JP2002082426A - フォトマスクの洗浄方法および洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】フォトマスク上にある異物を効果的に除去する
洗浄方法および洗浄装置を提供する。 【解決手段】発生する全紫外光のうち、９０％以上が１
７０〜１８０ｎｍの波長である紫外線照射装置を用い
て、フォトマスクに該紫外光を一定時間照射し、その
後、該フォトマスクをアルカリ洗浄液を用いて洗浄する
ことを特徴とするフォトマスクの洗浄方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に液晶ディスプ
レイ用カラーフィルタの製造工程などに用いると好適な
フォトマスクの洗浄方法および洗浄装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】例として、ＬＣＤ用カラーフィルタの製
造プロセスでは、基板上に顔料などで着色したポジ型ま
たはネガ型の感光性樹脂、あるいは着色した非感光性樹
脂の上に感光性樹脂を積層状態に塗布し、フォトリソグ
ラフィ法によって所望のパターンを形成させる製造方法
が主流となっている。

【０００３】フォトリソグラフィ法による製造方法で
は、基板に対してフォトマスクを介して紫外線を照射し
微細加工を行う露光工程があり、当該工程ではフォトマ
スクにパターニングされた情報が基板に転写される。そ
のためフォトマスクは清浄度を非常に高く保つ必要があ
り、仮にフォトマスク上に異物・汚れなどの欠点が存在
したまま露光が行われると、そのままその欠点の情報が
基板に転写されてしまい、大量の不良品を製造すること
になる。

【０００４】フォトマスクに付着する異物としては、基
板が持ち込んできたパーティクル以外にペースト、レジ
ストさらに紫外線を当てたときに基板から発生するガス
など多種多様である。

【０００５】フォトマスクの洗浄方法としては、洗浄効
果の高い薬液を使用する方法や高圧で薬液を噴射する方
法やブラシを使用する方法が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
洗浄方法では、次のような問題点があった。

【０００７】高圧による洗浄方法やブラシを使用する洗
浄方法では、フォトマスクに対して物理的に接触するた
め、基板に傷などのダメージを付けることがあった。

【０００８】また、洗浄効果の高い薬液を使用した場
合、フォトマスク上に形成したＣｒ等のパターニング部
分が化学的なダメージを受けることがあった。

【０００９】本発明は、フォトマスクを洗浄するとき
に、フォトマスクに対してダメージを与えることなく効
果的に洗浄を行うことのできるフォトマスクの洗浄方法
および洗浄装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は以下の構成を採用する。すなわち、 （１）発生する全紫外光のうち、９０％以上が１７０〜
１８０ｎｍの波長である紫外線照射装置を用いて、フォ
トマスクに該紫外光を一定時間照射し、その後、該フォ
トマスクをアルカリ洗浄液を用いて洗浄することを特徴
とするフォトマスクの洗浄方法。

【００１１】（２）フォトマスクをアルカリ洗浄液を用
いて洗浄する前後の少なくともいずれか一方で、発生す
る全紫外光のうち９０％以上が１７０〜１８０ｎｍの波
長である紫外線照射装置を用いて該フォトマスクに紫外
線照射することを特徴とするフォトマスクの洗浄方法。

【００１２】（３）アルカリが、テトラメチルアンモニ
ウムヒドロキシド、アンモニア、コリンおよびその化合
物の少なくとも１種から選ばれたものであることを特徴
とする（１）または（２）に記載のフォトマスクの洗浄
方法。

【００１３】（４）発生する全紫外光のうち、９０％以
上が１７０〜１８０ｎｍの波長である紫外線をフォトマ
スクに照射する紫外線照射装置と、前記フォトマスクを
洗浄するアルカリ洗浄液処理装置とを備えてなることを
特徴とするフォトマスクの洗浄装置。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の好ましい実施の形
態について説明する。

【００１５】本発明による装置は、紫外線照射装置と洗
浄部および搬送部から構成される。紫外線照射装置と洗
浄部とは同一部であってもよい。

【００１６】フォトマスク上に付着する汚染物として
は、パーティクルの他、油脂、フォトレジスト等の有機
物も存在する。本発明による洗浄方法では、特に後者に
対して有効である。

【００１７】本発明による洗浄方法では、まず１７０〜
１８０ｎｍの波長を有する光強度が全波長の光強度の９
０％以上を占める紫外光を前記汚染物が付着したフォト
マスクに対して一定時間照射する。これにより、紫外光
が空気中に存在するＯ₂に対して光反応し発生したＯ₃が
フォトマスク表面に作用して、表面改質が起こる。表面
改質により薬液の接触角の低下等が起こりぬれ性が向上
した結果、フォトマスクにより多くの薬液が接触し薬液
処理の効果促進がはかれる。またＯ₃自体も有機物を分
解するので、有機汚染物の洗浄・除去も同時に行うこと
ができる。

【００１８】紫外光を一定時間照射する方法としては、
フォトマスクを紫外線照射装置下に移載後一定時間停止
させて紫外線を照射させる方法、あるいは搬送用ロボッ
ト等の搬送装置の直上に紫外光照射装置を設置し、フォ
トマスクを搬送させながら紫外線を照射させる方法など
がある。

【００１９】紫外線が照射される部分については、いず
れの方法を用いた場合も紫外線照射に対して劣化が起こ
らないような部材を選択する必要があり、ＳＵＳやアル
ミなどの金属類もしくはテフロン（登録商標）などが適
宜選択される。

【００２０】１７０〜１８０ｎｍの紫外光は空気中にお
いては非常に吸収されやすく、１０ｍｍ以上空気中を進
むと殆ど減衰・消滅してしまう。したがって、紫外線照
射装置内にあるランプから照射窓まではＮ₂でパージし
て減衰を防止している。

【００２１】さらに、照射窓からフォトマスクまでの距
離についても１０ｍｍ以内にすることが好ましい。より
好ましくは５ｍｍ以内であり、さらに好ましくは３ｍｍ
以内である。

【００２２】フォトマスクへの紫外線照射を洗浄前に行
うことで、洗浄液の濡れ性が良くなり洗浄効果が向上す
る。また洗浄後に紫外線照射を行うことで、水あかや除
去しきれなかった有機物を分解・除去することができ
る。本発明においては、フォトマスクをアルカリ洗浄液
を用いて洗浄する前もしくは洗浄後、あるいは洗浄する
前と洗浄後の両方で紫外線照射するものである。

【００２３】フォトマスクに紫外線を照射するタイミン
グはその目的に応じて適宜選択すればよいが、好ましく
は洗浄前に行うことであり、さらに好ましくは紫外線照
射を洗浄前および洗浄後に２回行うことである。また、
アルカリ洗浄後に紫外線照射を行ってもよい。

【００２４】洗浄処理過程はフォトマスクを紫外光照射
した後、アルカリ液処理を行う第１群の洗浄処理過程
と、第１の処理過程で用いたアルカリ液を除去する第２
群の洗浄処理過程と、フォトマスクを乾燥させる第３群
の洗浄処理過程からなる。洗浄処理を行う処理方法とし
ては、スピン方式、シャワー方式、ディップ方式など様
々な方法が選択されるが、フォトマスクの形状や搬送方
法によって適宜選択される。

【００２５】スピン方式を用いた場合、フォトマスクを
回転させながら洗浄液を吹き付けることによって剪断力
が発生しさらに洗浄効果を高めることができる。フォト
マスクの回転速度は好ましくは１０〜３００ｒｐｍであ
り、さらに好ましくは５０〜１００ｒｐｍである。

【００２６】スピン方式を用いた場合、フォトマスクを
乾燥させるためにフォトマスクの回転速度を高めること
で行うことができる。フォトマスクの回転速度として
は、５００〜１５００ｒｐｍの範囲が好適に用いられ、
７００〜１２００ｒｐｍがさらに好適に用いられる。

【００２７】シャワー方式あるいはディップ方式を用い
た場合、ロールブラシ／ディスクブラシ等のブラシや、
メガソニック／ウルトラソニック等の超音波洗浄を付加
させることも可能であり、適宜選択すればよい。

【００２８】第１群の洗浄処理過程で用いるアルカリ液
は、特に制限されるわけではないが、テトラメチルアン
モニウムヒドロキシド、アンモニア、コリンが特に好適
に用いられる。アルカリが油脂等の有機汚染物を分解・
除去するのに特に効果を発揮し、フォトマスクの洗浄度
が高めることが可能となる。また第２群の洗浄処理過程
における薬液としては純水が好適に用いられる。

【００２９】アルカリ液の濃度および温度は、使用する
アルカリの種類によって適宜選択される。例えば、テト
ラアンモニウムヒドロキシドを用いた場合、濃度は、好
ましくは０．１〜５ｗｔ％の範囲での使用であり、特に
好ましくは０．５〜２ｗｔ％の範囲での使用である。ま
た温度は、好ましくは１５〜４０℃の範囲での使用であ
り、特に好ましくは、２０〜２５℃の範囲での使用であ
る。

【００３０】

【実施例】以下、好ましい実施態様を用いて本発明をさ
らに詳しく説明するが、用いた実施態様によって本発明
の効力はなんら制限されるものではない。

【００３１】(実施例１)図１は、本発明にかかる洗浄方
法の一例を示す洗浄装置の概略図である。

【００３２】洗浄装置は、１７０〜１８０ｎｍの波長の
光強度が９０％以上である紫外線照射装置１とアルカリ
液、純水処理および乾燥処理を行う洗浄処理槽２および
フォトマスク４の搬送ロボット３からなる。

【００３３】紫外線照射装置としては、ウシオ電機
（株）製エキシマＵＶランプ（ＵＥＲ２０−１７２）を
用いた。

【００３４】洗浄処理槽２はフォトマスク４が回転して
洗浄および乾燥を行う構成とした。

【００３５】アルカリ液としては２３．０℃に調整した
１．０％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(Ｔ
ＭＡＨ)を用い、またＴＭＡＨのすすぎとして純水を用
いた。

【００３６】それぞれの液に対して別々に噴射ノズルを
設けて両液が混ざらないような装置構成とし、洗剤シャ
ワー８および純水シャワー９は扇状に広がるノズルを用
いてフォトマスク４を回転させたときに液がフォトマス
ク全面にかかるような配置とした。

【００３７】紫外線照射装置１の概略図を図２に示す。
ランプ５は１５０Ｗの出力を有しており、フォトマスク
４を搬送用ロボットのハンド６上にのせて照射できるよ
うに構成した。照射窓７とフォトマスク４間の距離は３
ｍｍになるように調整した。

【００３８】フォトマスク４としては、６００×７００
×８ｍｍの石英ガラスにＣｒがパターニングされている
ものを用いた。

【００３９】フォトマスクの洗浄は以下の順序で行っ
た。

【００４０】まずはじめにフォトマスク４の収納箱１０
から搬送ロボット３を用いてフォトマスク４を取り出
し、その後紫外線処理装置１の位置へフォトマスク４を
搬送し、さらにゆっくりとロボットハンド６を伸縮させ
ながらフォトマスク４に紫外線を照射させた。紫外線の
照射量は、ロボットハンド６の伸縮のスピードおよび伸
縮の回数で決定されるが、本実施例では１．１ｍ／ｍｉ
ｎの伸縮速度かつ１往復の伸縮回数で紫外線照射を行っ
た。

【００４１】照射後洗浄処理槽２へフォトマスク４を搬
送し、フォトマスク４を１００ｒｐｍで回転させた。１
分間、ＴＭＡＨ（流量：１０ｌ／ｍｉｎ）をフォトマス
ク上面から吹きかけながら洗浄を行った。アルカリ洗浄
後、純水（流量：上／下各１５ｌ／ｍｉｎ）でフォトマ
スク４の上面および下面の洗浄を２分間行った。

【００４２】その後、フォトマスク４を８００ｒｐｍま
で回転数を上げて純水を吹き飛ばし乾燥を行った。 （比較例１）はじめにフォトマスクの収納箱１０から搬
送ロボット３を用いてフォトマスク４を取り出し、フォ
トマスク４を洗浄処理槽２へ搬送した。

【００４３】フォトマスク４を１００ｒｐｍで回転させ
た状態で、１分間、ＴＭＡＨ（流量：１０ｌ／ｍｉｎ）
をフォトマスク上面から吹きかけながら洗浄を行った。
アルカリ洗浄後、純水（流量：上／下各１５ｌ／ｍｉ
ｎ）でフォトマスク４の上面および下面の洗浄を２分間
行った。その後、フォトマスク４を８００ｒｐｍまで回
転数を上げて純水を吹き飛ばし乾燥を行った。（比較例
２）２５４ｎｍを主とする紫外線照射装置を用いて、実
施例１と同じような手法でフォトマスクの洗浄を行っ
た。ここで用いた紫外線照射装置は、ウシオ電機（株）
製のＵＥＲ２０−２２０であった。

【００４４】フォトマスクの洗浄性評価として、まずは
じめにレジストを用いて強制的に汚染させ、その後所定
の方法で洗浄を行った。接触角の測定および実際に洗浄
したフォトマスクを用いて基板をパターン加工し、フォ
トマスク起因の欠点の有無について評価を行った。フォ
トマスク起因の欠点の場合、フォトマスク上の異物によ
って遮光されてしまい、ポジ型ペーストの場合ペースト
が残る黒欠点、ネガ型ペーストの場合パターンが欠落す
る白欠点が同じ場所に連続的に発生する。

【００４５】基板の検査方法としてアドモンサイエンス
株式会社製パターン検査装置を用いて、基板の欠点を観
察した。

【００４６】本検討ではポジ型ペーストを塗布した５５
０×６５０×０．７ｍｍ基板の加工を行い、フォトマス
ク起因の欠点を観察した。

【００４７】実施例および比較例の結果を表１に示す。

【００４８】

【表１】

【００４９】フォトマスク上には、浮遊塵やレジストが
主に付着していた。実施例と比較例との間で比較する
と、接触角、フォトマスク起因の基板欠点とも実施例の
方が良い結果となった。これは洗浄を行う前に紫外線を
照射することで基板表面の改質が進み、その結果、基板
の接触角が低下して洗浄液のなじみが良くなったために
フォトマスク全面に洗浄液が十分に接触した結果であ
る。

【００５０】以上の結果から、本発明の装置で洗浄を行
ったフォトマスクの場合フォトマスク起因の欠点はほと
んど見られず、比較例で洗浄を行った場合とくらべて明
らかに良好な結果が得られた。

【００５１】

【発明の効果】本発明である９０％以上が１７０〜１８
０ｎｍの波長である紫外線照射装置を用いて基板に一定
時間照射した後、アルカリ洗浄液を用いて洗浄すること
で、フォトマスクを良好に洗浄することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る洗浄装置の一例を示す全体概略図
である。

【図２】本発明に係る紫外線照射装置の一例を示す側面
概略図である。

【符号の説明】 １：紫外線照射装置 ２：洗浄処理槽 ３：フォトマスク搬送ロボット ４：フォトマスク ５：ランプ ６：フォトマスク搬送用ロボットのハンド ７：照射窓 ８：洗剤シャワー ９：純水シャワー １０：フォトマスクの収納箱

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 哲男 滋賀県大津市園山１丁目１番１号 東レ株 式会社滋賀事業場内 Ｆターム(参考） 2H091 FA02Y FC12 FC23 FC24 FC26 LA15 2H095 BB22 3B116 AA01 AB01 AB34 BB21 CC03 CC05 3B201 AA01 AB01 AB34 BB21 BB92 BB93 CC13 CC21

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発生する全紫外光のうち、９０％以上が１
   ７０〜１８０ｎｍの波長である紫外線照射装置を用い
   て、フォトマスクに該紫外光を一定時間照射し、その
   後、該フォトマスクをアルカリ洗浄液を用いて洗浄する
   ことを特徴とするフォトマスクの洗浄方法。
2. 【請求項２】フォトマスクをアルカリ洗浄液を用いて洗
   浄する前後の少なくともいずれか一方で、発生する全紫
   外光のうち９０％以上が１７０〜１８０ｎｍの波長であ
   る紫外線照射装置を用いて該フォトマスクに紫外線照射
   することを特徴とするフォトマスクの洗浄方法。
3. 【請求項３】アルカリが、テトラメチルアンモニウムヒ
   ドロキシド、アンモニア、コリンおよびその化合物の少
   なくとも１種から選ばれたものであることを特徴とする
   請求項１または２に記載のフォトマスクの洗浄方法。
4. 【請求項４】発生する全紫外光のうち、９０％以上が１
   ７０〜１８０ｎｍの波長である紫外線をフォトマスクに
   照射する紫外線照射装置と、前記フォトマスクを洗浄す
   るアルカリ洗浄液部と、フォトマスクの搬送部とを備え
   てなることを特徴とするフォトマスクの洗浄装置。