JP2005241688A - フォトマスクの描画方法 - Google Patents

Abstract

【課題】帯状ムラ、筋状ムラの発生を低減させて製造するフォトマスクの描画方法を提供すること。
【解決手段】ステージ回転機能のない電子線描画装置を用い、１）ブランクの載置角度を描画方向０度にしての重ね描画用マークの描画工程、２）現像しマークを形成する工程、３）ブランクへのレジスト塗布工程、４）ブランク載置角度を描画方向０度にし１／２エネルギー量でのメインパターン描画工程、５）ブランクを取り出し９０度回転させて再びセットし、載置角度を描画方向９０度にし、描画データに９０度のローテーション変換した描画データを用い、上記マークにてレジストレーションを行い、１／２エネルギー量でのメインパターンの重ね描画工程を具備する。
【選択図】図２

Description

本発明は、フォトマスクの描画方法に関するものであり、特に、電子線描画装置を用いてフォトマスクを製造する際に、帯状ムラ、筋状ムラの発生を低減させて製造することのできるフォトマスクの描画方法に関する。

電子線描画装置は、フォトマスクを描画する描画装置の主流として広く用いられている。通常のフォトマスクの描画工程においては、描画装置のローダ部にセットされたブランクは、ステージに搬送されステージ上の定位置に一定の方向で載置される。
この一定の方向で載置されたブランクに対する描画原点の位置は、固定されたものとなっている。また、このブランクに対するビーム走査の方向、及びステージの連続移動の方向も固定されたものとなっている。ステージ上に載置されたブランクには、この状態ですべてのパターンの描画が行われる。

このようにして、通常の描画工程によって製造されたフォトマスクには、帯状ムラ、筋状ムラといったムラが発生することがある。
帯状ムラは、フォトマスクの面内にて、帯状の明暗として肉眼で観視されるものであり、例えば、巾１ｍｍ程度の暗い、濃い様相の帯状部、及びこれに対する明るい、薄い様相の帯状部の組み合わせである。
この帯状ムラは、フォトマスクの面内の全面に、或いは一部に発生し、また、本数は面内に複数本、方向は面内の縦方向、或いは横方向といった具合に多様な状態で発生する。

この暗い帯状部のパターン寸法と、明るい帯状部の、該暗い帯状部のパターンと同一パターンのパターン寸法を寸法測定器を用いて測定してみると、その寸法差は１０〜２０ｎｍ以上である。

帯状ムラの発生は、上記のように多様な状態のものであるが、帯状ムラが発生する要因は、前記ブランクの一定の方向での載置、描画原点、ビーム走査の方向、及びステージの連続移動の方向の固定といった状態での描画において、ビーム走査の不均一、ステージの連続移動の不均一といったバラツキに起因するものと思われる。しかし、このバラツキはランダムなバラツキではなく、描画装置に固有な固定化した傾向があるものと思われている。
すなわち、帯状ムラは、パターン寸法精度の低下によるものであり、主に、描画装置の要因とすると、例えば、レンズ収差によるものと推量されている。

また、筋状ムラは、フォトマスクの面内にて、見方によって明るく見えたり、暗く見えたりする筋状線として肉眼で観視されるものである。この筋状ムラは、フォトマスクの面内の全面に、或いは一部に発生し、また、本数は面内に複数本、方向は面内の縦方向、或いは横方向といった具合に多様な状態で発生する。
この筋近傍のパターン位置を座標測定機にて測定してみると、パターン位置精度には１０〜２０ｎｍ程度の位置ずれがみられる。

筋状ムラは、パターンの描画位置精度の悪化に起因するものと思われる。しかし、このバラツキはランダムなバラツキではなく、描画装置に固有な固定化した傾向があるものと思われている。
すなわち、筋状ムラは、パターン位置精度の低下による場合が多く、主に、描画装置の要因とすると、例えば、描画の打ち込み位置補正の不具合によるものと推量されている。

上記帯状ムラ、或いは筋状ムラが発生したフォトマスクを用いて、ＣＣＤやＣＭＯＳなどのイーメジセンサーを製造すると、フォトマスク上で観視された帯状ムラ、或いは筋状ムラと同様なムラがイーメジセンサー上にも現れ、撮像された画像の表示品位を損なうこととなり大きな問題となっている。
また、同様に帯状ムラ、或いは筋状ムラが発生したフォトマスクを用いて、液晶表示装置用カラーフィルタを製造すると、同様なムラが液晶表示装置にも現れ、再現された画像の表示品位を損なうこととなり大きな問題となっている。
特開平１−２２０８２５号公報 特開平１１−６７６３３号公報

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、ブランクがステージ上の定位置に一定の方向で載置され、ブランクに対する描画原点の位置、ビーム走査の方向、及びステージの連続移動の方向が固定された描画装置を用いてフォトマスクを製造する際に、帯状ムラ、筋状ムラの発生を低減させて製造することのできるフォトマスクの描画方法を提供することを課題とするものである。

本発明は、ステージ回転機能を備えていない電子線描画装置を用いたフォトマスクの描画方法において、
１）ステージ上における、レジストが塗布されたブランクの載置角度を描画方向０度にして、重ね描画用のマークのみを描画（第一描画）する工程、
２）該マークのみが描画されたブランクを取り出し、現像処理等を施し該マークのみをブランクに形成する工程、
３）該マークのみが形成されたブランクにレジストを塗布する工程、
４）ステージ上における、レジストが塗布された該ブランクの載置角度を描画方向０度にして、１／２のエネルギー量でメインパターンを描画（第二描画）する工程、
５）該メインパターンが描画されたブランクを取り出し、該ブランクを９０度回転させて再びローダ部にセットし、ステージ上における、該ブランクの載置角度を描画方向９０度にして、前記メインパターンの描画（第二描画）に用いた描画データに９０度のローテーションをかけて変換した描画データを用い、前記重ね描画用のマークにてレジストレーションを行い、１／２のエネルギー量でメインパターンを重ね描画（第三描画）する工程、を具備することを特徴とするフォトマスクの描画方法である。

また、本発明は、ステージ回転機能を備えた電子線描画装置を用いたフォトマスクの描画方法において、
１）ステージ上における、レジストが塗布されたブランクの載置角度を描画方向０度にして、１／２のエネルギー量でメインパターンを描画（第一描画）する工程、
２）ステージを９０度回転させて、該ブランクの載置角度を描画方向９０度にする工程、３）該ブランクに、前記メインパターンの描画（第一描画）に用いた描画データに９０度のローテーションをかけて変換した描画データを用い、１／２のエネルギー量でメインパターンを重ね描画（第二描画）する工程、
を具備することを特徴とするフォトマスクの描画方法である。

本発明は、１）ブランクの載置角度を描画方向０度にして、重ね描画用のマークを描画
（第一描画）する工程、２）該ブランクに現像処理等を施しマークを形成する工程、３）該ブランクにレジストを塗布する工程、４）レジストが塗布された該ブランクの載置角度を描画方向０度にして、１／２のエネルギー量でメインパターンを描画（第二描画）する工程、５）該ブランクを取り出し、９０度回転させて再びローダ部にセットし、該ブランクの載置角度を描画方向９０度にして、前記第二描画に用いた描画データに９０度のローテーションをかけて変換した描画データを用い、前記重ね描画用のマークにてレジストレーションを行い、１／２のエネルギー量でメインパターンを重ね描画（第三描画）する工程を具備する描画方法であるので、ステージ回転機能を備えていない電子線描画装置を用いてフォトマスクを描画しても、帯状ムラ、筋状ムラの発生を低減させて製造することのできるフォトマスクの描画方法となる。

また、本発明は、１）ブランクの載置角度を描画方向０度にして、１／２のエネルギー量でメインパターンを描画（第一描画）する工程、２）ステージを９０度回転させて、該ブランクの載置角度を描画方向９０度にする工程、３）該ブランクに、前記メインパターンの描画（第一描画）に用いた描画データに９０度のローテーションをかけて変換した描画データを用い、１／２のエネルギー量でメインパターンを重ね描画（第二描画）する工程を具備する描画方法であるので、ステージ回転機能を備えた電子線描画装置を用いてフォトマスクを描画した際に帯状ムラ、筋状ムラの発生を低減させて製造することのできるフォトマスクの描画方法となる。

従って、本発明によるフォトマスクの描画方法によって製造されたフォトマスクを用いることにより、ＣＣＤやＣＭＯＳなどのイーメジセンサーにおいて帯状ムラ、或いは筋状ムラと同様なムラがイーメジセンサー上にも現れ、撮像された画像の表示品位を損なうことが抑制される。
また、同様に液晶表示装置においても、同様なムラが液晶表示装置にも現れ、再現された画像の表示品位を損なうことが抑制される。

以下に本発明によるフォトマスクの描画方法を、その一実施の形態に基づいて詳細に説明する。

図１及び図２は、本発明によるフォトマスクの描画方法における請求項１に係わる発明の一実施例を示す平面図である。図１に示すブランク（１０）は、ステージ上に、その載置角度を描画方向０度にして載置された状態のものである。

このブランク（１０）は、既に、重ね描画用のマーク（１２）が形成され、続いてレジストが塗布されたブランクであり、メインパターンが描画（第二描画）される状態のものである。
メインパターンの描画（第二描画）は、描画原点（Ａ）から開始され、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３〜Ｌｎとライン状に順次に描画されメインパターンの領域（１１ａ）の全域が描画される。

ビーム走査は、図１中、左方の上下矢印で示すように、図１の上下方向に一定巾で描画中は常に走査しており、図１中、下方の白太矢印で示すように、左方向へのステージの連続移動によって、（→）印で示すように、（Ｌ１）で示す部分の左端（描画原点（Ａ））から右端へと描画される。
（Ｌ１）で示す部分の右端において、図１中、右方の白太矢印で示す下方向へのステージのビーム１ライン分の移動、及び図１中、下方の白太矢印で示すように、右方向へのステージの連続移動によって、（←）印で示すように、（Ｌ２）で示す部分が右端から左端へと描画される。
同様にして、Ｌ３〜Ｌｎの描画が行われメインパターンの領域（１１ａ）の全域が描画される。尚、このメインパターンの描画（第二描画）は、パターンの描画に要するエネルギー量の１／２のエネルギー量で行われる。

図２に示すブランク（１０）は、第二描画後のブランクであり、ステージ上で、その載置角度を描画方向９０度にして載置された状態のものである。
メインパターンの描画（第二描画）後に、ブランクは一旦、描画装置から取り出される。取り出されたブランクは、その描画面を９０度回転させて、再びローダ部にセットされる。ローダ部にセットされたブランクは、ステージに搬送されステージ上では、その載置角度を描画方向９０度にして載置されたものとなる。

次のメインパターンの描画（第三描画）は、描画原点（Ａ）から開始され、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３〜Ｍｎへと、上記第二描画におけるＬ１、Ｌ２、Ｌ３〜Ｌｎとは９０度の交叉をしたライン状に順次に描画され、第二描画が行われたメインパターンの領域（１１ｂ）の全域に重ね描画される。
ビーム走査の方向、ステージの連続移動の方向は、上記第二描画の場合と同様である。

この際の描画データは、上記メインパターンの描画（第二描画）に用いた描画データに９０度のローテーションをかけて変換した描画データを用いる。また、このメインパターンの描画（第三描画）は、重ね描画であり、前記重ね描画用のマークによって、第二描画のメインパターンと第三描画のメインパターンのレジストレーションを行う。

また、このメインパターンの描画（第三描画）は、パターンの描画に要するエネルギー量の１／２のエネルギー量で行われる。

このようにして、１枚のブランク上にメインパターンを描画するに際し、描画方向０度にした１／２のエネルギー量の描画と、描画方向９０度にした１／２のエネルギー量の描画とに２分割した重ね描画を行うことにより、描画装置に固有な固定化した傾向のバラツキを、フォトマスクの面内にて９０度回転した状態に分散することができるものとなる。すなわち、帯状ムラ、筋状ムラといったムラの現出を抑制することができる。

図３及び図４は、請求項２に係わる発明の一例を示す平面図である。図３に示すブランク（２０）は、回転機能を備えたステージ上に、その載置角度を描画方向０度にして載置された状態のものである。
このブランク（２０）は、レジストが塗布されたブランクであり、メインパターンが描画（第一描画）される状態のものである。

メインパターンの描画（第一描画）は、描画原点（Ａ）から開始され、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３〜Ｌｎとライン状に順次に描画されメインパターンの領域（２１ａ）の全域が描画される。
ビーム走査の方向、ステージの連続移動の方向は、請求項１に係わる発明の際と同様である。また、このメインパターンの描画（第一描画）は、パターンの描画に要するエネルギー量の１／２のエネルギー量で行われる。

図４に示すブランク（２０）は、第一描画後のブランクであり、ステージ上で、その載置角度を描画方向９０度にして載置された状態のものである。
メインパターンの描画（第一描画）後に、ステージはブランクを載置したまま９０度回転される。この９０度回転によって、ブランクは、その載置角度を描画方向９０度にしたものとなる。

次のメインパターンの描画（第二描画）は、描画原点（Ａ）から開始され、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３〜Ｍｎへと、上記第一描画におけるＬ１、Ｌ２、Ｌ３〜Ｌｎとは９０度の交叉をしたライン状に順次に描画され、第一描画が行われたメインパターンの領域（２１ｂ）の全域に重ね描画される。
ビーム走査の方向、ステージの連続移動の方向は、上記第一描画の場合と同様である。

この際の描画データは、上記メインパターンの描画（第一描画）に用いた描画データに９０度のローテーションをかけて変換した描画データを用いる。また、このメインパターンの描画（第二描画）は、パターンの描画に要するエネルギー量の１／２のエネルギー量で行われる。

このようにして、１枚のブランク上にメインパターンを描画するに際し、描画方向０度にした１／２のエネルギー量の描画と、描画方向９０度にした１／２のエネルギー量の描画とに２分割した重ね描画を行うことにより、描画装置に固有な固定化した傾向のバラツキを、フォトマスクの面内にて９０度回転した状態に分散することができるものとなる。すなわち、帯状ムラ、筋状ムラといったムラの現出を抑制することができる。

本発明によるフォトマスクの描画方法における請求項１に係わる発明の一実施例を示す平面図である。 本発明によるフォトマスクの描画方法における請求項１に係わる発明の一実施例を示す平面図である。 ブランクの載置角度を描画方向０度にして載置された状態の、請求項２に係わる発明の一例を示す平面図である。 ブランクの載置角度を描画方向９０度にして載置された状態の、請求項２に係わる発明の一例を示す平面図である。

符号の説明

１０、２０・・・ブランク
１１ａ、２１ａ・・・メインパターンの領域
１１ｂ・・・第二描画が行われたメインパターンの領域
１２・・・重ね描画用のマーク
２１ｂ・・・第一描画が行われたメインパターンの領域
Ａ・・・描画原点
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３〜Ｌｎ・・・ライン状の描画
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３〜Ｍｎ・・・Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３〜Ｌｎに９０度交叉したライン状の描画

Claims (2)

1. ステージ回転機能を備えていない電子線描画装置を用いたフォトマスクの描画方法において、
   １）ステージ上における、レジストが塗布されたブランクの載置角度を描画方向０度にして、重ね描画用のマークのみを描画（第一描画）する工程、
   ２）該マークのみが描画されたブランクを取り出し、現像処理等を施し該マークのみをブランクに形成する工程、
   ３）該マークのみが形成されたブランクにレジストを塗布する工程、
   ４）ステージ上における、レジストが塗布された該ブランクの載置角度を描画方向０度にして、１／２のエネルギー量でメインパターンを描画（第二描画）する工程、
   ５）該メインパターンが描画されたブランクを取り出し、該ブランクを９０度回転させて再びローダ部にセットし、ステージ上における、該ブランクの載置角度を描画方向９０度にして、前記メインパターンの描画（第二描画）に用いた描画データに９０度のローテーションをかけて変換した描画データを用い、前記重ね描画用のマークにてレジストレーションを行い、１／２のエネルギー量でメインパターンを重ね描画（第三描画）する工程、を具備することを特徴とするフォトマスクの描画方法。
2. ステージ回転機能を備えた電子線描画装置を用いたフォトマスクの描画方法において、１）ステージ上における、レジストが塗布されたブランクの載置角度を描画方向０度にして、１／２のエネルギー量でメインパターンを描画（第一描画）する工程、
   ２）ステージを９０度回転させて、該ブランクの載置角度を描画方向９０度にする工程、３）該ブランクに、前記メインパターンの描画（第一描画）に用いた描画データに９０度のローテーションをかけて変換した描画データを用い、１／２のエネルギー量でメインパターンを重ね描画（第二描画）する工程、
   を具備することを特徴とするフォトマスクの描画方法。

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