JP2007298625A

JP2007298625A - 濃度分布マスクの製造方法

Info

Publication number: JP2007298625A
Application number: JP2006125134A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Nakamura; 大亮中村; Keiichi Tomiyama; 圭一冨山; Takao Wada; 孝雄和田
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2006-04-28
Filing date: 2006-04-28
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2026-04-28
Also published as: JP4816924B2

Abstract

【課題】電子ビーム、レーザービーム描画装置で濃度分布マスクを描画する際にデータ量を少なく、描画時間を短く、生産効率を良くした濃度分布マスクの製造方法。
【解決手段】等高線を表す外郭パターンデータの各々と対応したトーンパターンデータとを組み合わせAND 演算にて外郭・トーンパターンデータを複数個作成、トーン・外郭パターンデータの全てをOR演算し濃度分布パターンP4を作成、端切れパターンｐ₀の発生している外郭・トーンパターンP3のドットのみをリサイズ処理して端切れパターンを削除した外郭・トーンパターンP3L を作成、端切れパターンを削除した外郭・トーンパターンデータを含めて全ての外郭・トーンパターンデータをOR演算し端切れパターン削除濃度分布パターンデータD4L を作成、該濃度分布パターンデータD4L にて電子ビーム、レーザー描画装置にて濃度分布マスクパターンを描画する各工程。
【選択図】図２

Description

本発明は、三次元形状の感光性樹脂パターン若しくはその感光性樹脂パターンの複製物を所定の基板表面に彫り写すことにより三次元形状の表面をもつ構造物を製造するために使用する三次元形状の感光性樹脂パターンを形成するためのパターン露光用の濃度分布マスクの製造方法に関する。

例えば、特開２００２−２４４２７３号公報には、濃度分布マスクの技法に関し詳細に開示されている。濃度分布マスクは、このマスクを介して感光性樹脂層にパターン露光、現像を施すことにより、三次元形状の感光性樹脂パターンを形成するためのパターン露光用のマスク、若しくは、この三次元形状の感光性樹脂パターンを介して、この感光性樹脂パターンの下方にある被加工層或いは基板を加工し、所望する三次元形状の表面をもつ構造物を製造するための三次元形状の感光性樹脂パターンを形成するためのパターン露光用のマスクである。

作成する三次元形状の構造物の対象となる製品分野としては、特開２００２−２４４２７３号公報の記述にあるように、位相シフトマスクを含む半導体チップ製造用のフォトマスク分野、マイクロマシニング分野、ＦＥＤ（フィールド・エミッション・ディスプレイ）、ＰＤＰ（プラズマ・ディスプレイ・パネル）、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）液晶ディスプレイ等の画像表示装置の分野、固体撮像素子の各受光素子上に形成されるマイクロレンズ分野等が挙げられている。

濃度分布マスクにおけるある領域の露光パターンを、さらに微細な複数の単位セルを設定して分割し、その各単位セル内に、例えば、円形の遮光膜ドットを設け、単位セルに所定の光透過量、すなわち、透過濃度をもたせている。例えば、露光パターン内の全ての単位セルに同一の大きさの遮光膜ドットを設けることにより、露光パターンを均一な透過濃度をもつ露光パターンとする。或いは、露光パターン内の各単位セルに段階的に大きさを変えた遮光膜ドットを設けることにより、露光パターンを段階的な透過濃度を有する露光パターンとする。

濃度分布マスクの円形の遮光膜ドットの大きさが段階的に変化したものであっても、その各ドット（各単位セル）のピッチが、例えば、その濃度分布マスクを用いて電子ビームやレーザービーム等のビーム露光装置にて面状に露光してパターン露光する際に、ビーム露光装置の解像度としての解像可能な大きさ限界（略ビーム幅、ビーム直径）よりも小さければ、その各ドット又は各単位セルに対する露光装置の解像性能が低いために、その露光装置のビームによるパターン露光により再現される各ドットは鮮鋭に再現されず、よって段階的に透過濃度が変化した階調を有するマスクの機能をもつようになる。すなわち結果として露光、現像により得られる感光性樹脂パターンは連続的な変化をした三次元形状となる。

図６は、前記濃度分布マスクの技法の一例として、特開２００２−２４４２７３号公報に開示されている説明図である。図６は、露光に使用される領域（露光パターン）を示しており、均一な六角形の単位セル（Ｃ）８個が図示されており、各単位セル（Ｃ）内の中央には、円形の遮光膜ドット（Ｄ）が１個づつ設けられている。

８個の単位セル（Ｃ）のうち、直列方向に配置された４個の各単位セル（Ｃ）は、遮光膜ドット（Ｄ）の大きさを４段階に段階的に変化させてあり、そのうち最も大きい遮光膜
ドット（Ｄ）が設けられた単位セル（Ｃ）を中心にその六角形の各辺を囲むように、次に大きい遮光膜ドット（Ｄ）を設けた残りの４個の各単位セル（Ｃ）のうちの２個の単位セル（Ｃ）が配置され、最も大きい遮光膜ドット（Ｄ）を設けた単位セル（Ｃ）を中心にその単位セル（Ｃ）の外側に沿って３段階に段階的に大きさを変化させた単位セルが同心円状に配置された構造となっている。このようにして段階的に透過濃度が変化した、すなわち階調を有するマスクの機能をもつものとなっている。

しかし、このような濃度分布マスクを電子ビーム描画装置にて描画するとなると、遮光膜ドット（Ｄ）の円形を描画するのに多量のデータが必要になる。特に、円周を平滑にする際には分割量が多くなり、さらに多量のデータが必要になる。また、遮光膜ドット（Ｄ）の円形を各々の単位セル（Ｃ）内の中央に描画するので、その位置、すなわち、アドレスを指定するのに多量のデータが必要になる。さらに単位セルにおいては、単位セルの大きさによりパターン形状に制約を受ける。すなわち単位セルの整数倍のパターンしか描画できない。

このようなデータ量の多い描画は、電子ビーム描画装置に負担であり、描画に要する時間が長くなり、スループットの低下、生産効率の悪化となる、すなわち、連続的な変化をした三次元形状の感光性樹脂パターンを形成するための濃度分布マスクを効率よく生産する技術が要望されている。さらに、感光性樹脂層に形成される三次元形状は、時として複雑な三次元形状のものになる。三次元形状が複雑になるほどデータ量は多くなるが、複雑な三次元形状のものでもデータ量を少なく、描画に要する時間を短くして、簡便に生産することが求められている。
特開２００２−２４４２７３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、電子ビーム描画装置で濃度分布マスクを描画する際に、描画のためのデータ量を少なく、従って、描画に要する時間を短くした、生産効率の良い濃度分布マスクの製造方法を提供することを課題とする。
これにより、データ量が更に多い、複雑な三次元形状に対応した濃度分布マスクであっても簡便に生産できるものとなる。

本発明の請求項１に掛かる発明は、基板上に、三次元形状の感光性樹脂パターンを形成するための濃度分布マスクの製造方法において、
１）求める三次元形状の等高線を表す外郭パターン（Ｐ１）用の外郭パターンデータ（Ｄ１）を等高線別に複数個作成する工程と、
２）構成する複数のドットのピッチが均一でドットの大小によりパターンの濃度を表し、各等高線別の外郭パターン内でドットの大きさが均一なトーンパターン（Ｐ２）用のトーンパターンデータ（Ｄ２）を等高線別に対応した濃度をもたせて複数個作成する工程と、
３）上記複数個の外郭パターンデータ（Ｄ１）の各々と、それに対応した各々トーンパターンデータ（Ｄ２）とを組み合わせ、論理演算処理により外郭・トーンパターンデータ（Ｄ３）を等高線別に複数個作成するとともに、該外郭・トーンパターンデータ（Ｄ３）の全てを論理演算処理して、求める三次元形状に対応した濃度分布データ（Ｄ４）を作成する工程と、
４）上記濃度分布データ（Ｄ４）に基づいて求める三次元形状画像を画像表示手段にて可視表示し、トーンパターンのドット領域のみをマイナス方向又はプラス方向にリサイズ処理し、その画像内の外郭パターン相当部に近接してノイズ発生する極微小端切れパターンを削除してノイズパターン削除濃度分布データ（Ｄ４Ｌ）を作成する工程と、
５）該ノイズパターン削除濃度分布データ（Ｄ４Ｌ）を用い、電子ビーム描画装置若しくはレーザービーム描画装置にて濃度分布マスクを描画する工程と、
を具備することを特徴とする濃度分布マスクの製造方法である。

本発明の請求項２に係る発明は、上記請求項１記載の濃度分布マスクの製造方法において、前記論理演算により濃度分布データ（Ｄ４）を作成する工程が、上記複数個の外郭パターンデータ（Ｄ１）の各々と、それに対応した各々トーンパターンデータ（Ｄ２）とを組み合わせ、ＡＮＤ演算により外郭・トーンパターンデータ（Ｄ３）を等高線別に複数個作成する工程と、該外郭・トーンパターンデータ（Ｄ３）の全てをＯＲ演算して、求める三次元形状に対応した濃度分布データ（Ｄ４）を作成する工程であることを特徴とする濃度分布マスクの製造方法である。

本発明は、１）求める三次元形状の各等高線別の複数個の外郭パターンデータ（Ｄ１）の各々と、それに対応した各々トーンパターンデータ（Ｄ２）とを組み合わせ、論理演算処理（例えばＡＮＤ演算）により外郭・トーンパターンデータ（Ｄ３）を等高線別に複数個作成し、上記外郭・トーンパターンデータ（Ｄ３）の全てを論理演算処理（ＯＲ演算）して、求める三次元形状に対応した濃度分布データ（Ｄ４）を作成するようにしたので、データ作成が容易である。パターンデータ作成を論理演算とリサイズ処理のみで実施でき自動化しやすい。寸法リニアリティの問題から生じる濃度ズレをトーンパターンのみで補正可能である。また、外郭パターンとトーンパターンで構成されているので、顧客側でも外郭パターンの設計が可能となる。更に、単位セルの大きさによるパターン形状の制約がなくなりパターン形状を自由に作成できる。

また、上記濃度分布データ（Ｄ４）に基づいて画像表示手段にて可視表示した前記トーンパターンのうち、外郭パターン相当部に近接して極微小端切れパターンがノイズ発生している外郭・トーンパターン（Ｐ３）毎に、そのパターン（Ｐ３）のドット領域のみをマイナス方向又はプラス方向にリサイズ処理し、その外郭・トーンパターン（Ｐ３）の外郭パターン相当部に近接してノイズ発生している極微小端切れパターンを削除してノイズパターン削除外郭・トーンパターンデータ（Ｄ３Ｌ）を作成した後、該ノイズパターン削除外郭・トーンパターンデータ（Ｄ３Ｌ）を含めて全ての外郭・トーンパターンデータ（Ｄ３）を論理演算処理（例えばＯＲ演算）して、求める三次元形状に対応したノイズパターン削除濃度分布データ（Ｄ４Ｌ）を作成するようにしたので、該ノイズパターン削除濃度分布データ（Ｄ４Ｌ）を用いて電子ビーム描画装置若しくはレーザー描画装置にて濃度分布マスクを描画した際には、描画のためのデータ量を少なく、従って、描画に要する時間を短くした、生産効率の良い濃度分布マスクの製造方法となるとともに、描画される濃度分布マスクの画像内の外郭パターン相当部に近接して発生し易い極微小端切れパターンをノイズパターンとして削除することができる。

そのために、本発明の濃度分布マスクを用いて露光により基板上に三次元形状の感光性樹脂パターンを形成する際には、極微小端切れパターンの無い濃度分布マスクを使用して露光することができ、所望する形状の三次元パターンを得ることができる。また、製造工程中や製造終了後に形成された濃度分布マスクパターンを検査機にて検査する際に、濃度分布マスクに存在する極微小端切れパターンにより発生し易い極微小端切れ状の感光性樹脂パターンがノイズパターンとして基板上から剥離することがなく、剥離による塵などが発生する現象を回避することができ、三次元形状の感光性樹脂パターンの製造品質を向上させることができる。また、濃度分布マスクを検査機にて検査する際に剥離を生じさせない程度の大きさの極微小端切れパターンの場合には、検査機にて検査する際に、そのパターンを異常パターンとして検出するため検査に支障が出る場合があるが、この端切れパターンを削除、消去することができるために、検査効率や検査精度を向上させることができ
る。

以下に本発明を詳細に説明する。

図１（ａ）〜（ｄ）は、本発明による濃度分布マスクの製造方法の一実施例における各工程でのデータを図解した説明図であり、
１）求める三次元形状の等高線を表す外郭パターン（Ｐ１）用の外郭パターンデータ（Ｄ１）を、等高線別（又は所定間隔の同心円別）に適宜なる複数個（ｎ個、高低はｎ段階）作成して、コンピュータメモリに記憶させる工程（図１（ａ））と、
２）構成する複数のドットのピッチが均一で、ドットの大小によりパターンの濃度を表し、各等高線別の外郭パターン内でドットの大きさが均一なトーンパターン（Ｐ２）用のトーンパターンデータ（Ｄ２）を等高線別に対応した濃度をもたせて複数個作成して、コンピュータメモリに記憶させる工程（図１（ｂ））と、
３）上記複数個の外郭パターンデータ（Ｄ１）の各々と、それに対応した各々トーンパターンデータ（Ｄ２）とをコンピュータ上にて組み合わせ、論理演算処理（例えばＡＮＤ演算）により外郭・トーンパターンデータ（Ｄ３）を等高線別に複数個作成して、コンピュータメモリに記憶させる工程（図１（ｃ））と、
４）上記外郭・トーンパターンデータ（Ｄ３）の全てをコンピュータ上にて論理演算処理（例えばＯＲ演算）し、求める三次元形状に対応した濃度分布マスクパターンＰ４となる濃度分布データ（Ｄ４）を作成して、コンピュータメモリに記憶させる工程（図１（ｄ））とを説明するものである。

本発明の濃度分布マスクの製造方法を、図１（ａ）〜（ｄ）及び図２（ａ）〜（ｂ）及び図３（ａ）〜（ｂ）及び図４、図５の製造工程を示すフローチャート図に基づいて以下に詳細に説明する。

＜ステップ１＞
図１（ａ）に示すように、この一実施例では、三次元形状の等高線を表す外郭パターン（Ｐ１）として円形を用いた例であり、等高線の高低は、外郭１、外郭２、外郭３の３段階である。

まず、図１（ａ）に図示するように外郭パターン（Ｐ１）用の外郭パターンデータ（Ｄ１）を、求める濃度分布に対応した濃度高低差毎の等高線別に複数ｎ個（外郭１、外郭２、外郭３、・・・外郭ｎ）作成する。一例として例えば、３段階の外郭パターン（Ｐ１）用の外郭パターンデータ（Ｄ１）を、等高線別に３個（外郭１、外郭２、外郭３）作成する。尚、外郭３は背景につき外郭パターンはない。

＜ステップ２＞
次に、図１（ｂ）に示すように、外郭１、外郭２、外郭３、・・・外郭ｎのｎ段階の各々に対応した濃度をもたせたトーンパターン（Ｐ２）用のトーンパターンデータ（Ｄ２）をｎ個（階調１、階調２、階調３、・・・階調ｎ）作成する。一例として例えば外郭１、外郭２、外郭３の３段階の各々に対応した濃度をもたせたトーンパターン（Ｐ２）用のトーンパターンデータ（Ｄ２）を３個作成する（階調１、階調２、階調３）。外郭１に対応した濃度は階調１、外郭２に対応した濃度は階調２、外郭３は階調３である。

図１（ｂ）に示すように、本発明方法における濃度分布マスクのトーンパターン（Ｐ２）のドット（遮光性ドット）の形状は、矩形状、円形状など特に限定されるものではないが、例えば図示するように、トーンパターン（Ｐ２）のドット（遮光性ドット）は矩形で複数であり、このドットのピッチは階調１、階調２、階調３共に同一で、ドットの大小に
よりトーンパターン（Ｐ２）（階調１、階調２、階調３）の各濃度を表している。トーンパターン（Ｐ２）内でドットの大きさは均一である。

なお、トーンパターン（Ｐ２）のドットのピッチに基づき製造された濃度分布マスクを用いて、電子ビーム露光装置やレーザービーム露光装置等のビーム露光装置によるビーム走査による面露光により、感光性樹脂にパターン露光した際、ビーム露光装置の解像度としての解像可能な大きさ限界（ビーム幅、ビーム直径）がトーンパターン（Ｐ２）のドットのピッチよりも小さいと、ドットの形状がそのまま解像されて感光性樹脂にパターン露光され三次元形状の樹脂パターンとして転写形成される。その場合には、不必要な個々のドットが三次元形状の感光性樹脂パターンの表面に再現されて、円滑な面が得られず、感光性樹脂による三次元形状の樹脂パターンが所望する形状パターンとならない場合がある。そのため、個々のドットの形状がそのまま解像されないように、トーンパターン（Ｐ２）のドットのピッチは、ビーム露光装置の解像度としての解像可能な大きさ限界（ビーム幅、ビーム直径）よりも小さいことが望ましいものである。

例えば上記ドットパターン露光により感光性樹脂に三次元形状樹脂パターンとしてマイクロレンズアレイの三次元形状パターンを形成する場合、露光するトーンパターン（Ｐ２）のドットのピッチを露光装置の解像度としての解像可能な大きさ限界よりも大きく設定すると、ビーム露光装置によって個々のドットが忠実に解像されて感光性樹脂面に露光されるため、マイクロレンズ表面が滑らな曲面にならずに、ごつごつした形状になる。そのために樹脂表面に形成するトーンパターン（Ｐ２）のトーンパターンデータ（Ｄ２）によるドットの大きさを、使用する露光装置の解像可能な大きさ限界よりも小さくする等の調整を行うことが望ましい。

＜ステップ３＞
次に、図１（ｃ）に示すように、等高線別に外郭１と階調１、外郭２と階調２、外郭３と階調３、・・・外郭ｎと階調ｎを組み合わせたｎ個の外郭・トーンパターン（Ｐ３）の外郭・トーンパターンデータ（Ｄ３）を作成する。

ここでは、図１（ａ）に示す３個の外郭１、外郭２、外郭３の各々外郭パターンデータ（Ｄ１）と、図１（ｂ）に示すその各々に対応した３個の階調１、階調２、階調３の各々トーンパターンデータ（Ｄ２）とを組み合わせ、すなわち、外郭１と階調１、外郭２と階調２、外郭３と階調３を各々組み合わせて、論理演算処理としてＡＮＤ演算（論理積）により、図１（ｃ）に示すように、等高線別に外郭１と階調１、外郭２と階調２、外郭３と階調３を組み合わせた３個の外郭・トーンパターン（Ｐ３）の外郭・トーンパターンデータ（Ｄ３）を作成する。得られた外郭・トーンパターンデータ（Ｄ３）を図解したものが外郭・トーンパターン（Ｐ３）である。

＜ステップ４＞
次に、図１（ｃ）に示すように，得られた外郭・トーンパターン（Ｐ３）の外郭・トーンパターンデータ（Ｄ３）のｎ個をＯＲ演算（論理和）して、図１（ｄ）に示すように、求める三次元形状に対応した濃度分布パターンＰ４（濃度分布マスクとなるパターン）の濃度分布データ（Ｄ４）を作成する。

ここでは図１（ｃ）に示すように，得られた外郭・トーンパターン（Ｐ３）の外郭・トーンパターンデータ（Ｄ３）の３個をＯＲ演算（論理和）して、図１（ｄ）に示すように、求める三次元形状に対応した濃度分布パターンＰ４（濃度分布マスクとなるパターン）の濃度分布データ（Ｄ４）を作成する。

＜ステップ５＞
次に、上記濃度分布データ（Ｄ４）に基づいて、求める三次元形状画像である前記濃度分布パターンＰ４（濃度分布マスクとなるパターン）をコンピュータ画像表示手段（パソコン等の出力表示画面、ディスプレイ画面等）にて、図１（ｄ）に示すように可視表示する。

図２（ａ）は、図１（ｄ）に示した濃度分布マスクとなる濃度分布パターンＰ４における一部の外郭・トーンパターン（Ｐ３）の部分拡大図であり、ｐ₄は黒色ドット、ｐ₅は白色ドット、ｐ₀は極微小な白抜け状（又は極微小な黒色ドット状）の端切れパターンである。

ここで、前述のＯＲ演算（論理和）にて作成された図１（ｄ）に示すような求める三次元形状に対応した濃度分布パターンＰ４（濃度分布マスクとなるパターン）の濃度分布データ（Ｄ４）には、その濃度分布パターンＰ４の外郭パターンの繰り返し間隔（等高線の幅）と、トーンパターンを構成する各ドット（黒部）のピッチ値（繰り返しピッチ）及び繰り返し長さとの数値の組み合わせによって、図２（ａ）に示すように濃度分布パターンＰ４の画像内におけるトーンパターンを構成する各ドットｐ₄（黒部）と共に、所定の外郭１〜ｎ（例えば外郭１、外郭２、外郭３）の各外郭パターンの境界相当部に近接して、所望しない不要パターンである極微小な白抜け状（又は極微小な黒色ドット状）の端切れパターンｐ₀が発生する場合がある。

この端切れパターンｐ₀が遮光膜パターンとして製造される濃度分布マスク上に存在すると、その濃度分布マスク上にて極微小な端切れパターンｐ₀の剥膜が生じる支障があり、また、該濃度分布マスクを使用して感光性樹脂層に露光、現像処理を施して三次元形状の感光性樹脂パターンを形成した際に、求める三次元形状パターンとならない支障がある。

＜ステップ６＞
そこで、次に、コンピュータ画像表示手段の画面に可視表示された三次元形状画像である図１（ｄ）に示す濃度分布パターンＰ４の全ての黒ドットｐ₄（図２（ａ）参照、ドットｐ₄）のみを一括して、−方向、又は＋方向にリサイズ処理して、その画像内の外郭パターン相当部に近接して発生している極微小端切れパターンｐ₀（極微小白抜けパターン、又は極微小黒ドットパターン）を消去する。

上記−方向、又は＋方向のリサイズ処理は、下記のようにして実施される。すなわち、図１（ｄ）における前記濃度分布データ（Ｄ４）における各外郭・トーンパターンデータ（Ｄ３）に基づいて形成される濃度分布パターンＰ４の全ての黒ドットｐ₄部分（図面に表現される全ての黒色ドットｐ₄領域）のみをマイナス（−）方向に縮小操作する。これにより、全ての白ドットｐ₅部分を拡大して、全ての黒ドットｐ₄部分のうち、各外郭パターンの境界相当部に近接して発生している極微小パターンｐ₀としての黒ドットｐ₄部分を消去し、消去した時点で黒ドットｐ₄部分の縮小操作を停止する。図２（ｂ）は濃度分布パターンＰ４の全ての黒ドットｐ₄部分を僅かに（例えば０．５μｍ程度）縮小操作した状態の濃度分布パターンＰ４である。

又は図１（ｄ）における前記濃度分布データ（Ｄ４）における各外郭・トーンパターンデータ（Ｄ３）に基づいて形成される濃度分布パターンＰ４の全ての黒ドットｐ₄部分（図面に表現される全ての黒色ドットｐ₄領域）のみをプラス（＋）方向に拡大操作する。これにより、全ての白ドットｐ₅部分を縮小して、全ての白ドットｐ₅部分のうち、各外郭パターンの境界相当部に近接して発生している極微小パターンｐ₀としての極微小な白ドット部分を消去し、消去した時点で黒ドットｐ₄部分の拡大操作を停止する。図３（ａ）は濃度分布パターンＰ４の全ての黒ドットＰ₄部分を大きく（例えば１０μｍ程度）拡
大操作した状態の濃度分布パターンＰ４であり、前述の図２（ａ）にて外郭パターンの境界相当部に近接して発生していた前記極微小パターンｐ₀は消去している。

＜ステップ７＞
そして、極微小パターンｐ₀としての極微小な黒ドット部分、又は白ドット部分が画面上にて消去されたか否かを目視確認する。画面上にて極微小な黒ドット部分、又は白ドット部分が消去されたことが確認されたならばステップ８に進み、未だ極微小パターンｐ₀である極微小な黒ドット部分、又は白ドット部分が存在している場合には、再度、リサイズ処理するためにステップ６に戻る。

＜ステップ８＞
前記拡大操作又は縮小操作により極微小パターンｐ₀（黒ドット部分、又は白ドット部分）が消去されていることを画面上にて確認した後は、その拡大操作又は縮小操作後の状態の濃度分布パターンＰ４の黒ドットｐ₄部分、又は白ドットｐ₅部分（図面に表現される全ての黒色ドットｐ₄領域、又は全ての白色ドットｐ₅領域）を、画面上にて拡大、縮小操作前の元のサイズに戻すことにより、極微小パターンｐ₀（ノイズパターン）の削除された求める三次元形状に対応した濃度分布パターン（Ｐ４Ｌ）を作成する。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す濃度分布パターン４を拡大、縮小操作前の元のサイズに戻した状態の濃度分布パターン４であり、前述の図２（ａ）にて外郭パターンの境界相当部に近接して発生していた極微小端切れパターンｐ₀が消去した状態であり、図２（ａ）のような求める元の濃度分布パターン４となっている。

＜ステップ９＞
リサイズ処理後の濃度分布パターン（Ｐ４Ｌ）を、ノイズパターン削除濃度分布データ（Ｄ３Ｌ）として、コンピュータ記憶手段（コンピュータメモリ、記録媒体）に記憶させる。

＜ステップ１０＞
最後に、ノイズパターン削除濃度分布データ（Ｄ４Ｌ）を用いて、電子ビーム描画装置や、レーザービーム描画装置等のビーム描画装置にて濃度分布マスクパターンである濃度分布パターン（Ｐ４Ｌ）を、濃度分布マスクとなる基板面に形成したフォトレジスト面に露光して描画し、現像処理して濃度分布マスク作成用のレジストパターンを作成する。

本発明の濃度分布マスクの製造方法における濃度分布マスク製造用の極微小の端切れパターンｐ₀（ノイズパターン）を削除した濃度分布データ（Ｄ４Ｌ）を作成する上記の工程以後の濃度分布マスク製造工程を以下に説明する。

本発明においては作成されたノイズパターン削除濃度分布データ（Ｄ４Ｌ）を用いて、電子ビーム描画装置、レーザービーム描画装置等のビーム描画装置にて、濃度分布マスクとなる基板面に形成した遮光性のフォトレジスト層に濃度分布パターン（Ｐ４Ｌ）を露光して描画し、フォトレジスト層を現像処理することにより遮光膜パターンとしてのレジストパターンを形成し、これを濃度分布マスクとしてもよい。あるいは、作成されたノイズパターン削除濃度分布データ（Ｄ４Ｌ）を用いて、電子ビーム描画装置、レーザービーム描画装置等のビーム描画装置にて、濃度分布マスクとなる基板面に遮光性の所定金属膜層とフォトレジストとをこの順に積層形成し、濃度分布パターン（Ｐ４Ｌ）を露光して描画し、現像処理することによりレジストパターンを形成した後、前記遮光性の金属膜層のエッチング処理を行い、遮光性金属膜パターンとしての濃度分布マスクを作成する。

尚、本発明の濃度分布マスクは、感光性樹脂に三次元形状の感光性樹脂パターンを形成する際のパターン露光用マスクとして、そのマスクを用いた露光が１／４〜１／１０にて
縮小投影露光するレチクルマスクであることが多いが、その他に１／１の等倍露光のフォトマスクとしても適用することは可能である。

電子ビームやレーザーの描画装置を用いて矩形のドットを描画することは、データ量が少なくて済み、描画に要する時間は短くて済む。これは従来の単位セル内の中心に段階的に大きさの異なる円形の遮光膜ドットを描画することに比べ、著しくデータ量が少なく、描画時間は短縮されたものである。また、本発明における濃度分布データ（Ｄ４、Ｄ４Ｌ）は、論理演算処理（例えばＯＲ演算）によるデータであるので、各トーンパターン（階調１、階調２、階調３、・・・ｎ）間のつなぎ目は良好なものが得られる。

また、本発明においては、例えば、トーンパターン（Ｐ２）のドット寸法の工程に起因する設計寸法からの誤差（寸法リニアリティ）が生じても、外郭パターンデータ（Ｄ１）とトーンパターンデータ（Ｄ２）は別々に作成するので、その補正は容易に行うことができる。

また、本発明においては、例えば、トーンパターン（Ｐ２）のパターンとしての濃度を補正する際には、上記のような黒色ドットのみの大きさを変更するリサイズ処理によって容易に行うことができる。

本発明においては、上述した事項に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、種々の形態により実施しても構わない。例えば、極微小端切れパターンを消去するためのマイナス方向、プラス方向のリサイズ量が予め既知の場合には、画像表示手段による可視表示による確認は省略することができる。

本発明の濃度分布マスクの製造方法の一実施例における各工程でのデータを図解した説明図である。（ａ）〜（ｂ）は本発明の濃度分布マスクの製造方法におけるリサイズ処理の工程を説明する説明図である。（ａ）〜（ｂ）は本発明の濃度分布マスクの製造方法におけるリサイズ処理の工程を説明する説明図である。本発明の濃度分布マスクの製造方法における製造工程を説明する製造フローチャート図である。本発明の濃度分布マスクの製造方法における製造工程を説明する製造フローチャート図である。従来の濃度分布マスクの技法の一例の説明図である。

符号の説明

Ｃ・・・単位セル
Ｄ・・・遮光膜ドット
Ｐ１・・・外郭パターン
Ｐ２・・・トーンパターン
Ｐ３・・・外郭・トーンパターン
Ｐ４…濃度分布パターン（濃度分布マスク作成用パターン）
ｐ₄…黒ドット（遮光ドット）
ｐ₅…白ドット（透光ドット）
ｐ₀…極微小端切れドットパターン

Claims

基板上に、三次元形状の感光性樹脂パターンを形成するための濃度分布マスクの製造方法において、
１）求める三次元形状の等高線を表す外郭パターン（Ｐ１）用の外郭パターンデータ（Ｄ１）を等高線別に複数個作成する工程と、
２）構成する複数のドットのピッチが均一でドットの大小によりパターンの濃度を表し、各等高線別の外郭パターン内でドットの大きさが均一なトーンパターン（Ｐ２）用のトーンパターンデータ（Ｄ２）を等高線別に対応した濃度をもたせて複数個作成する工程と、
３）上記複数個の外郭パターンデータ（Ｄ１）の各々と、それに対応した各々トーンパターンデータ（Ｄ２）とを組み合わせ、論理演算処理により外郭・トーンパターンデータ（Ｄ３）を等高線別に複数個作成するとともに、該外郭・トーンパターンデータ（Ｄ３）の全てを論理演算処理して、求める三次元形状に対応した濃度分布データ（Ｄ４）を作成する工程と、
４）上記濃度分布データ（Ｄ４）に基づいて求める三次元形状画像を画像表示手段にて可視表示し、トーンパターンのドット領域のみをマイナス方向又はプラス方向にリサイズ処理し、その画像内の外郭パターン相当部に近接してノイズ発生する極微小端切れパターンを削除してノイズパターン削除濃度分布データ（Ｄ４Ｌ）を作成する工程と、
５）該ノイズパターン削除濃度分布データ（Ｄ４Ｌ）を用い、電子ビーム描画装置若しくはレーザービーム描画装置等のビーム描画装置にて濃度分布マスクを描画する工程と、を具備することを特徴とする濃度分布マスクの製造方法。
請求項１記載の濃度分布マスクの製造方法において、前記論理演算処理により濃度分布データ（Ｄ４）を作成する工程が、上記複数個の外郭パターンデータ（Ｄ１）の各々と、それに対応した各々トーンパターンデータ（Ｄ２）とを組み合わせ、ＡＮＤ演算により外郭・トーンパターンデータ（Ｄ３）を等高線別に複数個作成する工程と、該外郭・トーンパターンデータ（Ｄ３）の全てをＯＲ演算して、求める三次元形状に対応した濃度分布データ（Ｄ４）を作成する工程であることを特徴とする濃度分布マスクの製造方法。