(57)【要約】  厚さが実質的に均一のフォトマスク用基板であって、連続的な曲面からなる、マスクパターンを形成すべき第１面と、第２面と、を備える。第１面は、相対向する第１組の辺と相対向する第２組の辺とからなる四角形状を呈し、第１組の各辺に沿った端部に支持部を有する。フォトマスク用基板を、第１面が実質的に鉛直な状態となるように保持したときに、第１面の中心点における第１面の接平面と平行な参照平面を、フォトマスク用基板に対し第２面より第１面に近い側において定義する。このとき、第１面の中心点と参照平面との間の厚さ方向に沿った第１の距離が、第２組の各辺の中点と参照平面との間の厚さ方向に沿った第２の距離よりも短い。
2008139848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さが実質的に均一の板状部材からなるフォトマスク用基板であって、
連続的な曲面からなる、マスクパターンを形成すべき第１面と、前記第１面と対向する第２面と、を備え、
前記第１面は、相対向する一対の第１組の辺と当該第１組の辺を連結するように延びる相対向する一対の第２組の辺とからなる四角形状を呈し、前記第１組の各辺に沿った端部に前記フォトマスク用基板が支持されるための支持部を有し、
前記フォトマスク用基板を、前記第１面が実質的に鉛直な状態となるように保持したときに、
前記フォトマスク用基板の重心を通り且つ前記フォトマスク用基板の厚さ方向に延びる軸線が前記第１面と交わる点を前記第１面の中心点とし、
前記中心点における前記第１面の接平面と平行な参照平面を、前記フォトマスク用基板に対し前記第２面より前記第１面に近い側において定義した場合、
前記第１面の中心点と前記参照平面との間の前記厚さ方向に沿った第１の距離が、前記第２組の各辺の中点と前記参照平面との間の前記厚さ方向に沿った第２の距離よりも短いことを特徴とするフォトマスク用基板。
【請求項２】
前記フォトマスク用基板を、前記第１面が実質的に鉛直な状態となるように保持したときに、
前記第２組の各辺において、当該辺の前記第１組の辺側の部分と前記参照平面との間の前記厚さ方向に沿った距離が、前記第２の距離よりも短いことを特徴とする請求項１に記載のフォトマスク用基板。
【請求項３】
前記フォトマスク用基板を、前記第１面が実質的に鉛直な状態となるように保持したときに、
前記第１組の各辺上の何れの点についても、当該第１組の辺上の点と前記参照平面との間の前記厚さ方向に沿った距離が実質的に同一であることを特徴とする請求項１に記載のフォトマスク用基板。
【請求項４】
前記フォトマスク用基板を、前記第１面が実質的に鉛直な状態となるように保持したときに、
前記第１組の各辺の中点と前記参照平面との間の前記厚さ方向に沿った距離が、前記第１の距離と実質的に同一であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のフォトマスク用基板。
【請求項５】
前記フォトマスク用基板を、前記第１面が実質的に鉛直な状態となるように保持したときに、
前記第１組の各辺の中点と前記参照平面との間の前記厚さ方向に沿った距離が、前記第１の距離より短いことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のフォトマスク用基板。
【請求項６】
前記フォトマスク用基板を、前記第１面が実質的に鉛直な状態となるように保持したときに、
前記第２組の各辺上の何れの点についても、当該第２組の辺上の点と前記参照平面との間の前記厚さ方向に沿った距離が実質的に同一であることを特徴とする請求項１に記載のフォトマスク用基板。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載のフォトマスク用基板であって、
前記第１面と前記第２面とを識別するためのマークを備えていることを特徴とするフォトマスク用基板。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載のフォトマスク用基板であって、
前記基板は石英ガラスからなることを特徴とするフォトマスク用基板。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載のフォトマスク用基板を用いて作成されたフォトマスクであって、
前記第１面にマスクパターンが形成されており、
前記第２面側から露光光が投射されるように前記支持部において露光装置に支持されることを特徴とするフォトマスク。
【請求項１０】
請求項９に記載のフォトマスクに形成されたマスクパターンをウェハ上に露光する露光方法であって、
前記フォトマスクのマスクパターンが形成された面とは反対側の面から露光光が投射され、前記マスクパターンが形成された面が前記ウェハ側に向くように、前記支持部が露光装置のフォトマスク支持部材により支持された状態で露光を行なうことを特徴とする露光方法。
【請求項１１】
板状部材を成形してフォトマスク用基板を成形する成形部材であって、
連続的な曲面からなり、相対向する一対の第１組の辺と当該第１組の辺を連結するように延びる相対向する一対の第２組の辺とからなる四角形状を呈する、前記板状部材を成形するための成形面を備え、
前記第１組の各辺の中点を結ぶ直線と前記第２組の各辺の中点を結ぶ直線との交点を前記成形面の中心点とし、
前記中心点における前記成形面の接平面と平行な参照平面を、前記成形面に対し前記成形部材から遠ざかる側において定義した場合、
前記成形面の中心点と前記参照平面との間の前記接平面の法線方向に沿った第１の距離が、前記第２組の各辺の中点と前記参照平面との間の前記法線方向に沿った第２の距離よりも短いことを特徴とするフォトマスク用基板の成形部材。
【請求項１２】
前記第２組の各辺において、当該辺の前記第１組の辺側の部分と前記参照平面との間の前記法線方向に沿った距離が、前記第２の距離よりも短いことを特徴とする請求項１１に記載のフォトマスク用基板の成形部材。
【請求項１３】
前記第１組の各辺上の何れの点についても、当該第１組の辺上の点と前記参照平面との間の前記法線方向に沿った距離が実質的に同一であることを特徴とする請求項１１に記載のフォトマスク用基板の成形部材。
【請求項１４】
前記第１組の各辺の中点と前記参照平面との間の前記法線方向に沿った距離が、前記第１の距離と実質的に同一であることを特徴とする請求項１１〜１３の何れか一項に記載のフォトマスク用基板の成形部材。
【請求項１５】
前記第１組の各辺の中点と前記参照平面との間の前記法線方向に沿った距離が、前記第１の距離より短いことを特徴とする請求項１１〜１３の何れか一項に記載のフォトマスク用基板の成形部材。
【請求項１６】
前記第２組の各辺上の何れの点についても、当該第２組の辺上の点と前記参照平面との間の前記法線方向に沿った距離が実質的に同一であることを特徴とする請求項１１に記載のフォトマスク用基板の成形部材。
【請求項１７】
グラファイトからなることを特徴とする請求項１１〜１６の何れか一項に記載のフォトマスク用基板の成形部材。
【請求項１８】
フォトマスク用基板の製造方法であって、
請求項１１〜１７の何れか一項に記載の成形部材を用意し、
マスクパターンを形成すべき第１面と、前記第１面と対向する第２面と、を備える厚さが実質的に均一の板状部材を用意し、
前記板状部材の前記第２面を前記成形部材の前記成形面によって支持した状態で熱処理炉内に配置し、
前記板状部材の温度が所定の温度となるように前記熱処理炉内を加熱した後、前記板状部材の温度を降下させる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１９】
フォトマスク用基板の製造方法であって、
マスクパターンを形成すべき第１面と、前記第１面と対向する第２面と、を備える厚さが実質的に均一の板状部材を用意し、
前記板状部材がほぼ水平となるように、前記板状部材の前記第２面を構成する互いに対向する二組の辺のうち、一方の一組の辺に沿った端部領域を支持部材により支持した状態で熱処理炉内配置し、
前記板状部材の温度が所定の温度となるように前記熱処理炉内を加熱した後、前記板状部材の温度を降下させる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２０】
前記支持部材はグラファイトからなることを特徴とする請求項１９に記載のフォトマスク用基板の製造方法。
【請求項２１】
前記板状部材は石英ガラスからなることを特徴とする請求項１９又は２０に記載のフォトマスク用基板の製造方法。
【請求項２２】
フォトマスク用基板であって、
マスクパターン形成を行なうための第１面は対角線の長さが1200mm以上の矩形であって、
前記フォトマスク用基板の厚さは8mm以上であって、
前記フォトマスク用基板を、前記第１面が実質的に鉛直な状態に保持し、
前記第１面の中心近傍と平行であって、前記第１面の手前側に前記第１面から十分に離れた位置に任意の平面である参照平面を定義した場合、
前記第１面を構成する二つの中心線のうちの一方の第１中心線の端部近傍から前記参照平面までの距離は、前記第１中心線の中心近傍から前記参照平面までの距離に比べて、30〜100μm長いことを特徴とするフォトマスク用基板。
【請求項２３】
請求項２２に記載のフォトマスク用基板であって、
前記第１中心線に平行な一組の辺である第１組の辺の近傍の各点から前記参照平面までの距離は、実質的に同一であることを特徴とするフォトマスク用基板。
【請求項２４】
請求項２２又は２３に記載のフォトマスク用基板であって、
前記第１面を構成する二つの中心線のうちの前記第１中心線とは別の第２中心線の近傍領域内の各点から前記参照平面までの距離は、実質的に同一であることを特徴とするフォトマスク用基板。
【請求項２５】
請求項２２又は２３に記載のフォトマスク用基板であって、
前記第２中心線の中央部近傍から前記参照平面までの距離は、前記第２中心線の端部近傍から前記参照平面までの距離に比べて、150〜1500μm長いことを特徴とするフォトマスク用基板。
【請求項２６】
請求項２２〜２５の何れか一項に記載のフォトマスク用基板であって、
前記第１面と対向する第２面は、前記第１面と実質的に平行であることを特徴とするフォトマスク用基板。
【請求項２７】
請求項２２〜２６の何れか一項に記載のフォトマスク用基板であって、
前記第１面と前記第２面を識別するためのマークを備えていることを特徴とするフォトマスク用基板。
【請求項２８】
請求項２２〜２７の何れか一項に記載のフォトマスク用基板であって、
前記基板は石英ガラスからなることを特徴とするフォトマスク用基板。
【請求項２９】
請求項２２〜２８の何れか一項に記載のフォトマスク用基板を用いて作成されたフォトマスクであって、
前記第１面にマスクパターンが形成されており、
前記フォトマスクが露光装置に支持される支持部分は、第１組の辺の近傍であることを特徴とするフォトマスク。
【請求項３０】
請求項２９に記載のフォトマスクを用いて露光を行なうことを特徴とする露光方法であって、
前記フォトマスクのマスクパターンが形成された面が下方を向くように前記支持部分を露光装置のフォトマスク支持部材により指示した状態で露光を行なうことを特徴とする露光方法。
【請求項３１】
板状部材を成形してフォトマスク用基板の成形部材であって、板状部材を成形するための成形面を有し、
前記成形面は、対角線の長さが1200mm以上の矩形であって、
前記成形面の中心近傍と平行であって、前記成形面の手前側に前記成形面から十分に離れた位置に任意の平面である参照平面を定義した場合、
前記成形面を構成する二つの中心線のうちの一方の第１中心線の端部近傍から前記参照平面までの距離は、前記第１中心線の中心近傍から前記参照平面までの距離に比べて30〜100μm長いことを特徴とするフォトマスク用基板の成形部材。
【請求項３２】
請求項３１に記載のフォトマスク用基板の成形部材であって、
前記第１中心線に平行な一組の辺である第一組の辺の近傍の各点から前記参照平面までの距離は、実質的に同一であることを特徴とするフォトマスク用基板の成形部材。
【請求項３３】
請求項３１又は３２に記載のフォトマスク用基板の成形部材であって、
前記成形面を構成する二つの中心線のうちの前記第１中心線とは異なる第２中心線の近傍領域内の各点から前記参照平面までの距離は、実質的に同一であることを特徴とするフォトマスク用基板の成形部材。
【請求項３４】
請求項３１又は３２に記載のフォトマスク用基板の成形部材であって、
前記第２中心線の中央部近傍から前記参照平面までの距離は、前記第２中心線の端部近傍から前記参照平面までの距離に比べて、150〜1500μm長いことを特徴とするフォトマスク用基板の成形部材。
【請求項３５】
請求項３１〜３４の何れか一項に記載のフォトマスク用基板の成形部材であって、前記成形部材はグラファイトからなる。
【請求項３６】
フォトマスク用基板の製造方法であって、
請求項３１〜３５の何れか一項に記載の成形部材を用意し、
マスクパターン形成を行なうための面が矩形であって、その対角線の長さが1200mm以上の矩形、厚さが8mm以上の板状部材を用意し、
前記板状部材を前記成形部材の前記成形面によって支持した状態で熱処理炉内に配置し、
前記板状部材の温度が所定の温度となるように前記熱処理炉内を加熱した後、前記板状部材の温度を降下させる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３７】
フォトマスク用基板の製造方法であって、
マスクパターン形成を行なうための面は対角線の長さが1200mm以上の矩形が矩形であって、厚さが8mm以上の板状部材を用意し、
前記板状部材がほぼ水平となるように、前記板状部材の下面を構成する互いに対向する二組の辺のうち、一方の一組の辺に沿った近傍の領域を支持部材により支持した状態で熱処理炉内配置し
前記板状部材の温度が所定の温度となるように前記熱処理炉内を加熱した後、前記板状部材の温度を降下させる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３８】
請求項３６又は３７に記載のフォトマスク用基板の製造方法であって、
前記透明な板状の部材は石英ガラスからなり、支持部材はグラファイトからなることを特徴とするフォトマスク用基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
フラットパネルディスプレイ（以下、ＦＰＤと呼ぶ）等のデバイスは、フォトリソグラフィー技術を用い、フォトマスクに形成されたマスクパターンをデバイス基板の表面に高精度に投影露光することにより製造される。したがって、フォトマスクが変形してしまうとフォトマスクに形成されたマスクパターンにも変形が生じてしまい、その結果デバイス基板に投影されるマスクパターンの像にも変形が生じてしまう。【０００２】
そこで、フォトマスクの平坦性を上げるため、フォトマスク基板の部分的な凸部分を除去する加工を行なうことで基板の平面性を改善することが検討されている（特許文献１、特許文献２、及び特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００３−２９２３４６
【特許文献２】特開２００４−３５９５４４
【特許文献３】特開２００５−２６２４３２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、フォトマスクに形成されたマスクパターンを基板に投影露光することによってＦＰＤ等のデバイスを製造する露光装置では、マスクパターンが形成された面が下方を向くようにフォトマスクを露光装置にほぼ水平に保持しながらフォトマスクに形成されたマスクパターンを基板に露光することが知られている。その際に、露光装置の構成上の制約により、フォトマスクは、下面、即ち、マスクパターンが形成された面を囲む四辺のうち、対向する一組の二辺近傍の領域で支持される。このように支持されたフォトマスクは、支持された一組の辺の間の領域は、その自重により下面側に湾曲して垂れ下がるように変形する。ここで、この変形を第１の変形と呼ぶ。また、同時に、支持されていない二辺（自由端）の近傍においては、更に下方に湾曲して垂れ下がるように変形する。ここでは、この変形を第２の変形と呼ぶ。このようなフォトマスクの変形によって、フォトマスクの下面に形成されたマスクパターンにも上記説明の通りの変形が生じるおそれがある。【０００４】
このように変形したマスクパターンを基板上に正確に結像して露光するために、露光装置の投影光学系はオートフォーカス機能を有している。しかしながら、投影光学系のオートフォーカス機能によるフォーカス深度は第１の変形に対して有用であるのに対し、第２の変形による影響はフォーカス深度の範囲を超える傾向にある。また、フォトマスクが大型化されるのに伴って第２の変形は顕著に大きくなり、投影光学系のフォーカス深度の範囲内からさらに外れるという問題が発生する。【０００５】
こうした問題に対し、特許文献１〜３で検討されたように平面性を良好にしたとしても、基板の自重による変形の問題に対応することはできない。【０００６】
本発明は、自重によるフォトマスク基板の第２の変形によって引き起こされる、フォトマスク基板における所望のマスクパターンからの変形を抑制して、デバイス基板上にマスクパターンを投影露光することが可能なフォトマスク用基板、フォトマスク用基板の成形部材、フォトマスク用基板の製造方法、フォトマスク、及びフォトマスクを用いた露光方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るフォトマスク用基板は、厚さが実質的に均一の板状部材からなるフォトマスク用基板であって、連続的な曲面からなる、マスクパターンを形成すべき第１面と、第１面と対向する第２面と、を備え、第１面は、相対向する一対の第１組の辺と当該第１組の辺を連結するように延びる相対向する一対の第２組の辺とからなる四角形状を呈し、第１組の各辺に沿った端部にフォトマスク用基板が支持されるための支持部を有し、フォトマスク用基板を、第１面が実質的に鉛直な状態となるように保持したときに、フォトマスク用基板の重心を通り且つフォトマスク用基板の厚さ方向に延びる軸線が第１面と交わる点を第１面の中心点とし、中心点における第１面の接平面と平行な参照平面を、フォトマスク用基板に対し第２面より第１面に近い側において定義した場合、第１面の中心点と参照平面との間の厚さ方向に沿った第１の距離が、第２組の各辺の中点と参照平面との間の厚さ方向に沿った第２の距離よりも短いことを特徴とする。ここで、本明細書における接平面とは、曲面上の一点で、この曲面に引いた接線をすべて含む平面をいう。【０００８】
フォトマスク用基板を、第１面が実質的に鉛直な状態となるように保持したときに、第２組の各辺において、当該辺の第１組の辺側の部分と参照平面との間の厚さ方向に沿った距離が、第２の距離よりも短くてもよい。または、フォトマスク用基板を、第１面が実質的に鉛直な状態となるように保持したときに、第１組の各辺上の何れの点についても、当該第１組の辺上の点と参照平面との間の厚さ方向に沿った距離が実質的に同一であってもよい。【０００９】
フォトマスク用基板を、第１面が実質的に鉛直な状態となるように保持したときに、第１組の各辺の中点と参照平面との間の厚さ方向に沿った距離が、第１の距離と実質的に同一であってもよい。【００１０】
フォトマスク用基板を、第１面が実質的に鉛直な状態となるように保持したときに、第１組の各辺の中点と参照平面との間の厚さ方向に沿った距離が、第１の距離より短くてもよい。【００１１】
フォトマスク用基板を、第１面が実質的に鉛直な状態となるように保持したときに、第２組の各辺上の何れの点についても、当該第２組の辺上の点と参照平面との間の厚さ方向に沿った距離が実質的に同一であってもよい。【００１２】
上記のフォトマスク用基板であって、第１面と第２面とを識別するためのマークを備えていてもよい。上記のフォトマスク用基板であって、基板は石英ガラスからなっていてもよい。【００１３】
本発明に係るフォトマスクは、上記のフォトマスク用基板を用いて作成されたフォトマスクであって、第１面にマスクパターンが形成されており、第２面側から露光光が投射されるように支持部において露光装置に支持されることを特徴とする。【００１４】
本発明に係る露光方法は、上記のフォトマスクに形成されたマスクパターンをウェハ上に露光する露光方法であって、フォトマスクのマスクパターンが形成された面とは反対側の面から露光光が投射され、マスクパターンが形成された面がウェハ側に向くように、支持部が露光装置のフォトマスク支持部材により支持された状態で露光を行なうことを特徴とする。【００１５】
本発明に係るフォトマスク用基板の成形部材は、板状部材を成形してフォトマスク用基板を成形する成形部材であって、連続的な曲面からなり、相対向する一対の第１組の辺と当該第１組の辺を連結するように延びる相対向する一対の第２組の辺とからなる四角形状を呈する、板状部材を成形するための成形面を備え、第１組の各辺の中点を結ぶ直線と第２組の各辺の中点を結ぶ直線との交点を成形面の中心点とし、中心点における成形面の接平面と平行な参照平面を、成形面に対し成形部材から遠ざかる側において定義した場合、成形面の中心点と参照平面との間の接平面の法線方向に沿った第１の距離が、第２組の各辺の中点と参照平面との間の法線方向に沿った第２の距離よりも短いことを特徴とする。【００１６】
第２組の各辺において、当該辺の第１組の辺側の部分と参照平面との間の法線方向に沿った距離が、第２の距離よりも短くてもよい。または、第１組の各辺上の何れの点についても、当該第１組の辺上の点と参照平面との間の法線方向に沿った距離が実質的に同一であってもよい。【００１７】
第１組の各辺の中点と参照平面との間の法線方向に沿った距離が、第１の距離と実質的に同一であってもよい。第１組の各辺の中点と参照平面との間の法線方向に沿った距離が、第１の距離より短くてもよい。【００１８】
第２組の各辺上の何れの点についても、当該第２組の辺上の点と参照平面との間の法線方向に沿った距離が実質的に同一であってもよい。上記の成形部材は、グラファイトからなっていてもよい。【００１９】
本発明に係るフォトマスク用基板の製造方法は、上記の成形部材を用意し、マスクパターンを形成すべき第１面と、第１面と対向する第２面と、を備える厚さが実質的に均一の板状部材を用意し、板状部材の第２面を成形部材の成形面によって支持した状態で熱処理炉内に配置し、板状部材の温度が所定の温度となるように熱処理炉内を加熱した後、板状部材の温度を降下させることを特徴とする。【００２０】
本発明に係るフォトマスク用基板の製造方法は、マスクパターンを形成すべき第１面と、第１面と対向する第２面と、を備える厚さが実質的に均一の板状部材を用意し、板状部材がほぼ水平となるように、板状部材の第２面を構成する互いに対向する二組の辺のうち、一方の一組の辺に沿った端部領域を支持部材により支持した状態で熱処理炉内配置し、板状部材の温度が所定の温度となるように熱処理炉内を加熱した後、板状部材の温度を降下させることを特徴とする。この場合、支持部材はグラファイトからなっていてもよい。【００２１】
板状部材は石英ガラスからなっていてもよい。【００２２】
また、本発明は第１に、フォトマスク用基板であって、マスクパターン形成を行なうための第１面は対角線の長さが1200mm以上の矩形であって、フォトマスク用基板の厚さは8mm以上であって、フォトマスク用基板を、第１面が実質的に鉛直な状態に保持し、第１面の中心近傍と平行であって、第１面の手前側に第１面から十分に離れた位置に任意の平面である参照平面を定義した場合、第１面を構成する二つの中心線のうちの一方の第１中心線の端部近傍から参照平面までの距離は、第１中心線の中心近傍から参照平面までの距離に比べて、30〜100μm長いフォトマスク用基板を提供する。【００２３】
このフォトマスクは第１中心線に平行な一組の辺の近傍で露光装置により支持された状態で露光が行なわれる。従って、この構成によれば、露光中にフォトマスクが支持されない二辺（自由端）の中央部近傍で第２の変形が大きくなることを抑制するので、大きなサイズのフォトマスクであっても、ガラス基板上にマスクパターンを高精度に露光できる。【００２４】
本発明は第２に、上記第１の発明のフォトマスク用基板であって、更に、第１中心線に平行な一組の辺である第１組の辺の近傍の各点から参照平面までの距離は、実質的に同一であるフォトマスク用基板を提供する。【００２５】
このフォトマスクは第１中心線に平行な一組の辺の近傍で露光装置により支持された状態で露光が行なわれる。この構成によれば、フォトマスク基板は、露光中にフォトマスクが支持されない二辺（自由端）の中央部近傍で発生する第２の変形がキャンセルされるような形状となっている。従って、露光中に自由端で発生する第２の変形は抑制されるので、大きなサイズのフォトマスクであっても、ガラス基板上にマスクパターンを更に高精度に露光できる。【００２６】
本発明は第３に、上記第１および第２の発明のフォトマスク用基板であって、第２中心線の中央部近傍から参照平面までの距離は、第２中心線の端部近傍から参照平面までの距離に比べて、150〜1500μm長いことを特徴とするフォトマスク用基板を提供する。【００２７】
この構成によれば、フォトマスク基板は、露光中に支持領域の間の領域に発生する第１の変形がキヤンセルされると同時に、自由端の中央部近傍に発生する第２の変形もキャンセルされるような形状となっている。従って、大きなサイズのフォトマスクであっても、ガラス基板上にマスクパターンを極めて高精度に露光できる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、自重によるフォトマスク基板の第２の変形によって引き起こされる、フォトマスク基板における所望のマスクパターンからの変形を抑制して、デバイス基板上にマスクパターンを投影露光することが可能なフォトマスク用基板、フォトマスク用基板の成形部材、フォトマスク用基板の製造方法、フォトマスク、及びフォトマスクを用いた露光方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１実施形態に係るフォトマスク用基板を示す概念図である。
【図２】第２実施形態に係るフォトマスク用基板を示す概念図である。
【図３】第３実施形態に係るフォトマスク用基板を示す概念図である。
【図４】第１実施形態に係るフォトマスク用基板の成形部材を示す概念図である。
【図５】第２実施形態に係るフォトマスク用基板の成形部材を示す概念図である。
【図６】第３実施形態に係るフォトマスク用基板の成形部材を示す概念図である。
【図７】第１実施形態、第２実施形態および第３実施形態に係るフォトマスク用基板の製造方法を示す概念図である。
【図８】第４実施形態に係るフォトマスク用基板の製造方法を示す概念図である。
【図９】フォトマスクの製造方法を示す概念図である。
【図１０】フォトマスクを用いた露光方法を示す概念図である。
【図１１】フォトマスクを用いた露光方法を示す概念図である。
【図１２】フォトマスクの変形の様子を示す概念図である。
【図１３】フォトマスクを用いた露光方法を示す概念図である。
【符号の説明】
【００３０】
１〜３…フォトマスク用基板、１１、２１、３１…第１面、１２、２２、３２…第２面、１００、２００、３００、４００、５００、６００…参照平面、４０、５０、６０…成形部材、４１、５１、６１…成形面。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。また、各要素に付した符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。【００３２】
＜第１実施形態＞
図７は第１実施形態に係るフォトマスク用基板の製造方法を示す概略図である。まず、対向する二面が実質的に平行で、厚さが実質的に均一な石英ガラス製板状部材を用意する。対向する二面は矩形であって、その大きさは縦、横の長さがそれぞれ1220mmおよび1400mmであり、厚さは13mmである。この石英ガラス製板状部材の両面に対して研磨加工を行なう。石英ガラス製板状部材71は、対向する二面のうちの一方としてマスクパターンを形成すべき第１面７１ａと、他方として第１面と対向する第２面７１ｂと、を備える。【００３３】
次に、この石英ガラス製板状部材71を成形するために用いるグラファイト製の成形部材72を用意する。【００３４】
この成形部材７２は図４に示される成形部材４０と同じである。ここで、図４を参照して、成形部材４０について説明する。成形部材40の厚さは約100mmで、石英ガラス製板状部材を成形するための成形面41の大きさは石英ガラス製板状部材とほぼ同等である。成形面41は予め次のような形状に加工されている。即ち、成形面41の中心近傍と平行であって、成形面41の手前側に十分に離れた位置に任意の平面である参照平面400を定義した場合、成形面41を構成する二つの中心線のうちの一方の第１中心線42の端部近傍から参照平面400までの距離401は、第１中心線42の中心近傍から参照平面までの距離402に比べて約40μm長い。言い換えると、成形面41が上向きになるように上記グラファイト製支持部材40を置いた場合、第１中心線42に沿って、その両端部近傍の表面はその中央部近傍の表面に比べて約40μm低い。【００３５】
すなわち、成形面４１は、連続的な曲面からなり、相対向する一対の第１組の辺４１ａ、４１ｂと当該第１組の辺を連結するように延びる相対向する一対の第２組の辺４１ｃ、４１ｄとからなる四角形状を呈する。ここで、第１組の各辺４１ａ、４１ｂの中点４１ｅ、４１ｆを結ぶ直線である第２中心線４３と第２組の各辺４１ｃ、４１ｄの中点４１ｇ、４１ｈを結ぶ直線である第１中心線４２との交点を成形面４１の中心点４１ｉとする。このとき、参照平面４００は、成形面４１の中心点４１ｉにおける成形面４１の接平面４１０と平行であって、成形面４１に対し成形部材４０から遠ざかる側において定義される。成形面４１の接平面４１０とは、上述の定義のように、成形面４１上の一点である中心点４１ｉで、成形面４１に引いた接線をすべて含む平面をいう。【００３６】
成形面４１の中心点４１ｉと参照平面４００との間の接平面４１０の法線方向４１０Ｎに沿った第１の距離４０２は、第２組の各辺４１ｃ、４１ｄの中点４１ｇ、４１ｈと参照平面４００との間の法線方向４１０Ｎに沿った第２の距離４０１よりも短い。また、第２組の各辺４１ｃ、４１ｄ上の何れの点についても、当該第２組の辺４１ｃ、４１ｄ上の点と参照平面４００との間の法線方向４１ｉに沿った距離４０１が実質的に同一である。【００３７】
上記形状は、既に説明した通り、露光装置に支持されたフォトマスクに発生するその自重による変形をキャンセルするために設定されたものである。なお、約40μmという数値は、石英ガラス製板状部材の大きさによって異なる。また、石英ガラス以外の材料を用いる場合には、その材料の弾性率に応じて適宜変更することが望ましい。【００３８】
次に、石英ガラス製板状部材71をグラファイト製成形部材72の成形面７３上に載置する（図７(b)）。石英ガラス製板状部材71は自重により弾性変形してグラファイト製成形部材72の成形面７３とほぼ全面が接する。このため石英ガラス製板状部材71には応力が発生した状態となっている。なお、グラファイト製成形部材72は十分な厚みがあるため変形は無視できる程度である（図７(c)）。【００３９】
次に、この状態で熱処理炉内に格納する。熱処理炉内の温度を約1300℃まで徐々に上昇させ、更に、約1300℃で所定の時間維持する。これにより、石英ガラス製板状部材71に発生していた応力は緩和され、全面がグラファイト製成形部材の成形面に接した状態で応力がほぼゼロとなる。熱処理前の石英ガラス製板状部材の上面と下面はほぼ平行なので、応力はゼロとなってもこの関係は変わらない。なお、維持温度は1300℃としているが、この温度はサンプルの応力が緩和する温度であれば十分で、もっと低い温度でも構わない。また、石英ガラス以外の材料を用いる場合には、その材料が応力緩和する温度に設定すればよい。【００４０】
石英ガラス製板状部材71の応力緩和が終了したら、熱処理炉内の温度を室温に向けて徐々に降下させ、室温まで降下後は所定の時間放置した後、石英ガラス製板状部材71を熱処理炉から取り出す。石英ガラス製板状部材71はグラファイト製成形部材72の成形面の形状が転写した状態となりフォトマクス用基板１が完成する。【００４１】
次に、完成したフォトマスク用基板１の平面度を測定する。測定する面は、グラファイト製支持部材７２に接していなかった側の面、すなわち石英ガラス製板状部材71の第１面７１ａに対応する。平面度の測定は、フォトマスク用基板１を垂直に立てた状態で非接触の光学的測定装置を用いて行なう。これにより、フォトマスク用基板１の表面はグラファイト製支持部材７２の支持面である成形面７３の形状がほぼ転写した形状となっていることが確認できる。【００４２】
即ち、図１に示すように、完成したフォトマスク用基板1を、マスクパターン形成を行なう第１面11が実質的に鉛直となるように保持し、第１面１１の中心近傍と平行であって、第１面の手前側に前記第１面から十分に離れた位置に任意の平面である参照平面100を定義した場合、観察方向Ｏから見て、第１面を構成する二つの中心線のうちの一方の第１中心線Ｃ１の端部近傍から参照平面までの距離101は、第１中心線の中心近傍から参照平面までの距離102に比べて約40μm長いフォトマスク用基板が完成する。【００４３】
すなわち、フォトマスク用基板１は、厚さが実質的に均一の板状部材であって、連続的な曲面からなる、マスクパターンを形成すべき第１面１１と、第１面１１と対向する第２面１２と、を備える。第１面１１は、相対向する一対の第１組の辺１１ａ、１１ｂと第１組の辺１１ａ、１１ｂを連結するように延びる相対向する一対の第２組の辺１１ｃ、１１ｄとからなる四角形状を呈する。第１面１１は、第１組の各辺１１ａ、１１ｂに沿った端部にフォトマスク用基板１が支持されるための支持部１１ｓ、１１ｔを有する。【００４４】
ここで、フォトマスク用基板１は、第１面１１が実質的に鉛直な状態となるように保持されたときを想定する。そして、フォトマスク用基板１の重心を通り且つフォトマスク用基板１の厚さ方向Ｄに延びる軸線が第１面１１と交わる点を第１面１１の中心点１１ｉとする。フォトマスク用基板１は厚さが実質的に均一の板状部材であるので、中心点１１ｉは、第１組の各辺１１ａ、１１ｂの中点１１ｅ、１１ｆを結ぶ直線である第２中心線Ｃ２と第２組の各辺１１ｃ、１１ｄの中点１１ｇ、１１ｈを結ぶ直線である第１中心線Ｃ１との交点である。【００４５】
また、参照平面１００として、中心点１１ｉにおける第１面１１の接平面１１０と平行な面であって、フォトマスク用基板１に対し第２面１２より第１面１１に近い側における面を定義する。第１面１１の接平面１１０とは、上述の定義のように、第１面１１上の一点である中心点１１ｉで、第１面１１に引いた接線をすべて含む平面をいう。【００４６】
このとき、第１面１１の中心点１１ｉと参照平面１００との間の厚さ方向Ｄに沿った第１の距離１０２は、第２組の各辺１１ｃ、１１ｄの中点１１ｇ、１１ｈと参照平面１００との間の厚さ方向Ｄに沿った第２の距離１０１よりも短い。また、第２組の各辺１１ｃ、１１ｄ上の何れの点についても、当該第２組の辺１１ｃ、１１ｄ上の点と参照平面１００との間の厚さ方向Ｄに沿った距離１０１が実質的に同一である。【００４７】
本実施形態に係るフォトマスク用基板１、フォトマスク用基板の成形部材４１（７２）、及びフォトマスク用基板の製造方法は、液晶パネル等のＦＰＤを製造する際に有用である。【００４８】
液晶パネル等のＦＰＤは、ガラス基板の表面にＦＰＤの要素を高精度に形成することにより製造される。そのためにはフォトリソグラフィー技術が用いられる。即ち、平面性が優れた平板状の透明基板の表面に高精度にマスクパターンが形成されたフォトマスクを露光光で照明し、そのマスクパターンの像を、予めフォトレジストが塗布されたガラス基板上に結像させた後、現像することで、ガラス基板表面にレジストパターンを形成する。その後、複数の工程を経てＦＰＤが製造される。【００４９】
ところで、ＦＰＤの画面サイズの大型化と生産の効率化のために、ＦＰＤ用ガラス基板は年々大型化が進み、これに伴って、その生産に用いるためのフォトマスクの大型化も進んでいる。近い将来、ガラス基板は、例えば2200mm×2500mmという極めて大きなものとなり、これに伴って、このガラス基板にマスクパターンを露光するために用いるフォトマスクのサイズは、例えば、1220 mm×1400mm、厚さは13mmと極めて大きいものとなる。しかし、大型化はこれに留まらず、更に大きなガラス基板とフォトマスクが要求されている。【００５０】
フォトマスクに形成されたマスクパターンを基板に露光する場合には、マスクパターンが形成された面が下方を向くようにフォトマスクを露光装置にほぼ水平に保持しながら行なう。その際に、露光装置の構成上の制約により、フォトマスクは、下面、即ち、マスクパターンが形成された面を囲む四辺のうち、対向する一組の二辺近傍の領域で支持される。このように支持されたフォトマスクは、支持された一組の辺の間の領域は、その自重により下面側に湾曲して垂れ下がるように変形する。ここでは、この変形を第１の変形と呼ぶ。また、同時に、支持されていない二辺（自由端）の近傍においては、更に下方に湾曲して垂れ下がるように変形する。ここでは、この変形を第２の変形と呼ぶ。この様子を図１２に示す。即ち、図１２において、フォトマスクＭは、２ヵ所の支持部分Ｓの間の領域では下方に垂れ下がると同時に、支持されていない自由端Ｆの中央部近傍では更に下方に垂れ下がる。このことは、フォトマスクの下面に形成されたマスクパターンにも上記説明の通りの変形が生じることを意味している。なお、図１２において、Ｃ１およびＣ２はマスクパターンが形成される面の二つの中心線を示しており、ここでは、支持部分Ｓに平行な方の中心線を第１中心線Ｃ１、他の一方を第２中心線Ｃ２と呼ぶ。【００５１】
露光装置は、投影光学系が細長い領域を露光するように構成されている。このように変形したマスクパターンをＦＰＤの基板であるガラス基板上に正確に結像して露光するために、露光装置の投影光学系はオートフォーカス機能を有している。【００５２】
フォトマスクに形成されたマスクパターンには上記説明の通り変形が発生するが、上記第１の変形に対しては、これまで露光装置のオートフォーカス機能やフォトマスクの移動方向等により対応してきた。また、上記第２の変形に関しては、投影光学系のフォーカス深度の範囲内であったため特別な対応はしていなかった。【００５３】
しかし、フォトマスクの大型化に伴って、特に第２の変形は更に大きくなり、投影光学系のフォーカス深度の範囲内から外れるという問題が発生する。また、第１の変形についても、更に大きくなる。このタイプの変形に対しては、上記説明の通り、露光装置の機能によりある程度までは対応可能とは言うものの、大型化したフォトマスクのマスクパターンの露光品質を極めて高い状態に維持するには、何らかの対策を行なうのが好ましい。【００５４】
マスクパターンの露光品質を上げる目的では、特開２００３−２９２３４６（特許文献１）、特開２００４−３５９５４４（特許文献２）、および特開２００５−２６２４３２（特許文献３）には、基板の部分的な凸部分を除去する加工を行なうことで、基板の平面性を改善することが開示されている。しかし、平面性を良好にしても、大型化した基板の自重による変形による問題に対応することはできない。【００５５】
本実施形態は、これらの問題を解決し、大きなサイズのフォトマスクであっても、フォトマスクのマスクパターンをガラス基板上に高精度に露光できるフォトマスクを製造するためのフォトマスク用基板、フォトマスク用基板を製造するための成形部材、及びフォトマスク用基板の製造方法を提供することが可能である。【００５６】
＜第２実施形態＞
第１実施形態と同じ石英ガラス製の板状部材を用意し、第１実施形態で用いた手順と同様の手順で研磨加工を行なう。【００５７】
次に、この石英ガラス製板状部材を支持して熱処理を行なうために用いるグラファイト製の成形部材５０を用意する。【００５８】
この成形部材５０を図５に示す。成形部材50の厚さは約100mmで、成形面51の大きさは石英ガラス製板状部材とほぼ同等である。成形面51は予め次のような形状に加工されている。即ち、成形面51の中心近傍と平行であって、成形面51の手前側に十分に離れた位置に任意の平面である参照平面500を定義した場合、成形面51を構成する二つの中心線のうちの一方の第１中心線52の端部近傍から参照平面までの距離501は、第１中心線の中心近傍から参照平面までの距離502に比べて約40μm長く、第１中心線52に平行な一組の辺である第一組の辺の近傍の各点から参照平面までの距離503は、実質的に同一である。【００５９】
すなわち、成形面５１は、連続的な曲面からなり、相対向する一対の第１組の辺５１ａ、５１ｂと当該第１組の辺を連結するように延びる相対向する一対の第２組の辺５１ｃ、５１ｄとからなる四角形状を呈する。ここで、第１組の各辺５１ａ、５１ｂの中点５１ｅ、５１ｆを結ぶ直線である第２中心線５３と第２組の各辺５１ｃ、５１ｄの中点５１ｇ、５１ｈを結ぶ直線である第１中心線５２との交点を成形面５１の中心点５１ｉとする。このとき、参照平面５００は、成形面５１の中心点５１ｉにおける成形面５１の接平面と平行であって、成形面５１に対し成形部材５０から遠ざかる側において定義される。【００６０】
成形面５１の中心点５１ｉと参照平面５００との間の接平面の法線方向Ｎに沿った第１の距離５０２は、第２組の各辺５１ｃ、５１ｄの中点５１ｇ、５１ｈと参照平面５００との間の法線方向Ｎに沿った第２の距離５０１よりも短い。【００６１】
また、第２組の各辺５１ｃ、５１ｄにおいて、当該辺５１ｃ、５１ｄの第１組の辺５１ａ、５１ｂ側の部分と参照平面５００との間の法線方向Ｎに沿った距離５０３が、第２の距離５０１よりも短い。よって、第１組の各辺５１ａ、５１ｂ上の何れの点についても、当該第１組の辺５１ａ、５１ｂ上の点と参照平面５００との間の法線方向Ｎに沿った距離が距離５０３で実質的に同一となる。【００６２】
また、第１組の各辺５１ａ、５１ｂの中点５１ｅ、５１ｆと参照平面５００との間の法線方向Ｎに沿った距離５０３が、第１の距離５０２と実質的に同一である。これは、第１組の各辺５１ａ、５１ｂの中点５１ｅ、５１ｆを結ぶ直線が、成形面５１の中心点５１ｉを通るためである。【００６３】
上記形状は、既に説明した通り、露光装置に支持されたフォトマスクに発生するその自重による変形をキャンセルするために設定されたものである。なお、約40μmという数値は、石英ガラス製板状部材の大きさによって異なる。また、石英ガラス以外の材料を用いる場合には、その材料の弾性率に応じて適宜変更することが望ましい。【００６４】
その後、第１実施形態に説明したのと同様の手順によりフォトマクス用基板が完成する。【００６５】
完成したフォトマスク用基板の平面度の測定も、第１実施形態に説明したのと同様の手順により行なう。これにより、フォトマスク用基板の表面はグラファイト製支持部材の支持面の形状がほぼ転写した形状となっていることが確認できる。【００６６】
即ち、図２に示すように、完成したフォトマスク用基板2を、マスクパターン形成を行なう第１面21が実質的に鉛直となるように保持し、第１面の中心近傍と平行であって、第１面の手前側に第１面から十分に離れた位置に任意の平面である参照平面200を定義した場合、観察方向Ｏから見て、第１面を構成する二つの中心線のうちの一方の第１中心線Ｃ１の端部近傍から参照平面までの距離201は、第１中心線Ｃ１の中心近傍から参照平面までの距離202に比べて約40μm長く、第１中心線Ｃ１に平行な一組の辺である第１組の辺２１ａ、２１ｂの近傍の各点から参照平面までの距離203は実質的に同一であるフォトマスク用基板が完成する。【００６７】
すなわち、フォトマスク用基板２は、厚さが実質的に均一の板状部材であって、連続的な曲面からなる、マスクパターンを形成すべき第１面２１と、第１面２１と対向する第２面２２と、を備える。第１面２１は、相対向する一対の第１組の辺２１ａ、２１ｂと第１組の辺２１ａ、２１ｂを連結するように延びる相対向する一対の第２組の辺２１ｃ、２１ｄとからなる四角形状を呈する。第１面２１は、第１組の各辺２１ａ、２１ｂに沿った端部にフォトマスク用基板２が支持されるための支持部２１ｓ、２１ｔを有する。【００６８】
ここで、フォトマスク用基板２は、第１面２１が実質的に鉛直な状態となるように保持されたときを想定する。そして、フォトマスク用基板２の重心を通り且つフォトマスク用基板２の厚さ方向Ｄに延びる軸線が第１面２１と交わる点を第１面２１の中心点２１ｉとする。フォトマスク用基板２は厚さが実質的に均一の板状部材であるので、中心点２１ｉは、第１組の各辺２１ａ、２１ｂの中点２１ｅ、２１ｆを結ぶ直線である第２中心線Ｃ２と第２組の各辺２１ｃ、２１ｄの中点２１ｇ、２１ｈを結ぶ直線である第１中心線Ｃ１との交点である。【００６９】
また、参照平面２００として、中心点２１ｉにおける第１面２１の接平面２１０と平行な面であって、フォトマスク用基板２に対し第２面２２より第１面２１に近い側における面を定義する。【００７０】
このとき、第１面２１の中心点２１ｉと参照平面２００との間の厚さ方向Ｄに沿った第１の距離２０２は、第２組の各辺２１ｃ、２１ｄの中点２１ｇ、２１ｇと参照平面２００との間の厚さ方向Ｄに沿った第２の距離２０１よりも短い。また、第２組の各辺２１ｃ、２１ｄにおいて、当該辺２１ｃ、２１ｄの第１組の辺２１ａ、２１ｂ側の部分と参照平面２００との間の厚さ方向Ｄに沿った距離２０３が、第２の距離２０１よりも短い。よって、第１組の各辺２１ａ、２１ｂ上の何れの点についても、当該第１組の辺２１ａ、２１ｂ上の点と参照平面２００との間の厚さ方向Ｄに沿った距離２０３が実質的に同一となる。また、第１組の各辺２１ａ、２１ｂの中点２１ｅ、２１ｆと参照平面２００との間の厚さ方向Ｄに沿った距離２０３が、第１の距離２０２と実質的に同一である。これは、第１組の各辺２１ａ、２１ｂの中点２１ｅ、２１ｆを結ぶ直線が、第１面２１の中心点２１ｉを通るためである。【００７１】
＜第３実施形態＞
第１実施形態と同じ石英ガラス製の板状部材７１を用意し、第１実施形態で用いた手順と同様の手順で研磨加工を行なう。【００７２】
次に、この石英ガラス製板状部材７１を支持して熱処理を行なうために用いるグラファイト製の成形部材６０を用意する。【００７３】
この成形部材６０を図６に示す。成形部材60の厚さは約100mmで、成形面61の大きさは石英ガラス製板状部材７１とほぼ同等である。成形面61は予め次のような形状に加工されている。即ち、成形面61の中心近傍と平行であって、成形面61の手前側に十分に離れた位置に任意の平面である参照平面600を定義した場合、成形面61を構成する二つの中心線のうちの一方の第１中心線62の端部近傍から参照平面までの距離601は、第１中心線の中心近傍から参照平面までの距離602に比べて約40μm長く、第１中心線62に平行な一組の辺である第一組の辺の近傍の各点から参照平面までの距離603は、実質的に同一であり、成形面61を構成する二つの中心線のうちの第１中心線とは異なる第２中心線の中央部近傍から参照平面600までの距離602は、前記第２中心線の端部近傍から前記参照平面までの距離603に比べて約500μm長い。【００７４】
すなわち、成形面６１は、連続的な曲面からなり、相対向する一対の第１組の辺６１ａ、６１ｂと当該第１組の辺を連結するように延びる相対向する一対の第２組の辺６１ｃ、６１ｄとからなる四角形状を呈する。ここで、第１組の各辺６１ａ、６１ｂの中点６１ｅ、６１ｆを結ぶ直線である第２中心線６３と第２組の各辺６１ｃ、６１ｄの中点６１ｇ、６１ｈを結ぶ直線である第１中心線６２との交点を成形面６１の中心点６１ｉとする。このとき、参照平面６００は、成形面６１の中心点６１ｉにおける成形面６１の接平面と平行であって、成形面６１に対し成形部材６０から遠ざかる側において定義される。成形面６１の接平面６１０とは、上述の定義のように、成形面６１上の一点である中心点６１ｉで、成形面６１に引いた接線をすべて含む平面をいう。【００７５】
成形面６１の中心点６１ｉと参照平面６００との間の接平面６１０の法線方向６１０Ｎに沿った第１の距離６０２は、第２組の各辺６１ｃ、６１ｄの中点６１ｇ、６１ｈと参照平面６００との間の法線方向Ｎに沿った第２の距離６０１よりも短い。また、第１組の各辺６１ａ、６１ｂの中点６１ｅ、６１ｆと参照平面６００との間の法線方向Ｎに沿った距離６０３が、第１の距離６０２より短い。【００７６】
上記形状は、既に説明した通り、露光装置に支持されたフォトマスクに発生するその自重による変形をキャンセルするために設定されたものである。なお、約40μmおよび500μmという数値は、石英ガラス製板状部材の大きさによって異なる。また、石英ガラス以外の材料を用いる場合には、その材料の弾性率に応じて適宜変更することが望ましい。【００７７】
その後、第１実施形態に説明したのと同様の手順によりフォトマクス用基板が完成する。完成したフォトマスク用基板の平面度の測定も、第１実施形態に説明したのと同様の手順により行なう。これにより、フォトマスク用基板の表面はグラファイト製支持部材の支持面の形状がほぼ転写した形状となっていることが確認できる。【００７８】
即ち、図３に示すように、完成したフォトマスク用基板3を、マスクパターン形成を行なう第１面31が実質的に鉛直となるように保持し、第１面の中心近傍と平行であって、第１面の手前側に前記第１面から十分に離れた位置に任意の平面である参照平面300を定義した場合、観察方向Ｏから見て、第１面を構成する二つの中心線のうちの一方の第１中心線Ｃ１の端部近傍から参照平面までの距離301は、第１中心線Ｃ１の中心近傍から参照平面までの距離302に比べて約40μm長く、第１中心線Ｃ１に平行な一組の辺である第１組の辺32の近傍の各点から参照平面までの距離303は、実質的に同一であり、第１面を構成する二つの中心線のうちの前記第１中心線とは別の第２中心線Ｃ２の中央部近傍から参照平面までの距離302は、前記第２中心線Ｃ２の端部近傍から参照平面までの距離303に比べて約500μm長い。【００７９】
すなわち、フォトマスク用基板３は、厚さが実質的に均一の板状部材であって、連続的な曲面からなる、マスクパターンを形成すべき第１面３１と、第１面３１と対向する第２面３２と、を備える。第１面３１は、相対向する一対の第１組の辺３１ａ、３１ｂと第１組の辺３１ａ、３１ｂを連結するように延びる相対向する一対の第２組の辺３１ｃ、３１ｄとからなる四角形状を呈する。第１面３１は、第１組の各辺３１ａ、３１ｂに沿った端部にフォトマスク用基板３が支持されるための支持部３１ｓ、３１ｔを有する。【００８０】
ここで、フォトマスク用基板３が、第１面３１が実質的に鉛直な状態となるように保持されたときを想定する。そして、フォトマスク用基板３の重心を通り且つフォトマスク用基板３の厚さ方向Ｄに延びる軸線が第１面３１と交わる点を第１面３１の中心点３１ｉとする。フォトマスク用基板３は厚さが実質的に均一の板状部材であるので、中心点３１ｉは、第１組の各辺３１ａ、３１ｂの中点３１ｅ、３１ｆを結ぶ直線である第２中心線Ｃ２と第２組の各辺３１ｃ、３１ｄの中点３１ｇ、３１ｈを結ぶ直線である第１中心線Ｃ１との交点である。【００８１】
また、参照平面３００として、中心点３１ｉにおける第１面３１の接平面と平行な面であって、フォトマスク用基板３に対し第２面３２より第１面３１に近い側における面を定義する。【００８２】
このとき、第１面３１の中心点３１ｉと参照平面３００との間の厚さ方向Ｄに沿った第１の距離３０２は、第２組の各辺３１ｃ、３１ｄの中点３１ｇ、３１ｈと参照平面３００との間の厚さ方向Ｄに沿った第２の距離３０１よりも短い。また、第１組の各辺３１ａ、３１ｂの中点３１ｅ、３１ｆと参照平面３００との間の厚さ方向Ｄに沿った距離３０３が、第１の距離３０２より短い。【００８３】
なお、第１実施形態、第２実施形態および第３実施形態においては、グラファイト製支持部材の上に石英ガラス製板状部材を直接載せて熱処理を行なっているが、熱処理の際に、グラファイト製支持部材と石英ガラス製板状部材の間にグラファイトシートを介して行なってもよい。この場合には石英ガラス製板状部材にキズが付くことを防止する効果が見込める。また、研磨加工を行なった後、石英ガラス製板状部材を熱処理しているが、熱処理後に研磨加工を行なってもよい。更に、グラファイト製支持部材の支持面の形状を凹凸が逆の形状となるようにしてもよい。この場合には、マスクパターンを形成する面を熱処理の際に下側になった面に行なうことになる。【００８４】
また、第１実施形態、第２実施形態および第３実施形態に係るフォトマスク用基板１、２、３において、第１面１１、２１、３１と第２面１２、２２、３２とを識別するためのマークを備えていてもよい。【００８５】
＜第４実施形態＞
図８は第４実施形態に係るフォトマスク基板の製造方法を示す概略図である。【００８６】
第１実施形態で用いた板状部材７１と同じ石英ガラス製の板状部材８５を用意し、第１実施形態で用いた手順と同様の手順で研磨加工を行なう（図８(a)）。【００８７】
次に、石英ガラス製の板状部材８５を熱処理炉内に格納する。その際、図８(b)に示すように、石英ガラス製板状部材８５の表面８５ｂを構成する互いに対向する二組の辺のうち、一方の一組の辺に沿った近傍の領域で石英ガラス製板状部材８５をほぼ水平に支持した状態となるように一対のグラファイト製棒状部材Ｓにより支持する。支持する領域は、石英ガラス製板状部材８５を用いて完成させたフォトマスクが露光装置により支持される領域とほぼ一致するようにする。この状態では、グラファイト製棒状部材Ｓにより支持されている領域の間では、石英ガラス製板状部材８５はその自重により下方に垂れ下がるように変形し、同時に、支持されていない二辺Ｆの中央部近傍では更に下方に垂れ下がるように変形する。【００８８】
次に、熱処理炉内の温度を1300℃まで徐々に上昇させた後、熱処理炉内温度を徐々に降下させ、室温まで降下させたところで所定時間放置した後、石英ガラス製板状部材を取り出す。これにより、石英ガラス製板状部材は、上記説明の自重による変形の状態から更に変形が大きくなる。【００８９】
同様の手順で、複数の石英ガラス製板状部材に対して熱処理を行なう。その際、1300℃に維持する時間を種々変更し、複数の条件で熱処理を行なう。【００９０】
すなわち、図８（ａ）に示すように、マスクパターンを形成すべき第１面８５ａと、第１面８５ａと対向する第２面８５ｂと、を備える厚さが実質的に均一の板状部材８５を用意する。そして、図８（ｂ）に示すように、板状部材８５がほぼ水平となるように、板状部材８５の第２面８５ｂを構成する互いに対向する二組の辺のうち、一方の一組の辺８５ｃ、８５ｄに沿った端部領域を一対のグラファイト製棒状部材Ｓにより支持する。そして、支持部材Ｓによって支持した状態で板状部材８５を熱処理炉内配置する。【００９１】
板状部材８５の温度が所定の温度（例えば、1300℃）となるように熱処理炉内を加熱した後、板状部材８５の温度を徐々に降下させる。こうして、室温まで降下させたところで所定時間放置した後、板状部材８５を取り出すことで、図８（ｃ）に示すように、フォトマスク用基板８が得られる。【００９２】
次に、上記複数の条件で熱処理を行なった石英ガラス製板状部材の平面度を測定する。平面度の測定は、第１実施形態に説明したのと同様の手順により行なう。平面度は、1300℃に維持した時間が長いものほど大きな値となる。そこで、これら複数の熱処理条件の中から、次の条件を満たす熱処理条件を探す。【００９３】
即ち、図８(c)に示すように、熱処理が完了した石英ガラス製板状部材８５である石英ガラス製板状部材８を、マスクパターン形成を行なうべき第１面81が実質的に鉛直となるように保持し、第１面の中心近傍と平行であって、第１面の手前側に前記第１面から十分に離れた位置に任意の平面である参照平面800を定義した場合、観察方向Ｏから見て、熱処理中に支持した領域近傍の一組の辺82と直角に交わる第１面の中心線Ｃ２の中央部近傍から参照平面800までの距離801が、第２中心線Ｃ２の端部近傍から参照平面800までの距離802に比べて約500μm長い石英ガラス製板状部材を選択する。そして、石英ガラス製板状部材に対して行なった熱処理条件を求める熱処理条件としてフォトマスク用基板を製造する。【００９４】
このようにして製造されたフォトマスク基板は、第３実施形態で製造されたフォトマスク用基板とほぼ同じ形状となっている。即ち、図３に示すように、完成したフォトマスク用基板3を、マスクパターン形成を行なう第１面31が実質的に鉛直となるように保持し、第１面の中心近傍と平行であって、第１面の手前側に前記第１面から十分に離れた位置に任意の平面である参照平面300を定義した場合、観察方向Ｏから見て、第１面を構成する二つの中心線のうちの一方の第１中心線Ｃ１の端部近傍から参照平面までの距離301は、第１中心線Ｃ１の中心近傍から参照平面までの距離302に比べて約40μm長く、第１中心線Ｃ１に平行な一組の辺である第１組の辺32の近傍の各点から参照平面までの距離303は、実質的に同一であり、第１面を構成する二つの中心線のうちの前記第１中心線とは別の第２中心線Ｃ２の中央部近傍から参照平面までの距離302は、前記第２中心線Ｃ２の端部近傍から参照平面までの距離303に比べて約500μm長い。【００９５】
上記形状は、既に説明した通り、露光装置に支持されたフォトマスクに発生するその自重による変形をキャンセルする。なお、約40μmおよび500μmという数値は、石英ガラス製板状部材の大きさによって異なる。また、石英ガラス以外の材料を用いる場合には、その材料の弾性率に応じて適宜変更することが望ましい。【００９６】
＜第５実施形態＞
本実施形態では、フォトマスクの製造方法について図９を用いて説明する。【００９７】
まず、第１〜第３実施形態に係るフォトマスク用基板１、２、３、又は第４実施形態に係る製造方法により製造されたフォトマスク用基板８を、フォトマスク用基板90として用意する。フォトマスク基板90は極めて清浄な状態となるように洗浄が行なわれている。この状態を図９(a)に示す。【００９８】
次に、フォトマスク用基板90のマスクパターン形成面である第１面９０ａにクロム層91を形成する。この状態を図９(b)に示す。【００９９】
次に、クロム層91の上にフォトレジスト92を塗布した後、所望の液晶パターンを露光する。この状態を図９(c)に示す。【０１００】
次に、現像を行なうことで、露光された部分のフォトレジストを除去して、レジストパターンを形成する。この状態を図９(d)に示す。【０１０１】
次に、エッチングを行ない、露出したクロム層の部分を除去する。この状態を図９(e)に示す。【０１０２】
次に、残っているフォトレジストを除去することで、表面にクロムによる液晶パターンが形成されたフォトマスクとなる、最後に、液晶パターンが正しく形成されているかを測長器により検査した後、精密に洗浄し、フォトマスクは完成する。この状態を図９(f)に示す。【０１０３】
すなわち、第１〜第３実施形態に係るフォトマスク用基板１、２、３、又は第４実施形態に係る製造方法により製造されたフォトマスク用基板８であるフォトマスク用基板90は、マスクパターンが形成されるべき第１面９０ａと、第１面９０ａと対向する第２面９０ｂとを備える。フォトマスク用基板９０では、第１面９０ａにマスクパターンが形成されており、第２面９０ｂ側から露光光が投射されるように、第１面９０ａの支持部において露光装置に支持される。【０１０４】
既に説明した通り、第１〜第３実施形態に係るフォトマスク用基板を用いることにより、高精度に露光を行なうことができるので、高品質なフォトマスクを製造することができる。【０１０５】
なお、フォトマスクは、フォトマスク用基板を研磨後、成形部材等を用いて熱処理を施して変形させてから、図９に示す工程を経てマスクパターンを形成することで得てもよい。あるいは、フォトマスク用基板を、成形部材等を用いて熱処理を施して変形させてから、研磨を施し、その後図９に示す工程を経てマスクパターンを形成することで得てもよい。あるいは、フォトマスク用基板を研磨後、図９に示す工程を経てマスクパターンを形成してから、成形部材等を用いて熱処理を施して変形させることで得てもよい。すなわち、研磨、熱処理、及びマスクパターンの形成の工程の順番を変更して組み合わせてもよい。【０１０６】
＜第６実施形態＞
本実施形態は、第１〜第３実施形態に係るフォトマスクを用いた液晶パターンの露光方法に関するものである。図１０を用いて説明する。【０１０７】
図１０には、液晶用露光装置ＥＳが示されている。この露光装置は、光源ＬＳ、照明光学系ＩＳ、投影光学系ＰＳ、マスクステージＭＳ、基板ステージＳＳを有している。【０１０８】
第５実施形態で作成したフォトマスクであるフォトマスクＭを露光装置のマスクステージＭＳに配置する。フォトマスクＭは第１面に対応する下面Ｍ１にマスクパターンが形成されており、マスクステージＭＳにより、下面Ｍ１を構成する二組の辺のうち、一組の辺の近傍で支持されている。従って、図１０において、２ヵ所のマスクステージＭＳにより支持されていない他の一組の辺は自由端となっている。【０１０９】
また、フォトレジストを塗布した液晶用基板Ｓを露光装置の基板ステージＳＳ上に支持されている。【０１１０】
光源ＬＳから出射された光は、照明光学系ＩＳによりマスクパターンを照明する。照明されたマスクパターンは投影光学系ＰＳにより予めフォトレジストが塗布された基板Ｓに集光する。その際、マスクステージＭＳと基板ステージＳＳは同期して紙面に直角の方向に移動する。【０１１１】
すなわち、本実施形態に係るフォトマスクを用いた液晶パターンの露光方法では、フォトマスクＭのマスクパターンが形成された面Ｍ１とは反対側の面Ｍ２から露光光が投射され、マスクパターンが形成された面Ｍ１が基板Ｓ側に向くように、フォトマスクＭが露光装置ＥＳのフォトマスク支持部材ＭＳにより支持された状態で露光を行なう。【０１１２】
第１〜第３実施形態に係るフォトマスク基板は基板を支持した際にその自重により発生する変形をキャンセルするような形状に製造されているので、大きなサイズのフォトマスクであっても、ガラス基板上にマスクパターンを高精度に露光できる。【０１１３】
また、別のタイプの露光装置を用いた場合について図１１を用いて説明する。図１１には別のタイプの露光装置ＥＳ２が示されている。この露光装置は、光源ＬＳ２、ＦＭ１、ＦＭ２、ＦＭ３、およびＦＭ４のミラー、曲面ミラーＣＭ、マスクステージＭＳ、基板ステージＳＳを有している。【０１１４】
第５実施形態で作成したフォトマスクであるフォトマスクＭを露光装置のマスクステージＭＳに配置する。フォトマスクＭは上面Ｍ１にマスクパターンが形成されており、マスクステージＭＳにより、下面を構成する二組の辺のうち、一組の辺の近傍で支持されている。従って、図１０において、２ヵ所のマスクステージＭＳにより支持されていない他の一組の辺は自由端となっている。【０１１５】
また、フォトレジストを塗布した液晶用基板Ｓを露光装置の基板ステージＳＳ上に支持されている。【０１１６】
光源ＬＳ２から出射された光は、ミラーＦＭ１を経てフォトマスクを照明する。照明されたフォトマスクから出射した光は、ＦＭ２、ＦＭ３の各ミラー、曲面ミラーＣＭ、およびミラーＦＭ４を経て予めフォトレジストが塗布された基板Ｓに集光する。その際、マスクステージＭＳと基板ステージＳＳは同期して紙面の左右方向に移動する。【０１１７】
＜第７実施形態＞
本実施形態は、実施形態に係るフォトマスク１〜３の何れかをフォトマスクＭをして用いた液晶パターンの露光方法に関するものである。図１３を用いて説明する。【０１１８】
図１３には、液晶用露光装置ＥＳ３が示されている。この露光装置は、照明光学系１０１０、投影光学系１００２ａ〜１００２ｇ、マスクステージＭＳ、プレートＰを有している。なお、図１３では、所定のマスクパターンが設けられたフォトマスクＭと、ガラス基板上にレジストが塗布されたプレートＷとが搬送される方向（走査方向）をＸ軸、フォトマスクＭの平面内でＸ軸と直交する方向をＹ軸、フォトマスクＭの法線方向をＺ軸とした座標系をとっている。【０１１９】
図１３において、照明光学系１０１０による露光光は、図中ＸＹ平面内のフォトマスクＭを均一に照明する。照明光学系１０１０として、例えばｇ線(435nm) 、あるいはｉ線(365nm) 等の露光光を供給する水銀ランプ等の光源を備えるものを用いることができる。露光光は、照明光学系１０１０の視野絞りの開口部の像である照明領域Ｍａ〜Ｍｇを形成する。【０１２０】
フォトマスクＭは、図１の上方、すなわち照明光学系１０１０側に第２面が向き、投影光学系１００２ａ〜１００２ｇ側、すなわちプレートＰ側にマスクパターンが形成された第１面が向くように配置される。フォトマスクＭは、第１組の辺がＹ軸方向と平行になり、第２組の辺がＸ軸方向と平行になるように配置される。また、フォトマスクＭは、フォトマスクＭの第１組の辺に沿った端部にある第１面上の支持部において、マスクステージＭＳに支持される。一方、フォトマスクＭの第２組の辺は自由端となっている。【０１２１】
フォトマスクＭの下方には、複数の投影光学系１００２ａ〜１００２ｇが配置されている。投影光学系１００２ａ〜１００２ｇは、投影光学系内の視野絞りによって規定される視野領域Ｍａ〜Ｍｇを有している。これらの視野領域Ｍａ〜Ｍｇの像は、プレートＰ上の露光領域Ｐａ〜Ｐｇ上に等倍の正立像として形成される。ここで、投影光学系１００２ａ〜１００２ｄは、視野領域Ｍａ〜Ｍｄが図中Ｙ方向に沿って配列されるように設けられている。また、投影光学系１００２ｅ〜１００２ｇは、図中Ｘ方向で視野領域Ｍａ〜Ｍｄとは異なる位置に、視野領域Ｍｅ〜ＭｇがＹ方向に沿って配列されるように設けられている。【０１２２】
プレートＰ上には、投影光学系１００２ａ〜１００２ｄによって、図中Ｙ方向に沿って配列された露光領域Ｐａ〜Ｐｄが形成され、投影光学系１００２ｅ〜１００２ｇによって、露光領域Ｐａ〜Ｐｄとは異なる位置にＹ方向に沿って配列された露光領域Ｐｅ〜Ｐｇが形成される。これらの露光領域Ｐａ〜Ｐｇは、視野領域Ｍａ〜Ｍｄの等倍の正立像である。【０１２３】
ここで、フォトマスクＭはマスクステージＭＳ上に載置されており、プレートＰは、プレートステージ６０上に載置されている。ここで、マスクステージＭＳとプレートステージ６０とは、図中Ｘ方向に同期して移動する。これにより、プレートＰ上には、照明光学系１０１０により照明されたフォトマスクＭの像が逐次転写され、所謂走査露光が行なわれる。フォトマスクＭの移動により、視野領域Ｍａ〜ＭｇによるフォトマスクＭの全面の走査が完了すると、プレートＰ上の全面に渡ってフォトマスクＭの像が転写される。マスクステージＭＳには、マスクステージＭＳの移動量を計測するレーザ干渉計（図示省略）が設けられている。レーザ干渉計は、マスクステージＭＳの位置座標を移動鏡を用いて計測し、計測された位置座標に基づいてマスクステージＭＳの位置を制御する。【０１２４】
プレートステージ６０上には、Ｙ軸に沿った反射面を有する反射部材１０６１と、Ｘ軸に沿った反射面を有する反射部材１０６２とが設けられている。また、露光装置本体側には、干渉計として、例えばＨｅ−Ｎｅ(633nm) 等のレーザ光を供給するレーザ光源１０６３、レーザ光源１０６３からのレーザ光をＸ方向測定用のレーザ光とＹ方向測定用のレーザ光とに分割するビームスプリッタ１０６４、ビームスプリッタ１０６４からのレーザ光を反射部材１０６１へ投射するためのプリズム１０６５及びビームスプリッタ１０６４からのレーザ光を反射部材１０６２上の２点へ投射するためのプリズム１０６６、１０６７が設けられている。これにより、ステージのＸ方向の位置、Ｙ方向の位置及びＸＹ平面内での回転を検出することができる。なお、図１３においては、反射部材１０６１、１０６２にて反射されたレーザ光と参照用レーザ光とを干渉させた後に検出する検出系について図示省略している。【０１２５】
露光装置ＥＳ３では、マスクステージＭＳに対しフォトマスクＭを支持する支持部ＭＳ以外に、干渉計が必要であり、またフォトマスクＭの上下に空間を保つ必要がある。そのため、フォトマスクＭの２対の対向する辺の組に対し、一方の対の組の辺近傍でのみフォトマスクＭを支持することが好ましい。そうした場合、上述したようにフォトマスクＭが大きくなるに従い、フォトマスクＭの自重による変形、特に第２の変形の問題が顕著となってしまう。これに対し、フォトマスクＭは実施形態に係るフォトマスク１〜３であるので、投影光学系のオートフォーカス機能の焦点深度を超えてしまう自重による変形がキャンセルされるように作用する。そのため、露光装置ＥＳ３では、高精度の露光が可能となる。【０１２６】
第１〜第３実施形態に係るフォトマスク基板は基板を支持した際にその自重により発生する変形をキャンセルするような形状に製造されているので、大きなサイズのフォトマスクであっても、ガラス基板上にマスクパターンを高精度に露光できる。【０１２７】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、フォトマスク用基板の大きさは、上記実施形態で記載した大きさに限定されない。【０１２８】
また、フォトマスク用基板は、石英ガラス以外からなっていてもよい。フォトマスク用基板は、液晶露光用のフォトマスクに限らず、他のデバイス用のフォトマスクに用いられてもよい。また、フォトマスクの成形部材は、グラファイトに限られない。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
フラットパネルディスプレイ、特に大型液晶の高精細なマスクパターンを高精度に露光するために用いるフォトマスク、フォトマスク用基板、フォトマスク用基板の製造方法、フォトマスクを用いた露光方法を提供できる。
【図１】
2008139848.tif 000003
【図２】
2008139848.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2008139848.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008139848.tif 000009
【図８】
2008139848.tif 000010
【図９】
2008139848.tif 000011
【図１０】
2008139848.tif 000012
【図１１】
2008139848.tif 000013
【図１２】
2008139848.tif 000014
【図１３】
2008139848.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成21年10月26日(2009.10.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2008139848.tif 000016
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図6】
2008139848.tif 000017
2
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図10】
2008139848.tif 000018
3
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2008139848.tif 000019
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３】
2008139848.tif 000020
【国際調査報告】
2008139848.tif 000021
2008139848.tif 000022
2008139848.tif 000023
2008139848.tif 000024
2008139848.tif 000025
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