光掩模的修正方法

专利名称：光掩模的修正方法
技术领域：
本发明涉及在光刻工艺(photolithography process)中使用的光掩模的修正方 法。
背景技术：
光掩模用于液晶显示装置等的制造工艺的光刻工艺中。上述光掩模例如由透明基 板和形成于该透明基板上的遮光膜图案(掩模图案)构成。在光掩模的背面存在损伤的话， 曝光时曝光光线会在损伤部位发生漫反射，从而不能够进行预期的转印。特别是最近开始 出现的液晶面板为单边尺寸超过1000mm的矩形，而且以后会出现的第十代等液晶面板的 大小为2850mmX3050mm等，因此在制造该液晶面板时使用的光掩模也要形成为单边尺寸 为1200mm以上的矩形，重量也会增加。因此，在处理该光掩模时产生损伤的几率也升高了 。
关于在光掩模基板上产生的损伤，在日本特开2003-287876号公报(专利文献1) 中公开了将透明树脂埋入光掩模基板背面的损伤中以修正光掩模的方法。
上述的光掩模背面的损伤包括图4(a)所示的仅存在凹部形状的损伤11a的光掩 模ll，也包括图4(b)所示的延伸到损伤lla深处的裂纹lib的光掩模11。裂纹lib延伸 到损伤lla深处的话，如图4(c)所示，会因处理中的某些冲击而形成碎片llc并剥落，从而 产生缺口。 上述损伤的有无能够通过例如使用荧光灯或者Z型灯(Z-light)的目视检查进行 判断。并且，在判断为损伤的大小会影响到转印的时候，可以如图5(a)所示，使用刨槽机 (router) 12对包含有损伤11a的区域(以虚线围成的区域)进行磨削，形成表面光滑的凹 部lld。特别地，当存在裂纹lib的情况下，则如图5(b)所示，加深形成凹部。通过如此除 去损伤lla并在局部形成表面平滑的凹部lld，从而能够防止或者减少曝光光线在损伤部 位发生漫反射的情况。然而，光掩模基板的凹部形状会对光掩模曝光时的光线行进产生影 响，有时会影响转印图案的坐标精度。此外，凹部加深的同时机械强度变差，不可否认会有 损于产品质量方面的保证。 光掩模为用于光刻法中的光学部件，因此要求光掩模材料相对于转印波长是透明 的，并且其透光性要达到除因边界面的折射率差产生的反射损失以外的损失能够被忽略的 程度。然而，在专利文献l中所公开的方法中，采用了透明树脂，因而有着修正部位的透光 率不足、相对于转印波长不透明的问题。特别是以碳原子为主要构成原子的树脂材料在作 为掩模使用时会因曝光光线的多次照射而劣化，透光率也会变差，因此并不是具有足够耐 久性的材料。

发明内容
本发明就是鉴于上述情况而作出的，其目的在于提供一种光掩模的修正方法，这 种光掩模的修正方法能够防止曝光时在背面的损伤部位发生的漫反射，并且即使是在损伤 部位处相对于转印波长也是透明的。
本发明的另一 目的在于提供一种光掩模的修正方法，这种光掩模的修正方法能够 使损伤修正部位具有与光掩模材料同等的耐久性。 本发明所述的光掩模的修正方法的特征在于，该光掩模的修正方法包括下述工 序在光掩模的背面存在的损伤中涂布液体玻璃的工序，其中，该液体玻璃在硬化后形成为 具有70%以上的透光率和1.4以上的折射率的玻璃，该光掩模是使用玻璃基板制成的；以 及使上述液体玻璃硬化的工序。 根据该修正方法，在使用玻璃基板制作的光掩模的背面存在的损伤中，涂布当硬 化后形成为具有70%以上的透光率和1. 4以上的折射率的玻璃的液体玻璃，并使上述涂布 好的液体玻璃硬化。由此，硬化后的部分具有与玻璃基板同等的透光率和折射率，从而即使 是损伤部位相对于图案转印波长也能够是透明的。此外，由于用液体玻璃填埋损伤，因此能 够防止曝光时损伤部位处的漫反射。此处，如果是在液晶显示装置的制造中使用的光掩模， 则图案转印波长为包含从g线(436nm)到i线(365nm)的波长区域的光。此外，如果是半导 体装置制造用的光掩模，图案转印波长除了包含从g线(436nm)到i线(365nm)的波长区 域的光之外，还包括到ArF光刻法所采用的193nm为止的波长区域的光。因此，在下文中， 透光率表示是从436nm到193nm的波长范围的值。同样地，折射率也表示从436nm到193nm 的波长范围的值。 在本发明的光掩模的修正方法中，优选上述液体玻璃为原硅酸四乙酯或者旋涂玻 璃材料。 在本发明的光掩模的修正方法中，优选上述液体玻璃在热或者紫外线作用下硬 化。 在本发明的光掩模的修正方法中，优选在除去上述背面中的存在上述损伤的区域 而形成凹部之后，将上述液体玻璃涂布在上述凹部中。 在本发明的光掩模的修正方法中，优选对利用上述液体玻璃进行修正的修正部位 实施平坦化处理。 本发明的光掩模为经过上述方法修正过的光掩模，该光掩模具有玻璃部，该玻璃 部埋入到在上述光掩模的背面存在的损伤中，并且具有70%以上的透光率和1. 4以上的折 射率，且由液体玻璃硬化形成。此处所谓透光率指的是以本发明的液体玻璃为材料的内部 透光率。 在本发明的光掩模的修正方法中，在使用玻璃基板制作的光掩模的背面存在的损 伤中，涂布当硬化后形成为具有70%以上的透光率和1. 4以上的折射率的玻璃的液体玻 璃，并使上述涂布好的液体玻璃硬化，因此，硬化后的部分具有与玻璃基板同等的透光率和 折射率，从而损伤部位相对于图案转印波长也能够是透明的。此外，由于用液体玻璃填埋损 伤，因此能够防止曝光时在损伤部位处的漫反射。


图l(a) (c)是用于说明本发明的第一实施方式所述的光掩模的修正方法的图。
图2(a) (d)是用于说明本发明的第二实施方式所述的光掩模的修正方法的图。
图3(a) (d)是用于说明本发明的第二实施方式所述的光掩模的修正方法的其 他例子的图。
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图4(a) (c)是用于说明光掩模的背面的损伤的图。
图5(a) 、 (b)是用于说明现有的光掩模的修正方法的图。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。 本发明的光掩模的修正方法的特征在于，在光掩模的背面存在的损伤中涂布当硬 化后形成为具有70%以上的透光率和1. 4以上的折射率的玻璃的液体玻璃，并使上述液体 玻璃硬化。(第一实施方式) 在本实施方式中，对在光掩模背面存在的损伤中直接涂布液体玻璃并使其硬化的 情况进行说明。 本发明所述的光掩模包括LSI (Large Scale Integration :大规模集成电路)用 光掩模、FPD(Flat Panel Display :平板显示器)用光掩模、PWB (Printed Wiring Board: 印刷线路板)用光掩模中的任意一种掩模。此外，作为本发明所述的光掩模，可以列举出二 元掩模(Binary Mask)、中间色调掩模(HalfTone Mask)、极紫外掩模(EUV Mask)等。本发 明所述的光掩模特别对于单边尺寸为300mm以上的矩形且重量为150g以上的FPD用掩模 来说效果显著。上述光掩模可以是具备至少具有遮光部和透光部的转印图案、进而还具有 使曝光光线的一部分透过的半透光部所构成的多灰度光掩模。此外，作为构成光掩模的基 板材料，可以列举出石英玻璃(合成石英)、钠钙玻璃等。特别优选的是由石英玻璃构成的 基板材料。 此外，用于FPD用掩模的玻璃基板的尺寸较大，单边尺寸为300mm以上，特别是用 于制造第十代液晶面板的光掩模的基板尺寸还有单边尺寸超过1200mm的，其基板厚度为 10mm以上。另一方面，对于基板厚度为10mm以下的光掩模，其图案面与背面的距离仅为与 基板厚度(lOmm以下)相当的距离，因此在使用光掩模的图案转印工序中，背面的异物或损 伤等缺陷容易在被转印体上成像，背面的不良影响容易显现成转印时的图案失真。因此，对 于该种光掩模，修正较大损伤的情况下，在使用光掩模时向被转印物转印的图案容易受到 修正部位的修正质量的影响。因此，本发明适用于对在像用于制造第十代面板的光掩模那 样、玻璃基板厚度为lOmm以上的光掩模上产生的背面损伤进行修正的方法。此处左右修正 质量的主要因素指的是向修正部位埋入液体玻璃时产生的、混入有最大长度为lOym以 下的气泡或异物，或者存在当液体玻璃硬化后进行表面研磨时产生的最大长度为lOym以 下的损伤。 作为在本发明所述的方法中使用的液体玻璃，采用的是在硬化后形成透光率为 70%以上、优选为90%以上的玻璃的液体玻璃。另外，液体玻璃硬化后的透光率能够通过搭 载有分光光度计的透光率测定仪进行测定。 该种液体玻璃可以是在热作用下硬化的液体玻璃，还可以是在紫外线作用下硬化 的液体玻璃。在热作用下硬化的液体玻璃可以列举出例如原硅酸四乙酯(TE0S)或者旋涂 玻璃材料(S0G材料)。其中，作为SOG材料，可以列举出例如将硅醇[Si(0H)]溶解在乙醇 类或者聚硅氮烷类溶剂中形成的无机类SOG材料等。通过将该种无机SOG材料作为液体玻 璃涂布到损伤中并使其硬化，使Si(^之间相互结合，能够形成以硅酸玻璃(Si02)为主要成
5分的玻璃部。此外，作为在紫外线作用下硬化的液体玻璃，可以列举出TE0S或者S0G材料 等。另外，使液体玻璃硬化的条件被适当地设定为硬化后的玻璃成分的透光率达到70% 以上。透光率更优选为80%以上，进而优选为90%以上。另外，更为优选通过紫外线照射 进行硬化。 由液体玻璃形成且以硅酸玻璃为主要成分的玻璃，与光掩模基板材料相同，具有 耐化学腐蚀性和耐气体腐蚀性，不溶于例如硫酸、盐酸等绝大部分无机酸及有机溶剂等。此 外，该玻璃在436nm至193nm的波长范围内不显示由于光造成的劣化。该玻璃也未因受到 臭氧氧化而使材料劣化。因此，该玻璃在对光掩模通常实施的酸清洗、碱清洗、有机溶剂清 洗等中不会发生变质，能够保持质量。此外，该玻璃也不会随光掩模使用时的曝光光线而劣 化，进而对于因曝光光线的照射等所产生的氧化能力强的臭氧也显示出较高的耐气体腐蚀 性。 此外，优选液体玻璃在硬化后具有1. 4以上的折射率。特别优选折射率为1. 4 2. 0。更为优选折射率为1. 4 1. 6。这是因为，期望液体玻璃硬化后的折射率与用作光掩 模基板材料的玻璃材料(例如石英玻璃(合成石英)(折射率1. 46)、或者钠钙玻璃(折射 率1.52))是同等的。 这样，对于通过在损伤中涂布液体玻璃并硬化而形成了玻璃部的修正部位，优选 在之后实施平坦化处理。由此，能够更为有效地防止修正部位处的曝光光线漫反射。此处 的平坦化处理可以举出表面研磨处理等。 该光掩模的修正虽然能够在光掩模的制造中发现损伤时适当地进行，然而优选的 是，在光掩模的制造中，在光掩模完成后、具体来说是在向光掩模贴膜(pellicle)前进行。
对于上述光掩模修正后的光掩模，能够使用聚光灯或者荧光灯等通过目视来判断 是否合格。即，在使聚光灯或荧光灯等从背面进行照射时，在修正部位产生漫反射，通过能 否清楚地视觉辨别出该漫反射产生的光强度的增减来进行判断。因此，在使聚光灯或者荧 光灯等从背面进行照射时，不能够清楚地视觉辨别出修正部位的话即为合格品，能够清楚 地辨别的话则为不合格品。此时，向修正部位照射的光强度强则漫反射的光强度变强，照射 的光强度弱则漫反射的光强度变弱。此外，根据照射光的波长特性不同，修正部位的观察方 式也不同。因此，合格与否的判断期望在光源的种类、强度、与光掩模观察面的相对位置、检 查环境(环境的亮度等)等的关系确定的基础上进行判断。此外，合格与否的判断也可以 通过与限度样本的比较、或者以光学显微镜等放大观察修正部位的方式进行。特别地，可以 将光掩模如实际使用时那样设置到曝光装置中，并基于确认修正部位在图案转印中是否产 生异常的结果来进行合格与否的判断。此外，该合格与否的判断即使不使用实际的曝光装 置，而使用模拟曝光装置的光学系统的模拟装置也能够进行。以上所述的损伤的合格与否 的判断方法对于判断是否要进行损伤修正的检查也是有效的。 此外，在修正损伤的时候，在损伤包含裂纹的情况下、或者存在液体玻璃难以流到 损伤中的微小凹陷部的情况下，有必要以刨槽机等磨削装置在液体玻璃的填充作业之前， 预先将对液体玻璃填充造成不良影响的部分除去。 在除去上述不良影响部分时，基本上无需遵照原始的损伤形状，只要形成为容易 填充液体玻璃且填充后损伤能够顺利地被修正的形状即可。例如如图2(a)那样的、圆顶反 转式的光滑形状，由于容易将液体玻璃填充到整个损伤中，因此是优选的。进而，在圆顶反转式的形状中，开口部宽且深度浅的形状也使得液体玻璃能容易地填充到整个损伤中，因 此是优选的。在以刨槽机等进行磨削时，优选使磨削表面尽可能地平滑。在此，即使磨削表 面的粗糙度大、像磨砂玻璃那样透明度不足，也能够以液体玻璃所具有的浸润性使液体玻 璃与磨削表面完全接触，从而防止在液体玻璃和磨削表面的界面产生光学上的不连续面， 能够使损伤的修正部位不易被光学地检测出来。然而，期望磨削后的表面粗糙度光滑，优选 表面粗糙度(Ra)为500nm以下。进而，磨削后的表面粗糙度达到100nm以下的话，磨削表 面成为镜面状，液体玻璃和磨削表面的界面容易紧密贴合，光学边界变得更不明显，因此更 为优选。 在此，对本实施方式所述的光掩模的修正方法进行说明。图l(a) (c)是用于说 明本发明的第一实施方式所述的光掩模的修正方法的图。在此，对通过紫外线使液体玻璃 硬化的情况进行说明。 在使用玻璃基板制作的光掩模1的背面(图1中上侧的面)存在损伤la。向该损 伤la中涂布、填充液体玻璃3。在此，如图l(a)所示，通过使用作为液体玻璃3的喷出装置 的分配器(dispenser) 2将液体玻璃3滴到损伤la中来进行涂布。接着，如图1 (b)所示， 对涂布、填充好的液体玻璃3照射紫外线4。此时的紫外线照射的条件为使液体玻璃3硬化 的充分条件。其中，所称使液体玻璃3硬化的充分条件指的是，即使再对液体玻璃照射紫外 线也不会发生硬化反应的、照射了超过规定曝光量的紫外线后的状态。此外，该条件需要通 过实验等预先另外求得。此外，在液体玻璃的涂布、填充时，优选使用过滤器或者脱气脱泡 装置对液体玻璃3充分地进行脱气脱泡处理和除去异物，从而即使在对损伤部分进行填充 时也不会因气泡或者异物的混入而产生新的缺陷。优选填充好的液体玻璃3不包含10 ii m 以上的气泡或者异物。进而，更为优选不包含lPm以上的气泡或者异物。
如图1 (c)所示，该种液体玻璃硬化后，在光掩模的背面存在的损伤la中以埋入的 方式形成玻璃部3a。该玻璃部3a由以Si02为主要成分的玻璃成分构成，因此其透光率为 70%以上。此后，对埋入有该玻璃部3a的修正部位实施平坦化处理。 这样，通过在光掩模1背面存在的损伤中以埋入的形式形成玻璃部3a并进行平坦 化，从而能够防止曝光时修正部位处的漫反射。此外，玻璃部3a的透光率为70%以上，实 质上折射率也与光掩模基板相同，因此该玻璃部3a相对于图案转印波长能够大致透明。此 外，由于不是向以往那样形成如图5(a)、 (b)所示的凹部lld的状态，因此在曝光时也不会 发生因凹部lld的透镜效果使得转印图案失真的不良情况。
(第二实施方式) 在本第二实施方式中，对在除去光掩模背面中的存在损伤的区域之后将液体玻璃 涂布到损伤中并使其硬化的情况进行说明。 图2(a) (d)和图3(a) (d)是用于说明本发明的第二实施方式所述的光掩模 的修正方法的图。在此，对以紫外线使液体玻璃硬化的情况进行说明。 在图2所示的方式中，在使用玻璃基板制作的光掩模1的背面(图2中上侧的面) 存在损伤la。如图2(a)所示，使用刨槽机5对包含该损伤la的区域(以虚线围成的区域) 进行磨削。由此，如图2(b)所示，在光掩模l的背面形成凹部lb。接着，向该凹部lb中涂 布液体玻璃3。在此，如图2(b)所示，通过使用作为液体玻璃3的喷出装置的分配器2将液 体玻璃3滴到损伤la中来进行涂布。接着，如图2(c)所示，对涂布好的液体玻璃3照射紫外线4。此时的紫外线照射的条件为使液体玻璃3硬化的充分条件。 在如此使液体玻璃硬化后，如图2 (d)所示，在光掩模背面存在的损伤la中以埋入 的形式形成玻璃部3a。该玻璃部3a由以Si02为主要成分的玻璃成分构成，因此其透光率 为70%以上。此后，对埋入有该玻璃部3a的修正部位实施平坦化处理。
此外，在图3所示的方式中，在使用玻璃基板制作的光掩模1的背面(图3中上侧 的面)存在损伤la，在损伤la的深处具有裂纹lc。如图3(a)所示，使用刨槽机5对包含 有该损伤la的区域(以虚线围成的区域)进行磨削。此时，由于在损伤la的深处存在裂 纹lc，因此磨削到比图2所示情况更深的位置。由此，如图3(b)所示，在光掩模l的背面形 成凹部lb。接着，向该凹部lb中涂布液体玻璃3。在此，如图3(b)所示，通过使用作为液 体玻璃3的喷出装置的分配器2将液体玻璃3滴到损伤la中来进行涂布。接着，如图3 (c) 所示，对涂布好的液体玻璃3照射紫外线4。此时的紫外线照射的条件为使液体玻璃3硬化 的充分条件。 在如此使液体玻璃硬化后，如图3 (d)所示，在光掩模背面存在的损伤la中以埋入 的形式形成玻璃部3a。该玻璃部3a由以Si02为主要成分的玻璃成分构成，因此其透光率 为70%以上。此后，对埋入有该玻璃部3a的修正部位实施平坦化处理。
这样，通过在光掩模1背面存在的损伤中以埋入的方式形成玻璃部3a并进行平坦 化，从而能够防止曝光时修正部位处的漫反射。此外，由于玻璃部3a的透光率为70%以上 且折射率为1. 4以上，因此相对于图案转印波长能够大致透明。此外，由于不是向以往那 样形成有如图5所示的凹部lld的状态，因此在曝光时也不会发生因凹部lld的透镜效果 而使得转印图案失真的不良情况。另外，在图2、图3中，以刨槽机将存在损伤的部分除去 了。此时，与不使用液体玻璃而仅通过形成凹部来进行修正的情况相比，根据本发明的修正 方法能够减小用于形成凹部的挖入量。其理由是，在本发明的光掩模中，即使是在挖入量较 小，残存有一部分裂纹的状态下，由于埋入的液体玻璃硬化形成为加强部件，因此能够防止 在光掩模的基板中产生的上述裂纹的延长。 这样，根据本发明所述的光掩模的修正方法，在使用玻璃基板制作的光掩模的背 面存在的损伤中，涂布当硬化后形成为具有70%以上的透光率和1.4以上的折射率的玻璃 的液体玻璃，并使上述液体玻璃硬化，因此硬化后的部分具有与玻璃基板同等的透光率和 折射率，从而使损伤部位相对于图案转印波长也能够透明。此外，由于是使用液体玻璃填埋 损伤，因此能够防止曝光时在损伤部位产生的漫反射。 此外，本发明对于能够使用聚光灯或荧光灯等以目视进行确认的、缺陷的最大长 度为lOym以上的损伤的修正特别有效。 此外，对深度为基板厚度的1/2以下的损伤的修正特别有效。这是因为，在将液体 玻璃埋入到超过基板厚度的1/2的深度的损伤中并使其硬化的情况下，硬化时发生的液体 玻璃的体积变化有可能引起玻璃基板的变形。 此外，本发明在光掩模的尺寸大时效果显著。在处理大型的光掩模时，因其重量和 大小而难以处理，产生损伤的可能性也高。万一发生损伤时，因该损伤而使该光掩模不能满 足出厂质量的时候，以往只能作为不合格品。然而，通过实施本发明，能够对在光掩模的背 面产生的损伤进行修正，由此，还能够减少作为价格非常高昂的材料的超大型光掩模基板 成为不合格品的情况。因此，本发明在制造单边尺寸为300mm以上的光掩模时是有效的，在
8制造单边尺寸为1000mm以上的大型光掩模时更为有效。此外，本发明对单边尺寸为1200mm 以上的光掩模特别有效。 本发明并不限定于上述实施方式，能够进行适当变更后实施。例如，上述实施方式 中的材料、处理步骤等是一个示例，在发挥本发明的效果的范围内能够进行各种变更来加 以实施。此外，能够在不脱离本发明的目的的范围内进行适当变更来加以实施。
权利要求
一种光掩模的修正方法，其特征在于，该光掩模的修正方法包括下述工序在光掩模的背面存在的损伤中涂布液体玻璃的工序，其中，该液体玻璃在硬化后形成为具有70％以上的透光率和1.4以上的折射率的玻璃，该光掩模是使用玻璃基板制成的；以及使上述液体玻璃硬化的工序。
2. 根据权利要求1所述的光掩模的修正方法，其特征在于， 上述液体玻璃为原硅酸四乙酯或者旋涂玻璃材料。
3. 根据权利要求1所述的光掩模的修正方法，其特征在于，上述液体玻璃在热或者紫外线作用下硬化。
4. 根据权利要求1所述的光掩模的修正方法，其特征在于，在除去上述背面中的存在上述损伤的区域而形成凹部之后，将上述液体玻璃涂布在上 述凹部中。
5. 根据权利要求1所述的光掩模的修正方法，其特征在于， 对利用上述液体玻璃修正过的修正部位实施平坦化处理。
6. —种光掩模，该光掩模利用权利要求1至权利要求5中任意一项所述的修正方法修 正而成，其特征在于，该光掩模具有玻璃部，该玻璃部埋入到在上述光掩模的背面存在的损伤中，并且具有 70%以上的透光率和1.4以上的折射率，且由液体玻璃硬化形成。
全文摘要
本发明的光掩模的修正方法，包括在光掩模的背面存在的损伤中涂布液体玻璃的工序，该液体玻璃在硬化后形成为具有70％以上的透光率和1.4以上的折射率的玻璃；以及使上述液体玻璃硬化的工序。
文档编号G03F1/60GK101788758SQ20101010532
公开日2010年7月28日 申请日期2010年1月26日 优先权日2009年1月26日
发明者佐野道明, 河守将典 申请人:Hoya株式会社