JP2010204257A - 両面にパターンを有するフォトマスクの作製方法およびフォトマスク - Google Patents
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Abstract
【解決手段】両面フォトマスクの作製方法であって、透明基板の他方の主面上に形成された遮光膜の開口部に露出した透明基板をエッチングして回折光学素子パターンを形成するに際し、両面フォトマスクのパターン露光時の有効面外にある前記透明基板の他方の主面上に形成された遮光膜の開口部に、回折光学素子パターンを作製するときのモニターパターンを形成し、前記モニターパターンのエッチング状態を参照しながら回折光学素子パターンを形成することを特徴とする。
【選択図】 図2
Description
しかし、特許文献2に記載されたフォトマスクは、光学干渉を用いて回折光学素子パターンを形成しているので透明基板表面に感光層を設けた基板が必要となり、また別々の透明基板に作製した遮光パターンと回折光学素子パターンとを貼り合わせて1枚のフォトマスクとする方法で作製しているので、精度良く貼り合わせることが難しく、表裏のパターンの位置合わせ精度に問題があった。また、貼り合わせ後にフォトマスクが汚れた場合、マスク洗浄が困難となるという問題があった。
図1に示すように、洗浄された透明基板101の一方の主面(表面)上に第1の遮光膜102を形成し(図1(a))、次に第1のレジスト膜103をこの順に形成し、この第1のレジスト膜103に電子線(以後、EBとも記す)またはレーザ光104で第1回目のパターン描画をする(図1(b))。透明基板101としては、例えば、厚さが6.35mmで、154mm×154mm角の合成石英製のフォトマスク基板が用いられる。第1の遮光膜102としては、クロムなどの遮光性材料をスパッタリング法などの方法で成膜することにより形成される。第1回目の描画で描画するパターンとしては、表面本パターンと表面アライメントマークとモニターパターン検査用開口部を有するパターンの少なくとも3種類のパターンが描画される。モニターパターン検査用開口部は、パターン転写露光に支障を及ぼさないように、パターン露光時の有効面外に形成される。
図3は、本発明の両面フォトマスクの作製方法により作製された本発明の両面フォトマスクの一例を示す断面模式図である。図3で、図2と同じ部位を示す場合には、同じ符号を用いている。図3において、透明基板101の一方の主面(表面)上に、表面本パターンP1、表面アライメントマークA1、モニターパターンの検査用開口部M1を少なくとも有する第1の遮光膜よりなる表面パターン106が形成され、他方の主面(裏面)上に、透明基板101をエッチングしてなる回折光学素子パターンP3、裏面アライメントマークA2、回折光学素子パターンP3を作製するときのモニターパターンM3を少なくとも有する第2の遮光膜よりなる裏面パターン115が形成されており、モニターパターンM3は両面フォトマスクのパターン露光時の有効面外にある第2の遮光膜の開口部に露出した透明基板をエッチングして形成されているものである。
上記のように、CGH素子パターンに光が入射すると、回折されて任意の形状、強度分布の再生パターンが反対面に照明される。この照明パターンを基にモニターパターンを設計し、フォトマスクに配置し、モニターパターンを参照しながら、透明基板(合成石英基板)のパターンのエッチングの深さ管理、重要寸法であるCD(Critical Dimension)管理を行う。
モニターパターンにより透明基板のエッチング状態を評価して、CGH素子パターンのエッチング深さおよびパターン寸法を計測する方法としては、走査型電子線顕微鏡(SEM)による高倍率のパターン観察、測長、原子間力顕微鏡(AFM)によるエッチング深さ計測などの方法が用いられる。上記の計測の場合には、モニターパターン側の上面側から観察・計測することができる。しかし、光学的な評価をするには再生された照明パターンを評価するのがより好ましく、光学的な評価をする場合には、透明基板の反対面側の表面の遮光パターンを工夫することにより、光学的な評価が可能となる。
102 第1の遮光膜
103 第1のレジスト膜
104 電子線またはレーザ光
105 第1のレジストパターン
106 表面パターン
P1 表面本パターン
A1 表面アライメントマーク
M1 検査用開口部
107 第2の遮光膜
108 第2のレジスト膜
109 電子線またはレーザ光または紫外線
110 第2のレジストパターン
A2 裏面アライメントマーク
111 遮光パターン
112 第3のレジスト膜
113 電子線またはレーザ光
114 第3のレジストパターン
P2 裏面パターン用開口部
M2 モニター用開口部
115 裏面パターン
116 第4のレジスト膜
117 電子線またはレーザ光
118 第4のレジストパターン
119、120 凹部
P3 回折光学素子パターン(裏面本パターン)
M3 モニターパターン
901、121 入射光
902、122 CGH素子パターン
903、123 遮光膜面
904、124 照明パターン
905 ノイズ
Claims (11)
- 透明基板の一方の主面と他方の主面の両主面上に遮光膜を設け、前記一方の主面上の遮光膜を部分的に除去して遮光パターンを形成し、前記他方の主面上の遮光膜を部分的に除去して開口部を形成し、該開口部に回折光学素子パターンを形成する両面フォトマスクの作製方法であって、
前記他方の主面上の遮光膜の開口部に露出した透明基板の全面または一部をエッチングして前記回折光学素子パターンを形成するに際し、
前記両面フォトマスクのパターン露光時の有効面外にある前記他方の主面上の遮光膜にモニター用開口部を設け、前記モニター用開口部に前記回折光学素子パターンを作製するときのモニターパターンを形成し、前記モニターパターンのエッチング状態を参照しながら前記回折光学素子パターンを形成することを特徴とする両面フォトマスクの作製方法。 - 前記回折光学素子パターンが、計算機ホログラム素子パターンであることを特徴とする請求項1に記載の両面フォトマスクの作製方法。
- 前記モニターパターンが、前記回折光学素子パターンと同じパターンまたは前記回折光学素子パターンの特徴点を抽出して単純化した光学的に等価なパターンであり、少なくとも前記モニターパターンのエッチング深さおよびパターン寸法を参照しながら前記回折光学素子パターンを形成することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の両面フォトマスクの作製方法。
- 前記光学的に等価なパターンが、ライン/スペースパターン、ドットパターン、ホールパターンまたはチャープパターンの内のいずれか1種以上のパターンで形成されていることを特徴とする請求項3に記載の両面フォトマスクの作製方法。
- 前記モニターパターンの反対側となる前記透明基板の一方の主面上に形成された遮光膜に、前記モニターパターンの検査用の開口部を開け、該検査用開口部を用いて、前記モニターパターンのエッチング状態を参照しながら前記回折光学素子パターンを形成することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の両面フォトマスクの作製方法。
- 前記モニターパターンのエッチング状態の参照が、前記モニターパターンの0次光評価、強度分布評価、回折効率評価の内のいずれか1つ以上の評価を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の両面フォトマスクの作製方法。
- 透明基板の一方の主面と他方の主面の両主面上に遮光膜を設け、前記一方の主面上の遮光膜を部分的に除去して遮光パターンが形成され、前記他方の主面上の遮光膜を部分的に除去して開口部が形成され、該開口部に露出した透明基板の全面または一部をエッチングして回折光学素子パターンが形成されている両面フォトマスクであって、
前記両面フォトマスクのパターン露光時の有効面外にある前記他方の主面上の遮光膜にモニター用開口部を設け、前記モニター用開口部に前記回折光学素子パターンを作製するときのモニターパターンが前記透明基板をエッチングして形成されていることを特徴とする両面フォトマスク。 - 前記回折光学素子パターンが、計算機ホログラム素子パターンであることを特徴とする請求項7に記載の両面フォトマスク。
- 前記モニターパターンが、前記回折光学素子パターンと同じパターンまたは前記回折光学素子パターンの特徴点を抽出して単純化した光学的に等価なパターンであり、前記光学的に等価なパターンは、ライン/スペースパターン、ドットパターン、ホールパターンまたはチャープパターンの内のいずれか1種以上のパターンで形成されていることを特徴とする請求項7または請求項8に記載の両面フォトマスク。
- 前記モニターパターンの反対側となる前記透明基板の一方の主面上に形成された遮光膜に、前記モニターパターンの検査用の開口部が開けられていることを特徴とする請求項7乃至請求項9のいずれか1項に記載の両面フォトマスク。
- 前記モニターパターンが、前記両面フォトマスクの作製後の品質検査用パターンを兼ねることを特徴とする請求項7乃至請求項10のいずれか1項に記載の両面フォトマスク。
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