JP2014095827A - レーザ描画装置及びレーザ描画方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ラスター走査方式であって、均一なパターンを得ることができるレーザ描画装置を提供する。
【解決手段】レーザ描画装置は、レーザ光を出射するレーザ光出射部３と、レーザ光出射部をＸ方向に移動させる移動機構と、描画パターンに基づいてレーザ光をＹ方向にスイープさせながら出射させるスイープ機構と、被描画基板１０をＹ方向に送り出す機構と、移動機構及びスイープ機構をそれぞれ制御する制御部５とを具備し、制御部は描画パターンに基づいてｎ回多重描画させ、各描画は、走査の開始位置がＹ方向にＹ_ｓ／ｎずつずれて実施される。ただし、Ｙ_ｓはＹ方向のスイープ長であり、ｎは描画回数であって２以上の自然数である。
【選択図】図１

Description

本発明は、微細加工製品の製造に用いられるレーザ描画装置及びレーザ描画方法に関する。

フォトマスクの描画装置としてラスター走査方式のレーザ描画装置が知られている（特許文献１参照）。このレーザ描画装置では、マスクブランクスの一面に対応するように配列された矩形の描画グリッドに描画パターンを形成し、その描画グリッドのすべてを一定方向に繰り返し走査しながら、描画パターンの存在する描画グリッドに対してのみレーザ光をスウィープ（スイープ）中に出射させてマスクブランクスにパターンの描画を行う。

描画グリッドに対するエネルギービームの最大照射回数をＮ回としたとき、基体上に設けられたエネルギー受容層に対し、該描画グリッドを単位としてＭ回のエネルギービームの照射をラスタ走査方式に基づいて行う描画方法が知られている。この描画方法では、矩形の描画グリッドの縮小に伴うスループットの大幅な低下が防止でき、特定の照射回数におけるパターン寸法の誤差発生を防止することができる（特許文献２参照）。

特開２０１０−２６２１７号公報 特開２０００−３４９０１６号公報

しかしながら、従来のラスター走査方式のレーザ描画装置では、レーザ光はスイープの走査中に出射されるため、スイープの開始から終了までの走査中に同じ条件でレーザ光が出射されていても描画対象に与えるレーザ光のエネルギーが走査中に変動し、そのエネルギーの変動が描画に対して影響しやすかった。そのため、描画されたパターンの形状がスイープの走査位置で異なり、均一でないことがあった。さらに、描画パターンは矩形の描画グリッドに近いサイズの円形からなる円パターンを表すことができないため、このような円パターンを描画することが困難であった。従来のラスター走査方式のレーザ描画装置では、このような円パターンを描画しようとすると、パターン自体が歪な矩形になったり、全体的に不揃いで歪なパターンしか描画することができなかった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、ラスター走査方式であって、均一なパターンを得ることができるレーザ描画装置を提供することを目的とする。

本発明に係るレーザ描画装置は、レーザ光を出射するレーザ光出射部と、前記レーザ光出射部をＸ方向に移動させる移動機構と、前記レーザ光をＹ方向にスイープさせながら、描画パターンに基づいて出射させるスイープ機構と、被描画基板をＹ方向に送り出す機構と、前記移動機構及び前記スイープ機構をそれぞれ制御する制御部とを具備したレーザ描画装置であって、前記制御部は前記描画パターンに基づいてｎ回多重描画させ、各描画は、走査の開始位置がＹ方向にＹ_ｓ／ｎずつずれて実施されることを特徴とする。ただし、Ｙ_ｓはＹ方向のスイープ長であり、ｎは描画回数であって２以上の自然数である。

このような構成によると、レーザ光により描画パターンに基づいて被描画基板に、例えば、マスクブランクス上に塗布されたフォトレジストに走査の開始位置をＹ方向にＹ_ｓ／ｎずつずらしてｎ回多重描画することができる。このｎ回の各描画は走査の開始位置がＹ方向にＹ_ｓ／ｎずつずれて実施されるため、スイープの走査中のレーザ光のエネルギーの変動を平均化してフォトレジストに与えるエネルギーを均一にすることができる。そのため、均一なパターンを得ることができる。すなわち、パターンの形状や繰り返されるパターンの単位形状が、マスクブランクス上のどの位置でも形状のばらつきが小さなものとすることができる。

上記レーザ描画装置において、前記各描画は、走査の開始位置がさらにＸ方向にｋ×Ｘ_１ずつずれて実施されるようにしてもよい。ただし、Ｘ_１は１回のスイープで描画される描画グリッドのＸ方向の幅であり、ｋは自然数である。このようにすると、ｎ回の各描画毎にＸ方向及びＹ方向の走査の開始位置を変えることができる。

上記レーザ描画装置において、前記レーザ光が複数であり、前記走査の開始位置は、各描画時に出射されるレーザ光に対してそれぞれ異なるように設定されることが好ましい。このようにすると、さらに、各描画時に出射されるレーザ光間のエネルギーのばらつきを平均化して被描画基板、例えば、マスクブランクス上に塗布されたフォトレジストに与えるエネルギーを均一にすることができる。

上記レーザ描画装置において、前記各描画は、Ｘ方向に描画された第１の領域と前記第１の領域の次に描画された第２の領域とがＹ方向に対して８〜１２μｍの範囲内で帯状に重複するように実施され、前記第１の領域と前記第２の領域との重複した帯状の部分は、ｎ回の多重描画によってＹ方向にＹ_ｓ／ｎずつずれるようにしてもよい。このようにすると、第１の領域と第２の領域との間に描画されない空白領域が形成されないようにすることができる。また、Ｘ方向に描画された各領域に対してレーザ光のエネルギーのばらつきを平均化してレーザ光のエネルギーの規則的な変動部分が抑制され、その結果、各領域に対するムラが表出することを抑制できる。

上記レーザ描画装置において、前記描画パターンは、矩形の描画データがＸ方向に前記描画グリッドのＸ方向の幅Ｘ_１の整数倍のピッチで配置されていると共にＹ方向に前記描画グリッドのＹ方向の長さＹ_１の整数倍のピッチで配置されてなり、前記矩形の描画データの大きさは、Ｘ方向が描画グリッドのＸ方向の幅Ｘ_１と同じであると共にＹ方向が描画グリッドのＹ方向の長さＹ_１の１〜２．５倍であることが好ましい。このようにすると、描画グリッドに近いサイズの円形や円形に近い小さなパターンを得ることができる。

本発明に係るレーザ描画方法は、レーザ光を出射するレーザ光出射部と、前記レーザ光出射部をＸ方向に移動させる移動機構と、前記レーザ光をＹ方向にスイープさせながら、描画パターンに基づいて出射させるスイープ機構と、被描画基板をＹ方向に送り出す機構と、前記移動機構及び前記スイープ機構をそれぞれ制御する制御部とを具備したレーザ描画装置を用いたレーザ描画方法であって、描画パターンを準備する工程と、各描画に対する走査の開始位置をＹ方向にＹ_ｓ／ｎずつずらしてそれぞれ設定する工程と、前記描画パターンに基づいてｎ回多重描画させる工程とを含むことを特徴とする。

このような構成によると、レーザ光により描画パターンに基づいて被描画基板、例えば、マスクブランクス上に塗布されたフォトレジストに走査の開始位置をＹ方向にＹ_ｓ／ｎずつずらしてｎ回多重描画することができる。このｎ回の各描画は走査の開始位置がＹ方向にＹ_ｓ／ｎずつずれて実施されるため、スイープの走査中のレーザ光のエネルギーの変動を平均化してフォトレジストに与えるエネルギーを均一にすることができ、均一なパターンを得ることができる。特に、描画パターンが描画グリッドに近いサイズの矩形の描画データからなる場合、描画グリッドに近い小さなサイズの円形からなる単純で均一な円パターンを得ることができる。

上記レーザ描画方法において、前記各描画は、走査の開始位置がさらにＸ方向にｋ×Ｘ_１ずつずれて実施されるようにしてもよい。ただし、Ｘ_１は１回のスイープで描画される描画グリッドのＸ方向の幅であり、ｋは自然数である。このようにすると、ｎ回の各描画毎にＸ方向及びＹ方向の走査の開始位置を変えることができる。

上記レーザ描画方法において、前記レーザ光が複数であり、前記走査の開始位置が各描画時に出射されるレーザ光に対してそれぞれ異なるように設定される工程をさらに含むことが好ましい。このようにすると、さらに、各描画時に出射されるレーザ光間のエネルギーのばらつきを平均化して被描画基板、例えば、マスクブランクス上に塗布されたフォトレジストに与えるエネルギーを均一にすることができる。

上記レーザ描画方法において、前記描画パターンは、矩形の描画データがＸ方向に前記描画グリッドのＸ方向の幅Ｘ_１の整数倍のピッチで配置されていると共にＹ方向に前記描画グリッドのＹ方向の長さＹ_１の整数倍のピッチで配置されてなり、前記矩形の描画データの大きさは、Ｘ方向が描画グリッドのＸ方向の幅Ｘ_１と同じであると共にＹ方向が描画グリッドのＹ方向の長さＹ_１の１〜２．５倍であることが好ましい。このようにすると、円形や円形に近いパターンを得ることができる。

本発明に係るレーザ描画装置によれば、ラスター走査方式のレーザ描画装置において、レーザ光により描画パターンに基づいて被描画基板に走査の開始位置をＹ方向にＹ_ｓ／ｎずつずらしてｎ回の多重描画をすることにより、均一なパターンを得ることができる。このｎ回の多重描画により、Ｘ方向に描画された第１の領域とその次に描画された第２の領域との重複する帯状の部分もＹ方向にＹ_ｓ／ｎずつずらして描画することができるので、レーザ光のエネルギーを平均化してレーザ光のエネルギーの規則的な変動部分を抑制でき、結果としてムラが表出することを抑制できる。

第１の実施形態のレーザ描画装置の構成を示す模式図 図１のレーザ光が描画する部分Ｐを拡大した図 描画パターンの一例を示す図 ５回多重描画の描画領域を示す図であり、（ａ）は１回目の描画領域を示す図、（ｂ）は５回多重描画に用いる描画領域の合成イメージを示す図 ５回多重描画によるパターンの形成イメージを示す図であり、Ｘ方向に見た図 ５回多重描画によるパターンの形成イメージを示す図であり、レーザ光の出射方向に見た図 レーザ描画方法を説明する図であり、（ａ）は主にフォトレジストが塗布されたマスクブランクスを示す図、（ｂ）はマスクブランクスの多重描画を示す図、（ｃ）はマスクブランクスの現像を示す図 ５回多重描画に用いる描画領域の合成イメージを示す図

以下、本実施形態について図面を参照して詳述する。各図における符号が同じ構成は、
同一のものであることを示している。本実施形態の記載は本発明の技術的思想を理解する
ために合目的的に解釈され、本実施形態の記載に限定解釈されるべきものではない。

（第１の実施形態）
第１の実施形態は、１本のレーザ光で、走査の開始位置をＹ方向にずらしながら、多重描画によって、小さな円パターンを形成するものである。図１は、第１の実施形態のレーザ描画装置の構成を示す模式図である。図１において、矢印に示すようなＸ（横）方向、そのＸ方向と直交するＹ（縦）方向を用いて以下説明する。図１に示すように、レーザ描画装置２０は、ステージ１と、キャリッジ２と、ヘッド部３と、レーザ光発生部４と、制御部５と、オンオフ切替部６とを有する。図１では、Ｘ方向の両端矢印はヘッド部３の移動方向を、Ｙ方向の両端矢印はステージ１の移動方向をそれぞれ示す。

ステージ１の上には、マスクブランクス１０が固定される。マスクブランクス１０は、例えばクロム及び低反射クロムが成膜されたガラス基板が一般的であるが、膜種、膜材料については、特に限定するものではなく、最上層に反射防止膜が成膜されているものが多く用いられる。また、基板上に、例えば、反射防止膜を上下に成膜したクロム膜の構成であってもよい。マスクブランクス１０の上にはさらにフォトレジスト１１が塗布されている。ステージ１は、図示しない駆動部によりＹ方向に沿って移動可能に構成されている。

キャリッジ２は、ステージ１の上方においてＸ方向に沿うように設けられる。ヘッド部３は、キャリッジ２に取り付けられ、Ｘ方向に沿って移動可能に構成されている。

レーザ光発生部４はレーザ光Ｌを発生させる。レーザ光Ｌは、図示しない光学系及び反射鏡によってオンオフ切替部６を介してレーザ光出射部としてのヘッド部３に導かれる。そして、そのレーザ光がヘッド部３からステージ１上のマスクブランクス１０に向けて出射される。このとき、レーザ光を同じ位置に向けてｎ回出射させると、マスクブランクス１０上のフォトレジスト１１にｎ回描画することができる。ただし、ｎは２以上の自然数である。以下、同じ描画パターンに基づいて同じ位置にｎ回描画することをｎ回多重描画という。レーザ光の出射のオンオフは、オンオフ切替部６により切り替えられる。

レーザ光を複数出射する場合では、レーザ光Ｌは、図示しないスプリッタ等の分離手段によって複数のレーザ光に分離され、その複数のレーザ光がヘッド部３からほぼ同時にステージ１上のマスクブランクス１０に向けて出射されるようにしてもよい。このとき、複数のレーザ光をいずれも同じ位置に向けて出射させると、マスクブランクス１０上のフォトレジスト１１に多重描画することができる。また、レーザ描画装置に複数のレーザ光発生部を設け、それらのレーザ光発生部でレーザ光をそれぞれ発生させるようにしてもよい。この複数のレーザ光の出射のオンオフは、オンオフ切替部６により切り替えられるようにしてもよい。

制御部５は、キャリッジ２と、ヘッド部３を制御する。具体的には、制御部５は、キャリッジ２とヘッド部３を制御することにより、ヘッド部３をＸ方向に移動させる。そして、ヘッド部３からのレーザ光の出射方向を一定の周期でＹ方向に繰り返し変化させる。以下、これをスイープという。このスイープにより、マスクブランクス１０上のフォトレジスト１１でレーザ光が出射される位置が一定の周期でＹ方向に繰り返し移動する。制御部５は、ヘッド部３の移動速度やレーザ光の出射方向の変化を適宜調整する。

また、制御部５は、主に後述する描画パターン及び描画領域に基づいて、オンオフ切替部６を制御することにより、レーザ光をマスクブランクス１０上の所定の位置に向かって出射させる。具体的には、描画パターンにおける描画データの位置とマスクブランクス１０上のレーザ光の照準位置が重なったときに、オンオフ切替部６によりレーザ光の出射をオンにすることでレーザ光が出射され、その照準位置に描画パターンが描画される。なお、オンオフ切替部６によりレーザ光の出射をオフにするとレーザ光は出射されず、レーザ光の照準位置には描画パターンが描画されない。また、オンオフ切替部６には、複数のレーザ光に分割する分割機能とＹ方向にスイープさせるためにレーザ光を偏向させる偏向機能も有している。

図２は、図１のレーザ光が描画する部分Ｐを拡大した図である。レーザ光がＹ方向に１回スイープされることによって、フォトレジスト１１の領域Ｐ１に描画パターンが描画される。領域Ｐ１のＸ方向の幅はレーザ光のビーム径Ｘ_ｓであり、Ｙ方向の長さはスイープ長Ｙ_ｓである。そして、ヘッド部３がＸ方向に移動することによって、レーザ光がスイープされる領域がＸ方向にずれていく。ヘッド部３は、Ｘ方向の端まで移動すると、Ｘ方向の初期位置（他端）に移動する。この初期位置への移動中は、ヘッド部３からレーザが出射されず、描画は行われない。このような描画によりＸ方向に描画された領域を以下、ストライプといい、Ｘ方向の初期位置への移動と同時にステージ１がＹ方向にＹ_ｓだけ移動して、次のストライプの描画を行う。制御部５がこのステージ１のＹ方向の移動を制御するようにしてもよい。図１及び図２では示されていないが、次のストライプを描画する際には、描画されない空白領域が形成されないように直前に描画されたストライプと次のストライプとの間でＹ方向に対して８〜１２［μｍ］の範囲内で重複する領域を設けている。この重複する領域は、Ｘ方向に沿って帯状になっている。また、この重複する領域ではスイープの終了地点と次のストライプのスイープ開始地点が重複するため、その他のスイープ領域とのレーザ光のエネルギーのばらつきが発生してしまう。第１の実施形態のレーザ描画装置では、このばらつきに対し、ｎ回の多重描画の際にＹ方向にＹ_ｓ／ｎずつずらして描画を実施することで、レーザ光のエネルギーを平均化している。

図３は、第１の実施形態のレーザ描画装置で用いる描画パターンの一例を示す図である。描画パターンＤは、矩形の描画データｄからなる。この矩形の描画データｄは、主にレーザ光を出射させるためのデータであり、描画グリッドの横（Ｘ）方向の大きさＸ_１及び縦（Ｙ）方向の大きさＹ_１を基本単位としている。描画グリッドはレーザ描画装置や設定により様々な大きさＸ_１、Ｙ_１を持つ。描画グリッドの大きさＸ_１、Ｙ_１はレーザ光のビーム径としてもよい。

図３の描画データｄのＸ方向の大きさＸ_ｄは描画グリッドのＸ方向の大きさＸ_１と同じ大きさである。また、描画データｄのＹ方向の大きさＹ_ｄは描画グリッドのＹ方向の大きさＹ_１を１〜２．５倍にしたものである。描画パターンＤでは、この矩形の描画データｄがＸ方向にピッチＸ_ｐ、Ｙ方向にピッチＹ_ｐの間隔でそれぞれ配置され、描画パターンＤは周期性を有している。後述するように、描画パターンＤにおいて、矩形の描画データｄの大きさＸ_ｄ、Ｙ_１やピッチＸ_ｐ、Ｙ_ｐを変えることでマスクブランク１０上のフォトレジスト１１に描画される円パターンの大きさや形状を調整することができる。描画パターンＤは、予め準備しておいて制御部５に読み込んでもよく、制御部５により新たに作成してもよい。

ｎ回多重描画する場合、制御部５はレーザ光に対してｎ個の描画領域を設定する。以下、ｎ回目の描画に用いる描画領域を単にｎ回目の描画領域という。ｎ個の描画領域は、描画の起点すなわち各描画は走査の開始位置がＹ方向にＹ_ｓ／ｎずつずれるように設定される。例えば、１回目の描画領域として基本描画領域Ａ１を設定する。この基本描画領域Ａ１の描画の起点の座標を、Ｘ座標がＸ_０ 、Ｙ座標がＹ_０とする。そして、ｍ回目の描画領域の描画の起点の座標を、Ｘ座標がＸ_０、Ｙ座標がＹ_０−（ｍ−１）×Ｙ_ｓ／ｎとする領域を設定する。ただし、Ｙ_ｓはＹ方向のスイープ長であり、ｍは１，２，・・・，ｎの自然数である。描画領域全体の大きさは所望のパターンがすべて収まるように適宜決定することができる。このような描画領域をそれぞれ設定することで、各描画は走査の開始位置がＹ方向にＹ_ｓ／ｎずつずらして実施される。

図４は、５回多重描画の描画領域を示す図である。図４（ａ）は１回目の描画領域を示す図であり、図４（ｂ）は５回多重描画に用いる描画領域の合成イメージを示す図である。図４（ａ）に示すように、マスクブランクス１０上のフォトレジスト１１に対応させた１回目の描画領域Ａ１が設定されている。描画領域Ａ１は基本描画領域である。描画領域Ａ１内に上記描画パターンＤが配置されている。図４（ｂ）に示すように、フォトレジスト１１に対応させた２回目の描画領域Ａ２、３回目の描画領域Ａ３、４回目の描画領域Ａ４、５回目の描画領域Ａ５がそれぞれ設定されている。描画領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５は、いずれもＸ方向の大きさが同じであり、Ｙ方向の大きさがＹ_ｓ／５ずつ大きい。ただし、Ｙ_ｓはＹ方向のスイープ長である。

図５は、５回多重描画によるパターンの形成イメージを示す図であり、Ｘ方向に見た図である。図中のグラフは、Ｙ方向の位置とレーザ光Ｌｎの５回多重描画によってマスクブランクス１０上のフォトレジスト１１に与えるエネルギーとの関係を示している。レーザ光Ｌｎのエネルギーは、スイープの開始地点から終了地点までの間で変動する。また、レーザ光Ｌｎのエネルギーはガウス分布を持っており、その中央部分Ｌｃのエネルギーが最も高く、その外周部のエネルギーは低くなる。また、レーザ光Ｌｎの出射開始地点Ｙａの外側部分Ｙｃと出射終了地点Ｙｂの外側部分Ｙｄではレーザ光Ｌｎのフォトレジスト１１に与えるエネルギーがいずれも低くなる。

図５に示すように、５回スイープさせて、具体的には、上記描画パターンＤの描画データｄ及び上記描画領域Ａ１〜Ａ５に基づいてヘッド部３からのレーザ光の出射方向をＹａからＹｂのＹ方向にそれぞれ変化させて、レーザ光をフォトレジスト１１にそれぞれ出射させる。そうすると、スイープ中のどの描画データｄに対しても５回スイープさせた際のレーザ光のエネルギーの変動を平均化してエネルギーＥ_１〜Ｅ_５のようにフォトレジスト１１に与えるエネルギーを均一にすることができる。このようなエネルギーＥ_１〜Ｅ_５をフォトレジスト１１にそれぞれ与えることで描画データｄに対してＹ方向に解像領域Ｙ_Ｉが形成される。この解像領域Ｙ_Ｉは、エネルギーＥ_１〜Ｅ_５を合計したエネルギーがフォトレジスト１１のエネルギー強度よりも大きくなった部分である。

図６は、５回多重描画によるパターンの形成イメージを示す図であり、図５のレーザ光の出射方向に見た図である。図中のグラフは、Ｘ方向の位置とレーザ光Ｌｎの５回多重描画によってマスクブランクス１０上のフォトレジスト１１に与えるエネルギーとの関係を示している。図６に示すように、図５と同様にＸ方向に解像領域Ｘ_Ｉが形成される。そして、図中の描画パターンに示す微小な矩形の描画データｄに対して図中のパターン形成イメージに示す円形状のパターンＣが形成される。スイープ中のフォトレジスト１１に与えるエネルギーを均一にしているため、スイープ中のどの描画データｄに対しても同じようにして上記描画パターンＤと同様に周期性のある均一な円形状のパターンＣが形成される。

図７は、レーザ描画方法を説明する図である。図７（ａ）は主にフォトレジスト１１が塗布されたマスクブランクス１０を示す図であり、図７（ｂ）はマスクブランクス１０の多重描画を示す図であり、図７（ｃ）はマスクブランクス１０の現像を示す図である。上記レーザ描画装置２０を用いたレーザ描画方法を図７（ａ）〜（ｃ）を用いて以下簡単に説明する。まず、上記矩形の描画データｄからなる上記描画パターンＤを準備する。次に、描画回数ｎを設定する。次に、各描画に対する走査の開始位置をＹ方向にＹ_ｓ／ｎずつずらしてそれぞれ設定する。描画回数が５回の場合は、上記描画領域Ａ１〜Ａ５のようにそれぞれ設定する。次に、フォトレジスト１１が塗布されたマスクブランクス１０をステージ１上に固定する。図７（ａ）に示すように、マスクブランクス１０は、ガラス基板８上に遮光性クロム膜及び低反射性クロム膜９を成膜したものである。次に、ヘッド部３をＸ方向に移動させ、レーザ光の出射方向を一定の周期でＹ方向に繰り返し変化させ、描画パターンＤに基づいてレーザ光を上記描画領域に対してそれぞれｎ回出射させる。ヘッド部３をＸ方向の描画領域の端まで移動させた後、ステージ１をスキャン幅Ｙ_ｓだけＹ方向と逆方向に移動させる。また、ヘッド部３をＸ方向の描画領域の初期位置に移動させる。この初期位置への移動中はヘッド部３からレーザ光を出射させないようにする。以上の作業を繰り返して、図７（ｂ）に示すように、矢印のフォトレジスト１１の部分にｎ回多重描画する。次に、図７（ｃ）に示すように、そのｎ回多重描画されたマスクブランクス１０を現像する。次に、フォトレジスト１１が覆われていない遮光性クロム膜及び低反射性クロム膜９をエッチングすることにより除去する。次に、フォトレジスト１１を有機溶剤等で除去する。これにより、マスクブランクス１０上に円パターンを得ることができる。

第１の実施形態のレーザ描画装置は、レーザ光により描画パターンＤに基づいてマスクブランクス１０上に塗布されたフォトレジスト１１にｎ回多重描画することができる。この各描画は走査の開始位置がＹ方向にＹ_ｓ／ｎずつずれて実施されるため、スイープ中のレーザ光のエネルギーの変動を平均化してフォトレジスト１１に与えるエネルギーを均一にすることができる。そのため、均一なパターンを得ることができる。描画パターンが描画グリッドに近いサイズの矩形の描画データからなる場合、描画グリッドに近い小さなサイズの円形からなる単純で均一な円パターンを得ることができる。

（第２の実施形態）
レーザ描画装置において、レーザ光が複数であり、走査の開始位置が各レーザ光に対してそれぞれ異なるように設定してよい。第２の実施形態のレーザ描画装置と第１の実施形態のレーザ描画装置２０との主な相違点は、複数のレーザ光に対してそれぞれ異なった描画領域が設定される点である。

レーザ光の数がｎであって各レーザ光によりｎ回多重描画する場合、制御部５は各レーザ光に対してそれぞれ異なるように描画領域をｎ個設定する。ｎ個の描画領域は、描画の起点すなわち各描画は走査の開始位置がＸ方向にｋ×Ｘ_１かつＹ方向にＹ_ｓ／ｎずつずれるように設定される。例えば、１回目の描画領域として基本描画領域Ａ６を設定する。この基本描画領域Ａ６の描画の起点の座標を、Ｘ座標がＸ_０ 、Ｙ座標がＹ_０とする。そして、ｍ回目の描画領域の描画の起点の座標を、Ｘ座標がＸ−（ｍ−１）×ｋ×Ｘ１_０、Ｙ座標がＹ_０−（ｍ−１）×Ｙ_ｓ／ｎとする領域を設定する。ただし、Ｘ_１は１回のスイープで描画される描画グリッドの横方向の幅であり、ｋは自然数であり、Ｙ_ｓはＹ方向のスイープ長であり、ｍは１，２，・・・，ｎの自然数である。描画領域全体の大きさは所望のパターンがすべて収まるように適宜決定することができる。このような描画領域をそれぞれ設定することで、各描画はそれぞれ異なったレーザ光で走査の開始位置がＸ方向にｋ×Ｘ_１かつＹ方向にＹ_ｓ／ｎずつずらして実施される。このようにすると、さらに、１つ目からｎつ目のレーザ光間のエネルギーのばらつきを平均化することができる。

図８は、５回多重描画に用いる描画領域の合成イメージを示す図である。図８では、第２の実施形態のレーザ描画装置において、レーザ光の数が５つであり、上記描画パターンＤに基づいてマスクブランクス１０上のフォトレジスト１１に５回多重描画するにあたって、その５つのレーザ光に対して１〜５回目の描画領域の合成イメージを示している。図１１に示すように、１〜５つ目のレーザ光でフォトレジスト１１に描画パターンＤを５回多重描画するにあたり、各レーザ光に対してそれぞれ異なった描画領域が設定され、それに伴って各描画はそれぞれ異なったレーザ光で走査の開始位置がＸ方向にｋ×Ｘ_１かつＹ方向にＹ_ｓ／ｎずつずらして実施される。このように５回多重描画すると、さらに、１〜５つ目のレーザ光間のエネルギーのばらつきを平均化してフォトレジスト１１に与えるエネルギーを均一にすることができる。第２の実施形態のレーザ描画装置では、上記図８の描画領域をそれぞれ設定し、５回多重描画することにより、単純で均一な円パターンを得ることができる。

レーザ光の数ｎは、多重描画回数をレーザ光の数と同じとすれば、各レーザ光間のエネルギーのばらつきを抑えてマスクブランクス１０上のフォトレジストに与えるエネルギーを高度に均一化できるので望ましい。しかし、多重描画回数がレーザ光の数よりも少ない場合でも、１回の描画でパターンを形成するよりも、エネルギーのばらつきを抑える効果は得られる。

第２の実施形態のレーザ描画装置は、レーザ光の数がｎ（２以上の自然数）であり、走査の開始位置が各レーザ光に対してそれぞれ異なるように、具体的には、Ｘ方向にｋ×Ｘ_１かつＹ方向にＹ_ｓ／ｎずつずらされて設定されているため、さらに、各レーザ光間のエネルギーのばらつきを抑えてマスクブランクス１０上のフォトレジストに与えるエネルギーを高度に均一化できる。そのため、レーザ光の数がｎであっても、均一なパターンを得ることができる。描画パターンが描画グリッドに近いサイズの矩形の描画データからなる場合、描画グリッドに近い小さなサイズの円形からなる単純で均一な円パターンを得ることができる。

（実施例）
上記第２の実施形態のレーザ描画装置を用いて以下の条件で実際にマスクブランクス１０上のフォトレジスト１１に円形パターンを形成した。まず、マスクブランクス１０としてガラス基板上に遮光性クロム膜及び低反射性クロム膜を合計１００〜１５０［ｎｍ］程度の膜厚で成膜したものを製造した。そのマスクブランクス１０上に５００［ｎｍ］程度の膜厚でフォトレジストを塗布し、レーザ描画装置のステージ１に固定した。そして、以下の（実施例１）、（実施例２）の条件でフォトレジスト１１に５回多重描画し、現像、エッチングした。（実施例１）、（実施例２）の条件では、矩形の描画データｄのＹ方向の大きさは、円形が形成されるように選択した。

（実施例１）
レーザ光の数・・・５つ
描画グリッドの大きさ・・・Ｘ方向：０．２５［μｍ］、Ｙ方向：０．２５［μｍ］
矩形の描画データｄの大きさ・・・Ｘ方向：０．２５［μｍ］、Ｙ方向：０．４５［μｍ］、
描画パターンＤ・・・矩形の描画データｄを、Ｘ方向に１［μｍ］のピッチで、Ｙ方向に１［μｍ］のピッチで配置したもの
描画領域・・・基本描画領域と、その基本描画領域のＸ方向の大きさを（ｍ−１）×０．５［μｍ］、Ｙ方向の大きさを（ｍ−１）×４２［μｍ］だけ大きくした領域，（ｍ＝２，３，４，５）

（実施例２）
レーザ光の数・・・５つ
描画グリッドの大きさ・・・Ｘ方向：０．１６２［μｍ］、Ｙ方向：０．１６２［μｍ］
矩形の描画データｄの大きさ・・・Ｘ方向：０．１６２［μｍ］、Ｙ方向：０．２９０［μｍ］
描画パターンＤ・・・矩形の描画データｄを、Ｘ方向に０．８１［μｍ］のピッチで、Ｙ方向に０．８１［μｍ］のピッチで配置したもの
描画領域・・・基本描画領域と、その基本描画領域のＸ方向の大きさを０．３２４［μｍ］、Ｙ方向の大きさを４２［μｍ］ずつ大きくした４つの領域

（実施例１）及び（実施例２）では、いずれにおいても得られたパターンを電子顕微鏡で観察及び解析することによりマスクブランクス１０上に描画グリッドに近い小さいサイズの円形からなる円パターンを得ることができることを確認した。この円パターンの形状はいずれも均一な円形であり、歪な矩形や階段状になっていなかった。また、その円形はパターン全体で揃って配置されたものであった。

以上の（実施例１）及び（実施例２）の結果から、上記第２の実施形態のレーザ描画装置では、レーザ光の数が５つであり、その５つのレーザ光に対して上記描画領域を設定して走査の開始位置を変え、上記描画パターンＤに基づいてフォトマスク１１に５回多重描画することで、描画グリッド描画グリッドに近い小さいサイズの円形からなる単純で均一な円パターンを得ることができることを確認した。

１ ステージ
２ キャリッジ
３ ヘッド部
４ レーザ光発生部
５ 制御部
６ オンオフ切替部
１０ マスクブランクス
２０ レーザ描画装置

Claims (9)

1. レーザ光を出射するレーザ光出射部と、
   前記レーザ光出射部をＸ方向に移動させる移動機構と、
   前記レーザ光をＹ方向にスイープさせながら、描画パターンに基づいて出射させるスイープ機構と、
   被描画基板をＹ方向に送り出す機構と、
   前記移動機構及び前記スイープ機構をそれぞれ制御する制御部とを具備したレーザ描画装置であって、
   前記制御部は前記描画パターンに基づいてｎ回多重描画させ、
   各描画は、走査の開始位置がＹ方向にＹ_ｓ／ｎずつずれて実施される
   ことを特徴とするレーザ描画装置。
   ただし、Ｙ_ｓ：Ｙ方向のスイープ長、ｎ：描画回数（２以上の自然数）。
2. 前記各描画は、走査の開始位置がさらにＸ方向にｋ×Ｘ_１ずつずれて実施される
   ことを特徴とする請求項１記載のレーザ描画装置。
   ただし、Ｘ_１：１回のスイープで描画される描画グリッドのＸ方向の幅、ｋ：自然数。
3. 前記レーザ光が複数であり、
   前記走査の開始位置は、各描画時に出射されるレーザ光に対してそれぞれ異なるように設定される
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレーザ描画装置。
4. 前記各描画は、Ｘ方向に描画された第１の領域と前記第１の領域の次に描画された第２の領域とがＹ方向に対して８〜１２μｍの範囲内で帯状に重複するように実施され、
   前記第１の領域と前記第２の領域との重複した帯状の部分は、ｎ回の多重描画によってＹ方向にＹ_ｓ／ｎずつずれる
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のレーザ描画装置。
5. 前記描画パターンは、矩形の描画データがＸ方向に前記描画グリッドのＸ方向の幅Ｘ_１の整数倍のピッチで配置されていると共にＹ方向に前記描画グリッドのＹ方向の長さＹ_１の整数倍のピッチで配置されてなり、
   前記矩形の描画データの大きさは、Ｘ方向が描画グリッドのＸ方向の幅Ｘ_１と同じであると共にＹ方向が描画グリッドのＹ方向の長さＹ_１の１〜２．５倍である
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のレーザ描画装置。
6. レーザ光を出射するレーザ光出射部と、
   前記レーザ光出射部をＸ方向に移動させる移動機構と、
   前記レーザ光をＹ方向にスイープさせながら、描画パターンに基づいて出射させるスイープ機構と、
   被描画基板をＹ方向に送り出す機構と、
   前記移動機構及び前記スイープ機構をそれぞれ制御する制御部とを具備したレーザ描画装置を用いたレーザ描画方法であって、
   描画パターンを準備する工程と、
   各描画に対する走査の開始位置をＹ方向にＹ_ｓ／ｎずつずらしてそれぞれ設定する工程と、
   前記描画パターンに基づいてｎ回多重描画させる工程とを含む
   ことを特徴とするレーザ描画方法。
   ただし、Ｙ_ｓ：Ｙ方向のスイープ長、ｎ：描画回数（２以上の自然数）。
7. 前記各描画は、走査の開始位置がさらにＸ方向にｋ×Ｘ_１ずつずれて実施される
   ことを特徴とする請求項６記載のレーザ描画方法。
   ただし、Ｘ_１：１回のスイープで描画される描画グリッドのＸ方向の幅、ｋ：自然数。
8. 前記レーザ光が複数であり、
   前記走査の開始位置が各描画時に出射されるレーザ光に対してそれぞれ異なるように設定される工程をさらに含む
   ことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のレーザ描画方法。
9. 前記描画パターンは、矩形の描画データがＸ方向に前記描画グリッドのＸ方向の幅Ｘ_１の整数倍のピッチで配置されていると共にＹ方向に前記描画グリッドのＹ方向の長さＹ_１の整数倍のピッチで配置されてなり、
   前記矩形の描画データの大きさは、Ｘ方向が描画グリッドのＸ方向の幅Ｘ_１と同じであると共にＹ方向が描画グリッドのＹ方向の長さＹ_１の１〜２．５倍である
   ことを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載のレーザ描画方法。

Images