JP7214452B2 - Photomask manufacturing method - Google Patents

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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

本発明は、フォトマスクの製造方法に関する。具体的には、DMD(デジタルマイクロミラーデバイス)を用いたフォトマスクの描画装置を用いたフォトマスク、特に多階調マスクの製造方法に関する。 The present invention relates to a photomask manufacturing method. Specifically, the present invention relates to a method for manufacturing a photomask, particularly a multi-tone mask, using a photomask drawing apparatus using a DMD (digital micromirror device).

表示装置や半導体装置等の製造過程におけるリソグラフィー工程で使用するフォトマスクを製造する際、フォトマスクブランクス上のフォトレジストに所望のパターンを描画するために、例えば特許文献1、2記載のような描画装置が使用されている。 When manufacturing a photomask used in a lithography process in the manufacturing process of a display device, a semiconductor device, etc., in order to draw a desired pattern on a photoresist on a photomask blank, for example, drawing as described in Patent Documents 1 and 2 is used. Device is in use.

このような公知の描画装置を用いてハーフトーンマスク(3階調のフォトマスク)を製造する主要工程について以下に説明する。
図22は、典型的なボトムハーフ型の多階調マスクの製造方法を示す工程断面図である。
先ず、石英等の透明基板100上に、Moシリサイド(MoSi)等の半透過膜101と、クロム(Cr)等の遮光膜102とがこの順に形成されたフォトマスクブランクスを準備し、その表面全体にフォトレジスト103を塗布法等により形成する(図22(A))。
次に、フォトレジスト103を、描画装置により露光し、現像することによりフォトレジストのパターン103aを形成する(図22(B))。
次に、フォトレジストのパターン103aをマスクに遮光膜102をエッチングすることにより、遮光膜のパターン102aを形成し(図22(C))、さらに半透過膜101をエッチングすることにより半透過膜のパターン101aを形成する(図22(D))。
次に、アッシング等によりフォトレジストのパターン103aを除去する(図22(E))。
次に、フォトレジスト104を形成し(図22(F))、フォトレジスト104を、描画装置により露光し、現像することによりフォトレジストのパターン104aを形成する(図22(G))。
次に、フォトレジストのパターン104aをマスクに、遮光膜のパターン102aを選択的にエッチングし、遮光膜のパターン102bを形成する(図22(H))。
最後に、アッシング等によりフォトレジストのパターン104aを除去する(図22(I))。
Principal processes for manufacturing a halftone mask (three-tone photomask) using such a known drawing apparatus will be described below.
22A to 22C are process cross-sectional views showing a method of manufacturing a typical bottom-half type multi-tone mask.
First, a photomask blank is prepared in which a semi-transmissive film 101 such as Mosilicide (MoSi) and a light shielding film 102 such as chromium (Cr) are formed in this order on a transparent substrate 100 such as quartz. 22(A), a photoresist 103 is formed by a coating method or the like.
Next, the photoresist 103 is exposed by a drawing device and developed to form a photoresist pattern 103a (FIG. 22(B)).
Next, the light shielding film 102 is etched using the photoresist pattern 103a as a mask to form the light shielding film pattern 102a (FIG. 22C). A pattern 101a is formed (FIG. 22(D)).
Next, the photoresist pattern 103a is removed by ashing or the like (FIG. 22(E)).
Next, a photoresist 104 is formed (FIG. 22(F)), and the photoresist 104 is exposed by a drawing device and developed to form a photoresist pattern 104a (FIG. 22(G)).
Next, using the photoresist pattern 104a as a mask, the light shielding film pattern 102a is selectively etched to form a light shielding film pattern 102b (FIG. 22(H)).
Finally, the photoresist pattern 104a is removed by ashing or the like (FIG. 22(I)).

特開2003-215782号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-215782 特開2014-95827号公報JP 2014-95827 A

公知の描画装置でハーフトーンマスク(多階調マスク)を製造するためには、半透過膜と遮光膜との積層をエッチングするパターンと、遮光膜のみをエッチングするパターンの2種類の描画データーをそれぞれ別個に作成する必要があり、2回のリソグラフィー工程が必要になる。その結果、製造工程の増大にともなう製造工期の長時間化、製造コストの高コスト化を招くことになる。
さらに、2回(複数)のリソグラフィー工程を必要とするため、それぞれのリソグラフィー工程で形成する描画パターンを重ね合わせるための位置合わせ(アライメント)が必要となる。この場合、位置合わせマージン(余裕)を考慮して描画パターンを拡張する等の対応が必要であるため、パターンの微細化、高集積化の障害となる。
また、4階調以上の多階調マスクを形成する場合、さらにリソグラフィー工程が増加することになる。
In order to manufacture a halftone mask (multi-tone mask) with a known drawing apparatus, two types of drawing data are prepared: a pattern for etching the laminate of the semi-transmissive film and the light shielding film, and a pattern for etching only the light shielding film. Each must be made separately, requiring two lithography steps. As a result, an increase in the number of manufacturing processes results in a longer manufacturing period and a higher manufacturing cost.
Furthermore, since two (a plurality of) lithography steps are required, alignment is required for superimposing drawing patterns formed in each lithography step. In this case, it is necessary to take measures such as expanding the drawing pattern in consideration of the alignment margin (allowance), which becomes an obstacle to miniaturization of the pattern and high integration.
Further, when forming a multi-tone mask with four or more gradations, the number of lithography steps is further increased.

また、例えば遮光膜や半透過膜をエッチングする工程において、特にウェットエッチング等の等方エッチングを採用すると、サイドエッチングによりパターンの線幅等の設計値と仕上がり寸法との間に乖離が生じる。そのため、より高精度なパターンを形成するには、線幅等の設計値を一律に補正する処理、すなわちサイジングを行っていた。 Also, in the process of etching a light-shielding film or a semi-transmissive film, for example, if isotropic etching such as wet etching is employed, side etching causes a deviation between the design value such as the line width of the pattern and the finished dimension. Therefore, in order to form a pattern with higher precision, a process of uniformly correcting design values such as line width, that is, sizing, has been performed.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、1回のリソグラフィー工程により膜厚の異なるレジストパターンを形成し、多階調フォトマスクの製造工程の簡略化を可能とするとともに、高精度なパターンの形成を可能とするフォトマスクの製造方法を提供することを課題とする。
なお、本発明にかかるフォトマスクの製造方法は、多階調フォトマスクの製造に限定的に使用されるものではなく、例えばバイナリーマスクの製造にも使用可能であることは言うまでもない。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and is capable of forming resist patterns having different film thicknesses by a single lithography process, enabling simplification of the manufacturing process of a multi-tone photomask, and achieving high precision. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a photomask that enables pattern formation.
It goes without saying that the method of manufacturing a photomask according to the present invention is not limited to the manufacture of multi-tone photomasks, but can also be used for the manufacture of binary masks, for example.

本発明にかかるフォトマスクの製造方法は、
描画装置を用いたフォトマスクの製造方法であって、
前記描画装置は、半導体レーザーから照射されたレーザー光の光路中に傾斜角度を独立して変更可能な複数のマイクロミラーで構成されるマイクロミラーアレイを含み、
前記描画装置によって描画するための描画パターンの設計値と仕上がり寸法の実測値との相関関係を示すパターン寸法相関データを取得するステップと、
前記パターン寸法相関データに基づいて、前記描画パターンに対応した前記マイクロミラーのパターン領域を各々設定するステップと、
フォトレジスト膜を形成したフォトマスク基板を設置するステップと、
前記マイクロミラーアレイにレーザーを照射するステップと、
設定された前記各パターン領域の前記マイクロミラーの各々に対して、前記傾斜角度を制御することにより、前記レーザー光の照射状態を時間的に制御するステップと、
前記フォトマスク基板に対する前記レーザー光の照射位置を相対的に変化させるステップとを含むことを特徴とする。
A method for manufacturing a photomask according to the present invention includes:
A photomask manufacturing method using a drawing apparatus,
The drawing device includes a micromirror array composed of a plurality of micromirrors whose tilt angles can be independently changed in the optical path of the laser light emitted from the semiconductor laser,
a step of acquiring pattern dimension correlation data indicating a correlation between a design value of a drawing pattern to be drawn by the drawing device and an actual measured value of a finished dimension;
setting each pattern area of the micromirror corresponding to the drawing pattern based on the pattern size correlation data;
placing a photomask substrate on which a photoresist film is formed;
irradiating the micromirror array with a laser;
temporally controlling the irradiation state of the laser light by controlling the tilt angle for each of the micromirrors in each of the set pattern areas;
and a step of relatively changing an irradiation position of the laser beam with respect to the photomask substrate.

このようなフォトマスクの描画装置とすることで、
レーザー発生装置である半導体レーザから放射されたレーザーの光路をDMDのマイクロミラー単位で制御して、多彩なフォトマスクのパターンに柔軟に対応し、パターン描画が容易となるとともに、所望のパターン寸法を実現することで高精度なフォトマスクを製造することが可能となる。
By using such a photomask drawing apparatus,
The optical path of the laser emitted from the semiconductor laser, which is a laser generator, is controlled by the micromirror unit of the DMD to flexibly correspond to various photomask patterns, facilitate pattern drawing, and achieve desired pattern dimensions. Realization of this makes it possible to manufacture highly accurate photomasks.

また、本発明にかかるフォトマスクの製造方法は、
前記マイクロミラーの前記パターン領域は、第1のマイクロミラー領域、第2のマイクロミラー領域及び第3のマイクロミラー領域を含み、
前記第1の領域に配置されたマイクロミラーは、第1の制御時間の間、第1の状態を維持しつつ、その他の時間は第2の状態を維持し、
前記第2の領域に配置されたマイクロミラーは、第2の制御時間の間、第1の状態を維持しつつ、その他の時間は第2の状態を維持し、
前記第3の領域に配置されたマイクロミラーは、第3の制御時間の間、第1の状態を維持しつつ、その他の時間は第2の状態を維持し、
第1の制御時間、第2の制御時間、第3の制御時間は互いに異なるように設定されることを特徴とする。
Further, the method for manufacturing a photomask according to the present invention includes:
the patterned area of the micromirror comprises a first micromirror area, a second micromirror area and a third micromirror area;
the micromirrors arranged in the first region maintain a first state for a first control time and maintain a second state for the rest of the time;
the micromirrors arranged in the second region maintain the first state during the second control time and maintain the second state for the rest of the time;
the micromirrors arranged in the third region maintain the first state for a third control time and maintain the second state for the rest of the time;
The first control time, the second control time, and the third control time are set to be different from each other.

このようなフォトマスクの製造方法とすることで、
ハーフトーンマスクの製造が可能となるとともに、その製造工数を削減することが可能となる。
By adopting such a photomask manufacturing method,
It is possible to manufacture a halftone mask and to reduce the manufacturing man-hours.

また、本発明にかかるフォトマスクの製造方法は、
前記第1のマイクロミラー領域、前記第2のマイクロミラー領域及び前記第3のマイクロミラー領域が、それぞれの領域毎に、マイクロミラー単位で補正することを特徴とする。
Further, the method for manufacturing a photomask according to the present invention includes:
The first micromirror area, the second micromirror area, and the third micromirror area are corrected in micromirror units for each area.

また、本発明にかかるフォトマスクの製造方法は、
前記パターン寸法相関データに基づいて、前記描画パターンに対応した前記マイクロミラーのパターン領域を各々設定するステップは、
前記描画パターンに対応した前記マイクロミラーのパターン領域を設定した後に、前記パターン寸法相関データに基づいて、前記マイクロミラーのパターン領域を補正することを特徴とする。
Further, the method for manufacturing a photomask according to the present invention includes:
The step of setting each pattern area of the micromirror corresponding to the drawing pattern based on the pattern dimension correlation data,
After setting the pattern area of the micromirror corresponding to the drawing pattern, the pattern area of the micromirror is corrected based on the pattern dimension correlation data.

このようなフォトマスクの製造方法とすることで、
様々なパターンを有するフォトマスクであっても容易にパターンの補正が可能となる。
By adopting such a photomask manufacturing method,
Even with a photomask having various patterns, the pattern can be easily corrected.

本発明にかかるフォトマスクの製造方法によって、
1回のリソグラフィー工程によって膜厚の異なるレジストを形成することができ、多階調フォトマスクの製造工程数の削減が可能となるとともに、高精度なパターンの形成が可能となる。
By the method of manufacturing a photomask according to the present invention,
Resists having different film thicknesses can be formed by a single lithography process, which makes it possible to reduce the number of steps for manufacturing a multi-tone photomask and to form a highly accurate pattern.

本発明にかかる描画装置の構成を示す図。1 is a diagram showing the configuration of a drawing apparatus according to the present invention; FIG. 図2(A)は、光反射部上にレーザーが照射される様子を示し、図2(B)は、レーザー強度分布を模式的に示す。FIG. 2(A) shows how the laser is irradiated onto the light reflecting portion, and FIG. 2(B) schematically shows the laser intensity distribution. 図3(A)は、マイクロミラー制御領域Cの一部の拡大図、図3(B)は、マイクロミラー9により反射されたレーザーがフォトレジストに照射される状態を示す断面図。FIG. 3A is an enlarged view of a part of the micromirror control region C, and FIG. 3B is a cross-sectional view showing a state in which the laser reflected by the micromirror 9 is irradiated onto the photoresist. ステップアンドリピート方式によりフォトレジストを露光する状況を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a situation in which a photoresist is exposed by a step-and-repeat method; 光学系(DMDを含む)を移動する機構を示す図。The figure which shows the mechanism which moves an optical system (a DMD is included). 描画装置のシステムの概要を示す図。The figure which shows the outline|summary of the system of a drawing apparatus. 図7(A)は、マイクロミラー制御領域CのA-A’部分から反射されたレーザーの強度分布の実測値を示し、図7(B)は、パターニングされたフォトレジストのライン幅の実測値の分布を示す。FIG. 7(A) shows measured values of the intensity distribution of the laser reflected from the AA' portion of the micromirror control region C, and FIG. 7(B) shows measured values of the line width of the patterned photoresist. shows the distribution of 図8(A)は、マイクロミラー制御領域CのA-A’部分から反射されたレーザーの強度分布の実測値を示し、図8(B)は、パターニングされたフォトレジストのライン幅の実測値の分布を示す。FIG. 8(A) shows measured values of the intensity distribution of the laser reflected from the AA' portion of the micromirror control region C, and FIG. 8(B) shows measured values of the line width of the patterned photoresist. shows the distribution of マイクロミラー制御領域Cの設定例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a setting example of a micromirror control region C; レーザーの露光量と現像後のレジストパターン幅の寸法変動量の関係を示すグラフ。4 is a graph showing the relationship between the amount of laser exposure and the amount of dimensional variation in resist pattern width after development. 図11(A)は、光反射部の一部の領域の拡大図。図11(B)は、マイクロミラーの第1の状態と第2の状態のタイミングを比較して示すグラフ。FIG. 11A is an enlarged view of a partial region of the light reflecting portion; FIG. 11B is a graph showing a comparison of the timings of the first state and the second state of the micromirror. DMDにより各領域毎に照射時間が制御されたレーザーによりパターニングしたフォトレジストの断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view of a photoresist patterned by a laser whose irradiation time is controlled for each region by a DMD; ハーフトンマスク(多階調マスク)の製造方法の主要工程を示す断面図。4A to 4C are cross-sectional views showing main steps of a method for manufacturing a halftone mask (multi-tone mask); ハーフトンマスク(多階調マスク)の製造方法の主要工程を示す断面図。4A to 4C are cross-sectional views showing main steps of a method for manufacturing a halftone mask (multi-tone mask); パターン寸法変動を抑制するためのマイクロミラーの領域の補正を示す図。FIG. 10 illustrates correction of areas of micromirrors to suppress pattern dimension variations. 描画パターンの設計値及びパターンのフォトマスク上での仕上がり寸法の実測値間の差と設計値との相関関係を示すパターン寸法相関データである。It is pattern size correlation data showing the correlation between the difference between the design value of the drawing pattern and the actual measurement value of the finished size of the pattern on the photomask and the design value. マイクロミラーの動作状況を示す図。The figure which shows the operation condition of a micromirror. 異なる線幅を有するラインが接続する場合の補正の課題を示す図。FIG. 4 illustrates the problem of correction when lines with different line widths connect; パターンデータをマイクロミラー毎のデータに変換後に、パターン幅の補正を行う例を示す図。FIG. 10 is a diagram showing an example of correcting pattern widths after converting pattern data into data for each micromirror; ハーフトーンマスクのサイドエッチングの状況を示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view showing the state of side etching of a halftone mask; 図21(A)は、パターニングする回路パターンを模式的に示し、図21(B)、(C)は、回路パターンを露光区画に分割する例を示す。FIG. 21A schematically shows a circuit pattern to be patterned, and FIGS. 21B and 21C show an example of dividing the circuit pattern into exposure sections. 従来の典型的なボトムハーフ型の多階調マスクの主要製造工程を示す断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view showing main manufacturing steps of a conventional typical bottom-half type multi-tone mask;

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は、いずれも本発明の要旨の認定において限定的な解釈を与えるものではない。また、同一又は同種の部材については同じ参照符号を付して、説明を省略することがある。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, none of the following embodiments provide a restrictive interpretation in identifying the gist of the present invention. Also, the same reference numerals are given to members of the same or similar type, and description thereof may be omitted.

図1(A)は、描画装置1の主な構成を示す。
レーザー発生装置である半導体レーザー2から放射されたレーザーLD(例えばg線、h線、i線等)は、点線矢印で示すように反射鏡3によりDMD(デジタルマイクロミラーデバイス)4へと誘導される。DMD4の光反射部8で反射されたレーザーは、白塗り矢印で示すように、例えばレンズからなる光学系5により、ステージ6上に載置されたフォトマスク基板7上に、等倍又は縮小投影される。
フォトマスク基板7は、例えば透明基板上に半透過膜と遮光膜が形成されたフォトマスクブランクスであり、さらにフォトマスクブランクス上に照射されるレーザーに対して感光性を有するフォトレジストが塗布されている。
ステージ6は、互いに直交するX方向及びY方向に移動し、フォトマスク基板7を所定の方向に所定の距離だけ、移動させることができる。
FIG. 1A shows the main configuration of the drawing apparatus 1. As shown in FIG.
A laser LD (e.g., g-line, h-line, i-line, etc.) emitted from a semiconductor laser 2, which is a laser generator, is guided to a DMD (digital micromirror device) 4 by a reflecting mirror 3 as indicated by a dotted arrow. be. The laser beam reflected by the light reflecting portion 8 of the DMD 4 is projected onto a photomask substrate 7 mounted on a stage 6 at the same magnification or reduced size by an optical system 5 composed of, for example, a lens, as indicated by a white arrow. be done.
The photomask substrate 7 is, for example, a photomask blank in which a semi-transmissive film and a light shielding film are formed on a transparent substrate. there is
The stage 6 moves in X and Y directions perpendicular to each other, and can move the photomask substrate 7 in a predetermined direction by a predetermined distance.

DMD4の光反射部8は、後述するように複数のマイクロミラー9を有し、それぞれのマイクロミラー9の傾斜角度は電気的に独立して制御され、レーザーの反射角度を、図1(A)、(B)の白塗り矢印又は黒塗り矢印で示すように、二者択一的に変更することができる。
白塗り矢印方向に反射されたレーザーは、光学系5を経由(通過)して、フォトマスク基板7に照射される。一方、黒塗り矢印方向に反射されたレーザーは、光学系5に入射せず、そのためフォトマスク基板7に照射されない。このように光路中にDMD4を設けることにより、フォトマスク基板7に対してレーザーの照射有無を選択できる。
The light reflecting portion 8 of the DMD 4 has a plurality of micromirrors 9, as will be described later, and the tilt angles of the respective micromirrors 9 are electrically independently controlled. , (B) can be changed alternatively as indicated by the white or black arrows.
The laser reflected in the direction of the white arrow passes through (passes through) the optical system 5 and is irradiated onto the photomask substrate 7 . On the other hand, the laser beam reflected in the direction of the black arrow does not enter the optical system 5 and therefore does not irradiate the photomask substrate 7 . By providing the DMD 4 in the optical path in this way, it is possible to select whether or not the photomask substrate 7 is irradiated with the laser.

図1(B)は、DMD4の光反射部8の一部を示す斜視図である。
図1(B)に示すように、光反射部8は、例えば1辺が10.8[μm]のマイクロミラー9が複数個、例えば1980×1080個、格子状に配置されたマイクロミラーアレイにより構成されている。それぞれのマイクロミラー9は独立して傾斜角度を制御できる。その傾斜角度は、第1の傾斜角度又は第2の傾斜角度、例えば-12[°]又は+12[°]と2段階に切り換えることができるように構成されている。
FIG. 1B is a perspective view showing a part of the light reflecting section 8 of the DMD 4. FIG.
As shown in FIG. 1B, the light reflecting portion 8 is formed by a micromirror array in which a plurality of micromirrors 9 each having a side length of 10.8 [μm], for example 1980×1080 pieces, are arranged in a lattice. It is configured. Each micromirror 9 can independently control the tilt angle. The tilt angle is configured to be switchable in two stages, a first tilt angle or a second tilt angle, for example, −12[°] or +12[°].

図1(B)において、点線矢印で示されるレーザーLDは、例えば、第1の傾斜角度に設定されたマイクロミラー9aで反射された場合には、白塗り矢印で示すように光学系5に入射し、その後フォトマスク基板7に照射される。傾斜角が第2の傾斜角度に設定されたマイクロミラー9bで反射された場合には、黒塗り矢印で示すように光学系5に入射せず、ゆえにフォトマスク基板7に照射されない。 In FIG. 1B, the laser LD indicated by the dotted arrow, for example, when reflected by the micromirror 9a set at the first tilt angle, enters the optical system 5 as indicated by the white arrow. After that, the photomask substrate 7 is irradiated with the light. When the light is reflected by the micromirror 9b whose tilt angle is set to the second tilt angle, it does not enter the optical system 5 as indicated by the black arrow, and therefore the photomask substrate 7 is not irradiated.

このようにマイクロミラー9の傾斜角度によってレーザーの反射方向を制御することで、レーザーをフォトマスク基板7に照射するか否かをマイクロミラー単位で選択することができる。1つのマイクロミラー9から光学系5を経由してフォトマスク基板7に照射される領域が、フォトマスク基板7上の最小露光領域(画素)となる。
マイクロミラー9の傾斜角度を個別に制御することで、様々なパターンのレーザー描画に対して、画素単位で照射の有無を選択することができる。なお、傾斜角度は例示でありこれに限定されない。
By controlling the reflection direction of the laser according to the tilt angle of the micromirror 9 in this manner, whether or not to irradiate the photomask substrate 7 with the laser can be selected for each micromirror. The area irradiated onto the photomask substrate 7 from one micromirror 9 via the optical system 5 is the minimum exposure area (pixel) on the photomask substrate 7 .
By individually controlling the tilt angles of the micromirrors 9, it is possible to select the presence or absence of irradiation for each pixel for laser drawing of various patterns. In addition, the inclination angle is an example and is not limited to this.

すなわち、DMD4は、フォトマスク基板7に照射されるレーザーLDの進路を個別に変更し、基板6上にレーザー光を照射する状態(第1の状態:”ON”状態)と照射しない状態(第2の状態:”OFF”状態)とを選択的に作り出すことができる。 That is, the DMD 4 individually changes the course of the laser LD irradiated onto the photomask substrate 7, and the state of irradiating the substrate 6 with the laser light (first state: "ON" state) and the state of not irradiating the laser light (second state). 2 state: "OFF" state) can be selectively created.

図2(A)は、光反射部8の表面にレーザーLDが照射される様子を示す図である。図2(B)は、図2(A)の一点鎖線Z-Z’断面におけるレーザー強度分布を模式的に示す図である。
図2(A)の円で囲まれた領域はレーザー照射領域Sを示し、この円がレーザースポット径(例えば1[mm])に対応する。また、図2(A)の四角形で囲まれた領域は、レーザー照射領域S内に設定されたマイクロミラー制御領域Cである。マイクロミラー制御領域Cは、レーザースポット径の変動や光軸の変動を考慮して、レーザー照射領域S内に収まるように設定される。
FIG. 2A is a diagram showing how the surface of the light reflecting portion 8 is irradiated with the laser LD. FIG. 2(B) is a diagram schematically showing the laser intensity distribution in the cross section of the dashed-dotted line ZZ' in FIG. 2(A).
A region surrounded by a circle in FIG. 2A indicates a laser irradiation region S, and this circle corresponds to a laser spot diameter (for example, 1 [mm]). A region surrounded by a rectangle in FIG. 2A is a micromirror control region C set within the laser irradiation region S. The micromirror control area C is set so as to be within the laser irradiation area S, taking into consideration variations in the diameter of the laser spot and the variations in the optical axis.

図2(B)に示すように、レーザー照射領域Sの外部では、レーザーの強度が急激に減少し、そして0(ゼロ)となる。一方、レーザー照射領域Sの内部では、理想的にはレーザー強度が一定であり、マイクロミラー制御領域Cは強度分布の均一性の良い領域、例えば顧客要求の均一性以内となる領域に設定されている。
なお、光反射部8の面は、レーザーの入射方向に対して必ずしも垂直でないため、レーザー照射領域Sは必ずしも円ではなく、正確には楕円となることがある。また、マイクロミラー制御領域Cも正方形に限らず、長方形であってもよい。
As shown in FIG. 2(B), outside the laser irradiation area S, the intensity of the laser sharply decreases to 0 (zero). On the other hand, inside the laser irradiation region S, the laser intensity is ideally constant, and the micromirror control region C is set to a region where the uniformity of the intensity distribution is good, for example, a region within the uniformity required by the customer. there is
In addition, since the surface of the light reflecting portion 8 is not necessarily perpendicular to the incident direction of the laser, the laser irradiation area S is not necessarily a circle, but may be an ellipse to be precise. Also, the micromirror control area C is not limited to a square, and may be a rectangle.

マイクロミラー制御領域Cの内側に配置されたマイクロミラーは、各マイクロミラー9の第1の状態、又は第2の状態を選択的して制御できる。一方、マイクロミラー制御領域Cの外側に配置されたマイクロミラーは、常時第2の状態に設定される。 The micromirrors located inside the micromirror control area C can selectively control the first state or the second state of each micromirror 9 . On the other hand, the micromirrors arranged outside the micromirror control area C are always set to the second state.

図3(A)は、マイクロミラー制御領域Cの部分拡大図を示し、各マイクロミラー9の制御状態の例を示す。図3(B)は、レーザーLDがマイクロミラー9(図3(A)の点線Z-Z’部)により反射され、光学系5を経由してフォトマスク基板7上に形成されたフォトレジスト10に照射される状態を示す断面図である。
図3(A)において、マイクロミラー9a(ハッチングされた領域)は第1の状態、マイクロミラー9b(ハッチングされていない領域)は第2の状態にあるマイクロミラーを示す。
FIG. 3A shows a partially enlarged view of the micromirror control region C and shows an example of the control state of each micromirror 9. FIG. 3B shows the photoresist 10 formed on the photomask substrate 7 via the optical system 5 after the laser LD is reflected by the micromirror 9 (dotted line ZZ' in FIG. 3A). is a cross-sectional view showing a state of being irradiated to .
In FIG. 3A, micromirrors 9a (hatched areas) are in the first state, and micromirrors 9b (unhatched areas) are in the second state.

第1の状態にあるマイクロミラー9aを所望のパターンに配置することにより、マイクロミラー9aにより反射されたレーザーは、所望のパターン形状でフォトマスク基板7上のフォトレジスト10に照射される(図3(B))。従って、フォトレジスト10を、所望のパターン形状に露光することができる。
各マイクロミラー9は、フォトマスク基板7上で1つの画素(ピクセル)を構成し、この露光領域の最小単位である画素の集合としてフォトレジストのパターンが形成される。
By arranging the micromirrors 9a in the first state in a desired pattern, the laser reflected by the micromirrors 9a is irradiated onto the photoresist 10 on the photomask substrate 7 in a desired pattern shape (see FIG. 3). (B)). Therefore, the photoresist 10 can be exposed in a desired pattern shape.
Each micromirror 9 constitutes one picture element (pixel) on the photomask substrate 7, and a photoresist pattern is formed as a set of pixels, which is the minimum unit of the exposure area.

1回の露光処理(1回の描画処理)により露光可能なフォトレジスト10の露光領域(簡単のため露光区画と称す。)は、マイクロミラー制御領域Cから反射されたレーザーによって照射可能な領域である。
そのため、図4に示すように、マイクロミラー制御領域Cで確定される1つの露光区画の露光処理が完了すると、連続したパターン形成が可能なように、ステージ6によって露光区画の大きさに相当する距離Lだけフォトマスク基板7が移動される。その後、次の露光区画に対して所望のパターンとなるようマイクロミラー9を第1の状態又は第2の状態に制御することで露光処理を行う。
The exposure area (for simplicity, referred to as an exposure section) of the photoresist 10 that can be exposed by one exposure process (one drawing process) is an area that can be irradiated by the laser reflected from the micromirror control area C. be.
Therefore, as shown in FIG. 4, when the exposure processing of one exposure section defined by the micromirror control area C is completed, the size of the exposure section is adjusted by the stage 6 so that continuous pattern formation is possible. The photomask substrate 7 is moved by a distance L. After that, exposure processing is performed by controlling the micromirror 9 to the first state or the second state so as to obtain a desired pattern for the next exposure section.

すなわちステップアンドリピート方式により、フォトマスク基板7表面の露光処理とフォトマスク基板7の移動とを繰り返すことで、所望のパターンをフォトマスク基板7の全面(又はフォトレジスト10に対してパターン形成が必要な領域)に形成することが可能となる。 That is, by repeating the exposure processing of the surface of the photomask substrate 7 and the movement of the photomask substrate 7 by a step-and-repeat method, a desired pattern is formed on the entire surface of the photomask substrate 7 (or on the photoresist 10). area).

なお、移動するステージ6によりフォトマスク基板7を移動させる例を説明したが、ステップアンドリピート方式によりフォトマスク基板7を露光する場合、フォトマスク基板7と光学系5とが相対的に移動すればよい。そのため、光学系5(及びDMD4)を移動する構成としてもよく、光学系4とフォトマスク基板7との両方を移動する構成としてもよい。 An example in which the photomask substrate 7 is moved by the moving stage 6 has been described. good. Therefore, the optical system 5 (and the DMD 4) may be moved, or both the optical system 4 and the photomask substrate 7 may be moved.

図5は、光学系4を移動させる機構を備えた描画装置1の構成の例を示す。
描画装置1は、第1の走行ガイド16及び第2の走行ガイド18を備えている。
第1の走行ガイド16の長手方向は図中X方向に平行であり、第2の走行ガイド18の長手方向は図中Y方向に平行である。
FIG. 5 shows an example of the configuration of the drawing apparatus 1 provided with a mechanism for moving the optical system 4. As shown in FIG.
The drawing device 1 includes a first travel guide 16 and a second travel guide 18 .
The longitudinal direction of the first travel guide 16 is parallel to the X direction in the figure, and the longitudinal direction of the second travel guide 18 is parallel to the Y direction in the figure.

第1の走行ガイド16は、その内部に固定反射鏡31及び可動反射鏡32を備えている。第1の駆動装置17が、可動反射鏡32、DMD4及び光学系5を、第1の走行ガイド16に沿って移動させる。第2の駆動装置19は、第1の走行ガイド16を第2の走行ガイド18に沿って移動させる。
従って、可動反射鏡32、DMD4及び光学系5は図中X方向及びY方向に移動可能である。
The first traveling guide 16 has a fixed reflecting mirror 31 and a movable reflecting mirror 32 inside. A first driving device 17 moves the movable reflecting mirror 32 , DMD 4 and optical system 5 along the first traveling guide 16 . A second drive device 19 moves the first travel guide 16 along the second travel guide 18 .
Therefore, the movable reflecting mirror 32, DMD 4 and optical system 5 are movable in the X and Y directions in the figure.

半導体レーザー2から発せられたレーザーLDは、固定反射鏡31によって反射され、可動反射鏡32に照射される。その後レーザーは可動反射鏡32によって反射され、DMD4及び光学系5を経由して、フォトマスク基板7に照射される。その結果、第1及び第2の駆動装置17、19を利用して、レーザーLDを、フォトマスク基板7上でX方向、Y方向に走査することが可能となる。 A laser LD emitted from the semiconductor laser 2 is reflected by the fixed reflecting mirror 31 and irradiated to the movable reflecting mirror 32 . After that, the laser beam is reflected by the movable reflecting mirror 32 and irradiated onto the photomask substrate 7 via the DMD 4 and the optical system 5 . As a result, it becomes possible to scan the photomask substrate 7 with the laser LD in the X direction and the Y direction using the first and second driving devices 17 and 19 .

フォトレジストを感光させるためのレーザーの露光量は、マイクロミラー9aの第1の状態の時間で制御することができる。所定の時間経過後、マイクロミラー9aを第2の状態にすることで、容易に所望パターンの露光時間を設定することができる。
さらに、1個のマイクロミラー9は、フォトマスク基板7上で1つの画素を構成するため、画素毎に露光時間を制御することもできる。
The amount of laser exposure for exposing the photoresist can be controlled by the time the micromirror 9a is in the first state. By setting the micromirror 9a to the second state after a predetermined time has elapsed, the exposure time for the desired pattern can be easily set.
Furthermore, since one micromirror 9 constitutes one pixel on the photomask substrate 7, the exposure time can be controlled for each pixel.

描画装置1は、光量検出器15を備えるため、DMD4の光反射部8により反射されフォトマスク基板7に照射されるレーザーの強度分布を測定することができる。
光量検出器15は、イメージセンサ等を使用し、DMD4の光反射部8の全てのマイクロミラー9を第1の状態とし、反射されたレーザーを光量検出器15の受光面に照射することで、2次元的にレーザー照射強度分布を測定することが可能となる。
光量検出器15の受光面は、フォトマスク基板7の照射表面と同一の高さ(水準)とすることで、正確な強度が測定可能である。
Since the drawing apparatus 1 includes the light amount detector 15 , the intensity distribution of the laser reflected by the light reflecting portion 8 of the DMD 4 and irradiated onto the photomask substrate 7 can be measured.
The light amount detector 15 uses an image sensor or the like, sets all the micromirrors 9 of the light reflection part 8 of the DMD 4 to the first state, and irradiates the light receiving surface of the light amount detector 15 with the reflected laser beam. It becomes possible to measure the laser irradiation intensity distribution two-dimensionally.
By setting the light receiving surface of the light amount detector 15 at the same height (level) as the irradiated surface of the photomask substrate 7, the intensity can be measured accurately.

図6に示すように、描画装置1は、パターンデータ入力部51、記憶部52、演算処理部53、DMD制御部54、駆動系制御部55及び光量計測部56をさらに備えたシステムとして構成してもよい。
光量計測部56は、光量検出器15を制御し、検出された2次元的情報を、例えば画像データ(2次元配列データ)として記憶部52に保存する。演算処理部53は、画像データの各画素から、照射されたレーザーの面内の強度分布を求め、面内強度分布の均一性を算出し光反射部8の状態を監視することも可能である。
As shown in FIG. 6, the drawing apparatus 1 is configured as a system further including a pattern data input unit 51, a storage unit 52, an arithmetic processing unit 53, a DMD control unit 54, a driving system control unit 55, and a light intensity measurement unit 56. may
The light amount measuring unit 56 controls the light amount detector 15 and stores the detected two-dimensional information in the storage unit 52 as image data (two-dimensional array data), for example. The arithmetic processing unit 53 can obtain the in-plane intensity distribution of the irradiated laser from each pixel of the image data, calculate the uniformity of the in-plane intensity distribution, and monitor the state of the light reflecting unit 8 . .

図7(A)及び図8(A)は、検出された2次元の強度分布の実測値から、マイクロミラー制御領域CのA-A’部分から反射されたレーザーの強度分布を抽出した結果を示し、図7(B)及び図8(B)は、5[μm]幅のラインパターンの列を形成するように、DMD制御部54によって制御されたマイクロミラー9から反射されたレーザーによりパターニングされたフォトレジストのライン幅の実測値を示す。
なお、描画するラインパターンを形成するマイクロミラー9は、パターンデータ入力部51を介して記憶部52に記憶されたパターンデータに従って抽出し、DMD制御部54によって第1の状態となるよう制御している。
7A and 8A show the results of extracting the intensity distribution of the laser reflected from the AA' portion of the micromirror control region C from the measured two-dimensional intensity distribution detected. 7(B) and 8(B) are patterned by laser reflected from micromirrors 9 controlled by DMD controller 54 to form rows of 5 μm wide line patterns. 3 shows the actual measured line width of the photoresist.
The micromirror 9 forming the line pattern to be drawn is extracted according to the pattern data stored in the storage unit 52 via the pattern data input unit 51, and is controlled by the DMD control unit 54 to be in the first state. there is

図7(A)に示すように、実際のレーザーの強度分布は、下に凸形状の強度分布を示し、有限の変動幅を有する。図7(B)に示すように、フォトレジストのライン幅の実測値は、レーザーの強度分布を反映して、わずかに周期的な変動が見られる。 As shown in FIG. 7A, the actual laser intensity distribution shows a downwardly convex intensity distribution with a finite fluctuation range. As shown in FIG. 7B, the measured value of the line width of the photoresist exhibits slight periodic fluctuations reflecting the intensity distribution of the laser.

図8(A)は、図7(A)で示す強度分布を有するDMDとは異なるDMDを使用し、反射されたレーザーの強度分布を計測した結果を示す。図8(A)に示す強度分布は、図7(A)と同様に下に凸形状の強度分布を示すが、図7(A)に示すレーザーの強度分布と比べ、分布の変動幅が大きい。
均一性(=標準偏差/平均値)が図7(A)に示す強度分布は11%であるが、図8(A)に示す強度分布は23%に増大している。
図8(B)に示すように、強度分布の変動幅が増加し均一性が増加(劣化)すると、フォトレジストのライン幅の実測値の変動幅も増大し、ライン幅の均一性が増大(劣化)する。
FIG. 8(A) shows the result of measuring the intensity distribution of the reflected laser using a DMD different from the DMD having the intensity distribution shown in FIG. 7(A). The intensity distribution shown in FIG. 8A shows a downwardly convex intensity distribution similar to FIG. 7A, but the fluctuation range of the distribution is larger than that of the laser intensity distribution shown in FIG. .
The uniformity (=standard deviation/average value) of the intensity distribution shown in FIG. 7(A) is 11%, but the intensity distribution shown in FIG. 8(A) increases to 23%.
As shown in FIG. 8B, when the fluctuation width of the intensity distribution increases and the uniformity increases (degrades), the fluctuation width of the measured value of the line width of the photoresist also increases, and the uniformity of the line width increases ( to degrade.

例えば、当初図7(A)で示すレーザー強度分布であったのに対し、経時変化によりマイクロミラー9の表面が曇る等の理由により、図8(A)に示すように強度分布の均一性が劣化した場合、フォトレジストのパターンの分布は、図7(B)に示す分布から図8(B)に示す分布へと変化することになる。
このような場合、DMDを交換するといった対処も可能である。
For example, while the laser intensity distribution was initially shown in FIG. 7A, the intensity distribution becomes less uniform as shown in FIG. When deteriorated, the distribution of the photoresist pattern changes from the distribution shown in FIG. 7(B) to the distribution shown in FIG. 8(B).
In such a case, it is possible to take measures such as exchanging the DMD.

従って、DMD4の光反射部8により反射されたレーザーの強度分布を監視し管理することで、フォトレジストのラインパターンの変動が抑制され、所定の均一性を維持することができる。例えば、強度分布が所定のしきい値を超えると、描画装置1の演算処理部53が、ランプや表示画面に警告を表示し、オペレータにDMDの交換を促す等の処置を実行することができる。その結果、製造されるフォトマスクの品質管理及び保証が可能となる。 Therefore, by monitoring and managing the intensity distribution of the laser beam reflected by the light reflecting portion 8 of the DMD 4, fluctuations in the line pattern of the photoresist can be suppressed and a predetermined uniformity can be maintained. For example, when the intensity distribution exceeds a predetermined threshold value, the arithmetic processing unit 53 of the drawing apparatus 1 can display a warning on a lamp or a display screen to prompt the operator to replace the DMD. . As a result, it becomes possible to control and guarantee the quality of the manufactured photomask.

なお、光強度を検出するために、全てのマイクロミラー9を第1の状態として光量検出器15にて2次元的に光強度を検出しても良いが、例えば図2(A)のZ-Z’で示す線に平行な方向にマイクロミラー9を1列ずつ第1の状態として、順次光量検出器15にて1次元的に光強度を検出しても良い。光強度分布を検出するためのマイクロミラー9を第1の状態にするパターンは適宜設定することができる。 In order to detect the light intensity, the light intensity may be two-dimensionally detected by the light amount detector 15 with all the micromirrors 9 in the first state. The light intensity may be detected one-dimensionally by the light amount detector 15 in sequence by setting the micromirrors 9 to the first state row by row in the direction parallel to the line indicated by Z'. A pattern for placing the micromirror 9 for detecting the light intensity distribution in the first state can be appropriately set.

また、マイクロミラー9の位置と光量検出器15の画像データ内の位置との関係を明確にするため、例えばマイクロミラーアレイ中のマイクロミラー9を十字形状に第1の状態として、光量検出器15によって強度分布を測定してもよい。十字の交差するマイクロミラー9と、光検出器15により検出された強度分布の交差点とを互いに対応させる。複数の箇所でこのような交差点の対応付けを行うことで、マイクロミラー9の位置と光量検出器15の画像データ内の座標との関係を明確にすることができる。 In addition, in order to clarify the relationship between the position of the micromirror 9 and the position in the image data of the light quantity detector 15, for example, the micromirror 9 in the micromirror array is set to the cross shape in the first state, and the light quantity detector 15 The intensity distribution may be measured by The crossed micromirrors 9 and the intersection points of the intensity distribution detected by the photodetector 15 are made to correspond to each other. By correlating such intersections at a plurality of locations, the relationship between the position of the micromirror 9 and the coordinates in the image data of the light amount detector 15 can be clarified.

図7(A)及び図8(A)に示すように、いずれの強度分布も、周辺部分で強度が増大するが中央部分では比較的平坦な分布を示す。この傾向は、A-A’に対して垂直な方向についても同様であり、レーザー照射領域Sの中心部近傍では比較的平坦な強度分布であるが、レーザー照射領域Sの周辺領域で強度が増大する。
従って、比較的平坦な強度分布を示す領域を選定することで、レジストパターンの均一性が低下(向上)する。
図7(A)及び図8(A)中B-B’で示す領域は、光強度分布の均一性が向上する領域である。
As shown in FIGS. 7(A) and 8(A), both intensity distributions show a relatively flat distribution in the central portion while the intensity increases in the peripheral portion. This tendency is the same in the direction perpendicular to AA', and although the intensity distribution is relatively flat near the center of the laser irradiation area S, the intensity increases in the peripheral area of the laser irradiation area S. do.
Therefore, by selecting a region exhibiting a relatively flat intensity distribution, the uniformity of the resist pattern is reduced (improved).
A region indicated by BB' in FIGS. 7A and 8A is a region where the uniformity of the light intensity distribution is improved.

図9に示すように光量検出器15にて検出した光強度分布から、反射光の強度分布の変動幅が、予め設定したしきい値より小さくなるように、マイクロミラー制御領域Cを、例えばB-B’で決まる領域に設定し直してもよい。なお、B-B’に垂直な方向についても同様に変動幅がしきい値より小さくなるよう設定する。
例えば、製造するフォトマスクの最小線幅や最小間隔などの仕様(顧客要求値)に合わせて、しきい値を設定し、反射光の強度分布の変動幅がしきい値より下回るようにマイクロミラー制御領域Cを設定してもよい
As shown in FIG. 9, from the light intensity distribution detected by the light intensity detector 15, the micromirror control region C is set to, for example, B The area determined by -B' may be set again. Similarly, in the direction perpendicular to BB', the variation width is set to be smaller than the threshold value.
For example, a threshold is set according to specifications (customer-requested values) such as the minimum line width and minimum spacing of the photomask to be manufactured, and micromirror Control region C may be set

このマイクロミラー制御領域Cを狭く設定すると、ステップアンドリピート方式による露光処理時間が長くなるため、必要なフォトマスクの仕様毎に合わせて適宜設定すればよい。
DMD4は、各マイクロミラー9を独立して制御できるため、マイクロミラー制御領域Cの設定も容易に制御可能である。
If the micromirror control area C is set narrow, the exposure processing time by the step-and-repeat method is lengthened, so it may be appropriately set according to the required photomask specifications.
Since the DMD 4 can control each micromirror 9 independently, the setting of the micromirror control area C can also be easily controlled.

なお、光量検出器15の光強度検出の空間分解能を、フォトレジストを描画する画素より小さくすることで、画素毎のレーザー照射強度を測定することができる。上述方法で、光量検出器15の強度分布のデータの座標とマイクロミラーの位置との相関を明確にすれば、マイクロミラー毎に反射されたレーザーの強度が計測可能となる。従って、レーザーの反射強度に反比例する係数を、マイクロミラー毎に第1の状態を維持する時間に乗ずることで、強度分布を補正し、フォトレジストに均一なレーザーの照射を可能としてもよい。 By setting the spatial resolution of the light intensity detection of the light amount detector 15 to be smaller than that of the pixels for writing the photoresist, the laser irradiation intensity for each pixel can be measured. By clarifying the correlation between the coordinates of the intensity distribution data of the light amount detector 15 and the positions of the micromirrors by the above method, the intensity of the laser reflected by each micromirror can be measured. Therefore, by multiplying the time for each micromirror to maintain the first state by a coefficient that is inversely proportional to the laser reflection intensity, the intensity distribution may be corrected and the photoresist may be uniformly irradiated with the laser.

図10は、レーザーの露光量と現像後のレジストパターン幅の寸法変動量の相関関係を示し、縦軸に寸法変動量、横軸にレーザーの露光量をプロットしている。
露光量は、ライン幅5[μm]のレジストパターンが形成される露光量を1として規格化している。このような露光量と現像後のレジストパターン寸法との関係は、使用するレジストに依存し、パターン寸法毎に(例えば、複数のライン幅、スペース幅又は複数のホール径に対して)実測により求めることができる。
FIG. 10 shows the correlation between the amount of laser exposure and the amount of dimensional variation in the resist pattern width after development, plotting the amount of dimensional variation on the vertical axis and the amount of laser exposure on the horizontal axis.
The exposure dose is normalized with the exposure dose for forming a resist pattern with a line width of 5 [μm] being 1. Such a relationship between the exposure amount and the resist pattern dimension after development depends on the resist to be used, and is obtained by actual measurement for each pattern dimension (for example, for a plurality of line widths, space widths, or a plurality of hole diameters). be able to.

図7(A)(又は図8(A))のレーザーの強度分布と、図10の露光量とレジストパターン寸法との相関データから、図7(B)(又は図8(B))に示すパターン寸法(幅)の分布を算出することができる。
予め図10に示す、露光量とパターン寸法との相関関係についての基礎的データをフォトレジスト毎に記憶部に記憶しておくことで、パターン寸法の分布を予測し、最適なマイクロミラー制御領域Cを自動的に算出することが可能となる。また、複数のレジストに対して相関データを取得しておくことで、使用するフォトレジストの候補を提示することも可能となる。
From the laser intensity distribution of FIG. 7A (or FIG. 8A) and the correlation data between the exposure amount and the resist pattern dimension of FIG. 10, FIG. 7B (or FIG. 8B) A distribution of pattern dimensions (widths) can be calculated.
By storing basic data on the correlation between the exposure amount and the pattern dimension shown in FIG. can be calculated automatically. Further, by acquiring correlation data for a plurality of resists, it is possible to present candidates for the photoresist to be used.

図11(A)は、多階調フォトマスクを製造するためのDMD4の光反射部8の一部の領域を拡大した図である。図11(A)に示すように、光反射部8は3つの領域Ra(図中クロスハッチング領域)、領域Rb(図中シングルハッチング領域)、領域Rc(図中白塗り領域)を有している。 FIG. 11A is an enlarged view of a partial area of the light reflecting portion 8 of the DMD 4 for manufacturing a multi-tone photomask. As shown in FIG. 11A, the light reflecting portion 8 has three regions Ra (cross-hatched region in the drawing), Rb (single-hatched region in the drawing), and Rc (white-painted region in the drawing). there is

図11(B)は、1回の露光処理を行う際の、領域Ra、Rb、Rcにおいてマイクロミラー9a、9b、9cの第1の状態と第2の状態のタイミングを示すグラフである。領域Rcでは各マイクロミラー9cは、第1の状態の時間がゼロ(第1の制御時間)、すなわち常に第2の状態を維持し、領域Rbでは各マイクロミラー9bは所定の期間(第2の制御時間tb)第1の状態、それ以外の期間は第2の状態を維持し、領域Raでは各マイクロミラー9aは所定の期間(第3の制御時間ta)は第1の状態、それ以外の期間は第2の状態を維持する。図11(B)に示すようにtbはtaより短く設定されている。例えばtaを100%とした場合、tbを30%~50%とする。 FIG. 11B is a graph showing the timing of the first state and second state of the micromirrors 9a, 9b and 9c in the regions Ra, Rb and Rc when one exposure process is performed. In the region Rc, each micromirror 9c stays in the first state for zero (first control time), that is, always maintains the second state. In the region Ra, each micromirror 9a is in the first state for a predetermined period (third control time ta) and is otherwise maintained in the second state. The period remains in the second state. As shown in FIG. 11B, tb is set shorter than ta. For example, when ta is 100%, tb is 30% to 50%.

従って、1回の露光処理の間に、レーザーが3つの領域Ra、Rb、Rcにおいて反射されフォトマスク基板7に照射される期間(露光時間)は、それぞれta、tb、tc(0:無し)である。
なお、照射される期間(露光時間)は、必ずしも連続する必要はなく、第1の状態を維持する期間の合計が、例えばta、tbとなればよい。
Therefore, during one exposure process, the periods (exposure times) during which the laser is reflected in the three regions Ra, Rb, and Rc and irradiated onto the photomask substrate 7 are ta, tb, and tc (0: none), respectively. is.
Note that the irradiation period (exposure time) does not necessarily have to be continuous, and the total period for maintaining the first state may be, for example, ta and tb.

図12は、描画装置1を用いてパターニングしたフォトレジスト10の膜厚を示す。レーザーLDが、図12で示す領域Ra、Rb、Rcにおいて反射され、フォトマスク基板7上のフォトレジスト10の領域Pa、Pb、Pcをそれぞれ照射する。領域Pa、Pb、Pcのフォトレジスト10は、露光時間が異なるため、現像後のフォトレジストの膜厚も異なることになる。
例えば、ネガ型フォトレジストの場合、領域Rcを介して照射されるレーザーの露光時間は0であるため、領域Pcのフォトレジスト10の膜厚は0となる。領域Pbのフォトレジスト10の膜厚(Hb)及び領域Paのフォトレジスト10の膜厚(Ha)は、露光時間tbは露光時間taより短い(tb<ta)ため、Hb<Haとなる。
FIG. 12 shows the film thickness of the photoresist 10 patterned using the drawing apparatus 1. FIG. Laser LD is reflected at regions Ra, Rb, and Rc shown in FIG. 12 to irradiate regions Pa, Pb, and Pc of photoresist 10 on photomask substrate 7, respectively. Since the regions Pa, Pb, and Pc of the photoresist 10 have different exposure times, the thickness of the photoresist after development also differs.
For example, in the case of a negative photoresist, the exposure time of the laser irradiated through the region Rc is 0, so the film thickness of the photoresist 10 in the region Pc is 0. The film thickness (Hb) of the photoresist 10 in the region Pb and the film thickness (Ha) of the photoresist 10 in the region Pa are Hb<Ha because the exposure time tb is shorter than the exposure time ta (tb<ta).

所望の膜厚のフォトレジスト10は、フォトレジスト10の膜厚と露光時間との相関データ(感度曲線)により得ることができる。予め使用するフォトレジスト10の感度曲線のデータを取得しておくことで、各領域で所望の膜厚のフォトレジスト10を形成するための露光時間を決定することができる。決定された露光時間は、DMD4の各マイクロミラー9の第1の状態を維持する時間設定により制御することができる。そのため、DMD4を用いてレーザー照射を制御することで、1個のマイクロミラー9を単位とした任意の領域において、任意の露光時間を設定できる。 A desired film thickness of the photoresist 10 can be obtained from the correlation data (sensitivity curve) between the film thickness of the photoresist 10 and the exposure time. By acquiring the data of the sensitivity curve of the photoresist 10 to be used in advance, it is possible to determine the exposure time for forming the photoresist 10 with a desired film thickness in each region. The determined exposure time can be controlled by setting the time to maintain the first state of each micromirror 9 of DMD 4 . Therefore, by controlling the laser irradiation using the DMD 4, any exposure time can be set in any region with one micromirror 9 as a unit.

図12では3種類の膜厚(Ha、Hb、0)のフォトレジスト10を形成する例を示した。このように、光反射部8を複数の領域、例えば第1から第n(n≧3)の領域に区分し、各領域に配置された各マイクロミラーを第1の状態とする第1から第nの制御時間(時間0を含め)を設定することで、n種類(膜厚0を含め)の異なる膜厚を有するレジストパターンを形成することができる。従って3種類以上の膜厚のフォトレジストを形成することもできる。
また、階段状に傾斜する断面を有するフォトレジストを形成することも可能である。
FIG. 12 shows an example of forming the photoresist 10 with three different film thicknesses (Ha, Hb, 0). In this way, the light reflecting section 8 is divided into a plurality of regions, for example, first to n-th (n≧3) regions, and each micromirror arranged in each region is in the first state. By setting n control times (including time 0), resist patterns having n different film thicknesses (including film thickness 0) can be formed. Therefore, it is also possible to form a photoresist with three or more different film thicknesses.
It is also possible to form a photoresist with a stepwise sloped cross-section.

また、上述のように露光時間が変わると、フォトレジストのパターン寸法が変動する。そのため、後述するように露光量とパターン寸法との相関関係に基づいて、マイクロミラー制御領域Cのマイクロミラー9の領域の幅を変更してもよい。 In addition, when the exposure time changes as described above, the pattern dimension of the photoresist fluctuates. Therefore, the width of the area of the micromirror 9 in the micromirror control area C may be changed based on the correlation between the exposure amount and the pattern dimension, as will be described later.

光反射部8から反射されたレーザーを用いてフォトレジスト10を露光した後にフォトマスク基板7を移動し、ステップアンドリピート方式により、露光処理とフォトマスク基板7の移動を繰り返し、複数の膜厚を有するフォトレジスト10のパターンをフォトマスク基板7上に形成することができる。
なお、ポジ型フォトレジストに対しても、1回の露光処理により異なる複数の膜厚を有するフォトレジストを形成できる。
After exposing the photoresist 10 using the laser reflected from the light reflecting portion 8, the photomask substrate 7 is moved, and the exposure process and the movement of the photomask substrate 7 are repeated by a step-and-repeat method to obtain a plurality of film thicknesses. A pattern of photoresist 10 having a pattern can be formed on the photomask substrate 7 .
It should be noted that a photoresist having a plurality of different film thicknesses can be formed by one exposure process even for a positive photoresist.

もし従来の描画装置を用いた場合、このような膜厚の異なるフォトレジストのパターンを形成しようとすると、複数回の描画処理によりフォトレジストの露光を行う必要がある。そのため、異なる露光工程においてパターンの重ね合わせズレ(位置合わせズレ、アライメントズレ)を考慮して、重ね合わせ余裕(マージン)の相当する幅(寸法)をパターンに盛り込む必要がある。
しかし、本実施形態のようにDMD4を用いた描画装置1を用いた場合、1回の露光で異なる膜厚を有するフォトレジスト10をパターニングできるため、この重ね合わせ余裕を考慮したパターン設計が必要が無く、重ね合わせ余裕に相当する寸法の微細化が可能となる。さらに、重ね合わせ余裕に対する設計ルールが緩和されるため、パターン設計が容易になり、パターン設計者の労力も軽減される。
If a conventional drawing apparatus is used to form a photoresist pattern with such different film thicknesses, it is necessary to expose the photoresist by a plurality of drawing processes. For this reason, it is necessary to take into account pattern misalignment (position misalignment, alignment misalignment) in different exposure processes, and to include in the pattern a width (dimension) corresponding to an overlay margin.
However, when the drawing apparatus 1 using the DMD 4 is used as in the present embodiment, the photoresist 10 having different film thicknesses can be patterned by one exposure, so it is necessary to design the pattern in consideration of this overlay margin. Therefore, it is possible to miniaturize the dimension corresponding to the overlay margin. Furthermore, since the design rule for the overlay margin is relaxed, the pattern design is facilitated and the pattern designer's labor is reduced.

図13は、ハーフトンマスク(多階調マスク)の製造方法の主要工程を示す断面図である。
図13(A)に示すように、石英等の透明基板11上に、蒸着法やスパッタ法により、半透過膜12(例えばMoSi、Ti)と遮光膜13(例えばCr)とがこの順に形成されたフォトマスクブランクスを準備し、遮光膜13上にフォトレジスト10を塗布等により形成する。
なお、半透過膜12の光透過率は、透明基板11の光透過率と遮光膜13の光透過率
との間で任意に設定されている。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing main steps of a method for manufacturing a halftone mask (multi-tone mask).
As shown in FIG. 13A, a semi-transmissive film 12 (eg MoSi, Ti) and a light shielding film 13 (eg Cr) are formed in this order on a transparent substrate 11 made of quartz or the like by vapor deposition or sputtering. A photomask blank is prepared, and a photoresist 10 is formed on the light shielding film 13 by coating or the like.
The light transmittance of the semi-transmissive film 12 is arbitrarily set between the light transmittance of the transparent substrate 11 and the light transmittance of the light shielding film 13 .

次に図13(B)に示すように、上記のDMD4の各マイクロミラー9単位での露光時間制御によりフォトレジスト10を露光し、その後現像することによりフォトレジスト10をパターニングする。
上記のように、マイクロミラー9毎に露光時間を制御できるため、1回の露光処理工程により、膜厚が異なる第1のフォトレジストパターン10a、第2のフォトレジストパターン10bを同時に形成することができる。また、さらに異なる3種類以上の膜厚のフォトレジスト10のパターンを形成することも可能である。
Next, as shown in FIG. 13B, the photoresist 10 is exposed by controlling the exposure time in units of the micromirrors 9 of the DMD 4, and then developed to pattern the photoresist 10. Next, as shown in FIG.
As described above, since the exposure time can be controlled for each micromirror 9, the first photoresist pattern 10a and the second photoresist pattern 10b having different film thicknesses can be simultaneously formed by one exposure process. can. Further, it is also possible to form patterns of the photoresist 10 having three or more different film thicknesses.

従来の図22(G)で示すフォトレジストのパターン104aの描画工程においては、下地に遮光膜のパターン102a及び半透過膜のパターン101aが形成されているため、これらのパターンからのハレーションの影響が生じ得るが、図13(B)の例で示す工程においては、そのような下地パターンによるハレーションの影響がないという効果もある。 In the conventional drawing process of the photoresist pattern 104a shown in FIG. 22(G), since the pattern 102a of the light-shielding film and the pattern 101a of the semi-transmissive film are formed on the base, the influence of halation from these patterns is reduced. Although it may occur, in the process shown in the example of FIG. 13B, there is also an effect that there is no influence of such halation due to the underlying pattern.

次に図13(C)に示すように、フォトレジスト10(第1のフォトレジストパターン10a及び第2のフォトレジストパターン10b)をマスクに、公知のウェットエッチング法やドライエッチング法により、遮光膜13及び半透過膜12を順にエッチングする。 Next, as shown in FIG. 13C, using the photoresist 10 (the first photoresist pattern 10a and the second photoresist pattern 10b) as a mask, the light shielding film 13 is etched by a known wet etching method or dry etching method. and the semitransparent film 12 are sequentially etched.

次に図13(D)に示すように、アッシング法により第2のフォトレジストパターン10bの部分が除去されるまでフォトレジスト10を全面エッチング(エッチバック)する。
すなわち、膜厚Hbより多く、膜厚Haより少ない量だけエッチバックして、フォトレジスト10の膜厚を減少させる。
第1のフォトレジストパターン10aの膜厚Haは、第2のフォトレジストパターン10bの膜厚Hbより大きいため、第1のフォトレジストパターン10aの膜厚はHa-Hb以下まで減少してしまうが、一部は残置させることが可能である。
Next, as shown in FIG. 13D, the entire surface of the photoresist 10 is etched (etched back) by an ashing method until the portion of the second photoresist pattern 10b is removed.
That is, the film thickness of the photoresist 10 is reduced by etching back by an amount larger than the film thickness Hb and smaller than the film thickness Ha.
Since the film thickness Ha of the first photoresist pattern 10a is larger than the film thickness Hb of the second photoresist pattern 10b, the film thickness of the first photoresist pattern 10a is reduced to Ha-Hb or less. Some can be left behind.

図13(C)の工程において、遮光膜13及び半透過膜12の少なくとも一方をドライエッチング法によりエッチングする場合、予めエッチングガス(エッチャント)を最適化することにより選択比を調整しておけば、フォトレジスト10を同時にエッチングし、遮光膜13及び半透過膜12の少なくとも一方をエッチングする際に第2のフォトレジストパターン10bの部分を同時に除去してもよい。 In the process of FIG. 13C, when at least one of the light-shielding film 13 and the semi-transmissive film 12 is etched by a dry etching method, if the selectivity is adjusted by optimizing the etching gas (etchant) in advance, The photoresist 10 may be etched at the same time, and when at least one of the light shielding film 13 and the semitransparent film 12 is etched, the portion of the second photoresist pattern 10b may be removed at the same time.

なお、フォトレジストの膜厚は、例えばエッチャントに対する耐エッチング特性、エッチバック量の均一性等のプロセス上の観点から決定すればよい。 Incidentally, the film thickness of the photoresist may be determined from the viewpoint of the process such as the etching resistance to the etchant, the uniformity of the amount of etching back, and the like.

次に図14(E)に示すように、フォトレジスト10(第1のフォトレジストパターン10a)をマスクに、ウェットエッチング法やドライエッチング法により遮光膜13を選択的にエッチングする。公知のエッチャント(エッチング液、エッチングガス)を使用し、選択比を十分に高く(例えば10以上)することで半透過膜12のエッチングが抑制される。 Next, as shown in FIG. 14E, using the photoresist 10 (first photoresist pattern 10a) as a mask, the light shielding film 13 is selectively etched by wet etching or dry etching. Etching of the semi-transmissive film 12 is suppressed by using a known etchant (etching liquid, etching gas) and setting the selectivity to a sufficiently high value (for example, 10 or more).

次に図14(F)に示すように、アッシング法等によりフォトレジスト(第1のフォトレジストパターン10a)を除去する。
以上の工程により透明基板11が露出した領域、透明基板11上に半透過膜12のみが形成された領域、透明基板11上に半透過膜12と遮光膜13とが形成された領域を有する3階調のハーフトーンマスク14を得ることができる。
Next, as shown in FIG. 14F, the photoresist (first photoresist pattern 10a) is removed by an ashing method or the like.
Through the above steps, a region 3 where the transparent substrate 11 is exposed, a region where only the semi-transmissive film 12 is formed on the transparent substrate 11, and a region where the semi-transmissive film 12 and the light shielding film 13 are formed on the transparent substrate 11 are provided. A grayscale halftone mask 14 can be obtained.

なお、上記は3階調のハーフトーンマスクを形成する方法を示したが、マイクロミラー9の第1の状態の時間を制御することで、4種以上の膜厚を有するようにフォトレジスト10をパターニングし、それにより、さらに多階調のフォトマスクを製造することも可能である。
異なる膜厚の半透過膜のパターンを形成するためには、膜厚の異なるレジストパターンのエッチバックと半透過膜の部分的エッチング(ハーフエッチング)を順次繰り返せばよい。
Although the method for forming a three-tone halftone mask has been described above, the photoresist 10 can be formed to have four or more film thicknesses by controlling the time in which the micromirror 9 is in the first state. By patterning, it is also possible to manufacture a multi-gradation photomask.
In order to form patterns of semi-transmissive films with different film thicknesses, etching back of resist patterns with different film thicknesses and partial etching (half-etching) of the semi-transmissive film may be sequentially repeated.

また、図10に示す露光時間とパターン幅との関係から、異なるレジスト膜厚を形成するため、露光時間を領域に依存して変更するとパターン幅が変わることがある。
例えば、図11(A)において、領域Raと比べ領域Rbでは、露光量が減少し、パターン幅が減少する(細くなる)。そのため、図15(A)に示すように、露光量の少ない領域に対応したマイクロミラー9bの領域(領域Rb)の幅を、マイクロミラー9aの領域(領域Ra)より、パターン幅の変動分(減少分)だけ広くなるように設定(補正)してもよい。また、図15(B)に示すように、逆に露光量の少ない領域に対応したマイクロミラー9aの領域(領域Ra)を、パターン幅の変動分だけ縮小してもよい。
なお、図15(A)、(B)中の点線は、補正前の領域を示す。
In addition, from the relationship between the exposure time and the pattern width shown in FIG. 10, the pattern width may change if the exposure time is changed depending on the region in order to form different resist film thicknesses.
For example, in FIG. 11A, the pattern width is reduced (thinner) in the area Rb as compared with the area Ra because the exposure amount is reduced. Therefore, as shown in FIG. 15A, the width of the region (region Rb) of the micromirror 9b corresponding to the region with a small amount of exposure is reduced by the pattern width variation (region Ra) of the micromirror 9a. It may be set (corrected) so that it becomes wider by the amount of decrease. Alternatively, as shown in FIG. 15B, conversely, the area (area Ra) of the micromirror 9a corresponding to the area where the exposure amount is small may be reduced by the variation of the pattern width.
Dotted lines in FIGS. 15A and 15B indicate regions before correction.

図16は、描画パターンの設計値(CAD上の設計寸法)とエッチング後のパターン寸法(仕上がり寸法)の実測値との相関関係を示すパターン寸法相関データである。
横軸に描画パターンの設計値、縦軸に設計値とフォトマスク基板7に形成されたパターン寸法の実測値との差分をプロットしており、図16では遮光膜のパターン寸法の例を示す。
測定に用いた描画パターンは、例えばライン/スペースの設計値が、2/2、3/3、5/5、10/10、15/15、50/50[μm]のパターンである。測定用のパターンには、ラインアンドスペースが並んだパターンの他、孤立ライン、孤立スペースや、ホールが2次元配列されたパターン、孤立したホールを含んでもよい。予め、このような標準パターンを用いて、相関データを取得し、記憶部52に記憶しておく。
ここで差分は、描画パターンの各設計値から仕上がりのパターン寸法の実測値を引いた値、すなわち[設計値]-[実測値]により算出した。
なお、光学系5により縮小投影を行う場合も、描画パターンの各設計値は、縮小倍率を考慮した値を使用しているため、差分の算出は上記のとおりである。
FIG. 16 is pattern size correlation data showing the correlation between the design value of the drawing pattern (design size on CAD) and the measured value of the pattern size after etching (finished size).
The horizontal axis plots the design value of the drawing pattern, and the vertical axis plots the difference between the design value and the measured value of the pattern dimension formed on the photomask substrate 7. FIG. 16 shows an example of the pattern dimension of the light shielding film.
The drawing patterns used for the measurement are, for example, patterns with line/space design values of 2/2, 3/3, 5/5, 10/10, 15/15, and 50/50 [μm]. The pattern for measurement may include a pattern in which lines and spaces are arranged, an isolated line, an isolated space, a pattern in which holes are two-dimensionally arranged, and an isolated hole. Correlation data is obtained in advance using such a standard pattern and stored in the storage unit 52 .
Here, the difference was calculated by subtracting the measured value of the finished pattern dimension from each design value of the drawing pattern, that is, [design value]-[actual value].
Note that even when reduced projection is performed by the optical system 5, each design value of the drawing pattern uses a value in consideration of the reduction magnification, so the calculation of the difference is as described above.

図16に示すようにパターン幅が狭くなる(10[μm]より短い)と、実測値が小さく、パターン幅が広くなる(10[μm]より長い)と、実測値が大きくなる傾向がある。すなわち差分は、線幅に対して一定ではないことが理解できる。 As shown in FIG. 16, when the pattern width is narrow (shorter than 10 [μm]), the measured value tends to be small, and when the pattern width is wide (longer than 10 [μm]), the measured value tends to be large. That is, it can be understood that the difference is not constant with respect to the line width.

また、図16から分かるように、X方向とY方向とでは、差分のパターン幅依存性が異なることが理解できる。
すなわち、ラインパターンの長手方向の向き(X方向又はY方向)に依存して、差分の線幅依存性が異なる。
Also, as can be seen from FIG. 16, it can be understood that the pattern width dependency of the difference differs between the X direction and the Y direction.
That is, the line width dependence of the difference differs depending on the longitudinal direction (X direction or Y direction) of the line pattern.

図17(A)、(B)、(C)は、1つのマイクロミラー9の状態を示す断面図であり、図17(D)は、傾斜したマイクロミラー9の斜視図である。
図17(A)、(B)に示すように、マイクロミラー9は傾いた状態でレーザーを反射するため、図17(C)に示す傾斜しない状態と比べレーザーを反射する面積が縮小する。 しかし、断面に垂直な方向でありマイクロミラー9を傾斜させる回転軸に平行な方向、即ち図17(D)の点線で示す方向には、レーザーを反射する面積は縮小しない。
従って、実効的な光の強度は、マイクロミラー9の配置方向に依存して幾何学的な方向依存性が現れる。そのため、上記のように図16の差分の設計値依存性がX方向及びY方向で異なるものと考えられる。
17A, 17B, and 17C are cross-sectional views showing the state of one micromirror 9, and FIG. 17D is a perspective view of an inclined micromirror 9. FIG.
As shown in FIGS. 17A and 17B, since the micromirror 9 reflects the laser in the tilted state, the laser reflecting area is reduced compared to the non-tilted state shown in FIG. 17C. However, the laser reflecting area does not decrease in the direction perpendicular to the cross section and parallel to the axis of rotation for tilting the micromirror 9, ie, the direction indicated by the dotted line in FIG. 17(D).
Therefore, the effective light intensity exhibits geometric direction dependency depending on the arrangement direction of the micromirror 9 . Therefore, it is considered that the design value dependency of the difference in FIG. 16 is different in the X direction and the Y direction as described above.

従って、設計通りの仕上がり寸法にするためには、ラインパターン幅(長手方向に垂直な方向の長さ)に依存して、これらの差分に相当する値の補正が必要となる。
例えば図16の例の場合、設計値に対して実測値が小さくなるパターン(パターン幅が10[μm]より短い)に対しては、仕上がり寸法が設計値と等しくなるように、パターン幅の設計値を差分の量だけ太く(長く)なるように補正する。逆に設計値に対して実測値が大きくなるパターン(パターン幅が10[μm]より長い)に対しては、仕上がり寸法が設計値と等しくなるように、パターン幅の設計値を差分の量だけ細く(短く)なるように補正する。
Therefore, in order to obtain the finished dimension as designed, it is necessary to correct the value corresponding to the difference between them depending on the line pattern width (the length in the direction perpendicular to the longitudinal direction).
For example, in the case of the example of FIG. 16, the pattern width is designed so that the finished dimension is equal to the design value for a pattern whose actual measurement value is smaller than the design value (pattern width is shorter than 10 [μm]). Corrects the value to be thicker (longer) by the amount of the difference. Conversely, for a pattern (pattern width longer than 10 [μm]) in which the actual measurement value is larger than the design value, the design value of the pattern width is reduced by the amount of the difference so that the finished dimension is equal to the design value. Correct to make it thinner (shorter).

このような設計値と仕上がり寸法の実測値との関係は、露光量にも依存する。従って上記領域Ra及び領域Rbのように、露光量が異なる領域それぞれに対して、図16に示すような設計値と仕上がり寸法の実測値との相関データを取得しておき、補正を行う。
なお、図16に示す相関データは一例であり、これに限定されるものではない。
The relationship between the design values and the actual measurements of the finished dimensions also depends on the exposure dose. Therefore, correlation data between the design values and the actual measurement values of the finished dimensions as shown in FIG. 16 is obtained for each of the regions having different exposure amounts, such as the region Ra and the region Rb, and correction is performed.
Note that the correlation data shown in FIG. 16 is an example, and the present invention is not limited to this.

パターン幅を補正する場合、CADにて入力した設計データ(製品の仕様等から決定される設計上の描画パターンの原データ)に対して補正を行い、補正後の設計データからDMD4の各マイクロミラー9に対する制御データに変換することができる。例えば、CADによる設計では、ラインは各頂点の座標が指定され、各頂点を結ぶベクトルデータとして定義される。このベクトルデータを補正した後に、各マイクロミラー9に対する画素毎のデータ、すなわちドット(点)データに変換して、マイクロミラー9の制御用データとして記憶部52に記憶する。 When correcting the pattern width, the design data input by CAD (original data of the design drawing pattern determined from the product specifications, etc.) is corrected, and each micromirror of the DMD 4 is calculated from the corrected design data. 9 into control data. For example, in CAD design, a line is defined as vector data connecting the vertices with the coordinates of each vertex specified. After this vector data is corrected, it is converted into pixel-by-pixel data for each micromirror 9, that is, dot data, and stored in the storage unit 52 as micromirror 9 control data.

一方、CADによる設計データ(設計図面)を各マイクロミラー9に対する画素毎のデータ(ドットデータ)に変換した後に、パターン幅の補正を行ってもよい。 On the other hand, the pattern width may be corrected after the CAD design data (design drawing) is converted into pixel-by-pixel data (dot data) for each micromirror 9 .

図18(A)、(B)は、(パターン幅が10[μm]より長い)太幅のライン61に、(パターン幅が10[μm]より短い)細幅のライン62が接続する配置の例を示す。
図18(A)は補正前、図18(B)は補正後のパターン配置を示す。ライン61の長辺にライン62の短辺が接する場合、パターンを補正する際に、単純にライン61の幅を縮小すると、図18(B)に示すようにライン61とライン62との接続関係が失われてしまう。そのため、このような場合、ライン間の接続関係を検出して、ライン61の縮小幅に等しい値だけライン62を伸長させる等の追加的補正を行う必要がある。
18A and 18B show an arrangement in which a wide line 61 (with a pattern width longer than 10 [μm]) is connected to a narrow line 62 (with a pattern width shorter than 10 [μm]). Give an example.
FIG. 18A shows the pattern arrangement before correction, and FIG. 18B shows the pattern arrangement after correction. When the short side of the line 62 touches the long side of the line 61, if the width of the line 61 is simply reduced when correcting the pattern, the connection relationship between the line 61 and the line 62 is as shown in FIG. is lost. Therefore, in such a case, it is necessary to detect the connection relationship between the lines and perform additional correction such as extending the line 62 by a value equal to the reduced width of the line 61 .

図19は、各種の描画パターンデータをマイクロミラー9毎のデータに変換した後、パターンの補正を行う例を示す。図19(A)は補正前のパターン(設計上の描画パターンの原パターン)、図19(B)は図19(A)の点線の円で囲まれた領域の拡大図、図19(C)は、同領域の補正後のパターンの拡大図を示す。
図19(A)は、太幅のライン61と細幅のライン62とが接続しており、その他の領域は、透明領域である例を示す。
FIG. 19 shows an example of pattern correction after converting various drawing pattern data into data for each micromirror 9 . FIG. 19A is a pattern before correction (original pattern of a designed drawing pattern), FIG. 19B is an enlarged view of a region surrounded by a dotted circle in FIG. 19A, and FIG. 19C. shows an enlarged view of the pattern after correction in the same area.
FIG. 19A shows an example in which a wide line 61 and a narrow line 62 are connected, and other areas are transparent areas.

図19(B)に示すように、太幅のライン61は、細幅のライン62に接するマイクロミラー961bと、細幅のライン62に接せず、常に第2の状態(フォトマスク基板7にレーザーを照射しない状態)を維持するマイクロミラー9と接するマイクロミラー961aとを有する。マイクロミラー961bについては補正を行わず(又は隣接する異なるパターン領域である細幅のライン62の制御条件とし)、マイクロミラー961aに対しては、常に第2の状態を維持する制御条件(隣接する異なるパターン領域である透明領域の制御条件)に変更することで、太幅のライン61の幅を減少させることができる。この操作を、所望の減少分に到達するまで、繰り返すことでライン間の接続を失うこと無く、パターンの補正が可能となる。 As shown in FIG. 19B, the wide line 61 is always in the second state (the photomask substrate 7 is not in contact with the micromirror 961b in contact with the narrow line 62, and the micromirror 961b is not in contact with the narrow line 62). It has a micromirror 961a in contact with a micromirror 9 that maintains a state in which no laser is applied. No correction is performed for the micromirror 961b (or the control condition for the narrow line 62, which is a different adjacent pattern area), and the control condition for the micromirror 961a is to always maintain the second state (adjacent The width of the thick line 61 can be reduced by changing the control condition of the transparent area, which is a different pattern area. By repeating this operation until the desired decrease is reached, the pattern can be corrected without losing the connection between the lines.

なお、上記は図19中のX軸方向のパターン幅の補正を行う場合についての説明であるが、Y軸方向のパターン幅の補正を行う場合についても同様である。 Although the above description is for the case of correcting the pattern width in the X-axis direction in FIG. 19, the same applies to the case of correcting the pattern width in the Y-axis direction.

DMD4を用いた描画装置1は、マイクロミラー9毎に制御情報が与えられているため、それぞれのマイクロミラー9に対して、隣接するマイクロミラーの制御条件を確認し、マイクロミラーの制御条件を補正(変更)するという、単純なアルゴリズムを繰り返し、太幅のライン61と細幅のライン62との接続関係を維持しながら、パターンの補正が可能である。 Since control information is given to each micromirror 9, the drawing apparatus 1 using the DMD 4 checks the control conditions of adjacent micromirrors for each micromirror 9 and corrects the control conditions of the micromirrors. It is possible to correct the pattern while repeating a simple algorithm of (changing) and maintaining the connection relationship between the wide line 61 and the narrow line 62 .

上記は、太幅のライン61を縮小する場合について説明したが、細幅のライン62を縮小する補正を行う場合にも適用可能である。
なお、ラインパターンに限定されずホールパターンに対しても、上記2種類の補正が可能である。
また、遮光膜13の他に半透過膜12のパターン寸法に対しても同様に補正可能である。
Although the case of reducing the wide line 61 has been described above, it can also be applied to the correction of reducing the narrow line 62 .
Note that the above two types of correction are possible not only for line patterns but also for hole patterns.
In addition to the light-shielding film 13, the pattern dimension of the semi-transmissive film 12 can also be corrected in the same manner.

また、1回の露光処理により、マイクロミラー9の第1の状態を維持する期間を変え、異なる膜厚のフォトレジストパターンを形成する場合、フォトレジストの露光量が変化する。そのため、フォトレジストの露光量(すなわちマイクロミラー9の第1の状態を維持する時間)毎に、設計値(CAD上の設計寸法)及びエッチング後の仕上がり寸法の実測値間の差との相関関係であるパターン寸法相関データを取得し、異なる露光量に対して、それぞれ補正値を決定すればよい。 Further, when forming photoresist patterns with different film thicknesses by changing the period for maintaining the first state of the micromirror 9 by one exposure process, the exposure amount of the photoresist changes. Therefore, the correlation between the design value (design dimension on CAD) and the difference between the measured value of the finished dimension after etching for each exposure amount of the photoresist (that is, the time for which the micromirror 9 is maintained in the first state) is obtained, and correction values are determined for different exposure doses.

1回の露光処理により異なるレジスト膜厚を有するレジストパターンをもちいて多階調マスクを作成する場合、一部の遮光膜は、例えば図13(D)で示すエッチング工程と図14(E)で示すエッチング工程の複数のエッチング処理が施される。 When a multi-tone mask is created using resist patterns having different resist film thicknesses by one exposure process, part of the light-shielding film is exposed, for example, in the etching process shown in FIG. 13D and in FIG. A plurality of etching processes of the etching steps shown are performed.

図20は、図14(E)の工程におけるフォトマスクの一部の断面を示す。図中点線の円で囲んだ遮光膜13の第1のパターン端部13Aは、図13(D)及び図14(E)の両方のエッチング処理を受け、遮光膜13の第2のパターン端部13Bは図14(E)のエッチング処理のみを受ける。そのため、正確には、第1のパターン端部13Aのサイドエッチング量は、第2のパターン端部13Bのサイドエッチング量より大きい。
従って、サイドエッチング量の差が無視できない場合には、半透過膜12のパターンに隣接する遮光膜13のパターンと、半透過膜12のパターンに隣接しない孤立した遮光膜13のパターンでは、設計値とエッチング後の仕上がり寸法の実測値との差分が異なり、従って設計値と仕上がり寸法の実測値の相関関係が異なる。
FIG. 20 shows a cross section of part of the photomask in the step of FIG. 14(E). A first pattern end portion 13A of the light shielding film 13 surrounded by a dotted line circle in the drawing is subjected to the etching treatment of both FIG. 13(D) and FIG. 13B receives only the etching process of FIG. 14(E). Therefore, to be precise, the side etching amount of the first pattern end portion 13A is larger than the side etching amount of the second pattern end portion 13B.
Therefore, when the difference in the side etching amount cannot be ignored, the pattern of the light shielding film 13 adjacent to the pattern of the semi-transmissive film 12 and the pattern of the isolated light shielding film 13 not adjacent to the pattern of the semi-transmissive film 12 have the design value and the measured values of the finished dimensions after etching are different, and accordingly the correlation between the design values and the measured values of the finished dimensions is different.

また、遮光膜のサイドエッチングにより、遮光膜に隣接する半透過膜のパターンは、遮光膜の線幅とは反対に、線幅の仕上がり寸法が太くなることが分かる。 In addition, it can be seen that the pattern of the semi-transmissive film adjacent to the light-shielding film has a larger finished line width due to the side etching of the light-shielding film, contrary to the line width of the light-shielding film.

このように相関関係が異なるのは、従来の多階調マスクの製造方法とは異なり、1回のリソグラフィー工程で異なる膜厚を有するフォトレジストパターンを形成し、その形成されたフォトレジストパターンをマスクに、複数のエッチング処理を行うためである。 This difference in correlation is due to the fact that photoresist patterns having different film thicknesses are formed in a single lithography process, and the formed photoresist pattern is used as a mask, unlike the conventional method of manufacturing a multi-tone mask. This is because a plurality of etching processes are performed.

従って、透過率の異なるパターンが隣接する場合、その透過率の組み合わせよってサイドエッチング量が異なる。そのためパターンの透過率の組み合わせ毎に、設計値とパターンの仕上がり寸法の実測値との相関関係を示すパターン寸法相関データを取得し、その相関データに従って、パターン寸法の補正を行う。
なお、上記透過率の異なるパターンは、本描画装置1を用いてパターニングする場合、それぞれのマイクロミラー9における第1の状態と第2の状態の保持時間の組み合わせにより区分される領域に対応する。
Therefore, when patterns with different transmittances are adjacent to each other, the amount of side etching differs depending on the combination of the transmittances. Therefore, for each pattern transmittance combination, pattern dimension correlation data indicating the correlation between the design value and the actual measured value of the finished dimension of the pattern is acquired, and the pattern dimension is corrected according to the correlation data.
The patterns with different transmittances correspond to regions divided by a combination of holding times of the first state and the second state in each micromirror 9 when patterning is performed using the drawing apparatus 1 .

ここで、孤立した遮光膜13と半透過膜12の積層からなるパターン(又は半透過膜12のみからなるパターン)は、透明基板11が露出した領域により構成されたパターンに隣接したパターンとして取り扱うことができる。 Here, the pattern composed of the isolated light shielding film 13 and the semi-transmissive film 12 (or the pattern composed only of the semi-transmissive film 12) is treated as a pattern adjacent to the pattern composed of the exposed area of the transparent substrate 11. can be done.

なお、半透過膜12のみからなるパターンは、図13(B)~(D)において、図13中、右側の孤立した遮光膜13と半透過膜12の積層上の第1のフォトレジストパターン10aを、膜厚Hbを有する第2のフォトレジストパターン10bに変更し、図14(E)で示す工程において、上層の遮光膜13をエッチングすればよい。 13(B) to 13(D), the pattern consisting only of the semi-transmissive film 12 is the first photoresist pattern 10a on the lamination of the isolated light shielding film 13 and the semi-transmissive film 12 on the right side in FIG. is changed to the second photoresist pattern 10b having the film thickness Hb, and the upper light-shielding film 13 is etched in the step shown in FIG. 14(E).

DMD4を用いた描画装置1の場合にはマイクロミラー9毎にパターン形状を補正可能であるため、このように複数のパターン寸法相関データに基づいたパターン補正も可能となる。 In the case of the drawing apparatus 1 using the DMD 4, since the pattern shape can be corrected for each micromirror 9, pattern correction based on a plurality of pattern size correlation data is also possible.

例えば、CADでの設計時に、隣接する透過率の異なるパターンの組み合わせ毎に、別レイヤーとし、これらのレイヤーを合成することで、フォトマスクのパターンデータを生成することも可能である。 For example, when designing with CAD, it is possible to create pattern data for a photomask by creating separate layers for each combination of adjacent patterns with different transmittances and synthesizing these layers.

以下、3階調のハーフトーンマスクを形成する場合を例に、フォトマスク(ハーフトーンマスク)のレジストパターンを形成する方法について詳細に説明する。 Hereinafter, a method for forming a resist pattern of a photomask (halftone mask) will be described in detail, taking as an example the case of forming a three-gradation halftone mask.

(1)CAD等の設計ツールを利用し、第1のパターン領域である透明部(光透過部又は透明基板露出部)のパターンデータ(座標データ)、第2のパターン領域である遮光部のパターンデータ(座標データ)、第3のパターン領域である遮光部と透明部の間の透過率を有する半透過部のパターンデータ(座標データ)の3つの領域に区分される所望のパターンデータ20(例えば、電気回路パターン。図21参照。)を確定(設計)する。パターンデータ20は、描画装置1のパターンデータ入力部51を介して記憶部52に記憶する。
(2)光量検出器15を用いて光量計測部56により、DMD4の反射部8から反射されたレーザーの強度分布を計測し、計測結果を記憶部52に記憶する。
なお、レーザーの強度分布は、予め定期的に測定しておき、描画装置1の記憶部52に記憶しておいてもよいが、フォトマスクを製造する際に毎回測定してもよい。
(1) Using a design tool such as CAD, the pattern data (coordinate data) of the transparent portion (light transmitting portion or transparent substrate exposed portion) that is the first pattern region, and the pattern of the light shielding portion that is the second pattern region. Desired pattern data 20 (for example, , electric circuit pattern. See FIG. 21.) are determined (designed). The pattern data 20 are stored in the storage unit 52 via the pattern data input unit 51 of the drawing apparatus 1 .
(2) The intensity distribution of the laser beam reflected from the reflecting portion 8 of the DMD 4 is measured by the light amount measuring section 56 using the light amount detector 15 and the measurement result is stored in the storage section 52 .
The laser intensity distribution may be periodically measured in advance and stored in the storage unit 52 of the drawing apparatus 1, or may be measured each time a photomask is manufactured.

(3)演算処理部53は、光量計測結果に基づいて、パターン幅の均一性がしきい値を満足するようにマイクロミラー制御領域Cを確定する。しきい値は、顧客仕様等の設計要求に依存して決定する。
(4)パターンデータ20をマイクロミラー制御領域Cで確定される露光区画21(マイクロミラー制御領域により反射されたレーザーのフォトレジスト上での照射領域)に分割する。
このとき、パターンデータ20の重要な回路部分が分割した露光区画21の境界部分に重ならないように調整することも可能である。
そうすることで露光量の変動が発生した場合であっても重要な回路部分のパターン幅の変動を回避することが可能となる。
すなわち、予め重要な回路部分を、分割不能部として特定し、指定しておき、その分割不能部に露光区画21の境界部分が重ならないよう、露光区画21の大きさをその分割不能部の周囲で変更すればよい。
(3) The arithmetic processing unit 53 determines the micromirror control region C so that the uniformity of the pattern width satisfies the threshold value based on the light amount measurement result. The threshold is determined depending on design requirements such as customer specifications.
(4) The pattern data 20 is divided into exposure sections 21 defined by the micromirror control areas C (irradiation areas on the photoresist of the laser reflected by the micromirror control areas).
At this time, it is also possible to adjust so that the important circuit portion of the pattern data 20 does not overlap the boundary portion of the divided exposure section 21 .
By doing so, it is possible to avoid fluctuations in the pattern width of the important circuit portion even when the exposure amount fluctuates.
That is, an important circuit portion is specified and designated in advance as an undivided portion, and the size of the exposed portion 21 is adjusted around the undivided portion so that the boundary portion of the exposed portion 21 does not overlap with the undivided portion. should be changed with

図21は、パターンデータ20(図21(A))を露光区画21に分割した例(図21(B)、(C))を示す。図21(B)、(C)は、しきい値に依存して異なるマイクロミラー制御領域Cに対応した露光区画21に分割した例を示している。 FIG. 21 shows an example of dividing the pattern data 20 (FIG. 21A) into exposure sections 21 (FIGS. 21B and 21C). FIGS. 21B and 21C show examples of division into exposure sections 21 corresponding to different micromirror control regions C depending on the threshold value.

(5)各領域に対応したフォトレジスト膜厚を製造プロセスの要請から決定する。
(6)第1、第2及び第3のパターン領域(透明部、遮光部及び半透過部)に対応したフォトレジストの露光時間を、予め実測した感度曲線と、各領域に対応したフォトレジスト膜厚とから算出する。
算出された露光時間から、上記第1、第2及び第3のパターン領域に対応したマイクロミラー9の制御条件(傾斜角(即ち第1の状態又は第2の状態)とその保持時間)を決定する。
(5) Determine the photoresist film thickness corresponding to each region from the requirements of the manufacturing process.
(6) The exposure time of the photoresist corresponding to the first, second, and third pattern regions (transparent portion, light shielding portion, and semi-transmissive portion) is measured in advance on the sensitivity curve and the photoresist film corresponding to each region. Calculate from the thickness.
From the calculated exposure time, the control conditions (tilt angle (that is, first state or second state) and its holding time) of the micromirror 9 corresponding to the first, second and third pattern regions are determined. do.

ここで、第1、第2及び第3のパターン領域に対応したマイクロミラーとは、レーザーを反射し、それぞれ第1、第2及び第3のパターン領域に照射するマイクロミラーを意味し、第1のパターン領域(図12中Pc)にレーザーを照射するマイクロミラーからなる領域(図12中Rc)を第1のマイクロミラー領域、第2のパターン領域(図12中Pa)にレーザーを照射するマイクロミラーからなる領域(図12中Ra)を第2のマイクロミラー領域、第3のパターン領域(図12中Pb)にレーザーを照射するマイクロミラーからなる領域(図12中Rb)を、第3のマイクロミラー領域と称す。第1、第2及び第3のマイクロミラー領域は、マイクロミラー制御領域Cに属する。 Here, the micromirrors corresponding to the first, second and third pattern regions refer to micromirrors that reflect the laser and irradiate the first, second and third pattern regions, respectively. The pattern area (Pc in FIG. 12) is irradiated with a laser, and the area (Rc in FIG. 12) composed of micromirrors is the first micromirror area, and the second pattern area (Pa in FIG. 12) is irradiated with the micromirror. A region made of mirrors (Ra in FIG. 12) is called a second micromirror region, and a region made of micromirrors (Rb in FIG. 12) for irradiating a third pattern region (Pb in FIG. 12) is called a third micromirror region. It is called a micromirror area. The first, second and third micromirror regions belong to the micromirror control region C. FIG.

上記第1、第2及び第3のマイクロミラー領域に属するマイクロミラー9のマイクロミラーアレイ中の配置(座標)情報と第1の状態の維持時間とを含むマイクロミラー制御条件は記憶部52に記憶しておく。
なお、予め感度曲線を記憶部52に記憶しておき、露光時間を演算処理部53により算出してもよい。
The micromirror control conditions including the arrangement (coordinate) information in the micromirror array of the micromirrors 9 belonging to the first, second and third micromirror regions and the duration of the first state are stored in the storage unit 52. Keep
Note that the sensitivity curve may be stored in advance in the storage unit 52 and the exposure time may be calculated by the arithmetic processing unit 53 .

(7)予め取得した露光量毎のパターンの設計値と仕上がり寸法の実測値との相関データから(必要に応じ、第1のパターン領域、第2のパターン領域及び第3のパターン領域の隣接する組み合わせのそれぞれに対する相関データから)、第1、第2及び第3のパターン領域に対応した第1、第2及び第3のマイクロミラー領域をマイクロミラー単位で補正し(拡大又は縮小し)、補正されたマイクロミラー9のマイクロミラーアレイ中の配置(座標)情報を記憶部52に記憶する。
なお、パターンデータ20の(CAD上の)設計データを補正後、補正された第1のパターン領域、第2のパターン領域及び第3のパターン領域に対して、第1、第2及び第3のマイクロミラー領域を算出してもよい。
(7) Based on the correlation data between the design value of the pattern for each exposure dose and the actual measurement value of the finished dimension (if necessary, the adjacent from the correlation data for each of the combinations), correcting (enlarging or contracting) the first, second and third micromirror regions corresponding to the first, second and third pattern regions on a micromirror-by-micromirror basis, and correcting The arrangement (coordinate) information of the micromirrors 9 thus obtained in the micromirror array is stored in the storage unit 52 .
After correcting the design data (on CAD) of the pattern data 20, the first, second and third pattern regions are corrected for the corrected first pattern region, second pattern region and third pattern region. A micromirror area may be calculated.

(8)補正された第1、第2及び第3のマイクロミラー領域のマイクロミラー制御条件を、演算処理部53により露光区画21毎に、記憶部52に記憶する。
なお、第1、第2及び第3のマイクロミラー領域以外、すなわちマイクロミラー制御領域C以外の領域のマイクロミラー制御条件は、常時第2の状態を維持するという条件とする。
(8) The corrected micromirror control conditions for the first, second, and third micromirror regions are stored in the storage unit 52 for each exposure section 21 by the arithmetic processing unit 53 .
The micromirror control condition for the regions other than the first, second, and third micromirror regions, ie, the micromirror control region C, is to always maintain the second state.

(9)透明基板上に光透過部、遮光部をこの順に形成したフォトマスクブランクス上に、フォトレジスト10を形成したフォトマスク基板7を準備し、ステージ6上に載置する。
(10)記憶された各露光区画21に対応したマイクロミラー制御条件に従って、DMD4のマイクロミラー9をDMD制御部54によって制御し、レーザーをフォトマスク基板7上のフォトレジスト10に照射する。
(9) A photomask substrate 7 having a photoresist 10 formed thereon is prepared on a photomask blank in which a light transmission portion and a light shielding portion are formed in this order on a transparent substrate, and placed on the stage 6 .
(10) The micromirror 9 of the DMD 4 is controlled by the DMD controller 54 according to the stored micromirror control conditions corresponding to each exposure section 21, and the photoresist 10 on the photomask substrate 7 is irradiated with the laser.

(11)駆動系制御部55によって、ステージ6、第1の駆動装置17及び第2の駆動装置19の少なくとも一つを駆動し、1つの露光区画に相当する距離だけ、ステージ6(及びステージ6に載置されたフォトマスク基板7)と光学系5との相対的距離を移動させる。
このステップは、フォトマスク基板7と光学系5との相対的距離を移動させるものであり、フォトマスク基板7若しくは光学系5の一方、又はフォトマスク基板7及び光学系5の両方を移動させてもよい。これによりフォトレジスト10上の露光区画を移動し、フォトレジスト10上の露光処理が必要な領域すべてを露光することができる。
相対的移動は、例えば所謂直交座標系の2つの直交軸、X軸、Y軸の各方向に対して行
うことができる。
(11) At least one of the stage 6, the first driving device 17 and the second driving device 19 is driven by the drive system control unit 55, and the stage 6 (and the stage 6) is moved by a distance corresponding to one exposure section. The relative distance between the photomask substrate 7) placed on the optical system 5 and the optical system 5 is moved.
In this step, the relative distance between the photomask substrate 7 and the optical system 5 is moved. good too. Thus, the exposure section on the photoresist 10 can be moved to expose all areas on the photoresist 10 that require exposure processing.
Relative movement can be performed, for example, in each direction of two orthogonal axes, the X-axis and the Y-axis of a so-called orthogonal coordinate system.

光学系5を移動させる場合、第1の状態のマイクロミラー9から反射されたレーザーが光学系5を経由してフォトマスク基板7に照射できるように構成する必要がある。そのため、図5に示すように光学系5と同時にDMD4も移動させる。 When the optical system 5 is moved, it is necessary to configure so that the laser reflected from the micromirror 9 in the first state can irradiate the photomask substrate 7 via the optical system 5 . Therefore, as shown in FIG. 5, the DMD 4 is moved together with the optical system 5 .

(12)演算処理部53は、駆動系制御部55及びDMD制御部54を制御し、ステップアンドリピート方式に従って、(10)と(11)を繰り返し、フォトマスク基板7上に形成されたフォトレジスト10を順次露光する。 (12) The arithmetic processing unit 53 controls the driving system control unit 55 and the DMD control unit 54, repeats (10) and (11) according to the step-and-repeat method, and removes the photoresist formed on the photomask substrate 7. 10 are exposed sequentially.

以上の手順により、フォトマスク基板7上のフォトレジスト10の露光が完了し、その後現像処理によりフォトレジスト10のパターニングが完了する。
その後図13、14で説明した製造工程によりフォトマスクを完成させることができる。
Through the above procedure, exposure of the photoresist 10 on the photomask substrate 7 is completed, and then patterning of the photoresist 10 is completed by development.
After that, the photomask can be completed by the manufacturing process described with reference to FIGS.

なお、上記工程は適宜に入れ替えることも可能である。
例えば、(7)の後に(4)を実施してもよい。即ち、予め取得した露光量毎の相関データから、上記第1、第2、及び第3のパターン領域のパターンデータ(座標データ)を補正し、その後各パターンデータをマイクロミラー制御領域Cで確定する露光区画21に分割して、各露光区画21毎に、DMD4の制御条件(それぞれのマイクロミラー9の傾斜角とその保持時間)を決定し、記憶部52に記憶してもよい。
Note that the above steps can be replaced as appropriate.
For example, (4) may be performed after (7). That is, the pattern data (coordinate data) of the first, second, and third pattern regions are corrected from the correlation data for each exposure amount obtained in advance, and then each pattern data is determined in the micromirror control region C. The control conditions of the DMD 4 (the tilt angle of each micromirror 9 and its holding time) may be determined for each exposure section 21 and stored in the storage section 52 .

本フォトマスクの製造方法によれば、1回の露光処理により膜厚の異なるフォトレジストのパターンをフォトマスク基板上に形成することが可能となり、また、所望のパターンの仕上がり寸法を、高精度に制御することができる。その結果、多階調フォトマスクの製造工程の削減することが可能となり、さらにフォトマスクのパターンの微細化にも寄与することが可能である。
本フォトマスクの製造方法により製造されたフォトマスクは、電子デバイス等の製造過程のリソグラフィー工程に利用することができ、産業上の利用可能性は高い。
According to the present photomask manufacturing method, it is possible to form photoresist patterns with different film thicknesses on a photomask substrate by a single exposure process, and the desired finished dimensions of the pattern can be obtained with high precision. can be controlled. As a result, it is possible to reduce the number of manufacturing steps of the multi-tone photomask, and further contribute to miniaturization of the pattern of the photomask.
A photomask manufactured by this method of manufacturing a photomask can be used in a lithography process in the manufacturing process of electronic devices and the like, and has high industrial applicability.

1 描画装置
2 半導体レーザー
3 反射鏡
31 固定反射鏡
32 可動反射鏡
4 DMD
5 光学系
6 ステージ
7 フォトマスク基板
8 光反射部
9、9a、9b、9c、961a、961b マイクロミラー
10 フォトレジスト
10a 第1のフォトレジストパターン
10b 第2のフォトレジストパターン
11 透明基板
12 半透過膜
13 遮光膜
13A 第1のパターン端部
13B 第2のパターン端部
14 ハーフトーンマスク
15 光量検出器
16 第1の走行ガイド
17 第1の駆動装置
18 第2の走行ガイド
19 第2の駆動装置
20 パターンデータ
21 露光区画
51 パターンデータ入力部
52 記憶部
53 演算処理部
54 DMD制御部
55 駆動系制御部
56 光量計測部
61 太幅のライン
62 細幅のライン
100 透明基板
101 半透過膜
101a 半透過膜のパターン
102 遮光膜
102a、102b 遮光膜のパターン
103 フォトレジスト
103a フォトレジストのパターン
104 フォトレジスト
104a フォトレジストのパターン
1 drawing device 2 semiconductor laser 3 reflecting mirror 31 fixed reflecting mirror 32 movable reflecting mirror 4 DMD
5 optical system 6 stage 7 photomask substrate 8 light reflecting portions 9, 9a, 9b, 9c, 961a, 961b micromirror 10 photoresist 10a first photoresist pattern 10b second photoresist pattern 11 transparent substrate 12 semi-transmissive film 13 Light-shielding film 13A First pattern end 13B Second pattern end 14 Halftone mask 15 Light amount detector 16 First traveling guide 17 First driving device 18 Second traveling guide 19 Second driving device 20 Pattern data 21 Exposure section 51 Pattern data input section 52 Storage section 53 Arithmetic processing section 54 DMD control section 55 Driving system control section 56 Light intensity measurement section 61 Wide line 62 Narrow line 100 Transparent substrate 101 Semi-transmissive film 101a Semi-transmissive Film pattern 102 Light-shielding films 102a, 102b Light-shielding film pattern 103 Photoresist 103a Photoresist pattern 104 Photoresist 104a Photoresist pattern

Claims (4)

描画装置を用いたフォトマスクの製造方法であって、
前記描画装置は、半導体レーザーから照射されたレーザー光の光路中に傾斜角度を独立して変更可能な複数のマイクロミラーで構成されるマイクロミラーアレイを含み、
前記描画装置によって描画するための描画パターンの設計値と仕上がり寸法の実測値との相関関係を示すパターン寸法相関データを取得するステップと、
前記パターン寸法相関データに基づいて、前記マイクロミラーの回転軸に平行な方向及び垂直な方向に対して、それぞれ前記設計値に対する前記実測値の差分により前記描画パターンを補正し、前記描画パターンに対応した前記マイクロミラーのパターン領域を各々設定するパターン領域設定ステップと、
フォトレジスト膜を形成したフォトマスク基板を設置するステップと、
前記マイクロミラーアレイにレーザーを照射するステップと、
設定された前記各パターン領域の前記マイクロミラーの各々に対して、前記傾斜角度を制御することにより、前記レーザー光の照射状態を時間的に制御するステップと、
前記フォトマスク基板に対する前記レーザー光の照射位置を相対的に変化させるステップと
を含むことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
A photomask manufacturing method using a drawing apparatus,
The drawing device includes a micromirror array composed of a plurality of micromirrors whose tilt angles can be independently changed in the optical path of the laser light emitted from the semiconductor laser,
a step of acquiring pattern dimension correlation data indicating a correlation between a design value of a drawing pattern to be drawn by the drawing device and an actual measured value of a finished dimension;
Based on the pattern size correlation data, the drawing pattern is corrected by the difference between the measured values and the design values in the directions parallel and perpendicular to the rotation axis of the micromirror, respectively, so as to correspond to the drawing pattern. a pattern area setting step of setting each pattern area of the micromirror;
placing a photomask substrate on which a photoresist film is formed;
irradiating the micromirror array with a laser;
temporally controlling the irradiation state of the laser light by controlling the tilt angle for each of the micromirrors in each of the set pattern areas;
and a step of relatively changing an irradiation position of the laser beam with respect to the photomask substrate.
前記マイクロミラーの前記パターン領域は、第1のマイクロミラー領域、第2のマイクロミラー領域及び第3のマイクロミラー領域を含み、
前記第1のマイクロミラー領域に配置されたマイクロミラーは、第1の制御時間の間、第1の状態を維持しつつ、その他の時間は第2の状態を維持し、
前記第2のマイクロミラー領域に配置されたマイクロミラーは、第2の制御時間の間、第1の状態を維持しつつ、その他の時間は第2の状態を維持し、
前記第3のマイクロミラー領域に配置されたマイクロミラーは、第3の制御時間の間、第1の状態を維持しつつ、その他の時間は第2の状態を維持し、
第1の制御時間、第2の制御時間、第3の制御時間は互いに異なるように設定されることを特徴とする請求項1記載のフォトマスクの製造方法。
the patterned area of the micromirror comprises a first micromirror area, a second micromirror area and a third micromirror area;
the micromirrors arranged in the first micromirror region maintain a first state for a first control time and maintain a second state for the rest of the time;
the micromirrors arranged in the second micromirror region maintain the first state during the second control time and maintain the second state for the rest of the time;
the micromirrors arranged in the third micromirror region maintain the first state for a third control time and maintain the second state for the rest of the time;
2. The method of manufacturing a photomask according to claim 1, wherein the first control time, the second control time, and the third control time are set to be different from each other.
前記パターン領域設定ステップにおいて、
前記第1のマイクロミラー領域、前記第2のマイクロミラー領域及び前記第3のマイクロミラー領域が、それぞれの領域毎に、マイクロミラー単位で補正されることを特徴とする
請求項2記載のフォトマスクの製造方法。
In the pattern area setting step,
3. The photomask according to claim 2, wherein said first micromirror area, said second micromirror area and said third micromirror area are corrected in micromirror units for each area. manufacturing method.
前記パターン領域設定ステップは、
前記描画パターンに対応した前記マイクロミラーのパターン領域を設定した後に、前記パターン寸法相関データに基づいて、前記マイクロミラーの回転軸に平行な方向及び垂直な方向に対して、それぞれ前記設計値に対する前記実測値の差分により前記描画パターンを補正し、前記マイクロミラーのパターン領域を各々設定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載のフォトマスクの製造方法。
The pattern area setting step includes:
After setting the pattern area of the micromirror corresponding to the drawing pattern, based on the pattern size correlation data, for the directions parallel and perpendicular to the rotation axis of the micromirror, the 4. The method of manufacturing a photomask according to claim 1, wherein the pattern area of the micromirror is set by correcting the drawing pattern based on a difference between measured values .
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002367900A (en) 2001-06-12 2002-12-20 Yaskawa Electric Corp Exposure apparatus and method
JP2003173949A (en) 2000-12-04 2003-06-20 Nsk Ltd Exposure system
JP2007033764A (en) 2005-07-26 2007-02-08 Fujifilm Holdings Corp Pattern manufacturing system, exposure device, and exposure method
JP2017026942A (en) 2015-07-27 2017-02-02 株式会社Screenホールディングス Data correction device, drawing device, inspection device, data correction method, drawing method, inspection method, and program

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003173949A (en) 2000-12-04 2003-06-20 Nsk Ltd Exposure system
JP2002367900A (en) 2001-06-12 2002-12-20 Yaskawa Electric Corp Exposure apparatus and method
JP2007033764A (en) 2005-07-26 2007-02-08 Fujifilm Holdings Corp Pattern manufacturing system, exposure device, and exposure method
JP2017026942A (en) 2015-07-27 2017-02-02 株式会社Screenホールディングス Data correction device, drawing device, inspection device, data correction method, drawing method, inspection method, and program

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