JP2989809B2 - エマルジョンマスク等の欠陥修正方法 - Google Patents

エマルジョンマスク等の欠陥修正方法

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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【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、半導体素子製
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。
【0002】
【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。
【0003】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。
【0004】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 0.1μ程度に成膜させて
なるものである。
【0005】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。
【0006】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。
【0007】
【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。
【0008】
【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
層として、弱粘着性フィルムを貼り付け、この欠陥部に
合わせてエキシマレーザーのような紫外線レーザビーム
を照射し、これによるレーザーアブレーションにより欠
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、カーボンブラック等の黒色顔料の遮光性物質を
塗布した後、この欠陥部の遮光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。
【0009】
【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。図1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、図2は、この図1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。
図3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。
【0010】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、図3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
除去可能な弱粘着性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。
【0011】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、図4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 248nmであり、レーザーパワーは1パルス当
り 100〜400mJ程度である。
【0012】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、遮光性顔料(e)を、除去部(2)を含む保護膜
層(d)に塗布する。遮光性顔料層(e)としては、カ
ーボンブラック等の黒色顔料を水に溶かしたものを用い
る。除去部(2)によって露出するガラス基材(a)面
に顔料が接着し易いように接着剤成分を混合してもよ
く、また従来から使われている硯ですった墨を用いても
よい。さらに、カーボンブラックの黒色顔料以外でも、
遮光が必要とする光の波長の成分を遮断するものであれ
ばよい。また、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。
【0013】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、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)には弱粘着性の合成樹脂のものを用いているか
ら、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
性顔料(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顔料(e)はその
まま残り、除去部(2)は遮光性顔料(e)で埋められ
て、欠陥部(1)の白欠陥の修正が行われる。
【0014】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顔料
(e)の塗布には、図5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。
また、第1ステップにおいて、付着防止層(d)の形成
に、液体保護剤を塗布乾燥させる以外に、数μm 厚さの
PET等のフィルムに弱粘着剤をその片面にコートした
ものを使用し、これを、エマルジョン層(b)に焼付け
た画像(c)の欠陥部(1)にあるいは全面に貼付ける
方法であってもよい。
【0015】
【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。このようにエ
マルジョンマスク等の欠陥を修正する方法として、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と
して弱粘着性フィルムを貼り付け、この欠陥部と共に付
着防止層を除去するために、欠陥部に合わせて、特に紫
外線レーザービームを照射するようにしたのは、種々の
レーザービームの中から保護膜を加工する際に適切な比
較的長い波長のレーザービームを選んで用いることも可
能であるが、これによると、照射による加熱で保護膜を
加工することになって、保護膜は有機物であるため、完
全に除去しきれず炭化物等が残留してしまうということ
から、レーザービームを特定したものであり、エキシマ
レーザーのような紫外線レーザービーム(400nm未
満)は、非熱的な化学反応による加工であり、波長のも
つエネルギーによるレーザーアブレーションによって有
機物の炭素鎖を切断する機能を有し、有機物の保護膜及
び付着防止層を安定した状態で完全に除去することがで
き、保護膜層の除去部に塗布する遮光物質としてカーボ
ンブラック等の黒色顔料を用いたので、これを水に溶か
して容易に塗布することができるものである。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
ョンマクスのみならず、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、LC
D、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】
【図1】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
【図2】図1の手順に対応するエマルジョンマスクの模
式斜視図
【図3】修正前のエマルジョンマスクの模式斜視図
【図4】紫外レーザビームの照射装置による修正作業の
模式図
【図5】マイクロディスペンサーの概略図
【符号の説明】 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57−193034(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03F 1/08 - 1/16 H01L 21/027

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として、弱粘着性フィルムを貼
    り付け、この欠陥部に合わせてエキシマレーザーのよう
    紫外線レーザービームを照射し、これによるレーザー
    アブレーション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、カーボンブラック等
    の黒色顔料の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。
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