ПОВТОРНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КРУПНОРАЗМЕРНОЙ ПОДЛОЖКИ ФОТОШАБЛОНА
RECYCLING OF LARGE-SIZE PHOTOMASK SUBSTRATE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Это изобретение относится к способу повторного использования крупноразмерных подложек фотошаблонов для использования в качестве подложек фотошаблонов на стороне матрицы или стороне цветового фильтра жидкокристаллических панелей на TFT (тонкопленочных транзисторах).
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Вообще жидкокристаллические панели на TFT конструируются заполнением жидких кристаллов между подложкой стороны матрицы, содержащей устройства TFT, встроенные в нее, и несущей цветовой фильтр подложкой. Они основаны на схеме адресации активной матрицы, где TFT прикладывают регулируемые напряжения для управляемой ориентации жидких кристаллов.
До настоящего времени, жидкокристаллические панели усовершенствовались до более высоких разрешений от VGA (стандарта матрицы видеографики) до SVGA (стандарта усовершенствованной VGA), XGA (стандарта расширенной графической матрицы), SXGA (стандарта усовершенствованной XGA), UXGA и QXGA. Предполагается, что необходимы уровни разрешения, находящиеся в диапазоне от класса 100 пикселей на дюйм (ppi) до класса 200 ppi. Это, в соединении с расширяющимся диапазоном экспонирования, навязывает абсолютную точность экспонирования, особенно точность совмещения.
При изготовлении подложки стороны матрицы, трафареты формируются во многих слоях на маточном стекле, таком как нещелочное стекло, повторением светового экспонирования через оригиналы, содержащие трафареты схем, вычерченные на них, известные как крупноразмерные фотошаблоны. С другой стороны, подложка стороны цветового фильтра изготавливается посредством литографического технологического процесса, известного как технологический процесс погружения в краситель. При изготовлении конструкций сторон как матрицы, так и цветового фильтра, необходимы крупноразмерные подложки фотошаблонов. Для высокой точности светового экспонирования, такие крупноразмерные подложки фотошаблонов типично делаются из синтетического кварцевого стекла, отличающегося низким коэффициентом линейного расширения.
Некоторые панели изготавливаются с использованием технологии, известной как низкотемпературный поликристаллический кремний. В этом случае было исследовано размещение схемы формирователя или тому подобное по периферийному участку стекла, независимо от пикселей панели, что требует светового экспонирования с более высоким разрешением.
Для достижения более высокой точности светового экспонирования, важна плоскостность подложек. Есть потребность в крупноразмерных образующих фотошаблон подложках, демонстрирующих более высокую плоскостность в эксплуатации, то есть, когда они закреплены в устройстве экспонирования.
С другой стороны, крупноразмерные подложки фотошаблонов, сделанные из синтетического кварца, являются дорогостоящими. Однажды использованная в качестве фотошаблона подложка становится бесполезной или негодной. Существенный экономический выигрыш был бы достижим, если бы использованная подложка восстанавливалась при нанесении другого трафарета маски.
Однако для того, чтобы многократно использовать подложки фотошаблонов, они должны снова полироваться для удаления повреждений и пятен, которые непреднамеренно привносятся во время непрерывного экспонирования, транспортировки, съема пленки и других операций. Поскольку стекло подвергается термическому воздействию при нанесении изображения, оно имеет температурные деформации, оставленные в пределах толщины, которые ведут к локальным различиям в скорости полировки. Как результат, полировка может давать кварцевое стекло со ступенчатой поверхностью. Таким образом, важно выбирать условия полировки, с тем чтобы эффективно устранять такие деформации наряду с удалением минимального количества материала.
Крупноразмерная формирующая фотошаблон подложка обрабатывается для многократного использования таким способом, что ее толщина уменьшается всякий раз, когда она повторно полируется. По мере того как крупноразмерная формирующая фотошаблон подложка становится тоньше, она подвергается большему прогибу под своим собственным весом при горизонтальной ориентации. В таком случае имеется существенный разброс величины микрозазора между подложкой фотошаблона и техническим стеклом, служащим в качестве подложки стороны матрицы или стороны цветового фильтра в жидкокристаллической панели на TFT. Это, в конечном счете, снижает точность экспонирования.
-5
Для решения этих проблем изобретатели, в JP-A 2003-292346 и JP-A 2004-359544, предлагали способ для улучшения плоскостности крупноразмерной стеклянной подложки, имеющей длину диагонали по меньшей мере в 500 мм, с достижением отношения плоскостность/длина диагонали в 4,8×10 или менее и параллельности в 50 мкм или менее при горизонтальной ориентации.
Однако не выполнялись исследования не по эффективному повторному использованию крупноразмерных подложек фотошаблонов, при котором, условия полировки выбираются, с тем чтобы эффективно устранять вышеупомянутые деформации и тому подобное наряду с удалением минимального количества материала.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Цель изобретения состоит в том, чтобы предложить способ обработки для повторного использования крупноразмерной подложки фотошаблона с получением восстановленной крупноразмерной подложки фотошаблона при высокой эффективности наряду с сокращением количества удаляемого материала.
Изобретатели преуспели в обработке использованной крупноразмерной подложки фотошаблона в восстановленную подложку фотошаблона наряду с избеганием влияния конфигурационных факторов использованной крупноразмерной подложки фотошаблона, таких как морфология поверхности и разброс толщины, и снижением количества удаляемого материала, из условия чтобы восстановленная подложка фотошаблона демонстрировала высокую плоскостность, когда устанавливалась в устройство экспонирования.
Более точно, когда восстановленная подложка фотошаблона удерживается горизонтально в устройстве экспонирования, средство зажима подложки включает в себя крепление верхней стороны подложки, в котором разряжение действует на верхнюю поверхность подложки вдоль кромок (четырех или двухстороннее крепление), и крепление нижней стороны подложки, в котором подложка лежит на клиновидных опорах в соприкосновении с нижней поверхностью подложки вдоль кромок (обычно, двухстороннее крепление). Какое бы средство не использовалось для удержания подложки фотошаблона горизонтально, подложка фотошаблона прогибается и деформируется под своим собственным весом. Эта деформация становится ненормально большой по мере того, как подложка фотошаблона становится большей по размеру. Такой прогиб/деформация увеличивает разброс промежутка микрозазора между подложкой фотошаблона и маточным стеклом, расположенным под подложкой фотошаблона для экспонирования, оказывая заметное отрицательное влияние на точность экспонирования.
В предшествующем уровне техники, выбраны подходы для снижения разброса промежутка микрозазора. В случае, если крепление верхней стороны подложки посредством разрежения используется при креплении подложки фотошаблона в устройстве экспонирования, прикладывается сила, с тем чтобы смещать кромки верхней поверхности подложки наружу и вверх, для снижения прогиба вблизи центра подложки. В случае, если крепление нижней стороны подложки используется для поддержки подложки в устройстве экспонирования, сила, направленная вниз, прикладывается к кромкам, находящимся снаружи от места крепления подложки, чтобы подобным образом уменьшать прогиб вблизи центра подложки. Однако способ, в котором средство крепления подложки в устройстве экспонирования продумано для внесения коррекции на стороне устройства экспонирования для снижения разброса промежутка микрозазора, имеет недостаток в том, что трудно и обременительно регулировать силу, которая должна прикладываться к подложке. По мере того как подложка фотошаблона становится большей по размеру, необходима большая сила, делающая регулирование боле затруднительным.
Другой способ использования стеклянной подложки (для формирования подложки фотошаблона), которая была выровнена в вертикальной ориентации, не демонстрирует достаточную эффективность, когда подложка фотошаблона или стеклянная подложка увеличивается в размере до длины диагонали по меньшей мере в 500 мм, в особенности, по меньшей мере 800 мм, особенно, по меньшей мере 1800 мм.
Для крупноразмерных стеклянных подложек, имеющих длину диагонали по меньшей мере 500 мм, в особенности, по меньшей мере 800 мм, особенно, по меньшей мере 1800 мм, по которой формируются подложки фотошаблона стороны матрицы или стороны цветового фильтра в жидкокристаллической панели на TFT, известные способы для измерения плоскостности и параллельности передней и задней поверхностей такой подложки включают в себя оптическую интерференционную технологию, в которой лазерный измеритель смещений осуществляет проход поблизости к передней и задней поверхностям подложки для сканирования. Способ удерживания подложки во время измерения традиционно является вертикальным удерживанием, тогда как, при фактическом использовании, подложка, наиболее часто, удерживается горизонтально. Причина, почему подложка удерживается вертикально, когда измеряются плоскостность и параллельность передней и задней поверхностей, состоит в том, что трудно измерять точность, когда подложка прогибается под своим собственным весом при горизонтальной ориентации, многие разнотипные способы используются для удерживания подложки горизонтально в устройстве экспонирования и трудно измерить плоскостность при таких же условиях, как при фактическом использовании. Поскольку прогиб подложки обратно пропорционален кубу толщины подложки, склонность к увеличению размера подложки, при которой толщина также увеличивается по мере того, как увеличивается размер, означает, со стороны прогиба, возможность, что даже когда плоскостность подложки, которая обычно измеряется при вертикальной ориентации, является меньшей, чем несколько десятков микрон, подложка, при реальном экспонировании, будет деформироваться на величину от нескольких десятков до сотен микрон под своим собственным весом. Такие проблемы не возникают, если способ удерживания подложки при измерении точности, такой как плоскостность и параллельность передней и задней поверхностей подложки, является таким же, как способ удерживания подложки во время экспонирования, то есть промежутка времени, когда подложка находится в использовании. На текущий момент, однако, никакого способа точного измерения плоскостности и параллельности передней и задней поверхностей подложки с использованием вышеупомянутого способа удерживания подложки разработано не было. Значит, измерение плоскостности и параллельности передней и задней поверхностей подложки должно обращаться к способу измерения на подложке в вертикальной ориентации. Однако, плоскостность, полученная с помощью этого способа измерения, существенно отличается от плоскостности такой крупноразмерной подложки фотошаблона, когда удерживается в устройстве экспонирования.
-6
-5
-6
-4
Приведена ссылка на плоскостность имеющихся в распоряжении в настоящий момент стеклянных подложек, например, в качестве крупноразмерных подложек фотошаблонов для экспонирования TFT. Когда подложка, имеющая размер в 450×550 мм и толщину в 5 мм демонстрирует отношение плоскостность/длина диагонали вплоть до 6×10 (плоскостность ~4 мкм), которое измерено при вертикальной ориентации, эта подложка, при условии, что она удерживается горизонтальным четырехсторонним простым креплением, будет подвергаться прогибу под своим собственным весом, который соответствует отношению плоскостность/длина диагонали в 4,7×10 (плоскостность ~34 мкм), которое оценено согласно расчету на прочность материала. Значит, во время фактического использования в горизонтальной ориентации, плоскостность составляет приблизительно 34 мкм. К тому же, когда подложка, имеющая размер в 1220×1400 мм и толщину в 13 мм, демонстрирует отношение плоскостность/длина диагонали вплоть до 6×10 (плоскостность ~11 мкм), которое измерено при вертикальной ориентации, эта подложка, при условии, что она удерживается горизонтальным четырехсторонним простым креплением, будет подвергаться прогибу под своим собственным весом, который соответствует отношению плоскостность/длина диагонали в 1,3×10 (плоскостность ~243 мкм), которое оценено согласно расчету на прочность материала. Значит, во время фактического использования в горизонтальной ориентации, плоскостность составляет приблизительно 243 мкм. Что касается коррекции таких прогибов в предшествующем уровне техники, контрмеры предпринимаются главным образом на стороне устройства экспонирования, но становятся затруднительными при увеличении размеров подложки.
Обращаясь к повторному использованию крупноразмерных подложек фотошаблонов, изобретатели обнаружили, что подложка фотошаблона может быть восстановлена из использованной крупноразмерной подложки фотошаблона удалением экранирующей свет пленки с использованной крупноразмерной подложки фотошаблона для предоставления заготовки стеклянной подложки, повторной очисткой поверхности заготовки стеклянной подложки с использованием технологического инструмента пескоструйной очистки, повторной ее полировкой для выпуска восстановленной заготовки стеклянной подложки, наложением на нее экранирующей свет пленки для выпуска формирующей фотошаблон необработанной подложки, и обработкой необработанной подложки согласно обычной технологии. Также было обнаружено, что восстановленная таким образом подложка фотошаблона преимущественно используется в технологическом процессе экспонирования маточного стекла, включающем в себя присоединение восстановленной подложки фотошаблона, имеющей противоположные стороны, к устройству экспонирования через крепление противоположных боковых кромок, размещение прилегающего к восстановленной подложке фотошаблона маточного стекла, служащего в качестве подложки стороны матрицы или стороны цветового фильтра в жидкокристаллической панели на TFT, и излучение света из устройства экспонирования на маточное стекло через восстановленную подложку фотошаблона.
-5
В тех случаях, когда восстановленная подложка фотошаблона используется в вышеописанном применении, этап повторной очистки поверхности заготовки крупноразмерной формирующей фотошаблон стеклянной подложки, которая должна восстанавливаться (полученной удалением экранирующей свет пленки с использованной крупноразмерной подложки фотошаблона) технологическим инструментом пескоструйной очистки, должен выполняться, как изложено ниже. Когда, в конечном счете, необходимое/достаточное технологическое количество материала, который должен удаляться (для выравнивания и коррекции деформаций), и площадь, которая должна обрабатываться, определяются комплексным учетом количеств с (1) по (5), более точно (1) количества выравнивания материала, который должен удаляться, определенного на основе данных о высоте плоскостности и параллельности передней и задней поверхностей заготовки крупноразмерной стеклянной подложки в вертикальной ориентации, которые получаются точным измерением плоскостности и параллельности передней и задней поверхностей заготовки крупноразмерной стеклянной подложки при вертикальной ориентации (то есть, в состоянии, где не происходит прогиб под своим собственным весом в горизонтальной ориентации), (2) количества материала, который должен удаляться, заданного заблаговременным учетом прогиба заготовки подложки под своим собственным весом, рассчитанного по толщине и размеру заготовки подложки, и позиции крепления, когда подложка фотошаблона (являющаяся следствием заготовки подложки) крепится горизонтально, (3) количества материала, который должен удаляться, заданного заблаговременным учетом деформации подложки фотошаблона, вызванной креплением подложки фотошаблона, когда подложка фотошаблона крепится в устройстве экспонирования, (4) количества материала, который должен удаляться, которое рассчитано по искажению точности стола для крепления маточного стекла, и (5) количества материала, который должен удаляться, определенного заблаговременным учетом изменений плоскостности во время последующей повторной полировки, которая может быть либо двухсторонней, либо односторонней полировкой; и когда технологический инструмент или заготовка подложки перемещается в направлении поверхности заготовки подложки для обработки соответственных поверхностей заготовки подложки; получается восстановленная крупноразмерная стеклянная подложка, имеющая длину диагонали по меньшей мере в 500 мм, в особенности, по меньшей мере 1000 мм, и отношение плоскостность/длина диагонали вплоть до 4,8×10 при горизонтальной ориентации. Значит, когда подложка фотошаблона, сформированная из восстановленной крупноразмерной стеклянной подложки, крепится в устройстве экспонирования, разброс промежутка микрозазора между подложкой фотошаблона и маточным стеклом, служащим в качестве подложки стороны матрицы или стороны цветового фильтра в жидкокристаллической панели TFT, уменьшается, устраняя или уменьшая необходимость во внесении коррекции на стороне устройства экспонирования. Как результат, разброс промежутка микрозазора легко устраняется.
Соответственно, настоящее изобретение предлагает способ для повторного использования крупноразмерной подложки фотошаблона, как определено ниже.
Изобретение предлагает способ повторного использования крупноразмерной подложки фотошаблона, содержащий этапы:
(i) удаления трафаретной экранирующей свет пленки с использованной крупноразмерной подложки фотошаблона для предоставления заготовки крупноразмерной формирующей фотошаблон стеклянной подложки, которая должна восстанавливаться,
(ii) повторного очищения поверхности заготовки стеклянной подложки с использованием технологического инструмента пескоструйной очистки,
(iii) повторной полировки подвергнутой повторной очистке поверхности заготовки стеклянной подложки для выпуска восстановленной заготовки стеклянной подложки,
(iv) наложения экранирующей свет пленки на восстановленную заготовку стеклянной подложки для выпуска восстановленной крупноразмерной формирующей фотошаблон необработанной подложки, и
(v) обработки экранирующей свет пленки необработанной подложки в трафарет, соответствующий требуемому экспонированию маточного стекла, с выпуском восстановленной подложки фотошаблона.
Типично, заготовка стеклянной подложки, являющая следствием этапа (i), имеет длину диагонали по меньшей мере 500 мм и толщину по меньшей мере 3 мм.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления, восстановленная подложка фотошаблона должна использоваться в технологическом процессе экспонирования маточного стекла, включающего в себя присоединение восстановленной подложки фотошаблона, имеющей противоположные стороны, к устройству экспонирования через крепление противоположных боковых кромок, размещение прилегающего к восстановленной подложке фотошаблона маточного стекла, служащего в качестве подложки стороны матрицы или стороны цветового фильтра в жидкокристаллической панели на TFT, и излучение света из устройства экспонирования на маточное стекло через восстановленную подложку фотошаблона. Этап (ii) повторной очистки поверхности пескоструйной очисткой содержит этап обработки заготовки крупноразмерной формирующей фотошаблон стеклянной подложки, имеющей переднюю и заднюю поверхности, и длину диагонали по меньшей мере 500 мм, а толщину по меньшей мере 3 мм, удалением с нее (1) количества съема выравнивания материала на основании данных о высоте плоскостности и параллельности передней и задней поверхностей заготовки крупноразмерной стеклянной подложки в вертикальной ориентации, плюс количества исправляющего деформацию съема материала, посредством пескоструйной очистки. Количество исправляющего деформацию съема рассчитывается по (2) прогибу заготовки стеклянной подложки под своим собственным весом при горизонтальной ориентации, рассчитанному по толщине и размеру заготовки стеклянной подложки, и позиции крепления, когда восстановленная подложка фотошаблона крепится горизонтально, (3) деформации восстановленной подложки фотошаблона, вызванной опорой подложки фотошаблона, когда восстановленная подложка фотошаблона присоединяется к устройству экспонирования, и (4) искажению точности стола для крепления маточного стекла, которое должно экспонироваться. Восстановленная крупноразмерная стеклянная подложка, являющаяся следствием заготовки стеклянной подложки, имеет такую точную форму в поперечном сечении, что поверхность, которая должна быть находящейся напротив маточного стекла, вогнута, когда удерживается вертикально, и снижает разброс промежутка микрозазора между маточным стеклом и восстановленной подложкой фотошаблона, когда удерживается горизонтально, когда противоположные боковые кромки восстановленной подложки фотошаблона крепятся в устройстве экспонирования.
В предпочтительном варианте осуществления, количеством материала, удаляемого на этапах (ii) и (iii), является по меньшей мере 20 мкм, каждое с передней и задней поверхностей заготовки крупноразмерной формирующей фотошаблон стеклянной подложки, которая должна восстанавливаться. Предпочтительно, этап (iii) повторной полировки включает в себя первичную полировку и вторичную полировку. Зачастую, этап первичной полировки использует полировочную суспензию, содержащую оксид церия, а этап вторичной полировки использует полировочную суспензию, содержащую оксид церия, или суспензию, содержащую коллоидный кремнезем.
-5
В предпочтительном варианте осуществления, восстановленная подложка фотошаблона имеет плоскостность поверхности, соответствующую отношению плоскостность/длина диагонали вплоть до 4,8×10 при горизонтальной ориентации.
ПРЕИМУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Когда крупноразмерная подложка фотошаблона, восстановленная из использованной крупногабаритной стеклянной подложки посредством способа по изобретению, используется в технологическом процессе экспонирования, улучшается точность экспонирования, особенно точность и разрешение совмещения. Это не только дает возможность экспонирования крупноразмерных панелей с высоким разрешением, но также и снижает накладные расходы по коррекции экспозиции и улучшает производственный выход панелей. Устройство экспонирования так называемого микрозазорного типа (то есть установка совмещения и экспонирования с микрозазором), которое в предшествующем уровне техники используется только на стороне цветового фильтра, может использоваться на стороне матрицы TFT, для которой предназначено устройство проекционного экспонирования (то есть установка совмещения и проекционного экспонирования) в предшествующем уровне техники. Другое потенциальное преимущество на стороне цветового фильтра состоит в том, что устройство экспонирования зазорного типа является легко приспосабливаемым к черной матрице и фоторазделителю, а также RGB (системе цветопередачи «зеленый, красный, синий»).
При изготовлении крупноразмерной подложки фотошаблона согласно изобретению, получается крупноразмерная подложка фотошаблона, которая имеет такую точную форму в поперечном сечении, что поверхность, которая должна быть находящейся напротив маточного стекла, является вогнутой, когда удерживается вертикально. Когда только традиционная повторная полировка применяется при повторном использовании такой подложки фотошаблона, остается форма использованной крупноразмерной подложки фотошаблона до повторной полировки, или по меньшей мере форма не может превращаться с какую-либо требуемую. При использовании пескоструйной очистки, крупноразмерная подложка фотошаблона требуемой формы, соответствующей требуемой крупноразмерной подложке фотошаблона, может эффективно производиться при уменьшенном количестве удаляемого материала, независимо от формы использованной крупноразмерной подложки фотошаблона до повторного использования.
Когда экспонирование выполняется с использованием восстановленной подложки фотошаблона, полученной посредством способа повторного использования по изобретению, промежуток микрозазора делается небольшим и равномерным (с минимизированным разбросом), так что облегчается регулирование промежутка микрозазора. Как результат, количество продукции при экспонировании может быть увеличено, и крупноразмерная стеклянная подложка предусматривает эффективное экспонирование. В дополнение, количество повторных использований подложки может быть увеличено, а себестоимость подложек, в конечном счете, снижается.
Когда проекционное экспонирование выполняется с использованием восстановленной подложки фотошаблона, сформированной из восстановленной заготовки крупноразмерной стеклянной подложки согласно изобретению, снижаются накладные расходы на коррекцию сдвига оптической оси из-за прогиба подложки. Необходимость в коррекции промежутка микрозазора на стороне устройства экспонирования, по существу, устраняется.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - схематический вид в разрезе подложки, иллюстрирующий плоскостность.
Фиг.2 - схематический вид в разрезе подложки, иллюстрирующий параллельность.
Фиг.3 - вид в перспективе обрабатывающего устройства.
Фиг.4 - вид в перспективе, показывающий режим передвижения технологического инструмента.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение может быть быстрее понято посредством обращения к последующему подробному описанию предпочтительных вариантов осуществления и примеров, включенных в него. В последующем описании изобретения и формуле изобретения, которая следует, будет приведена ссылка на некоторое количество терминов, которые будут определены, чтобы иметь следующие значения.
Крупноразмерная подложка или заготовка подложки имеет пару противоположных главных поверхностей (переднюю и заднюю поверхности); нижняя поверхность, которая обращена к маточному стеклу во время экспонирования, указывается ссылкой как передняя поверхность, а иногда, просто как поверхность подложки; верхняя поверхность, которая отдалена от маточного стекла во время экспонирования, указывается ссылкой как задняя поверхность. В качестве используемого в материалах настоящей заявки, термин «плоскостность поверхности» представляет переднюю поверхность. Форма крупноразмерной подложки или заготовки подложки может быть квадратной, прямоугольной, круглой или тому подобной. В качестве используемого в материалах настоящей заявки, размер подложки или заготовки подложки относится в продольной длине на поперечную длину, если она является прямоугольной или квадратной, или на диаметр, если она является круглой. В случае круглых подложек, длина диагонали относится к диаметру.
В качестве используемых в материалах настоящей заявки, термин «горизонтальная ориентация» относится к состоянию, в котором подложка удерживается горизонтально, так что ее главные поверхности простираются в горизонтальном направлении, а термин «вертикальная ориентация» относится к состоянию, в котором подложка удерживается вертикально, так что ее главные поверхности простираются в вертикальном направлении.
Со ссылкой на фиг.1 и 2, описаны плоскостность поверхности и параллельность между противоположными поверхностями проверяемой подложки. При условии, что среднеквадратическая плоскость 12, рассчитанная по проверяемой поверхности 11, используется в качестве опорной плоскости, плоскостность является суммой максимума (абсолютного значения) «a» и минимума (абсолютного значения) «b» расстояния между проверяемой поверхностью 11 и опорной поверхностью 12, как показано на фиг.1. Плоскостность широко известна как SORI. Параллельность является разностью «c» между максимумом и минимумом расстояния между передней поверхностью 13 и задней поверхностью 14, как показано на фиг.12. Параллельность широко известна как суммарный разброс толщины (TTV).
Одним из вариантов осуществления изобретения является способ повторного использования крупноразмерной подложки фотошаблона, более точно, для выпуска восстановленной крупноразмерной подложки фотошаблона, имеющей длину диагонали по меньшей мере 500 мм и толщину по меньшей мере 3 мм и служащей в качестве подложки стороны матрицы или стороны цветового фильтра в жидкокристаллической панели на TFT. Способ содержит этапы:
(i) удаления трафаретной экранирующей свет пленки с использованной крупноразмерной подложки фотошаблона для предоставления заготовки крупноразмерной формирующей фотошаблон стеклянной подложки, которая должна восстанавливаться,
(ii) повторной очистки поверхности заготовки стеклянной подложки с использованием технологического инструмента пескоструйной очистки,
(iii) повторной полировки подвергнутой повторной очистке поверхности заготовки стеклянной подложки для выпуска восстановленной заготовки стеклянной подложки,
(iv) наложения экранирующей свет пленки на восстановленную заготовку стеклянной подложки для выпуска восстановленной крупноразмерной формирующей фотошаблон необработанной подложки, и
(v) обработки экранирующей свет пленки необработанной подложки в трафарет, соответствующий требуемому экспонированию маточного стекла, с выпуском восстановленной подложки фотошаблона.
Удаление экранирующей свет пленки
Способ для повторного использования крупноразмерной подложки фотошаблона согласно изобретению включает в себя предоставление использованной крупноразмерной подложки фотошаблона, имеющей трафаретную экранирующую свет пленку на ней, и удаление трафаретной экранирующей свет пленки с использованной крупноразмерной подложки фотошаблона, чтобы выдать заготовку крупноразмерной формирующей фотошаблон стеклянной подложки, которая должна восстанавливаться. Использованная подложка фотошаблона имеет предварительно выполненную по трафарету экранирующую свет пленку, типично хромовую пленку, сформированную на ней. Для повторного использования экранирующая свет пленка должна быть удалена.
Пригодное средство для удаления экранирующей свет пленки выбирается в соответствии с конкретным материалом, из которого сделана экранирующая свет пленка, пока оно может удалять только экранирующую свет пленку, не поражая лежащую в основе заготовку стеклянной подложки.
3
4
4
3
Примерные экранирующие свет пленки включают в себя таковые из Cr, Si, W, Al и тому подобного. Например, использованная крупноразмерная подложка фотошаблона предпочтительно погружается в раствор состава для удаления из 13,7 весовых % нитрата аммония - церия (IV) (Ce(NO)·2NHNO) и 3,3 весовых % хлорной кислоты в воде, когда она имеет основанную на Cr пленку, и в раствор состава для удаления на основе KOH, когда она содержит основанную на Si пленку.
После удаления экранирующей свет пленки, заготовка крупноразмерной формирующей фотошаблон стеклянной подложки, которая должна повторно использоваться, затем подвергается повторной очистке поверхности технологическим инструментом пескоструйной очистки.
Материал, который должен удаляться
По мере того как подложки становятся больше по размеру, становится необходимым обрабатывать или механически обрабатывать заготовку крупноразмерной формирующей фотошаблон стеклянной подложки для восстановления, учитывая не только (1) количества выравнивания материала, который должен удаляться с самой заготовки стеклянной подложки, но также и (2) прогиб заготовки стеклянной подложки под своим собственным весом, рассчитанный по толщине и размеру заготовки стеклянной подложки, и положению крепления, когда восстановленная подложка фотошаблона (являющаяся следствием заготовки стеклянной подложки) крепится горизонтально, (3) деформацию восстановленной подложки фотошаблона, вызванную креплением подложки фотошаблона, когда восстановленная подложка фотошаблона присоединяется к устройству экспонирования, (4) искажение точности стола для крепления маточного стекла, подвергающегося экспонированию, и (5) изменение плоскостности последующей повторной полировкой. Хотя измерение формы подложки идеально выполняются в состоянии нулевой силы тяжести, измерение при вертикальной ориентации является полностью приемлемым, так как прогиб подложки под своим собственным весом в вертикальной ориентации пренебрежимо мал для точности подложки, которая должна изготавливаться, в материалах настоящей заявки.
Количествами материала, который должен удаляться с заготовки крупноразмерной формирующей фотошаблон стеклянной подложки, которые должны учитываться в способе для подготовки восстановленной крупноразмерной стеклянной подложки согласно изобретению, являются: (1) количество выравнивания материала, который должен удаляться, определяемое на основе данных о высоте плоскостности и параллельности передней и задней поверхностей заготовки подложки в вертикальной ориентации, которые получаются точным измерением плоскостности и параллельности передней и задней поверхностей заготовки подложки при вертикальной ориентации (то есть в состоянии, где не происходит прогиб под своим собственным весом в горизонтальной ориентации), (2) количество материала, который должен удаляться, заданное заблаговременным учетом прогиба заготовки стеклянной подложки под своим собственным весом, рассчитанное по толщине и размеру заготовки стеклянной подложки, и позиции крепления, когда подложка фотошаблона (являющаяся следствием заготовки подложки) крепится горизонтально в устройстве экспонирования, (3) количество материала, который должен удаляться, заданное заблаговременным учетом деформации восстановленной подложки фотошаблона, вызванной креплением подложки фотошаблона, когда восстановленная подложка фотошаблона крепится в устройстве экспонирования, (4) количество материала, который должен удаляться, которое рассчитано согласно учету искажения точности стола для крепления маточного стекла, и (5) количество материала, который должен удаляться, определенное заблаговременным учетом изменений плоскостности во время последующей повторной полировки, которая может быть либо двухсторонней, либо односторонней полировкой. В способе для подготовки крупноразмерной стеклянной подложки согласно изобретению, окончательное необходимое/достаточное количество обработки материала, который должен удаляться с передней и задней поверхностей заготовки подложки, и площадь, которая должна обрабатываться, определяются всесторонним учетом вышеизложенных количеств с (1) по (5). Операции обработки согласно количествам (2), (3) и (4) совместно указываются ссылкой как корректирующая деформацию обработка, а сумма количеств (2), (3) и (4) указывается ссылкой как количество корректирующего деформацию съема.
Выравнивание
Прежде всего описано количество Q1 выравнивания материала, которое должно определяться на основе данных о высоте плоскостности и параллельности передней и задней поверхностей заготовки крупноразмерной стеклянной подложки в вертикальной ориентации. Заготовка крупноразмерной стеклянной подложки, типично, листовая заготовка, в качестве начальной заготовки для восстановления, измеряется на плоскостность и параллельность. Измерение плоскостности и параллельности может выполняться с использованием измерителя плоскостности, например FTT-1500 (Kuroda Precision Industries Ltd.) наряду с удерживанием заготовки подложки при вертикальной ориентации для того, чтобы устранить какой бы то ни было прогиб заготовки подложки под своим собственным весом.
Способ по изобретению включает в себя этап измерения плоскостности противоположных поверхностей заготовки крупноразмерной стеклянной подложки (или плоской заготовки), которая должна выравниваться. Когда также должна учитываться параллельность заготовки крупноразмерной стеклянной подложки, измеряются плоскостность и параллельность противоположных поверхностей. Более точно, получаются данные о высоте (в направлении, перпендикулярном передней и задней поверхностям подложки), указывающие плоскостность и параллельность передней и задней поверхностей заготовки крупноразмерной стеклянной подложки при вертикальной ориентации. Используя в качестве опорной плоскости среднеквадратичную плоскость, рассчитанную по поверхности, которая должна выравниваться, на основе данных о высоте, количество съема выравнивания рассчитывается так, что высота совпадает с самой низкой точкой в пределах поверхности, которая должна выравниваться.
Программа, поставляющая компьютеру команды, чтобы технологический инструмент выполнял обработку выравнивания удалением некоторого количества материала, рассчитанного согласно вышеприведенному этапу, и, одновременно, корректирующую деформацию обработку (будет описана позже), могут храниться на машиночитаемом носителе записи. Кроме того, с использованием носителя записи, может выполняться имитационное моделирование.
Прогиб под собственным весом
Прогиб восстановленной крупноразмерной подложки фотошаблона под своим собственным весом рассчитывается на основе прочности материала по толщине и размеру заготовки стеклянной подложки и позиции крепления восстановленной подложки фотошаблона (являющейся следствием заготовки подложки), когда крепится горизонтально, с использованием поверхности, рассчитанной и предполагаемой для получения в результате вышеприведенной обработки выравнивания, в качестве эталона. Положение крепления является таким же, как когда подложка фотошаблона крепится в устройстве экспонирования.
Деформация подложки
Восстановленная крупноразмерная подложка фотошаблона деформируется, когда она устанавливается на место в устройство экспонирования посредством зажимного устройства. Величина деформации изменяется в зависимости от площади и формы зажимаемых участков, точности поверхности зажимных пластин, и находится ли зажимное крепление по двум сторонам или четырем сторонам. Любые из этих факторов могут моделироваться методом конечных элементов. В предпочтительной процедуре, макетная заготовка стеклянной подложки фактически закрепляется на месте в устройстве экспонирования, измеряется величина деформации, которой подвергается макетная заготовка стеклянной подложки, а затем, количество съема материала с заготовки стеклянной подложки, которая должна обрабатываться, определяется так, чтобы соответствовать измеренной величине.
Искажение точности стола
Разброс расстояния между маточным стеклом, служащим в качестве подложки стороны матрицы или стороны цветового фильтра в жидкокристаллической панели на TFT, и поверхностью восстановленной подложки фотошаблона, известного как промежуток микрозазора, может нарушаться плоскостностью стола в устройстве экспонирования (ограниченной точностью обработки самого стола, точностью сборки стола, деформацией от температуры во время экспонирования и тому подобным), то есть искажением точности стола. Это должно быть учтено до того, как определяется количество корректирующего деформацию съема. Подобным образом, в предпочтительной процедуре, макетная заготовка стеклянной подложки фактически закрепляется на месте в устройстве экспонирования, макетное маточное стекло кладется на стол, измеряется разброс промежутка микрозазора между ними, а затем количество съема материала с заготовки стеклянной подложки, которая должна обрабатываться, определяется так, чтобы соответствовать измеренной величине.
Фактически, разность, полученная вычитанием количества обработки (полученного по количеству съема выравнивания и прогибу под собственным весом) из разброса промежутка микрозазора, соответствует количеству обработки, основанному на деформации подложки и искажению точности стола.
Отмечено, что промежуток микрозазора измеряется с нижней стороны, с использованием лазерного измерителя смещения.
Пескоструйная очистка
Когда обработка для выравнивания и корректирующая деформацию обработка выполняется на основе рассчитанных выше количеств, возможна обработка с регулируемым временем пребывания. При условии, что технологический инструмент является инструментом пескоструйной очистки, скорость подачи сопла пескоструйной очистки замедляется, чтобы удлинять время пребывания, где большее количество материала подложки должно удаляться на основании измеренных данных, или наоборот, скорость подачи сопла пескоструйной очистки повышается для укорачивания времени пребывания, где должно удаляться меньшее количество материала подложки.
Также возможно выполнять обработку посредством регулирования расстояния между заготовкой подложки и соплом пескоструйной очистки наряду с установлением скорости подачи и давления воздуха сопла фиксированными. Это использует технологические свойства, что скорость обработки является быстрой, когда расстояние между соплом пескоструйной очистки и поверхностью заготовки подложки является коротким, и медленной, когда расстояние является большим.
Взамен, в то время как скорость подачи сопла пескоструйной очистки установлена постоянной, обработка достижима посредством регулирования давления, например, повышением давления сжатого воздуха сопла пескоструйной очистки в точке, для которой задано большее количество удаляемого материала, и снижением давления сжатого воздуха в точке, для которой задано меньшее количество удаляемого материала.
В случае, если технологическим инструментом является сопло пескоструйной очистки, обработка возможна устройством, показанным на фиг. 3. Сопло 21 пескоструйной очистки для создания струи 22 абразивов, является перемещаемым по существу параллельно платформе 20 и расположенным с промежутком от поверхности заготовки 1 подложки на платформе 20 на определенное расстояние.
Технологический инструмент является перемещаемым в направлениях X и Y, в то время как его перемещение управляется компьютером. Эквивалентная обработка возможна с помощью механизма X-θ. Поскольку давление воздуха связано с используемыми абразивами и расстоянием инструмент-подложка, оно не определяется однозначно, а настраивается исходя из скорости съема и глубины поврежденного при работе слоя.
Абразивы, используемые в материалах настоящей заявки, не являются особо ограниченными, хотя предпочтительны абразивы, имеющие размер частиц с #600 до #3000. Абразивы, имеющие размер частиц больше чем #600, могут привносить большее искажение обработкой, и в таком случае, большее количество материала должно удаляться на последующем этапе для удаления поврежденного при работе слоя, и необходима большая заготовка, так как толщина должна быть увеличена. Это может быть неэкономичным. Если абразивы имеют размер частиц меньше чем #3000, скорость съема может становиться медленной, отнимая более длительное время на пескоструйную очистку.
Тонкодисперсными частицами, используемыми при пескоструйной очистке, предпочтительно являются оксид церия, оксид кремния, оксид алюминия или карбид кремния.
Повторная полировка
Этап повторной полировки одной или обеих поверхностей стеклянной подложки, следующий за этапом пескоструйной очистки, выполняется для улучшения шероховатости поверхности и устранения микроскопических дефектов, например, с тем чтобы достичь заключительного требуемого качества поверхности. Количество удаляемого материала может быть по меньшей мере количеством, соответствующим остаточной деформации из-за пескоструйной очистки.
Чистовая полировка может выполняться на передней поверхности или передней и задней поверхностях традиционным образом, посредством двух или односторонней полировальной машины, с использованием мягкой полировальной ткани с абразивами, такими как оксид церия.
В предпочтительном варианте осуществления, этап повторной полировки включает в себя первичную полировку и вторичную полировку, так как качество начисто отделанной поверхности улучшается, а суммарное время полировки сокращается. Более предпочтительно, этап первичной полировки использует полировочную суспензию, содержащую оксид церия, а этап вторичной полировки использует полировочную суспензию, содержащую оксид церия, или суспензию, содержащую коллоидный кремнезем. Корпускулярный оксид церия в суспензии первичной полировки, предпочтительно имеет размер частиц от 0,7 до 1,5 мкм, который измеряется оптическим дисперсионным методом. Корпускулярный оксид церия в суспензии вторичной полировки предпочтительно имеет средний размер частиц от 0,3 до 0,9 мкм, который является меньшим, чем у оксида церия в суспензии первичной полировки. Коллоидный кремнезем в суспензии вторичной полировки предпочтительно имеет размер частиц до 0,1 мкм.
При первичной полировке используются жесткие подкладки, содержащие нетканые материи, пропитанные уретановыми полимерами, и подкладки из расширенного жесткого полиуретана, содержащего пузырьки внутри полимера и на поверхности. При вторичной полировке используются подкладки расширенного эластичного полиуретана, имеющего эластичную поверхность.
При фактической обработке для удаления, скорость подачи (или время пребывания) технологического инструмента или заготовки подложки в направлении поверхности подложки изменяется на основе количества съема обработки (количеств обработки выравнивания и корректирующей деформацию обработки), определенного насчитывающими в сумме количествами с (1) по (5), рассчитанными по соответственным факторам. В таком случае локально необходимое и достаточное количество удаляется по противоположным сторонам заготовки подложки технологическим инструментом.
Суммарное количество материала, удаленного во время этапов повторной очистки поверхности (пескоструйной очисткой) и последующей повторной полировки, может определяться как уместное, и не ограничивается особо, хотя предпочтительным суммарным количеством является глубина по меньшей мере 20 мкм, в особенности глубина по меньшей мере 30 мкм, от каждой из передней и задней поверхностей заготовки крупноразмерной стеклянной подложки фотошаблона (которая должна восстанавливаться). Верхний предел обычно составляет вплоть до 1000 мкм, хотя он зависит от толщины подложки и тому подобного.
Подложка
Заготовка крупноразмерной формирующей фотошаблон стеклянной подложки (которая должна восстанавливаться), полученная удалением экранирующей свет пленки с использованной подложки фотошаблона согласно обладающему признаками изобретения способу, имеет длину диагонали по меньшей мере 500 мм, предпочтительно, по меньшей мере 800 мм, более предпочтительно, по меньшей мере 1800 мм, и толщину по меньшей мере 3 мм. Длина диагонали обычно составляет вплоть до 2500 мм, хотя верхний предел задаваться не обязан. Для длины диагонали вплоть до 825 мм (от 500 до 825 мм), толщина находится в диапазоне от 3 мм до менее чем 6 мм; для длины диагонали от 800 до 1650 мм, толщина находится в диапазоне от 6 мм до 11 мм; для длины диагонали от 1800 до 2150 мм, толщина находится в диапазоне от 9 мм до 16 мм; для длины диагонали от 2151 до 3000 мм, толщина находится в диапазоне от 9 мм до 20 мм. Форма крупноразмерной формирующей фотошаблон стеклянной подожки может быть квадратной, прямоугольной, круглой, и т. д. Когда подложка имеет круглую форму, длина диагонали означает диаметр.
-5
-5
-5
-6
-5
-5
-6
Заготовка крупноразмерной формирующей фотошаблон стеклянной подложки, являющаяся следствием этапов пескоструйной очистки и повторной полировки, имеет такую точную форму в поперечном сечении, что поверхность, которая должна располагаться напротив маточного стекла, является вогнутой при вертикальной ориентации. Заготовка крупноразмерной формирующей фотошаблон стеклянной подложки демонстрирует отношение плоскостность/длина диагонали поверхности вплоть до 4,8×10, предпочтительно, вплоть до 2,4×10, более предпочтительно, вплоть до 1,2×10, при горизонтальной ориентации, то есть, когда она удерживается горизонтально во время экспонирования. Отношение плоскостность/длина диагонали поверхности обычно составляет по меньшей мере 2×10, хотя нижний предел задаваться не обязан. Обратная поверхность не требует плоскостности, как передняя поверхность. Хотя и не критична по этой причине, отношение плоскостность/длина диагонали задней поверхности составляет, предпочтительно, вплоть до 4,8×10, более предпочтительно, вплоть до 2,4×10. Отношение плоскостность/длина диагонали задней поверхности обычно составляет по меньшей мере 2×10, хотя нижний предел задаваться не обязан.
Заготовка крупноразмерной формирующей фотошаблон стеклянной подложки имеет параллельность вплоть до 50 мкм, более предпочтительно, вплоть до 10 мкм. При параллельности в более чем 50 мкм, дополнительные накладные расходы могут накладываться на такую операцию в качестве коррекции для снижения промежутка микрозазора, когда подложка установлена в устройство экспонирования.
Экспонирование
Описан технологический процесс экспонирования маточного стекла с использованием восстановленной заготовки крупноразмерной формирующей фотошаблон стеклянной подложки. Посредством по существу такой же технологии, как литографическая технология обработки фотошаблонов, экранирующая свет пленка, такая как тонкая пленка хрома, формируется на поверхности заготовки крупноразмерной стеклянной подложки с использованием системы напыления, в силу этого, дающая необработанную подложку фотошаблона. Фоточувствительный материал, типично, резистный материал, наносится на нее, экспонируется по изображению с использованием электронно-лучевого устройства, и проявляется, чтобы сформировать резистный трафарет. Экранирующая свет пленка, такая как тонкая пленка хрома, затем вытравливается при использовании резистного трафарета в качестве маски, с формированием трафаретной экранирующей свет пленки, такой как хромовая пленка.
В качестве используемого в материалах настоящей заявки, термин «экранирующая свет пленка» относится к любой пленке, которая может препятствовать полному пропусканию света, когда маточное стекло подвергается световому излучению через подложку фотошаблона, и включает в себя не только непрозрачные пленки, но также полупрозрачные и полутоновые пленки. Экранирующая свет пленка обычно сформирована из Cr, Si, W, Al и тому подобного и включает в себя просветляющее покрытие окисла такого металла. Она может иметь однослойную или многослойную структуру.
Восстановленная подложка фотошаблона, полученная таким образом, укладывается горизонтально на платформе подложки. Подложка фотошаблона обычно крепится на верхней или нижней поверхности и в местах, отнесенных на несколько миллиметров или несколько сантиметров внутрь от боковой кромки. Более точно, подложка фотошаблона удерживается горизонтально и закрепляется по периферийным двум или четырем сторонам на верхней поверхности посредством разряжения или вакуумного присасывания через пластины из алюмооксидной керамики, имеющие ширину зоны 4 см. В случае неподвижного крепления через керамические пластины, керамические пластины предпочтительно являются жесткими и сконструированы для наклона в горизонтальном направлении. Предпочтительно, пластины разряжения имеют плоскостность вплоть до 5 мкм. В силу изобретения, величина деформации подложки из-за фиксации может моделироваться с использованием машиночитаемого носителя записи, содержащего программу, предварительно записанную на нем. Механизм наклона пластин разряжения не всегда необходим. Влияние точности пластин разряжения и величина деформации подложки из-за нажима, вызванного фиксацией подложки, также могут моделироваться с использованием машиночитаемого носителя записи, содержащего программу, предварительно записанную на нем. Влияние угла наклона также может моделироваться.
Маточное стекло, расположенное под подложкой фотошаблона и подвергающееся экспонированию, может быть стеклянной пластиной, имеющей толщину от 0,5 до 1,2 мм, с погрешностью толщины в пределах 100 мкм. Платформа, используемая для зажима маточного стекла, предпочтительно должна быть доведена до плоскостности в пределах 20 мкм, более предпочтительно, в пределах 5 мкм.
После этого промежуток микрозазора между подложкой фотошаблона и маточным стеклом измеряется, по существу, по сплошной области, лазерным измерителем смещения. Промежуток микрозазора, измеренный таким образом, имеет среднее значение от 50 до 100 мкм и погрешность промежутка от 0 до 50 мкм, предпочтительно, от 0 до 10 мкм, по сплошной области, исключая периферийные области, тянущиеся на 4 см от длинных сторон.
Способ экспонирования по изобретению применим к другим системам экспонирования, в том числе системам проецирования зеркал и проецирования линз, пока экспонирование производится через подложку фотошаблона и маточное стекло, которые не держатся в соприкосновении. Хотя промежуток микрозазора не затрагивается, эти системы обычно выполняют коррекцию прогиба подложки фотошаблона под своим собственным весом на стороне устройства экспонирования. Значит, с использованием подложки фотошаблона, сформированной из стеклянной подложки согласно изобретению, накладные расходы коррекции на стороне устройства экспонирования снижаются или устраняются.
Как обсуждено выше, настоящее изобретение преодолевает неразрешенные проблемы предшествующего уровня техники посредством расчета прогиба каждой стеклянной подложки под ее собственным весом относительно ее толщины и обработки заготовки стеклянной подложки до формы, которая является предварительно деформированной в обратном направлении на такой прогиб. Толщина стеклянной подложки может делаться более тонкой, чем в предшествующем уровне техники. Например, стеклянная подложка, имеющая размер 830 на 960 мм и толщину 10 мм, испытывает прогиб под своим собственным весом, который рассчитывается, исходя из прочности материала, составляющим 89 мкм при условии простого четырехстороннего крепления. Подобным образом, стеклянная подложка, имеющая размер 830 на 960 мм и толщину 8 мм, испытывает прогиб 139 мкм, а стеклянная подложка, имеющая размер 830 на 960 мм и толщину 6 мм, испытывает прогиб 247 мкм. Как только стеклянная подложка обработана для создания ее поверхности в эксплуатации (то есть нижней поверхности во время экспонирования), которая вогнута на величину прогиба при вертикальной ориентации, стеклянная подложка становится полностью плоской при горизонтальной ориентации. Это означает, что крупноразмерная подложка фотошаблона может неоднократно восстанавливаться, даже из тонкой подложки, посредством расчета величины прогиба восстановленной подложки в каждом цикле и обработки заготовки подложки, которая прогнута в обратном направлении на такую величину прогиба, и, в таком случае, восстановленная крупноразмерная подложка фотошаблона демонстрирует практически высокую плоскостность, когда установлена в устройство экспонирования.
Поскольку заготовка крупноразмерной формирующей фотошаблон стеклянной подложки подвергнута повторной очистке поверхности и повторной полировке, восстановленная подложка имеет толщину, которая является меньшей, чем до восстановления. Соразмерно такому уменьшению толщины, подложка склонна изгибаться, когда устанавливается в устройство экспонирования, наводя на мысль, что трудно создавать крупноразмерную подложку фотошаблона, имеющую высокую плоскостность. Способ повторного использования по изобретению гарантирует, теоретически, что подложка может восстанавливаться многократно до тех пор, пока не достигнута толщина подложки, до которой может учитываться прогиб под своим собственным весом. Это увеличивает количество циклов восстановления подложки и, в конечном счете, ведет к снижению себестоимости подложки.
Когда маточное стекло экспонируется через восстановленную подложку фотошаблона, сформированную из восстановленной заготовки крупноразмерной стеклянной подложки, промежуток микрозазора делается меньшим и равномерным, так что регулирование промежутка микрозазора облегчается. Как результат, количество продукции при экспонировании может увеличиваться, а маточное стекло эффективно экспонироваться. Когда проекционное экспонирование выполняется с использованием восстановленной подложки фотошаблона, сформированной из восстановленной заготовки крупноразмерной стеклянной подложки по изобретению, может легче регулироваться коррекция сдвига оптической оси из-за прогиба подложки.
ПРИМЕР
Примеры изобретения даны ниже в качестве иллюстрации, а не в качестве ограничения. В примерах, плоскостность относится к плоскостности передней поверхности, если не обусловлено иное. Плоскостность и параллельность заготовки подложки или подложки измерялись с использованием измерителя плоскостности FTT-1500 от Kuroda Precision Industries Ltd. при удерживании заготовки подложки или подложки вертикально.
Пример 1
3
4
4
3
Использованная крупноразмерная подложка фотошаблона с хромовой экранирующей свет пленкой имела размер 330 мм × 450 мм (длину диагонали приблизительно 558 мм) и толщину 5,0 мм. Она погружалась в раствор состава для удаления 13,7 весовых % нитрата аммония церия (IV) (Ce(NO)·2NHNO) и 3,3 весовых % хлорной кислоты в воде. Таким образом, удалялась хромовая экранирующая свет пленка давая заготовку стеклянной подложки.
-5
Заготовка подложки измерялась на точность при вертикальной ориентации, обнаруживая плоскостность передней поверхности 8 мкм (отношение плоскостность/длина диагонали поверхности = 1,43×10), плоскостность задней поверхности 8 мкм и параллельность 8 мкм. Она имела форму с приподнятым центральным участком относительно среднеквадратической плоскости.
Затем, прогиб заготовки подложки под своим собственным весом, когда удерживается горизонтально, рассчитывался с использованием прочности материала и позиции крепления подложки, когда удерживается горизонтально. Деформация подложки и искажение точности стола предварительно контролировались по величине деформации макетной заготовки стеклянной подложки, которая фактически крепилась на месте в устройстве экспонирования, и разбросу промежутка микрозазора между этой макетной заготовкой стеклянной подложки и макетного маточного стекла, лежащего на столе соответственно. Количество съема материала с заготовки стеклянной подложки, которая должна обрабатываться, определялось, учитывая полученные выше значения прогиба, деформации и искажения. Следовательно, необходимое и достаточное количество съема на каждом участке определялось, учитывая вышеприведенные значения, так что передняя поверхность могла быть вогнутой на 11 мкм при вертикальной ориентации, а задняя поверхность является выпуклой на 11 мкм, одновременно, и, кроме того, учитывая неровности на передней и задней поверхностях, и разбросы толщин, которые измерялись в вертикальной ориентации, а также изменения плоскостности и параллельности, когда обе поверхности были бы позже отполированы на приблизительно 50 мкм в сумме посредством последующего этапа повторной полировки. Операция съема выполнялась посредством технологического инструмента, как показано ниже, наряду с регулированием скорости подачи инструмента в соответствии с количеством съема.
Более точно, заготовка подложки устанавливалась на платформу 20 устройства, показанного на фиг.3. Устройство включало в себя технологический инструмент, имеющий пневматический механизм. Технологический инструмент, имеющий сопло 21 пескоструйной очистки, был перемещаемым в направлениях X и Y и по существу параллельно платформе 20. Инструмент был допускающим шлифовальные зерна 22 абразива струйной очистки (FO#800 от Fujimi Abrasive Co., Ltd.) под давлением воздуха 0,1 МПа. Сопло пескоструйной очистки имело прямоугольное инжекционное отверстие 1 мм на 40 мм, расположенное с промежутком от поверхности заготовки 1 подложки на расстоянии 40 мм.
Технология обработки включала в себя непрерывное перемещение сопла пескоструйной очистки параллельно оси X, затем, перемещение на расстояние или шаг 20 мм в направлении оси Y, и так далее, как показано на фиг.4. По предварительно измеренным значениям, скорость обработки при этих условиях была вычислена являющейся 300 мкм/мин.
Скорость подачи сопла пескоструйной очистки регулировалась в соответствии с необходимым и достаточным количеством, которое должно удаляться, которое определялось посредством всестороннего учета (1) количества выравнивания материала, который должен удаляться, определенного на основе данных о высоте плоскостности передней и задней поверхностей и параллельности между ними у заготовки крупноразмерной стеклянной подложки в вертикальной ориентации, которые получаются точным измерением плоскостности передней и задней поверхностей заготовки крупноразмерной стеклянной подложки при вертикальной ориентации (то есть в состоянии, где не происходит прогиб под своим собственным весом в горизонтальной ориентации), (2) количества материала, который должен удаляться, заданного заблаговременным учетом прогиба заготовки подложки под своим собственным весом, рассчитанного по толщине и размеру заготовки подложки, и позиции крепления, когда восстановленная подложка фотошаблона (являющаяся следствием заготовки подложки) крепится горизонтально, (3) количества материала, который должен удаляться, заданного заблаговременным учетом деформации восстановленной подложки фотошаблона, вызванной креплением подложки фотошаблона, когда восстановленная подложка фотошаблона крепится в устройстве экспонирования, (4) количества материала, который должен удаляться, заданного заблаговременным учетом искажения точности стола для крепления маточного стекла, и (5) количества материала, который должен удаляться, определенного заблаговременным учетом изменений плоскостности во время последующей двухсторонней или односторонней полировки. Скорость подачи технологического инструмента была 50 мм/с на участке формы подложки, которому было задано наименьшее количество удаляемого материала при расчете. Вышеприведенная операция выполнялась над обеими поверхностями.
-5
-6
-6
Вслед за пескоструйной очисткой, заготовка подложки повторно полировалась инструментом двухсторонней полировки. Более точно, повторная полировка включала в себя этапы первичной и вторичной полировки. Этап первичной полировки использовал подкладку из расширенного твердого полиуретана в качестве полировальной ткани и оксид церия в качестве абразива и допускал количество (или глубину) съема материала 15 мкм. Этап вторичной полировки использовал подкладку из расширенного эластичного полиуретана в качестве полировальной ткани и коллоидный кремнезем в качестве абразива и допускал количество (или глубину) съема материала 5 мкм. Посредством этапа повторной полировки, заготовка подложки отполировывалась на 20 мкм по каждой из передней и задней поверхностей, и на 40 мкм в сумме по обеим поверхностям. После этого плоскостность поверхности измерялась, чтобы обнаружить, что поверхность имела плоскостность 13 мкм (отношение плоскостность/длина диагонали = 2,3×10), и была формы перевернутого купола. Параллельность составляла 2 мкм. Когда восстановленная подложка фотошаблона удерживается горизонтально в устройстве экспонирования зацеплением, для свободного перемещения, с четырех сторон, это соответствует плоскостности 2 мкм по расчету (отношение плоскостность/длина диагонали = 3,6×l0). Это означает, что получена подложка, имеющая плоскостность в 2 мкм (отношение плоскостность/длина диагонали = 3,6×10) при горизонтальной ориентации.
Затем восстановленная заготовка крупноразмерной формирующей фотошаблон стеклянной подложки снабжалась хромовым тонкопленочным трафаретом посредством технологического процесса, подобного традиционному литографическому технологическому процессу изготовления подложек фотошаблонов. Более точно, тонкая пленка хрома формировалась на поверхности стеклянной подложки с использованием системы напыления. Фоточувствительный состав, типично, резист, наносился на нее, экспонировался по изображению посредством электронно-лучевого устройства и проявлялся, чтобы сформировать трафарет. После этого тонкая пленка хрома вытравливалась с использованием резистного трафарета в качестве маски, формируя трафаретную хромовую пленку.
Подложка фотошаблона укладывалась горизонтально на платформу подложки. В то время как подложка фотошаблона удерживалась горизонтально, подложка закреплялась по двум периферийным сторонам на верхней поверхности посредством разряжения с использованием пластин из пористой керамики, имеющих ширину зоны 4 см. Керамические пластины были жесткими и сконфигурированными для свободного наклона в горизонтальном направлении. Эти пластины разряжения имели плоскостность 1 мкм.
С другой стороны, платформа для зажима маточного стекла, которое должно размещаться под подложкой фотошаблона для экспонирования, доводилась до плоскостности 5 мкм или менее. Стеклянная пластина, имеющая размеры 300 × 400 мм и толщину 0,7 мм с погрешностью толщины в пределах 2 мкм, укладывалась на платформу.
Промежуток микрозазора между восстановленной подложкой фотошаблона и маточным стеклом измерялся, по существу, по сплошной области с использованием лазерного измерителя смещения. Измерения промежутка микрозазора включали в себя максимальное значение 53 мкм и минимальное значение 47 мкм по сплошной области, исключая периферийные области, тянущиеся на 4 см от сторон, с погрешностью промежутка 6 мкм.
Пример 2
Процедура по примеру 1 повторялась за исключением того, что использованная крупноразмерная подложка фотошаблона имела размер 520 мм × 800 мм (длину диагонали приблизительно 954 мм) и толщину 10,0 мм.
Промежуток микрозазора измерялся по существу по сплошной области с использованием лазерного измерителя смещения. Измерения промежутка микрозазора включали в себя максимальное значение 58 мкм и минимальное значение 47 мкм по сплошной области, исключая периферийные области, тянущиеся на 4 см от сторон, с погрешностью промежутка 11 мкм.
Пример 3
Процедура по примеру 1 повторялась за исключением того, что использованная крупноразмерная подложка фотошаблона имела размер 850 мм × 1200 мм (длину диагонали приблизительно 1471 мм) и толщину 10,0 мм.
Промежуток микрозазора измерялся по существу по сплошной области с использованием лазерного измерителя смещения. Измерения промежутка микрозазора включали в себя максимальное значение 59 мкм и минимальное значение 47 мкм по сплошной области, исключая периферийные области, тянущиеся на 4 см от сторон, с погрешностью промежутка 12 мкм.
Пример 4
Процедура по примеру 1 повторялась за исключением того, что использованная крупноразмерная подложка фотошаблона имела размер 1220 мм × 1400 мм (длину диагонали приблизительно 1857 мм) и толщину 13,0 мм.
Промежуток микрозазора измерялся по существу по сплошной области с использованием лазерного измерителя смещения. Измерения промежутка микрозазора включали в себя максимальное значение 61 мкм и минимальное значение 46 мкм по сплошной области, исключая периферийные области, тянущиеся на 4 см от сторон, с погрешностью промежутка 15 мкм.
Пример 5
Процедура по примеру 1 повторялась за исключением того, что использованная крупноразмерная подложка фотошаблона имела размер 1220 мм × 1400 мм (длину диагонали приблизительно 1857 мм) и толщину 8,0 мм.
Промежуток микрозазора измерялся по существу по сплошной области с использованием лазерного измерителя смещения. Измерения промежутка микрозазора включали в себя максимальное значение 61 мкм и минимальное значение 46 мкм по сплошной области, исключая периферийные области, тянущиеся на 4 см от сторон, с погрешностью промежутка 15 мкм.
Сравнительный пример 1
-6
Использованная крупноразмерная подложка фотошаблона имела размер 850 мм × 1200 мм (длину диагонали приблизительно 1471 мм) и толщину 10,0 мм. Подложка отполировывалась на 20 мкм по каждой из передней и задней поверхностей, то есть 40 мкм в сумме, инструментом двухсторонней полировки, как в примере 1, без предварительного учета прогиба под своим собственным весом. Плоскостность поверхности затем измерялась, чтобы обнаружить, что поверхность имела плоскостность 4 мкм (отношение плоскостность/длина диагонали = 2,7×10). Параллельность составляла 2 мкм. Локальные ступеньки наблюдались на восстановленной таким образом крупноразмерной подложке фотошаблона.
-4
Когда прогиб подложки под своим собственным весом, полученный посредством вычисления, добавлялся к измеренному значению, результирующая плоскостность была приблизительно 193 мкм (отношение плоскостность/длина диагонали = 1,3×10), показывая выпуклую форму.
Затем, как в примере 1, стеклянная подложка обрабатывалась в подложку фотошаблона, которая располагалась на месте в устройстве экспонирования. Промежуток микрозазора измерялся по существу по сплошной области с использованием лазерного измерителя смещения. Измерения промежутка микрозазора включали в себя максимальное значение 320 мкм и минимальное значение 120 мкм по сплошной области, исключая периферийные области, тянущиеся на 4 см от сторон, с погрешностью промежутка 200 мкм.
Отмечено, что промежуток микрозазора, измеренный выше, не корректировался на стороне устройства экспонирования.
Сравнительный пример 2
Процедура по сравнительному примеру 1 повторялась за исключением того, что использованная крупноразмерная подложка фотошаблона имела размер 1220 мм × 1400 мм (длину диагонали приблизительно 1857 мм) и толщину 8,0 мм.
-6
После этого, как в сравнительном примере 1, подложка отполировывалась по обеим поверхностям на суммарное количество съема 50 мкм инструментом двусторонней полировки, после чего измерялась плоскостность поверхности, чтобы обнаружить, что поверхность имела плоскостность 4 мкм (отношение плоскостность/длина диагонали = 2,2×10). Параллельность составляла 2 мкм.
Затем, как в сравнительном примере 1, стеклянная подложка обрабатывалась в подложку фотошаблона, которая располагалась на месте в устройстве экспонирования. Промежуток микрозазора измерялся по существу по сплошной области с использованием лазерного измерителя смещения. Измерения промежутка микрозазора включали в себя максимальное значение 180 мкм и минимальное значение 120 мкм по сплошной области, исключая периферийные области, тянущиеся на 4 см от сторон, с погрешностью промежутка 60 мкм.
Отмечено, что промежуток микрозазора, измеренный выше, корректировался на стороне устройства экспонирования.
Для примеров и сравнительных примеров, измеренные результаты плоскостности и параллельности до и после обработки обобщены в таблице 1.