JP2003280169A - Photomask and method for producing the same - Google Patents

Photomask and method for producing the same

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JP2003280169A
JP2003280169A JP2002087104A JP2002087104A JP2003280169A JP 2003280169 A JP2003280169 A JP 2003280169A JP 2002087104 A JP2002087104 A JP 2002087104A JP 2002087104 A JP2002087104 A JP 2002087104A JP 2003280169 A JP2003280169 A JP 2003280169A
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JP
Japan
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photomask
layer
phase shift
transmittance modulation
work
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JP2002087104A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeo Nojima
重男 野島
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photomask capable of suppressing blurring of an image projected on work with respect to a gray mask having a transmissivity modulating layer. <P>SOLUTION: In a step 31, a function of blurring due to a photomask and an exposure optical system is obtained, and in a step 32, an original pattern is subjected to reverse convolution with the function of blurring to obtain a mask pattern. Since this mask pattern includes a phase component in addition to an amplitude component, in steps 33 and 34, the objective photomask having a phase shifting layer disposed on a transmissivity modulating layer is produced. A fine structure can be precisely transferred to a resist layer on work by using the photomask, therefore a fine structure can be more precisely produced. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レジストに任意の
立体形状を転写可能な透過率変調マスクに関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transmittance modulation mask capable of transferring an arbitrary three-dimensional shape onto a resist.

【0002】[0002]

【従来の技術】フォトマスク上の任意の面位置の透過率
を任意に制御することにより、一度の露光でレジストに
立体形状を転写することができる透過率変調マスクと称
されるフォトマスクが知られている。透過率変調マスク
の多くは感光層を有しており、レジストを露光する光よ
りも高エネルギーのビーム、たとえば、レーザを用い、
そのエネルギーを変化させた描画ビームにより感光層を
相変化させることで感光および定着させ、透過率を変調
する。これにより、マスク上あるいは内に複数の透過率
を備えた層が形成される。したがって、透過率変調マス
クをフォトマスクとして、表面にレジスト層が形成され
たワークを露光すると、レジスト層には2値画像ではな
くグレイスケールの画像を投射できるので、現像すると
任意の立体形状をレジスト層に転写することができる。
このため、レジスト層をマスクとしてワーク本体をエッ
チングすればワーク上に任意の微細構造を備えた立体形
状を形成することが可能となる。また、微細構造を備え
たワークを転写型として用い、微細構造を備えたマイク
ロデバイスを成形することも可能である。したがって、
近年では、回折光学素子の製造、特に、マイクロ光学素
子などの分野での用途が広がっている。
2. Description of the Related Art There is known a photomask called a transmittance modulation mask, which can transfer a three-dimensional shape to a resist by one exposure by arbitrarily controlling the transmittance at an arbitrary surface position on the photomask. Has been. Many of the transmittance modulation masks have a photosensitive layer, and use a beam of higher energy than the light for exposing the resist, for example, a laser,
By changing the phase of the photosensitive layer by the drawing beam with the energy changed, the photosensitive layer is exposed and fixed, and the transmittance is modulated. Thereby, a layer having a plurality of transmittances is formed on or in the mask. Therefore, when a work having a resist layer formed on the surface is exposed by using the transmittance modulation mask as a photomask, a grayscale image can be projected on the resist layer instead of a binary image. It can be transferred to a layer.
Therefore, if the work body is etched using the resist layer as a mask, it is possible to form a three-dimensional shape having an arbitrary fine structure on the work. It is also possible to mold a microdevice having a fine structure by using a work having a fine structure as a transfer mold. Therefore,
In recent years, the application of diffractive optical elements has been expanding, especially in the field of micro optical elements.

【0003】透過率変調マスクの1つの例は、脱水素化
したアモルファスシリコン膜にレーザを照射すると、熱
により結晶化が誘発され、透過率が上昇する現象を用い
たものがあり、V.Z.Botchiyaev et.al. による「High r
esolution optical recording on a-Si films」(J. Non
-Cryst. Solids, 137&138, pp1297-1300(1991))に記載
されている。また、Canyon Materials社製のHEBS−
Glassは、銀イオンを含んでおり、高エネルギービ
ームにより感光することによりグレーレベルマスクを形
成することができる。
One example of a transmittance modulation mask uses a phenomenon in which, when a dehydrogenated amorphous silicon film is irradiated with a laser, crystallization is induced by heat and the transmittance is increased. VZBotchiyaev et. "High r by al.
esolution optical recording on a-Si films '' (J. Non
-Cryst. Solids, 137 & 138, pp1297-1300 (1991)). HEBS- made by Canyon Materials
Glass contains silver ions, and a gray level mask can be formed by exposing it to a high energy beam.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】これらの透過率変調マ
スクは、マスク上に形成されるパターンの解像度も高
く、その点では十分に実用的なレベルであると言える。
しかしながら、感光層の厚みが1μmから数μmと従来
の2値マスクと比較すると大きい。したがって、ワーク
を露光する露光光学系を通してワーク上に形成した像が
ぼける傾向がある。すなわち、歪んだり、収差が生じた
状態となる。特に、深さが急激に変化するエッジ形状の
端部が大きく崩れる傾向がある。
These transmittance modulation masks have a high resolution of the pattern formed on the mask, and can be said to be at a sufficiently practical level in that respect.
However, the thickness of the photosensitive layer is 1 μm to several μm, which is large as compared with the conventional binary mask. Therefore, the image formed on the work tends to be blurred through the exposure optical system that exposes the work. That is, it becomes distorted or has an aberration. In particular, the edge of the edge shape where the depth changes rapidly tends to collapse greatly.

【0005】このような傾向は感光層の厚みを小さくす
ることにより制御することが可能であるが、感光層を薄
くすると制御可能な透過率の幅が小さくなり制御可能な
階調数(グレイレベル)が減るので任意の立体形状をレ
ジスト層に転写することが難しくなる。
Such a tendency can be controlled by reducing the thickness of the photosensitive layer. However, when the photosensitive layer is made thin, the controllable transmittance range becomes small and the controllable gradation number (gray level) is reduced. ) Is reduced, it becomes difficult to transfer an arbitrary three-dimensional shape to the resist layer.

【0006】そこで、本発明においては、制御可能なグ
レイレベルの範囲が広く、さらに、ワークに投影される
像のぼけを削減することができるフォトマスクを提供す
ることを目的としている。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a photomask having a wide range of controllable gray levels and capable of reducing blur of an image projected on a work.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】像のぼけを解消するため
には、一般に、露光光学系の結像性能を向上する方法が
採用されるが、露光光学系それ自身の要因による収差、
誤差などの諸差(deviation)に加えて、フォトマスク
の深度方向の分布に起因する差も露光光学系で補正する
ことは不可能に近い。そこで、本発明においては、感光
層の厚みに起因する像のぼけを積極的に認め、所望の像
がワーク上に結像されるようにマスク側のパターンを制
御するようにしている。そして、その際に、元来、感光
層としてある程度の厚みを必要とするフォトマスクであ
ることに着目し、位相シフト構造もフォトマスクに作り
込み、透過率変調による振幅成分の補正に加え、位相シ
フト構造による位相成分の補正を実現し、より精度良く
所定のパターンがワーク上に結像されるようにしてい
る。
In order to eliminate the blur of an image, a method of improving the image forming performance of the exposure optical system is generally adopted. However, aberration due to the factors of the exposure optical system itself,
In addition to deviations such as errors, it is almost impossible for the exposure optical system to correct differences due to the distribution of the photomask in the depth direction. Therefore, in the present invention, the blurring of the image due to the thickness of the photosensitive layer is positively recognized, and the pattern on the mask side is controlled so that a desired image is formed on the work. At that time, focusing on the fact that the photomask originally requires a certain thickness as the photosensitive layer, a phase shift structure is also built in the photomask, and in addition to the correction of the amplitude component by the transmittance modulation, The phase component is corrected by the shift structure so that a predetermined pattern can be imaged on the work with higher accuracy.

【0008】すなわち、本発明においては、ワークを露
光するための光を変調するフォトマスクの製造する際
に、以下の工程を設けるようにしている。 1.フォトマスクで変調された光がワークに投射される
までに変調されるぼけ関数を求める。 2.ワークに投射したい光のオリジナルのパターン分布
をぼけ関数で逆コンボリューションしてマスクパターン
分布を求める。 3.マスクパターンの強度成分に基づき、フォトマスク
の透過率変調層を形成する。 4.マスクパターンの位相成分に基づき、透過率変調層
に積層される位相シフト層を形成する。
That is, in the present invention, the following steps are provided when manufacturing a photomask for modulating light for exposing a work. 1. The blur function that the light modulated by the photomask is modulated before being projected on the work is obtained. 2. The original pattern distribution of the light to be projected onto the work is inversely convolved with the blur function to obtain the mask pattern distribution. 3. The transmittance modulation layer of the photomask is formed based on the intensity component of the mask pattern. 4. A phase shift layer laminated on the transmittance modulation layer is formed based on the phase component of the mask pattern.

【0009】透過率変調ガラス上の点画像の露光光学系
を通してワークに投射したときの像、すなわち、点画像
のぼけ画像(ぼけ関数)をdとすると、あるパターンm
を透過率変調マスクに形成したときに露光光学系を通し
てワーク上で得られる画像aは、パターンmとぼけ関数
dのコンボリューション(a=m*d(*はコンボリュ
ーションを示す))になる。したがって、ワークに露光
したいオリジナルのパターンをaとすると、透過率変調
マスクに形成するマスクパターンmは、オリジナルパタ
ーンaをぼけ関数dで逆コンボリューション(m=a*
(1/d))することにより得られる。この際、逆コン
ボリューションの計算によると振幅情報だけではなく位
相情報も得られるので、その位相情報を位相シフト層と
してフォトマスクに反映することによりオリジナルパタ
ーンaをワーク上に結像することができるフォトマスク
を製造することができる。
An image of a point image on a transmittance-modulating glass projected on a work through an exposure optical system, that is, a blurred image (blurring function) of the point image is represented by a certain pattern m.
The image a obtained on the work through the exposure optical system when is formed on the transmittance modulation mask is a convolution of the pattern m and the blurring function d (a = m * d (* indicates convolution)). Therefore, assuming that the original pattern to be exposed on the work is a, the mask pattern m formed on the transmittance modulation mask is the inverse convolution (m = a *) of the original pattern a with the blur function d.
(1 / d)). At this time, not only the amplitude information but also the phase information can be obtained by the calculation of the inverse convolution, so that the original pattern a can be imaged on the work by reflecting the phase information as a phase shift layer on the photomask. A photomask can be manufactured.

【0010】この製造方法では、露光光学系それ自身の
諸差に起因するぼけもフォトマスク側で補正することが
可能であり、逆に、露光光学系の諸差を含めたぼけ関数
を求めることが重要となる。したがって、ぼけ関数Bを
求める工程では、点画像などのサンプルパターンを備え
たフォトマスクで変調した光を実際の露光光学系を介し
てワークに投射してぼけ関数を求めることが望ましい。
In this manufacturing method, it is possible to correct the blur caused by the differences in the exposure optical system itself on the photomask side, and conversely, obtain the blur function including the differences in the exposure optical system. Is important. Therefore, in the step of obtaining the blur function B, it is desirable to obtain the blur function by projecting the light modulated by the photomask having the sample pattern such as the point image onto the work through the actual exposure optical system.

【0011】このように本発明の製造方法では、位相シ
フト層を形成する必要があるので、得られるフォトマス
クは、露光用の光の強度を変調可能な透過率変調層と、
この透過率変調層に積層された、露光用の光の位相を変
調可能な位相シフト層とを有するものとなる。
As described above, in the manufacturing method of the present invention, since it is necessary to form the phase shift layer, the obtained photomask has a transmittance modulation layer capable of modulating the intensity of light for exposure.
It has a phase shift layer laminated on this transmittance modulation layer and capable of modulating the phase of light for exposure.

【0012】透過率変調層の多くは、高エネルギー光に
より相変化する感光層であり、逆コンボリューションに
より求められた振幅に基づくマスクパターン分布を高エ
ネルギー光に変換して感光層に投射して相変化させるこ
とにより所望のパターンが透過率変調層に形成されたフ
ォトマスクを製造できる。
Most of the transmittance modulation layers are photosensitive layers that change their phase by high-energy light. The mask pattern distribution based on the amplitude obtained by the inverse convolution is converted into high-energy light and projected on the photosensitive layer. By changing the phase, a photomask having a desired pattern formed in the transmittance modulation layer can be manufactured.

【0013】一方、位相シフト層は位相差を発生させる
ために凹凸に加工された層であり、この位相シフト層を
形成する工程では、フォトマスクの表面を凹凸加工して
位相シフト層とする方法と、位相シフト層となる凹凸加
工されたシート部材を透過率変調層を備えた基板に張り
合わせる方法が採用できる。
On the other hand, the phase shift layer is a layer processed to have an uneven surface to generate a phase difference. In the step of forming this phase shift layer, the surface of the photomask is processed to have an uneven surface to form a phase shift layer. Then, it is possible to employ a method in which a sheet member having a concavo-convex pattern to be a phase shift layer is attached to a substrate provided with a transmittance modulation layer.

【0014】そして、本発明のフォトマスクを用い、表
面にレジスト層が形成されたワークを露光し、前記レジ
スト層に立体形状を転写することにより、精度の高い微
細構造を備えた構造体を製造することが可能となる。
Then, using the photomask of the present invention, a work having a resist layer formed on the surface is exposed to light, and a three-dimensional shape is transferred to the resist layer, thereby manufacturing a structure having a highly precise microstructure. It becomes possible to do.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1に本発明のフォトマスクを用
いてワークを露光する様子を示してある。この露光装置
1は、光源2と、光源2からの光を平行光にするコリメ
ータセクション3と、フォトマスク10により変調され
た光をワーク20に結像する露光光学系5とを備えてい
る。フォトマスク10は、透明なガラス(石英)基板1
1と、透過率変調層12と、位相シフト層13とが積層
された構造となっている。ワーク20は、基板21と、
レジスト層22が積層された構造となっており、フォト
マスク10により変調された光が露光光学系5を介して
レジスト層22を露光する。その結果、レジスト層22
にミクロンあるいはサブミクロンオーダの微細構造25
が露光され、レジスト層22を現像することにより微細
構造25が転写され、微細構造を備えた構造体が形成さ
れる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows how a work is exposed using the photomask of the present invention. The exposure apparatus 1 includes a light source 2, a collimator section 3 that converts light from the light source 2 into parallel light, and an exposure optical system 5 that forms an image of the light modulated by the photomask 10 on the work 20. The photomask 10 is a transparent glass (quartz) substrate 1.
1, the transmittance modulation layer 12, and the phase shift layer 13 are laminated. The work 20 includes a substrate 21 and
The resist layer 22 is laminated, and the light modulated by the photomask 10 exposes the resist layer 22 through the exposure optical system 5. As a result, the resist layer 22
Microstructure on the order of micron or submicron 25
Is exposed and the resist layer 22 is developed to transfer the fine structure 25, thereby forming a structure having the fine structure.

【0016】図2に、本例のフォトマスク10の製造過
程を示してある。先ず、ステップ31でフォトマスク1
0で変調された光がワーク20に投射されるまでに変調
されるぼけ関数dを求める。このステップ31では、サ
ンプルパターンを備えた透過率変調タイプのフォトマス
ク(サンプルマスク)を用意し、それを図1に示したシ
ステムでワーク20に投射してぼけ関数dを求めること
により、透過率変調マスクと露光光学系5および他の露
光システム1に関わるシステマチックな収差、偏差ある
いは誤差などを含む諸差を反映したぼけ関数dを求める
ことができる。最も簡単なサンプルパターンは点画像、
すなわち、マスク上の最小パターンであり、ぼけ関数d
はその最小パターンを通した光の振幅分布(インパルス
応答)として得られる。
FIG. 2 shows a manufacturing process of the photomask 10 of this example. First, in step 31, the photomask 1
A blurring function d that is modulated before the light modulated by 0 is projected on the work 20 is obtained. In this step 31, a transmittance modulation type photomask (sample mask) provided with a sample pattern is prepared, and is projected onto the work 20 by the system shown in FIG. 1 to obtain the blurring function d. The blurring function d reflecting various differences including systematic aberrations, deviations or errors related to the modulation mask, the exposure optical system 5 and the other exposure system 1 can be obtained. The simplest sample pattern is a point image,
That is, the minimum pattern on the mask, and the blurring function d
Is obtained as the amplitude distribution (impulse response) of light through the minimum pattern.

【0017】次に、ステップ32で、ワーク20に投射
したい光のオリジナルのパターン分布aをぼけ関数dで
逆コンボリューションしてマスクパターン分布mを求
め、ステップ33で、そのマスクパターンmの強度成分
(振幅)に基づき、フォトマスク10の透過率変調層1
2を形成し、ステップ34で、マスクパターンmの位相
成分に基づき、透過率変調層12に積層される位相シフ
ト層13を形成する。ステップ33と34とは前後して
も良く、また、同時に作業を進めることも可能である。
Next, in step 32, the original pattern distribution a of the light to be projected onto the work 20 is inversely convolved with the blur function d to obtain the mask pattern distribution m, and in step 33, the intensity component of the mask pattern m is obtained. Based on the (amplitude), the transmittance modulation layer 1 of the photomask 10
2 is formed, and in step 34, the phase shift layer 13 laminated on the transmittance modulation layer 12 is formed based on the phase component of the mask pattern m. Steps 33 and 34 may be repeated, and it is also possible to proceed with the work at the same time.

【0018】図3に、マスクパターンmを求める工程を
さらに詳しく示してある。ステップ51において、現像
後のレジスト形状の設計を行い、ワーク20のレジスト
層22に形成した微細構造のパターン(関数)hを導出
する。次に、ステップ52で、この関数hを、露光量と
レジスト現像深さの非線形性を補正する関数fで補正
し、実際にレジスト層22に結像したいパターンiを求
める。レジストの非線形特性の補正関数fは、露光量と
レジスト現像量の間の相関実測結果より求めることがで
きる。
FIG. 3 shows the step of obtaining the mask pattern m in more detail. In step 51, the resist shape after development is designed and the pattern (function) h of the fine structure formed on the resist layer 22 of the work 20 is derived. Next, in step 52, this function h is corrected by a function f that corrects the nonlinearity between the exposure amount and the resist development depth, and the pattern i to be actually imaged on the resist layer 22 is obtained. The correction function f of the nonlinear characteristic of the resist can be obtained from the measurement result of the correlation between the exposure amount and the resist development amount.

【0019】このようにして求められたレジスト面上の
光の強度分布関数iを、ステップ53でレジスト面上の
光の振幅分布を示す関数aに変換する。さらに、ぼけ関
数dで逆コンボリューションするために、ステップ54
で関数aをフーリエ変換して周波数空間の関数Aを求め
る。さらに、ステップ55で、ぼけ関数dをフーリエ変
換した関数Dにより関数Aを除算してぼけ効果を排除し
た周波数空間の関数Mを求める。それをステップ56で
逆フーリエ変換して実空間に戻すことにより、振幅を示
す関数aをぼけ関数dで逆コンボリューションした関数
mを求めることができる。この関数mが図1に示した露
光システム1により所望のパターンaをワーク20の表
面に結像するためにフォトマスク10に形成するマスク
パターンを示すものとなる。
In step 53, the intensity distribution function i of the light on the resist surface thus obtained is converted into a function a indicating the amplitude distribution of the light on the resist surface. Further, in order to perform inverse convolution with the blurring function d, step 54
Fourier transform of the function a is performed to obtain the function A in the frequency space. Further, in step 55, the function A is divided by the function D obtained by Fourier-transforming the blur function d to obtain the function M in the frequency space in which the blur effect is eliminated. By inverse Fourier transforming it in step 56 and returning it to the real space, it is possible to obtain the function m that is the inverse convolution of the function a indicating the amplitude with the blur function d. This function m indicates the mask pattern formed on the photomask 10 for forming the desired pattern a on the surface of the work 20 by the exposure system 1 shown in FIG.

【0020】図3のステップ56に示したマスクパター
ンを示す関数mから分かるように、得られたマスクパタ
ーンは、一般に、振幅成分に加えて位相成分を含むもの
となる。そこで、ステップ57において、振幅成分と位
相成分とを分離し、透過率分布により透過率変調層を形
成し、位相成分により位相シフト層を形成する。
As can be seen from the function m indicating the mask pattern shown in step 56 of FIG. 3, the obtained mask pattern generally contains a phase component in addition to the amplitude component. Therefore, in step 57, the amplitude component and the phase component are separated, the transmittance modulation layer is formed by the transmittance distribution, and the phase shift layer is formed by the phase component.

【0021】図4に、上記で求めたマスクパターンmに
基づきフォトマスク10を製造する様子を示してある。
まず、図4(a)に示すように、石英基板11の上にア
モルファスシリコンの感光層19を積層し、加熱して脱
水素化した後、マスクパターンmの振幅成分に基づきレ
ーザ描画機18で描画する。これにより、透過率変調層
12が形成される。次に、図4(b)に示すように、シ
リコンの透過率変調層12の上に透明性のレジスト17
を塗布し、マスクパターンmの位相成分に基づき電子描
画機16を用いて複数の凹部15を作成する。図4
(c)に示すように、凹部の深さの違いは、実際の露光
の際には光路差となるので、位相情報を示す位相シフト
層13となる。このようにして、透過率変調層12と、
位相シフト層13とが積層されたフォトマスク10が完
成する。
FIG. 4 shows how the photomask 10 is manufactured based on the mask pattern m obtained as described above.
First, as shown in FIG. 4A, a photosensitive layer 19 of amorphous silicon is laminated on a quartz substrate 11, heated and dehydrogenated, and then a laser drawing machine 18 is used based on an amplitude component of a mask pattern m. draw. Thereby, the transmittance modulation layer 12 is formed. Next, as shown in FIG. 4B, a transparent resist 17 is formed on the silicon transmittance modulation layer 12.
Is applied, and a plurality of concave portions 15 are formed using the electronic drawing machine 16 based on the phase component of the mask pattern m. Figure 4
As shown in (c), since the difference in the depth of the concave portion becomes the optical path difference in the actual exposure, it becomes the phase shift layer 13 showing the phase information. In this way, the transmittance modulation layer 12 and
The photomask 10 in which the phase shift layer 13 is laminated is completed.

【0022】位相シフト層13の作成方法は、この他に
も幾つか考えられる。基板11となるガラスマスクの表
面より奥まった箇所に透過率変調層となる感光層を内包
している場合は、ガラスマスク11の表面を機械加工な
どにより凹凸をつけ、位相シフト層13とすることが可
能である。
There are several possible methods for forming the phase shift layer 13. When the photosensitive layer to be the transmittance modulation layer is included at a position deeper than the surface of the glass mask to be the substrate 11, the surface of the glass mask 11 is made uneven by machining or the like to form the phase shift layer 13. Is possible.

【0023】また、図5(a)に示すように、透明な樹
脂製のシート14の表面を位相情報に基づき加工し、別
途作成した透過率変調層12を備えた基板11と高屈折
接着剤などにより精度良く貼り合わせることにより、図
5(b)に示すように、位相シフト層13と透過率変調
層12とが積層されたフォトマスク10を製造すること
ができる。
Further, as shown in FIG. 5 (a), the surface of the transparent resin sheet 14 is processed based on the phase information, and the substrate 11 provided with the transmittance modulation layer 12 and a high-refractive adhesive which are separately prepared. As shown in FIG. 5B, it is possible to manufacture the photomask 10 in which the phase shift layer 13 and the transmittance modulation layer 12 are laminated by accurately laminating them together.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、フォトマスクや露光光学系に起因するぼけ関数を求
め、オリジナルパターンをぼけ関数で逆コンボリューシ
ョンし、マスクパターンを求める。このマスクパターン
は振幅成分に加えて位相成分も含んでいるので、透過率
変調層に位相シフト層が積層されたフォトマスクを製造
する。このように、透過率変調層を有するフォトマスク
(グレイマスク)に位相シフト層を積層することによ
り、透過率変調層の厚みなどに起因し、半導体ウェハや
マイクロ光学素子などのマイクロストラクチャを形成す
るワーク上に結像される像がぼける現象を解決すること
ができる。したがって、十分な厚みの感光層、すなわ
ち、透過率変調層を備えたフォトマスクであって、さら
に、ワークに投影される像のぼけを削減することができ
るフォトマスクを提供することが可能となる。
As described above, in the present invention, the blurring function resulting from the photomask and the exposure optical system is obtained, and the original pattern is inversely convoluted with the blurring function to obtain the mask pattern. Since this mask pattern contains a phase component in addition to an amplitude component, a photomask in which a phase shift layer is laminated on a transmittance modulation layer is manufactured. In this way, by stacking the phase shift layer on the photomask (gray mask) having the transmittance modulation layer, a microstructure such as a semiconductor wafer or a micro optical element is formed due to the thickness of the transmittance modulation layer and the like. It is possible to solve the phenomenon that the image formed on the work is blurred. Therefore, it is possible to provide a photomask provided with a photosensitive layer having a sufficient thickness, that is, a transmittance modulation layer, and further capable of reducing blurring of an image projected on a work. .

【0025】このため、制御可能な透過率の幅が大き
く、制御可能な階調数(グレイレベル)の十分に大きな
フォトマスクを提供でき、任意の立体形状を精度良くレ
ジスト層に転写することが可能となる。したがって、本
発明のフォトマスクにより、精度良くワーク上のレジス
ト層に微細構造を転写することが可能となり、それによ
り、微細構造体をより精度良く製造することが可能とな
る。
Therefore, a photomask having a wide controllable transmittance range and a sufficiently large controllable gradation number (gray level) can be provided, and an arbitrary three-dimensional shape can be accurately transferred to the resist layer. It will be possible. Therefore, the photomask of the present invention makes it possible to transfer the fine structure to the resist layer on the work with high precision, and thereby to manufacture the fine structure with higher precision.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】フォトマスクを用いてワークを露光する露光シ
ステムの概要を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an outline of an exposure system that exposes a work using a photomask.

【図2】フォトマスクの製造過程を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a manufacturing process of a photomask.

【図3】マスクパターンを求める過程を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a process of obtaining a mask pattern.

【図4】求められたマスクパターンに基づきフォトマス
クを製造する様子を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a manner of manufacturing a photomask based on the obtained mask pattern.

【図5】求められたマスクパターンに基づきフォトマス
クを製造する異なる例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing another example of manufacturing a photomask based on the obtained mask pattern.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 露光システム 5 露光光学系 10 フォトマスク 11 基板 12 透過率変調層 13 位相シフト層 20 ワーク 22 レジスト層 1 Exposure system 5 Exposure optical system 10 Photomask 11 board 12 Transmittance modulation layer 13 Phase shift layer 20 work 22 Resist layer

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 露光用の光の強度を変調可能な透過率変
調層と、 この透過率変調層に積層された、前記露光用の光の位相
を変調可能な位相シフト層とを有するフォトマスク。
1. A photomask having a transmittance modulation layer capable of modulating the intensity of exposure light and a phase shift layer laminated on the transmittance modulation layer capable of modulating the phase of the exposure light. .
【請求項2】 請求項1において、前記透過率変調層
は、高エネルギー光により相変化する感光層であるフォ
トマスク。
2. The photomask according to claim 1, wherein the transmittance modulation layer is a photosensitive layer that undergoes a phase change by high energy light.
【請求項3】 請求項1において、前記位相シフト層
は、凹凸に加工された層であるフォトマスク。
3. The photomask according to claim 1, wherein the phase shift layer is a layer processed to have irregularities.
【請求項4】 請求項1において、前記フォトマスクの
表面が凹凸加工されて前記位相シフト層が形成されてい
るフォトマスク。
4. The photomask according to claim 1, wherein the surface of the photomask is roughened to form the phase shift layer.
【請求項5】 請求項1において、前記位相シフト層と
なる凹凸加工されたシート部材が前記透過率変調層を備
えた基板に張り合わされているフォトマスク。
5. The photomask according to claim 1, wherein the sheet member, which is processed to have the unevenness and serves as the phase shift layer, is attached to a substrate provided with the transmittance modulation layer.
【請求項6】 露光用の光を変調するフォトマスクの製
造方法であって、 前記フォトマスクで変調された光がワークに投射される
までに変調されるぼけ関数を求める工程と、 前記ワークに投射したい光のオリジナルのパターン分布
を前記ぼけ関数で逆コンボリューションしてマスクパタ
ーン分布を求める工程と、 前記マスクパターンの強度成分に基づき、前記フォトマ
スクの透過率変調層を形成する工程と、 前記マスクパターンの位相成分に基づき、前記透過率変
調層に積層される位相シフト層を形成する工程とを有す
る製造方法。
6. A method of manufacturing a photomask for modulating light for exposure, comprising: determining a blur function by which the light modulated by the photomask is projected until it is projected onto a work; A step of inversely convolving the original pattern distribution of the light to be projected with the blur function to obtain a mask pattern distribution; a step of forming a transmittance modulation layer of the photomask based on the intensity component of the mask pattern; A step of forming a phase shift layer to be laminated on the transmittance modulation layer based on a phase component of a mask pattern.
【請求項7】 請求項6において、前記ぼけ関数を求め
る工程では、サンプルパターンを備えた前記フォトマス
クで変調した光を前記ワークに投射して前記ぼけ関数を
求めるフォトマスクの製造方法。
7. The method of manufacturing a photomask according to claim 6, wherein in the step of obtaining the blur function, light modulated by the photomask having a sample pattern is projected onto the work to obtain the blur function.
【請求項8】 請求項6において、前記透過率変調層を
形成する工程では、高エネルギー光を感光層に投射して
相変化させるフォトマスクの製造方法。
8. The method of manufacturing a photomask according to claim 6, wherein in the step of forming the transmittance modulation layer, high energy light is projected onto the photosensitive layer to cause a phase change.
【請求項9】 請求項6において、前記位相シフト層を
形成する工程では、前記フォトマスクの表面を凹凸加工
して前記位相シフト層とするフォトマスクの製造方法。
9. The method of manufacturing a photomask according to claim 6, wherein in the step of forming the phase shift layer, the surface of the photomask is processed to have an uneven surface to form the phase shift layer.
【請求項10】 請求項6において、前記位相シフト層
を形成する工程では、前記位相シフト層となる凹凸加工
されたシート部材を前記透過率変調層を備えた基板に張
り合わせるフォトマスクの製造方法。
10. The method of manufacturing a photomask according to claim 6, wherein, in the step of forming the phase shift layer, an uneven sheet member serving as the phase shift layer is attached to a substrate provided with the transmittance modulation layer. .
【請求項11】 請求項1に記載のフォトマスクを用
い、表面にレジスト層が形成されたワークを露光し、前
記レジスト層に立体形状を転写する工程を有する微細構
造体の製造方法。
11. A method for manufacturing a microstructure, comprising the step of exposing a work having a resist layer formed on the surface thereof using the photomask according to claim 1 to transfer a three-dimensional shape to the resist layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014516404A (en) * 2011-03-28 2014-07-10 エイヴィエル・テスト・システムズ・インコーポレーテッド Deconvolution method for exhaust measurement

Cited By (2)

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US10520480B2 (en) 2011-03-28 2019-12-31 Avl Test Systems, Inc. Deconvolution method for emissions measurement

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