JP2010113315A

JP2010113315A - フォトマスク

Info

Publication number: JP2010113315A
Application number: JP2008304196A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Hara; 康夫原
Original assignee: JSR Corp
Current assignee: JSR Corp
Priority date: 2008-10-10
Filing date: 2008-11-28
Publication date: 2010-05-20
Also published as: WO2010041508A1; TW201015210A

Abstract

【課題】ガラスを基材として用いなくても、近年のプリント配線基板のパターンの細線化や要求精度の厳格化に対応でき、かつ、ポリエステルフィルムを基材として用いた場合と同等の利便性を有するフォトマスクを提供すること。
【解決手段】高分子化合物を主成分とするフィルムまたはシートからなる基材と、前記基材の少なくとも一方の面に配設された遮光層と、前記基材の少なくとも一方の面に配設されたフレームと、から少なくとも構成されたフォトマスクであって、前記フォトマスクは、使用および保管される雰囲気において、前記基材が、前記フレームに張力のかかった状態で固定されている。
【選択図】図１

Description

半導体や液晶ディスプレイあるいはプリント配線基板などの電気回路基板の製造や金属箔のエッチング加工などの際に用いられるフォトマスクに関する。

従来より半導体や液晶ディスプレイあるいはプリント配線基板などの電気回路基板の製造や金属箔のエッチング加工などにおいて、マスクのパターンを光学的に転写するフォトリソグラフィーが広く用いられている。

このフォトリソグラフィーに用いられるマスクは、通常フォトマスクもしくはレチクルと称されることが多く、一般的には光学的に透明な基材と、この基材の表面に設けられた遮光層と、から構成されている。本発明においては、係るフォトマスクもしくはレチクルと称されるフォトリソグラフィーに用いられるマスクを「フォトマスク」と総称する。

なお、この光学的に透明な基材には、ポリエステルフィルムおよびソーダライムガラスや石英ガラスなどのガラスが、要求される特性に応じて適宜選択されて用いられている。

すなわち、プリント配線基板や金属箔のエッチング加工のように比較的パターンの線幅が大きく、位置や形状に関する要求精度が厳しくない場合には、ポリエステルフィルムが用いられることが多い。

一方、半導体や液晶ディスプレイのようにパターンの線幅が小さく、位置や形状に関する要求精度が厳しい場合には、ソーダライムガラスや石英ガラスなどのガラスが専ら用いられていた。
近年、携帯電話やデジタルカメラなどのプリント配線基板が搭載される最終製品は、小型化，薄肉化が急速に進んでおり、この結果、各種半導体や抵抗，コンデンサーといった電子部品の実装密度が上がり、パターンが細線化し、要求精度も厳しくなっている。

このため、従来のポリエステルフィルムでは、温度や湿度の変化により寸法変化が生じてしまい、パターンの細線化や要求精度の厳格化に対応できないという問題が生じていた。

特に天候などによって生ずる湿度の変化は、温度の変化に比べて大きく、ポリエステルフィルムを基材として用いたフォトマスクの精度や形状に大きな影響を与えるため、パターンの細線化や要求精度の厳格化に対応する上で、湿度の変化に伴う寸法変化の抑制が最大の問題であった。
このため、専ら半導体や液晶ディスプレイの製造に使用していたガラスを、プリント配線基板製造用の基材として用いる場合が多々発生している。

しかしながら、フォトマスクの基材としてガラスを用いた場合、ポリエステルフィルムと比べてコストアップするだけでなく、破損防止や重量増加に伴う作業性の低下あるいは保管場所確保が問題となる。

このため、ガラスよりも安価なポリエステルフィルムを基材とするフォトマスクにおいて、温度や湿度の変化に伴う寸法変化を低減させるため、従来のポリエステルフィルムからなる基材のフォトマスクに他の透明フィルムを積層して、寸法変化を少なくする技術が特許文献１および特許文献２に開示されている。
特開２００２−７２４５１号公報特開２００２−１６９２６９号公報

しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載されたような透明フィルムを積層したポリエステルフィルムを用いた基板は、ガラスを用いた基材と比べてしまうと、やはり温度や湿度の変化に伴う寸法変化が相変わらず大きく、近年のパターンの細線化や要求精度の厳格化の要求に必ずしも十分対応できるものではなかった。

本発明はこのような現状に鑑み、ガラスを基材として用いなくても、近年のプリント配線基板のパターンの細線化や要求精度の厳格化に対応でき、かつ、ポリエステルフィルムを基材として用いた場合と同等の利便性を有するフォトマスクを提供することを目的とする。

本発明は、前述したような従来技術における課題および目的を達成するために発明されたものであって、
本発明のフォトマスクは、
高分子化合物を主成分とするフィルムまたはシートからなる基材と、
前記基材の少なくとも一方の面に配設された遮光層と、
前記基材の少なくとも一方の面に配設されたフレームと、
から少なくとも構成されたフォトマスクであって、
前記フォトマスクは、
使用および保管される雰囲気において、
前記基材が、前記フレームに張力のかかった状態で固定されていることを特徴とする。

このように基材が張力のかかった状態でフレームに固定されていれば、湿度変化に伴う寸法変化が殆どなく、温度変化に伴う寸法変化も従来のフォトマスクと比べて著しく小さくすることができる。

このため、本発明のフォトマスクであれば、近年のパターンの細線化や要求精度の厳格化の要求に対して、ガラスからなる基材を用いたフォトマスクと同様に、使用もしくは保管される雰囲気を特別に調整しなくても対応することができ、製造コストを削減することができる。

また、本発明のフォトマスクは、
前記フレームが、熱線膨張率３５ｐｐｍ／℃以下の素材からなることを特徴とする。
このような熱線膨張率の素材からなるフレームを用いたフォトマスクであれば、湿度変化に伴う寸法変化がなく、温度変化に伴う寸法変化も従来のフォトマスクと比べて小さいため、使用もしくは保管される雰囲気を特別に調整しなくても対応することができ、製造コストを削減することができる。

また、本発明のフォトマスクは、
前記基材は、熱線膨張率が湿度線膨張率より大きいことを特徴とする。

このように基材の熱線膨張率が湿度線膨張率よりも大きいと、使用および保管される雰囲気での湿度変化に伴う寸法変化に対して、常に張力を保持できるようにするために必要なフレームの固定温度を広く設定でき、加工条件の選択肢が広がる。

また、本発明のフォトマスクは、
前記基材が、環状オレフィン系樹脂を主成分とすることを特徴とする。

このように環状オレフィン系樹脂を主成分とする基材であれば、耐熱性が高いため固定温度の選択幅が広く、また吸水性が低く湿度線膨張率が小さいため好適である。

本発明によれば、ガラスを基材として用いなくても、近年のプリント配線基板のパターンの細線化や要求精度の厳格化に対応でき、かつ、ポリエステルフィルムを基材として用いた場合と同等の利便性を有するフォトマスクを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいてより詳細に説明する。
図１は、本発明のフォトマスクの概略図であって、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ線による断面図、図２は、本発明のフォトマスクに形成されるパターンについて説明するための説明図であって、図２（ａ）は複数のパターンが形成されたフォトマスクの正面図、図２（ｂ）は１つのパターンが形成されたフォトマスクの正面図、図３および図４は、本発明のフォトマスクの製造方法を説明するための工程図である。

本発明のフォトマスクは、半導体や液晶ディスプレイあるいはプリント配線基板などの電気回路基板の製造や金属箔のエッチング加工などにおいて、フォトマスクのパターンを光学的に転写するフォトリソグラフィーに用いられるものである。

＜フォトマスク１０＞
図１（ａ）および図１（ｂ）に示したように、本発明のフォトマスク１０は、高分子化合物を主成分とするフィルムまたはシートからなる基材１４と、この基材１４の一方の面（図１では上面側）に配設された遮光層１６と、基材１４の他方の面（図１では下面側）に配設されたフレーム１２と、から構成されている。

そして、本発明のフォトマスク１０においては、使用および保管される雰囲気において、基材１４が、フレーム１２に張力のかかった状態で固定されている点で特徴的である。

ここで、基材１４やフレーム１２の形状としては通常は四角形または長方形である。しかしながらこの形状は特に限定されるものではなく、例えば円形、多角形であっても良いものである。また、フレーム１２は、フォトマスク１０の機械強度を高めたり反りなどの変形を抑制するために、基材１４の両面に設けられていても良く、その場合、遮光層１６の上にフレーム１２が設けられていても良い。

このようなフォトマスク１０の基材１４として用いられる高分子化合物を主材とするフィルムまたはシートは、光学的に透明であることが必要である。
ここで、光学的に透明とは、フォトリソグラフィーに用いられる光源の波長における光線透過率が高いことを意味し、光線透過率としては７０％以上、好ましくは８０％以上、さらに好ましくは８５％以上である。

また、上記したフォトマスク１０が使用もしくは保管される雰囲気とは、通常、温度として２０℃〜６０℃、湿度として４０％ＲＨ〜７０％ＲＨの範囲である。もちろん、この範囲外の場合には、その雰囲気において基材１４が張力のかかった状態で特定の素材からなるフレーム１２に固定されている必要がある。

また、本発明においては、フォトマスク１０が使用もしくは保管される雰囲気において
、基材１４が張力のかかった状態でフレーム１２に固定されている必要があるので、基材１４として用いる高分子化合物を主成分とするフィルムまたはシートの熱線膨張率が、湿度線膨張率より大きいことが好ましい。

すなわち、例えば５０℃において基材１４を張力のかかった状態でフレーム１２に固定するには、通常、固定時の温度（固定温度）を５０℃以上に設定し、５０℃との温度差に起因する基材１４の収縮（温度差と熱線膨張率の積）を利用することで可能となる。

しかしながら、湿度変化があっても基材１４に張力のかかった状態を維持するためには、固定温度と５０℃との温度差に起因する基材１４の収縮を、湿度変化による収縮よりも大きくしなければならない。

このため本発明のフォトマスク１０では、用いられる基材１４において、熱線膨張率が湿度線膨張率よりも大きな基材１４を用いることが好ましい。
熱線膨張率の絶対値が湿度線膨張率の絶対値よりも大きくない場合には、湿度変化は最大１００％ＲＨ（０％ＲＨ〜１００％ＲＨ）なので、固定温度を１５０℃以上にしなければならず、基材１４の耐熱温度を超えてしまって加工ができなくなる場合が生じてしまうこととなる。

なお、本発明では熱線膨張率は温度１℃に対する寸法変化、湿度線膨張率は湿度１％ＲＨに対する寸法変化と定義している。

ここで、本発明の基材１４に用いられる高分子化合物としては、例えばアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、環状オレフィン系樹脂などを用いることができる。

これらの中で、環状オレフィン系樹脂が、耐熱性が高いため固定温度の選択幅が広く、また、吸水性が低く湿度線膨張率が小さいため好ましい。
係る環状オレフィン系樹脂の具体例としては、例えば環状オレフィン系樹脂、商品名「ＡＲＴＯＮ」（ＪＳＲ株式会社製）、商品名「ＺＥＯＮＥＸ」（日本ゼオン株式会社製）、商品名「ＺＥＯＮＯＲ」（日本ゼオン株式会社製）、商品名「アペル」（三井化学株式会社製）などを挙げることができ、また下記式（１）で表される環状オレフィン系化合物を単量体として用いて得られる高分子化合物を挙げることができる。

［式（１）中、Ｒ¹〜Ｒ⁴は、各々独立に水素原子；ハロゲン原子；酸素、窒素、イオウまたはケイ素を含む連結基を有していてもよい置換または非置換の炭素原子数１〜１５の炭化水素基、もしくはその他の１価の有機基を表す。

ここで、Ｒ¹とＲ²もしくはＲ³とＲ⁴は、相互に結合してアルキリデン基を形成していて
もよく、Ｒ¹とＲ²、Ｒ³とＲ⁴またはＲ²とＲ³とが相互に結合して炭素環または複素環（これらの炭素環または複素環は単環構造でもよいし、他の環が縮合して多環構造を形成してもよい。）を形成してもよい。

形成される炭素環または複素環は芳香環でもよいし非芳香環でもよい。また、ｘは０〜３の整数、ｙは０または１を表す。］
式（１）で表される環状オレフィン系化合物の具体例としては、例えば以下に示す化合物が例示できる。

ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、
５−メチル−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、
５−エチル−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、
５−シクロヘキシル−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、
５−フェニル−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、
５−（４−ビフェニル）−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、
５−メトキシカルボニル−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、
５−フェノキシカルボニル−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、
５−フェノキシエチルカルボニル−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、
５−フェニルカルボニルオキシ−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、
５−メチル−５−メトキシカルボニル−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、
５−メチル−５−フェノキシカルボニル−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、
５−メチル−５−フェノキシエチルカルボニル−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、

５−ビニル−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、
５−エチリデン−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、
５，５−ジメチル−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、
５，６−ジメチル−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、
５−フルオロ−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、
５−クロロ−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、
５−ブロモ−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、
５，６−ジフルオロ−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、
５，６−ジクロロ−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、
５，６−ジブロモ−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、
５−ヒドロキシ−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、
５−ヒドロキシエチル−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、
５−シアノ−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、
５−アミノ−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、
トリシクロ［４．３．０．１^2,5］デカ−３−エン、
トリシクロ［４．４．０．１^2,5］ウンデカ−３−エン、
７−メチル−トリシクロ［４．３．０．１^2,5］デカ−３−エン、
７−エチル−トリシクロ［４．３．０．１^2,5］デカ−３−エン、
７−シクロヘキシル−トリシクロ［４．３．０．１^2,5］デカ−３−エン、
７−フェニル−トリシクロ［４．３．０．１^2,5］デカ−３−エン、
７−（４−ビフェニル）−トリシクロ［４．３．０．１^2,5］デカ−３−エン、
７，８−ジメチル−トリシクロ［４．３．０．１^2,5］デカ−３−エン、
７，８，９−トリメチル−トリシクロ［４．３．０．１^2,5］デカ−３−エン、
８−メチル−トリシクロ［４．４．０．１^2,5］ウンデカ−３−エン、
８−フェニル−トリシクロ［４．４．０．１^2,5］ウンデカ−３−エン、
７−フルオロ−トリシクロ［４．３．０．１^2,5］デカ−３−エン、
７−クロロ−トリシクロ［４．３．０．１^2,5］デカ−３−エン、

７−ブロモ−トリシクロ［４．３．０．１^2,5］デカ−３−エン、
７，８−ジクロロ−トリシクロ［４．３．０．１^2,5］デカ−３−エン、
７，８，９−トリクロロ−トリシクロ［４．３．０．１^2,5］デカ−３−エン、
７−クロロメチル−トリシクロ［４．３．０．１^2,5］デカ−３−エン、
７−ジクロロメチル−トリシクロ［４．３．０．１^2,5］デカ−３−エン、
７−トリクロロメチル−トリシクロ［４．３．０．１^2,5］デカ−３−エン、
７−ヒドロキシ−トリシクロ［４．３．０．１^2,5］デカ−３−エン、
７−シアノ−トリシクロ［４．３．０．１^2,5］デカ−３−エン、
７−アミノ−トリシクロ［４．３．０．１^2,5］デカ−３−エン、
テトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10］ドデカ−３−エン、
ペンタシクロ［７．４．０．１^2,5．１^8,11．０^7,12］ペンタデカ−３−エン、
ヘキサシクロ［８．４．０．１^2,5．１^7,14．１^9,12．０^8,13］ヘプタデカ−３−エン
、
８−メチル−テトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10］ドデカ−３−エン、
８−エチル−テトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10］ドデカ−３−エン、
８−シクロヘキシル−テトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10］ドデカ−３−エン
、
８−フェニル−テトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10］ドデカ−３−エン、
８−（４−ビフェニル）−テトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10］ドデカ−３−
エン、
８−メトキシカルボニル−テトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10］ドデカ−３−
エン、
８−フェノキシカルボニル−テトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10］ドデカ−３
−エン、
８−フェノキシエチルカルボニル−テトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10］ドデ
カ−３−エン、
８−フェニルカルボニルオキシ−テトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10］ドデカ
−３−エン、

８−メチル−８−メトキシカルボニル−テトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10］
ドデカ−３−エン、
８−メチル−８−フェノキシカルボニル−テトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10
］ドデカ−３−エン、
８−メチル−８−フェノキシエチルカルボニル−テトラシクロ［４．４．０．１^2,5．
１^7,10］ドデカ−３−エン、
８−ビニル−テトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10］ドデカ−３−エン、
８−エチリデン−テトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10］ドデカ−３−エン、
８，８−ジメチル−テトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10］ドデカ−３−エン、
８，９−ジメチル−テトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10］ドデカ−３−エン、
８−フルオロ−テトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10］ドデカ−３−エン、
８−クロロ−テトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10］ドデカ−３−エン、
８−ブロモ−テトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10］ドデカ−３−エン、
８，８−ジクロロ−テトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10］ドデカ−３−エン、
８，９−ジクロロ−テトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10］ドデカ−３−エン、
８，８，９，９−テトラクロロ−テトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10］ドデカ
−３−エン、
８−ヒドロキシ−テトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10］ドデカ−３−エン、
８−ヒドロキシエチル−テトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10］ドデカ−３−エ
ン、
８−メチル−８−ヒドロキシエチル−テトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10］ド
デカ−３−エン、
８−シアノ−テトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10］ドデカ−３−エン、
８−アミノ−テトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10］ドデカ−３−エン。

なお、これら環状オレフィン系化合物は１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。また、これら単量体と共重合可能な化合物を併用してもよい。
単量体あるいは単量体組成物を構成する環状オレフィン系化合物や共重合可能な化合物の種類および量は、得られる環状オレフィン系樹脂に求められる特性により適宜選択される。

これら環状オレフィン系樹脂の中でも、ガラス転移温度（Ｔｇ）が８０℃以上、好ましくは１００℃以上、さらに好ましくは１２０℃以上のものは、フレーム１２と基材１４との固定の際、固定温度を高く設定できるので好ましく、吸水率が０．５％以下、好ましくは０．３％以下、さらに好ましくは０．２５％以下のものは、湿度線膨張率が小さいので好ましい。

なお、本発明で用いることのできる環状オレフィン系樹脂が、これらの例示に限定されるものではないことはもちろんである。
本発明において基材１４として用いる高分子化合物を主成分とするフィルムまたはシートの厚みは、上記条件を満たす限りにおいて特に限定されるものではないが、通常０．０１ｍｍ〜５０ｍｍ、好ましくは０．０５ｍｍ〜３０ｍｍ、さらに好ましくは０．１ｍｍ〜１５ｍｍである。

ここで基材１４の厚みが０．０１ｍｍ未満になると、薄すぎてフォトマスク１０の強度が低下し取扱いが困難になる場合がある。
一方、基材１４の厚みが５０ｍｍを越えて厚くなると、フォトマスク１０の重量が増大し、取扱いが困難になる場合がある。

本発明において基材１４として用いる高分子化合物を主成分とするフィルムまたはシートは、光学的に透明である限り、酸化防止剤、カップリング剤、帯電防止剤、難燃剤、色素、顔料などが配合されていても良い。

また、光学的に透明である限り、ガラス繊維、ガラスクロスあるいは各種フィラーなどの補強材が含まれていても良い。
本発明において基材１４として用いる高分子化合物を主成分とするフィルムまたはシートの製造方法は、特に限定されるものではなく、射出成形法、ブロー成形法、溶融押出法、溶液キャスト法などの公知の方法で製造できる。また、延伸加工されていても良い。

またフレーム１２は、熱線膨張率３５ｐｐｍ／℃以下の素材を用いることが好ましく、より好ましくは３０ｐｐｍ／℃以下、さらに好ましくは１５ｐｐｍ／℃以下、最も好ましくは１０ｐｐｍ／℃以下である。
このようなフレーム１２の素材としては、例えばソーダライムガラス、パイレックス(
登録商標)ガラス、石英ガラスなどのガラス系素材、アルミニウム、シリコン、ニッケル
、炭素鋼、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ４１０）、鉄ニッケル合金（４２アロイ）などの金属系素材、アルミナ、窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素などのセラミクス系素材、ガラス繊維、シリカ、アルミナ、ボロンナイトライドなどのフィラーを配合したエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂などの複合樹脂系素材などが挙げられる。これらの中でガラス系素材、セラミクス系
素材および金属系素材は、実質的に湿度による寸法変化がなく好ましく、さらに金属系素材は加工性にも優れるのでより好ましい。

本発明におけるフォトマスク１０のフレーム１２の厚みや幅は、固定される高分子化合物を主成分とするフィルムまたはシートの張力により変形しない限り、特に制限はないが、通常、厚みは０．０５ｍｍ〜１００ｍｍ、幅は５ｍｍ〜１５０ｍｍである。

また、本発明において使用される遮光層１６としては、従来より公知のものが適用でき、例えば銀塩感光乳剤を塗工して得られる。さらに、感光性樹脂に顔料や染料を配合して得られる感光性のインクや塗料を用いることも可能である。なお、遮光層１６の厚さとしては、遮光部分の光透過率を通常１％以下にできる厚みであれば良く、通常２〜１０μｍである。

また、蒸着などにより金属系薄膜を設けて遮光層１６とすることもできる。この場合、クロムもしくはクロムと酸化クロムの複層膜が用いられることが多いが、シリコンや酸化鉄、モリブデンシリサイトなども膜材として用いることができ、この場合における遮光層１６の厚さとしては通常８０〜１５０ｎｍである。

なお、係る遮光層１６は、通常基材の一方の面に設けられるが、両面に設けることを妨げるものではない。
さらに、本発明においては、基材１４や遮光層１６に、保護層，反射防止層，帯電防止層などの機能層（図示せず）を設けることもできる。係る機能層は、液状原料をコーティングして設けてもよいし、これらの機能を有するフィルムを貼合して設けてもよい。

また、遮光層１６においては、図２（ａ）に示したフォトマスク１０ａように、複数のパターン２０ａが一つの遮光層１６に形成されていても、図２（ｂ）に示したフォトマスク１０ｂのように、一つのパターン２０ｂが一つの遮光層１６に形成されていてもよい。また、複数種類のパターンが一つの遮光層１６に形成されていてもよく、適宜選択が可能なものである。

上記したように本発明のフォトマスク１０は、使用および保管される雰囲気において、基材１４が、熱線膨張率３５ｐｐｍ／℃以下の素材からなるフレーム１２に、張力のかかった状態で固定されているため、湿度変化に伴う寸法変化がなく、温度変化に伴う寸法変化も従来のフォトマスクと比べて著しく小さくすることができる。

このため、近年のパターンの細線化や要求精度の厳格化の要求に対して、ガラスからなる基材を用いたフォトマスクと同様に、使用もしくは保管される雰囲気を特別に調整しなくても対応することができ、製造コストを削減することができる。

＜フォトマスク１０の製造方法＞
上記したフォトマスク１０の製造方法について、以下説明する。

本発明のフォトマスク１０の製造方法では、まず図３（ａ）に示したように、熱線膨張率３５ｐｐｍ／℃以下の素材からなるフレーム１２を準備する。
次いで、図３（ｂ）に示したように、フレーム１２の一方の面（図３（ｂ）では上面）に接着剤を塗布する。

さらに、常温下において、接着剤が塗布されたフレーム１２上に、このフレーム１２より一回り大きな基材１４を貼合する。
そして、フレーム１２上に基材１４を貼合した後、使用および保管する温度より高い温
度、通常１００℃以上で加熱して接着剤を硬化し、基材１４をフレーム１２に固定する。その後、使用または保管する温度まで冷却すると、基材１４は張力のかかった状態でフレーム１２に固定される。

さらに、図３（ｃ）に示したように、基材１４のフレーム１２が接着されていない面（図３（ｃ）では上面）に遮光層１６を設ける。
遮光層１６の設け方は遮光層１６の材質により異なるが、例えば、銀塩感光乳剤の場合はロールコーターやスリットコーターなど公知のコーターを用いて塗工し、その後乾燥することで設ける。
一方、クロム・酸化クロム複合層などの金属系薄膜の場合には蒸着により設ける。なお、金属系薄膜の場合には、通常、さらにその上にエッチングのためのレジスト層を設ける。係るレジスト層を設けるにあたっては、液状レジストを用いても良いしドライフィルムレジストを用いても良い。また、ポジ型、ネガ型いずれであっても良い。

次いで、図４（ａ）に示したように、遮光層１６にレーザー１８や電子線などで所望のパターンに合わせたパターン２０を形成し、その後現像などの後処理を実施する。
これにより、図４（ｂ）に示したようなフォトマスク１０を得ることができる。

なお、このようにして製造されるフォトマスク１０は、さらに基材１４や遮光層１６に、表面保護，反射防止，帯電防止などの機能を有する機能層（図示せず）を形成しても良い。

このように、本発明のフォトマスク１０は、上記したような簡単な工程で製造されるものであり、基材１４が、熱線膨張率３５ｐｐｍ／℃以下の素材からなるフレーム１２に、使用および保管される雰囲気において張力のかかった状態で固定されているため、湿度変化に伴う寸法変化が殆どなく、温度変化に伴う寸法変化も従来のフォトマスクと比べて著しく小さくすることができる。

このため本発明のフォトマスクは、近年のパターンの細線化や要求精度の厳格化の要求に対して、ガラスからなる基材を用いたフォトマスクと同様に、使用もしくは保管される雰囲気を特別に調整しなくても対応することができ、製造コストを削減することができる。

以上、本発明の好ましい形態について説明したが、本発明は上記の形態および製造方法に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能なものである。

［実施例１］
まず、４２アロイ製（熱線膨張率：４ｐｐｍ、湿度線膨張率：０）、外形４３０ｍｍ角、枠幅３０ｍｍ、厚み１．０ｍｍのフレーム１２を準備した（図３（ａ））。

次いでこのフレーム１２の一の面にエポキシ系熱硬化性接着剤を塗工し、この接着剤塗工面上に、商品名「ＡＲＴＯＮ」（ＪＳＲ株式会社製）（ガラス転移温度：１７１℃、熱線膨張率：６２ｐｐｍ、湿度線膨張率：４ｐｐｍ）を用い溶液キャスト法により得られた４５０ｍｍ角、厚み１００μｍのフィルムからなる基材１４を、２５℃、５５％ＲＨの雰囲気において弛みが生じないように貼合した。

次いで、１６０℃で５時間加熱して接着剤を硬化させ、基材１４をフレーム１２に固定した（図３（ｂ））。
得られたフレーム１２およびフレーム１２に固定された基材１４を２５℃、５５％ＲＨの雰囲気に戻し、基材１４のフレーム１２からはみ出した部分をカッターにてカットした。

その後、基材１４のフレーム１２が接着されていない面に、銀塩感光乳剤を塗工した。
その後で乾燥して厚み５μｍの遮光層１６を設けてフォトマスク原版を得た（図３（ｃ））。

このようにして得られたフォトマスク原版に、２５℃、５５％ＲＨの雰囲気において、レーザー描画装置（ペンタックス株式会社製、ＤＩ−２０８０）を用いて、図５に示したように測定用の評点２２を、評点間距離Ｌが３５０ｍｍとなるように基材１４の上下左右の４箇所に描画し、その後、現像，乾燥してフォトマスク（Ａ−１）を得た。
［実施例２］
遮光層１６を設けるにあたり、銀塩感光乳剤の塗工・乾燥の代わりに、厚み１００ｎｍのクロム・酸化クロムの複合層を蒸着加工したこと以外は、実施例１と同様にしてフォトマスク原版を得た。

このようにして得られたフォトマスク原版の遮光層１６に、ネガレジスト（ＪＳＲ株式会社製：ＴＨＢ−１１０Ｎ）を塗工・乾燥し、次いでレーザー描画装置（ペンタックス株式会社製、ＤＩ−２０８０）を用いて、測定用の評点２２を、評点間距離Ｌが３５０ｍｍとなるように基材１４の上下左右の４箇所に描画し、その後、現像，エッチング，レジスト剥離，洗浄，乾燥してフォトマスク（Ａ−２）を得た。
［比較例１］
フレーム１２がないこと以外は実施例１と同様にして、４３０ｍｍ角、遮光層１６として銀塩ゼラチン乳剤を用いたフォトマスク（Ｂ−１）を得た。
［比較例２］
フレーム１２がないこと以外は実施例２と同様にして、４３０ｍｍ角、遮光層１６としてクロム・酸化クロムの複合層を用いたフォトマスク（Ｂ−２）を得た。
＜張力確認試験＞
実施例１により得られたフォトマスク（Ａ−１）を「２５℃、５５％ＲＨ」の雰囲気に２４時間暴露した後、同雰囲気下で、その中心を家庭用縫い針で突いて穴をあけたところ、一気に裂け、基材１４に張力がかかっていたことが確認できた。

また「２５℃、２０％ＲＨ」、「２５℃、８０％ＲＨ」、「６０℃、５５％ＲＨ」の雰囲気で同様に、フォトマスクの中心を家庭用縫い針で突いて穴をあけたところ、一気に裂け、これらについても基材１４に張力がかかっていたことが確認できた。

また、実施例２により得られたフォトマスク（Ａ−２）についても実施例１と同様にして「２５℃、２０％ＲＨ」、「２５℃、５５％ＲＨ」、「２５℃、８０％ＲＨ」、「６０℃、５５％ＲＨ」の雰囲気でフォトマスクの中心を家庭用縫い針で突いて穴をあけたところ、一気に裂け、これらについても基材１４に張力がかかっていたことが確認できた。
＜温度および湿度変化に伴う評点間距離の変化測定試験＞
上記実施例１，２，比較例１，２のフォトマスク（Ａ−１，Ａ−２，Ｂ−１，Ｂ−２）について、温度および湿度変化に伴う評点間距離の変化を、「２５℃、８０％ＲＨ」、「２５℃、２０％ＲＨ」、「６０℃、５５％ＲＨ」の３つの異なる雰囲気下で測定し、上下と左右の評点間距離のうち、「２５℃、５５％ＲＨ」の雰囲気下からの寸法変化の値が一番大きな値について表１〜３に示した。

なお測定は、３つの雰囲気下にそれぞれ２４時間暴露した後実施した。表中の「−」は評点間距離が縮んだことを表す。

表１〜３から明らかなように、基材１４が張力のかかった状態でフレーム１２に固定されたフォトマスク（Ａ−１，Ａ−２）は湿度変化に伴う寸法変化がなく、温度変化に伴う寸法変化もフレーム１２のないフォトマスク（Ｂ−１，Ｂ−２）に比べて著しく小さいことが確認できた。

すなわち、本発明の製造方法で得られた実施例１および実施例２のフォトマスク（Ａ−１，Ａ−２）は、近年のパターンの細線化や要求精度の厳格化の要求に対して、ガラスから成る基材１４を用いたフォトマスクと同様に、使用もしくは保管される雰囲気を特別に調整しなくても対応可能であることを示している。

なお、温度変化に伴うフォトマスクの寸法変化は、フレーム１２の素材である４２アロイの熱線膨張率とほぼ一致しており、このことは、寸法変化を更に低減するためにはより熱線膨張率の小さい素材をフレームに用いればよいことを示唆している。

図１は、本発明のフォトマスクの概略図であって、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ線による断面図である。図２は、本発明のフォトマスクに形成されるパターンについて説明するための説明図であって、図２（ａ）は複数のパターンが形成されたフォトマスクの正面図、図２（ｂ）は１つのパターンが形成されたフォトマスクの正面図である。図３は、本発明のフォトマスクの製造方法を説明するための工程図である。図４は、本発明のフォトマスクの製造方法を説明するための工程図である。図５は、評点間距離の変化測定試験用の評点が描画されたフォトマスクの正面図である。

符号の説明

１０・・・フォトマスク
１０ａ・・フォトマスク
１０ｂ・・フォトマスク
１２・・・フレーム
１４・・・基材
１６・・・遮光層
１８・・・レーザー
２０・・・パターン
２０ａ・・パターン
２０ｂ・・パターン
２２・・・評点
Ｌ・・・評点間距離

Claims

高分子化合物を主成分とするフィルムまたはシートからなる基材と、
前記基材の少なくとも一方の面に配設された遮光層と、
前記基材の少なくとも一方の面に配設されたフレームと、
から少なくとも構成されたフォトマスクであって、
前記フォトマスクは、
使用および保管される雰囲気において、
前記基材が、前記フレームに張力のかかった状態で固定されていることを特徴とするフォトマスク。
前記フレームが、熱線膨張率３５ｐｐｍ／℃以下の素材からなることを特徴とする請求項１に記載のフォトマスク。
前記基材は、熱線膨張率が湿度線膨張率より大きいことを特徴とする請求項１または２に記載のフォトマスク。
前記基材が、環状オレフィン系樹脂を主成分とすることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のフォトマスク。