JPH03100655A - エマルジョンマスク等の欠陥修正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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装置に
係わり、詳しくは、半導体素子製造を始めとするフォト
エツチング製品及びフォトエレクトロフォーミング製品
の製造過程のりソゲラフイエ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、ＣＣ
Ｄ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）の欠陥部を除去する装置に関す
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ツチン
グ製品と撮影管用メツシュ、電子顕微鏡メツシュ、篩い
分は用メツ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な精密
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。

このように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。

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、黒点傷等があり、ピンホール及び黒点傷に関
する修正方法には、フォトマスクの種類により異なるが
、黒点欠陥について具体例をあげて説明すると、ハード
マスクの場合は、欠陥部以外をフォトレジスト、又は金
属薄膜が腐食されない物質でマスキングした後、エツチ
ング液で除去する方法が一般的である。

１μ程度の微細な黒点欠陥部を除去したい場合は、ポジ
型レジスト、例えば東京応化製０ＦＰＲレジストを塗布
した後、欠陥部上のレジストに水銀ランプ光源を１μ程
度に集光させ露光し、現像処理によって露光部のレジス
トを除去した後、エツチング液で露光金属薄膜を除去す
る方法がある。

−４、エマルジョンマスクの場合、乳剤層が厚く金属の
ような適性腐食液が存在しないことから、ハードマスク
の修正方法と異なる。例えば黒点傷の修正方法の１つと
して、カッターナイフのような鋭利な先端部分で削り取
る手段が実施されているが、精度の要求されないもの、
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。

この欠点を解消するため、本出願人は紫外光レーザを用
いたエマルジョンマスク等の修正装置として、特願平１
−１４９２５３号の出願をしている。

（発明が解決しようとする課題） 上記の修正装置にあっては、曲線状パターンを修正する
ため、大小異なる曲率の突起、あるいは切欠きを有する
ブレードの可変アパーチャーを使用するようにしている
が、欠陥部の形状にアパーチャーの形状を合わせるには
、第１に曲線状パターンの曲率に合わせた突起、あるい
は切欠きの選択に２軸の調整が必要であり、第２に欠陥
サイズに合わせたアパーチャーブレード４枚の開閉のた
めに４軸の調整が必要であり、第３に欠陥の方向に合わ
せたアパーチャー全体の回転の軸の調整のために、計７
軸の調整が必要であり、装置構成上非常に複雑なものど
なっている。

（課題を解決するための手段） 本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、エマルジョ
ンマスク等のエマルジョン層上の画像等の直線状及び曲
線状パターンの欠陥を複雑な装置を構成とすることなく
容易に除去することができる、エマルジョンマスク等の
欠陥修正装置を提供するものである。

これを達成するために本発明にあっては、アパーチャー
をレーザービーム光を整形するための透過光部や遮光部
が設けられた２枚のアパーチャーブレードで構成し、か
つこれら２枚のアパーチャーブレードを重ねて配置する
とともに、各々を縦方向と横方向に移動させる機構と、
アパーチャー像の投影を全体に回転させる機構を有する
修正装置を構成した。

（作用） 以上のように構成されたものによれば、エマルジョンマ
スクの欠陥部をレーザービーム光で昇華除去できるので
あるが、レーザービーム光を欠陥部の形状に合わせてア
パーチャーで整形して照射することにより、欠陥部のみ
を精度良く除去することができて、欠陥部が非欠陥部に
連続、または隣接していても非欠陥部を損なうことが無
いという利点を有するものである。

しかして、レーザービーム光の形状はアパーチャーブレ
ードを各機構で移動せしめ、各々に設けられている透過
光部や遮光部を適当に組合せることによって簡単に整形
することができ、従って、レーザービーム光の形状を欠
陥部に容易に一致させることができる。

透過光部や遮光部の形状は任意に取り得るが、一方のア
パーチャーブレードに矩形と円形の透過光部を設け、他
方のアパーチャーブレードに矩形の透過光部と矩形もし
くは円形の遮光部を設けるようにすれば、これら２枚の
アパーチャーブレードの適当な組み合わせによって、直
線や曲線で囲まれた形状を自由に作り出すことができて
、レーザービーム光の形状を簡単に整形できるようにな
る。

また、アパーチャー像の投影を回転させる像回転機構と
しては、２枚のアパーチャーを回転させる物であっても
良く、またイメージローテータプリズムで構成すること
もできる。

（実施例） 以下、本発明の装置の実施例を凹面について説明する。

第８図において、レーザ発振器（１）から取り出した紫
外光レーザビーム（２）はビームエキスパンダー（３）
で拡大され、選択反射ミラー（４）で紫外光のみが反射
され、アパーチャー（５）で欠陥部の形状に応じたビー
ム像に整形された後、結像レンズ（６）で縮小投影され
、エマルジョンマスク（７）の銀乳剤層面の黒点欠陥部
に相当する領域に照射される。

また参照光ランプ（８）からの白色光は、色フイルタ−
（９）で有色化され、アパーチャー（５）を照射し、ア
パーチャー（５）の開口形状が結像レンズ（６）により
エマルジョンマスク（７）上に有色像として投影される
。

なお、参照光ランプ（８）の前にコンデンサレンズ（図
示されていない）を設けて照明の均一化を行ってもよい
。

エマルジョンマスク（７）上に投影されたアパーチャー
（５）の開口形状の有色像は、レーザビーム像を結像す
る結像レンズ（６）とエマルジョンマスク（７）に対し
て対称の位置に配置した観察レンズ（１０）を介してテ
レビカメラ（１１）により観察するようになっている。

また、結像レンズ（６）によってレーザ光が照射される
エマルジョンマスク（７）の照射部の近傍には、その一
方よりエアーノズル（１２）が、また場合によっては、
エアーノズル（１２）とレーザ光の照射部に対する対称
の位置に吸引ノズル（図示せず）が配置され、エマルジ
ョンマスク（７）上のレーザ光の照射部へエアーノズル
（１２）からエアーを送風し、場合によっては、このエ
アーを吸引ノズル（図示せず）によって吸引するように
なっている。

結像レンズ（６）として、可視光から使用するレーザの
紫外光まで収差なく解像するレンズを使用することは、
レンズの光学的設計上非常にむづかしく、又高価なもの
となるため、レーザ紫外光での解像が良好となるよう設
計されたものを使用している。

また、アパーチャー（５）の開口形状による像を、結像
レンズ（６）により参照光ランプ（８）からの光でエマ
ルジョンマスク（７）上に結像させるが、結像レンズ（
６）を紫外域向きのレンズを使用していることから、有
色光フィルター（９）は、ブルーフイルターとして参照
光ランプ（８）の紫外光側の光を参照光として使用する
ようにしている。

観察レンズ（１０）は、結像レンズ（６）と光軸を合わ
せて、エマルジョンマスク（７）のガラス基板（１４）
の裏面よりエマルジョン層（１５）のレーザ照射部を観
察するように配置されており、独自の落射照明系（１６
）、（１７）を有している。

観察レンズ（１０）には、結像レンズ（６）に対して、
可視光域での解像が良好なレンズを使用し、レーザ照射
部のエマルジョンマスク（７）の状態及び参照光ランプ
（８）により照明されたアパーチャー像を、落射照明系
（１６）、（１７）及び参照光ランプ（８）を調整して
、テレビカメラ（１１）により観察する。

エアーノズル（１２）は、エマルジョンマスク（７）上
の結像レンズ（６）の光軸付近にエアーを吹き付けるよ
うに配置され、常時あるいはレーザ光照射期間中、レー
ザ照射により飛散したエマルジョン層（１５）からの除
去飛散物を除去するようエアー等を吹き出している。

レーザ光を照射する範囲が、数１０μｍ〜数１００μｍ
と微小な範囲であることから、吹き出すエアーは？Ｉｌ
量でよく、高圧でなくても十分使用することができる。

また、エアーノズル（１２）の代りに、吸引ノズル（図
示せず）を設けてもよく、さらに効果を高めるためにエ
アーノズル（１２）とレーザ照射部に対する反対側の位
置に吸引ノズルを設けることによって、レーザ光による
除去飛散物を吹き飛ばすと同時に吸引する構成にしても
よい。

結像レンズ（６）は、アパーチャー（５）により整形さ
れたビーム像を縮小投影するものである。欠陥部は、１
　＋ｎａ＋単位の寸法から数１０μｍ、数μｍ程度の微
小な寸法であり、アパーチャー（５）を拡大寸法で製作
し、これで整形されたビーム像を縮小投影する形式が装
置上有利である。また結像レンズ（６）は、アパーチャ
ー（５）に照射されるレーザビームのエネルギー密度を
アパーチャー（５）に損傷をあたえない程度に弱くし、
欠陥部除去に必要なエネルギー密度まで結像レンズ（６
）による縮小投影で上げるという目的も有している。

通常、レーザ発振器（１）から出力されるレーザビーム
（２）は、その強度がビーム内において、ビーム（２）
の中央部で強度が大で、周辺になるにしたがって小さく
なっている。

この状態のままでは、レーザ照射による加工速度が中央
と外周で異なり、均一な加工が困難となる。このため、
ビーム（２）の中央の強度が均一な部分が選択的に使え
るようビームエキスパンダー（３）による光学系でビー
ムを拡大している。また拡大アパーチャーを使用するこ
とから、比較的大きな面積にビームを照射することから
もビームエキスパンダー（３）は使われる。

なお、レーザ発振器（１）から得られるビーム（２）が
比較的大きく、強度分布も極端に悪（なければ、ビーム
エキスパンダー（３）をもちいなくとも十分な結果が得
られる。

レーザ発振器（１）は、紫外光を発振するレーザとして
エキシマレーザをもちいる。エキシマレーザは、使用す
るハロゲンガスの種類により、数種の紫外光発振が可能
である。

代表的な発振波長は、３０８ｎｍ　（ＸｅＣ１）、２４
８ｎｍ（ＫｒＦ）、１９８ｎｍ　（＾ｒＦ）の３種であ
り、ガス交換により発振波長の変更ができる。欠陥部除
去に使用するレーザ波長は、これら３種いずれも使用可
能であるが、レンズ等光学系の透過率が、２００ｎｍ程
度から悪くなるため、２４８ｎｍが最適である。

欠陥部除去に必要なレーザエネルギーは、照射位置で、
エネルギー密度５〜５０　Ｊ　／　ｃ＋ｆｌ程度が最適
であり、レーザ発振器（１）のパルスエネルギーは１０
０〜４００ｍ　Ｊ　／パルス程度となる。

本発明は以上のようなものにおいて、アパーチャー（５
）をレーザビーム光を整形するための透過光部や遮光部
を設けた２枚のアパーチャ−ブレードで構成し、これら
２枚のアパーチャーブレードを重ねて配置するとともに
、各々を縦方向と横方向に移動させる機構と、２枚のア
パーチャーブレードを全体に回転させる機構を具備せし
めたものである。

すなわち、第１図は、本発明にかかるアパーチャー（５
）の実施例を示したものであって、アパーチャーテーブ
ル（５０）上においてアパーチャーブレード（５１）と
アパーチャーブレード（５２）は重ねて配置され、これ
ら２枚のブレード（５１）　（５２）の各々が縦方向と
横方向に移動可能となるように、位置調整機構（５３）
　（５４）がアパーチャーブレード（５１）に位置調整
機構（５５）（５６）がアパーチャーブレード（５２）
に取り付けられている。

またアパーチャーテーブル（５０）の側方には、アパー
チャーブレード（５１）（５２）を全体に回転させる回
転機構（５７）が設けられている。

位置調整機構（５３）〜（５６）には例えばサーボ機構
のような移動調整ができるものを使用する。また回転機
構（５７）には、例えばサーボモータ（５７）を装置し
、テーブル（５０）周縁に形成したラック（５８）とピ
ニオンギヤ（５９）を咬合せしめることにより、テーブ
ル（５０）全体を回転調整してアパーチャー像を回転さ
せることができる。

次に、第２図（ａ）にアパーチャーブレード（５１）の
形状を（ｂ）にアパーチャーブレード（５２）の形状を
示す。

アパーチャーブレード（５１）には、矩形の透過光部（
６０）・・・と直径の異なる複数個の円形の透過光部（
６１）・・・が設けられている。アパーチャーブレード
（５２）には、１個の矩形の透過光部（６２）と矩形の
遮光部（６３）と直径の異なる複数個の遮光部（６４）
・・・が設けられている。

そして、これら２枚のブレード（５１）　（５２）を上
述の調整機構（５３）〜（５７）で各々移動せしめて、
欠陥形状に適合するように開孔を形成して、レーザービ
ーム光を整形するのである。

例えば、直線状パターンの欠陥の場合は、矩形の可変サ
イズアパーチャーを形成する必要があり、これはアパー
チャーブレード（５１）の透過光部（６０）とアパーチ
ャーブレード（５２）の透過光部（６２）をレーザービ
ーム光軸上に位置するように、位置調整機構（５３）で
各ブレード（５１）　（５２）を移動せしめ、２つの矩
形の透過光部（６０）（６２）をレーザービーム光軸上
で重ね合わせて開孔を形成する。

欠陥のサイズに合わせる為、アパーチャー（５１）の開
孔の調整はレーザービーム光軸上で２つの矩形の透過光
部（６０）　（６２）の重ね合わせを第３図のようにず
らして位置決めすることにより行い、２枚のアパーチャ
ーブレード（５１）　（５２）の重ね合わせで、透過部
同志が重なることによって形成される開孔（６５）のサ
イズは、１枚の矩形の透過光部（６０）または（６２）
より小さく制限され、これにレーザービーム光を照射す
ることにより、アパーチャー（５）を透過するビームは
、この開孔形状に合わせて整形されることになる。また
、曲線状パターンの欠陥の場合は、アパーチャーブレー
ド（５１）の円形の透過光部（６１）の中から曲線の曲
率に合った円を選択し、これをビーム軸中心に位置する
よう、位置調整機構（５３）　（５４）を調整し、アパ
チャーブレード（５２）の円形の遮光部（６４）の中か
ら、アパーチャーブレード（５１）から選択した透過円
の直径より大きな直径を有する遮光部を選択し、これを
ビーム軸中心に透過円（６１）と位置をずらせて第４図
のように位置するよう位置調整機構（５５）　（５６）
を調整して行なう。

即ち円形の窓（６１）をこれよりやや大きい円形の蓋（
６４）でずらせて塞ぐことにより、三日月形の開孔（６
６）を形成するようにして、レーザービーム光を曲線状
パターンの欠陥形状に合わせて整形するものである。ま
た、三日月形開孔以外に矩形の透過光部（６０）と円形
の遮光部（６４）とを組み合わせて、第５図のように一
面円弧の開孔（６７）として、欠陥部に合わせても良く
、さらに円形の透過光部（６１）と矩形の遮光部（６３
）とを組み合わせて第６図のように半円状の開孔（６８
）として欠陥部に合わせても良い。

欠陥部へのアパーチャー（５）の位置決めは、これらア
パーチャーブレード（５１）　（５２）の位置調整機構
（５３）〜（５６）による以外に、欠陥部が傾きを有し
ている場合などは、アパーチャー像の投影を回転させる
像回転機構として回転機構（５７）によりアパーチャー
（５）全体をレーザービーム軸を中心に回転させ、調整
することにより行なうことができる。

また、アパーチャー像を回転させる像回転機構の他の実
施例としては、第７図（ａ）に示すようなイメージロー
テータプリズム（７０）を用いて、アパーチャーブレー
ド（５１）　（５２）は回転させずに固定し、イメージ
ローテータプリズム（７０）を回転させることにより、
投影させるアパーチャー像を回転させる構成としても良
い。

また第７図（ｂ）に示すような、イメージローテータプ
リズムと同機能のタブタイププリズム（７１）を用いて
も良い。

アパーチャーブレード（５１）　（５２）は、ガラス基
材上にレーザービーム光を反射するための誘電体を多層
に真空蒸着して形成することができる。

即ちアパーチャーブレード（５１）は、矩形及び円形の
金属板をガラス基板上に仮止めし、この上から誘電体を
真空蒸着し、その後金属板を剥がすことにより、矩形及
び円形の透過部（６０）（６１）を有する、アパーチャ
ーブレード（５１）が形成される。また、アパーチャー
ブレード（５２）は矩形の金属板と、円形及び矩形の窓
を有する金属板とをガラス基板上に仮止めし、この上か
ら誘電体を真空蒸着することにより形成される。

この場合、窓を有した金属板により窓に相当した部分に
蒸着がなされ、反射層となり遮光部（６３）（６４）を
成すとともに、矩形の金属板を貼った部分の外周が蒸着
がなされ、貼った部分でガラスの透過がそのまま残り、
矩形の透過光部（６２）を成す。

尚アパーチャーブレード（５１）は、蒸着したガラス基
板以外でも金属板に矩形及び円形に穴を開けたものでも
良（、また、アパーチャーブレード（５２）も蒸着した
ガラス基板以外でもガラスに金属薄板を貼り付け、透過
部、遮光部を形成しても良い。

次に以上説明したような構成からなる本発明装置を使用
して、実際のエマルジョンマスク等の欠陥部の除去作業
をその手順にしたがって説明する。

先ず、第８図において観察レンズ（１０）によりエマル
ジョンマスク（７）のガラス基板（１４）を透して透明
なエマルジョン層（１５）を観察し、エマルジョン層（
１５）上の欠陥部が視野中央に位ｉするようにエマルジ
ョンマスク（７）を位置決定する。

次に、参照光ランプ（８）からの有色フィルター（９）
を透した有色光によって投影されている開孔形状を見な
がら各アパーチャーブレード（５１）　（５２）をそれ
ぞれ移動調整して、透過光部や遮光部を種々選択調整し
て、アパーチャー（５）の開孔形状を欠陥部の形状に合
わせる。

この状態でレーザ光発振器（１）よりレーザビーム（２
）を出力させると、レーザビーム光（２）はビームエキ
スパンダー（３）で拡大され、選択反射ミラー（４）を
経てアパチャー（５）に照射され、アパーチャー（５）
のブレード（５１）　（５２）による開孔形状に応じた
レーザビーム光が結像レンズ（６）で縮小され、エマル
ジョンマスク（７）上の欠陥部に照射され、欠陥部が飛
散除去される。

例えば、第９図に示すようなエマルジョンマスク（７）
のエマルジョン層（１５）上の画像部（１８）につなが
って存在する黒点欠陥部（１９）は、第１０図に示すよ
うに除去される。

また、紫外光レーザの使用により、可視光では透明に見
える突起状の欠陥部（膜厚が局部的に高い）の除去も可
能である。

レーザビームによって飛散された欠陥部は、第８図に示
すようなエアーノズル（１２）で吹き飛ばされて除去さ
れる。

なお、エキシマレーザは、前記した発振波長以外に、３
５１ｎｍ　（ＸｅＦ）、２２２ｎｍ　（ＫｒＣ１）、１
５７ｎｍ　（Ｆ　ｚ）があり、これらもレーザ源として
使用が可能であり、２００ｎｍ付近以下の波長について
は、ガラスレンズに変えて反射光学系を使用すれば実現
が可能である。

（発明の効果） 本発明の装置は、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
画像部を形成し、該画像部を染色してなる非銀塩系のエ
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。

また、本発明の構成とすることで、直線状あるいは曲線
状の各種パターンの欠陥に対して、欠陥の形状にレーザ
ービーム光を形成するアパーチャーが、２枚のアパーチ
ャーブレードと５軸の調整で可能となり、従来より簡易
な構成でアパーチャーの製作が出来るようになるという
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の実施例を示す斜視図、第２図（ａ
）（ｂ）はアパーチャーブレードの平面図、 第３〜６図は開孔を形成する状態の説明図、第７図（ａ
）（ｂ）はイメージローテータプリズムの斜視図とタブ
タイプリズムの斜視図、第８図は欠陥修正装置の概要図
、 第９図は欠陥部を有するエマルジョンマスクの平面図、 第１０図は欠陥部を除去したエマルジョンマスクの平面
図をそれぞれ表す。 ５１５２・・・・アパーチャーブレード５３〜５６・・
・・位置調！ｆｆ機構 ５７・・・・・・回転機構 ６０〜６２・・・・透過光部 ６３．６４・・・・遮光部 ６５〜６８・・・・開孔 ７０・・・・・・イメージローテータプリズム７１・・
・・・・タブタイププリズム 第１図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザービーム光を欠陥部の形状に合わせて、ア
   パーチャーで整形して照射して、その欠陥部を除去する
   欠陥修正装置において、アパーチャーはレーザービーム
   光を整形するための透過光部もしくは遮光部またはこれ
   らの両方が設けられたアパーチャーブレードを２枚重ね
   たものであり、各アパーチャーブレードを縦方向と横方
   向に移動させる位置調整機構と、アパーチャー像の投影
   を回転させる像回転機構とを備えていることを特徴とす
   るエマルジョンマスク等の欠陥修正装置。
2. （２）上記２枚のアパーチャーブレードの一方には、矩
   形と円形の透過光部が設けられ、他方には矩形の透過光
   部と円形あるいは矩形の遮光部が設けられていることを
   特徴とする請求項（１）のエマルジョンマスク等の欠陥
   修正装置。
3. （３）アパーチャー像の投影を回転させる像回転機構は
   、アパーチャーブレードを回転させる機構であることを
   特徴とする請求項（１）または（２）のエマルジョンマ
   スク等の欠陥修正装置。
4. （４）アパーチャー像の投影を回転させる像回転機構は
   、イメージローテータプリズムであることを特徴とする
   請求項（１）又は（２）のエマルジョンマスク等の欠陥
   修正装置。