JP2006030510A - Distributed density mask - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板上に３次元構造の感光性材料パターンを形成するために使用する３次元形状作成用の濃度分布マスクに関する。 The present invention relates to a density distribution mask for creating a three-dimensional shape used for forming a photosensitive material pattern having a three-dimensional structure on a substrate.
３次元形状作成用濃度分布マスクを用いた露光により基板上に三次元構造の感光性材料パターンを形成し、その感光性材料パターンを基板に彫り写すことにより３次元構造の表面形状をもつ物品を製造する方法があり、濃度分布マスク及びその製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
この濃度分布マスクを用いて製造される３次元構造の表面形状をもつ物品としては、透過又は反射の微小光学素子などの光学分野、半導体装置製造工程で使用される位相シフトマスクを含むマスク製作（修正を含む）分野、微小な３次元構造を製作するマイクロマシニング分野、ＦＥＤ（フィールド・エミッション・ディスプレー）、ＰＤＰ（プラズマ・ディスプレー・パネル）等の画像表示装置の分野、微少光学素子例えば固体撮像素子の各受光素子に対応して形成されるマイクロレンズの形成分野などがある。
An article having a three-dimensional surface shape is formed by forming a photosensitive material pattern having a three-dimensional structure on a substrate by exposure using a density distribution mask for creating a three-dimensional shape, and engraving the photosensitive material pattern on the substrate. There is a manufacturing method, and a density distribution mask and a manufacturing method thereof have been proposed (for example, see Patent Document 1).
As an article having a three-dimensional surface shape manufactured using this concentration distribution mask, a mask including a phase shift mask used in the optical field such as a transmission or reflection micro-optical element and a semiconductor device manufacturing process ( Field of image display devices such as FED (field emission display) and PDP (plasma display panel), micro optical elements such as solid-state imaging devices There is a field of forming microlenses formed corresponding to each light receiving element.
上記、特開２００２−２４４２７３号公報によれば、３次元形状の工程や傾斜面は、露光マスクの濃淡（光透過率１００％から０％の間の任意の濃度）と中間階調の連続的な変化により、露光光の透過率を変化させることにより実現している。
具体的には、濃度分布マスクの露光に使用される領域は適当な形状および大きさの単位セルにより隙間なく分割されており、その単位セル内に円形の遮光膜（ドット）を段階的に大きさを変えて形成し、所定の透過量（濃度）を得ている。
円形の遮光膜（ドット）の大きさが段階的に変化するものであっても、単位セルが充分に小さければ、例えば露光装置の解像度よりも単位セルの大きさが小さければ、結果として露光〜現像により得られるパターンは連続的な変化の３次元形状となる。
Specifically, the area used for exposure of the density distribution mask is divided without gaps by unit cells having an appropriate shape and size, and a circular light-shielding film (dot) is gradually increased in each unit cell. A predetermined amount of transmission (density) is obtained by changing the thickness.
Even if the size of the circular light shielding film (dot) changes stepwise, if the unit cell is sufficiently small, for example, if the size of the unit cell is smaller than the resolution of the exposure apparatus, the exposure will result. The pattern obtained by development becomes a three-dimensional shape with continuous changes.
上記のような濃度分布マスクを、電子ビーム描画装置にて作画することを想定すると、まず、円形パターンというものは、電子ビーム露光装置では描きにくく、描けないことはないが、描画するのに多量のデータ量が必要になる。さらに言えば、円形の遮光膜パターンを各々の単位セルの中央に描画する必要があるが、その位置すなわちアドレスを指定するデータ量も膨大なものになる。
このようなデータ量の多い描画は、電子ビーム露光装置には負担であり、描画に要する時間が長くなり、スループットが低下し、生産効率が低下するという問題を有している。
Assuming that the density distribution mask as described above is drawn with an electron beam lithography apparatus, a circular pattern is difficult to draw with an electron beam exposure apparatus and cannot be drawn. The amount of data is required. Furthermore, although it is necessary to draw a circular light-shielding film pattern at the center of each unit cell, the amount of data for specifying the position, that is, the address, becomes enormous.
Drawing with such a large amount of data is a burden on the electron beam exposure apparatus, and has a problem that the time required for drawing becomes long, throughput is lowered, and production efficiency is lowered.
本発明は、上記問題点に鑑み考案されたもので、電子ビーム描画装置にてパターン描画する際描画のためのデータ量を少なく、描画時間を短くできる生産効率の良い濃度分布マスクを提供することを目的とする。 The present invention has been devised in view of the above problems, and provides a concentration distribution mask with high production efficiency that can reduce the amount of data for drawing when drawing a pattern with an electron beam drawing apparatus and shorten the drawing time. With the goal.
本発明において上記課題を解決するために、まず請求項１においては、基板上に三次元構造の感光性パターンを形成するためのフォトリソ工程で使用する濃度分布マスクにおいて、露光に使用される領域は、多角形の単位セルにより隙間なく分割されており、該単位セルは、さらに複数個の区画に等分割され、この複数個の区画についてひとつずつ単位遮
光膜（透過率≒０％）を増やしていくことにより、各単位セルの光透過率を段階的に変化させ、単位セル全体として所望の光透過量に設定したことを特徴とする濃度分布マスクとしたものである。
In order to solve the above-described problems in the present invention, first, in
また、請求項２においては、前記単位セルの形状が矩形であることを特徴とする請求項１に記載の濃度分布マスクとしたものである。
The density distribution mask according to
また、請求項３においては、前記単位セルの形状が正方形であることを特徴とする請求項１に記載の濃度分布マスクとしたものである。
The density distribution mask according to
また、請求項４においては、前記単位セルを複数に分割する区画の数が４〜３６であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の濃度分布マスクとしたものである。
The density distribution mask according to any one of
本発明が提供する濃度分布マスクは、前記単位セル及び区画の形状が、多角形であるので、単位セルの区画にあわせて、描画グリッドを設定することで作画の高速化及び作画データの軽量化ができ、電子ビーム描画装置でパターン描画する際の描画のためのデータ量を少なく、作画時間を短縮できるので、生産効率の良い濃度分布マスクを提供できる。
また、単位セル内の区画の大きさをマスクのパターン解像限界以下に設定することで、マスク上の解像限界を気にせずパターン設計が可能となる。
さらにまた、表現したい中間調にあわせて、決められた単位区画を単位セル内に配置することで設計でき、直感的なパターン設計が可能となる。
In the density distribution mask provided by the present invention, since the shape of the unit cell and the section is a polygon, the drawing grid is set in accordance with the section of the unit cell, thereby speeding up the drawing and reducing the weight of the drawing data. Since the amount of data for drawing at the time of pattern drawing with an electron beam drawing apparatus can be reduced and the drawing time can be shortened, a density distribution mask with high production efficiency can be provided.
Further, by setting the size of the section in the unit cell to be equal to or less than the pattern resolution limit of the mask, it is possible to design a pattern without worrying about the resolution limit on the mask.
Furthermore, it is possible to design by arranging a predetermined unit section in a unit cell in accordance with a halftone to be expressed, and an intuitive pattern design is possible.
通常レチクル等のフォトマスクは開口部と遮光部とで光強度を０、または１として表現してマスクパターンを形成している。
これに対し、本発明の濃度分布マスクは、転写持の波長や照明条件から解像しないようなパターンを作成することで光強度の階調を表現しようとするものである。
このことから、本発明の濃度分布マスクは、基板に対する露光が１／４〜１／１０に縮小投影露光するレチクルマスクであることが多い。むろん、１対１露光のフォトマスクでも構わない。
Usually, a photomask such as a reticle forms a mask pattern by expressing the light intensity as 0 or 1 at the opening and the light shielding portion.
On the other hand, the density distribution mask of the present invention intends to express the gradation of the light intensity by creating a pattern that does not resolve from the wavelength of transfer and the illumination conditions.
For this reason, the density distribution mask of the present invention is often a reticle mask that performs projection exposure by reducing the exposure of the substrate to 1/4 to 1/10. Of course, a one-to-one exposure photomask may be used.
請求項１に係る本発明の濃度分布マスクは、露光に使用されるパターン領域は、多角形の単位セルにより隙間なく分割されており、該単位セルは、さらに複数個の区画に等分割され、この複数個の区画についてひとつずつ単位遮光膜（透過率≒０％）を増やしていくことにより、各単位セルの光透過率を段階的に変化させ、単位セル全体として所望の光透過量に設定するものである。
ここで、単位遮光膜（透過率≒０％）とは、区画に付与する単位遮光膜の透過率が限りなく０％に近い状態を指す。
図１（ａ）に、パターン領域を構成する単位セルを９分割した単位セルＡの事例を、図１（ｂ）〜（ｋ）に、単位セルＡに区画単位で単位遮光膜（透過率≒０％）を付与し、単位セルＡに階調表現を施した事例を説明する。
ここで、階調とは、画像などの濃度変化の視知覚的な評価であり、「中間階調」は単位セル内の区画の面積や区画の組合わせなどで得られるより細かな光学濃度変化を意味している。また、「中間透過率」は、物理的な光透過率を意味しており、透過率が０％と１００％の間にあることを意味している。
In the density distribution mask of the present invention according to
Here, the unit light-shielding film (transmittance≈0%) refers to a state where the transmittance of the unit light-shielding film to be applied to the partition is as close to 0% as possible.
FIG. 1A shows an example of a unit cell A obtained by dividing a unit cell constituting a pattern area into nine, and FIGS. 1B to 1K show unit light shielding films (transmittance≈ 0%) is given, and a case where gradation expression is applied to the unit cell A will be described.
Here, the gradation is a visual perceptual evaluation of the density change of an image or the like, and the “intermediate gradation” is a finer optical density change obtained by the area of the section in the unit cell or the combination of the sections. Means. “Intermediate transmittance” means physical light transmittance, and means that the transmittance is between 0% and 100%.
単位セルＡは、図１（ａ）に示すように区画ａ1〜区画ａ9として９分割されており、このセルＡに区画処理を施すと図１（ｂ）〜図１（ｋ）のようになり、１０階調を表現した
ことになる。
図１（ｂ）は、区画ａ1〜区画ａ9に区画処理（区画に単位遮光膜（透過率≒０％）を付与すること）を施していない状態で、セルＡの階調は０とする。図１（ｃ）は、区画ａ5に単位遮光膜（透過率≒０％）を付与したもので、セルＡの階調は１とする。図１（ｄ）は、区画ａ2及び区画ａ8に単位遮光膜（透過率≒０％）を付与したもので、セルＡの階調は２とする。図１（ｅ）は、区画ａ2、区画ａ5及び区画ａ8に単位遮光膜（透過率≒０％）を付与したもので、セルＡの階調は３とする。図１（ｆ）は、区画ａ1、区画ａ3、区画ａ7及び区画ａ9に単位遮光膜（透過率≒０％）を付与したもので、セルＡの階調は４とする。図１（ｇ）は、区画ａ2、区画ａ4、区画ａ5、区画ａ6及び区画ａ8に単位遮光膜（透過率≒０）を付与したもので、セルＡの階調は５とする。図１（ｈ）は、区画ａ1、区画ａ4、区画ａ7、区画ａ3、区画ａ6及び区画ａ9に単位遮光膜（透過率≒０）を付与したもので、セルＡの階調は６とする。図１（ｉ）は、区画ａ1、区画ａ4、区画ａ7、区画ａ5、区画ａ3、区画ａ6及び区画ａ9に単位遮光膜（透過率≒０）を付与したもので、セルＡの階調は７とする。図１（ｊ）は、区画ａ5を除く全区画に単位遮光膜（透過率≒０）を付与したもので、セルＡの階調は８とする。図１（ｋ）は、全区画に単位遮光膜（透過率≒０）を付与したもので、セルＡの階調は９とする。
このように、単位セルの単位区画にひとつずつ単位遮光膜（透過率≒０）を増やしていくことにより、各単位セルの光透過率を段階的に変化させ、階調表現を行うもので、ここでは１０階調を表現したことになる。
このように、単位セルの単位区画にひとつずつ単位遮光膜（透過率≒０）を増やし、かつ、付与する位置を決めていく方式は、位置データも簡略化できる。
The unit cell A is divided into nine as a section a 1 to a section a 9 as shown in FIG. 1A, and when the cell A is subjected to the partition processing, as shown in FIG. 1B to FIG. 1K. Thus, 10 gradations are expressed.
In FIG. 1B, the gradation of the cell A is 0 in a state where the partition a 1 to the partition a 9 are not subjected to partition processing (a unit light shielding film (transmittance≈0%) is applied to the partition). To do. In FIG. 1C, the unit a light shielding film (transmittance≈0%) is added to the section a 5 , and the gradation of the cell A is 1. In FIG. 1D, the unit a light shielding film (transmittance≈0%) is added to the section a 2 and the section a 8 , and the gradation of the cell A is 2. In FIG. 1E, the unit a light shielding film (transmittance≈0%) is added to the section a 2 , the section a 5 and the section a 8 , and the gradation of the cell A is 3. In FIG. 1F, the unit a light shielding film (transmittance ≈ 0%) is added to the section a 1 , the section a 3 , the section a 7 and the section a 9 , and the gradation of the cell A is 4. FIG. 1G shows a case where a unit light-shielding film (transmittance≈0) is added to the section a 2 , the section a 4 , the section a 5 , the section a 6 and the section a 8 , and the gradation of the cell A is 5 To do. FIG. 1 (h) shows a case where a unit light-shielding film (transmittance≈0) is added to the section a 1 , section a 4 , section a 7 , section a 3 , section a 6 and section a 9. The key is 6. In FIG. 1 (i), a unit light-shielding film (transmittance ≈ 0) is added to the section a 1 , the section a 4 , the section a 7 , the section a 5 , the section a 3 , the section a 6 and the section a 9 . The gradation of cell A is 7. Figure 1 (j) is obtained by applying the entire compartment unit light shielding film (transmittance ≒ 0), except for sections a 5, the gradation of the cell A is 8. In FIG. 1 (k), a unit light-shielding film (transmittance≈0) is added to all sections, and the gradation of cell A is 9.
In this way, by increasing the unit light-shielding film (transmittance ≈ 0) one by one in the unit section of the unit cell, the light transmittance of each unit cell is changed in stages, and gradation expression is performed. Here, 10 gradations are expressed.
Thus, the method of increasing the unit light shielding film (transmittance≈0) one by one in the unit section of the unit cell and determining the position to be applied can also simplify the position data.
単位セルの形状は、多角形であれば、いずれの形状でも構わないが、単位セルを単位区画に分割後の電子ビーム描画の描画効率を考慮すると、正方形もしくは矩形形状が好ましい。
図２（ａ）〜（ｅ）に、正方形状の単位セルＡを単位区画にした分割事例を示す。
図２（ａ）は、単位セルＡを４区画分割、図２（ｂ）は、単位セルＡを９区画分割、図２（ｃ）は、単位セルＡを１６区画分割、図２（ｄ）は、単位セルＡを２５区画分割、図２（ｅ）は、単位セルＡを３６区画分割した事例である。
単位セルＡの分割区画数は、２個以上であればいずれの区画数でも構わないが、電子ビーム描画の描画効率及び階調表現性を考慮すると、４〜３６の区画数が好ましい。
The shape of the unit cell may be any shape as long as it is polygonal. However, in consideration of the drawing efficiency of electron beam drawing after dividing the unit cell into unit sections, a square or rectangular shape is preferable.
2A to 2E show division examples in which the unit cell A having a square shape is used as a unit section.
2A shows unit cell A divided into four sections, FIG. 2B shows unit cell A divided into nine sections, FIG. 2C shows unit cell A divided into sixteen sections, FIG. FIG. 2E shows an example in which the unit cell A is divided into 25 sections, and FIG.
The number of divisions of the unit cell A may be any number as long as it is 2 or more, but the number of divisions of 4 to 36 is preferable in consideration of the drawing efficiency and gradation expression of electron beam drawing.
本発明の濃度分布マスクは、転写時の波長や照明条件から解像しないようなパターンを作成することで光強度の階調を表現するための単位セル及び区画サイズの設定基準について説明する。
図３に示すような１辺の長さがＳLの正方形の単位セルＡが２個配置された場合の事例について説明する。この配置例は、単位遮光膜（透過率≒０）が付与された区画の距離Ｌが一番遠い関係になる配置を選定したもので、この距離が解像限界より小さければ、解像しないことになり、本発明の濃度分布マスクの単位セル及び区画サイズの限界値が得られることになる。
ここで、本発明の濃度分布マスクとして５倍のレチクルマスクを使用し、露光波長：３６５ｎｍ、レンズ開口率（ＮＡ）：０．６３、解像度係数（Ｋ１）０．６の露光装置を使用した場合の濃度分布マスクとしてのパターン領域の単位セル及び区画のサイズ限界値について説明する。
ウエハー上での解像度Ｒは、Ｒ＝０．６×０．３６５／０．６３＝０．３４８μｍ、
レチクルマスク上での解像度ＭRは、ＭR＝０．３４８×５＝１．７４μｍ、
レチクルマスク上でのパターン解像度限界ＭLは、ＭL＝１．７４／２＝０．８７μｍとなる。
ここで、単位遮光膜（透過率≒０）が付与された区画間の距離Ｌを求めれば、上記解像度限界より、単位セルＡの一辺の長さＳLの限界値を求めることができる。
The density distribution mask of the present invention will be described with reference to unit cell and partition size setting criteria for expressing the light intensity gradation by creating a pattern that does not resolve from the wavelength and illumination conditions during transfer.
A case where two square unit cells A each having a side length S L as shown in FIG. 3 are arranged will be described. In this arrangement example, an arrangement is selected in which the distance L of the section provided with the unit light-shielding film (transmittance ≈ 0) is the farthest, and if this distance is smaller than the resolution limit, no resolution is performed. Thus, the limit value of the unit cell and the partition size of the density distribution mask of the present invention is obtained.
Here, a 5 × reticle mask is used as the density distribution mask of the present invention, and an exposure apparatus having an exposure wavelength: 365 nm, a lens aperture ratio (NA): 0.63, and a resolution coefficient (K1) 0.6 is used. The size limit value of the unit cell and section of the pattern area as the density distribution mask will be described.
The resolution R on the wafer is R = 0.6 × 0.365 / 0.63 = 0.348 μm,
The resolution M R on the reticle mask is M R = 0.348 × 5 = 1.74 μm,
The pattern resolution limit M L on the reticle mask is M L = 1.74 / 2 = 0.87 μm.
Here, if the distance L between the sections provided with the unit light-shielding film (transmittance≈0) is obtained, the limit value of the length S L of one side of the unit cell A can be obtained from the resolution limit.
単位セルＡは、１２×１２＝１４４に分割されており、これは電子ビーム描画機の描画方式に依存したもので、１２分割した状態が電子ビーム露光方式のアドレスサイズとの対応が採りやすいためである。
単位セルＡ間の単位遮光膜（透過率≒０）が付与された区画間の距離をＬとすると、
Ｌ＝（（８ＳL／１２）2＋（２ＳL／１２）2）＝（（６４＋４）／１４４）1/2×ＳL
＝（（６８）1/2／１２）×ＳL＝０．６８７ＳLとなる。
この区画間の距離Ｌが上記露光装置のパターン解像度限界ＭL＝１．７４／２＝０．８７μｍより小さければ、ウエハー上ではパターンとして表示されないため、
０．６８７×ＳL＜０．８７μｍから
ＳL＜１．２６６μｍとなる。
この結果から、上記露光装置を用いて、５倍のレチクルマスクを使用した場合、単位セルの一辺の長さＳLを１．２６６μｍ以下、単位セルを９区画に分割した場合の区画の一辺の長さを０．４２２μｍ以下とし、単位セル及び区画をパターン領域に配置し、区画処理（区画に単位遮光膜（透過率≒０％）を付与すること）を施すことで諧調性を有する濃度分布マスクを得ることができる。
The unit cell A is divided into 12 × 12 = 144, which depends on the drawing method of the electron beam drawing machine, and the 12-divided state can easily correspond to the address size of the electron beam exposure method. It is.
When the distance between the sections provided with the unit light-shielding film (transmittance ≈ 0) between the unit cells A is L,
L = ((8S L / 12) 2 + (2S L / 12) 2 ) = ((64 + 4) / 144) 1/2 × S L
= ((68) 1/2 / 12) × S L = 0.687S L.
If the distance L between the sections is smaller than the pattern resolution limit M L = 1.74 / 2 = 0.87 μm of the exposure apparatus, the pattern is not displayed on the wafer.
From 0.687 × S L <0.87 μm to S L <1.266 μm.
From this result, when a 5 times reticle mask is used using the above exposure apparatus, the length S L of one side of the unit cell is 1.266 μm or less, and one side of the section when the unit cell is divided into nine sections. Concentration distribution with gradation by making the length 0.422 μm or less, arranging unit cells and sections in the pattern area, and applying partition processing (applying unit shading film (transmittance ≈ 0%) to the sections) A mask can be obtained.
また、本発明の濃度分布マスクとして４倍のレチクルマスクを使用し、露光波長（Ｋｒｆ線）：２４８ｎｍ、レンズ開口率（ＮＡ）：０．６８、解像度係数（Ｋ１）０．６の露光装置を使用した場合の濃度分布マスクとしての単位セル及び区画の限界値について説明する。
ウエハー上での解像度Ｒは、Ｒ＝０．６×０．２４８／０．６８＝０．２１９μｍ、
レチクルマスク上での解像度ＭRは、ＭR＝０．２１９×４＝０．８７５μｍ、
レチクルマスク上でのパターン解像度限界ＭLは、ＭL＝０．８７５／２＝０．４３８μｍとなる。
上記区間間の距離Ｌ＝０．６８７ＳLがパターン解像度限界ＭL＝０．４３８μｍより小さければ、ウエハー上ではパターンとして表示されないため、
０．６８７×ＳL＜０．４３８μｍから
ＳL＜０．６３７μｍとなる。
この結果から、上記露光装置を用いて、４倍のレチクルマスクを使用した場合、単位セルの一辺の長さＳLを０．６３７μｍ以下、単位セルを９区画に分割した場合の区画の一辺の長さＳLを０．２１２μｍ以下とし、単位セル及び区画をパターン領域に配置し、区画処理（区画に単位遮光膜（透過率≒０％）を付与すること）を施すことで諧調性を有する濃度分布マスクを得ることができる。
Further, an exposure apparatus using a quadruple reticle mask as the density distribution mask of the present invention, having an exposure wavelength (Krf line) of 248 nm, a lens aperture ratio (NA) of 0.68, and a resolution coefficient (K1) of 0.6. The limit value of the unit cell and section as a density distribution mask when used will be described.
The resolution R on the wafer is R = 0.6 × 0.248 / 0.68 = 0.219 μm,
The resolution M R on the reticle mask is M R = 0.219 × 4 = 0.875 μm,
The pattern resolution limit M L on the reticle mask is M L = 0.875 / 2 = 0.438 μm.
If the distance L = 0.687S L between the sections is smaller than the pattern resolution limit M L = 0.438 μm, the pattern is not displayed on the wafer.
From 0.687 × S L <0.438 μm to S L <0.637 μm.
From this result, when a 4 times reticle mask is used using the above exposure apparatus, the length S L of one side of the unit cell is 0.637 μm or less, and one side of the section when the unit cell is divided into nine sections. The length S L is set to 0.212 μm or less, unit cells and sections are arranged in the pattern area, and gradation processing is performed by performing partition processing (providing a unit light-shielding film (transmittance≈0%) to the sections). A density distribution mask can be obtained.
パターン領域を単位セル、区画に分割する事例について説明する。
図４（ａ）は、矩形状のパターン領域を示し、このパターン領域を単位セルに分割した事例を図４(ｂ)−１〜２に示す。図４(ｂ)−１は、パターン領域を正方形状の単位セルＢで６分割、図４(ｂ)−２は、パターン領域を矩形状の単位セルＣで８分割した事例である。図４(ｃ)−１は、単位セルＢを正方形状の区画で１６分割、図４(ｃ)−２は、単位セルＣを矩形状の区画で１２分割した事例である。
An example in which the pattern area is divided into unit cells and sections will be described.
FIG. 4A shows a rectangular pattern area, and examples of dividing the pattern area into unit cells are shown in FIGS. 4B-1 shows an example in which the pattern area is divided into six by the square unit cell B, and FIG. 4B-2 shows an example in which the pattern area is divided into eight by the rectangular unit cell C. FIG. 4C-1 shows an example in which the unit cell B is divided into 16 sections by square sections, and FIG. 4C-2 shows an example in which the unit cell C is divided into 12 sections by rectangular sections.
図５（ａ）は、台形状のパターン領域を示し、図５(ｂ)は、このパターン領域を三角形状の単位セルＤで８分割した事例を、図５(ｃ)は、単位セルＤを三角形状の区画で４分割した事例を、図５(ｄ)は、単位セルＤを三角形状の区画で１６分割した事例をそれぞれ示す。 5A shows a trapezoidal pattern region, FIG. 5B shows an example in which this pattern region is divided into eight unit cells D, and FIG. 5C shows a unit cell D. FIG. 5 (d) shows an example in which the unit cell D is divided into 16 sections by the triangular section.
図６（ａ）は、パターン領域を示し、図６(ｂ)は、このパターン領域を六角形状の単位セルＥで５分割した事例を、図６(ｃ)は、単位セルＥを三角形状の区画で６分割した事例をそれぞれ示す。 6A shows a pattern region, FIG. 6B shows an example in which this pattern region is divided into five by hexagonal unit cells E, and FIG. 6C shows a unit cell E having a triangular shape. Each example is divided into 6 sections.
まず、石英ガラス基板からなる透明基板に酸化窒化クロム膜、クロム膜及び酸化窒化クロム膜からなる低反射クロムブランクスを作成した。
次に、低反射クロムブランクス上に電子線レジスト（日本ゼオン製）をスピンコーターにより塗布し、乾燥して、電子線レジストを形成し、低反射クロムブランクス上に電子線レジストが塗布された電子線レジスト塗布ブランクスを作成した。
First, low reflection chromium blanks made of a chromium oxynitride film, a chromium film, and a chromium oxynitride film were formed on a transparent substrate made of a quartz glass substrate.
Next, an electron beam resist (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) is applied onto the low-reflection chrome blank with a spin coater, dried to form an electron beam resist, and the electron beam resist is applied onto the low-reflection chrome blank. Resist-coated blanks were prepared.
次に、電子ビーム描画装置（ＭＥＢＥＳ５５００）を用いて、パターン描画を行った。露光波長：２４８ｎｍ、レンズ開口率（ＮＡ）：０．６８、解像度係数（Ｋ１）０．６の露光装置で使用するための４×のレチクルマスク用パターンを作成した。
パターン領域を一辺が０．５５μｍの正方形状の単位セルに分割し、さらに、単位セルを一辺が０．１８μｍの正方形状の区画に９分割して、単位セル内の区画毎に区画処理（電子ビーム露光する区画と電子ビーム露光しない区画を設定）して、電子ビーム露光を行った。
さらに、専用の現像液で現像処理を行い、低反射クロムブランクス上にレジストパターンを形成した。
Next, pattern drawing was performed using an electron beam drawing apparatus (MEBES5500). A 4 × reticle mask pattern for use in an exposure apparatus having an exposure wavelength of 248 nm, a lens aperture ratio (NA) of 0.68, and a resolution coefficient (K1) of 0.6 was prepared.
The pattern area is divided into square unit cells having a side of 0.55 μm, and the unit cell is further divided into nine square sections having a side of 0.18 μm. A beam exposure zone and a zone where no electron beam exposure was set were set) to perform electron beam exposure.
Furthermore, development processing was performed with a dedicated developer to form a resist pattern on the low-reflection chrome blanks.
次に、レジストパターンをエッチングマスクにして反応性イオンエッチングにて低反射クロムブランクスをエッチングした。さらに、レジストパターンを剥離液で剥膜、洗浄して、石英ガラス基板からなる透明基板上にパターン領域の一辺が０．５５μｍの正方形状の単位セルと一辺が０．１８μｍの正方形状の区画に分割された濃度分布マスクを得た。 Next, the low-reflection chrome blanks were etched by reactive ion etching using the resist pattern as an etching mask. Further, the resist pattern is stripped with a stripping solution and washed to form a square unit cell having a side of a pattern area of 0.55 μm and a square section having a side of 0.18 μm on a transparent substrate made of a quartz glass substrate. A divided density distribution mask was obtained.
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ……単位セル
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ……区画
Ｌ……区画間の距離
ＳL……単位セルの辺の長さ
ＮＡ……レンズ開口率
Ｋ１……解像度係数
Ｒ……ウエハー上の解像度
ＭR……レチクルマスク上の解像度
ＭL……レチクルマスク上のパターン解像度限界
A, B, C, D, E... Unit cell a, b, c, d, e... Section L... Distance between sections S L .. Side length NA of unit cell. ... Resolution factor R ... Resolution on wafer M R ... Resolution on reticle mask M L ... Pattern resolution limit on reticle mask
Claims (4)
露光に使用される領域は、多角形の単位セルにより隙間なく分割されており、該単位セルは、さらに複数個の区画に等分割され、この複数個の区画についてひとつずつ遮光膜を増やしていくことにより、各単位セルの光透過率を段階的に変化させ、単位セル全体として所望の光透過量に設定したことを特徴とする濃度分布マスク。 In a concentration distribution mask used in a photolithography process for forming a photosensitive pattern having a three-dimensional structure on a substrate,
The area used for exposure is divided by polygonal unit cells without gaps, and the unit cells are further divided equally into a plurality of sections, and the light shielding film is increased one by one in the plurality of sections. Thus, a density distribution mask characterized in that the light transmittance of each unit cell is changed stepwise to set a desired light transmission amount for the entire unit cell.
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