JP4515012B2 - パターンデータの作製方法およびフォトマスク - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パターンデータの作製方法に関し、特に、ＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサの受光部上側への微小な集光レンズ（マイクロレンズアレイ）を作製するためのフォトマスクを形成するためのパターンデータの作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサーにおいては、受光部の集光効率を高めるため、各受光部に微小集光レンズを形成している。
このような微小集光レンズは、従来、集光部上側に形成された樹脂部を熱フローにてレンズ状に形成していた。
この方法の１例を、図１３に基づいて、以下、簡単に説明しておく。
尚、図１３中、３０１はデバイス基板（イメージセンサ基板）、３０２はシリコンウエハ、３０３は受光部、３０４はカラーフィルタ、３０４ａは平坦化層、３０５は平坦化層、３０６はレジスト層、３０７はフォトマスク、３０８は露光光、３０９はレジストパターン（現像後のレジスト像）、３１０は凸レンズ（熱フロー後のレジスト像）である。
本例は、シリコンウエハ３０２の一面に形成された受光部３０３上側に、カラーフィルタ３０４を配設したデバイス基板３０１（図１３（ａ）に対し、その各受光部３０３に対応して微小集光レンズを設ける場合である。
先ず、ディバイス基板３０１のカラーフィルタ３０４を覆う平坦化層３０５を設け、更に平坦化層３０５上にレンズを形成するための感光性の樹脂であるレジスト層３０６を塗布する。（図１３（ｂ））
次いで、フォトマスク３０７をレジスト層３０６に近接した状態で、レジスト層３０６を選択露光し（図１３（ｃ））、現像処理して、各受光部３０３に対応する領域に受光部３０３を覆う略四角状のレジストパターン３０９を形成する。（図１３（ｄ））
この後、熱処理してレジストパターン３０９を熱フローさせ、各受光部３０３に対応した凸レンズ３１０を形成する。（図１３（ｅ））
この方法の場合、レジストパターン３０９を熱フローにより凸レンズ形状とするため、所望の焦点距離を有する集光効率の良いレンズの形成することが難しかった。
特に、受光部までの距離が長いＣＭＯＳイメージセンサにおいては、熱処理による自然フローでは、焦点距離の長い設計通りのレンズ形状を形成することができなかった。
【０００３】
また、別に、特開平５−１４２７５２号公報には、より微細なドットパターンの分布を用いて透過率を変化させることで，微小集光レンズを作成する方法が開示されている。
しかし、この方法の場合、エッチバックによりマイクロレンズを形成しており、且つ、マスクのパターン作成において、乱数によるパターンの配置を行う方法が採られているため、正確な所望の透過光量プロフファイルを得るのは困難であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、ＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサーにおいては、受光部の集光効率を高めるため、フォトマスクを用いたパターン形成により、各受光部に微小集光レンズを形成しているが、目的とする微小集光レンズの形状に合った現像後のレジストの形状を再現性良く、正確に形成することが難しく、問題となっていた。
本発明は、これに対応するもので、ＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサの受光部上側への微小な集光レンズ（マイクロレンズアレイ）を作製するためのフォトマスクを形成するためのパターンデータの作製方法で、目的とする現像後のレジストの形状を再現性良く、正確に形成することができるフォトマスクを作製できるパターンデータの作製方法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のパターンデータの作製方法は、露光波長では解像しない微細なドットパターンの分布状態により、露光する際の透過光量（露光量とも言う）分布を制御するフォトマスクを作製するためのパターンデータの作製方法であって、フォトマスクのパターン形成平面をＸ−Ｙ座標として、その座標値ｘ、ｙの関数として、所望の露光する際の透過光量分布をＺ座標上のｚ値として求め、求められたｚ値に対応して、Ｘ−Ｙ座標上の位置に、前記ドットパターンを配置するパターンデータの作製方法であり、順に、（ａ）露光量に応じて残膜厚の変化するレジスト（感光性レジスト材料とも言う）の現像後のレジストの所望のプロファイルを得るための、フォトマスクのパターンの露光量分布を得て、フォトマスクのパターン形成平面をＸ−Ｙ座標として、その座標値ｘ、ｙの関数として、目的とするフォトマスクの透過光量分布を、Ｚ座標上のｚ値として表す、透過光量分布把握処理と、（ｂ）前記フォトマスクのパターン形成平面を露光波長では解像しないドットパターンの所定サイズに分割し、露光においてフォトマスク面上は均一照度とし、前記Ｚ座標上のｚ値に対応して、再現性のある所定のアルゴリズムを用いて、分割された露光波長では解像しない所定サイズのＸ−Ｙ座標の領域毎に、該領域サイズのドットパターンの配置の有無を決め、パターンの配置が有と決められた、所定サイズのＸ−Ｙ座標の領域には、ドットパターンを生成配置する、ドットパターンの生成処理とを行なうもので、前記所定のアルゴリズムとして、オーダードディザ法、誤差分散法のいずれかを用いていることを特徴とするものである。
そして、上記のパターンデータの作製方法であって、透過光量分布把握処理は、露光量に応じて残膜厚の変化するレジストを露光し、現像して、得られた、露光量とレジストの残膜厚の関係のデータと、所望の被加工物の形状のプロファイルとから、露光量に応じて残膜厚の変化するレジストの現像後のレジストの所望のプロファイルを得るための、フォトマスクのパターンの露光量分布を得るものであることを特徴とするものである。
あるいは、上記のパターンデータの作製方法であって、透過光量分布把握処理は、所定のシミュレーションにより、露光量に応じて残膜厚の変化するレジストの現像後のレジストの所望のプロファイルを得るための、フォトマスクのパターンの露光量分布を得るものであることを特徴とするものである。
【０００６】
また、上記いずれかのパターンデータの作製方法であって、レジストがレンズ形成用材料であり、現像後のレジストの所望のプロファイルが、レンズ形状のプロファイルであることを特徴とするものであり、レンズがＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサの受光部上側への微小な集光レンズ（マイクロレンズアレイとも言う）であることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明のフォトマスクは、上記本発明のパターンデータの作製方法により作製されたパターンデータを用いて作製されたことを特徴とするものである。
尚、フォトマスク作製としては、一般に、フォトマスク作製用の基板の遮光層上に配設されたレジスト上に、上記本発明のパターンデータの作製方法により作製されたパターンデータを用い、電子線描画装置やレーザ光を用いたフォト描画装置にて、露光描画を行ない、現像し、残ったレジストを耐エッチング層として、遮光層をエッチングして、遮光層をパターニングする方法が採られるが、これに限定はされない。
【０００８】
尚、オーダードディザ法は、主に新聞や雑誌などの印刷におけるハーフトーン処理に用いられる方法と知られれており、元の画像の濃度値とデイザマトリクスとよばれる数字の並びとを比較して、その画素を白にするか黒にするかを決める方法で、イラストのように、元の画像とディザマトリクスを比較して、もし元画像の数字のほうが大きければ、その点を黒とし、小さければ白とする操作を、ずらしながら、画像全体に行う。
こうすることで、中間レベルの濃度値の画素が、適当な割合で白と黒に変換されて、ハーフトーン処理の場合と同じように、少し離れて見ると白と黒の画素が適当に混ざり合って、中間の階調を表現できる。
また，後に述べるが、誤差拡散法は、まず画素の濃度値が中間の濃度値（例えば、２５６階調なら１２８）より大きいか小さいかで白か黒かに分類し、次に、元の画像の濃度値と変換後の濃度値との誤差を適当な割合で間りの画素に分散させる方法であり、元の画像では灰色だったものが黒に変換された場合、周りの画素のうち黒くなっている画素を適当な割合で白の画素に変えるものである。
このようにすれば、画像全体で擬似的に階調が表現できる。
上記、オーダードディザ法、誤差拡散法は、いずれも、再現性のある手法である。
【０００９】
【作用】
本発明のパターンデータの作製方法は、このような構成にすることにより、ＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサの受光部上側への微小な集光レンズ（マイクロレンズアレイとも言う）を作製するためのフォトマスクを形成するためのパターンデータの作製方法で、目的とする現像後のレジストの形状を再現性良く、正確に得ることができるフォトマスクを作製できるパターンデータの作製方法の提供を可能としている。
具体的には、露光波長では解像しない微細なドットパターンの分布状態により、露光する際の透過光量分布を制御するフォトマスクを作製するためのパターンデータの作製方法であって、フォトマスクのパターン形成平面をＸ−Ｙ座標として、その座標値ｘ、ｙの関数として、所望の露光する際の透過光量分布をＺ座標上のｚ値として求め、求められたｚ値に対応して、Ｘ−Ｙ座標上の位置に、前記ドットパターンを配置するパターンデータの作製方法であり、順に、（ａ）露光量に応じて残膜厚の変化するレジストの現像後のレジストの所望のプロファイルを得るための、フォトマスクのパターンの露光量分布を得て、フォトマスクのパターン形成平面をＸ−Ｙ座標として、その座標値ｘ、ｙの関数として、目的とするフォトマスクの透過光量分布を、Ｚ座標上のｚ値として表す、透過光量分布把握処理と、（ｂ）前記フォトマスクのパターン形成平面を露光波長では解像しないドットパターンの所定サイズに分割し、露光においてフォトマスク面上は均一照度とし、前記Ｚ座標上のｚ値に対応して、再現性のある所定のアルゴリズムを用いて、分割された露光波長では解像しない所定サイズのＸ−Ｙ座標の領域毎に、該領域サイズのドットパターンの配置の有無を決め、パターンの配置が有と決められた、所定サイズのＸ−Ｙ座標の領域には、ドットパターンを生成配置する、ドットパターンの生成処理とを行なうもので、前記所定のアルゴリズムとして、オーダードディザ法、誤差分散法のいずれかを用いていることにより、これを達成している。
透過光量分布把握処理が、露光量に応じて残膜厚の変化するレジストを露光し、現像して、得られた、露光量とレジストの残膜厚の関係のデータと、所望の被加工物の形状のプロファイルとから、露光量に応じて残膜厚の変化するレジストの現像後のレジストの所望のプロファイルを得るための、フォトマスクのパターンの露光量分布を得るものである場合、実際に使用するレジストを用い、正確に所望のプロファイルを得るための露光量分布を得ることができる。
また、透過光量分布把握処理が、所定のシミュレーションにより、露光量に応じて残膜厚の変化するレジストの現像後のレジストの所望のプロファイルを得るための、フォトマスクのパターンの露光量分布を得るものである場合には、プロセス処理を行なう必要はなく、効率的に、所望のプロファイルを得るための露光量分布を得ることができる。
【００１０】
レジスト（感光性レジスト材料）がレンズ形成用材料であり、現像後のレジストの所望のプロファイルが、レンズ形状のプロファイルである場合、特に、レンズがＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサの受光部上側への微小な集光レンズ（マイクロレンズアレイ）である場合には、有効である。
所定のアルゴリズムとしては、誤差分散法あるいはオーダードディザ法である場合、再現性があるパターンデータの作製を可能にしている。
本発明のパターンデータの作製方法においては、上記のアルゴリズムを用いて、露光波長では解像しない微細なドットパターンの分布状態により、露光する際の透過光量（露光量）分布を制御するものである。
微細なドットパターンとしては、フォトマスクの透過光量（露光量）分布の面からは、露光波長では解像しないサイズで小さいものほど好ましいが、例えば、露光波長３６５ｎｍ（ｉ線）の、１／５縮小投影レチクルマスクを対象とした場合には、光学的に解像性という面からは、ＮＡが０. ６３、σが０. ６で、シミュレーション計算からは９００ｎｍ以下であることが必要である。
また、レジスト（感光性レジスト材料）がレンズ形成用材料であり、現像後のレジストの所望のプロファイルが、レンズ形状のプロファイルである場合（特に、ＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサの受光部上側への微小な集光レンズ（マイクロレンズアレイ）用のレンズのものである場合）、作製するレンズの曲面を表現するには、４μｍ角で、２０×２０ドットが必要とされているため、これを確保するには、１ドットのサイズは１０００ｎｍ以下であることが求められる。
しかし、フォトマスク作製の際に用いる描画用の露光機の性能上の制約もあり、現状では、１ドットサイズは３００ｎｍ以上に制限されてしまう。
結局、微細なドットパターンのサイズは、光学的解像性の他、現像後のレジストの所望のプロファイル表現、フォトマスク作製の際に用いる描画用の露光機の性能上の制約を考慮して決める。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のパターンデータの作製方法の実施の形態例を挙げ、図に基づいて説明する。
図１は本発明のパターンデータの作製方法の実施の形態の第１の例、第２の例の工程および本発明のフォトマスクの作製工程例を示したフロー図で、図２（ａ）はフォトマスクのパターン形成平面をＸ−Ｙ座標として、その座標値ｘ、ｙの関数として、所望の露光する際の透過光量（露光量）分布をＺ座標上の値ｚとして表した図で、図２（ｂ）はフォトマスクパターン表した図で、図３（ａ）は現像後のレジストの所望のプロファイルを得るための、フォトマスクのパターンの露光量分布を表した図で、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す露光量分布における所定のＸ−Ｙ座標位置でのＺ座標上の値ｚの一覧を示した図で、図４はオーダードディザ法を説明するための図で、図５は最大値を１としたディザ行列を示した図で、図６は誤差分散法を説明するための図で、図７は図３に示す所定のＸ−Ｙ座標位置でのＺ座標上の値ｚの一覧に基づき誤差分散法を実施した結果を示した図で、図８は誤差分散行列を用いた誤差分散法を数式により説明するための図で、図９は各種のディザ行列の例を表した図で、図１０（ａ）は誤差分散法の各種走査方向を示した図で、図１０（ｂ）は各種誤差分散行列の例を示した図で、図１１は現像後レジストの残膜厚と透過光量の関係を示した図で、図１２はマスクと現像後の感光性のレンズ材料（レジスト）の残膜プロファイルとの関係を示した図である。
尚、図１において、Ｓ１１〜Ｓ２４は処理ステップを示す。
図１２中、２１０はフォトマスク、２１１は透明基板、２１２は遮光膜、２２０は露光光、２３０は感光性レンズ材料（レジストのこと）、２３５は現像後のレジスト（レンズ）、２４０は被加工基板（イメージセンサ基板）である。
【００１２】
はじめに、本発明のパターンデータの作製方法の実施の形態の第１の例を、図１に基づいて説明する。
予め、所望の現像後のプロファイルを得る感光性レジスト材料（単にレジストとも言う）と、この感光性レジスト材料を露光する露光波長を決めておく。（Ｓ１１、Ｓ１２）
先ず、決められた感光性レジスト材料を、所定の膜厚に前記現像後のプロファイルを形成する基板と同等の基板上に塗布し、各種露光量にて所定サイズの領域を露光し、現像して（Ｓ１３）、露光量とレジストの残膜厚の関係データを求める。（Ｓ１４）
数式化した露光量とレジストの残膜厚の関係データとしても良い。
感光性レジスト材料としてポジレジストを用いる場合、透過光量（露光量のこと）と残膜厚の関係は、通常、図１１のようになる。
尚、図１１においては、透過光量（露光量）、残膜厚とも正規化して示してある。
作製する現像後のレジスト像によっては、絵柄の形状や粗密によって、露光量と残膜厚の関係データが異なるため、絵柄状態に対応し、数種のデータ採り込みを行なう必要がある。
尚、必要な種類の、所望の現像後のプロファイルを得るための感光性レジスト材料の、露光量に対する残膜厚特性が分かっていれば、その都度、露光量と残膜厚の関係データを求めることは必ずしも必要ではない。
この露光量とレジストの残膜厚の関係データを用い、被加工物の所望のプロファイル（Ｓ１５）にあったフォトマスクのパターンの露光量分布を求める。（Ｓ１７）
上記Ｓ１３〜Ｓ１５を経てＳ１７に至る、あるいは、Ｓ１６を経てＳ１７に至る一連の処理が透過光量（露光量）分布把握処理である。
尚、通常は、得たいプロファイルの関数について、レジスト・露光系などに対して最適化した補正式をかける。
フォトマスクのパターン形成平面をＸ−Ｙ座標として、その座標値ｘ、ｙの関数として露光量分布をＺ座標上のｚ値として表す。
ここでは、ｚ＝Ｆ（ｘ、ｙ）と表し、図２（ａ）に示すように求められるとする。
一方、フォトマスクの、決められた露光波長では解像しないパターン領域のサイズを所定サイズに決定しておく。（Ｓ１８）
ここでは、Ｘ方向幅ａ、Ｙ方向幅ａとする。
先にも述べた通り、露光波長による光学的解像性の他、現像後のレジストの所望のプロファイル表現、フォトマスク作製の際に用いる描画用の露光機の性能上の制約を考慮して決める。
次いで、求められた、ｚ＝Ｆ（ｘ、ｙ）の関係データと、決められた露光波長では解像しないパターン領域のサイズとから、再現性のある所定のアルゴリズム（Ｓ１９）を用いて、露光波長では解像しない所定サイズのドットパターンを、Ｘ−Ｙ座標上、該サイズに分割された各領域毎に、配置の有無を決定する。（Ｓ２０）
所定のアルゴリズムとしては、誤差分散法やオーダードディザ法が挙げられる。
そして、この決定に基づき、ＣＡＤツールにより、Ｘ−Ｙ座標上、所定の位置にドットパターンを配置してパターンデータを作製する。（Ｓ２１）
上記の、Ｓ１９〜Ｓ２１に至る一連の処理がドットパターンの生成処理である。
このようにして、パターンデータを作製することができるが、図２（ａ）に示す露光量分布、ｚ＝Ｆ（ｘ、ｙ）に対応するパターンデータは、図２（ｂ）のようになる。
【００１３】
ここで、所望の現像後のプロファイルを得る露光量分布が、図３（ａ）に示す露光量分布、ｚ＝Ｆ１（ｘ、ｙ）であり、各位置（ｘ、ｙ）のｚ値が図３（ｂ）の表のようになる場合について、オーダードディザ法を適用する場合を、図４に基づいて、その手順のみを簡単に説明しておく。
図３（ｂ）に示す表は図４（ａ）の表と同じであるが、図４（ａ）の表のように、各位置におけるｚ値は配列される。
一方、例えば、図４（ａ）に示す表の配列に合せ、図５に示す最大値を１とした４行×４列のディザ行列を、図４（ｂ）のように配列させておく。
ここで、図４（ａ）の表の配列と、図４（ｂ）の表の配列について、対応する位置毎に、その大小を比較し、図４（ｂ）の表側が図４（ａ）側よりも小の場合１、そうでない場合を０として、図４（ｃ）に示すように、同様の配列を求める。
ここでは、１の領域の場合はドットパターンを配置しない領域とし、０の領域の場合はドットパターンを配置する領域とする。
ドットパターンのＸ方向、Ｙ方向サイズと図４（ａ）に示す各位置間距離とを同じとするほうが精度面で好ましいが、計算量が大きくなる。
尚、ドットパターンのＸ方向、Ｙ方向サイズと図４（ａ）に示す各位置間距離を必ずしも同じとする必要はない。
また、ディザ行列には、図９に示すような様々なパターンが考えられ、得たい露光分布に合わせて適宜選択して使用する。
【００１４】
次に、誤差分散法を適用する場合について説明する。
先ず、図６に基づいて、誤差分散法の手順を簡単に説明しておく。
例えば、表の横方向を、縦方向をＸ方向、Ｙ方向とし、それぞれ、所定ピッチでセル（画素とも言い、ピッチに対応するサイズである）を設け、各セルに図６（ａ）のように、値が配列されている場合について、表の左上から右下方向にかけて以下の処理を順次行なう。
先ず、左上セルＰ０について、中間値（０. ５）を閾値とし、２値化を行なう。（図６（ｂ）
左上セルＰ０の値０. １は２値化により０となる。
次いで、このセルＰ０に隣接するセルに重み付け加算（あるいは減算）して、図６（ｃ）のようになる。
図６（ｂ）中、▲１▼、▲２▼、▲３▼は、セルＰ０に対し、重み付け加算（あるいは減算）する隣接セルとその値を示している。
次に、隣のセルＰ１にに移り、２値化、重み付け加算（あるいは減算）して図６（ｄ）を得る。
更に、その隣のセルＰ２に移り、同様に、値化、重み付け加算（あるいは減算）して図６（ｅ）を得る。
以降、図６（ｅ）の矢印の方向に順次、各セルに対し、同様の処理を行ない、得られた結果が求めるものである。
【００１５】
図３（ｂ）に示す表の場合、図７のようになる。
即ち、図３（ａ）に示す露光量分布、Ｚ＝Ｆ１（ｘ、ｙ）の場合、図７に示す１の領域の場合はドットパターンを配置しない領域とし、図７に示す０の領域の場合はドットパターンを配置する領域とする。
上記は、図１０（ａ）のように、表の左上から右下方向にかけて処理を順次行なったが、これに限定はされない。
図１０（ｂ）、図１０（ｃ）の方向で処理を行なっても良い。
【００１６】
上記操作を、図１０（ｂ）（イ）、図１０（ｂ）（ロ）に示すような誤差分散行列を用いて、座標（０、０）からはじめて、順次全セルに対して繰り返す誤差分散方法もある。
ｆ（ｘ、ｙ）を元データ、ｆｎｅｗ（ｘ、ｙ）を誤差分散を行った後のデータ、ｇ（ｘ、ｙ）を閾値０. ５で２値化したデータ、Ｅｘｙを２値化により生じた誤差とした場合、それぞれの関係は、図８の（１）式〜（５）式のように表される。
これらの関係式に基づいて、上記と同様にして、図７に相当する配列を求めることもできる。
【００１７】
本発明のパターンデータの作製方法実施の形態の第２の例を挙げる。
上記のように、作製する現像後のレジスト像の絵柄に合せ、その露光量と残膜厚の関係を求めておくことは有効であるが、求める種類が多い場合は、現実的でなくなる。
本例は、シュミレーション（Ｓ１６）を用いて、作製する現像後のレジスト像の絵柄に対応するものである。
これ以外は、第１の例と同じで説明を省略する。
例えば、所望の現像後のプロファイルを得るための感光性レジスト材料の、基本となる露光量に対する残膜厚特性データが分かった状態で、他の絵柄（配置、分布）について、基本となるデータに補正を施し、露光量に対する残膜厚特性を算出してしまうものが挙げられる。
【００１８】
次いで、上記のようにして作製された、ドットパターンを配置したパターンデータを用いて、電子線描画露光装置にて、フォトマスク用基板の遮光層上のレジストを露光描画し（Ｓ２１）、所定の現像、エッチング等のプロセス処理を経て、本発明のフォトマスク（Ｓ２２）を作製する。
このようにして作製されたフォトマスクを用い、露光して、例えば、被加工基板（イメージセンサ基板）上に感光性レジスト材料でレンズを形成する場合、図１２（ａ）に示すように、フォトマスク２１０のパターンを被加工基板（イメージセンサ基板）上のレジスト２３０に、縮小投影にて露光し、現像して、図１２（ｂ）のように、被加工基板（イメージセンサ基板）２４０上に直接レンズを得ることができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は、上記のように、ＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサの受光部上側への微小な集光レンズ（マイクロレンズアレイ）を作製するためのフォトマスクを形成するためのパターンデータの作製方法で、目的とする現像後のレジストの形状を再現性良く、正確に形成することができるフォトマスクを作製できるパターンデータの作製方法の提供を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のパターンデータの作製方法の実施の形態の第１の例、第２の例の工程および本発明のフォトマスクの作製工程例を示したフロー図である。
【図２】 図２（ａ）はフォトマスクのパターン形成平面をＸ−Ｙ座標として、その座標値ｘ、ｙの関数として、所望の露光する際の透過光量（露光量）分布をＺ座標上の値ｚとして表した図で、図２（ｂ）はフォトマスクパターン表した図である。
【図３】 図３（ａ）は現像後のレジストの所望のプロファイルを得るための、フォトマスクのパターンの露光量分布を表した図で、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す露光量分布における所定のＸ−Ｙ座標位置でのＺ座標上の値ｚの一覧を示した図である。
【図４】 オーダードディザ法を説明するための図である。
【図５】 最大値を１としたディザ行列を示した図である。
【図６】 誤差分散法を説明するための図である。
【図７】 図３に示す所定のＸ−Ｙ座標位置でのＺ座標上の値ｚの一覧に基づき誤差分散法を実施した結果を示した図である。
【図８】 誤差分散行列を用いた誤差分散法を数式により説明するための図である。
【図９】 各種のディザ行列の例を表した図である。
【図１０】 図１０（ａ）は誤差分散法の各種走査方向を示した図で、図１０（ｂ）は各種誤差分散行列の例を示した図である。
【図１１】 現像後レジストの残膜厚と透過光量の関係を示した図である。
【図１２】 マスクと現像後の感光性のレンズ材料（レジスト）の残膜プロファイルとの関係を示した図である。
【図１３】 従来の微小な集光レンズの形成方法の工程を示した工程断面図である。
【符号の説明】
２１０ フォトマスク
２１１ 透明基板
２１２ 遮光膜
２２０ 露光光
２３０ 感光性レンズ材料（レジストのこと）
２３５ 現像後のレジスト（レンズ）
２４０ 被加工基板（イメージセンサ基板）
【発明の属する技術分野】
本発明は、パターンデータの作製方法に関し、特に、ＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサの受光部上側への微小な集光レンズ（マイクロレンズアレイ）を作製するためのフォトマスクを形成するためのパターンデータの作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサーにおいては、受光部の集光効率を高めるため、各受光部に微小集光レンズを形成している。
このような微小集光レンズは、従来、集光部上側に形成された樹脂部を熱フローにてレンズ状に形成していた。
この方法の１例を、図１３に基づいて、以下、簡単に説明しておく。
尚、図１３中、３０１はデバイス基板（イメージセンサ基板）、３０２はシリコンウエハ、３０３は受光部、３０４はカラーフィルタ、３０４ａは平坦化層、３０５は平坦化層、３０６はレジスト層、３０７はフォトマスク、３０８は露光光、３０９はレジストパターン（現像後のレジスト像）、３１０は凸レンズ（熱フロー後のレジスト像）である。
本例は、シリコンウエハ３０２の一面に形成された受光部３０３上側に、カラーフィルタ３０４を配設したデバイス基板３０１（図１３（ａ）に対し、その各受光部３０３に対応して微小集光レンズを設ける場合である。
先ず、ディバイス基板３０１のカラーフィルタ３０４を覆う平坦化層３０５を設け、更に平坦化層３０５上にレンズを形成するための感光性の樹脂であるレジスト層３０６を塗布する。（図１３（ｂ））
次いで、フォトマスク３０７をレジスト層３０６に近接した状態で、レジスト層３０６を選択露光し（図１３（ｃ））、現像処理して、各受光部３０３に対応する領域に受光部３０３を覆う略四角状のレジストパターン３０９を形成する。（図１３（ｄ））
この後、熱処理してレジストパターン３０９を熱フローさせ、各受光部３０３に対応した凸レンズ３１０を形成する。（図１３（ｅ））
この方法の場合、レジストパターン３０９を熱フローにより凸レンズ形状とするため、所望の焦点距離を有する集光効率の良いレンズの形成することが難しかった。
特に、受光部までの距離が長いＣＭＯＳイメージセンサにおいては、熱処理による自然フローでは、焦点距離の長い設計通りのレンズ形状を形成することができなかった。
【０００３】
また、別に、特開平５−１４２７５２号公報には、より微細なドットパターンの分布を用いて透過率を変化させることで，微小集光レンズを作成する方法が開示されている。
しかし、この方法の場合、エッチバックによりマイクロレンズを形成しており、且つ、マスクのパターン作成において、乱数によるパターンの配置を行う方法が採られているため、正確な所望の透過光量プロフファイルを得るのは困難であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、ＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサーにおいては、受光部の集光効率を高めるため、フォトマスクを用いたパターン形成により、各受光部に微小集光レンズを形成しているが、目的とする微小集光レンズの形状に合った現像後のレジストの形状を再現性良く、正確に形成することが難しく、問題となっていた。
本発明は、これに対応するもので、ＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサの受光部上側への微小な集光レンズ（マイクロレンズアレイ）を作製するためのフォトマスクを形成するためのパターンデータの作製方法で、目的とする現像後のレジストの形状を再現性良く、正確に形成することができるフォトマスクを作製できるパターンデータの作製方法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のパターンデータの作製方法は、露光波長では解像しない微細なドットパターンの分布状態により、露光する際の透過光量（露光量とも言う）分布を制御するフォトマスクを作製するためのパターンデータの作製方法であって、フォトマスクのパターン形成平面をＸ−Ｙ座標として、その座標値ｘ、ｙの関数として、所望の露光する際の透過光量分布をＺ座標上のｚ値として求め、求められたｚ値に対応して、Ｘ−Ｙ座標上の位置に、前記ドットパターンを配置するパターンデータの作製方法であり、順に、（ａ）露光量に応じて残膜厚の変化するレジスト（感光性レジスト材料とも言う）の現像後のレジストの所望のプロファイルを得るための、フォトマスクのパターンの露光量分布を得て、フォトマスクのパターン形成平面をＸ−Ｙ座標として、その座標値ｘ、ｙの関数として、目的とするフォトマスクの透過光量分布を、Ｚ座標上のｚ値として表す、透過光量分布把握処理と、（ｂ）前記フォトマスクのパターン形成平面を露光波長では解像しないドットパターンの所定サイズに分割し、露光においてフォトマスク面上は均一照度とし、前記Ｚ座標上のｚ値に対応して、再現性のある所定のアルゴリズムを用いて、分割された露光波長では解像しない所定サイズのＸ−Ｙ座標の領域毎に、該領域サイズのドットパターンの配置の有無を決め、パターンの配置が有と決められた、所定サイズのＸ−Ｙ座標の領域には、ドットパターンを生成配置する、ドットパターンの生成処理とを行なうもので、前記所定のアルゴリズムとして、オーダードディザ法、誤差分散法のいずれかを用いていることを特徴とするものである。
そして、上記のパターンデータの作製方法であって、透過光量分布把握処理は、露光量に応じて残膜厚の変化するレジストを露光し、現像して、得られた、露光量とレジストの残膜厚の関係のデータと、所望の被加工物の形状のプロファイルとから、露光量に応じて残膜厚の変化するレジストの現像後のレジストの所望のプロファイルを得るための、フォトマスクのパターンの露光量分布を得るものであることを特徴とするものである。
あるいは、上記のパターンデータの作製方法であって、透過光量分布把握処理は、所定のシミュレーションにより、露光量に応じて残膜厚の変化するレジストの現像後のレジストの所望のプロファイルを得るための、フォトマスクのパターンの露光量分布を得るものであることを特徴とするものである。
【０００６】
また、上記いずれかのパターンデータの作製方法であって、レジストがレンズ形成用材料であり、現像後のレジストの所望のプロファイルが、レンズ形状のプロファイルであることを特徴とするものであり、レンズがＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサの受光部上側への微小な集光レンズ（マイクロレンズアレイとも言う）であることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明のフォトマスクは、上記本発明のパターンデータの作製方法により作製されたパターンデータを用いて作製されたことを特徴とするものである。
尚、フォトマスク作製としては、一般に、フォトマスク作製用の基板の遮光層上に配設されたレジスト上に、上記本発明のパターンデータの作製方法により作製されたパターンデータを用い、電子線描画装置やレーザ光を用いたフォト描画装置にて、露光描画を行ない、現像し、残ったレジストを耐エッチング層として、遮光層をエッチングして、遮光層をパターニングする方法が採られるが、これに限定はされない。
【０００８】
尚、オーダードディザ法は、主に新聞や雑誌などの印刷におけるハーフトーン処理に用いられる方法と知られれており、元の画像の濃度値とデイザマトリクスとよばれる数字の並びとを比較して、その画素を白にするか黒にするかを決める方法で、イラストのように、元の画像とディザマトリクスを比較して、もし元画像の数字のほうが大きければ、その点を黒とし、小さければ白とする操作を、ずらしながら、画像全体に行う。
こうすることで、中間レベルの濃度値の画素が、適当な割合で白と黒に変換されて、ハーフトーン処理の場合と同じように、少し離れて見ると白と黒の画素が適当に混ざり合って、中間の階調を表現できる。
また，後に述べるが、誤差拡散法は、まず画素の濃度値が中間の濃度値（例えば、２５６階調なら１２８）より大きいか小さいかで白か黒かに分類し、次に、元の画像の濃度値と変換後の濃度値との誤差を適当な割合で間りの画素に分散させる方法であり、元の画像では灰色だったものが黒に変換された場合、周りの画素のうち黒くなっている画素を適当な割合で白の画素に変えるものである。
このようにすれば、画像全体で擬似的に階調が表現できる。
上記、オーダードディザ法、誤差拡散法は、いずれも、再現性のある手法である。
【０００９】
【作用】
本発明のパターンデータの作製方法は、このような構成にすることにより、ＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサの受光部上側への微小な集光レンズ（マイクロレンズアレイとも言う）を作製するためのフォトマスクを形成するためのパターンデータの作製方法で、目的とする現像後のレジストの形状を再現性良く、正確に得ることができるフォトマスクを作製できるパターンデータの作製方法の提供を可能としている。
具体的には、露光波長では解像しない微細なドットパターンの分布状態により、露光する際の透過光量分布を制御するフォトマスクを作製するためのパターンデータの作製方法であって、フォトマスクのパターン形成平面をＸ−Ｙ座標として、その座標値ｘ、ｙの関数として、所望の露光する際の透過光量分布をＺ座標上のｚ値として求め、求められたｚ値に対応して、Ｘ−Ｙ座標上の位置に、前記ドットパターンを配置するパターンデータの作製方法であり、順に、（ａ）露光量に応じて残膜厚の変化するレジストの現像後のレジストの所望のプロファイルを得るための、フォトマスクのパターンの露光量分布を得て、フォトマスクのパターン形成平面をＸ−Ｙ座標として、その座標値ｘ、ｙの関数として、目的とするフォトマスクの透過光量分布を、Ｚ座標上のｚ値として表す、透過光量分布把握処理と、（ｂ）前記フォトマスクのパターン形成平面を露光波長では解像しないドットパターンの所定サイズに分割し、露光においてフォトマスク面上は均一照度とし、前記Ｚ座標上のｚ値に対応して、再現性のある所定のアルゴリズムを用いて、分割された露光波長では解像しない所定サイズのＸ−Ｙ座標の領域毎に、該領域サイズのドットパターンの配置の有無を決め、パターンの配置が有と決められた、所定サイズのＸ−Ｙ座標の領域には、ドットパターンを生成配置する、ドットパターンの生成処理とを行なうもので、前記所定のアルゴリズムとして、オーダードディザ法、誤差分散法のいずれかを用いていることにより、これを達成している。
透過光量分布把握処理が、露光量に応じて残膜厚の変化するレジストを露光し、現像して、得られた、露光量とレジストの残膜厚の関係のデータと、所望の被加工物の形状のプロファイルとから、露光量に応じて残膜厚の変化するレジストの現像後のレジストの所望のプロファイルを得るための、フォトマスクのパターンの露光量分布を得るものである場合、実際に使用するレジストを用い、正確に所望のプロファイルを得るための露光量分布を得ることができる。
また、透過光量分布把握処理が、所定のシミュレーションにより、露光量に応じて残膜厚の変化するレジストの現像後のレジストの所望のプロファイルを得るための、フォトマスクのパターンの露光量分布を得るものである場合には、プロセス処理を行なう必要はなく、効率的に、所望のプロファイルを得るための露光量分布を得ることができる。
【００１０】
レジスト（感光性レジスト材料）がレンズ形成用材料であり、現像後のレジストの所望のプロファイルが、レンズ形状のプロファイルである場合、特に、レンズがＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサの受光部上側への微小な集光レンズ（マイクロレンズアレイ）である場合には、有効である。
所定のアルゴリズムとしては、誤差分散法あるいはオーダードディザ法である場合、再現性があるパターンデータの作製を可能にしている。
本発明のパターンデータの作製方法においては、上記のアルゴリズムを用いて、露光波長では解像しない微細なドットパターンの分布状態により、露光する際の透過光量（露光量）分布を制御するものである。
微細なドットパターンとしては、フォトマスクの透過光量（露光量）分布の面からは、露光波長では解像しないサイズで小さいものほど好ましいが、例えば、露光波長３６５ｎｍ（ｉ線）の、１／５縮小投影レチクルマスクを対象とした場合には、光学的に解像性という面からは、ＮＡが０. ６３、σが０. ６で、シミュレーション計算からは９００ｎｍ以下であることが必要である。
また、レジスト（感光性レジスト材料）がレンズ形成用材料であり、現像後のレジストの所望のプロファイルが、レンズ形状のプロファイルである場合（特に、ＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサの受光部上側への微小な集光レンズ（マイクロレンズアレイ）用のレンズのものである場合）、作製するレンズの曲面を表現するには、４μｍ角で、２０×２０ドットが必要とされているため、これを確保するには、１ドットのサイズは１０００ｎｍ以下であることが求められる。
しかし、フォトマスク作製の際に用いる描画用の露光機の性能上の制約もあり、現状では、１ドットサイズは３００ｎｍ以上に制限されてしまう。
結局、微細なドットパターンのサイズは、光学的解像性の他、現像後のレジストの所望のプロファイル表現、フォトマスク作製の際に用いる描画用の露光機の性能上の制約を考慮して決める。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のパターンデータの作製方法の実施の形態例を挙げ、図に基づいて説明する。
図１は本発明のパターンデータの作製方法の実施の形態の第１の例、第２の例の工程および本発明のフォトマスクの作製工程例を示したフロー図で、図２（ａ）はフォトマスクのパターン形成平面をＸ−Ｙ座標として、その座標値ｘ、ｙの関数として、所望の露光する際の透過光量（露光量）分布をＺ座標上の値ｚとして表した図で、図２（ｂ）はフォトマスクパターン表した図で、図３（ａ）は現像後のレジストの所望のプロファイルを得るための、フォトマスクのパターンの露光量分布を表した図で、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す露光量分布における所定のＸ−Ｙ座標位置でのＺ座標上の値ｚの一覧を示した図で、図４はオーダードディザ法を説明するための図で、図５は最大値を１としたディザ行列を示した図で、図６は誤差分散法を説明するための図で、図７は図３に示す所定のＸ−Ｙ座標位置でのＺ座標上の値ｚの一覧に基づき誤差分散法を実施した結果を示した図で、図８は誤差分散行列を用いた誤差分散法を数式により説明するための図で、図９は各種のディザ行列の例を表した図で、図１０（ａ）は誤差分散法の各種走査方向を示した図で、図１０（ｂ）は各種誤差分散行列の例を示した図で、図１１は現像後レジストの残膜厚と透過光量の関係を示した図で、図１２はマスクと現像後の感光性のレンズ材料（レジスト）の残膜プロファイルとの関係を示した図である。
尚、図１において、Ｓ１１〜Ｓ２４は処理ステップを示す。
図１２中、２１０はフォトマスク、２１１は透明基板、２１２は遮光膜、２２０は露光光、２３０は感光性レンズ材料（レジストのこと）、２３５は現像後のレジスト（レンズ）、２４０は被加工基板（イメージセンサ基板）である。
【００１２】
はじめに、本発明のパターンデータの作製方法の実施の形態の第１の例を、図１に基づいて説明する。
予め、所望の現像後のプロファイルを得る感光性レジスト材料（単にレジストとも言う）と、この感光性レジスト材料を露光する露光波長を決めておく。（Ｓ１１、Ｓ１２）
先ず、決められた感光性レジスト材料を、所定の膜厚に前記現像後のプロファイルを形成する基板と同等の基板上に塗布し、各種露光量にて所定サイズの領域を露光し、現像して（Ｓ１３）、露光量とレジストの残膜厚の関係データを求める。（Ｓ１４）
数式化した露光量とレジストの残膜厚の関係データとしても良い。
感光性レジスト材料としてポジレジストを用いる場合、透過光量（露光量のこと）と残膜厚の関係は、通常、図１１のようになる。
尚、図１１においては、透過光量（露光量）、残膜厚とも正規化して示してある。
作製する現像後のレジスト像によっては、絵柄の形状や粗密によって、露光量と残膜厚の関係データが異なるため、絵柄状態に対応し、数種のデータ採り込みを行なう必要がある。
尚、必要な種類の、所望の現像後のプロファイルを得るための感光性レジスト材料の、露光量に対する残膜厚特性が分かっていれば、その都度、露光量と残膜厚の関係データを求めることは必ずしも必要ではない。
この露光量とレジストの残膜厚の関係データを用い、被加工物の所望のプロファイル（Ｓ１５）にあったフォトマスクのパターンの露光量分布を求める。（Ｓ１７）
上記Ｓ１３〜Ｓ１５を経てＳ１７に至る、あるいは、Ｓ１６を経てＳ１７に至る一連の処理が透過光量（露光量）分布把握処理である。
尚、通常は、得たいプロファイルの関数について、レジスト・露光系などに対して最適化した補正式をかける。
フォトマスクのパターン形成平面をＸ−Ｙ座標として、その座標値ｘ、ｙの関数として露光量分布をＺ座標上のｚ値として表す。
ここでは、ｚ＝Ｆ（ｘ、ｙ）と表し、図２（ａ）に示すように求められるとする。
一方、フォトマスクの、決められた露光波長では解像しないパターン領域のサイズを所定サイズに決定しておく。（Ｓ１８）
ここでは、Ｘ方向幅ａ、Ｙ方向幅ａとする。
先にも述べた通り、露光波長による光学的解像性の他、現像後のレジストの所望のプロファイル表現、フォトマスク作製の際に用いる描画用の露光機の性能上の制約を考慮して決める。
次いで、求められた、ｚ＝Ｆ（ｘ、ｙ）の関係データと、決められた露光波長では解像しないパターン領域のサイズとから、再現性のある所定のアルゴリズム（Ｓ１９）を用いて、露光波長では解像しない所定サイズのドットパターンを、Ｘ−Ｙ座標上、該サイズに分割された各領域毎に、配置の有無を決定する。（Ｓ２０）
所定のアルゴリズムとしては、誤差分散法やオーダードディザ法が挙げられる。
そして、この決定に基づき、ＣＡＤツールにより、Ｘ−Ｙ座標上、所定の位置にドットパターンを配置してパターンデータを作製する。（Ｓ２１）
上記の、Ｓ１９〜Ｓ２１に至る一連の処理がドットパターンの生成処理である。
このようにして、パターンデータを作製することができるが、図２（ａ）に示す露光量分布、ｚ＝Ｆ（ｘ、ｙ）に対応するパターンデータは、図２（ｂ）のようになる。
【００１３】
ここで、所望の現像後のプロファイルを得る露光量分布が、図３（ａ）に示す露光量分布、ｚ＝Ｆ１（ｘ、ｙ）であり、各位置（ｘ、ｙ）のｚ値が図３（ｂ）の表のようになる場合について、オーダードディザ法を適用する場合を、図４に基づいて、その手順のみを簡単に説明しておく。
図３（ｂ）に示す表は図４（ａ）の表と同じであるが、図４（ａ）の表のように、各位置におけるｚ値は配列される。
一方、例えば、図４（ａ）に示す表の配列に合せ、図５に示す最大値を１とした４行×４列のディザ行列を、図４（ｂ）のように配列させておく。
ここで、図４（ａ）の表の配列と、図４（ｂ）の表の配列について、対応する位置毎に、その大小を比較し、図４（ｂ）の表側が図４（ａ）側よりも小の場合１、そうでない場合を０として、図４（ｃ）に示すように、同様の配列を求める。
ここでは、１の領域の場合はドットパターンを配置しない領域とし、０の領域の場合はドットパターンを配置する領域とする。
ドットパターンのＸ方向、Ｙ方向サイズと図４（ａ）に示す各位置間距離とを同じとするほうが精度面で好ましいが、計算量が大きくなる。
尚、ドットパターンのＸ方向、Ｙ方向サイズと図４（ａ）に示す各位置間距離を必ずしも同じとする必要はない。
また、ディザ行列には、図９に示すような様々なパターンが考えられ、得たい露光分布に合わせて適宜選択して使用する。
【００１４】
次に、誤差分散法を適用する場合について説明する。
先ず、図６に基づいて、誤差分散法の手順を簡単に説明しておく。
例えば、表の横方向を、縦方向をＸ方向、Ｙ方向とし、それぞれ、所定ピッチでセル（画素とも言い、ピッチに対応するサイズである）を設け、各セルに図６（ａ）のように、値が配列されている場合について、表の左上から右下方向にかけて以下の処理を順次行なう。
先ず、左上セルＰ０について、中間値（０. ５）を閾値とし、２値化を行なう。（図６（ｂ）
左上セルＰ０の値０. １は２値化により０となる。
次いで、このセルＰ０に隣接するセルに重み付け加算（あるいは減算）して、図６（ｃ）のようになる。
図６（ｂ）中、▲１▼、▲２▼、▲３▼は、セルＰ０に対し、重み付け加算（あるいは減算）する隣接セルとその値を示している。
次に、隣のセルＰ１にに移り、２値化、重み付け加算（あるいは減算）して図６（ｄ）を得る。
更に、その隣のセルＰ２に移り、同様に、値化、重み付け加算（あるいは減算）して図６（ｅ）を得る。
以降、図６（ｅ）の矢印の方向に順次、各セルに対し、同様の処理を行ない、得られた結果が求めるものである。
【００１５】
図３（ｂ）に示す表の場合、図７のようになる。
即ち、図３（ａ）に示す露光量分布、Ｚ＝Ｆ１（ｘ、ｙ）の場合、図７に示す１の領域の場合はドットパターンを配置しない領域とし、図７に示す０の領域の場合はドットパターンを配置する領域とする。
上記は、図１０（ａ）のように、表の左上から右下方向にかけて処理を順次行なったが、これに限定はされない。
図１０（ｂ）、図１０（ｃ）の方向で処理を行なっても良い。
【００１６】
上記操作を、図１０（ｂ）（イ）、図１０（ｂ）（ロ）に示すような誤差分散行列を用いて、座標（０、０）からはじめて、順次全セルに対して繰り返す誤差分散方法もある。
ｆ（ｘ、ｙ）を元データ、ｆｎｅｗ（ｘ、ｙ）を誤差分散を行った後のデータ、ｇ（ｘ、ｙ）を閾値０. ５で２値化したデータ、Ｅｘｙを２値化により生じた誤差とした場合、それぞれの関係は、図８の（１）式〜（５）式のように表される。
これらの関係式に基づいて、上記と同様にして、図７に相当する配列を求めることもできる。
【００１７】
本発明のパターンデータの作製方法実施の形態の第２の例を挙げる。
上記のように、作製する現像後のレジスト像の絵柄に合せ、その露光量と残膜厚の関係を求めておくことは有効であるが、求める種類が多い場合は、現実的でなくなる。
本例は、シュミレーション（Ｓ１６）を用いて、作製する現像後のレジスト像の絵柄に対応するものである。
これ以外は、第１の例と同じで説明を省略する。
例えば、所望の現像後のプロファイルを得るための感光性レジスト材料の、基本となる露光量に対する残膜厚特性データが分かった状態で、他の絵柄（配置、分布）について、基本となるデータに補正を施し、露光量に対する残膜厚特性を算出してしまうものが挙げられる。
【００１８】
次いで、上記のようにして作製された、ドットパターンを配置したパターンデータを用いて、電子線描画露光装置にて、フォトマスク用基板の遮光層上のレジストを露光描画し（Ｓ２１）、所定の現像、エッチング等のプロセス処理を経て、本発明のフォトマスク（Ｓ２２）を作製する。
このようにして作製されたフォトマスクを用い、露光して、例えば、被加工基板（イメージセンサ基板）上に感光性レジスト材料でレンズを形成する場合、図１２（ａ）に示すように、フォトマスク２１０のパターンを被加工基板（イメージセンサ基板）上のレジスト２３０に、縮小投影にて露光し、現像して、図１２（ｂ）のように、被加工基板（イメージセンサ基板）２４０上に直接レンズを得ることができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は、上記のように、ＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサの受光部上側への微小な集光レンズ（マイクロレンズアレイ）を作製するためのフォトマスクを形成するためのパターンデータの作製方法で、目的とする現像後のレジストの形状を再現性良く、正確に形成することができるフォトマスクを作製できるパターンデータの作製方法の提供を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のパターンデータの作製方法の実施の形態の第１の例、第２の例の工程および本発明のフォトマスクの作製工程例を示したフロー図である。
【図２】 図２（ａ）はフォトマスクのパターン形成平面をＸ−Ｙ座標として、その座標値ｘ、ｙの関数として、所望の露光する際の透過光量（露光量）分布をＺ座標上の値ｚとして表した図で、図２（ｂ）はフォトマスクパターン表した図である。
【図３】 図３（ａ）は現像後のレジストの所望のプロファイルを得るための、フォトマスクのパターンの露光量分布を表した図で、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す露光量分布における所定のＸ−Ｙ座標位置でのＺ座標上の値ｚの一覧を示した図である。
【図４】 オーダードディザ法を説明するための図である。
【図５】 最大値を１としたディザ行列を示した図である。
【図６】 誤差分散法を説明するための図である。
【図７】 図３に示す所定のＸ−Ｙ座標位置でのＺ座標上の値ｚの一覧に基づき誤差分散法を実施した結果を示した図である。
【図８】 誤差分散行列を用いた誤差分散法を数式により説明するための図である。
【図９】 各種のディザ行列の例を表した図である。
【図１０】 図１０（ａ）は誤差分散法の各種走査方向を示した図で、図１０（ｂ）は各種誤差分散行列の例を示した図である。
【図１１】 現像後レジストの残膜厚と透過光量の関係を示した図である。
【図１２】 マスクと現像後の感光性のレンズ材料（レジスト）の残膜プロファイルとの関係を示した図である。
【図１３】 従来の微小な集光レンズの形成方法の工程を示した工程断面図である。
【符号の説明】
２１０ フォトマスク
２１１ 透明基板
２１２ 遮光膜
２２０ 露光光
２３０ 感光性レンズ材料（レジストのこと）
２３５ 現像後のレジスト（レンズ）
２４０ 被加工基板（イメージセンサ基板）
Claims (6)
- 露光波長では解像しない微細なドットパターンの分布状態により、露光する際の透過光量分布を制御するフォトマスクを作製するためのパターンデータの作製方法であって、フォトマスクのパターン形成平面をＸ−Ｙ座標として、その座標値ｘ、ｙの関数として、所望の露光する際の透過光量分布をＺ座標上のｚ値として求め、求められたｚ値に対応して、Ｘ−Ｙ座標上の位置に、前記ドットパターンを配置するパターンデータの作製方法であり、順に、（ａ）露光量に応じて残膜厚の変化するレジストの現像後のレジストの所望のプロファイルを得るための、フォトマスクのパターンの露光量分布を得て、フォトマスクのパターン形成平面をＸ−Ｙ座標として、その座標値ｘ、ｙの関数として、目的とするフォトマスクの透過光量分布を、Ｚ座標上のｚ値として表す、透過光量分布把握処理と、（ｂ）前記フォトマスクのパターン形成平面を露光波長では解像しないドットパターンの所定サイズに分割し、露光においてフォトマスク面上は均一照度とし、前記Ｚ座標上のｚ値に対応して、再現性のある所定のアルゴリズムを用いて、分割された露光波長では解像しない所定サイズのＸ−Ｙ座標の領域毎に、該領域サイズのドットパターンの配置の有無を決め、パターンの配置が有と決められた、所定サイズのＸ−Ｙ座標の領域には、ドットパターンを生成配置する、ドットパターンの生成処理とを行なうもので、前記所定のアルゴリズムとして、オーダードディザ法、誤差分散法のいずれかを用いていることを特徴とするパターンデータの作製方法。
- 請求項１に記載のパターンデータの作製方法であって、透過光量分布把握処理は、露光量に応じて残膜厚の変化するレジストを露光し、現像して、得られた、露光量とレジストの残膜厚の関係のデータと、所望の被加工物の形状のプロファイルとから、露光量に応じて残膜厚の変化するレジストの現像後のレジストの所望のプロファイルを得るための、フォトマスクのパターンの露光量分布を得るものであることを特徴とするパターンデータの作製方法。
- 請求項１に記載のパターンデータの作製方法であって、透過光量分布把握処理は、所定のシミュレーションにより、露光量に応じて残膜厚の変化するレジストの現像後のレジストの所望のプロファイルを得るための、フォトマスクのパターンの露光量分布を得るものであることを特徴とするパターンデータの作製方法。
- 請求項１ないし３のいずれか１項に記載のパターンデータの作製方法であって、レジストがレンズ形成用材料であり、現像後のレジストの所望のプロファイルが、レンズ形状のプロファイルであることを特徴とするパターンデータの作製方法。
- 請求項４に記載のパターンデータの作製方法であって、レンズがＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサの受光部上側への微小な集光レンズであることを特徴とするパターンデータの作製方法。
- 請求項１ないし５のいずれか１項に記載のパターンデータの作製方法により作製されたパターンデータを用いて作製されたことを特徴とするフォトマスク。
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