JP6618843B2 - フォトマスク用基板のリサイクル方法、フォトマスク用基板の製造方法、フォトマスクブランクの製造方法、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
フォトマスク用基板では、板厚の仕様が決められている。リサイクルを行うときの加工取り代が大きいと、フォトマスク用基板の板厚仕様を満たさなくなることがあり、又、その板厚仕様を満たすため、リサイクルの回数が制限されることがある。
尚、使用済みフォトマスクに形成された膜パターンは、大型フォトマスクの場合、通常、クロムを主成分とする薄膜で構成されている。クロムを主成分とする薄膜は、硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸を含むクロム用エッチング液を用いて、透明基板(例えば、合成石英ガラス基板やソーダライムガラス基板)に殆どダメージを与えずに除去することができる。
透明基板の第1主表面上に転写用パターンを含む膜パターンが形成されたフォトマスクから前記膜パターンを除去する膜パターン除去工程と、
前記透明基板の板厚を測定し、測定した板厚をフォトマスク用基板の板厚仕様と対比し、要求される表面粗さを得るために必要な研磨取り代を前記測定した板厚が有しているか否かを検査する基板板厚検査工程と、
前記透明基板の前記第1主表面及び該第1主表面に対向して設けられた第2主表面の傷欠陥を検査する表面傷欠陥検査工程と、
前記第1主表面及び第2主表面の平坦度を算出する第1の表面平坦度算出工程と、
前記第1の表面平坦度算出工程によって得られた前記第1主表面又は第2主表面の平坦度に応じて、局所ウェットエッチングを行うか否かを決定する局所ウェットエッチング選択工程と、
前記局所ウェットエッチング選択工程において、局所ウェットエッチングを行うと決定した前記透明基板の前記第1主表面又は第2主表面の少なくとも一方の主表面における、少なくとも許容値を超えて相対的に凸部となっている領域に対して、局所ウェットエッチングを行う局所ウェットエッチング工程と、
前記第1主表面及び前記第2主表面を研磨する研磨工程と、
を有することを特徴とするフォトマスク用基板のリサイクル方法。
前記局所ウェットエッチング工程の後、前記第1主表面及び第2主表面の平坦度を算出し、要求される平坦度を満たすかを判定する第2の平坦度算出工程を有し、
前記第2の平坦度算出工程の結果、前記第1主表面又は第2主表面のいずれかの主表面が、要求される平坦度を満たさない場合には、該平坦度を満たさない主表面に対して表面研削を行う表面研削工程を有することを特徴とする構成1記載のフォトマスク用基板のリサイクル方法。
前記表面研削は、前記第1主表面又は第2主表面を基準プレートに載置し、前記基準プレートに接した面と反対側の前記第1主表面又は第2主表面に対して、回転砥石を接触させて表面研削を行うことを特徴とする構成2記載のフォトマスク用基板のリサイクル方法。
前記板厚検査工程において、要求される平坦度を得るために必要な研磨取り代を有していないとされた透明基板に対して、又は前記表面傷欠陥検査工程において、許容深さ以上の傷を有するとされた透明基板に対して、前記研磨取り代量、傷の深さに応じて前記透明基板の縮小サイズを決定する工程と、
前記縮小サイズに合わせて前記透明基板を切断し形状加工する工程と、
を有することを特徴とする構成1記載のフォトマスク用基板のリサイクル方法。
構成1乃至4の何れか一つに記載のフォトマスク用基板のリサイクル方法によって得られた透明基板に対して、前記第1主表面及び第2主表面の平坦度、平行度、及び欠陥を検査する検査工程を行うことを特徴とするフォトマスク用基板の製造方法。
構成5に記載のフォトマスク用基板の製造方法によって製造されたフォトマスク用基板の前記第1主表面上に、転写用パターンを形成するための薄膜を成膜することを特徴とするフォトマスクブランクの製造方法。
構成5に記載のフォトマスク用基板の製造方法によって製造されたフォトマスク用基板の前記第1主表面上に、転写用パターンを含む膜パターンを形成することを特徴とするフォトマスクの製造方法。
構成7に記載のフォトマスクの製造方法によって製造されたフォトマスクを用い、露光光を、被転写体上に形成されているレジスト膜に照射し、現像を行うことによって、前記レジスト膜に前記転写用パターンを転写することを特徴とするパターン転写方法。
実施形態1では、フォトマスク用基板のリサイクル方法について、その工程を示すフローチャート図である図1を参照しながら説明する。
実施形態1のフォトマスク用基板のリサイクル方法は、膜パターン除去工程(ステップS1)と、基板板厚検査工程(ステップS2)と、第1主表面及び第2主表面の両主表面の表面傷欠陥検査工程(ステップS3)と、前記両主表面の表面平坦度を算出する第1の表面平坦度算出工程(ステップS4)と、前記第1の表面平坦度算出結果に基づいて局所ウェットエッチングを行うかを判断する局所ウェットエッチング選択工程(ステップS5)と、その選択工程の結果、局所ウェットエッチングを行うと判断した前記第1主表面又は第2主表面の少なくとも一方の主表面における、少なくとも許容値を超えて相対的に凸部となっている領域に対して、局所ウェットエッチングを行う局所ウェットエッチング工程(ステップS6)と、前記両主表面を研磨する研磨工程(ステップS7)を有する。
そして、準備した使用済みフォトマスクから膜パターンを除去する(ステップS1)。フォトマスク用基板にダメージを与えないようにするため、この膜パターン除去は、フォトマスク用基板に対して十分なエッチングレート差が得られるウェットエッチング液を用いて行うことが望ましい。具体的には、膜パターンとして、クロム系の材料が用いられているときは、硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸を含むクロム用エッチング液を用いるのが好ましい。又、膜パターンが、MoSi系材料からなる場合は、フッ化水素アンモニウムと過酸化水素を含むエッチング液を用いるのが好ましい。
板厚に十分な研磨取り代がある場合は、透明基板(ガラス基板)表面の傷欠陥検査(ステップS3)に進む。板厚が不十分な場合は、この透明基板から使用に耐える部分を求め、その部分から一部分を切り出してサイズダウン(縮小サイズ)したフォトマスク用基板を製造するか、この透明基板を廃棄する(ステップS8)。
尚、傷欠陥検査工程(ステップS3)は基板板厚検査工程(ステップS2)の前に実施しても、第1の平坦度算出工程(ステップS4)の後に実施してもよい。
本発明における平坦度は、第1主表面1aと第2主表面1bにおける表面形状の測定点の最大高さ(最高点)と最小高さ(最低点)の高さ差をいう。詳しく述べると、最小自乗法で算出される仮想絶対平面2a、2b(基準面=0)に対する各測定点の最大値(最高点)と最小値(最低点)の差(高さの差)をいう。基板1の主表面(例えば第1主表面1a)における平坦度の測定は、例えば、光の干渉を利用した平坦度測定装置や、基板形状検査装置などを用いて行うことができる。具体的には、これらの装置を用いて、上記第1主表面1a内の複数の測定点における仮想絶対平面2a(基準面=0)からの高さ情報を取得し、この高さ情報から最大値Lmax1と最小値Lmin1を求め、その最大値Lmax1と最小値Lmin1との差(Lmax1−Lmin1)を平坦度として算出する。同様に、第2主表面1bにおける平坦度は、Lmax2−Lmin2となる。
ここで、両主表面1a、1bの外周部の所定領域を除く中心部領域について、所定間隔(例えば、10mm間隔)で各測定点の高さ情報を測定するようにしてもよい。尚、平坦度の測定を高精度に行うためには、高さ情報を取得する測定点をなるべく多くすることが望ましい。但し、測定点をあまり多くすると、測定に要する時間がかかってしまうので、それとの兼ね合いで適宜設定すればよい。さらには、測定領域の表面形状を三次元的に測定したデータから前記高さ情報を取得するようにしてもよい。
例えば、図2を参照して説明すると、第1主表面1aと第2主表面1bが最も離れている位置での板厚がLmax3、第1主表面1aと第2主表面1bが最も近い位置での板厚がLmin3である場合、Lmax3−Lmin3が、透明基板1の平行度となる。
又、局所ウェットエッチングでは機械的な力を加える必要がないため、透明基板1を表面の平坦度が高い定盤(基準プレート)の上に乗せて支えるのではなく、透明基板1の外周部、或いは端部を支持して透明基板1を保持することができる。この保持によって、局所エッチングを行う面とは反対側の主表面の凹凸の影響を受けずに局所エッチングを行うことができる。このため、局所ウェットエッチングにより、平坦度の優れた加工を行うことができる。
局所ウェットエッチング工程(ステップS6)を実施した後は、研磨工程(ステップS7)へ進む。
一方、透明基板1が板厚仕様を満たすと判定した場合は、局所ウェットエッチング工程(ステップS10)に進む。そこでは、ステップS6の局所ウェットエッチング工程と同様の方法で、透明基板1の第1主表面1a又は第2主表面1bの少なくとも一方の主表面の、少なくとも許容値を超えて相対的に凸部22となっている領域に対して局所ウェットエッチングを行う。ここで重要なことは、第1主表面1a又は第2主表面1bの少なくとも一方については、許容値以内の平坦度にすることである。第1主表面1aと第2主表面1bの両面とも許容値を超えた平坦度である場合、この後行われる機械的手法による表面研削時に、研削面とは逆側の主表面の凹凸の影響を受けるので、高い平坦化加工を行うことが困難になる。
その結果、第1主表面1aも第2主表面1bも基準の平坦度F1を満たさない場合は、再度局所ウェットエッチング工程(ステップS10)に戻って局所ウェットエッチングを行う。この局所ウェットエッチング工程(ステップS10)と第2の表面平坦度算出工程(ステップS11)は、第1主表面1a又は第2主表面1bの少なくともどちらかの平坦度が基準の平坦度F1を満たすまで繰り返す。
第2の表面平坦度算出工程(ステップS11)において、第1主表面1a又は第2主表面1bのどちらかの平坦度が基準の平坦度F1を満たした場合は、表面研削工程(ステップS12)へ進む。又、第1主表面1aと第2主表面1bの両面とも基準の平坦度F1を満たした場合は、研磨工程(ステップS7)へ進む。
第3の表面平坦度・平行度測定算出により、平坦度が基準の平坦度F1以下であり、且つ、平行度が基準の平坦度F1の値以下の場合は、研磨工程(ステップS7)へ進む。平坦度が基準の平坦度F1を超える、又は、平行度が基準の平坦度F1の値を超える、或いは平坦度が基準の平坦度F1を超え、且つ平行度も基準の平坦度F1の値を超える場合は、再度表面研削工程(ステップS12)に戻って表面研削を行う。この表面研削工程(ステップS12)と第3の表面平坦度・平行度測定算出工程(ステップS13)は、表面平坦度、平行度が基準値を満たすまで繰り返す。
図4は研磨工程で用いられる片面研磨装置の例で、同図はその概略構成を装置断面図によって示したものである。
同図の片面研磨装置では、基準面である第2主表面1bを加工する場合、研磨パッド11が載せられている研磨定盤12の上に、第2主表面1bを下向きにして、透明基板1を載せる。その状態で、第1主表面1aに対向して設けられている複数のエアーシリンダ13(加圧手段)によって、透明基板1を研磨定盤12に押さえつける。そして、エアーシリンダ13を内蔵している基板保持プレート14と、研磨定盤12を逆方向に回転させることで、第2主表面1bの全体を研磨する装置である。この片面研磨装置は、複数のエアーシリンダ13の加圧量が調整可能な加圧調整手段を備えている。尚、図4において、11aは研磨用のスラリーである。
尚、この研磨は、片面研磨装置を用いて片面ずつ研磨するのではなく、両面研磨装置を用いて両面を同時に研磨してもよい。
研磨工程(ステップS7)の完了により、フォトマスク用基板はリサイクルされる。
実施形態2では、フォトマスク用基板の製造方法について説明する。
実施の形態1のリサイクル方法によって得られた透明基板1(ガラス基板)の第1主表面1a及び第2主表面1bの平坦度と平行度を、フラットネステスターなどを用いて測定するとともに、欠陥検査を行う(図1のステップS14)。そして、平坦度、平行度、及び欠陥が、要求仕様を満たすものをフォトマスク用基板とする。平坦度、平行度、及び欠陥の少なくともいずれか1つが要求仕様を満たさない場合は、満たさなかった主表面を再度研磨し、洗浄を行った後、再び平坦度、平行度の測定と欠陥検査を行う。以上の工程によって、フォトマスク用基板を製造する。この製造方法により、平坦度、平行度、及び欠陥に関する要求仕様を満足しているフォトマスク用基板を製造することができる。
実施の形態3では、フォトマスクブランクの製造方法について説明する。
実施の形態2で製造したフォトマスク用基板上にパターン形成用薄膜を形成する。
このパターン形成用薄膜としては、マスクの種別、すなわち、バイナリマスク(フォトマスク用基板上に遮光膜パターンが形成された通常のフォトマスク)、ハーフトーン型位相シフトマスクなど毎に適したものを用いる。パターン形成用薄膜の形成法としては、スパッタリング法が好ましく用いられるが、スパッタリング法に限定されるものではない。
ここで、位相シフト膜としては、基板側から位相シフト層、メタル層、反射低減層を有する積層構造とすることが好ましい。ここで、位相シフト層は、主に露光光に対する透過率と位相差とを調整する機能を有するもので、クロムを用いた材料としては、クロム(Cr)と酸素(O)及び窒素(N)のうちの少なくとも一種を含むクロム化合物から形成される。上述の位相シフト層と後述する反射低減層との間に形成され、露光光に対する透過率を調整する機能を有するとともに、反射低減層と組み合わさって、位相シフト膜側より入射される光に対する反射率を低減させる機能を有する。メタル層がクロムを用いた材料とする場合は、クロム(Cr)、またはクロム(Cr)と、炭素(C)及び窒素(N)の内の少なくとも一種とを含むクロム化合物から形成される。反射低減層は、位相シフト膜側より入射される光に対する反射率を低減させる機能を有する。反射低減層がクロムを用いた材料とする場合は、クロム(Cr)と酸素(O)とを含むクロム化合物から形成される。また、反射低減層は、クロム(Cr)と酸素(O)とを含み、さらに、窒素(N)、炭素(C)及びフッ素(F)のうちの少なくとも一種を含むクロム化合物であっても良い。
また、ハーフトーン型位相シフトマスクに使用されるフォトマスクブランク(位相シフトマスクブランク)の場合、位相シフト膜の他に、遮光膜を形成しても構わない。
また、フォトマスクブランクとして、パターン形成用薄膜をパターニングするためのマスクとなるエッチングマスク膜などを形成しても構わない。
実施形態4では、フォトマスクの製造方法について説明する。
まず、実施の形態3で製造したフォトマスクブランクを準備する。このとき、そのフォトマスクブランクにレジスト膜が形成されていない場合は、フォトマスクブランク上にレジスト膜を形成する。ここで、レジスト膜は、ポジ型フォトレジスト材料、又はネガ型フォトレジスト材料により構成され、例えば、スリットコータやスピンコータ等を用いて形成する。
続いて、レジスト膜に対して、レーザー描画機等を用いて所望のパターンを描画露光し、スプレー方式等の手法により現像を行って、レジスト膜パターンを形成する。
そして、形成したレジスト膜パターンをマスクとして、転写パターン形成用薄膜をエッチングして膜パターンを形成する。転写パターン形成用薄膜のエッチングは、例えば、パターン形成用薄膜がCr系材料からなる場合は、硝酸セリウム第二アンモニウムと過塩素酸とを含むクロム用エッチング液を用いる。又、パターン形成用薄膜がMoSi系材料からなる場合は、フッ酸水素アンモニウムと過酸化水素とを含むエッチング液を用いる。
その後、剥離液等を用いてレジスト膜パターンを除去し、フォトマスクを製造する。尚、製造した膜パターンの上面は、ペリクルで覆うことが好ましい。
実施形態5では、パターン転写方法について説明する。
実施の形態4で製造したフォトマスクを露光装置のマスクステージにセットし、レジスト膜が形成された被転写試料に対してパターン露光を行う。そして、この露光済レジスト膜を現像することによって、被転写試料上にレジスト膜パターンを形成する。露光光は特に限定されない。例えば、波長365nmのi線、405nmのh線、及び436nmのg線を含む波長300nm以上500nm以下の多波長光、波長436nmの単色光、波長365nmの紫外線光、波長248nmのエキシマレーザー光等を用いることができる。
実施の形態5で製造したフォトマスクは、平坦度及び平行度に関する要求仕様を満足しているフォトマスクであるため、被転写試料上に所望のパターン転写を行うことができる。
以下、実施例1では、フォトマスク用基板のリサイクル方法、及びフォトマスク用基板の製造方法について説明する。
最初に、800mm×920mmの8092サイズの合成石英ガラスからなる透明基板1上にクロム系の材料からなる遮光膜パターンが形成された使用済みのフォトマスクを準備した。
次に、遮光膜パターンを、硝酸第二セリウムアンモニウム及び過塩素酸と純水を含むクロム用エッチング液にて除去し、透明基板1を得た。
遮光膜パターンをクロム用エッチング液で除去した後、洗浄処理した透明基板1の両主表面である第1主表面1a(表面)と第2主表面1b(裏面)をフラットネステスター(黒田精工(株)製)にて測定して表面形態情報を取得した。
この表面形態情報は、両主表面の凹凸を示す情報であり、両主表面の外周5mmを除く領域を10mm間隔で測定した、仮想絶対平面に対する両主表面の各測定点の高さ情報である。
得られた表面形態情報を基に、透明基板1の板厚を、その板厚のバラツキを含めて算出した。
8092サイズのフォトマスク用基板の板厚仕様は、10mm±0.2mmである。板厚仕様の下限値(9.8mm)と、その後に行われる研磨工程での研磨取り代を考慮し、この透明基板1の最小板厚が9.9mm以上を有しているかを検査した。
検査の結果、最小板厚は9.9mmを超えており、要求される表面粗さを得るために必要な研磨取り代を有していること確認した。
その後、透明基板1の両主表面における傷の有無の検査を、目視検査により行なった。経験的に深さ20μm以上の傷は、目視検査により検出(確認)することができる。得られた透明基板1を検査したところ、両主表面には、目視検査で検出できる傷は、確認できなかった。
上記得られた表面形態情報を基に両主表面の平坦度を算出した。ここで平坦度は、実施の形態1で説明したように、両主表面における、各測定点の最大値(最高点)と最小値(最低点)の差(高さの差)をいう。より詳しく述べると、両主表面から最小自乗法で算出される仮想絶対平面(基準面=0)に対する、各測定点の最大値(最高点)と最小値(最低点)の差(高さの差)をいう。
両主表面の平坦度を算出した結果、第1主表面1a(表面)は22.5μm、第2主表面1b(裏面)は8.5μmであった。
ここでは、局所ウェットエッチングの必要性を判断した。
事前の評価により、仕上がり平坦度7μm以下のフォトマスク用基板を得るための基準の平坦度F1を10μm、基準の平坦度F2を30μmと定めている。この透明基板1の平坦度は、前述のように、第1主表面1aが22.5μm、第2主表面1bが8.5μmである。第1主表面の平坦度は、基準の平坦度F1とF2の間にあり、第2主表面の平坦度は、基準の平坦度F1以下であることから、第1主表面に対して局所ウェットエッチングを行うことにした。
次に、先に取得した両主表面の表面形態情報(位置情報と基準面に対する高さ情報)を基に、少なくとも許容値を超えて相対的に凸部22となっている領域に対して、フッ酸による局所ウェットエッチングを行った。ここで、フッ酸濃度と透明基板1に対するウェットエッチングによるエッチング量(エッチング時間、エッチング量、温度)との関係を予め求め、その結果を反映させて局所ウェットエッチングのエッチング条件を決定した。
透明基板1への局所ウェットエッチングは、位置情報が投影されたプレート上に透明基板1を載置し、位置情報を参考に凸部22に対応するサイズのスポンジを用意して、それにフッ酸を含有させた上で、そのスポンジを透明基板1の主表面に接触させて行った。尚、使用したフッ酸は、20wt%濃度のものを使用した。
尚、局所ウェットエッチングによる表面荒れは確認されなかった。
局所ウェットエッチングは、研磨取り代を抑えつつ、その後に行われる研磨工程の負荷を低減することができる。
ここでの研磨工程(ステップS7)は、第1研磨工程、研磨後表面形態情報取得工程、研磨後平坦度算出工程、第2研磨工程、及び第3研磨工程からなる。
第1研磨工程では、目視で確認が困難な微小傷を消すことを目的に、透明基板1の第1主表面1aと第2主表面1bの両主表面を、両面研磨装置を用いて研磨した。ここで、研磨条件は下記の通りとした。
研磨条件:
研磨液: 酸化セリウム(平均粒径:1μm)砥粒に水を加えた遊離砥粒
研磨布: 硬質ポリシャ
上定盤回転数:1〜30rpm(両面研磨装置上面から見て時計回りに回転)
下定盤回転数:1〜30rpm(両面研磨装置上面から見て反時計回りに回転)
圧力: 80〜100g/cm2
第1研磨工程が終了したのち、低濃度のアルカリ水溶液を用いて、透明基板1を薬液洗浄し、その後、透明基板1を純水洗浄した。
研磨後表面形態情報取得工程では、第1研磨工程後に薬液洗浄と純水洗浄が行われた透明基板1の第1主表面1aと第2主表面1bに対して、表面形態情報を取得した。
この表面形態情報は、第1主表面1aと第2主表面1bの両主表面の凹凸を示す情報であり、具体的には、第1主表面1a及び第2主表面1bの外周5mmを除く領域を、10mm間隔で測定した、仮想絶対平面に対する各測定点の高さ情報である。
尚、表面形態情報の取得に用いる測定器としては、黒田精工(株)製のフラットネステスターを用いた。
研磨後平坦度算出工程では、コンピュータを用いて、研磨後表面形態情報取得工程で得られた第1主表面1aと第2主表面1bの両主表面の表面形態情報から、第1主表面1aと第2主表面1bの平坦度を算出するとともに、透明基板1の平行度も算出した。
その結果、第1主表面1aの平坦度は6.1μm、第2主表面1bの平坦度は9.4μm、そして透明基板1の平行度は10.8μmであった。
第2研磨工程では、第2主表面1bの平坦度が7μm以下で、且つ透明基板1の平行度が7μm以下になるように、第2主表面1bの面内で加工量の異なる片面研磨装置の加工条件を決定し、第2主表面1bに対して片面研磨を実施した。
第2研磨工程で、図4に示した片面研磨装置を用いて、第2主表面1b(裏面)を研磨した。片面研磨装置として、80個のエアーシリンダ13を8×10(合計80個)で2次元配置したものを用いた。
この研磨の条件は、下記の通りである。
研磨条件:
研磨液:酸化セリウム(平均粒径:1μm)砥粒に水を加えた遊離砥粒
研磨布:軟質ポリシャ
基板保持プレートの回転数:3〜20rpm(基板保持プレートの上面から見て反時計回りに回転)
研磨定盤12の回転数:3〜20rpm(基板保持プレートの上面から見て時計回りに回転)
第2研磨工程が終了したのち、低濃度のアルカリ水溶液を用いて、透明基板1を薬液洗浄し、その後、透明基板1を純水洗浄した。
第3研磨工程(精密研磨工程)では、第1主表面1aと第2主表面1bの両主表面の平滑度を高める目的で、透明基板1の両面を、両面研磨装置を用いて研磨した。その研磨条件は、下記の通りである。
研磨条件:
研磨液:コロイダルシリカ(平均粒径:50〜80nm)砥粒に水を加えた遊離砥粒
研磨布: 軟質ポリシャ
上定盤回転数:1〜30rpm(両面研磨装置上面から見て時計回りに回転)
下定盤回転数:1〜30rpm(両面研磨装置上面から見て反時計回りに回転)
圧力: 80〜100g/cm2
第3研磨工程が終了したのち、透明基板1を、低濃度のアルカリ水溶液を用いて薬液洗浄し、その後、純水洗浄した。
第3研磨工程後に薬液洗浄と純水洗浄が行われた後の透明基板1に対して、両主表面の表面形態情報を取得した。そして、得られた表面形態情報から両主表面の平坦度を算出するとともに、平行度を算出した。
その結果、第1主表面1aの平坦度が6.1μm、第2主表面1bの平坦度が5.8μm、平行度が6.7μmであった。又、透明基板1の両主表面の欠陥を欠陥検査装置(パルステック工業株式会社製)により検査したところ、欠陥は検出されなかった。
得られた透明基板1は、両主表面の平坦度、及び平行度が共に7μm以下であるため、高精細なパターンを形成するためのフォトマスクなどの製造に適するフォトマスク用基板の仕様を満たしていた。
使用済みのフォトマスクを準備し、その中から表面傷欠陥検査の目視検査により傷が確認されなかった50枚の透明基板1を選び出して、上記方法によって、フォトマスク用基板を作製した。
その結果、両主表面の平坦度と平行度が共に7μm以下のフォトマスク用基板は、50枚中50枚得られ、その製造歩留まりは100%であった。
実施例2では、第2のフォトマスク用基板のリサイクル方法、及びフォトマスク用基板の製造方法について説明する。
上述の実施例1とは別の8092サイズの使用済みフォトマスクを準備し、実施例1と同様にして、膜パターンの除去と、基板板厚検査を行った。その結果、基板板厚は9.9mmを超えていた。次に、表面傷欠陥検査として目視検査を行い、目視で確認される傷が認められなかった透明基板1を選別した。その後、実施例1と同様にして、表面形態情報を基に両主表面の平坦度を算出した。
その結果、第1主表面1aは38μm、第2主表面1bは45μmであり、両主表面の平坦度は、基準の平坦度F2の30μmを超えていた。
得られた透明基板1の平坦度が基準の平坦度F2である30μmを超えていたので、平坦度を整えるための表面研削が必要となる。表面研削による加工取り代、局所ウェットエッチングによる平坦度調整のためのエッチング量、及び研磨工程による研磨取り代と、8092サイズの板厚仕様の下限値とを比較し、表面研削、局所ウェットエッチング及び研磨工程を実施しても十分な板厚を有していることを確認した。
次に、表面研削工程で、表面研削装置の定盤に載置される透明基板1主表面の一方の面(例えば、第2主表面1b(裏面))について、先に取得した第2主表面1bの表面形態情報を基に、少なくとも許容値を超えて相対的に凸部22となっている領域に対して、フッ酸による局所ウェットエッチングを行い、実施例1と同様にして、平坦度の調整を行った。
局所ウェットエッチングにより平坦度の調整を行った第2主表面1b(裏面)の平坦度を測定、算出したところ、その平坦度は、基準の平坦度F1の10μmを下回る8.6μmと良好な値であった。
次に、局所ウェットエッチングにより平坦度調整を行った第2主表面1b(裏面)が、表面研削装置(岡本工作機械社製)の定盤上に接するように透明基板1を載置して、それとは反対側の面(第1主表面1a(表面))に対して表面研削を実施した。ここで、この表面研削では、#2000の砥石を使用した。
実施例2では、定盤に接する面(第2主表面1b)の平坦度を、局所ウェットエッチングにより、8.6μmという良好な値にしているため、第1主表面1aに対して高精度の表面研削を行うことができる。
表面研削工程により得られた透明基板1の両主表面について、実施例1と同様にフラットネステスターにて測定して表面形態情報を取得し、両主表面の平坦度、及び平行度を算出した。
その結果、両主表面の平坦度は10μm以下、平行度は20μm以下であり、その後に行われる研磨工程により、両主表面の平坦度及び平行度を7μm以下に調整することが可能と判断した。
研磨工程(ステップS7)以降の工程は、実施例1と同様の工程を経て、フォトマスク用基板を作製した。
作製したフォトマスク用基板は、両主表面の平坦度が7μm以下、平行度が7μm以下であった。
実施例1と同様に使用済みのフォトマスクを準備し、その中から表面傷欠陥検査の目視検査により傷が確認されなかった50枚の透明基板1を選び出して、フォトマスク用基板を作製した。その結果、両主表面の平坦度、及び平行度が共に7μm以下のフォトマスク用基板は、50枚中50枚であり、製造歩留まりは100%であった。
この実施例3では、実施例1によって得られたフォトマスク用基板を用いて、以下の方法により、フォトマスクブランクである位相シフトマスクブランクを製造した。
まず、上記実施例1で得られたフォトマスク用基板(合成石英ガラス基板)の第1主表面1aを、スパッタリング装置内に設置されたスパッタターゲット面と対向するようにして、セットした。そして、スパッタリング法によって、フォトマスク用基板の第1主表面1a上に、位相シフト膜を成膜した。
次に、クロムターゲットが配置されているスパッタリング室内に、ArガスとCH4ガスとの混合ガスを導入し、反応性スパッタリングによって、CrCからなる膜厚10nmのメタル層を成膜した。ここで、この混合ガスは、Arガス中に8%の濃度のCH4ガスが含まれている混合ガスである。
これにより、基板上に、膜厚89nmのCrOCNからなる位相シフト層と、膜厚10nmのCrCからなるメタル層と、膜厚30nmのCrOCNからなる反射低減層からなる位相シフト膜が形成された位相シフトマスクブランクを得た。
又、得られた位相シフトマスクブランクの主表面の平坦度は、実施例1によって得られたマスクブランク用基板の主表面の平坦度に依存し、その値は7μm以下であった。
又、得られた位相シフトマスクブランクの平行度も実施例1によって得られたマスクブランク用基板平行度に依存し、その値は7μm以下であった。
特に、2.0μm以下(例えば、1.2μm〜2.0μm)のラインアンドスペースパターンや、2.0μm以下(例えば、1.5〜2.0μm)のホールパターンが形成される位相シフトマスクの製造に適している。
この位相シフトマスクは、解像度で500ppiを超える(例えば、600ppi以上)高解像度の表示パネル(液晶パネルや有機ELパネル)の製造に適用される。
この実施例4では、実施例3で製造された位相シフトマスクブランクを用いて、以下の方法により、フォトマスク(位相シフトマスク)を製造した。
まず、実施例3で製造された位相シフトマスクブランクの位相シフト膜上に、ノボラック系のポジ型のフォトレジストからなるレジスト膜を形成した。その後、レーザー描画機により、波長413nmのレーザー光を用いて、そのレジスト膜に所定のパターンを描画した。その後、レジスト膜を所定の現像液で現像して、その位相シフト膜上にレジスト膜パターンを形成した。
その後、レジスト膜パターンをマスクにして、位相シフト膜をエッチングすることで、位相シフト膜パターンを形成した。
ここでは、位相シフト膜をエッチングするエッチング溶液として、硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸とを含むクロム用エッチング液を用いた。
その後、レジスト剥離液を用いて、レジスト膜パターンを剥離することで、露光用マスクを得た。
上述した位相シフトマスクは、要求基準を満たす平坦度と平行度を備え、且つ優れたパターン断面形状及び優れたCD均一性を有しているので、上述した位相シフトマスクを用いて、高解像度、高精細の表示装置(有機ELパネル)を製造することができると言える。
この実施例5では、実施例4で製造されたフォトマスクを用いて、以下の方法により、被転写試料に対してパターン転写を行った。尚、ここでの被転写試料は、表示装置の基板である。
実施例4で製造したフォトマスクは、フォトマスク主表面の平坦度が0.7μm以下、平行度も0.7μm以下であり、上述のようにフォトマスク上にあるパターンのCDばらつきも少ないこともあり、表示装置基板上に精度の高いレジスト膜パターンを転写形成することができた。
比較例1は、実施例1の局所ウェットエッチング工程に代えて、サンドブラスト法とラッピングを用いてフォトマスク用基板を作製した例である。
最初に、上述の実施例1とは別の8092サイズの使用済みフォトマスクを準備し、実施例1と同様にして、膜パターンを除去と基板板厚検査を行った。その結果、基板板厚は9.9mmを超えていた。次に、表面傷欠陥検査として目視検査を行い、目視で確認される傷が認められなかった透明基板を選び出した。その後、実施例1と同様にして、主表面の平坦度を算出した結果、第1主表面(表面)は25.5μm、第2主表面(裏面)は10.4μmであった。
砥粒: #800(酸化ケイ素)
エア圧力: 0.1MPa
掃引速度: 10〜30mm/秒
砥粒: #1000(酸化アルミニウム)
上定盤回転数:1〜30rpm(両面研磨装置上面から見て時計回りに回転)
下定盤回転数:1〜30rpm(両面研磨装置上面から見て反時計回りに回転)
圧力: 100〜150g/cm2
両面研削(ラッピング)工程が終了したのち、低濃度のアルカリ水溶液を用いて、透明基板を薬液洗浄し、その後、透明基板を純水洗浄した。
これは、サンドブラスト加工により生じた加工歪み層やクラックを除去するために両面研削(ラッピング)工程が必要となり、さらに、両面研削(ラッピング)工程により生じたクラックを除去するために研磨工程の負荷が高くなり、両主表面の平坦度、平行度の制御が十分にできなかったことが理由と考える。
その結果、両主表面の平坦度、及び平行度が共に7μm以下のフォトマスク用基板は、50枚中14枚であり、この仕様を満足するフォトマスク用基板の製造歩留まりは28%となった。
この低い歩留まりの原因の1つは、両面研削(ラッピング)により生じたクラックを除去するために、研磨工程の負荷により平坦度、平行度の制御が十分にできなかったことである。又、サンドブラストと両面研削(ラッピング)による加工取り代、及び研磨工程負荷による研磨取り代が、上記実施例と比較して多くなることにより、8092サイズの板厚仕様から逸脱したことも、製造歩留まりが低下した理由である。
Claims (8)
- 透明基板の第1主表面上に転写用パターンを含む膜パターンが形成されたフォトマスクから前記膜パターンを除去する膜パターン除去工程と、
前記透明基板の板厚を測定し、測定した板厚をフォトマスク用基板の板厚仕様と対比し、要求される表面粗さを得るために必要な研磨取り代を前記測定した板厚が有しているか否かを検査する基板板厚検査工程と、
前記透明基板の前記第1主表面及び該第1主表面に対向して設けられた第2主表面の傷欠陥を検査する表面傷欠陥検査工程と、
前記第1主表面及び第2主表面の平坦度を算出する第1の表面平坦度算出工程と、
前記第1の表面平坦度算出工程によって得られた前記第1主表面又は第2主表面の平坦度に応じて、局所ウェットエッチングを行うか否かを決定する局所ウェットエッチング選択工程と、
前記局所ウェットエッチング選択工程において、局所ウェットエッチングを行うと決定した前記透明基板の前記第1主表面又は第2主表面の少なくとも一方の主表面における、少なくとも許容値を超えて相対的に凸部となっている領域に対して、局所ウェットエッチングを行う局所ウェットエッチング工程と、
前記第1主表面及び前記第2主表面を研磨する研磨工程と、
を有し、
前記透明基板の材料は、ガラスであり、
前記局所ウェットエッチングを行うときの薬液は、フッ酸水溶液、アルカリ水溶液、及び、りん酸のいずれかから選択され、
前記研磨工程は、前記局所ウェットエッチング工程の後、または、前記局所ウェットエッチング選択工程において前記局所ウェットエッチングを行わないと決定された後に、行われることを特徴とするフォトマスク用基板のリサイクル方法。 - 前記局所ウェットエッチング工程の後、前記第1主表面及び第2主表面の平坦度を算出し、要求される平坦度を満たすかを判定する第2の平坦度算出工程を有し、
前記第2の平坦度算出工程の結果、前記第1主表面又は第2主表面のいずれかの主表面が、要求される平坦度を満たさない場合には、該平坦度を満たさない主表面に対して表面研削を行う表面研削工程を有することを特徴とする請求項1記載のフォトマスク用基板のリサイクル方法。 - 前記表面研削は、前記第1主表面又は第2主表面を基準プレートに載置し、前記基準プレートに接した面と反対側の前記第1主表面又は第2主表面に対して、回転砥石を接触させて表面研削を行うことを特徴とする請求項2記載のフォトマスク用基板のリサイクル方法。
- 前記基板板厚検査工程において、要求される平坦度を得るために必要な研磨取り代を有していないとされた透明基板に対して、又は前記表面傷欠陥検査工程において、許容深さ以上の傷を有するとされた透明基板に対して、前記研磨取り代、傷の深さに応じて前記透明基板の縮小サイズを決定する工程と、
前記縮小サイズに合わせて前記透明基板を切断し形状加工する工程と、
を有することを特徴とする請求項1記載のフォトマスク用基板のリサイクル方法。 - 請求項1乃至4の何れか一つに記載のフォトマスク用基板のリサイクル方法によって得られた透明基板に対して、前記第1主表面及び第2主表面の平坦度、平行度、及び欠陥を検査する検査工程を行うことを特徴とするフォトマスク用基板の製造方法。
- 請求項5に記載のフォトマスク用基板の製造方法によって製造されたフォトマスク用基板の前記第1主表面上に、転写用パターンを形成するための薄膜を成膜することを特徴とするフォトマスクブランクの製造方法。
- 請求項5に記載のフォトマスク用基板の製造方法によって製造されたフォトマスク用基板の前記第1主表面上に、転写用パターンを含む膜パターンを形成することを特徴とするフォトマスクの製造方法。
- 請求項7に記載のフォトマスクの製造方法によって製造されたフォトマスクを用い、露光光を、被転写体上に形成されているレジスト膜に照射し、現像を行うことによって、前記レジスト膜に前記転写用パターンを転写することを特徴とするパターン転写方法。
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