JP5497693B2 - フォトマスク基板、フォトマスク基板の製造方法、フォトマスクの製造方法、及びパターン転写方法 - Google Patents
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Description
主表面に転写用パターンを形成し、プロキシミティ露光装置に装着して、前記プロキシミティ露光装置のステージに載置した被転写体との間にプロキシミティギャップを設けて露光し、前記転写用パターンを転写することに用いるフォトマスクとなすための、フォトマスク基板であって、
前記主表面上の1又は複数の特定領域において、該特定領域外の周辺領域と異なる除去量の形状加工が行われて凹形状、凸形状、又は凹凸形状が形成されることにより、前記フォトマスク基板を、前記プロキシミティ露光装置に装着したときに生じる、前記プロキシミティギャップの位置による変動が低減され、かつ、
前記形状加工は、前記プロキシミティギャップの位置による変動から抽出された、前記プロキシミティ露光装置に固有の変動を低減するものであるであるフォトマスク基板である。
前記形状加工が行われた主表面は、前記抽出された前記プロキシミティ露光装置に固有の変動に基づいて決定された補正形状を有する第1の態様に記載のフォトマスク基板である。
前記形状加工は、前記主表面上において、前記抽出された前記プロキシミティ露光装置に固有の変動が、所定のギャップ変動許容値を超える領域を含む、特定領域のみに対して行われたものである第1又は2の態様に記載のフォトマスク基板である。
前記形状加工は、前記主表面に、1又は複数の凹部を形成するものである第1〜3のいずれかの態様に記載のフォトマスク基板である。
主表面に転写用パターンが形成されたフォトマスクであって、プロキシミティ露光装置に装着して、前記プロキシミティ露光装置のステージに載置した被転写体との間にプロキシミティギャップを設けて露光し、前記転写用パターンを転写することに用いるフォトマスクとなすための、フォトマスク基板の製造方法であって、
前記主表面上の複数位置におけるプロキシミティギャップを測定し、
前記プロキシミティギャップの位置による変動のうち、前記プロキシミティ露光装置に固有の変動を抽出し、
抽出された前記プロキシミティ露光装置に固有の変動と、所定のギャップ変動許容値とに基づいて、前記フォトマスク基板の主表面の補正形状を決定し、
前記フォトマスク基板の主表面に、前記決定した補正形状とするような形状加工を施すフォトマスク基板の製造方法である。
主表面に転写用パターンが形成されたフォトマスクであって、プロキシミティ露光装置に装着して、前記プロキシミティ露光装置のステージに載置した被転写体との間にプロキシミティギャップを設けて露光し、前記転写用パターンを転写することに用いるフォトマスクとなすための、フォトマスク基板の製造方法であって、
サンプルマスク基板を前記プロキシミティ露光装置に装着し、サンプルガラス基板を前記プロキシミティ露光装置のステージに載置し、前記サンプルマスク基板の主表面の複数位置におけるプロキシミティギャップを測定することによって、位置によるプロキシミティギャップの変動を示すギャップデータを得る工程と、
前記ギャップデータから、前記プロキシミティ露光装置に固有の変動成分を抽出して、固有ギャップデータを得る工程と、
前記固有ギャップデータと、所定のギャップ変動許容値とを用いて、前記フォトマスク基板に施す形状加工データを得る工程と、
前記形状加工データを用いて、前記フォトマスク基板の主表面に形状加工を行う工程とを含むフォトマスク基板の製造方法である。
前記固有ギャップデータを得る工程において、前記複数位置におけるプロキシミティギャップの変動のうち、前記サンプルマスク基板に起因するプロキシミティギャップ変動の成分を除去する第6の態様に記載のフォトマスク基板の製造方法である。
前記固有ギャップデータを得る工程において、前記複数位置におけるプロキシミティギャップの変動のうち、前記サンプルガラス基板に起因するプロキシミティギャップ変動の成分を除去する第6又は7の態様に記載のフォトマスク基板の製造方法である。
前記プロキシミティギャップの測定の際、サンプルマスク基板の自重による撓みを抑制するため、前記プロキシミティ露光装置の備える撓み抑制手段を用いる第6〜8のいずれかの態様に記載のフォトマスク基板の製造方法である。
前記形状加工データを得る工程において、前記固有ギャップデータに示される、前記プロキシミティ露光装置に固有の位置によるプロキシミティギャップ変動のうち、前記ギャップ変動許容値を超える部分を特定し、前記特定した部分を含む特定領域に対して、形状加工を行う第6〜9のいずれかの態様に記載のフォトマスク基板の製造方法である。
前記固有ギャップデータのうち、プロキシミティギャップが最大値となる位置の前記主表面の高さをZ1とし、前記ギャップ変動許容値をTとするとき、前記主表面上における高さが(Z1−T)より低い部分を特定し、前記特定した部分を含む特定領域に対して形状加工を行う第6〜10のいずれかの態様に記載のフォトマスク基板の製造方法である。
前記形状加工は、前記フォトマスク基板の主表面に、1又は複数の凹部を形成するものである第5〜11のいずれかの態様に記載のフォトマスク基板の製造方法である。
第1〜4のいずれかの態様に記載のフォトマスク基板又は第5〜12のいずれかの態様に記載の製造方法によるフォトマスク基板の主表面に、前記転写用パターンを形成するための光学薄膜が形成されたフォトマスクブランクである。
第13の態様に記載のフォトマスクブランクの主表面に形成された光学薄膜を、フォトリソグラフィ法によってパターニングすることにより、前記転写用パターンが形成されたフォトマスクである。
液晶表示装置の製造に用いられる第14の態様に記載のフォトマスクである。
第15の態様に記載のフォトマスクを、前記プロキシミティギャップの測定に用いた前記プロキシミティ露光装置に装着し、露光することにより、前記フォトマスクに形成された転写用パターンを被転写体上に転写するパターン転写方法である。
第16の態様に記載のパターン転写方法を用いる液晶表示装置の製造方法である。
プロキシミティ露光装置のプロキシミティギャップ評価方法において、
サンプルマスク基板を前記プロキシミティ露光装置に装着し、サンプルガラス基板を前記プロキシミティ露光装置のステージに載置し、前記サンプルマスク基板の主表面の複数位置におけるプロキシミティギャップを測定することによって、位置によるプロキシミティギャップの変動を示すギャップデータを得る工程と、
前記ギャップデータから、前記プロキシミティ露光装置に固有の変動成分を抽出して、固有ギャップデータを得る工程と、
前記固有ギャップデータと、所定のギャップ変動許容値とを用いて、変動許容値を超過するプロキシミティギャップの生じる位置と、その超過量とを求めるプロキシミティギャップ評価方法である。
上記TFT基板やCFを製造するにあたり、プロキシミティ露光を採用したパターン転写方法が有利に使用される。プロキシミティ露光においては、レジスト膜が形成された被転写体(以下、ガラス基板ともいう)とフォトマスクのパターン面とを対向させて保持し、パターン面を下方に向け、フォトマスクの裏面(パターン形成面の反対側の面)側から光を照射することで、レジスト膜にパターンを転写する。このとき、フォトマスクと転写体との間には所定の微小間隔(プロキシミティギャップ)を設ける。プロキシミティギャップは、例えば、30〜300μm程度、より好ましくは、50〜180μm程度とすることができる。なお、フォトマスクは、透明基板の主表面に形成された光学膜(遮光膜又は、露光光を一部透過する半透光膜など)に所定のパターニングがなされてなる転写用パターンを備えている。この転写用パターンを形成する主表面がパターン面となる。
プロキシミティ露光装置には、フォトマスクを装着(装置内に保持)する方式が複数存在する。
フォトマスク基板をプロキシミティ露光装置(以下、単に露光装置とも呼ぶ)に装着すると、フォトマスク基板は、自重により撓むことが上記文献1〜3により知られている。そこで、露光装置に装着したフォトマスク基板の撓みを抑制する撓み抑制手段を設けた露光装置が提供されている。
こうした露光装置のフォトマスク保持方式や撓み抑制手段の方式や形状は複数あることから、これらの相違により、フォトマスク基板の受ける力の方向や大きさ、面積あたりの圧力は、同一ではない。従って、たとえ撓み抑制手段によって完全に自重撓みが解消したとしても、フォトマスク基板は、露光装置の保持部材との接点(又は接面、接線)、及び撓み抑制手段との接点(同)によって異なる、さまざまな種類の力を受けていると考えられる。そして、フォトマスク基板の受ける力の方向や大きさ、面積あたりの圧力は、露光装置のもつフォトマスクの保持方式や撓み抑制手段の方式によって相違すると推定される。また、更には、同一の保持方式等を採用していても、フォトマスク基板のサイズや、個々の露光装置の保守方法などによって異なると推定される。また、被転写体を構成するガラス基板を載置する露光装置のステージも、完全な平坦面ではないことから、プロキシミティギャップに対して影響を与える要因をもつ。これらの要因は、プロキシミティギャップの位置による変動を生じさせ、転写精度に影響を生じさせると考えられる。特に、転写用パターンの微細化に伴い、線幅2〜15μm、更には3〜10μm程度のパターンの精緻な転写においては、露光装置のさまざまな要因によるプロキシミティギャップ変動が、無視できなくなってきている。
本実施形態に適用するフォトマスク基板の材料としては、ガラス材料を用いることができる。例えば、石英ガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ソーダライムガラスが使用できる。
まず、所定の露光装置のもつ、プロキシミティギャップの位置による変動量を把握する。プロキシミティギャップの測定は、露光装置のフォトマスク保持部にサンプルマスク基板を装着し、露光装置の被転写体を載置するステージにサンプルガラス基板を載置し、その間の距離を測定することで実施することができる。つまり、サンプルマスク基板の主表面上における複数位置において、サンプルマスク基板とサンプルガラス基板との間の距離であるプロキシミティギャップを把握する。具体的には、サンプルマスク基板の主表面上の複数の測定点におけるプロキシミティギャップを各々測定する。例えば、サンプルマスク基板の主表面のうちパターン領域に相当する領域内において、所定の一定間隔(例えば10mm〜300mmの範囲内の所定値)の格子点を設定し、各格子点を測定点とすることができる。格子点の距離は、例えば50mm〜250mmの範囲内で選択することがより好ましい。
(1)該露光装置にフォトマスク基板を装着したときの、フォトマスク自重撓みによるギャップ変動
(2)該露光装置がフォトマスクを保持する機構(保持部の形状、接触面積など)や、撓み抑制手段の方式(押圧位置、圧力)によるギャップ変動
(3)該露光装置の、被転写体(ガラス基板)を載置するステージの平坦度不均一によるギャップ変動
(4)フォトマスク基板のパターン面の平坦度不均一によるギャップ変動(上面保持の場合は、裏面の平坦度不均一によるギャップ変動も含まれる)
(5)該露光装置のステージに載置された被転写体(ガラス基板)の被転写面及びその裏面の平坦度不均一によるギャップ変動
上記で得られた固有ギャップデータは、露光装置に、理想的に平坦なフォトマスク基板と、理想的に平坦なガラス基板とをセットしたときに、該露光装置に起因して生じてしまうギャップ変動を表わす。従って、このギャップ変動を生じさせないようにするには、あらかじめ、フォトマスク基板のパターン面に対してこの変動を反転した形状の加工を施しておけば、ギャップ変動を実質的にゼロとすることができる。この状態を、図4(d)に示す。図4(d)には、図4(c)に示すギャップ変動をもとに、反転する形状のパターン面を形成するための形状加工データを示す。尚、ここで、図4(d)では、図4(c)に示すギャップ変動を相殺するために補正されたフォトマスク基板の面形状を、フォトマスク基板を裏返してパターン面側からみた状態を示しているため、対応する位置が左右対称位置に移動している。
、点線に示す凸形状をパターン面に形成すれば良く、更に、マージンとして、点線と実線
との間の領域が許容される。
一般に、フォトマスク基板は、フォトマスク用のガラス基板材料を用意し、2つの主表面を研磨により平坦化して得ることができる。例えば、パターン面及びパターン面の裏面のそれぞれにおいて、平坦度を5〜30μmとしたガラス基板材料を用いることができる。こうして得られたガラス基板材料をフォトマスク基板材料として用い、更に形状加工して、本実施形態のフォトマスク基板を得ることができる。
本実施形態に係るフォトマスク基板は、以下のように構成されている。
すなわち、主表面に転写用パターンを形成し、プロキシミティ露光装置に装着して、前記プロキシミティ露光装置のステージに載置した被転写体との間にプロキシミティギャップを設けて露光し、前記転写用パターンを転写することに用いるフォトマスクとなすための、フォトマスク基板であって、
前記主表面上の1又は複数の特定領域において、該特定領域外の周辺領域と異なる除去量の形状加工が行われて凹形状、凸形状、又は凹凸形状が形成されることにより、前記フォトマスク基板を、前記プロキシミティ露光装置に装着したときに生じる、前記プロキシミティギャップの位置による変動が低減され、かつ、
前記形状加工は、前記プロキシミティギャップの位置による変動から抽出された、前記露光装置に固有の変動を低減するものであるフォトマスク基板として構成されている。
本実施形態のフォトマスク基板の用途に特に制約はない。例えば、以下に例示するような種類のフォトマスクに適用することができる。特に、液晶表示装置製造用のフォトマスクであって、CF(カラーフィルタ)やTFT(薄膜トランジスタ)基板の製造に用いるフォトマスクに用いれば、本発明の効果が顕著に得られる。
露光装置は、公知のプロキシミティ露光用のものを用いることができる。露光光源としては、i線、h線、g線を含む波長域の光源を用いることができる。
上述したように、本実施形態によれば、フォトマスクを露光装置にセットしたときのプロキシミティギャップを、正確かつ効率的に評価することが可能である。
このギャップデータから、前記プロキシミティ露光装置に固有の変動成分を抽出して、固有ギャップデータを得る工程と、
前記固有ギャップデータと、所定のギャップ変動許容値とを用いて、変動許容値を超過するプロキシミティギャップの生じる位置と、その超過量とを求めることによって、フォトマスクを露光装置にセットしたときのプロキシミティギャップを、正確かつ効率的に評価することができる。
以上、本発明の実施の形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
Claims (22)
- 主表面に転写用パターンを形成し、プロキシミティ露光装置に装着して、前記プロキシミティ露光装置のステージに載置した被転写体との間にプロキシミティギャップを設けて露光し、前記転写用パターンを転写することに用いるフォトマスクとなすための、フォトマスク基板であって、
前記主表面上の1又は複数の特定領域において、該特定領域外の周辺領域と異なる除去量の形状加工が行われて凹形状、凸形状、又は凹凸形状が形成されることにより、前記フォトマスク基板を、前記プロキシミティ露光装置に装着したときに生じる、前記プロキシミティギャップの、位置による変動が低減され、かつ、
前記形状加工は、前記プロキシミティギャップの、位置による変動から抽出された、前記プロキシミティ露光装置に固有の変動を低減するものであり、
前記プロキシミティ露光装置に固有の変動は、前記プロキシミティギャップの測定により得たギャップデータが有する変動から、前記測定に用いたサンプルマスク基板、又は、サンプルガラス基板に起因する、プロキシミティギャップ変動の成分を除去したものであることを特徴とするフォトマスク基板。 - 前記プロキシミティ露光装置に固有の変動は、前記プロキシミティギャップの測定により得たギャップデータが有する変動から、前記測定に用いたサンプルマスク基板、及び、サンプルガラス基板に起因する、プロキシミティギャップ変動の成分を除去したものであ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。
- 前記測定に用いるサンプルマスク基板に起因するプロキシミティギャップ変動の成分は、前記フォトマスク基板の平坦度データであ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。
- 前記測定に用いるサンプルガラス基板に起因するプロキシミティギャップ変動の成分の除去は、複数のサンプルガラスを用いて得た前記ギャップデータの値の平均を得て行うものであることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載のフォトマスク基板。
- 前記形状加工が行われた主表面は、前記抽出された前記プロキシミティ露光装置に固有の変動に基づいて決定された補正形状を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のフォトマスク基板。
- 前記形状加工は、前記主表面上において、前記抽出された前記プロキシミティ露光装置に固有の変動が、所定のギャップ変動許容値を超える領域を含む、特定領域のみに対して行われたものであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のフォトマスク基板。
- 前記形状加工は、前記主表面に、1又は複数の凹部を形成するものであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のフォトマスク基板。
- 主表面に転写用パターンが形成されたフォトマスクであって、プロキシミティ露光装置に装着して、前記プロキシミティ露光装置のステージに載置した被転写体との間にプロキシミティギャップを設けて露光し、前記転写用パターンを転写することに用いるフォトマスクとなすための、フォトマスク基板の製造方法であって、
サンプルマスク基板を前記プロキシミティ露光装置に装着し、サンプルガラス基板を前記プロキシミティ露光装置のステージに載置し、前記サンプルマスク基板の主表面の複数位置におけるプロキシミティギャップを測定することによって、位置によるプロキシミティギャップの変動を示すギャップデータを得る工程と、
前記ギャップデータから、前記サンプルマスク基板、又は、前記サンプルガラス基板に起因する、プロキシミティギャップ変動の成分を除去することにより、前記プロキシミティ露光装置に固有の変動成分を抽出して、固有ギャップデータを得る工程と、
前記固有ギャップデータと、所定のギャップ変動許容値とを用いて、前記フォトマスク基板に施す形状加工データを得る工程と、
前記形状加工データを用いて、前記フォトマスク基板の主表面に形状加工を行う工程と
を含むことを特徴とするフォトマスク基板の製造方法。 - 前記固有ギャップデータを得る工程において、前記複数位置におけるプロキシミティギャップの変動のうち、前記サンプルマスク基板に起因するプロキシミティギャップ変動の成分を除去す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。
- 前記サンプルマスク基板に起因するプロキシミティギャップ変動の成分として、前記フォトマスク基板の平坦度データを用いることを特徴とする、請求項9に記載のフォトマスク基板の製造方法。
- 前記固有ギャップデータを得る工程において、前記複数位置におけるプロキシミティギャップの変動のうち、前記サンプルガラス基板に起因するプロキシミティギャップ変動の成分を除去することを特徴とする請求項8〜10のいずれかに記載のフォトマスク基板の製造方法。
- 前記サンプルガラス基板に起因するプロキシミティギャップ変動の成分の除去は、複数のサンプルガラスを用いて得た前記ギャップデータの値の平均を得ることにより行うことを特徴とする、請求項11に記載のフォトマスク基板の製造方法。
- 前記プロキシミティギャップの測定の際、サンプルマスク基板の自重による撓みを抑制するため、前記プロキシミティ露光装置の備える撓み抑制手段を用いることを特徴とする請求項8〜12のいずれかに記載のフォトマスク基板の製造方法。
- 前記形状加工データを得る工程において、前記固有ギャップデータに示される、前記プロキシミティ露光装置に固有の位置によるプロキシミティギャップ変動のうち、前記ギャップ変動許容値を超える部分を特定し、前記特定した部分を含む特定領域に対して、形状加工を行うことを特徴とする請求項8〜13のいずれかに記載のフォトマスク基板の製造方法。
- 前記固有ギャップデータのうち、プロキシミティギャップが最大値となる位置の前記主表面の高さをZ1とし、前記ギャップ変動許容値をTとするとき、前記主表面上における高さが(Z1−T)より低い部分を特定し、前記特定した部分を含む特定領域に対して形状加工を行うことを特徴とする請求項8〜14のいずれかに記載のフォトマスク基板の製造方法。
- 前記形状加工は、前記フォトマスク基板の主表面に、1又は複数の凹部を形成するものであることを特徴とする請求項8〜15のいずれかに記載のフォトマスク基板の製造方法。
- 請求項1〜7のいずれかに記載のフォトマスク基板又は請求項8〜16のいずれかに記載の製造方法によるフォトマスク基板の主表面に、前記転写用パターンを形成するための光学薄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17に記載のフォトマスクブランクの主表面に形成された光学薄膜を、フォトリソグラフィ法によってパターニングすることにより、前記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。
- 液晶表示装置の製造に用いられることを特徴とする請求項18に記載のフォトマスク。
- 請求項19に記載のフォトマスクを、前記プロキシミティギャップの測定に用いた前記プロキシミティ露光装置に装着し、露光することにより、前記フォトマスクに形成された転写用パターンを被転写体上に転写することを特徴とするパターン転写方法。
- 請求項20に記載のパターン転写方法を用いることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
- プロキシミティ露光装置のプロキシミティギャップ評価方法において、
サンプルマスク基板を前記プロキシミティ露光装置に装着し、サンプルガラス基板を前記プロキシミティ露光装置のステージに載置し、前記サンプルマスク基板の主表面の複数位置におけるプロキシミティギャップを測定することによって、位置によるプロキシミティギャップの変動を示すギャップデータを得る工程と、
前記ギャップデータから、前記サンプルマスク基板及び前記サンプルガラス基板に起因する、プロキシミティギャップ変動の成分を除去し、前記プロキシミティ露光装置に固有の変動成分を抽出して、
固有ギャップデータを得る工程と、
前記固有ギャップデータと、所定のギャップ変動許容値とを用いて、変動許容値を超過するプロキシミティギャップの生じる位置と、その超過量とを求める工程と、
を有することを特徴とするプロキシミティギャップ評価方法。
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