JP2018189997A - フォトマスク基板、フォトマスクブランク、フォトマスク、フォトマスク基板の製造方法、表示装置の製造方法、フォトマスクのハンドリング方法、及びフォトマスク基板のハンドリング方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、従来の特許文献2には、表裏2つの主表面と、4つの端面とで構成されるマスクブランク用基板において、端面に、2つの角部側領域と、その2つの角部側領域に挟まれる中央側領域とを設け、角部側領域の端面を表面粗さRa0.5nm以下の鏡面とし、中央側領域を粗面とした、マスクブランク用基板が記載されている。
また、上記特許文献2では、端面の一部を鏡面とし、残りを粗面としたものであるが、やはり異物発生のリスクとともに、基板の自動ハンドリング性の向上を更に追及する余地がある。
本発明の目的は、第1に、端面の表面粗さにより発生する異物を極力低減し、基板の損傷を防止するとともに、基板の自動ハンドリングの信頼性を確実にすることができるフォトマスク基板及びその製造方法を提供することである。また、第2に、上記フォトマスク基板を用いたフォトマスクブランク、及びフォトマスクを提供することである。また、第3に、上記フォトマスクを適用した表示装置の製造方法、及びフォトマスクのハンドリング方法を提供することである。
(構成1)
透明材料からなり、主表面に転写用パターンを形成するためのフォトマスク基板であって、表裏2つの主表面、及び端面を備えるフォトマスク基板において、前記透明材料内部の、前記端面から所定深さの位置に、前記透明材料の改質部が形成され、前記改質部は、光学的に検出可能であることを特徴とする、フォトマスク基板。
前記改質部は、前記改質部以外の前記透明材料に対し、光の屈折率が異なることを特徴とする、構成1に記載のフォトマスク基板。
(構成3)
前記改質部は、前記透明材料内部であって、前記端面から深さ0.5mm〜10mmの位置に形成されていることを特徴とする、構成1又は2に記載のフォトマスク基板。
前記フォトマスク基板は、表裏2つの四角形の前記主表面と、4つの前記端面を有し、前記改質部は、前記フォトマスク基板の前記4つの端面全周にわたって、前記端面から深さ0.5mm〜10mmの位置に形成されていることを特徴とする、構成1乃至3のいずれかに記載のフォトマスク基板。
(構成5)
前記端面の算術平均表面粗さ(Ra)は、0.05μm以下であることを特徴とする、構成1乃至4のいずれかに記載のフォトマスク基板。
構成1乃至5のいずれかに記載のフォトマスク基板の主表面の一方に、光学膜が形成されたことを特徴とする、フォトマスクブランク。
(構成7)
構成1乃至5のいずれかに記載のフォトマスク基板の主表面の一方に、転写用パターンが形成されたことを特徴とする、フォトマスク。
主表面に転写用パターンを形成するためのフォトマスク基板の製造方法であって、透明材料からなり、表裏2つの主表面、及び端面を備える板状の透明基板であって、前記主表面と前記端面にそれぞれ所定の平滑度をもつ透明基板を用意する工程と、前記透明材料内部の、前記端面から所定深さの位置に超短パルスレーザを集光照射することにより、前記透明材料の改質部を形成する改質工程と、を含むことを特徴とする、フォトマスク基板の製造方法。
前記改質工程は、前記透明材料の屈折率を変化させるものであることを特徴とする、構成8に記載のフォトマスク基板の製造方法。
(構成10)
前記改質工程では、パルス長が15fs〜400fsの超短パルスレーザの集光照射を行い、前記所定深さの位置は、前記端面から深さ0.5mm〜10mmの位置であることを特徴とする、構成8又は9に記載のフォトマスク基板の製造方法。
前記改質工程の前に、前記端面の算術平均表面粗さ(Ra)が0.005μm〜0.05μmとなるように研磨する工程を含むことを特徴とする、構成8乃至10のいずれかに記載フォトマスク基板の製造方法。
(構成12)
前記フォトマスク基板は、表裏2つの四角形の前記主表面と、4つの前記端面を有し、前記改質工程では、前記4つの端面全周にわたって前記端面から所定深さの位置に、前記改質部を形成するものであることを特徴とする、構成8乃至11のいずれかに記載のフォトマスク基板の製造方法。
透明材料により形成され、表裏2つの主表面と、及び端面をもつフォトマスク基板であって、前記透明材料内部の、前記端面から所定深さの位置に前記透明材料の改質部が形成されたフォトマスク基板の、前記主表面の一方に転写用パターンを備えるフォトマスクを用意する工程と、前記フォトマスクを露光装置に導入する工程と、前記露光装置によって前記フォトマスクを露光し、前記転写用パターンを被転写体上に転写する工程と、前記フォトマスクを前記露光装置から取り出す工程と、を含む、表示装置の製造方法であって、前記フォトマスクを前記露光装置に導入する工程、又は、前記露光装置から取り出す工程において、前記フォトマスクを光学センサーによって検知し、前記光学センサーは、前記フォトマスクの端面から所定の深さにある、前記透明材料の前記改質部に照射された試験光の透過光、又は反射光を検出することを特徴とする、表示装置の製造方法。
透明材料により形成され、表裏2つの主表面と、及び端面をもつフォトマスク基板であって、前記透明材料内部の、前記端面から所定深さの位置に前記透明材料の改質部が形成されたフォトマスク基板の、前記主表面の一方に転写用パターンを備えるフォトマスクを用意する工程と、前記フォトマスクを移動することにより、所望の装置に導入し、又は、所望の場所に収納し、又は、所望の地点に搬送する、移動工程と、を含む、フォトマスクのハンドリング方法であって、前記フォトマスクの移動工程において、前記フォトマスクを光学センサーによって検知し、前記光学センサーは、前記フォトマスクの端面から所定の深さにある、前記透明材料の前記改質部に照射された試験光の透過光、又は反射光を検出することを特徴とする、フォトマスクのハンドリング方法。
また、上記フォトマスクを適用することにより、表示装置の製造方法、及びフォトマスクのハンドリング方法において、自動ハンドリングの信頼性を確実にすることができる。
本発明のフォトマスク基板は、上記構成1にあるとおり、透明材料からなり、主表面に転写用パターンを形成するためのフォトマスク基板であって、表裏2つの主表面、及び端面を備えるフォトマスク基板において、前記透明材料内部の、前記端面から所定深さの位置に、前記透明材料の改質部が形成され、前記改質部は、光学的に検出可能であることを特徴とする、フォトマスク基板である。
図1(a)に示すとおり、上記フォトマスク基板(以下、単に「基板」とも呼ぶこともある。)1は、表裏2つの四角形の主表面11a,11bと、4つの端面12とを有している。また、図1(b)に示すとおり、各端面12において、板厚方向の端面12cと表裏2つの主表面11a,11bとの間に、それぞれ面取り面12a,12bが形成されている。
なお、本発明において、表面粗さRaというときは、算術平均表面粗さ(Ra)を意味するものとする。算術平均表面粗さRaは、日本工業規格(JIS)B0601に準拠して算出される。表面粗さは具体的には表面粗さ計等を用いて測定することができる。
すなわち、透明材料からなり、表裏2つの主表面、及び端面を備える板状の透明基板であって、前記主表面と前記端面にそれぞれ所定の平滑度をもつ透明基板を用意する工程と、前記透明材料内部の、前記端面から所定深さの位置に超短パルスレーザを集光照射することにより、前記透明材料の改質部を形成する改質工程と、を含むフォトマスク基板の製造方法である。
上記のフェムト秒レーザ照射により、透明材料の内部に一次元、二次元、又は三次元の形状をもつ改質部を形成することができる。例えば、点状、線状、網目状など所望の形(パターン)に形成することができるが、透過光測定、反射光測定などによって、フォトマスク基板(又はその改質部)が確実に検出される形状を選ぶことが好ましい。
・ラッピング 透明材料からなるフォトマスク基板のラッピングにより、主表面の平坦度を所定範囲とする。
・端面研磨 基板端面に研磨用ブラシなどを接触させ、基板端面を鏡面化する。
・主表面の第1研磨 基板主表面の精密研磨を行う。研磨剤として酸化セリウムなどが使用できる。
・主表面の最終研磨 基板主表面を所望の表面粗さ(例えばRaが0.2nm程度)とするための最終研磨を行う。例えば、研磨剤としてコロイダルシリカなどが適用できる。
なお、本発明のフォトマスク基板の製造方法においては、上記のほかに、更に主表面の研磨工程を増加させてもよいし、その他の工程が追加されても良い。
具体的には、透明材料からなる上記フォトマスク基板の主表面の少なくとも一方に、遮光膜、半透光膜などの光学膜が形成されたフォトマスクブランクや、さらに、エッチングストッパ膜、電荷調整膜などの機能性膜のうち少なくとも1つが形成されたフォトマスクブランクを含む。また、これらのフォトマスクブランクの表面には、更にフォトレジスト膜など、パターン形成に必要な膜が形成されていてもよい。
また、上記遮光膜、半透光膜は、Si系の膜とすることもできる。この場合は、Siの化合物(SiONなど)、又は遷移金属シリサイド(MoSiなど)の化合物を用いることもできる。MoSiの化合物としては、MoSiの窒化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物などが例示される。
また、上記エッチングストッパ膜の材料は、上記遮光膜や半透光膜とはエッチング特性が異なるもの、すなわちエッチング選択性を有するものが選択されるとする。従って、エッチングストッパ膜の直上にある膜がCr系の場合には、エッチングストッパ膜はSi系の膜とし、直上の膜がSi系である場合には、エッチングストッパ膜はCr系の膜とすることができる。エッチングストッパ膜の材料の具体例は、上記遮光膜、半透光膜の材料として列記されたものと同様のものから選択することができる。
すなわち、透明材料により形成され、表裏2つの主表面と、及び端面をもつフォトマスク基板であって、前記透明材料内部の、前記端面から所定深さの位置に前記透明材料の改質部が形成されたフォトマスク基板の、前記主表面の一方に転写用パターンを備えるフォトマスクを用意する工程と、前記フォトマスクを露光装置に導入する工程と、前記露光装置によって前記フォトマスクを露光し、前記転写用パターンを被転写体上に転写する工程と、前記フォトマスクを前記露光装置から取り出す工程と、を含む、表示装置の製造方法であって、前記フォトマスクを前記露光装置に導入する工程、又は、前記露光装置から取り出す工程において、前記フォトマスクを光学センサーによって検知し、前記光学センサーは、前記フォトマスクの端面から所定の深さにある、前記透明材料の前記改質部に照射された試験光の透過光、又は反射光を検出することを特徴とする、表示装置の製造方法である。
すなわち、透明材料により形成され、表裏2つの主表面と、及び端面をもつフォトマスク基板であって、前記透明材料内部の、前記端面から所定深さの位置に前記透明材料の改質部が形成されたフォトマスク基板の、前記主表面の一方に転写用パターンを備えるフォトマスクを用意する工程と、前記フォトマスクを移動することにより、所望の装置に導入し、又は、所望の場所に収納し、又は、所望の地点に搬送する、移動工程と、を含む、フォトマスクのハンドリング方法であって、前記フォトマスクの移動工程において、前記フォトマスクを光学センサーによって検知し、前記光学センサーは、前記フォトマスクの端面から所定の深さにある、前記透明材料の前記改質部に照射された試験光の透過光、又は反射光を検出することを特徴とする、フォトマスクのハンドリング方法である。
石英ガラスからなる透明なフォトマスク基板(主表面の大きさが800mm×920mm、厚さ10mm)を5枚用意した。それぞれの端面(端面幅W2:7.0mm)は、下記表1に示したように、加工方法が異なることによって、表面粗さRaが異なるものとした。但し、基板1と基板5は、端面のRaを0.02μmとする鏡面加工を施した。また、基板2と基板3は、端面のRaを0.10μmまたは0.15μmとする準鏡面となるように加工を施した。
また、端面を準鏡面としたフォトマスク基板2、3は、上記透過光の検出値がやや高く、安定した検出に懸念が残った。また、主表面の傷も多少検出された。
以上から明らかなとおり、本発明のフォトマスク基板は、自動ハンドリング装置において、確実に検知され、ハンドリングされることができる一方、基板端面の表面粗さに起因する、異物や基板表面欠陥の問題が解消される、優れた作用効果を奏する。
11a、11b 主表面
12 端面
13 改質部
20 フェムト秒レーザ加工機
31 投光部
32 受光部
33 センサー表示部
Claims (18)
- 透明材料からなり、主表面に転写用パターンを形成するための、表示装置用のフォトマスク基板であって、
表裏2つの四角形の主表面、及び4つの端面を備えるフォトマスク基板において、
前記4つの端面のそれぞれについて、前記透明材料内部の、前記端面から所定深さの位置に、前記透明材料の改質部が形成され、
前記改質部は、光学的に検出可能であり、かつ、
前記端面の算術平均表面粗さ(Ra)は、0.005μm以上0.02μm以下であることを特徴とする、フォトマスク基板。 - 前記改質部は、前記改質部以外の前記透明材料に対し、光の屈折率が異なることを特徴とする、請求項1に記載のフォトマスク基板。
- 前記改質部は、前記透明材料内部であって、前記端面から深さ0.5mm〜10mmの位置に形成されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載のフォトマスク基板。
- 前記改質部は、前記フォトマスク基板の前記4つの端面全周にわたって、前記端面から深さ0.5mm〜10mmの位置に形成されていることを特徴とする、請求項1乃至3のいずれかに記載のフォトマスク基板。
- 前記改質部は、微細ドットが帯状に形成された形状を有することを特徴とする、請求項1乃至4のいずれかに記載のフォトマスク基板。
- 請求項1乃至5のいずれかに記載のフォトマスク基板の主表面の一方に、光学膜が形成されたことを特徴とする、フォトマスクブランク。
- 請求項1乃至5のいずれかに記載のフォトマスク基板の主表面の一方に、転写用パターンが形成されたことを特徴とする、フォトマスク。
- 主表面に転写用パターンを形成するための、表示装置用のフォトマスク基板の製造方法であって、
透明材料からなり、表裏2つの四角形の主表面、及び4つの端面を備える板状の透明基板であって、
前記主表面と前記端面にそれぞれ所定の平滑度をもつ透明基板を用意する工程と、
前記端面の算術平均表面粗さ(Ra)が0.005μm以上0.02μm以下となるように加工された状態で、前記透明材料内部の、前記4つの端面のそれぞれについて、前記端面から所定深さの位置に所定の幅で超短パルスレーザを集光照射することにより、前記透明材料の改質部を形成する改質工程と、
を含むことを特徴とする、フォトマスク基板の製造方法。 - 前記改質工程は、前記透明材料の屈折率を変化させるものであることを特徴とする、請求項8に記載のフォトマスク基板の製造方法。
- 前記改質工程では、パルス長が15fs〜400fsの超短パルスレーザの集光照射を行い、前記所定深さの位置は、前記端面から深さ0.5mm〜10mmの位置であることを特徴とする、請求項8又は9に記載のフォトマスク基板の製造方法。
- 前記フォトマスク基板は、表裏2つの四角形の前記主表面と、4つの前記端面を有し、
前記改質工程では、前記4つの端面全周にわたって前記端面から所定深さの位置に、前記改質部を形成するものであることを特徴とする、請求項8乃至10のいずれかに記載のフォトマスク基板の製造方法。 - 前記改質工程の後に、基板主表面の精密研磨を行うことを特徴とする、請求項8乃至11のいずれかに記載のフォトマスク基板の製造方法。
- 前記改質部は、微細ドットが帯状に形成された形状を有することを特徴とする、請求項8乃至12のいずれかに記載のフォトマスク基板の製造方法。
- 透明材料により形成され、表裏2つの主表面、及び端面をもつフォトマスク基板であって、前記透明材料内部の、前記端面から所定深さの位置に前記透明材料の改質部が形成されたフォトマスク基板の、前記主表面の一方に転写用パターンを備えるフォトマスクを用意する工程と、
前記フォトマスクを露光装置に導入する工程と、
前記露光装置によって前記フォトマスクを露光し、前記転写用パターンを被転写体上に転写する工程と、
前記フォトマスクを前記露光装置から取り出す工程と、
を含む、表示装置の製造方法であって、
前記フォトマスクを前記露光装置に導入する工程、又は、前記露光装置から取り出す工程において、前記フォトマスクを光学センサーによって検知し、前記光学センサーは、前記フォトマスクの端面から所定の深さにある、前記透明材料の前記改質部に照射された試験光の透過光、又は反射光を検出することを特徴とする、表示装置の製造方法。 - 前記端面の算術平均表面粗さ(Ra)が0.005μm以上0.02μm以下であることを特徴とする、請求項14に記載の表示装置の製造方法。
- 透明材料により形成され、表裏2つの主表面、及び端面をもつフォトマスク基板であって、前記透明材料内部の、前記端面から所定深さの位置に前記透明材料の改質部が形成されたフォトマスク基板の、前記主表面の一方に転写用パターンを備えるフォトマスクを用意する工程と、
前記フォトマスクを移動することにより、所望の装置に導入し、又は、所望の場所に収納し、又は、所望の地点に搬送する、移動工程と、
を含む、フォトマスクのハンドリング方法であって、
前記フォトマスクの移動工程において、前記フォトマスクを光学センサーによって検知し、前記光学センサーは、前記フォトマスクの端面から所定の深さにある、前記透明材料の前記改質部に照射された試験光の透過光、又は反射光を検出することを特徴とする、フォトマスクのハンドリング方法。 - 前記端面の算術平均表面粗さ(Ra)が0.005μm以上0.02μm以下であることを特徴とする、請求項16に記載のフォトマスクのハンドリング方法。
- 透明材料により形成され、表裏2つの四角形の主表面、及び4つの端面をもつ、主表面に転写用パターンを形成するための表示装置用のフォトマスク基板であって、前記端面の算術平均表面粗さ(Ra)が0.005μm以上0.02μm以下であり、かつ、前記4つの端面のそれぞれについて、前記透明材料内部の、前記端面から所定深さの位置に、光学的に検出可能な前記透明材料の改質部が形成されたフォトマスク基板を用意する工程と、
前記改質部に試験光を照射し、前記試験光の透過光、又は反射光を光学センサーによって検知することによって、所定の位置における前記フォトマスク基板の存在有無、前記フォトマスク基板の向き又は姿勢を検出する工程を含むことを特徴とする、フォトマスク基板のハンドリング方法。
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