光掩模基板及制造方法、光掩模制造方法和图案转印方法

专利名称：光掩模基板及制造方法、光掩模制造方法和图案转印方法
技术领域：
本发明涉及被用于液晶显示装置用光掩模等的光掩模(photo mask)基板。尤其涉及在利用接近式(proximity)曝光装置 进行图案(pattern)转印时使在被转印体上形成的图案的形状精度(线宽精度、坐标精度等)提高的光掩模基板、以及利用了该光掩模基板的光掩模还料(photo mask blank)、光掩模的制造方法和图案转印方法等。
背景技术：
专利文献I记载了一种在将光掩模和被转印体接近配置来进行曝光的接近式曝光机中，作为用于使因光掩模的自重而导致的挠曲减轻的挠曲修正机构，具有分别保持光掩模的两侧2个边的掩模支承体(mask holder)、和分别从上方对被该掩模支承体保持的光掩模的两侧的边缘部进行按压的2个挠曲修正条(bar)(参照图I (a)、(b))。专利文献2中记载了一种在接近式曝光装置中，对光掩模的挠曲进行修正的掩模保持装置。这里，记载了一种利用大小(size)与掩模大致相同的框型形状的掩模支承体来保持掩模，在光掩模的上方形成气密室，利用气密室的气压与外气压之差使光掩模上浮以抵消光掩模的自重，从而修正挠曲的方法(参照图2)。在专利文献3中，对于当在曝光装置内水平保持大尺寸的光掩模基板的实际使用时，基板发生挠曲而得不到所希望的平坦度这一课题，记载了一种使这样的基板高平坦化的玻璃基板。专利文献I日本特开2009- 260172公报专利文献2日本特开2003- 131388公报专利文献3日本专利第4362732号最近，在制造液晶显示装置等显示装置时，要求通过所使用的光掩模的大型化来实现生产效率提高，并要求高的转印精度。液晶显示装置具备形成有TFT(薄膜晶体管(thinfilm transistor))阵列(array)的TFT基板与形成有RGB图案的CF (滤色器(colorfilter))被贴合并且在其间封入液晶的构造。这样的TFT基板、CF通过使用多个光掩模，并应用光刻(photolithography)工序来制造。近年来,伴随着作为最终产品的液晶显示装置的明亮度、动作速度等规格的高度化，光掩模的图案越来越精细化，作为转印结果的线宽精度、坐标精度的要求日趋严格。

发明内容
鉴于此，本发明的目的在于，提供一种即使是精细化了的转印用图案也能够忠实于图案设计值且高精度地进行转印的光掩模基板、利用了该光掩模基板的光掩模坯料、光掩模的制造方法以及利用了该光掩模的制造方法的图案转印方法等。本发明的第I方式涉及一种光掩模基板，该光掩模基板用于形成为光掩模，该光掩模在主表面形成转印用图案，用于通过安装于接近式曝光装置而与所述接近式曝光装置的载置台所载置的被转印体之间设置接近间隙(proximity gap)地进行曝光,来转印所述转印用图案，通过在所述主表面上的I个或者多个特定区域中进行除去量与该特定区域外的周边区域不同的形状加工，形成凹形状、凸形状或者凹凸形状，来降低将所述光掩模基板安装到所述接近式曝光装置时产生的所述接近间隙的由位置引起的变动，并且，所述形状加工使从所述接近间隙的由位置引起的变动中提取出的所述接近式曝光装置所固有的变动降低。本发明的第2方式基于第I方式所述的光掩模基板而提出，被进行了所述形状加工的主表面具有基于所述提取出的所述接近式曝光装置所固有的变动而決定的修正形状。本发明的第3方式基于第I或第2方式所述的光掩模基板而提出，
所述形状加工是在所述主表面上仅对包括所述提取出的所述接近式曝光装置所固有的变动超过规定间隙(gap)变动允许值的区域的特定区域进行的加工。本发明的第4方式基于第I 3中任意一项所述的光掩模基板而提出，所述形状加工是在所述主表面上形成I个或者多个凹部的加工。本发明的第5方式涉及ー种光掩模基板的制造方法,其中，该光掩模基板用于形成为光掩摸，该光掩模在主表面形成有转印用图案，用于通过安装于接近式曝光装置而与所述接近式曝光装置的载置台所载置的被转印体之间设置接近间隙地进行曝光，来转印所述转印用图案，在该光掩模基板的制造方法中，对所述主表面上的多个位置处的接近间隙进行測定，提取出所述接近间隙的由位置引起的变动中的所述接近式曝光装置所固有的变动，基于提取出的所述接近式曝光装置所固有的变动和规定的间隙变动允许值，来决定所述光掩模基板的主平面的修正形状，对所述光掩模基板的主平面实施成为上述決定的修正形状那样的形状加工。本发明的第6方式涉及ー种光掩模基板的制造方法，该光掩模基板用于形成为光掩模，该光掩模在主表面形成有转印用图案，用于通过安装于接近式曝光装置而与所述接近式曝光装置的载置台所载置的被转印体之间设置接近间隙地进行曝光，来转印所述转印用图案，该光掩模基板的制造方法包括通过将样品掩模(sample mask)基板安装到所述接近式曝光装置，将样品玻璃(sample glass)基板载置到所述接近式曝光装置的载置台(stage)，并对所述样品掩模基板的主表面的多个位置处的接近间隙进行測定，来得到对基于位置引起的接近间隙的变动进行表示的间隙数据的エ序；从所述间隙数据(gap data)中提取出所述接近式曝光装置所固有的变动成分，得到固有间隙数据的エ序；利用所述固有间隙数据和规定的间隙变动允许值，得到对所述光掩模基板实施的形状加工数据的エ序；以及利用所述形状加工数据对所述光掩模基板的主表面进行形状加工的エ序。本发明的第7方式基于第6方式所述的光掩模基板的制造方法而提出，在得到所述固有间隙数据的エ序中，将所述多个位置出的接近间隙的变动中的因所述样品掩模基板弓丨起的接近间隙变动的成分除去。本发明的第8方式基于第6或第7方式所述的光掩模基板的制造方法而提出，在得到所述固有间隙数据的工序中，将所述多个位置处的接近间隙的变动中的因所述样品玻璃基板弓丨起的接近间隙变动的成分除去。本发明的第9方式基于第6 8中任意一项所述的光掩模基板的制造方法而提出，在测定所述接近间隙时，为了抑制因样品掩模基板的自重引起的挠曲，利用所述 接近式曝光装置所具备的挠曲抑制单元。本发明的第10方式基于第6 9中任意一项所述的光掩模基板的制造方法而提 出，在得到所述形状加工数据的工序中，确定所述固有间隙数据所表示的所述接近式曝光装置所固有的基于位置引起的接近间隙变动中超过所述间隙变动允许值的部分，对包括上述确定出的部分的特定区域进行形状加工。本发明的第11方式基于第6 10中任意一项所述的光掩模基板的制造方法而提出，在将所述固有间隙数据中接近间隙为最大值的位置的所述主表面的高度设为Z1、将所述间隙变动允许值设为T时，确定所述主表面上的高度低于(Zl - T)的部分，对包括所述确定出的部分的特定区域进行形状加工。本发明的第12方式基于第5 11中任意一项所述的光掩模基板的制造方法而提出，所述形状加工是对所述光掩模基板的主表面形成I个或者多个凹部的加工。本发明的第13方式是在第I 4中任意一项所述的光掩模基板或者第5 12中任意一项所述的制造方法涉及的光掩模基板的主表面上，形成了用于形成所述转印用图案的光学薄膜的光掩模坯料。本发明的第14方式是通过利用光刻法对在第13方式所述的光掩模坯料的主表面上形成的光学薄膜进行图案化(patterning)来形成所述转印用图案的光掩模。本发明的第15方式是液晶显示装置的制造中利用的第14方式所述的光掩模。本发明的第16方式是将第15方式所述的光掩模安装到所述接近间隙的测定所利用的所述接近式曝光装置，通过进行曝光来将形成在所述光掩模上的转印用图案转印到被转印体上的图案转印方法。本发明的第17方式是利用第16方式所述的图案转印方法的液晶显示装置的制造方法。本发明的第18方式是接近式曝光装置的接近间隙评价方法，其具有通过将样品掩模基板安装到所述接近式曝光装置，将样品玻璃基板载置到所述接近式曝光装置的载置台，并测定所述样品掩模基板的主表面的多个位置处的接近间隙，来得到对基于位置引起的接近间隙的变动进行表示的间隙数据的工序；和从所述间隙数据中提取出所述接近式曝光装置所固有的变动成分，来得到固有间隙数据的工序；利用所述固有间隙数据和规定的间隙变动允许值，来求出超过变动允许值的接近间隙所产生的位置和该超过量。根据本发明，通过在利用接近式曝光将光掩模所具有的转印用图案转印到被转印体上时，将接近间隙控制在一定的数值范围内，能够提高转印精度。尤其是能够大幅减轻依赖于所使用的曝光装置的接近间隙的变动。


图I是对专利文献I中记载的曝光装置的挠曲修正机构进行说明的概要图。图2是对专利文献2中记载的曝光装置的挠曲修正机构进行说明的概要图。图3是表示针对光掩模基板的挠曲进行的修正的模拟(simulation)的概要图。
图4是表示本实施方式涉及的光掩模基板的制造エ序的一个エ序的概要图，表示对接近间隙的测定以及曝光装置固有的间隙变动进行把握的状态。图5是表示本实施方式涉及的光掩模基板的制造エ序的一个エ序的概要图，(a)例示了产生接近间隙的状态，(b)例示了曝光装置固有的间隙数据，(c)例示了形成为抵消间隙数据的光掩模基板的表面形状。图6表示对曝光装置固有的间隙数据应用变动允许值，决定光掩模基板的修正形状的エ序的概要图。
具体实施例方式(接近间隙均匀化的重要性)在制造上述TFT基板、CF时，采用了接近式曝光的图案转印方法被有效使用。在接近式曝光中，通过将形成了抗蚀剂(resist)膜的被转印体(以下也称为“玻璃基板”)与光掩模的图案面对置保持，使图案面朝向下方，从光掩模的背面(与图案形成面相反侧的面)侧照射光，来对抗蚀剂膜转印图案。此时，在光掩模与转印体之间设置规定的微小间隔(接近间隙)。接近间隙例如是30 300 μ m左右，更优选是50 180 μ m左右。其中，光掩模具备对形成在透明基板的主表面上的光学膜(遮光膜或者使曝光光线一部分透过的半透光膜等)进行规定的图案化而成的转印用图案。形成该转印用图案的主表面成为图案面。根据接近式曝光方式，对于如果在图案面整体中上述接近间隙被均匀地维持则能够高转印精度地进行图案转印这方面、和如果能进一歩地保证接近间隙被均匀地维持则通过较小地设定接近间隙可得到分辨率更高的转印图案这方面而言，控制接近间隙的面内偏差(即基于位置的接近间隙变动)的重要性増加。但是，在面内均匀地维持该接近间隙并不容易。例如，本发明的光掩模基板能够有利地应用于液晶显示装置等显示装置制造用的光掩模，其主表面的尺寸例如可以是长边LI为600 1400mm，短边L2为500 1300mm，厚度T为5 13_左右。伴随着这样的光掩模的大型化、重量増大化趋势，抑制转印时接近间隙的变动成为越来越大的课题。(曝光装置的保持方式)在接近式曝光装置中，存在多个安装光掩模(保持在装置内)的方式。一般在将光掩模安装到接近式曝光装置的情况下，利用曝光装置的保持部件来保持图案面的形成了转印用图案的区域(也称为“图案区域”)的外側。例如，在图I所示的专利文献I所记载的装置中，当将光掩模I的四边形主表面的对置的两边的各自附近区域作为保持区域时(两边保持)，作为曝光装置保持部件的掩模支承体2从下方与该保持区域抵接(下表面保持)，能够保持光掩模。光掩模与保持部件的抵接面可以减压吸附(参照日本特开2010 — 2571)，或者也可以如图1(b)所示，成为基于接线的抵接。在这样的下表面保持的情况下，通过光掩模被2个保持部件从下方保持，可一边保持与玻璃基板的规定的接近间隙，一边被以近似水平姿势配置在曝光装置上。或者，也可以分别从下方保持上述主表面的四边的附近(四边保持)。并且，在例如图2所示的专利文献2所记载的装置中，将光掩模M的图案区域的外侦U、即背面(与图案面相反侧的面)侧作为保持区域，使其与作为保持部件的掩模支承体I相接触(上表面保持)，通过经由掩模吸附路Ia来吸引并吸附它们的接触面，能够从上表面侧支承光掩模M。(曝光装置的挠曲抑制单元及其效果)
如果将光掩模基板安装于接近式曝光装置(以下也简称为“曝光装置”)，则光掩模基板会由于自重而发生挠曲，这由上述文献I 3可知。鉴于此，提供了一种设有对安装在曝光装置上的光掩模基板的挠曲进行抑制的挠曲抑制单元的曝光装置。例如，在图I所示的专利文献I的装置中，对光掩模I进行下表面保持，在此利用保持光掩模的两边的掩模支承体2和从上方按压光掩模I两侧的边缘部的2个挠曲修正条3，以杠杆的原理来进行挠曲修正。另外，在图2所示的专利文献2的装置中，采用了当通过上表面保持(吸附)来保持光掩模M时，在光掩模M的上方形成气密室SA，经由空气吸引路Ib来对气密室SA内进行排气，通过利用气密室SA的负压使光掩模M向与重力方向相反的方向上浮，来修正光掩模M的挠曲的方式。鉴于此，发明人对挠曲抑制单元与光掩模基板的挠曲的相关关系进行了模拟。图3表示应用了上述两边保持的保持部件、和以杠杆的原理进行挠曲抑制的挠曲抑制单元的模拟。图3 (a)表示了将光掩模基板安装到接近式曝光装置上的状况。光掩模基板被在其对置的两边(分开800_的两边)的附近从下方进行支承的保持部件分别从下方支承。而且，算出了在保持部件的外侧使从上方按压的力慢慢变化时的光掩模基板的挠曲举动。图3 (b)的横轴表示了光掩模基板上的位置(mm)，纵轴表示了挠曲量(μπι)。另外，图中的各线段表示使压力变化时的挠曲举动，按压以挠曲为零时的压力作为基准(I)。如图3 (b)所示，如果使从上方给予的压力逐渐增加，则与之相伴，光掩模基板的中央部的挠曲量逐渐变小，在某个时刻，挠曲实质上消除。如果进一步增加压力，则光掩模基板会相反地向上方向翅曲。由此可知，如果恰当地利用曝光装置所具备的挠曲抑制单元，则能减轻因光掩模基板的挠曲导致的接近间隙的面内不均匀性。即，如果接近间隙的基于位置引起的变动的主要原因是因光掩模基板的自重导致的挠曲，则认为可利用曝光装置的挠曲抑制单元将该变动抑制为某种程度。本发明人使该见解进一步深化，研究了更高精度地管理接近间隙的基于位置引起的变动，能够实现难度越来越高的高精细图案转印的光掩模基板。即，得到了为了提高转印精度，仅停留在抑制上述那样的因光掩模基板的自重而导致的挠曲的单元是不够的这一见解，进行了潜心研究。(认为仅通过挠曲抑制单元是不够的根据)由于这样的曝光装置的光掩模保持方式、挠曲抑制单元的方式、形状存在多个，所以根据它们的不同，光掩模基板所受到的力的方向、大小、単位面积的压力也不相同。因此，认为即使自重挠曲被挠曲抑制単元完全消除，光掩模基板也会受到由干与曝光装置的保持部件的接点(或者接面、接线)以及与挠曲抑制単元的接点(或者接面、接线)的不同而不同的各种力。而且，光掩模基板所受到的力的方向、大小、単位面积的压力被推定为会由于曝光装置所具有的光掩模的保持方式、挠曲抑制単元的方式而不同。另外，还被推定为即使采用了同一保持方式等，也会由于光掩模基板的尺寸、各个曝光装置的保养方法等而不同。另夕卜，由于对构成被转印体的玻璃基板进行载置的曝光装置的载置台也不是完全的平坦面，所以具有对接近间隙造成影响的因素。这些因素被认为导致接近间隙基于位置发生变动，对转印精度产生影响。尤其是伴随着转印用图案的精细化，在线宽为2 15 μ m，进而为3 10 μ m左右的图案的精致转印中，不可忽视由曝光装置的各种因素引起的接近间隙变动。 鉴于上述内容，仅利用专利文献I、专利文献2所记载的挠曲抑制単元，对接近间隙的控制而言是不够的。并且，即使利用专利文献3所记载的“与母玻璃(mother glass)对置的ー侧的表面凹陷的截面圆弧形状”的基板，也无法可靠地抑制因自重挠曲以外的因素导致的接近间隙的变动。鉴于此，为了抑止接近间隙的面内变动，本发明人经过潜心研究得到了以下的解决方案。下面说明本发明的一个实施方式。(用于得到本实施方式涉及的光掩模基板的过程(process))作为本实施方式中应用的光掩模基板的材料，可以利用玻璃材料。例如,可以使用石英玻璃(silica glass)、无碱玻璃(alkali-free glass)、硼娃玻璃(borosilicateglass)、招娃酸盐玻璃(aluminosilicate glass)、钠I丐玻璃(soda-lime glass)。需要说明的是，本申请中的“光掩模基板”是指作为光掩模坯料的材料的基板，是指将玻璃等平板的表里加工成规定的形状、平坦度的透明基板的状态。其中，对于在该状态的光掩模基板上形成薄膜或者进ー步涂覆了抗蚀剂的状态(光掩模坯料)、将该薄膜图案化的状态(光掩模)的基板，由于光掩模基板部分实质上相同，所以有时相应地称为“光掩模基板，，。本实施方式的光掩模基板可以通过以下的エ序得到。I.间隙数据以及固有间隙数据的取得エ序首先，把握规定的曝光装置所具有的接近间隙的基于位置引起的变动量。接近间隙的測定可以通过在曝光装置的光掩模保持部上安装样品掩模基板，在曝光装置的载置被转印体的载置台上载置样品玻璃基板，測定其之间的距离来实施。即，在样品掩模基板的主表面上的多个位置，把握作为样品掩模基板与样品玻璃基板之间的距离的接近间隙。具体而言，分别测定样品掩模基板的主表面上的多个测定点处的接近间隙。例如，在样品掩模基板的主表面中的与图案区域相当的区域内，可以设定规定的一定间隔(例如IOmm 300mm的范围内的规定值)的栅格点，并将各栅格点作为测定点。更为优选栅格点的距离在例如50mm 250mm的范围内选择。图案区域例如是指样品掩模基板的主表面中从成为外缘的4边除去了 50mm以内的区域后的区域。接近间隙的测定可以通过例如从样品掩模基板的斜上方(或者下方)照射光，检测来自样品掩模基板的掩模图案面(主表面)的反射光与来自玻璃基板的反射光来进行。或者，也可以如日本专利3953841号所记载那样，应用通过利用构成气密室的玻璃板的反射来测定的方法。这里，以使用了两边保持并且下表面保持的曝光装置、即具备从上方按压保持部件的外侧的挠曲抑制单元的装置的情况为例进行说明。在测定接近间隙的过程中，优选利用曝光装置所具有的挠曲抑制单元来进行。例如，优选在利用通过上述图3所示的模拟而得到的最佳条件(挠曲大致为零的条件)的同时，进行接近间隙的测定。由于如此得到的各测定点处的接近间隙根据位置而不 同(存在偏差)，所以表现出接近间隙基于位置引起的变动。将如此具有偏差的接近间隙的数据作为间隙数据A。其中，上述得到的间隙数据A是指实际上受到样品掩模基板的平坦度(图案面、在上表面保持的情况下为图案面以及背面)、样品玻璃基板所具有的平坦度(被转印面以及其背面)等影响的接近间隙。但是，为了本实施方式的目的，优选获得不含曝光装置所固有的接近间隙变动以外的变动的间隙数据。接近间隙的基于位置引起的变动中的曝光装置所固有的变动是指在规定的曝光装置中具有再现性的变动，包括以下的(I) (3)。( I)对该曝光装置安装了光掩模基板时基于光掩模自重挠曲引起的间隙变动(2)基于该曝光装置保持光掩模的机构(保持部的形状、接触面积等)、挠曲抑制单元的方式(按压位置、压力)引起的间隙变动(3)基于该曝光装置的载置被转印体(玻璃基板)的载置台的平坦度不均匀引起的间隙变动另一方面，曝光装置所固有的变动以外的变动包括以下的(4 )、( 5 )。(4)基于光掩模基板的图案面的平坦度不均匀引起的间隙变动(在上表面保持的情况下，还包括基于背面的平坦度不均匀引起的间隙变动)(5)基于被载置在该曝光装置的载置台上的被转印体(玻璃基板)的被转印面以及其背面的平坦度不均匀引起的间隙变动在本实施方式中，目的是只使用规定的曝光装置便能得到具有再现性，并对能够算出定量的修正量的间隙变动寻求有效对策的单元。为此，作为修正量计算的基础的接近间隙的测定应该利用平坦度没有不均匀的理想样品掩模基板和同样构成的理想样品玻璃基板来进行。因此，应该准备接近于上述理想的状态的样品掩模基板和样品玻璃基板来进行解析。其中，在难以得到这样的理想基板的情况下，只要按照下述方式处理即可。S卩，优选根据上述间隙数据A，得到将曝光装置所固有的变动提取出了的数据。S卩，优选将因曝光装置所固有的变动以外的变动引起的成分除去。鉴于此，下面可以首先从间隙数据A中将基于所使用的样品玻璃基板的平坦度引起的间隙变动成分除去。具体而言，准备多个样品玻璃基板来依次测定接近间隙，通过对使用各个样品玻璃基板而得到的间隙数据A的各测定点的值进行平均化，来消除样品玻璃基板所具有的个体差。由此，能够除去因样品玻璃基板引起的接近间隙变动(上述(5))。其为图4 (a)所示的间隙数据(将其作为间隙数据B)。接着，将因样品掩模基板的图案面平坦度引起的间隙变动成分除去。这里，对样品掩模基板的图案面另外进行平坦度測定，按照对应的每个测定点从上述图4 Ca)所示的间隙数据B中减去得到的平坦度数据(如图4 (b)所示)。作为平坦度測定中利用的測定装置，例如可以应用黒田精エ社(黑田精エ公司)制造的平面度测定仪或日本特开2007 — 46946号公报所记载的装置。具体而言，在样品掩模的图案面上与上述接近间隙的測定同样地以规定间隔设置多个栅格点，将该栅格点作为平坦度测定的测定点。然后，在决定了与样品掩模基板的主平面大致平行的基准面时，得到各测定点相对该基准面的高度信息，可以将其作为平坦度数据。在測定平坦度的过程中，优选竖直地保持作为被检体的基板来进行測定，以便尽量不受重力的影响。因此，从图4 (a)所示的间隙数据B减去图4 (b)所示的平坦度数据而得到的图 4(c)所示的间隙数据C成为表示曝光装置所固有的接近间隙变动的数据(将其称为“固有间隙数据”)。其中，关于上述(4)、(5)的变动成分的除去，也可以利用其他的方法。例如，关于
(4)，可以准备多个样品掩模基板，通过对使用各个样品掩模基板而得到的间隙数据A的各测定点的值进行平均化，来除去与所使用的样品掩模有关的上述(4)。关于(5)，只要对样品玻璃基板的2个主表面预先进行平坦度測定，并从成为基础的间隙数据B所对应的每个测定点的数值减去所得到的每个测定点的平坦度数据(实际上成为两个主表面所对应的每个测定点的平坦度数据之差、即平行度数据)即可。如上所述，由于得到的固有间隙数据表示所使用的曝光装置固有的基于位置引起的间隙变动，所以据此来进行本实施方式的光掩模基板的形状決定。2.形状加工数据的取得エ序上述得到的固有间隙数据表示在对曝光装置设置(set) 了理想的平坦光掩模基板和理想的平坦玻璃基板吋，因该曝光装置而产生的间隙变动。因此，为了不产生该间隙变动，如果预先对光掩模基板的图案面实施使该变动反转的形状的加工，则能够使间隙变动实质上为零(zero)。图4 (d)中表示了该状态。在图4 (d)中，表示用于根据图4 (C)所示的间隙变动，形成反转的形状的图案面的形状加工数据。其中，由于这里在图4 (d)中表示了将光掩模基板翻过来从图案面侧观察为了抵消图4 (c)所示的间隙变动而被修正后的光掩模基板的面形状的状态，所以对应的位置向左右对称位置移动。在图4 (d)中，表示用于根据图4 (C)所示的间隙变动，形成反转的形状的图案面的形状加工数据。即，准备具有图4 (d)所示的图案面形状的光掩模基板，如果以其为基础来制作光掩模，则在实际的曝光装置中实质上不存在间隙变动的残留。图4 (e)表示该情况。利用图5，在侧视图中说明上述情况。图5 (a)中表示了即使在现实的曝光装置中设置具有理想平坦度的光掩模基板以及具有理想平坦度的面板基板，也会根据面内位置产生接近间隙的变动的状态。即，光掩模基板与面板基板之间的距离最大的部分其间隙值最大(图5 (b))。其与前述的固有间隙数据(间隙数据C)相当。
根据实际的曝光装置不同，间隙变动幅度(间隙的最大与最小之差)不同，一般是20 70 μ m范围内的数值。例如，对于间隙变动幅度为50 μ m的曝光装置，为了使其为零，可以通过光掩模基板的图案面的形状加工来抵消该50 μπι的量。图5 (c)表示此时的光掩模基板的面形状。在图5 (c)中，当以曲线为图案面时，其上侧为空间侧，下侧为光掩模基板侧。从转印精度的观点出发，优选间隙变动极小。但是，关于在接近式曝光中，基于面内位置引起的间隙变动被允许到何种程度这方面，由于根据想要得到的产品用途、规格而不同，所以更为优选根据目标精度来设定变动允许值。作为其理由，可举出用于使间隙变动为零的光掩模基板的形状加工在除去加工(研磨等)的除去量多、或者需要难以加工的形状等实际的生产效率与成品率这方面的观点不一定是有利的。鉴于此，以下说明当谋求接近间隙的面内均匀化时，考虑与应用产品、规格对应的间隙变动允许值的情况。例如，在想要得到的产品中，允许的最大的间隙变动值(以下设为变动允许值T (μπι))可以设为40 10 (ym)之间的规定数值。即，根据想要得到的液晶显示装置被要求的精度，高精细的可以为10 μ m,规格稍低的为40 μ m，中间的适合为20 μ m 或者30 μ m。图6表示对间隙数据C适用变动允许值T的值，决定光掩模基板的修正形状的工序。在图6 (a)中，针对间隙数据C以最大值(间隙最大的位置)为基准，决定了修正形状。即，在使最大间隙的位置P与形状加工后的图案面中的变动允许值T的上限一致时，通过形状加工来修正无法充分满足变动允许值T的部分(间隙超过允许范围变小的部分。图
6(a)的斜线部分)。换言之，在使最大间隙的位置P的高度为Zl时，确定比(Zl - T)低的部分，进行至少除去该部分那样的形状加工。将该方法作为最大值基准方式。其中，这里所说的高度是相对于光掩模主平面(假定了理想的主平面时)的垂直方向的距离，可以认为是相对该理想主平面的高度。例如，当采用最大值基准方式时，只要在光掩模基板的图案面上形成图6 (b)的用虚线所示的凹形状即可。并且，由于该凹部分是间隙变得过小的部分的修正，所以需要进行除去加工直到成为虚线的形状为止，但是也可以超过其而进一步继续进行除去加工，到达实线为止的除去加工是允许的。即，可以说虚线与实线之间是除去加工的富余量(margin)。而且，该二者之间的成为加工对象的区域是本发明中所说的“特定区域”。其中，若根据最大值基准方式，则对光掩模基板材料的形状加工形成凹形状。在图6 (b)中，针对间隙数据C，以其最大值与最小值的中心值为基准来决定修正形状。即，对于间隙中心值，利用形状加工来修正间隙超过2 / T变大的部分、间隙超过2 /T变小的部分。换言之，当将接近间隙表示中央值的位置的高度设为Z2时，分别确定所述主表面上的高度超过(Z2 + T / 2)变高的部分和低于(Z2 - T / 2)的部分，确定该部分来进行形状加工。将该方法作为中心基准方式。如果采用中心基准方式，则如图6 (d)所示，除去加工只要如虚线那样进行即可，并且，作为除去加工的富余量，虚线与实线之间被允许。并且，在图6 (C)中，针对间隙数据C，以最小值(间隙为最小处)为基准，来决定修正形状。即，当使最小间隙的位置B与形状加工后的图案面中的变动允许值T的下限一致时，利用形状加工来修正无法满足变动允许值T的部分(间隙超过允许范围而变大的部分、图6 (e)的斜线部分)。即，当将最小间隙的位置B的高度设为Z3时，确定高于(Z3 + T)的部分，进行至少残留该部分而除去其他部分那样的形状加工。将该方法设为最小值基准方式。如果采用最小值基准方式，则只要形成图6 (C)所示那样的修正形状即可。具体而言，只要在图案面上形成虚线所示的凸形状即可，并且，作为赋予量，允许虚线实线之间的区域。在中心值基准方式或者最小值基准方式中，图6 (d)、(f)的虚线与实线之间的成为加工对象的区域为特定区域。修正形状根据采用上述3个方式中的哪个而不同。因此，可以根据加工所用的装置、エ序来选择最合适的方式。例如，根据最大值基准方式，能够减小从近似平坦的光掩模基板材料的除去量(实 绩量)，因此是优选的。另外，当以除去加工作为研磨加工并且在表面形成凹形状时，通过增大该部分的研磨负荷来局部増大除去量。在利用这样的方法的情况下，与局部形成凸部(除去成为凸部的位置的周边)相比，由于局部形成凹部的效率较高，所以最大值基准方式是有利的。进行上述的研究，决定应用了变动允许值T时的修正形状。图4(f) (η)是以平面图表示了上述修改形状的图。图4 (C) (e)是将变动允许值T设为零，利用进行了形状加工后的光掩模基板时的间隙变动变得消失那样的修正形状的决定，与此相対，图4 (f) (h)表示以最大值基准方式进行了修正形状決定的情況。该情况下，不是直接利用图4 (c)所示的间隙数据来形成具有使其倒转的表面形状的光掩模基板，而是以图4 (c)中的最大值位置为基准，仅将变动允许值(这里为35 μ m)不充足的部分作为形状加工的对象。从图4 (g)可知，形状加エ仅进行凹形成即可。另外，根据图4 (h)可知，形状加工后也残留有间隙变动，但变动幅度为变动允许值T的35 μ m以下。同样，在图4 (i) (k)中表示了采用中央基准方式时的形状加工数据、以及形状加工后残留的间隙变动。另外，图4 (I) (η)表示了采用最小值基准方式时的同样的数据。3.对光掩模基板进行形状加工的エ序—般，光掩模基板可以通过准备光掩模用的玻璃基板材料，并基于研磨对2个主平面进行平坦化而得到。例如，在图案面以及图案面的背面的各个中，可以利用使平坦度为
5 30 μ m的玻璃基板材料。将如此得到的玻璃基板材料用作光掩模基板材料，进而进行形状加工，能够得到本实施方式的光掩模基板。关于要加工的形状，利用上述的方法来決定。例如，可利用图4 (g)所示的形状加工数据，通过公知的加工装置来进行形状加工。例如，可利用具备旋转自由的研磨定盘、在研磨定盘上设置的研磨垫(pad)以及对研磨垫的表面提供研磨剂的研磨剂供给単元的研磨装置来进行形状加工。当在研磨垫上保持玻璃基板材料，想通过形状修正来形成凹部时，按照与其他区域相比研磨垫对基板的压カ大的方式进行按压，可以对玻璃基板材料进行单面研磨。在进行按压时，优选采用具备多个加压体，并具有能够对各个加压体独立地进行压力加压控制那样的控制单元的装置。在形成凸部的情况下，可以对凸部的周边区域按照形成更大的除去量的方式进行加压的控制。或者，也可以进行利用了竖型铣床(milling machine)的形状加工。可以安装对装置的加工部粘贴了研磨布的研磨用的罩头(cup head)，并供给研磨剂液，一边进行高度方向的控制一边进行加工。其中，研磨工序可以对进行了粗研磨以及精密研磨的玻璃基板材料实施上述的形状加工，或者也可以在粗加工后与进行精密加工同时进行反映了上述形状加工数据的形状加工。所使用的研磨剂的种类、粒径可以根据基板材料、想要得到的平坦度来适当地选择。作为研磨剂，可举出氧化铺(cerium oxide)、氧化错(zirconium oxide)、娃胶(colloidal silica)等。研磨剂的粒径可以从数十nm到数μπι。 4.光掩模基板的构成本实施方式涉及的光掩模基板按照如下方式构成。即，一种光掩模基板，用于形成为光掩模，该光掩模在主表面形成转印用图案，用于通过安装在接近式曝光装置上而与所述接近式曝光装置的载置台所载置的被转印体之间设置接近间隙地进行曝光，来转印所述转印用图案，该光掩模基板构成为，在所述主表面上的I个或者多个特定区域中，通过进行除去量与该特定区域外的周边区域不同的形状加工，形成凹形状、凸形状或者凹凸形状，来降低将所述光掩模基板安装到所述接近式曝光装置时产生的所述接近间隙的基于位置引起的变动，并且，所述形状加工使从所述接近间隙的基于位置引起的变动中提取出的所述曝光装置所固有的变动降低。上述所说的凹形状、凸形状或者凹凸形状是指从所述光掩模基板排除了重力影响时的形状。另外，周边区域是指所述特定区域的外侧的与所述特定区域邻接的周边的区域。该特定区域是指光掩模基板的主平面上的任意区域且成为形状加工对象的区域。可以设为所述图6 (b)、(d)、(f)中的用虚线、实线表示的形状加工区域。该特定区域在主表面上设定I个或者多个。在设定多个的情况下，凸形状、凹形状、凹凸形状的种类、其组合没有制约。作为加工方法，可以应用例如通过研磨等除去表面部分的除去加工。除了研磨以夕卜，还可以应用喷沙(sandblasting)等方法。与周边区域不同的除去量是指作为比周边深的除去或者浅的除去的形状加工。通过对除去量(例如研磨量)进行增减，能够形成与其他区域相比高度相对高或者低的部分。或者，也可以通过仅对特定区域进行除去加工，使得与其他区域相比高度相对较低。其中，形状加工可以是曝光装置所固有的间隙变动被抵消成该变动为该产品中的允许范围内(变动允许值T以下)的加工。该变动允许值T基于想要利用本实施方式的光掩模制造出的设备(device)的用途、规格来决定。因此，本实施方式的光掩模基板是安装在曝光装置时形成的接近间隙变动相对于理想的玻璃基板为间隙变动允许值T以下的基板。其中，在本发明中，优选当将从光掩模基板的构成主表面的外缘的4边将50mm以内的区域除去后的区域作为图案区域时，在该图案区域中被实施了上述形状加工。另一方面，在距离4边50mm以内的区域(图案区域外)中，可以不实施上述形状加工，该情况下在以下方面是有利的。当考虑了将光掩模基板安装在上述的两边保持且下表面保持的曝光装置中加以使用的情况时，由于对光掩模基板而言，距离图案面的对置的两边(光掩模基板的图案面是长方形时，优选是对置的长边)为50_以内的区域，成为曝光装置的保持部件所接触的保持区域，所以优选光掩模基板表面平坦度高。例如，当该区域内的距离Pmm (5彡P彡15)的任意两点的高低差是Z μ m时，优选Z / P为O. 08以下。并且，若考虑了将本发明的光掩模基板安装到四边保持并且下表面保持的曝光装置中加以使用的情況，则由于距离图案面的4边为50mm以内的区域成为曝光装置的保持部件所接触的保持区域，所以优选光掩模基板表面平坦度高，优选上述同样的Z / P为O. 08以下。 另外，若考虑了将本发明的光掩模基板安装到四边保持、上表面保持的曝光装置中加以使用的情況，则由于距离图案面背面的4边为50mm以内的区域成为曝光装置的保持部件所接触的保持区域，所以优选光掩模基板表面平坦度高，优选在该区域中上述同样的Z / P为O. 08以下。在平坦度測定方法中，可以与上述对样品掩模基板的平坦度測定叙述相同。5.制造光掩模的エ序本实施方式的光掩模基板的用途没有特别制約。例如，可以应用于以下例示那样的种类的光掩模。尤其若被应用在液晶显示装置制造用的光掩模、即CF (滤色器)、TFT (薄膜晶体管)基板的制造所使用的光掩模中，则本发明的效果更为显著。例如，通过在由上述エ序得到的光掩模基板的主表面形成作为光学薄膜的遮光膜，能够得到光掩模制造用的ニ元掩模还料(binary mask blank)。作为遮光膜,可以利用含有铬(chromium)、或者在铬中包含从氧、氮、碳中选择出的I种以上的铬化合物等的膜；含有以从娃(silicon)、钽(tantalum)、· (molybdenum)以及鹤(tungsten)等中选择出的金属元素等为主成分的金属、金属氧化物、金属氮化物、金属氧氮化物、金属碳氧化物、金属碳氮化物或者金属氧氮碳化物等的膜。或者，也可以利用在曝光时使曝光光线透过一部分的半透光膜作为光学薄膜。也可以层叠多个薄膜。半透光膜的原材料也可以从与上述遮光膜同样的原材料中选择，还可以根据组成和膜厚而将曝光光线透射率调整成5 80%来加以利用。并且，通过适当利用上述遮光膜或者半透光膜来进行图案化，能够得到多色调(multi-tone)掩模。即，能够得到具有转印用图案的多色调光掩模，该转印用图案包括对曝光光线进行遮光的遮光部、使曝光光线透过一部分的半透光部以及通过露出透明基板来使曝光光线实质性透过的透光部。其是将形成在被转印体上的抗蚀剂图案根据位置加工成残膜量(高度)不同的立体形状的掩模，是能够获得利用I个光掩模在被转印体上可进行2次以上图案化的效果的掩模。例如，可以在具备高度不同的多个光隔垫物(photo spacer)的滤色器的制造等中利用。作为上述光学薄膜的成膜方法，可以应用派射法(sputtering)法、真空蒸镀法等公知的方法。
在光掩模的制造工序中，可以利用公知的光刻(photography)法。在通过上述工序得到的光掩模基板的主平面(图案面)上，使上述光学薄膜形成需要的次数，进而涂覆光抗蚀剂来制造光掩模坯料。而且，利用基于激光(laser)、电子线的描绘装置对抗蚀剂膜描绘图案。然后，使被描绘后的抗蚀剂膜显影，以所形成的抗蚀剂图案为掩模来对光学薄膜进行湿刻蚀(wet etching)或者干刻蚀(dry etching),由此形成薄膜图案。通过反复进行所需次数的上述光刻工序(photography process),能够制造具备所希望的转印用图案的光掩模。6.进行图案转印的工序曝光装置可以利用公知的接近式曝光用设备。作为曝光光源，可以利用包括i线、h线、g线的波段的光源。通过本实施方式的光掩模基板得到的光掩模是用于在上述接近间隙的测定中利用的曝光装置上安装并加以使用的光掩模。只要与接近间隙的测定中利用的曝光装置相同即可，对用于保持光掩模基板的曝光装置的基板保持机构没有特别限制。上述的两边保持、 4边保持或者下表面保持、上表面保持均可以应用。在测定接近间隙时使挠曲抑制单元等发挥作用的情况下，在图案转印时也同样地发挥作用并曝光。在将本实施方式的光掩模基板安装到上述曝光装置时，参照进行形状加工时决定的光掩模基板的朝向，来进行安装。即，安装成在接近间隙的测定时和图案转印时，光掩模基板的朝向一致。其中，若上所述，根据间隙变动允许范围(变动允许值T)的应用方式，光掩模基板的修正形状不同。即，根据是成为光掩模基板的凹形状加工还是凸形状加工，在图案转印时对曝光装置设定的接近间隙的设定值是不同的。根据本实施方式，由于能够将接近间隙的变动控制在规定范围内，所以可使接近间隙的设定值自身小于现有以上的值。即，能够将光掩模的图案面与被转印体的抗蚀剂膜面之间的距离设定得较小，可提高分辨率。例如，能够使图案转印时对曝光装置设定的接近间隙的设定值为30 180 μ m。如上所述，根据本实施方式，能够大幅除去因所使用的曝光机引起的接近间隙的变动因素。其中，基于光掩模自身的自重引起的挠曲也是根据所使用的曝光机的构造而产生的接近间隙的变动因素之一，根据发明人的研究，当该曝光装置产生的变动因素为无法忽视的程度时，根据本实施方式，能够有效地抑制这样的接近间隙的变动。本实施方式涉及的光掩模的应用用途没有特别限定。其中，如果如前所述被用作液晶显示装置制造用的光掩模，则能够得到显著的效果。例如，若将本实施方式涉及的光掩模用作TFT基板制造用的光掩模，则由于接近间隙能够控制在规定的允许范围内，所以可大幅提高图案线宽、坐标的精度。另外，如果用作CF制造用的光掩模，则在制造例如黑矩阵、色版时，能够大幅提高线宽精度、坐标精度。另外，当制造掌控TFT — CF间的隙间精度的光隔垫物时，在该隔垫物的形状(俯视下X方向、Y方向的形状，Z方向的高度、斜坡(slope)形状)精度的提高中，能够得到特别的效果。7.关于接近间隙的评价方法如上所述，根据本实施方式，能够准确并且高效地评价将光掩模设置于曝光装置时的接近间隙。
具体而言，包括通过将样品掩模基板安装到所述接近式曝光装置，将样品玻璃基板载置到所述接近式曝光装置的载置台，并测定所述样品掩模基板主表面的多个位置处的接近间隙，来得到对基于位置引起的接近间隙的变动进行表示的间隙数据的エ序；和根据该间隙数据，提取出所述接近式曝光装置所固有的变动成分，得到固有间隙数据的エ序；通过利用所述固有间隙数据和规定的间隙变动允许值，求出超过变动允许值的接近间隙所产生的位置和其超过量，能够准确并且高效地评价将光掩模设置在曝光装置上时的接近间隙。<本发明的其他实施方式>
以上，具体说明了本发明的实施方式，但本发明不限于上述的实施方式，在不脱离其主g的范围内能够进行各种变更。
权利要求
1.ー种光掩模基板，用于形成为光掩模，该光掩模在主表面形成转印用图案，用于通过安装于接近式曝光装置而与所述接近式曝光装置的载置台所载置的被转印体之间设置接近间隙地进行曝光，来转印所述转印用图案，该光掩模基板的特征在干， 通过在所述主表面上的I个或者多个特定区域中进行除去量与该特定区域外的周边区域不同的形状加工，形成凹形状、凸形状或者凹凸形状，来降低将所述光掩模基板安装到所述接近式曝光装置时产生的所述接近间隙的由位置引起的变动，并且， 所述形状加工使从所述接近间隙的由位置引起的变动中提取出的所述接近式曝光装置所固有的变动降低。
2.根据权利要求I所述的光掩模基板，其特征在于， 被进行了所述形状加工的主表面具有基于所述提取出的所述接近式曝光装置所固有的变动而決定的修正形状。
3.根据权利要求I所述的光掩模基板，其特征在于， 所述形状加工是在所述主表面上仅对包括所述提取出的所述接近式曝光装置所固有的变动超过规定间隙变动允许值的区域的特定区域进行的加工。
4.根据权利要求I所述的光掩模基板，其特征在于， 所述形状加工是在所述主表面上形成I个或者多个凹部的加工。
5.ー种光掩模基板的制造方法，该光掩模基板用于形成为光掩模，该光掩模在主表面形成转印用图案，用于通过安装于接近式曝光装置而与所述接近式曝光装置的载置台所载置的被转印体之间设置接近间隙地进行曝光，来转印所述转印用图案，该光掩模基板的制造方法的特征在干， 对所述主表面上的多个位置处的接近间隙进行測定， 提取出所述接近间隙的由位置引起的变动中的所述接近式曝光装置所固有的变动， 基于提取出的所述接近式曝光装置所固有的变动和规定的间隙变动允许值，来决定所述光掩模基板的主平面的修正形状， 对所述光掩模基板的主平面实施成为上述決定的修正形状那样的形状加工。
6.ー种光掩模基板的制造方法，所述光掩模基板用于形成为光掩模，该光掩模在主表面上形成转印用图案，用于通过安装于接近式曝光装置而与所述接近式曝光装置的载置台所载置的被转印体之间设置接近间隙地进行曝光，来转印所述转印用图案，该光掩模基板的制造方法的特征在于，包括 通过将样品掩模基板安装到所述接近式曝光装置，将样品玻璃基板载置到所述接近式曝光装置的载置台，并对所述样品掩模基板的主表面的多个位置处的接近间隙进行測定，来得到对由位置引起的接近间隙的变动进行表示的间隙数据的エ序； 从所述间隙数据中提取出所述接近式曝光装置所固有的变动成分，得到固有间隙数据的エ序； 利用所述固有间隙数据和规定的间隙变动允许值，得到对所述光掩模基板实施的形状加工数据的エ序；以及 利用所述形状加工数据对所述光掩模基板的主表面进行形状加工的エ序。
7.根据权利要求6所述的光掩模基板的制造方法，其特征在干， 在得到所述固有间隙数据的エ序中，将所述多个位置处的接近间隙的变动中的因所述样品掩模基板弓丨起的接近间隙变动的成分除去。
8.根据权利要求6所述的光掩模基板的制造方法，其特征在干， 在得到所述固有间隙数据的エ序中，将所述多个位置处的接近间隙的变动中的因所述样品玻璃基板引起的接近间隙变动的成分除去。
9.根据权利要求6所述的光掩模基板的制造方法，其特征在干， 在測定所述接近间隙时，为了抑制因样品掩模基板的自重引起的挠曲，利用所述接近式曝光装置所具备的挠曲抑制単元。
10.根据权利要求6所述的光掩模基板的制造方法，其特征在干， 在得到所述形状加工数据的エ序中，确定所述固有间隙数据所表示的所述接近式曝光 装置所固有的由位置引起的接近间隙变动中超过所述间隙变动允许值的部分，对包括上述确定出的部分的特定区域进行形状加工。
11.根据权利要求6所述的光掩模基板的制造方法，其特征在干， 在将所述固有间隙数据中接近间隙为最大值的位置的所述主表面的高度设为Z1，将所述间隙变动允许值设为T时，确定所述主表面上的高度低于Zl — T的部分，对包含上述确定出的部分的特定区域进行形状加工。
12.根据权利要求5 11中任意一项所述的光掩模基板的制造方法,其特征在于， 所述形状加工是在所述光掩模基板的主表面上形成I个或者多个凹部的加工。
13.—种光掩模还料,其特征在于， 在权利要求I 4中任意一项所述的光掩模基板的主表面上形成了用于形成所述转印用图案的光学薄膜。
14.ー种光掩模,其特征在于， 通过利用光刻法对在权利要求13所述的光掩模坯料的主表面上形成的光学薄膜进行图案化，来形成所述转印用图案。
15.根据权利要求14所述的光掩模,其特征在于， 该光掩模被用于液晶显示装置的制造。
16.—种图案转印方法,其特征在于， 将权利要求15所述的光掩模安装到所述接近间隙的測定所用的所述接近式曝光装置，通过进行曝光将形成在所述光掩模上的转印用图案转印到被转印体上。
17.ー种液晶显示装置的制造方法，其特征在干， 利用权利要求16所述的图案转印方法。
18.ー种接近间隙评价方法，是接近式曝光装置的接近间隙评价方法，其特征在于，包括 通过将样品掩模基板安装到所述接近式曝光装置，将样品玻璃基板载置到所述接近式曝光装置的载置台，并测定所述样品掩模基板的主表面的多个位置处的接近间隙，来得到对由位置引起的接近间隙的变动进行表示的间隙数据的エ序；和 从所述间隙数据中提取出所述接近式曝光装置所固有的变动成分，得到固有间隙数据的エ序； 利用所述固有间隙数据和规定的间隙变动允许值，来求出超过变动允许值的接近间隙所产生的位置和该超过量。
全文摘要
本发明涉及光掩模基板及其制造方法、光掩模制造方法和图案转印方法，即使是精细化的转印用图案，也能够忠实于图案设计值高精度地进行转印。该光掩模基板用于成为光掩模，该光掩模在主表面形成转印用图案，通过安装于接近式曝光装置，与曝光装置的载置台所载置的被转印体之间设置接近间隙地被曝光来进行转印，该光掩模基板通过在主表面上的1个或者多个特定区域进行除去量与特定区域外的周边区域不同的形状加工，形成凹形状、凸形状或者凹凸形状，来降低将光掩模基板安装到曝光装置时产生的接近间隙的基于位置的变动，并且形状加工使从接近间隙的基于位置的变动中提取出的曝光装置所固有的变动降低。
文档编号G03F7/00GK102819182SQ20121018732
公开日2012年12月12日 申请日期2012年6月7日 优先权日2011年6月10日
发明者池边寿美, 田中敏幸 申请人:Hoya株式会社