JP2877838B2 - エマルジョンマスク等の欠陥修正方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エマルジョンマスク等の欠陥部の修正方法
に係わり、詳しくは、半導体素子構造を始めとするフォ
トエレクトロフォーミング製品の製造過程のリソグラフ
ィ工程に用いるフォトマスクの一種であるエマルジョン
マスク、あるいはLCD、CCD用カラーフィルターの有機被
膜パターン（以下エマルジョンマスク等という）のピン
ホール、欠損等の白欠陥を修正する方法に関するもので
ある。

（従来の技術） 近年、IC及びLSIの高集積化に伴うパターンの微細化
が進み、半導体素子用のパターンはますます高精度化、
高品質化する傾向にあるが、半導体素子以外にも、例え
ばカラーテレビ用シャドウマスク、プリント配線板、各
種表示管用電極、光学測定機の標線等のフォトエッチン
グ製品と撮像管用メッシュ、電子顕微鏡メッシュ、篩い
分け用メッシュ等のフォトエレクトロフォーミング製品
もまた高品質、高精度が要求される。

従来の機械的加工法では到達不可能であった微細、精
密加工がフォトファブリケーション技術により可能とな
ったが、この技術で使用されるフォトマスクは高い画像
精度が要求されるものである。

このような高い画像精度が要求されるフォトマスクに
おいては、マスク製造工程で発生する微小欠陥部の修正
が必要である。

現在、フォトマスクはその材料によってエマルジョン
マスクと、ハードマスクの２種類に分けられ、エマルジ
ョンマスクは、ガラス板の表面に高解像力写真乳剤が塗
布されているものである。

通常エマルジョンマスクの感光材としては、銀塩材料
と非銀塩材料があり、その膜厚は通常２〜６μ程度であ
る。

一方、ハードマスクはガラス板の表面に蒸着、または
スパッタリングの方法により遮光性金属薄膜、例えばク
ロム、酸化鉄、タンタル等を厚み0.1μｍ程度に成膜さ
せてなるものである。

次に、フォトマスク製造において発生する欠陥には、
ピンホール、欠損等の白欠陥と黒点等の黒欠陥とがあ
り、ピンホール及び黒点に関する修正方法は、フォトマ
スクの種類により異なるが、黒点欠陥については、黒点
欠陥部に合わせてレーザーを照射し、除去する方法が知
られており、白欠陥については、ハードマスクの場合
は、全面にフォトレジストを塗布し、欠陥部のフォトレ
ジストを部分露光し、現像後、欠陥部のみのレジストが
除去された状態で、全面に蒸着又はスパッタリングの方
法により、クロム等の遮光性金属薄膜を成膜し、その後
フォトレジストを剥離することにより、欠陥部のみが成
膜の状態となって、ピンホール等の白欠陥部が遮光され
る。

一方、エマルジョンマスクの場合は、ハードマスクが
数インチ角程度のサイズであるのに対して、20〜40イン
チ等と大きなサイズとなるため、上記のような蒸着、ス
パッタリングの一連の方法が、大型コーティング装置、
大型真空装置等が必要となり、設備上困難であるところ
から一般的には、微細な毛先を有する筆等を用いて、硯
ですった墨を人手で欠陥部に塗布する方法等が行われて
いる。

（発明が解決しようとする課題） 上記の修正方法にあっては、精度が要求されないも
の、又は欠陥部が非欠陥部に接続、又は隣接しないもの
に限られ、半導体製造用、又は微細加工用に使用される
フォトマスクの場合の修正は不可能となる。

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたたもの
で、ハードマスクで用いられるコーター、蒸着、あるい
はスパッタリング等の一連の設備を大型化することな
く、簡易な方法によって高精度の白欠陥の修正を行うこ
とを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明にあっては、ガ
ラス板の表面に高解像力写真乳剤が塗布された写真乾板
に画像が焼付けられたエマルジョンマスク等の欠陥部の
修正方法において、エマルジョンマスク等のエマルジョ
ン層に焼付けられた画像等におけるピンホール、欠損等
の白欠陥の欠陥部に対し、欠陥部を含めた周辺に、除去
可能な合成樹脂の付着防止層を撥水性物質で形成し、こ
の欠陥部に合わせてレーザビームを照射し、これにより
欠陥部と共に付着防止層を除去し、この除去した部分の
欠陥部に親水性物質である遮光性物質を塗布した後、こ
の欠陥部の遮光性物質を残して付着防止層を剥離除去す
ることにより、エマルジョン層の白欠陥を修正するエマ
ルジョンマスク等の欠陥修正方法をとっている。

（実施例） 以下、本発明の方法を図面を参照しながら説明する。

第１図は、本発明の方法による修正作業の手順を示す
フローチャートであり、第２図は、この第１図に示す手
順に対応するエマルジョンマスクの模式斜視図である。

第３図はエマルジョンマスクの修正前の模式斜視図で
ある。

エマルジョンマスク（Ａ）は、ガラス基材（ａ）に対
しエマルジョン層（ｂ）を形成したもので、このエマル
ジョン層（ｂ）には、露光により画像（ｃ）が焼付けら
れている。（１）はこの画像（ｃ）におけるピンホー
ル、欠損等の欠陥部である。この欠陥部（１）の大きさ
は、1mm単位から数10μｍ、数μｍ程度のものである。

このような欠陥部（１）を有するエマルジョンマスク
（Ａ）に対して、その修正作業を順を追って説明する。

第１ステップにおいては、第３図におけるエマルジョ
ンマスク（Ａ）のエマルジョン層（ｂ）に焼付けられた
画像（ｃ）の欠陥部（１）を中心に、その周辺に除去可
能な弱粘性撥水性物質の樹脂の付着防止層（ｄ）を塗布
形成する。

この付着防止層（ｄ）としては、塩ビ、酢ビ、ビニル
ブチラール等のビニル系樹脂、あるいは塩酢ビ等のそれ
らの重合体、あるいはポリエステル、ポリウレタン、ポ
リエポキシ等の熱可塑性高分子材等のこれらの物質に撥
水性を付与し、これを有機溶剤に溶かしたものであっ
て、これをスポンジ等の先端に含ませて塗布するが、そ
の塗布幅は１〜2mm程度であれば充分である。

第２ステップにおいては、付着防止（保護膜）層
（ｄ）が塗布形成されたエマルジョンマスク（Ａ）の修
正を必要とする欠陥部に合わせて保護膜層（ｄ）上より
紫外レーザビームを照射して、保護膜層（ｄ）及びエマ
ルジョン層（ｂ）を除去（２）する。

この除去部（２）は、欠陥部（１）を含めた例えば長
方体のような割られた部分である。

なお、この除去はエマルジョン層（２）を除去できな
くとも実際問題としては差支えない。

この除去に使用する紫外レーザビームの照射装置
（Ｂ）は、第４図に示す次のようなものである。

レーザ発振器（10）はエキシマレーザであって、これ
より発振される紫外レーザビーム（11）はビームエキス
パンダー（12）で拡大され、選択反射ミラー（13）で紫
外レーザビームのみが反射され、アパーチャー（14）に
よって除去すべき欠陥部（１）を含めて必要形状に応じ
たビーム像とされた後、結像レンズ（15）で縮小投影さ
れ、エマルジョンマスク（Ａ）の欠陥部（１）に相当す
る領域に照射されるものである。

なお、図中（16）は参照光ランプ、（17）は色フィル
ター、（18）はハーフミラー、（19）は観察レンズであ
る。

使用波長はKrFをガス源として248mmであり、レーザー
パワーは１パルス当り100〜400mJ程度である。

第３ステップにおいては、保護膜層（ｄ）及びエマル
ジョン層（ｂ）を除去した除去部（２）に対して、遮光
性物質（ｅ）として、親水性の物質を、除去部（２）を
含む保護膜層（ｄ）に塗布する。

遮光性物質層（ｅ）としては、例えば水溶性インキ、
顔料を用いる。

除去部（２）によって露出するガラス基材（ａ）面に
水溶性インキ、顔料が接着し易いように接着剤成分を混
合してもよい。

また、水溶性インキ、顔料の塗布は、レーザビームで
除去された除去部（２）を中心に制限はなく、精密な位
置決めの機構や、熟練工の微細な手先を必要とせず、大
まかな塗布で充分である。

第４ステップにおいては、欠陥部（１）を含む周辺に
塗布した除去可能な撥水性物質の保護膜層（ｄ）を剥離
するのであるが、この剥離には、「セロハンテープ」等
の粘着テープが用いられ、この粘着テープを剥がすこと
により、親水性の物質の遮光性物質（ｅ）、撥水性の物
質の保護膜層（ｄ）は粘着テープに貼付けられて、エマ
ルジョン層（ｂ）から剥離される。この場合、保護膜層
（ｄ）の撥水性物質は、その剥離時にエマルジョン層
（ｂ）の表面を傷付けることはない。

保護膜層（ｄ）の表面に塗布された遮光性物質（ｅ）
は、保護膜層（ｄ）と同時に剥離されるが、欠陥部
（２）に塗布された遮光性物質（ｅ）はそのまま残り、
除去部（２）は遮光性物質（ｅ）で埋められて、欠陥部
（１）の白欠陥の修正が行われる。

なお、第１ステップにおける合成樹脂の保護膜層
（ｄ）及び第３ステップにおける遮光性物質（ｅ）の塗
布には、第５図に示すようなマイクロディスペンサー
（液体定量吐出器）（ｃ）を用いてもよい。このもの
は、タイマー（20）にて制御される電磁弁（21）を介し
て送られる圧縮空気（22）によりタンク（23）内の塗布
剤をノズル（24）から吐出するようになっている。

親水性の物質、例えば水溶性インキを用いることによ
り、これの塗布時に顔料の除去部（２）以外への付着を
防止し、付着防止層（ｄ）の剥離後の欠陥部（１）の修
正を安定させるようにしてもよい。

（発明の効果） 本発明は、特許請求の範囲に記載された一連の工程に
よってエマルジョンマスク等の欠陥を修正する方法であ
るから、エマルジョンマスク等のピンホールや欠損等の
白欠陥を精度良く修正することができ、欠陥部が非欠陥
部に連続、又は隣接していても、非欠陥部を損なうこと
なく欠陥部の修正を効率よく行うことができ、またピン
ホールや欠損等以外に完全に脱落したパターンを新規に
再生することも可能である。

この欠陥修正方法において、除去可能な合成樹脂の保
護膜層である付着防止層を撥水性物質で形成し、欠陥部
に親水性物質である遮光材を塗布したのは、仮りに、付
着防止層及び遮光材に共に親水性物質を用いたとする
と、付着防止層に対して遮光材を塗布した時点で、遮光
材は付着防止層の表面に渡って広がり、後にテープ等で
付着防止層を剥離する際、付着防止の表面に広がった遮
光材が邪魔をして付着防止層を良好に剥離することがで
きないばかりでなく、本来残されるべき除去部の遮光材
も部分的に剥離されて安定性を欠くことになる。

これに対して、本発明の方法のように付着防止層に撥
水性物質を、また遮光材に親水性物質を用いると、付着
防止層に遮光材を塗布する時点で、撥水性物質の付着防
止層の表面に、親水性物質の遮光材は広がることが防止
され、欠陥部に形成された親水性物質の遮光材は、撥水
性物質の付着防止層の剥離時において、除去部における
遮光材を部分的に剥離するようなこともなく、安定した
状態の修正ができる。

また、本発明の方法は、銀塩乳剤乾板を用いた銀塩系
のエマルジョンマスクのみならず、例えばガラス板の表
面にジアゾ系感光液（ゼラチンなどのコロイド性物質に
ジアゾ化合物を混合した感光液）を塗布してなる非銀塩
乳剤乾板を用い、これに画像を焼付けて有機高分子膜か
らなる非銀塩系のエマルジョンマスクの修正にも適用で
き、LCD、あるいはCCD用カラーフィルターの有機被膜パ
ターンの修正にも有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法による修正作業の手順を示すフロ
ーチャート、 第２図は第１図の手順に対応するエマルジョンマスクの
模式斜視図、 第３図は修正前のエマルジョンマスクの模式斜視図、 第４図は紫外レーザビームの照射装置による修正作業の
模式図、 第５図はマイクロディスペンサーの概略図である。 （Ａ）……エマルジョンマスク （Ｂ）……紫外レーザビーム （Ｃ）……マイクロディスペンサー （ａ）……ガラス基材 （ｂ）……エマルジョン層 （ｃ）……焼付け画像 （ｄ）……保護膜層 （ｅ）……遮光性顔料層 （１）……欠陥部 （２）……除去部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−83377（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−210629（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−120521（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−207337（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−54502（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−193034（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03F 1/08 - 1/16

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エマルジョンマスク等のエマルジョン層に
   焼付けられた画像等におけるピンホール、欠損等の白欠
   陥の欠陥部に対し、欠陥部を含めた周辺に、除去可能な
   合成樹脂の付着防止層を撥水性物質で形成し、この欠陥
   部に合わせてレーザビームを照射し、これにより欠陥部
   と共に付着防止層を除去し、この除去した部分の欠陥部
   に親水性物質である遮光性物質を塗布した後、この欠陥
   部の遮光性物質を残して付着防止層を剥離除去すること
   により、エマルジョン層の白欠陥を修正することを特徴
   とするエマルジョンマスク等の欠陥修正方法。