JP2012022124A - Photomask blank, photo mask and substrate reproduction method - Google Patents

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Hideki Nakanishi
英樹 中西
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photo mask and a photomask blank for a liquid crystal display device with which reuse can be performed by reproduction of a substrate of high quality at low cost by omitting a polishing step which was necessary for the reproduction of a substrate as the level difference due to alkali washing occurs.SOLUTION: A photo mask has a light transmission film made from inorganic compound including zirconium and a light shielding film shielding exposure light including metal on a transparent substrate. The light shielding film and a translucent film are removed by etching and the substrate is washed by using alkali solution. Then, the translucent film and the light shielding film are laminated without performing the polishing treatment of the substrate.

Description

本発明は、液晶表示装置の製造工程で用いるためのフォトマスクブランクおよびフォトマスクと、フォトマスク用基板の再生方法に関する。   The present invention relates to a photomask blank and a photomask for use in a manufacturing process of a liquid crystal display device, and a method for regenerating a photomask substrate.

近年、液晶表示装置、特に液晶モニターおよび液晶テレビなどに用いられる液晶パネルは市場が大きく拡大している。この液晶表示装置の製造工程のうち、露光工程において用いられる部材である液晶表示装置用大型フォトマスク(以下、略称としてフォトマスクまたはマスクと称する)は、次のような構成のものである。   In recent years, the market of liquid crystal panels used in liquid crystal display devices, particularly liquid crystal monitors and liquid crystal televisions, has greatly expanded. Among the manufacturing processes of the liquid crystal display device, a large-sized photomask for a liquid crystal display device (hereinafter, abbreviated as a photomask or a mask), which is a member used in the exposure process, has the following configuration.

液晶表示装置用大型フォトマスクには、遮光膜パターンが形成された一般的なフォトマスクや、近年になって遮光膜パターンに加えて半透過膜パターンが形成されたハーフトーンマスクなど、異なる構成を持ついくつかのタイプがある。   Large photomasks for liquid crystal display devices have different configurations such as a general photomask with a light-shielding film pattern and a halftone mask with a semi-transmissive film pattern formed in addition to the light-shielding film pattern in recent years. There are several types to have.

前記ハーフトーンマスクの一般的な構成は、図6(a)に示すようにガラス材料からなる透明基板31上に半透過膜32(ハーフトーン膜)および遮光膜33を順に積層したフォトマスクブランクを材料として、リソグラフィ技術を用いて遮光膜33と半透過膜32にそれぞれパターニングを行い、所望のパターンを形成して図6(b)に示すような構成のフォトマスク30を得ている。(例えば、特許文献1を参照)   A general configuration of the halftone mask is a photomask blank in which a semi-transmissive film 32 (half-tone film) and a light-shielding film 33 are sequentially laminated on a transparent substrate 31 made of a glass material as shown in FIG. As a material, the light shielding film 33 and the semi-transmissive film 32 are respectively patterned using a lithography technique to form a desired pattern, thereby obtaining a photomask 30 having a structure as shown in FIG. (For example, see Patent Document 1)

前記透明基板は一般に合成石英ガラスまたはソーダライムガラス等を材料として用い、遮光膜および半透過膜はクロム、モリブデン等の金属または金属と他の元素を含む金属化合物を用いる。   The transparent substrate generally uses synthetic quartz glass or soda lime glass as a material, and the light-shielding film and the semi-transmissive film use a metal such as chromium or molybdenum or a metal compound containing a metal and another element.

ところで、近年のマスク製造メーカーでの問題の一つとして、不要となったフォトマスクの廃棄問題がある。これは下記の理由による。   By the way, as one of the problems in recent mask manufacturers, there is a problem of disposal of a photomask that is no longer necessary. This is due to the following reasons.

現在、液晶表示装置の大型化および高品質化により、フォトマスク用基板も大型かつ高品質が求められており、高価なガラス基板を大量に使用するようになっている。   At present, due to the increase in size and quality of liquid crystal display devices, photomask substrates are also required to be large in size and high in quality, and a large amount of expensive glass substrates are used.

しかし、液晶表示装置は近年モデルチェンジが非常に頻繁にあるため、フォトマスクの使用期間は殆どが数年しかなく、かつ年々短くなっていると言われている。フォトマスク自体の部材としての耐用性はまだ充分あるにも関わらず、使用の必要性がなくなってしまっている。   However, since liquid crystal display devices are frequently changed in recent years, it is said that the usage period of the photomask is almost only a few years and is shortened year by year. Although there is still sufficient durability as a member of the photomask itself, the necessity for use has been eliminated.

さらにまた、フォトマスク自体の生産数量自体も飛躍的に増加している。これに伴い、使用済みで不要となったフォトマスクあるいは製造工程中で不良となったフォトマスクが大量に生じるようになり、それらの不要なフォトマスクをすべて廃棄処分する場合には、廃棄処理に伴うエネルギー消費や環境保全上の観点から、また経済性の観点からも問題があった。   Furthermore, the production quantity of the photomask itself has increased dramatically. As a result, a large number of used photomasks that are no longer needed or defective in the manufacturing process are generated. There was also a problem from the viewpoint of energy consumption and environmental conservation that accompanies it, and from the viewpoint of economy.

また、材料をリサイクルしようとしても、フォトマスクに用いるガラスは不純物や欠陥が非常に少ない特殊かつ超高品質な材料であって、ガラスを粉砕処理すると元のフォトマスク材料として満足する品質のものはできない。従って、低品質向けの用途にしか使えなくなってしまう。   In addition, even if you try to recycle the material, the glass used for the photomask is a special and ultra-high quality material with very few impurities and defects. Can not. Therefore, it can only be used for low quality applications.

そこで、近年は不要になったフォトマスクをすべて廃棄するのではなく、一部は基板を
再生して再びフォトマスク製造に使用することが検討され、既にマスクメーカーで実施されている。即ち、フォトマスク上の遮光膜および半透過膜をエッチング処理により全面除去してガラス基板のみの状態にした後、ガラス基板の研磨処理を行って表面を平滑化して、再び基板に遮光膜および半透過膜を積層すれば、フォトマスクブランクとして再利用が可能となる。
Therefore, in recent years, instead of discarding all photomasks that are no longer needed, it has been studied to recycle a substrate and use it again for photomask manufacturing, and has already been implemented by mask manufacturers. That is, after the light shielding film and the semi-transmissive film on the photomask are completely removed by etching to make only the glass substrate, the glass substrate is polished to smooth the surface, and the light shielding film and the semi-transparent film are again applied to the substrate. If a permeable film is laminated, it can be reused as a photomask blank.

(従来のフォトマスク基板再生処理手順)
一般的に実施されているフォトマスク再生の手順を以下で説明する。図5は、従来のフォトマスク製造および基板再生処理の手順を示すフローチャートである。
(Conventional photomask substrate recycling process)
A commonly practiced photomask reproduction procedure will be described below. FIG. 5 is a flowchart showing the steps of conventional photomask manufacturing and substrate regeneration processing.

まず手順(T1)において、フォトマスクを作製する。フォトマスクは公知のリソグラフィ手段を用いて作製するが、その製造工程において、例えばエッチングによるパターン形成後に酸やアルカリによるマスク洗浄を実施し、フォトマスク上に付着した塵埃や汚染物を除去している。さらに、パターン検査後等においても同様なマスク洗浄を実施している。   First, in step (T1), a photomask is manufactured. Photomasks are manufactured using known lithography means. In the manufacturing process, for example, mask formation with acid or alkali is performed after pattern formation by etching to remove dust and contaminants adhering to the photomask. . Further, similar mask cleaning is performed after pattern inspection and the like.

手順(T2)では、このフォトマスクを液晶カラーフィルターあるいは液晶パネルなどの露光工程に用いる。そして手順(T3)でマスク使用後に酸やアルカリによる洗浄処理を行う。そしてまた露光工程で使用する。このように、手順(T2)と(T3)は繰り返し行われる。   In the procedure (T2), this photomask is used for an exposure process such as a liquid crystal color filter or a liquid crystal panel. In step (T3), after the mask is used, cleaning with acid or alkali is performed. It is also used in the exposure process. In this way, procedures (T2) and (T3) are repeated.

マスク洗浄においては、例えば、酸洗浄の場合には熱濃硫酸と過酸化水素水の混合液のような強酸を用い、アルカリ洗浄の場合には水酸化カリウム溶液あるいは水酸化ナトリウム溶液といった強アルカリを用いる。(下記特許文献1参照)   In the mask cleaning, for example, a strong acid such as a mixture of hot concentrated sulfuric acid and hydrogen peroxide solution is used for acid cleaning, and a strong alkali such as a potassium hydroxide solution or a sodium hydroxide solution is used for alkali cleaning. Use. (See Patent Document 1 below)

しかしながら、強アルカリ洗浄の際には、レジスト残りやガラス基板表面に強固に付着した汚染物質をアルカリによって溶解除去するという作用があるが、同時にガラス基板もアルカリによってわずかに溶解してしまうという問題があった。ガラスの溶解速度は毎時数十nm程度とされているので、短時間の洗浄処理であっても基板表面は少しずつ溶解する。   However, when washing with strong alkali, there is an action of dissolving and removing resist residues and contaminants firmly adhered to the glass substrate surface with alkali, but at the same time, there is a problem that the glass substrate is slightly dissolved with alkali. there were. Since the glass dissolution rate is about several tens of nanometers per hour, the substrate surface dissolves little by little even in a short cleaning process.

このときフォトマスク上のガラス基板が露出した部分すなわちパターンがない部分が強アルカリによって溶解し、遮光膜や半透過膜に覆われたパターン部分は溶解しないという差があるため、ガラス基板にはパターンエッジに沿って凹凸の段差が生じてしまう。
この段差はアルカリによる溶解によるから、前記強アルカリの濃度あるいは洗浄時間およびトータルの洗浄回数に比例し、洗浄を繰り返す毎に徐々にその段差が深くなっていくことになる。
At this time, there is a difference that the exposed part of the glass substrate on the photomask, that is, the part without the pattern is dissolved by strong alkali, and the pattern part covered with the light shielding film or the semi-transmissive film is not dissolved. An uneven step is generated along the edge.
Since this step is due to dissolution by alkali, it is proportional to the concentration of the strong alkali or the cleaning time and the total number of cleanings, and the step gradually becomes deeper every time cleaning is repeated.

なお、前記手順(T3)まではフォトマスクを使用する工程であったが、液晶製品が製造完了となった場合や、代用のフォトマスクが作製された場合、あるいはフォトマスク自体が欠陥増加等の理由により使用不可となった場合には、フォトマスクをフォトマスクブランクの状態に戻して再度フォトマスクを製造するための再生処理が以下の手順で行われる。   The process up to the step (T3) was a process using a photomask, but when the liquid crystal product was completed, when a substitute photomask was produced, or the photomask itself increased defects, etc. If the photomask becomes unusable for the reason, a reproduction process for returning the photomask to the photomask blank state and manufacturing the photomask again is performed according to the following procedure.

以下は従来の基板再生処理の手順になる。
手順(T4)では、フォトマスク上に設けられた遮光膜パターンや半透過膜パターンをそれぞれエッチングして全面的に除去し、ガラス基板のみの状態にする。このとき、前記ガラス基板の段差はそのまま残っている。
The following is the conventional substrate recycling process.
In step (T4), the light-shielding film pattern and the semi-transmissive film pattern provided on the photomask are respectively etched and removed entirely so that only the glass substrate is obtained. At this time, the step of the glass substrate remains as it is.

そのため、このガラス基板を手順(T5)にて研磨処理を行うことで、段差を削って平滑な基板表面にする必要がある。研磨処理は専用のガラス研磨装置を用いて精密な研磨が必要とされ、特に大型サイズの基板を処理するには高度な技術を要する。
さらに研磨処理後に基板表面を検査し、研磨によるガラスキズや表面の凹凸がないこと
を確認しなければならない。
Therefore, it is necessary to polish the glass substrate in the procedure (T5) so as to reduce the level difference to obtain a smooth substrate surface. The polishing process requires precise polishing using a dedicated glass polishing apparatus, and particularly requires advanced techniques for processing a large-sized substrate.
Furthermore, the surface of the substrate must be inspected after the polishing process to confirm that there are no glass scratches or surface irregularities due to polishing.

次に手順(T6)で、研磨して平滑にしたガラス基板上に半透過膜を積層し、さらに遮光膜を積層する。これにより、フォトマスクブランクが再生される。   Next, in step (T6), a semi-transmissive film is laminated on a polished and smoothed glass substrate, and a light shielding film is further laminated. Thereby, the photomask blank is reproduced.

そして手順(T7)で、再生したフォトマスクブランクを用いてフォトマスクを作製する。このようにして作製したフォトマスクは再び手順(T1)へ戻ることになり、同様な再生処理を経て繰り返し使用される。   In step (T7), a photomask is produced using the regenerated photomask blank. The photomask manufactured in this way returns to the procedure (T1) again, and is repeatedly used through a similar reproduction process.

もちろんこの再生処理手順を繰り返す場合においても、前記の通りマスクの洗浄工程に用いる強アルカリによってガラスが少しずつ侵される。そして、生じた段差をなくして平滑にするためにはガラス研磨処理を繰り返すことになる。   Of course, even when this regeneration processing procedure is repeated, the glass is gradually damaged by the strong alkali used in the mask cleaning process as described above. And in order to eliminate the level | step difference which arises and to make it smooth, a glass grinding | polishing process will be repeated.

しかし、研磨することで基板はその分薄くなってしまい、最終的には露光装置にフォトマスクを装填した際に基板厚さの差異による装填不良を起こす等の不具合が生じることがある。また、研磨してもキズが付いてしまったり平滑さが規格を満たさず、結局研磨した段階で不良品になる場合が多かった。   However, the substrate becomes thinner by polishing, and eventually, when a photomask is loaded into the exposure apparatus, a defect such as a defective loading due to a difference in substrate thickness may occur. In addition, scratches or smoothness did not meet the standards even after polishing, and in many cases, they were defective after polishing.

さらに、研磨処理はフォトマスク製造工程とは別途に専用の処理設備を備えることが必要であり、研磨設備や処理時間などによって大きなコストがかかっていた。   Further, the polishing process needs to be provided with a dedicated processing facility separately from the photomask manufacturing process, resulting in a large cost depending on the polishing facility and processing time.

特開平2−247650号公報JP-A-2-247650 特開昭61−267054号公報Japanese Patent Laid-Open No. 61-267054

本発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、液晶表示装置用のフォトマスクおよびフォトマスクブランクに関し、低コストかつ高品質な基板再生が行われて確実な再利用を可能とするフォトマスクおよびフォトマスクブランクを提供することにある。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention relates to a photomask and a photomask blank for a liquid crystal display device, and it is ensured that low-cost and high-quality substrate regeneration is performed. An object of the present invention is to provide a photomask and a photomask blank that can be reused.

本発明において、上記の目的を達成するために、請求項1に記載のフォトマスクブランクは、透明基板上に、ジルコニウムを含む無機化合物からなる光透過膜と、金属を含み露光光を遮光する遮光膜とを備えたことを特徴とする。   In the present invention, in order to achieve the above object, the photomask blank according to claim 1 is a light-transmitting film made of an inorganic compound containing zirconium on a transparent substrate, and a light-shielding material that contains a metal and blocks exposure light. And a membrane.

請求項2に記載のフォトマスクブランクは、
前記光透過膜が、少なくともジルコニウムとケイ素と酸素とを含む化合物からなることを特徴とする。
The photomask blank according to claim 2,
The light transmission film is made of a compound containing at least zirconium, silicon, and oxygen.

請求項3に記載のフォトマスクブランクは、
前記光透過膜と前記遮光膜の中間に、露光光の一部を透過する半透過膜を備えたことを特徴とする。
The photomask blank according to claim 3,
A semi-transmissive film that transmits part of the exposure light is provided between the light transmissive film and the light shielding film.

請求項4に記載のフォトマスクは、
請求項1または2に記載のフォトマスクブランクを用いて、前記遮光膜にパターンを形成したことを特徴とする。
The photomask according to claim 4,
A pattern is formed on the light shielding film by using the photomask blank according to claim 1.

請求項5に記載のフォトマスクは、
請求項3に記載のフォトマスクブランクを用いて、前記遮光膜および前記半透過膜にそれぞれパターンを形成したことを特徴とする。
The photomask according to claim 5,
A pattern is formed on each of the light shielding film and the semi-transmissive film by using the photomask blank according to claim 3.

請求項6に記載のフォトマスク用基板再生方法は、
透明基板上にジルコニウムとケイ素と酸素とを含む化合物からなる光透過膜と、半透過膜、および遮光膜が積層されたフォトマスク基板の再生方法であって、前記遮光膜および半透過膜をエッチングにより除去し、前記基板をアルカリ溶液により洗浄処理した後、基板の研磨処理を行わずに半透過膜および遮光膜を積層することを特徴とする。
The photomask substrate recycling method according to claim 6,
A method for regenerating a photomask substrate in which a light transmissive film made of a compound containing zirconium, silicon, and oxygen, a semi-transmissive film, and a light shielding film are laminated on a transparent substrate, and etching the light shielding film and the semi-transmissive film And after the substrate is washed with an alkali solution, the semi-transmissive film and the light-shielding film are laminated without polishing the substrate.

本発明のフォトマスクブランクおよびフォトマスクによれば、基板上にジルコニウムを含む無機化合物からなる光透過膜を備えたことによって、マスク洗浄工程において強アルカリや強酸等を使用した場合でもガラス基板表面を保護する機能を有し、遮光膜パターンや半透過膜パターン部分と非パターン部分との境界部での段差が生じるようなことがないので、基板の研磨処理を行わずに基板再生が可能となる。   According to the photomask blank and the photomask of the present invention, by providing the substrate with a light transmission film made of an inorganic compound containing zirconium, the surface of the glass substrate can be obtained even when a strong alkali or strong acid is used in the mask cleaning process. Since it has a protective function and there is no step at the boundary between the light-shielding film pattern or the semi-transmissive film pattern part and the non-pattern part, the substrate can be regenerated without polishing the substrate. .

本発明のフォトマスクブランクの実施例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the Example of the photomask blank of this invention. 本発明のフォトマスクの実施例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the Example of the photomask of this invention. 本発明のフォトマスクの製造手順を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacture procedure of the photomask of this invention. 本発明のフォトマスク基板再生処理手順の実施例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the Example of the photomask substrate reproduction | regeneration processing procedure of this invention. 従来のフォトマスク基板再生処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the conventional photomask substrate reproduction | regeneration processing procedure. 従来のフォトマスクブランクおよびフォトマスクを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conventional photomask blank and photomask.

以下、本発明に係るフォトマスクブランクの実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of a photomask blank according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明のフォトマスクブランクの一実施例を示す断面図である。
フォトマスク10の構成としては、透明基板11上に露光光に対して透明な光透過膜12と露光光の一部を透過する半透過膜13と露光光を遮光する遮光膜14が積層されている。
積層手段は公知の膜形成手段が用いられ、例えばスパッタリング法や蒸着法により薄膜を形成する。特にスパッタリング法は均質かつ欠陥の少ない高品質な化合物薄膜が形成できるため好ましい。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the photomask blank of the present invention.
As a configuration of the photomask 10, a light transmissive film 12 that is transparent to exposure light, a semi-transmissive film 13 that transmits a part of the exposure light, and a light shielding film 14 that shields the exposure light are laminated on a transparent substrate 11. Yes.
As the laminating means, a known film forming means is used. For example, a thin film is formed by a sputtering method or a vapor deposition method. In particular, the sputtering method is preferable because it can form a high-quality compound thin film that is homogeneous and has few defects.

ここで、光透過膜12は透明基板11に対して保護層の効果をもたらすものであって、特にアルカリ耐性を持つ材料を用いることで基板の洗浄を実施した際に基板表面の侵食を防止することができる。   Here, the light-transmitting film 12 has a protective layer effect on the transparent substrate 11 and prevents erosion of the substrate surface when the substrate is cleaned by using a material having alkali resistance. be able to.

即ち、具体的には、ジルコニウムを含む無機化合物を膜材料として用いることによって、透明性が高く酸やアルカリに対する耐性も高く、かつ基板への接着性や平滑性もよい光透過膜12が得られた。   Specifically, by using an inorganic compound containing zirconium as a film material, a light transmissive film 12 having high transparency, high resistance to acids and alkalis, and good adhesion and smoothness to the substrate can be obtained. It was.

特に、珪酸ジルコニウム(ZrSiOx)(xは酸素の原子数で、他の成分の原子価及び組成比によって決定される値)はフォトマスク製造工程で使用されるエッチング液や薬液洗浄(酸、アルカリ)に高い耐性を持ち、さらに硬度も高く物理的洗浄に強いという特性を有するため好適である。   In particular, zirconium silicate (ZrSiOx) (x is the number of oxygen atoms and is determined by the valence and composition ratio of other components) is an etching solution or chemical solution cleaning (acid, alkali) used in the photomask manufacturing process. It is suitable because it has the characteristics that it has high resistance to heat and has high hardness and resistance to physical cleaning.

フォトマスク製造工程では、例えばエッチング液として硝酸セリウム第二アンモニウム溶液や過マンガン酸塩溶液などの酸系エッチング液が使用され、さらに洗浄液として熱濃硫酸等の強酸や水酸化カリウム等の強アルカリ、現像液として水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)等の薬液が使用されているが、前記珪酸ジルコニウムはいずれの薬液に対しても高い耐性を有する。   In the photomask manufacturing process, for example, an acid-based etching solution such as a cerium nitrate ammonium nitrate solution or a permanganate solution is used as an etching solution, and a strong acid such as hot concentrated sulfuric acid or a strong alkali such as potassium hydroxide as a cleaning solution, A chemical solution such as tetramethylammonium hydroxide (TMAH) is used as a developer, and the zirconium silicate has high resistance to any chemical solution.

そのため、極めて薄い膜厚であっても珪酸ジルコニウムを用いた光透過膜12は侵食される等のおそれがなく、ガラス基板を保護する作用を有する。
なお光透過膜12の膜厚は、透過率をあまり下げないよう薄い方が好ましく、本実施例では10nmとした。もちろん、目的により光透過膜12の膜厚を厚くして耐性を向上させたり、逆に薄くして透過率の低下を最小限としてもよい。
Therefore, even if the film thickness is very thin, the light transmission film 12 using zirconium silicate has no risk of being eroded and has an action of protecting the glass substrate.
The film thickness of the light transmission film 12 is preferably thin so as not to reduce the transmittance so much, and is 10 nm in this embodiment. Of course, depending on the purpose, the thickness of the light transmission film 12 may be increased to improve the resistance, or conversely, the light transmission film 12 may be thinned to minimize the decrease in transmittance.

また、本実施例では半透過膜13の材料は酸化クロム(CrOx)を用い、遮光膜14の材料はクロム(Cr)を用いた。これらの材料はフォトマスクの膜材料として一般的に用いられるものを用いることができるが、半透過膜13および遮光膜14を併せた光学濃度が要求仕様を満たすように成膜する。また、半透過膜13の透過率も仕様に沿うように成膜する。   In this embodiment, the semi-transmissive film 13 is made of chromium oxide (CrOx), and the light shielding film 14 is made of chromium (Cr). As these materials, those generally used as photomask film materials can be used, but they are formed so that the optical density of the semi-transmissive film 13 and the light-shielding film 14 satisfies the required specifications. Further, the transmissivity of the semi-permeable film 13 is also formed so as to meet the specifications.

透明基板11は露光光に対して透明性の高いガラスを用い、ソーダガラスなども使用されるが、特に低欠陥で熱膨張率が低く透明性が高い合成石英ガラスが好ましい。本実施例では合成石英ガラスを用いた。   The transparent substrate 11 is made of glass that is highly transparent to the exposure light, and soda glass is also used. In particular, synthetic quartz glass that has low defects, a low coefficient of thermal expansion, and high transparency is preferable. In this example, synthetic quartz glass was used.

次に、図2に本発明のフォトマスクの実施例の構成を示す。
フォトマスク20の構成は、透明基板11上に光透過膜12が積層され、その上に半透過膜パターン13aと遮光膜パターン14aが形成されている。
Next, FIG. 2 shows a configuration of an embodiment of the photomask of the present invention.
In the configuration of the photomask 20, a light transmission film 12 is laminated on a transparent substrate 11, and a semi-transmission film pattern 13a and a light shielding film pattern 14a are formed thereon.

フォトマスク20を製造するには通常のパターン形成手段を用いてよく、例えば前記フォトマスクブランク10の上に感光性レジストを塗布し、所定の露光および現像、エッチングによって遮光膜14と半透過膜13にそれぞれパターンを形成して得られる。   In order to manufacture the photomask 20, normal pattern forming means may be used. For example, a photosensitive resist is coated on the photomask blank 10, and the light shielding film 14 and the semi-transmissive film 13 are formed by predetermined exposure, development and etching. Each is obtained by forming a pattern.

このフォトマスク製造において、前述のように、エッチング液や洗浄液などの酸やアルカリの薬液に浸漬する薬液処理工程が存在しており、従来のフォトマスクブランク30を用いた場合には透明基板31の表面の露出部分が強アルカリ(水酸化カリウム等)に侵食されて非露出部分との境界部において段差を生じてしまい、この基板を再生するためには研磨処理を施すことが必要であった。   In this photomask manufacturing, as described above, there is a chemical treatment process that immerses in an acid or alkaline chemical such as an etching solution or a cleaning solution. When the conventional photomask blank 30 is used, the transparent substrate 31 The exposed portion of the surface is eroded by strong alkali (potassium hydroxide or the like) and a step is formed at the boundary with the non-exposed portion. In order to regenerate the substrate, it is necessary to perform a polishing process.

これに対して本発明のフォトマスク20は、同様な強アルカリによる洗浄がなされた場合でも、基板上に積層された珪酸ジルコニウムからなる光透過膜12が保護層の機能を果たし、基板表面が殆ど侵食されないため段差が生じることがなく、平滑な表面を保つことができた。   On the other hand, in the photomask 20 of the present invention, even when the same strong alkali cleaning is performed, the light transmission film 12 made of zirconium silicate laminated on the substrate functions as a protective layer, and the substrate surface is almost the same. Since it was not eroded, there was no level difference and a smooth surface could be maintained.

珪酸ジルコニウム以外でも、光透過膜材料として酸化インジウムスズ(ITO)等の耐薬品性の高い材料が使用可能であるが、特に珪酸ジルコニウムは酸やアルカリ系洗浄液の他にアルカリ現像液、酸系エッチング液、レジスト剥離液などのマスク製造工程で使用される液剤に対しても高い耐性を持つため、好ましい。   In addition to zirconium silicate, materials with high chemical resistance, such as indium tin oxide (ITO), can be used as the light transmissive film material. In particular, zirconium silicate is not limited to acids and alkaline cleaning solutions, but is also an alkali developer and acid etching. Since it has high tolerance also to the liquid agent used at mask manufacturing processes, such as a liquid and a resist peeling liquid, it is preferable.

図3に、本発明のフォトマスクの実施例における製造手順を各断面図で示した。
まず(a)では図1で示した構成のフォトマスクブランク10上に感光性レジストを塗布した後、レーザー描画装置を用いて所定のマスクパターンを描画露光し、現像処理を施してレジストパターン15aを形成した。ここではパターン例として開口部p1を図示してあ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing procedure in the embodiment of the photomask of the present invention.
First, in (a), after a photosensitive resist is applied on the photomask blank 10 having the structure shown in FIG. 1, a predetermined mask pattern is drawn and exposed using a laser drawing apparatus, and development processing is performed to form a resist pattern 15a. Formed. Here, the opening part p1 is illustrated as a pattern example.

次に図3(b)では前記開口部p1で露出した遮光膜14を硝酸第二セリウムアンモニウム液を用いてエッチングし、遮光膜パターン14aを形成した。
続いて(c)で半透過膜13を過マンガン酸カリウム水溶液を用いてエッチングし、半透過膜パターン13aを形成した。
Next, in FIG. 3B, the light shielding film 14 exposed at the opening p1 was etched using a ceric ammonium nitrate solution to form a light shielding film pattern 14a.
Subsequently, in (c), the semipermeable membrane 13 was etched using an aqueous potassium permanganate solution to form a semipermeable membrane pattern 13a.

なお、前記(b)のエッチング処理において事前にエッチング条件をテストしており、クロムからなる遮光層14のエッチングにおいては、エッチング終点(遮光層底面)に達する時間を測定してエッチング処理時間を設定してある。   In addition, the etching conditions are tested in advance in the etching process of (b), and in the etching of the light shielding layer 14 made of chromium, the etching process time is set by measuring the time to reach the etching end point (bottom surface of the light shielding layer). It is.

(c)の酸化クロムからなる半透過膜13のエッチングにおいては、過マンガン酸カリウム水溶液が酸化クロムのみを選択的にエッチングし、かつ金属クロムは殆どエッチングされないことを利用して、遮光膜パターン14aがその幅方向にエッチングされる(=サイドエッチング)ことなく、半透過膜パターン13aと遮光膜パターン14aのパターン端面が揃うようにエッチングできた。
このとき、珪酸ジルコニウムからなる光透過膜12は過マンガン酸カリウム水溶液のような酸系エッチング液に耐性を持つため、エッチングされない。
In the etching of the translucent film 13 made of chromium oxide (c), the light shielding film pattern 14a is utilized by utilizing the fact that the aqueous potassium permanganate solution selectively etches only chromium oxide and hardly etches metal chromium. Was etched in the width direction (= side etching) so that the pattern end faces of the semi-transmissive film pattern 13a and the light shielding film pattern 14a were aligned.
At this time, the light transmission film 12 made of zirconium silicate is not etched because it is resistant to an acid-based etching solution such as a potassium permanganate aqueous solution.

次に(d)では、(c)で残存したレジストに再び描画露光し、現像処理を行って開口部p2を設けたレジストパターン15bを形成した。
さらに(e)では開口部p2で露出した遮光膜14を硝酸第二セリウムアンモニウム液を用いてエッチングし、遮光膜パターン14bを形成した。
Next, in (d), the resist remaining in (c) was again drawn and exposed, and development processing was performed to form a resist pattern 15b having an opening p2.
Further, in (e), the light shielding film 14 exposed at the opening p2 was etched using a ceric ammonium nitrate solution to form a light shielding film pattern 14b.

そして(f)において、残存したレジストを剥離液により剥離除去してフォトマスク20を得た。最後にこのフォトマスク20を熱濃硫酸の洗浄液および水酸化カリウムの洗浄液を用いて洗浄し、マスク上の汚染物や付着物を除去して清浄にした。   Then, in (f), the remaining resist was stripped and removed with a stripper to obtain a photomask 20. Finally, the photomask 20 was cleaned using a hot concentrated sulfuric acid cleaning solution and a potassium hydroxide cleaning solution to remove contaminants and deposits on the mask and clean it.

なお、このようなフォトマスクブランクの構成は一例であって、本構成に限定されるものではなく、他の機能を有する膜を付加したり、それぞれの膜を多層構成とする等、目的用途により適宜選択使用できる。   The configuration of such a photomask blank is an example, and is not limited to the present configuration. Depending on the intended use, such as adding a film having other functions, or forming each film in a multilayer configuration. It can be appropriately selected and used.

例えば、遮光膜を多層膜にして表面側に低反射層を設けたり、遮光膜と半透過膜の間にエッチング阻止層としてバリア膜を付加すること等が可能である。
また、フォトマスク製造手順も前記手順のみに限らず、例えば半透過膜に金属シリサイド化合物を用いてフッ酸系のエッチング液を用いたり、あるいはドライエッチング法を用いてパターン形成する等、公知の材料とエッチング法を適宜組み合わせてもよい。
For example, it is possible to use a light shielding film as a multilayer film and provide a low reflective layer on the surface side, or to add a barrier film as an etching blocking layer between the light shielding film and the semi-transmissive film.
In addition, the photomask manufacturing procedure is not limited to the above-described procedure. For example, a known material such as a semi-transmissive film using a metal silicide compound with a hydrofluoric acid-based etching solution or a pattern formation using a dry etching method is used. And an etching method may be appropriately combined.

次に、図4を用いて本発明のフォトマスク基板再生の手順をフローチャートで示し、以下でその内容を詳細に説明する。   Next, referring to FIG. 4, a procedure for regenerating the photomask substrate of the present invention is shown in a flowchart, and the contents will be described in detail below.

(フォトマスク再生処理手順)
まず手順(S1)で、前述した本発明の構成のフォトマスクブランクを作製し、次にこのフォトマスクブランクを用いて、本発明の構成のフォトマスクを作製した。
(Photomask playback processing procedure)
First, in step (S1), a photomask blank having the configuration of the present invention described above was manufactured, and then, using this photomask blank, a photomask having the configuration of the present invention was manufactured.

フォトマスクの作製手段は公知のリソグラフィ技術を用いており、前記図3に示した製造工程によりフォトマスクを作製した。この際、製造工程および検査工程において酸やアルカリによるマスク洗浄を実施し、マスク上に付着した塵埃や汚染物を除去した。   The photomask manufacturing means uses a known lithography technique, and the photomask was manufactured by the manufacturing process shown in FIG. At this time, mask cleaning with acid and alkali was performed in the manufacturing process and the inspection process to remove dust and contaminants adhering to the mask.

次に手順(S2)で、このフォトマスクを液晶ディスプレイパネルの露光工程に用い、さら
に手順(S3)で、このフォトマスクを酸やアルカリによって洗浄処理した。
手順(S2)と(S3)は液晶ディスプレイパネル製品の製造のたびに繰り返し行われた。
Next, in step (S2), this photomask was used for the exposure process of the liquid crystal display panel, and in step (S3), this photomask was washed with acid or alkali.
Procedures (S2) and (S3) were repeated each time a liquid crystal display panel product was manufactured.

この洗浄処理において、フォトマスクは下層に珪酸ジルコニウムからなる光透過膜12が全面に積層され、半透過膜パターン13aのない部分は光透過膜12が露出している。
このとき光透過膜が酸やアルカリに対する耐性を持つため、ガラス基板が保護され、従来のようにガラス露出部が洗浄液により溶解して基板に段差が生じない。
In this cleaning process, the photomask is laminated with a light transmissive film 12 made of zirconium silicate on the entire lower layer, and the light transmissive film 12 is exposed at a portion without the semi-transmissive film pattern 13a.
At this time, since the light-transmitting film has resistance to acid and alkali, the glass substrate is protected, and the glass exposed portion is dissolved by the cleaning liquid as in the conventional case, so that no step occurs in the substrate.

次の手順(S4)から(S5)は、フォトマスクの基板再生処理を行う工程である。
まず手順(S4)で、使用済みフォトマスクをピックアップし、フォトマスク上の遮光膜パターン14aおよび半透過膜パターン13aをそれぞれエッチングして全面除去した。このとき、下層の光透過膜12はエッチングされず、洗浄によっても変化がないので、ガラス基板上に光透過膜12が残った状態となり、当然基板の段差が生じることもなく、平滑な表面であった。
The next steps (S4) to (S5) are steps for performing a photomask substrate regeneration process.
First, in step (S4), a used photomask was picked up, and the light-shielding film pattern 14a and the semi-transmissive film pattern 13a on the photomask were each etched and removed. At this time, the lower light transmissive film 12 is not etched and is not changed by cleaning, so that the light transmissive film 12 remains on the glass substrate, and naturally there is no step in the substrate, and the surface is smooth. there were.

なお、ここで遮光膜および半透過膜のエッチング方法は膜材料に応じて適宜選択すればよく、例えばクロムを用いた遮光膜であれば、前記特許文献2に記載された方法を用いてもよい。   Here, the etching method of the light shielding film and the semi-transmissive film may be appropriately selected according to the film material. For example, if the light shielding film uses chromium, the method described in Patent Document 2 may be used. .

次に手順(S5)で、光透過膜12上に半透過膜13および遮光膜14を積層して、フォトマスクブランク10が再生された。
さらに手順(S6)で、前述の図3に示した製造工程を通じてフォトマスク20を作製すれば、フォトマスクが再生された。
Next, in step (S5), the semi-transmissive film 13 and the light-shielding film 14 were laminated on the light transmissive film 12, and the photomask blank 10 was reproduced.
Further, if the photomask 20 is produced through the manufacturing process shown in FIG. 3 in the procedure (S6), the photomask is reproduced.

このようにして再生されたフォトマスクは再び手順(S1)に戻って液晶ディスプレイ製造において使用することができ、また再生するといった手順が繰り返される。   The photomask regenerated in this way can be returned to the procedure (S1) and used in the manufacture of the liquid crystal display, and the procedure of reproducing is repeated.

以上明らかなように、本発明のフォトマスク基板再生処理方法によれば、光透過膜が珪酸ジルコニウムからなることによって従来のようにガラス基板の研磨処理を行うことがなく再生処理が可能となり、工数を減らして大幅なコスト削減効果が得られた。   As is apparent from the above, according to the photomask substrate regeneration processing method of the present invention, the light transmission film is made of zirconium silicate, so that it is possible to perform the regeneration processing without polishing the glass substrate as in the prior art. A significant cost reduction effect was obtained.

本発明のフォトマスクおよびフォトマスクブランクにおいて、遮光膜や半透過膜の構成は本実施例に限定されず、異なる材料を用いても構わない。また、フォトマスクの製造方法も本実施例に限定されず、例えばドライエッチング法を用いてパターン形成する方法でもよい。   In the photomask and photomask blank of the present invention, the configuration of the light-shielding film and the semi-transmissive film is not limited to this example, and different materials may be used. Also, the photomask manufacturing method is not limited to this embodiment, and a pattern forming method using, for example, a dry etching method may be used.

さらに、基板再生処理方法として本実施例では基板サイズはそのままとしたが、基板サイズが大型の場合には、基板を断裁して分割し、小サイズの複数の基板としてそれらを再利用することもできる。   Furthermore, in the present embodiment, the substrate size is kept as it is as a substrate regeneration processing method. However, when the substrate size is large, the substrate may be cut and divided and reused as a plurality of small-sized substrates. it can.

本発明に係るフォトマスクブランク、フォトマスクおよび基板再生方法によれば、液晶表示装置用の大型フォトマスクのみでなく、半導体製造用フォトマスクやプリント基板製造用フォトマスクあるいはMEMSデバイス製造用フォトマスク等の各種用途に用いることが可能である。   According to the photomask blank, the photomask, and the substrate reproduction method according to the present invention, not only a large-sized photomask for a liquid crystal display device, but also a photomask for manufacturing a semiconductor, a photomask for manufacturing a printed circuit board, a photomask for manufacturing a MEMS device, etc. It can be used for various applications.

10、30 ・・・フォトマスクブランク
11、31 ・・・透明基板
12 ・・・光透過膜
13、32 ・・・半透過膜
13a、32a・・・半透過膜パターン
14、33 ・・・遮光膜
14a、33a・・・遮光膜パターン
15a、15b・・・レジストパターン
20、40 ・・・フォトマスク
S1〜S6・・・本発明のフォトマスク基板再生処理手順
T1〜T7・・・従来のフォトマスク基板再生処理手順
10, 30 ... Photomask blanks 11, 31 ... Transparent substrate 12 ... Light transmissive films 13 and 32 ... Semi-transmissive films 13a and 32a ... Semi-transmissive film patterns 14 and 33 ... Light shielding Films 14a, 33a ... Light-shielding film patterns 15a, 15b ... Resist patterns 20, 40 ... Photomasks S1-S6 ... Photomask substrate regeneration processing procedure T1-T7 of the present invention ... Conventional photo Mask substrate recycling process

Claims (6)

透明基板上に、ジルコニウムを含む無機化合物からなる光透過膜と、金属を含み露光光を遮光する遮光膜とを備えたことを特徴とするフォトマスクブランク。   A photomask blank comprising: a light-transmitting film made of an inorganic compound containing zirconium; and a light-shielding film containing a metal and shielding exposure light on a transparent substrate. 前記光透過膜が、少なくともジルコニウムとケイ素と酸素とを含む化合物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ブランク。   The photomask blank according to claim 1, wherein the light transmission film is made of a compound containing at least zirconium, silicon, and oxygen. 前記光透過膜と前記遮光膜の中間に、露光光の一部を透過する半透過膜を備えたことを特徴とする、請求項1または2に記載のフォトマスクブランク。   3. The photomask blank according to claim 1, further comprising a semi-transmissive film that transmits part of exposure light between the light transmissive film and the light shielding film. 請求項1または2に記載のフォトマスクブランクを用いて、前記遮光膜にパターンを形成したことを特徴とするフォトマスク。   A photomask, wherein a pattern is formed on the light shielding film using the photomask blank according to claim 1. 請求項3に記載のフォトマスクブランクを用いて、前記遮光膜および前記半透過膜にそれぞれパターンを形成したことを特徴とするフォトマスク。   The photomask blank according to claim 3, wherein a pattern is formed on each of the light-shielding film and the semi-transmissive film. 透明基板上にジルコニウムとケイ素と酸素とを含む化合物からなる光透過膜と、半透過膜、および遮光膜が積層されたフォトマスク用基板の再生方法であって、
前記遮光膜および半透過膜をエッチングにより除去し、前記基板をアルカリ溶液により洗浄処理した後、基板の研磨処理を行わずに半透過膜および遮光膜を積層することを特徴とする、フォトマスク用基板再生方法。
A method for regenerating a photomask substrate in which a light transmissive film made of a compound containing zirconium, silicon, and oxygen, a semi-transmissive film, and a light shielding film are laminated on a transparent substrate,
The light shielding film and the semi-transmissive film are removed by etching, the substrate is washed with an alkaline solution, and then the semi-transmissive film and the light-shielding film are stacked without polishing the substrate. Substrate regeneration method.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014050700A1 (en) * 2012-09-26 2014-04-03 大日本印刷株式会社 Glass reprocessing method, remade glass substrate, and photo mask blank and photo mask employing same
CN104932194A (en) * 2015-07-22 2015-09-23 京东方科技集团股份有限公司 Mask plate, manufacturing method thereof, and recycling method of mask plate
JP2018054794A (en) * 2016-09-28 2018-04-05 Hoya株式会社 Regeneration method of glass substrate for mask blank, manufacturing method of mask blank and manufacturing method of mask for transfer

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014050700A1 (en) * 2012-09-26 2014-04-03 大日本印刷株式会社 Glass reprocessing method, remade glass substrate, and photo mask blank and photo mask employing same
JPWO2014050700A1 (en) * 2012-09-26 2016-08-22 大日本印刷株式会社 Glass regeneration processing method, recycled glass substrate, and photomask blanks and photomasks using the same
CN104932194A (en) * 2015-07-22 2015-09-23 京东方科技集团股份有限公司 Mask plate, manufacturing method thereof, and recycling method of mask plate
JP2018054794A (en) * 2016-09-28 2018-04-05 Hoya株式会社 Regeneration method of glass substrate for mask blank, manufacturing method of mask blank and manufacturing method of mask for transfer

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