JP2006267312A - Gray scale mask - Google Patents

Gray scale mask Download PDF

Info

Publication number
JP2006267312A
JP2006267312A JP2005082947A JP2005082947A JP2006267312A JP 2006267312 A JP2006267312 A JP 2006267312A JP 2005082947 A JP2005082947 A JP 2005082947A JP 2005082947 A JP2005082947 A JP 2005082947A JP 2006267312 A JP2006267312 A JP 2006267312A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gray scale
pattern
scale mask
pitch
gap
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005082947A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiro Umeda
俊郎 梅田
Hirofumi Kikuchi
広文 菊池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2005082947A priority Critical patent/JP2006267312A/en
Publication of JP2006267312A publication Critical patent/JP2006267312A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gray scale mask wherein a difference (or a ratio) between the maximum transmittance and the minimum transmittance which can be actually obtained can be made larger than that of a conventional gray scale mask. <P>SOLUTION: The difference between a numerical aperture when pitch P is 2.5 μm and a gap G is 0.3 μm and a numerical aperture when the pitch P is 2.5 μm and the gap G is 2.0 μm, for example, is only 57.7%, in the conventional gray scale mask wherein circular patterns are arranged in a squarer shape as shown in (a) and on the other hand, the difference between numerical apertures when pitch P is 2.5 μm and a gap G is 0.3 μm and a numerical aperture when the pitch P is 2.5 μm and the gap G is 2.0 μm can be expanded to 66.6% in this gray scale mask wherein circular patterns are arranged in a hexagonal shape as shown in (b). <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、リソグラフィ工程を使用してマイクロレンズを製造する目的等のために用いられるグレースケールマスクに関するものである。   The present invention relates to a gray scale mask used for the purpose of manufacturing a microlens using a lithography process.

マイクロレンズ(本明細書においてはマイクロレンズアレイを含む)は、フォトリソグラフィ技術を使って製作されている。これらの方法としては、特開平9−008266号公報(特許文献1)に記載されているような方法もあるが、精密なマイクロレンズを製造する方法としては、特表平8−504515号公報(特許文献2)に開示されているような方法が一般的に用いられている。これは、グレースケールマスク(アナログ的とみなせる光透過率の変化を有するマスク)を使用して光学基材の表面に形成されたレジストを感光させ、レジストを現像することによって、グレースケールに応じた形状の、立体的なレジストパターンを形成し、それをマイクロレンズとするか、あるいは前述のように、レンズ形状となったレジストを、さらに光学基材と共にエッチングすることにより、レンズ形状のレジストのパターンを光学基材に転写し、光学基材からなるマイクロレンズを形成するものである。   Microlenses (including microlens arrays in this specification) are fabricated using photolithography techniques. As these methods, there is a method as described in JP-A-9-008266 (Patent Document 1). However, as a method for producing a precise microlens, JP-A-8-504515 ( A method as disclosed in Patent Document 2) is generally used. This is because the resist formed on the surface of the optical substrate is exposed to light using a gray scale mask (a mask having a change in light transmittance that can be regarded as analog), and the resist is developed. Form a three-dimensional resist pattern in the shape and use it as a microlens, or, as described above, further etch the lens-shaped resist together with the optical substrate to form a lens-shaped resist pattern Is transferred to an optical base material to form a microlens made of the optical base material.

このように、露光部分に応じて透過率が実質的にアナログ的に変化するとみなせるようなグレースケールマスクは、例えば、「電気学会論文誌、E,センサ・マイクロマシン準部門誌、128巻No.10,P410-415,(微小クロムパターンを用いたグレイスケールリソグラフィの研究)」(非特許文献3)に記載されているように、所定ピッチで円形のパターンを配列し、目的とする透過率に応じて、円形パターンの大きさを変えることによって形成されている。このようは、パターンとしては、従来は、専ら円形パターンが用いられており、パターンの配列も正方形配列が用いられている。   As described above, for example, a gray scale mask in which the transmittance can be regarded as changing in an analog manner according to the exposed part is described in, for example, “The Institute of Electrical Engineers of Japan, E, Sensor Micromachine Sub-division, Vol. , P410-415, (Research of gray scale lithography using micro chrome pattern) "(Non-Patent Document 3), circular patterns are arranged at a predetermined pitch, and according to the desired transmittance. Thus, it is formed by changing the size of the circular pattern. As described above, conventionally, a circular pattern is exclusively used as the pattern, and a square arrangement is also used as the pattern arrangement.

特開平9−008266号公報JP-A-9-008266 特表平8−504515号公報JP-T 8-504515 電気学会論文誌、E,センサ・マイクロマシン準部門誌、128巻No.10,P410-415,(微小クロムパターンを用いたグレイスケールリソグラフィの研究)IEEJ Transactions, E, Sensor Micromachine Sub-division, Vol.128, No.10, P410-415, (Grayscale Lithography Using Microchrome Patterns)

しかしながら、グレースケールマスクを製造する際に使用されるステッパやアライナの解像度の影響、レジストのγ特性の影響等により、形成できる円形パターンの最小径が限定されると共に、隣り合うパターンとの間隔も限定され、その結果形成できる円形パターンの最大径も限定される。よって、従来の円形パターンとパターンの矩形配列を使用する限り、実現できる最大透過率と最小透過率の差(又は比)に限界があった。   However, the minimum diameter of the circular pattern that can be formed is limited by the influence of the resolution of the stepper and aligner used when manufacturing the gray scale mask, the influence of the γ characteristics of the resist, etc., and the distance between adjacent patterns is also limited. As a result, the maximum diameter of the circular pattern that can be formed is also limited. Therefore, as long as a conventional circular pattern and a rectangular array of patterns are used, there is a limit to the difference (or ratio) between the maximum transmittance and the minimum transmittance that can be realized.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、実現できる最大透過率と最小透過率の差(又は比)を従来のグレースケールマスクより大きくすることが可能なグレースケールマスクを提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a gray scale mask capable of making the difference (or ratio) between the maximum transmittance and the minimum transmittance that can be realized larger than that of a conventional gray scale mask. Is an issue.

前記課題を解決するための第1の手段は、有効領域の全面又はその一部に、矩形パターンを矩形配列して形成されたことを特徴とするグレースケールマスクである。   A first means for solving the above problem is a gray scale mask formed by arranging rectangular patterns in a rectangular pattern on the entire surface or a part of the effective area.

前記課題を解決するための第2の手段は、有効領域の全面又はその一部に、円形パターンを六方配列して形成されたことを特徴とするグレースケールマスクである。   A second means for solving the above-mentioned problem is a gray scale mask characterized in that a circular pattern is formed in a hexagonal arrangement on the entire surface or a part of the effective area.

前記課題を解決するための第3の手段は、有効領域の全面又はその一部に、正六角形パターンを六方配列して形成されたことを特徴とするグレースケールマスクである。   A third means for solving the above problem is a gray scale mask formed by arranging hexagonal hexagonal patterns on the entire surface or a part of the effective area.

本発明によれば、実現できる最大透過率と最小透過率の差(又は比)を従来のグレースケールマスクより大きくすることが可能なグレースケールマスクを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the gray scale mask which can make the difference (or ratio) of the maximum transmittance | permeability which can be implement | achieved larger than a conventional gray scale mask can be provided.

以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図1は、グレースケールマスクに形成されるパターンが円形である場合の、従来例と本発明の実施の形態の1例を比較して示す図である。なお、本実施の形態を含め、以下の実施の形態においては、パターンの部分が孔となり、光を透過するものとして説明する。   Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram comparing a conventional example and an example of an embodiment of the present invention when a pattern formed on a gray scale mask is circular. In the following embodiments including this embodiment, the description will be made assuming that the pattern portion becomes a hole and transmits light.

図1(a)は、従来のパターンの配置方法を示すもので、ピッチP、パターン間のギャップGで、円形パターンを正方配列したものである。図1(b)は、本発明の実施の形態の1例であるパターンの配列方法を示すもので、ピッチP、パターン間のギャップGで、グレースケールに応じて半径が異なる円形パターンを六方配列したものである。   FIG. 1A shows a conventional pattern arrangement method, in which circular patterns are squarely arranged with a pitch P and a gap G between patterns. FIG. 1B shows a pattern arrangement method as an example of an embodiment of the present invention. A circular pattern having a radius P according to a gray scale is arranged in a hexagonal manner with a pitch P and a gap G between patterns. It is a thing.

図1(a)におけるパターン密度(開口率)は、   The pattern density (aperture ratio) in FIG.

Figure 2006267312
Figure 2006267312

と表される。これに対し、図1(b)におけるパターン密度(開口率)は、 It is expressed. On the other hand, the pattern density (aperture ratio) in FIG.

Figure 2006267312
Figure 2006267312

と表される。 It is expressed.

図2(a)は、本発明の実施の形態の他の例であるパターンの配列方法を示すもので、ピッチP、パターン間のギャップGで、グレースケールに応じて一辺の長さが異なる正方形パターンを正方形配列したものである。この場合、グレースケールマスクを製造するステッパの分解能の影響のために、各正方形のパターンの角が円形となる。この円形の半径をRとする。   FIG. 2A shows a pattern arrangement method, which is another example of the embodiment of the present invention, and is a square having a pitch P and a gap G between patterns, each side having a different length depending on the gray scale. The pattern is a square array. In this case, due to the influence of the resolution of the stepper that manufactures the gray scale mask, the corners of each square pattern are circular. Let R be the radius of this circle.

このようなパターンにおけるパターン密度(開口率)は、   The pattern density (aperture ratio) in such a pattern is

Figure 2006267312
Figure 2006267312

となる。 It becomes.

図2(b)は、本発明の実施の形態の1例であるパターンの配列方法を示すもので、ピッチP、パターン間のギャップGで、グレースケールに応じて一辺の長さが異なる正六角形パターンを六方配列したものである。この場合も、グレースケールマスクを製造するステッパの分解能の影響のために、各正六角形のパターンの角が円形となる。この円形の半径をRとする。   FIG. 2B shows a pattern arrangement method which is an example of the embodiment of the present invention, and is a regular hexagon having a pitch P and a gap G between patterns, the length of one side of which varies depending on the gray scale. The pattern is a hexagonal arrangement. Also in this case, due to the influence of the resolution of the stepper that manufactures the gray scale mask, the corners of each regular hexagonal pattern are circular. Let R be the radius of this circle.

このようなパターンにおけるパターン密度(開口率)は、   The pattern density (aperture ratio) in such a pattern is

Figure 2006267312
Figure 2006267312

となる。 It becomes.

一般的なG線ステッパを使用してグレースケールマスクを製造する場合、その分解能の影響で、ギャップGの最小値は0.4μm程度となる。又、角の丸まりの半径Rの最小値は0.3μm程度となる。従って、円形パターンの場合、パターンの最小半径も0.3μm程度となる。ギャップGの最大値を2.0μmとしたとき、従来技術におけるパターン、及び本発明の実施例における各パターンについての、パターン密度(開口率)を(1)〜(4)式に基づいて計算した結果を表1に示す。   When a gray scale mask is manufactured using a general G-line stepper, the minimum value of the gap G is about 0.4 μm due to the influence of the resolution. Further, the minimum value of the radius R of rounded corners is about 0.3 μm. Therefore, in the case of a circular pattern, the minimum radius of the pattern is also about 0.3 μm. When the maximum value of the gap G is 2.0 μm, the pattern density (aperture ratio) for the pattern in the prior art and each pattern in the example of the present invention is calculated based on the equations (1) to (4). Is shown in Table 1.

Figure 2006267312
Figure 2006267312

表1を見ると分かるように、図1(a)に示す従来技術のパターンにおいては、開口率幅(開口率の最大値と最小値の差)が57.7%であるのに対し、本発明の実施の形態においては、図1(b)に示す円形パターンで、66.6%、図2(a)に示す正方形パターンで73.4%、図2(b)に示す正六角形パターンで73.4%と、開口率幅を大きくとることができる。開口率幅が大きければ、グレースケールマスクの階調数を多くすることができ、よりなめらかな濃淡変化が実現できる。又、このようなグレースケールマスクを使用して製造された形状もなめらかで、設計形状により近い形状となる。   As can be seen from Table 1, in the pattern of the prior art shown in FIG. 1A, the aperture ratio width (difference between the maximum value and the minimum value of the aperture ratio) is 57.7%. In the embodiment, the circular pattern shown in FIG. 1B is 66.6%, the square pattern shown in FIG. 2A is 73.4%, and the regular hexagonal pattern shown in FIG. 2B is 73.4%. The width can be increased. If the aperture ratio width is large, it is possible to increase the number of gradations of the gray scale mask, and it is possible to realize a smoother shade change. In addition, the shape manufactured using such a gray scale mask is also smooth and closer to the design shape.

以上の実施の形態においては、パターン部分を光が透過することとしたが、パターン部分で光が遮光される方式のグレースケールマスクでも、同様のことが言えることは言うまでもない。   In the above embodiment, light is transmitted through the pattern portion, but it goes without saying that the same can be said for a gray scale mask in which light is blocked by the pattern portion.

なお、実際のグレースケールマスクにおいては、その有効部分(実際にレジストの露光に使用する部分)の全部を、同一のパターンで形成してもよいし、図1(b)、図2(a)、図2(b)に示すようなパターンを有効部分に混在させてもよい。さらに、有効部分の一部を、図1(a)に示すような従来のパターンで形成してもよい。   In an actual gray scale mask, all of the effective portions (portions actually used for resist exposure) may be formed in the same pattern, or FIG. 1 (b) and FIG. 2 (a). A pattern as shown in FIG. 2B may be mixed in the effective portion. Further, a part of the effective portion may be formed in a conventional pattern as shown in FIG.

なお、グレースケールが急峻に変化する領域には、その他の部分に比べてより開口率幅が大きくとれるパターン及び配列を採用してもよい。又、各パターンのピッチは、必ずしも有効部分の全部について同じである必要はなく、各部において、ピッチを適宜変更するようにしてもよい。   It should be noted that a pattern and arrangement in which the aperture ratio width can be larger than other portions may be employed in the region where the gray scale changes sharply. Further, the pitch of each pattern does not necessarily have to be the same for all the effective portions, and the pitch may be appropriately changed in each portion.

このような、本発明のグレースケールマスクは、通常の球面マイクロレンズ、非球面マイクロレンズレンズの他、シリンドリカルレンズ、フレネルレンズ、回折格子等、フォトリソグラフィを使用して製造される全てのレンズに、適宜適用可能である。   Such a grayscale mask of the present invention is used for all lenses manufactured using photolithography such as a cylindrical lens, a Fresnel lens, a diffraction grating, etc. in addition to a normal spherical microlens and an aspherical microlens lens. Applicable as appropriate.

グレースケールマスクに形成されるパターンが円形である場合の、従来例と本発明の実施の形態の1例を比較して示す図である。It is a figure which compares and shows one example of embodiment of this invention, when a pattern formed in a gray scale mask is circular. 本発明の実施の形態の他の例であるパターンの配列方法を示す図である。It is a figure which shows the arrangement | sequence method of the pattern which is another example of embodiment of this invention.

Claims (3)

有効領域の全面又はその一部に、矩形パターンを矩形配列して形成されたグレースケールマスク。 A gray scale mask formed by arranging rectangular patterns in a rectangular pattern on the whole or part of the effective area. 有効領域の全面又はその一部に、円形パターンを六方配列して形成されたグレースケールマスク。 A gray scale mask formed by arranging hexagonal patterns in a hexagonal pattern on the whole or part of the effective area. 有効領域の全面又はその一部に、正六角形パターンを六方配列して形成されたグレースケールマスク。 A gray scale mask formed by arranging hexagonal patterns in a hexagonal pattern on the whole or part of the effective area.
JP2005082947A 2005-03-23 2005-03-23 Gray scale mask Pending JP2006267312A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005082947A JP2006267312A (en) 2005-03-23 2005-03-23 Gray scale mask

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005082947A JP2006267312A (en) 2005-03-23 2005-03-23 Gray scale mask

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006267312A true JP2006267312A (en) 2006-10-05

Family

ID=37203398

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005082947A Pending JP2006267312A (en) 2005-03-23 2005-03-23 Gray scale mask

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006267312A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120241742A1 (en) * 2009-04-16 2012-09-27 Micron Technology, Inc. Thinned semiconductor components having lasered features and method of fabrication

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120241742A1 (en) * 2009-04-16 2012-09-27 Micron Technology, Inc. Thinned semiconductor components having lasered features and method of fabrication
US8530895B2 (en) * 2009-04-16 2013-09-10 Micron Technology, Inc. Thinned semiconductor components having lasered features and method of fabrication
US8728921B2 (en) 2009-04-16 2014-05-20 Micron Technology, Inc. Method for fabricating semiconductor components having lasered features containing dopants

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10599022B2 (en) Diffuser plate, display device, projection device, and lighting device
CN101384966B (en) Illumination system for a microlithographic projection exposure apparatus
TWI764107B (en) Diffraction light guide plate and eyewear
EP2499539B1 (en) Optimized mask design for fabricating periodic and quasi-periodic patterns
JP2017511504A (en) Focus measurement using scatterometry method
TW200426495A (en) Exposing mask, production method therefor and exposing method
JP2009260344A (en) Method of measuring lithographic projection apparatus
JP6501187B2 (en) Photolithographic illuminators that are telecentric in two directions
CN113557466A (en) Improved self-moire grating design for use in metrology
JP2009175707A (en) Method of producing fine structure
CN102540759B (en) The photoetching light emitting diode of phase shifting mask is used to make
US10642150B2 (en) Photomask and method for manufacturing column spacer for color filter using the same
JP2007256511A (en) Photomask for resist pattern formation and its manufacturing method, and forming method for resist pattern using same photomask
US7655388B2 (en) Mask and method to pattern chromeless phase lithography contact hole
JP2006267312A (en) Gray scale mask
JP5008479B2 (en) Method for forming resist pattern and photomask
TWI552383B (en) Photolithographic method for making a structure in a light-emitting semiconductor component
US8233210B2 (en) Illumination aperture for optical lithography
TW200401953A (en) Photomask
JP2006195252A (en) Manufacturing method of mask substrate and micro lens
JP2005043869A (en) Diffraction optical element, illumination system including the same and semiconductor element manufacturing method utilizing the element
KR20060130235A (en) Light source for photolithography
JP2004012932A5 (en)
CN103293877B (en) Photolithography device and light-transmitting unit adopting quadrupole exposure mode and photolithography method
CN103309174B (en) Adopt the lithographic equipment of bipolar Exposure mode, logical light unit and photoetching method