膜厚部分的转写图案的图案转写方法，在该图案转写方法中使用的灰阶掩模及其制造方法，和在该灰阶掩模的制造中使用的灰阶掩模坯料(blank)。

背景技术

目前，在液晶显示装置(Liquid Crystal Display：下面称为LCD)的领域中，薄膜晶体管液晶显示装置(Thin Film Transistor Liquid CrystalDisplay：下面称为TFT—LCD)与CRT(阴极射线管)相比，由于容易制造成薄型且消耗功率低等优点，所以被飞速地应用到现代商品中。TFT—LCD具有在矩阵状排列的各像素中配置有TFT的结构的TFT基板和与各像素对应地排列红色、绿色和蓝色像素图案的滤色器在液晶相的介入下重合的简要结构。TFT—LCD的制造步骤繁多，仅制造TFT基板就要使用5～6个光掩膜。在这种情况下，提出了通过采用具有遮光部、透光部和半透光部的光掩膜(称为灰阶掩模)，减少在TFT基板制造中使用的掩膜数量的方法(例如特开2005—37933号公报)。

在此，所谓的灰阶掩模是指具有露出透明基板的透光部，在透明基板上形成有遮挡曝光光的遮光膜的遮光部，在透明基板上形成遮光膜或半透光膜且将透明基板的光透过率作为100％时使透过的光量比该透光率减少而透过规定量的光的半透光部(下面称为灰阶部)的掩模。此外，所谓的半透光部是在使用掩膜而将图案转写在被转写体上时，使透过的曝光光的透过量减少规定量且控制在被转写体上的光刻胶膜显像之后的膜残留量的部分。作为这样的灰阶掩模，作为半透光部，在透明基板上具有规定的光透过率，形成半透光膜，或者，在透明基板上的遮光膜或半透光膜上、在曝光的条件下、形成解像限度以下的微细图案。

图1是用于说明采用了灰阶掩模的图案转写方法的截面图。在图1中示出的灰阶掩模20用于在被转写体30上形成膜厚分阶段不同的抗蚀图案33。在图1中示出使用灰阶掩模20在被转写体30上形成膜厚不同的抗蚀图案33的状态。另外，在图1中，符号32A、32B示出在被转写体30中的基板31上层叠的膜。

在图1中示出的灰阶掩模20具有在使用该灰阶掩模20时遮挡曝光光(透过率大约为0％)的遮光部21，使露出透明基板24的表面的曝光光透过的透光部22，以及将透光部的曝光光透过率作为100％时使透光率减小为10～80％左右的半透光部23。在图1中示出的半透光部23由在透明基板24上形成的光半透过性半透光膜构成，但是也可以由在使用掩膜时的曝光条件下形成超过解像限度的微细图案而构成。

在使用如上所述的灰阶掩模20时，由遮光部21实质上地不使曝光光透过，由半透光部23使曝光光减少。由此，在被转写体30上涂敷的抗蚀膜(正片型光刻胶膜)在转写后、经过显像时，在与遮光部21对应的部分上具有厚的膜厚，在与半透光部23对应的部分上具有薄的膜厚，在与透光部22对应的部分上没有膜(即实质上没有产生残膜)，从而形成抗蚀图案33。即，抗蚀图案33具有分阶段不同(即存在高低差)的膜厚。

并且，在图1中示出的抗蚀图案33的没有膜的部分中，在被转写体30的例如膜32A和32B上实施第一蚀刻，并且通过抛光(ashing)等去除抗蚀图案33的膜厚薄的部分，在该部分中，在被转写体30的例如膜32B上实施第二蚀刻。这样，通过采用一个灰阶掩模20在被转写体30上形成膜厚分阶段不同的抗蚀图案33，实施现有的两个光掩膜步骤，减少了掩膜的数量。

这样的光掩膜在显示装置中，特别是液晶显示装置的薄膜晶体管的制造中，被非常有效的应用。例如，可以通过遮光部21形成源极、漏极部，通过半透光部23形成沟道部。

但是，一般，采用光掩膜曝光被转写体时，需要考虑由曝光光的反射导致的不良影响。例如，存在曝光光透过掩膜之后在被转写体表面反射，并由掩膜表面(图案形成表面)或内表面反射而再次照射到被转写体上的情况。此外，曝光光在曝光设备内的任何一个部位反射，并且由光掩膜表面反射而照射到被转写体上等，从而还存在产生散射光的情况。在这样的情况下，在被转写体上产生不期望的写入，而防碍了正确的图案转写。因此，在曝光设备的光学系统中一般实施应对曝光时的散射光的措施。进一步地，在曝光设备中，例如对曝光光的掩膜表面反射率如果在10±5％，则不会受到散射光的影响，设定为进行转写时的基准。此外，在二元掩膜等中，在没有半透光膜的光掩膜中，通过实施在作为最上层的遮光膜上设置反射防止膜等反射防止措施，也需要使用完全满足上述的反射率在15％以下的基准的掩膜。

另一方面，如上所述，通过在被转写体上形成具有膜厚分阶段地或连续地不同的部分的抗蚀图案的目的，已知作为选择性地降低图案上特定部位的曝光光的透过率并可以控制曝光光的透过的光掩膜即灰阶掩模。在这样的灰阶掩模中，已知在透过一部分曝光光的半透光部上采用半透光膜。在该半透光部上采用半透光膜的灰阶掩模中，通过在掩膜上形成的图案结构，该半透光膜代替遮光膜，存在露出掩膜的最上层的部分，如图1所示。该半透光膜根据在期望的透过率范围内透过曝光光的必要性，不能直接层叠使用上述二元掩膜这样的反射防止膜。此外，在采用半透光膜的灰阶掩模中，半透光部对曝光光的表面反射率由于其组成和膜厚，不能避免超过10％的情况。

再一方面，采用这样的灰阶掩模，在被转写体上进行图案转写的情况下，作为被转写体上的抗蚀剂，与不存在半透光部的一般的二元掩膜等的光掩膜相比，也可以采用感光度对曝光光量的依赖性小或者显像特性对曝光光量的依赖性低的抗蚀剂。这样，通过采用曝光光量依赖性低的抗蚀剂，可以容易地将抗蚀剂的残膜量控制在期望的范围内。并且，认为对于曝光光量依赖性低的抗蚀剂，由于其对光量的光感度变化小，所以由曝光时的散射光导致的图案写入的影响比较小。但是，发明人发现需要以与上述二元掩膜不同的观点检验这样的灰阶掩模的反射特性。

具体地来说，虽然如上所述由半透光膜的曝光光反射率导致的散射光的影响小，但是在制造灰阶掩模的阶段，确定对于在图案化中采用的绘制光的表面反射率是重要的。这是因为在半透光膜上形成的抗蚀膜中通过绘制光绘制图案时，在半透光膜表面上的表面反射率过高时，不能正确地绘制图案的尺寸。

也就是说，发现在对绘制光的半透光膜的表面反射率大时，针对在半透光膜上形成的抗蚀膜的图案绘制时，在灰阶掩模坯料的抗蚀膜内，容易产生由绘制光引起的驻波，并且由于在抗蚀膜的厚度方向上曝光量不均匀，所以形成的抗蚀图案的截面形状乱，线宽会不均匀。进一步地，确定将具有不均匀线宽的抗蚀图案作为掩膜而形成的半透光膜的图案或者进一步在其下的遮光膜的图案的线宽精度容易恶化。此外，向灰阶掩模坯料绘制图案时，在抗蚀膜及其下层(在此例如半透光膜)的界面上的绘制光的反射光量大时，发现该部位附近的抗蚀剂的曝光量变大。实际上，这种效果的表现方式由实验确定，也受到膜的折射率和膜厚的影响，在影响表现大的情况下，结果导致图案线宽变化。

例如，在液晶显示装置制造用的灰阶掩模中，虽然多将图案线宽(下面简称为CD)变动在±0.35μm以下作为标准规格，但是这种变动现在成为±0.30μm左右，具体地，在薄膜晶体管的沟道部等部位上，与其图案的微细化相应地，实质上求得CD变动达到±0.20μm左右。具体地，在薄膜晶体管制造用的灰阶掩模中，在沟道部的线宽不到3μm的情况下，求得这样严格的规格。例如，在沟道宽度不到2μm的薄膜晶体管中，需要±0.20μm左右以内的CD分布。在超过这样的范围而产生CD变动的情况下，也可以通过形成掩膜之后，由缺陷修正法修正在该图案中产生的CD误差，但是修正步骤作为附加的步骤会导致产生进一步的缺陷和成本的上升，所以非常期望生产不需要修正的掩膜。因此，预备能够降低上述CD变动的灰阶掩模坯料是必不可少的。

发明内容

鉴于上述现有的问题，本发明的第一目的是提供一种在灰阶掩模制作时能够降低上述CD变动的灰阶掩模坯料。

本发明的第二目的是提供一种采用这样的灰阶掩模坯料而可以精度良好地形成上述CD的灰阶掩模的制造方法和灰阶掩模。

本发明的第三目的是提供一种采用这样的灰阶掩模可以在被转写体上形成高精度的转写图案的图案转写方法。

解决问题的技术方案

为了解决上述技术问题，本发明具有以下的结构。

(结构1)一种灰阶掩模坯料，用于根据部位选择性地降低对被转写体的曝光光的照射量、在被转写体上的光刻胶上形成包含残膜值不同的部分的期望的转写图案的灰阶掩模的制造中，该灰阶掩模坯料在透明基板上依次具有半透光膜和遮光膜，分别在该半透光膜和该遮光膜上实施规定的图案化，从而形成遮光部、透光部和半透光部，形成灰阶掩模；所述遮光膜在膜厚方向上的组成改变，图案化时对在该遮光膜上形成的抗蚀膜进行图案曝光时采用的绘制光的表面反射率被降低；所述半透光膜在图案化时对在该半透光膜上形成的抗蚀膜进行图案曝光时采用的绘制光的表面反射率调整为在面内不超过45％。

(结构2)根据结构1所述的灰阶掩模坯料，所述半透光膜在图案化时对在该半透光膜上形成的抗蚀膜进行图案曝光时采用的绘制光的表面反射率调整为在面内不超过30％。

(结构3)根据结构1或2所述的灰阶掩模坯料，所述半透光膜的在使用对所述灰阶掩模坯料实施图案化而成灰阶掩模时所采用的曝光光的表面反射率为10％以上。

(结构4)根据结构1至3中任何一个所述的灰阶掩模坯料，在对所述半透光膜和所述遮光膜的各个进行图案化时，对抗蚀膜采用的绘制光中的任何一个都是在300nm～450nm范围内的规定波长的光。

(结构5)根据结构1至4中任何一个所述的灰阶掩模坯料，所述遮光膜通过组成不同的膜层叠或者通过在膜厚方向上的组成有倾斜而成，从而在膜厚方向上组成有变化。

(结构6)根据结构1至5中任何一个所述的灰阶掩模坯料，所述灰阶掩模坯料用于包含365nm～436nm范围的规定区域的曝光光。

(结构7)一种灰阶掩模的制造方法，该灰阶掩模根据部位选择性地降低对被转写体的曝光光的照射量、在被转写体上的光刻胶上形成包含残膜值不同的部分的期望转写图案，具有透光部、遮光部和透过一部分曝光光的半透光部，预备在透明基板上依次具有半透光膜和遮光膜的灰阶掩模坯料，分别在该半透光膜和该遮光膜上实施规定的图案化，从而形成灰阶掩模；所述遮光膜通过改变在膜厚方向上的组成，图案化时对在该遮光膜上形成的抗蚀膜进行图案曝光的绘制光的表面反射率被降低；所述半透光膜在图案化时在该半透光膜上形成的抗蚀膜中对图案曝光时采用的绘制光的表面反射率调整为在面内不超过45％。

(结构8)根据结构7所述的灰阶掩模的制造方法，包含以下步骤：在所述遮光膜上形成的第一抗蚀膜上采用绘制光绘制第一图案，将显像之后形成的第一抗蚀图案作为掩膜，蚀刻该遮光膜，从而进行第一图案化，去除该第一抗蚀图案，在包含部分露出的半透光膜的基板上，形成第二抗蚀膜，在该第二抗蚀膜上采用所述绘制光绘制第二图案，将显像之后形成的第二抗蚀图案作为掩膜，蚀刻该半透光膜，从而进行第二图案化；所述遮光膜对在绘制所述第一和第二图案时的绘制光的表面反射率被降低，并且，所述半透光膜对在图案化所述第二图案时的绘制光的表面反射率调整为在面内不超过45％。

(结构9)一种灰阶掩模的制造方法，该灰阶掩模根据部位选择性地降低对被转写体的曝光光的照射量、在被转写体上的光刻胶上形成包含残膜值不同的部分的期望转写图案，具有透光部、遮光部和透过一部分曝光光的半透光部，通过在透明基板上实施形成遮光膜后的第一图案化，在包含图案化后的遮光膜的基板的整个面上形成半透光膜，在该半透光膜形成之后实施第二图案化，在该半透光膜和该遮光膜上分别实施规定的图案化而形成灰阶掩模；所述遮光膜在第一图案化时对在该遮光膜上形成的抗蚀膜进行图案曝光时采用的绘制光的表面反射率被降低；所述半透光膜在第二图案化时对在所述遮光膜上形成的该半透光膜上形成的抗蚀膜进行图案曝光时采用的绘制光的表面反射率调整为在面内不超过45％。

(结构10)根据结构7至9中任何一个所述的灰阶掩模的制造方法，所述半透光膜对在使用所述灰阶掩模时采用的曝光光的表面反射率调整为10％以上。

(结构11)根据结构7至10中任何一个所述的灰阶掩模的制造方法，所述半透光膜对所述绘制光的表面反射率调整为在面内不超过30％。

(结构12)根据结构7至11中任何一个所述的灰阶掩模的制造方法，在对所述半透光膜和所述遮光膜的分别图案化时，对抗蚀膜采用的绘制光中的任何一个都是在300nm～450nm范围内的规定波长的光。

(结构13)根据结构7至12中任何一个所述的灰阶掩模的制造方法，所述遮光膜由组成不同的膜层叠而成，或者是在膜厚方向上的组成有倾斜的遮光膜。

(结构14)根据结构7至13中任何一个所述的灰阶掩模的制造方法，所述灰阶掩模对包含365nm～436nm范围的规定区域的曝光光使用。

(结构15)一种灰阶掩模，通过根据结构7至14中任何一个所述的灰阶掩模的制造方法而制造。

(结构16)根据结构15所述的灰阶掩模，其特征在于，相对于规定线宽的线宽偏差在±0.35μm以内。

(结构17)一种图案转写方法，采用根据结构7至14中任何一个所述的制造方法所得到的灰阶掩模，或者采用根据结构15或16所述的灰阶掩模，具有将曝光光照射到被转写体上的曝光步骤，在被转写体上形成包含残膜值不同的部分的规定转写抗蚀图案。

根据本发明的灰阶掩模坯料是根据部位选择性地降低对被转写体的曝光光的照射量、在被转写体上的光刻胶上形成包含残膜值不同的部分的期望转写图案的灰阶掩模的制造中采用的灰阶掩模坯料，在透明基板上形成的遮光膜在膜厚方向上的组成变化。由此，降低了对绘制光的表面反射率。此外，半透光膜对绘制光的表面反射率被调整为45％以下。进一步期望地，灰阶掩模坯料的半透光膜在绘图时对绘制光的表面反射率被调整为30％以下。由此，即使对于沟道部这样的需要精度的部分，也可以正确地再现在掩膜上形成的图案的CD，并且可以减少其变动。并且，得到掩膜上的图案的CD变动可以达到例如与图案的微细化要求对应的规定的标准规格的灰阶掩模。此外，采用得到的灰阶掩模向被转写体转写图案时，不存在由曝光光的反射导致的散射光的影响，能够得到良好的转写特性。

此外，通过采用精度良好地形成图案的CD的上述灰阶掩模而进行图案的转写，可以在被转写体上形成高精度的转写图案。

附图说明

图1是用于说明采用灰阶掩模的图案转写方法的截面图。

图2是示出根据本发明第一实施方式的灰阶掩模的制造步骤的截面图。

图3是示出根据本发明第二实施方式的灰阶掩模的制造步骤的截面图。

图4是示出表面反射率和CD(线宽)的相关性的图表。

图5是在本发明第二实施方式中示出的灰阶掩模的半透光膜的特性图。

具体实施方式

下面，基于附图说明用于实施本发明的最佳实施方式。

[第一实施方式]

图2是示出根据本实施方式的灰阶掩模的制造步骤的截面图。在本实施方式中，说明制造包括遮光部、透光部和半透光部的TFT基板制造用的灰阶掩模的情况。

在本实施方式中使用的灰阶掩模坯料，在透明基板24上依次形成例如包含硅化钼的半透光膜26和例如以铬为主要成分的遮光膜25，并在其上涂敷抗蚀剂而形成抗蚀膜27(参考图2(a))。作为遮光膜25的材质，除了上述以Cr为主要成分的材料以外，例如还有Si、W、Al等。在本实施方式中，遮光部的透过率通过上述遮光膜25和下述的半透光膜26的叠层确定，并且通过各膜材质和膜厚的选择，作为总和将光学浓度设定在3.0以上。

首先，进行第一次绘制。虽然在绘制中通常多采用电子线或光(单一波长光)，但是在本实施方式中作为绘制光采用激光(300～450nm范围内的规定波长的光，例如413nm、355nm等)。作为上述的抗蚀剂，使用正片型光刻胶。通过对遮光膜25上的抗蚀膜27绘制规定的器件图案(在与遮光部对应的区域上形成抗蚀图案的图案)，并在绘制之后进行显像，形成与遮光部的区域对应的抗蚀图案27(参考图2(b))。

接下来，将上述抗蚀图案27作为蚀刻掩膜，蚀刻遮光膜25，从而形成与遮光部区域对应的遮光膜图案，并且使形成半透光部的半透光膜和与透光部的区域对应的半透光膜露出。在使用以铬为主要成分的遮光膜25的情况下，作为蚀刻方法，可以是干蚀刻或湿蚀刻中的某一种，但是在本实施方式中采用干蚀刻。去除残存的抗蚀图案(参考图2(c))。

接下来，在基板的整个面上形成与第一次的抗蚀膜相同的抗蚀膜，进行第二次的绘制。在第二次的绘制中，绘制规定的图案以在遮光部和半透光部上形成抗蚀图案。在透光部形成区域中，将绘制光照射到半透光膜26上的抗蚀膜上。绘制之后，通过进行显像，在与遮光部和半透光部对应的区域上形成抗蚀图案28(参考图2(d))。

接下来，将上述的抗蚀图案28作为蚀刻掩膜，蚀刻露出的透光部区域上的半透光膜26，形成透光部(参考图2(e))。并且，去除残存的抗蚀图案，在透明基板24上完成具有由半透光膜26和遮光膜25的叠层膜构成的遮光部21、露出透明基板24的透光部22以及由半透光膜26构成的半透光部23的灰阶掩模(参考图2(f))。

如图2(a)所示，本发明所涉及的灰阶掩模坯料在透明基板24上依次具有半透光膜26和遮光膜25。上述灰阶掩模坯料(图2(a))中的半透光膜26相对于透明基板24的曝光光的透过量具有10～80％左右的透过量，优选地是20～60％的透过量。作为上述半透光膜26的材料，例如铬化合物、Mo化合物、Si、W、Al等，作为铬化合物，有氧化铬(CrOx)、氮化铬(CrNx)、氮氧化铬(CrOxN)、氟化铬(CrFx)和在其中包含碳或氢的化合物，作为Mo化合物，除了MoSix以外，还包含MoSi的氮化物、氧化物、氮氧化物、碳化物等。此外，形成的掩膜上的半透光部的透过率通过上述半透光膜26的膜材质和膜厚的选择来设定。在此，在图2(c)中，为了蚀刻半透光膜26上的遮光膜25，优选地对于半透光膜和遮光膜具有针对蚀刻剂的蚀刻选择性是有利的。因此，半透光膜的材料优选使用Mo化合物，使用MoSix(透过率为50％)。

另一方面，遮光膜25使用以Cr为主要成分的材料，具体地，遮光膜25包括使组成在膜厚方向上变化的结构。例如，作为遮光膜25，可以采用在由金属铬构成的层上层叠氧化铬(CrOx)，或者在由金属铬构成的层上层叠氮氧化铬(CrOxNy)，或者在由氮化铬(CrNx)构成的层上层叠金属铬、氧化铬(CrOx)等构成的膜。在此，通过层叠形成的遮光膜25可以是具有明确分界的叠层，或者包含没有明确分界的组成倾斜的膜。通过调整该组成和膜厚，可以降低对绘制光的表面反射率。遮光膜25对绘制光的表面反射率可以是10～15％左右。因此，在上述的第一次的绘图步骤中(图2(b))，可以抑制在遮光膜25上的抗蚀膜中绘制时的CD变动。并且，作为这样的遮光膜25，可以采用对曝光光实施了反射防止膜的公知的遮光膜。

在本发明中，上述半透光膜26的特征在于，针对绘制光的表面反射率被调整为45％以下。由此，在上述的第二次的绘图步骤(图2(d))中，可以降低与在半透光膜26上的抗蚀膜上绘制时的CD变动相对的半透光膜26的表面反射率的影响。并且，在此采用的绘制光可以采用300～450nm的规定波长，并且使用与此相适的光刻胶较适宜。

如上所述，由于通过采用这样的灰阶掩模坯料，根据上述的图2的步骤制造灰阶掩模，可以降低与在掩膜上的图案的CD及其变动相对的半透光膜26的表面反射率的影响，因此结果可以使掩膜图案的CD正确地再现期望值，并且容易实现与图案的微细化要求适应的规定标准规格。此外，采用得到的灰阶掩模，向被转写体转写图案时，还可以降低由曝光光的反射导致的散射光的影响。

通过精度良好地形成由以上的本实施方式得到的掩膜图案的CD，并且采用可以降低图案转写时的散射光影响的上述灰阶掩模，如图1那样进行向被转写体30的图案转写，可以在被转写体上形成高精度的转写图案(抗蚀图案33)。

并且，在图1和图2中示出的遮光部21、透光部22和半透光部23的图案形状仅是代表性的一个例子，本发明当然不限定于此。

[第二实施方式]

图3是示出根据本实施方式的灰阶掩模的制造步骤的截面图。在本实施方式中，也说明制造包括遮光部、透光部和半透光部的TFT基板制造用的灰阶掩模的情况。

如图3(a)所示，使用的掩膜坯料，在透明基板24上形成例如以铬为主要成分的遮光膜25，并在其上涂敷抗蚀剂而形成抗蚀膜27，在此状态下没有形成半透光膜。作为遮光膜25的材质，除了上述以Cr为主要成分的材料以外，例如还有Si、W、Al等。在本实施方式中，遮光部的透过率由上述遮光膜25和下述的半透光膜26的叠层确定，并且通过各膜材质和膜厚的选择，作为总和光学浓度设定在3.0以上。

并且，在本实施方式中，如下所说明的，在形成上述遮光膜25的图案之后，在包含该遮光膜图案的基板的整个面上形成半透光膜。

首先，进行第一次绘图。作为上述的抗蚀剂，使用正片型光刻胶。并且，对遮光膜25上的抗蚀膜27绘制规定的器件图案(形成与遮光部和透光部的区域对应的抗蚀图案的图案)。

通过在绘图之后进行显像，形成与遮光部和透光部对应的抗蚀图案27(参考图3(b))。

接下来，将上述抗蚀图案27作为蚀刻掩膜，蚀刻遮光膜25，从而形成遮光膜图案。在使用以铬为主要成分的遮光膜25的情况下，作为蚀刻方法，可以是干蚀刻或湿蚀刻中的某一种，但是在本实施方式中采用湿蚀刻。

在去除残存的抗蚀图案之后(参考图3(c))，在基板24上的包含遮光膜图案的整个面上形成半透光膜26(参考图3(d))。

半透光膜26相对于透明基板24的曝光光的透过量具有10～80％左右的透过量，更优选地是20～60％的透过率。

在本实施方式中采用由溅射成膜形成的包含氧化铬的半透光膜(曝光光透过率为40％)。

在此，遮光膜25与实施方式1相同地，可以采用实施降低表面反射率的措施。此外，上述半透光膜26与上述相同地对绘制光的表面反射率被调整为45％以下。

接下来，在上述的灰阶掩模坯料的半透光膜26上形成与抗蚀膜27相同的抗蚀膜，并在该半透光膜26上的抗蚀膜上进行第二次的绘制。在第二次的绘制中，绘制规定的图案以在遮光部和半透光部上形成抗蚀图案。绘制之后，通过进行显像，在与遮光部和半透光部对应的区域上形成抗蚀图案28(参考图3(e))。由于上述半透光膜26对绘制光的表面反射率被调整为45％以下，所以可以降低与在半透光膜26上的抗蚀膜上绘制时的CD变动相对的半透光膜26的表面反射率的影响。并且，在此作为绘制光可以采用与上述第一次的绘图相同的绘制光。

接下来，将上述的抗蚀图案28作为蚀刻掩膜，蚀刻露出的半透光膜26和遮光膜25的叠层膜，形成透光部22。作为这种情况下的蚀刻方法，在本实施方式中采用湿蚀刻。并且，去除残存的抗蚀图案，在透明基板24上完成具有由遮光膜25和半透光膜26的叠层膜构成的遮光部21、露出透明基板24的透光部22、以及由半透光膜26构成的半透光部23的灰阶掩模(参考图3(f))。

并且，在上述第一和第二实施方式中，根据本发明人的研究，在通常采用的光掩膜中，对绘制光的表面反射率对线宽CD给予的影响如下所述。

在图4中示出了相对于表面反射率的线宽变动倾向。作为在上述图案化中采用的绘制光，存在采用波长300～450nm的激光，例如413nm波长的激光的情况。在图4中示出上述的激光采用近似的436nm波长的激光的情况下的测量结果。图4示出以反射率和线宽的关系检验采用该激光的情况下的反射率的容许范围的结果。

具体地来说，图4示出构成绘图对象的光掩膜坯料的表面反射和与其相对的图案的CD的关系。其中，虽然在Cr遮光膜上涂敷抗蚀剂，并通过激光绘制进行实验，但是其他材料的膜也是可以的。有增加反射率，并且形成的图案的CD变大的倾向。由图4换算时可知，反射率1％的变动，线宽变动10nm。

在薄膜晶体管制造用的掩膜中，求得±0.35μm的CD精度。因此，对曝光光的反射率变动必须在±35％以内。在具有更严格的微细图案的TFT制造用的沟道部(例如沟道部的宽度不到2μm等)中，由于得到±0.20μm的CD精度，所以反射率变动应该不会超过±20％。

此外，在现有的二元掩膜中，由于多数的情况下在Cr遮光膜上形成反射防止膜，并且其表面反射率是10～15％左右，所以通过上述变动而容许的最大反射率在45％以内，在更微细的图案中是30％以内。

在具有半透光膜的灰阶掩模中，由于与遮光膜不同，不能提供反射防止功能，所以反射率有上升的倾向，对此如果调整绘制光的照射条件(杜斯量)则可以在与Cr遮光膜相同的CD精度下进行绘制。但是，在灰阶掩模中具有各种透过率的产品并存，对它们采用与各反射特性对应的绘制条件没有效率并且复杂。因此，发现即使绘制条件恒定，对绘制光的表面反射率也与遮光膜的表面反射率相同地都在45％以内，如果具有更微细的图案时在30％以内，则满足需要的CD精度，且同时生产率不会下降，可以满足市场要求。

遮光膜和半透光膜可以通过溅射法等公知的方法形成。在本发明的灰阶掩模坯料中，通过成膜满足上述表面反射率的膜，进一步地检查、选择成膜的坯料，由此可以仅使用具有足够的转写精度的灰阶掩模坯料。半透光膜对绘制光的表面反射率设计为不超过45％。并且，半透光膜的表面反射率的下限优选地在10％以上。这是因为在曝光设备(掩膜对准器)上投入掩膜时，为了检测其存在或位置，采用照射主表面的光的反射光。这样，采用露出半透光膜的部分，能够进行掩膜的确认、位置的确认。

为了使表面反射率在上述范围以内，可以通过半透光膜的组成引起的折射率n和膜厚来进行设计。进一步地，由于半透光部的曝光光的透过率需要在10～80％，优选地在20～60％的范围内，所以可以考虑这些参数，并通过公知的膜设计方法设计。同样地，半透光膜对绘制光的表面反射率可以调整为在面内不超过45％。

例如，在半透光膜的成膜时，当进行上述调整时，采用溅射法的情况下，可以通过对溅射气体流量的调整而进行。如果是CrOx的半透光膜，仅通过调整氧气的流量，如果是CrOxNy的半透光膜，仅通过调整氧气和/或氮气的流量，即能够使对绘制光的表面反射率不超过45％。

进一步地，本发明的半透光膜的表面反射率即使有一些变动(但是不会超过上述变动范围)，如上所述，优选地也不超过45％。因此，需要检查光掩膜坯料。在表面反射率的检查中使用反射率测量器，在面内的多个地方，测量照射与绘制光相当的光时的表面反射率，使用确定满足上述基准的坯料。

图5是示出在上述第二实施方式中记载的采用氧化铬的半透光部的特性的图。其中，示出半透光部的曝光光透过率为40％、绘制光表面反射率为21.4％(面内的最大表面反射率不到45％)的光掩膜坯料的特性。

在图5中，示出溅射成膜的时间和由俄歇电子分光法形成的截面组成(膜厚方向的组成)的关系。由图5可知，通过溅射时间(俄歇分析时间)为5分钟左右，到达由氧化铬形成的半透光部和由玻璃形成的透明基板的分界，之后，作为玻璃组成的成分的氧化硅比形成半透光部的氧化铬多。

通过精度良好地形成由以上的本实施方式得到的掩膜图案的CD，并且采用可以降低图案转写时散射光的影响的上述灰阶掩模，通过进行如图1的向被转写体30的图案转写，可以在被转写体上形成高精度的转写图案(抗蚀图案33)。

如上所述，本发明的灰阶掩模被非常有效地应用于薄膜晶体管(TFT)制造用的光掩膜中。特别地，随着TFT的动作快速化、小型化，沟道部的线宽有越来越小的倾向，在这种情况下，绘制图案的正确转写是必须的。因此，发现本发明的效果显著。

另外，本发明的灰阶掩模不仅具有一种的半透光部，而且也包含具有多个曝光光透过率的多色调掩膜的情况，进一步地，也包含为了制造这样的掩膜所采用的灰阶坯料。