JPH0756320A - フォトマスクおよびフォトマスク群 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】フォトリソグラフィの光パターニングにおい
て、各露光工程におけるフォトマスク相互の位置関係を
極めて高精度に実現する。 【構成】互いに異なる所定のパターンを有する複数のフ
ォトマスク１Ａ，１Ｂにより構成され、各フォトマスク
は、露光用パターン以外の部分に、位置合わせ用パター
ン１ａ，１ｂと高精度位置決め用パターンとを有し、高
精度位置決め用パターンは１以上の直線状パターン１
ｃ，１ｇと、互いに直交する２方向のそれぞれに１以上
形成された目盛パターン１ｋ，１ｍ，１ｏ，１ｑを有
し、直線状パターン１ａ，１ｂは、フォトマスクの所定
の組合せごとに互いに重なりあうように形成され、目盛
パターンはフォトマスクの上記所定の組合せごとに、フ
ォトマスク１Ａに形成された目盛パターン１ｋ，１ｍと
フォトマスク１Ｂに形成された目盛パターン１ｏ，１ｐ
が互いにバーニヤの主尺と副尺の関係をなす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、フォトリソグラフィ
における光パターニングに用いられるフォトマスクおよ
びフォトマスク群に関する。この発明のフォトマスクお
よびフォトマスク群は光パターニングを用いるフォトリ
ソグラフィ技術、例えば、マイクロレンズ等のマイクロ
光学素子や各種半導体デバイスの製造に利用できる。

【０００２】

【従来の技術】フォトリソグラフィに於ける光パターニ
ングでは、感光性媒体に所望のパターンを形成するの
に、上記所望のパターンを複数の要素的パターンに分解
し、各要素的パターンごとにフォトマスクを作製し、こ
れら１群のフォトマスクを用いて順次露光を行い、各フ
ォトマスクごとの要素的パターンの合成により所望のパ
ターンをパターニングすることが一般的に行われてい
る。

【０００３】このような光パターニングで「所望のパタ
ーン」適正に得るには、各フォトマスクによる露光の際
に「フォトマスク相互が良好に位置合わせされ」ていな
ければならない。

【０００４】従来、上記フォトマスク間相互の位置合わ
せは、各フォトマスクに形成された「位置合わせ用パタ
ーン」により行っていた。即ち、各フォトマスクの露光
用パターン以外の部分の共通の位置に、俗に「とんぼ」
と呼ばれる「十字形」のパターンが形成され、この位置
合わせ用パターンの合致状態を見ることにより位置合わ
せを行っている。

【０００５】上記位置合わせは、基準と成る「互いに直
交する２方向（Ｘ，Ｙ方向）」の各方向におけるずれが
所定範囲内であるように、またフォトマスク相互の「マ
スク面に直交する軸の回り（θ方向）」の回転ずれが所
定範囲内であるように行われる。

【０００６】近来、マイクロレンズやマイクロレンズア
レイといったマイクロ光学素子の製造プロセスや半導体
製造プロセスにおいて、従来のフォトリソグラフィにお
ける光パターニングの位置合わせ精度よりも厳しい位置
決め精度が要請されるようになってきており、従来の
「とんぼ」のみによる位置合わせでは、上記要請に応え
ることが困難になりつつある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑みてなされたものであって、フォトリソグラフィ
の光パターニングにおいて、各露光工程におけるフォト
マスク相互の位置関係を極めて高精度に実現できる新規
なフォトマスクおよびフォトマスク群の提供を目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のフォトマ
スク群は、「感光性媒体に所定のパターンを複数回露光
し、各パターンの重ね合わせにより所望パターンをパタ
ーニングする光パターニング」において用いられる１連
のフォトマスクであって、「互いに異なる所定のパター
ンを有する複数のフォトマスク」により構成される。

【０００９】フォトマスク群を構成する各フォトマスク
は、露光用パターン（所望のパターンを要素に分解した
要素的パターン）以外の部分に、「位置合わせ用パター
ン」と「高精度位置決め用パターン」とを有する。「露
光用パターン以外の部分」とは、最終的に形成すべき
「所望のパターン」の形成される領域に重ならない部分
をいう。「位置合わせ用パターン」は、従来から知られ
ている「十字型のパターン（とんぼ）」等である。

【００１０】「高精度位置決め用パターン」は、この発
明の特徴をなすものであって「１以上の直線状パターン
と、互いに直交する２方向のそれぞれに１以上形成され
た目盛パターンと」からなる。

【００１１】｛直線状パターン」、フォトマスクの所定
の組み合わせごとに、「互いに重なりあう」ように形成
される。

【００１２】「目盛パターン」は、フォトマスクの上記
所定の組合せごとに、「一方のフォトマスクに形成され
た目盛パターンと他方のフォトマスクに形成された目盛
パターンが互いにバーニヤの主尺と副尺の関係をなす」
ように形成されている。

【００１３】請求項２記載のフォトマスクは、請求項１
記載のフォトマスク群を構成するフォトマスクであっ
て、「目盛パターンが主尺として形成されている」こと
を特徴とする。請求項３記載のフォトマスクは、請求項
１記載のフォトマスク群を構成するフォトマスクであっ
て、「目盛パターンが副尺として形成されている」こと
を特徴とする。

【００１４】このほか、例えば２枚のフォトマスクを組
み合わせる場合において、第１および第２のフォトマス
クにそれぞれ２つの目盛パターンが形成され、「第１の
フォトマスクにおける一方の目盛パターンは、第２のフ
ォトマスクの対応する目盛パターンに対して主尺」であ
り、「第１のフォトマスクにおける他方の目盛パターン
は第２のフォトマスクの対応する目盛パターンに対して
副尺」であるようにしてもよい。

【００１５】請求項１記載の発明においては、「所望の
パターン」を得るのに、このパターンを複数の要素的パ
ターンに分解して、各要素的パターンを１枚のフォトマ
スクとし、複数のフォトマスクを用いて所望パターンの
パターニングを行う。これに対し、請求項４記載の発明
のフォトマスクは、同一のフォトマスクを繰返して用い
て所望のパターンをパターニングする。

【００１６】即ち、所望のパターンが１８０度の回転対
称のパターンである場合には、所望パターンの半分を要
素的パターンとしてフォトマスクを作成し、このフォト
マスクを用いて、上記半分の要素的パターンを露光し、
続いてフォトマスクを１８０度回転させて露光を行え
ば、所望のパターンをパターニングできる。この場合に
は、最初に露光した要素的パターンと２度目の露光の要
素的パターンの位置決めを正確に行う必要がある。

【００１７】請求項４記載のフォトマスクは、「所定の
パターンを有するフォトマスクを用い、感光性媒体に上
記フォトマスクによるパターンを、１８０度ずつ回転し
てずらせた状態で２回露光し、互いに回転的にずれた所
定のパターンの重ね合わせにより、所望パターンをパタ
ーニング」する光パターニングにおいて用いられるフォ
トマスクであって、露光用パターン以外の部分に、位置
合わせ用パターンと高精度位置決め用パターンとを有す
る。

【００１８】「高精度位置決め用パターン」は、互いに
平行な２本の直線状パターンを含み、２以上の目盛パタ
ーンの組を２組以上有し、上記直線状パターンは「フォ
トマスクを１８０度回転させたとき、回転前における他
の直線状パターンと関連しあう」ように形成され、上記
目盛パターンは「フォトマスクを１８０度回転させたと
き、回転前における目盛パターンと、互いに直交する２
方向において、互いにバーニヤの主尺と副尺の関係をな
すように関連しあう」ように形成される。

【００１９】

【作用】図１は請求項１記載の発明を説明するための図
である。図１（ａ）に符号１Ａをもって示すのは第１の
フォトマスク、図１（ｂ）に符号１Ｂをもって示すのは
第２のフォトマスクである。フォトマスク１Ａ，１Ｂは
フォトマスク群を構成する。

【００２０】フォトマスク１Ａ，１Ｂは「ガラス板等の
透明基板にＣｒ等の金属を薄膜蒸着し、所定のパターン
を電子描画等でパターニング（光を透過させるべき部分
の蒸着薄膜を除去する）して構成した」ものである。

【００２１】第１のフォトマスク１Ａには、その中央部
に破線で示す如く露光パターン領域が形成され、この露
光パターン領域に所望のパターンを分解した要素的パタ
ーン（図では円形のパターン）が形成されており、第２
のフォトマスク１Ｂには、中央部に破線で示す如く形成
された露光パターン領域に、上記フォトマスク１Ａの要
素的パターンと組み合わせられるべき他の要素的パター
ン（図では三角のパターン）が形成されている。

【００２２】なお、露光パターン領域を示す「破線の
枠」は説明の便宜上描いたものであるし、「要素的パタ
ーン」を示す円形および三角のパターンも、実際の具体
的パターンを例示するものでは必ずしもないことを付記
しておく。

【００２３】第１のフォトマスク１Ａの露光パターン領
域の外側の位置には、長方形の３つの頂点を占める位置
に、位置合わせ用パターン１ａが形成され、第２のフォ
トマスク１Ｂの露光パターン領域の外側の位置には、位
置合わせ用パターン１ａと共通する位置に、位置合わせ
用パターン１ｂが形成されている。

【００２４】また、第１のフォトマスク１Ａには、上記
位置合わせ用パターン１ａの各中心を３つの頂点とする
長方形の辺にあたる直線状パターン１ｃ，１ｄ，１ｅ，
１ｆが形成され、同様に、第２のフォトマスク１Ｂに
は、位置合わせ用パターン１ｂの各中心を３つの頂点と
する長方形の辺にあたる直線状パターン１ｇ，１ｈ，１
ｉ，１ｊが形成されている。

【００２５】換言すれば、フォトマスク１Ａには、互い
に直交する２本の直線状パターン１ｃと１ｆ、及び、互
いに直交する２本の直線状パターン１ｄと１ｅとが形成
されており、フォトマスク１Ｂには、互いに直交する２
本の直線状パターン１ｇと１ｊ、及び、互いに直交する
２本の直線状パターン１ｈと１ｉとが形成されているの
である。直線状パターン１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆを４辺
とする長方形形状と、直線状パターン１ｇ，１ｈ，１
ｉ，１ｊを４辺とする長方形形状とは互いに幾何学的に
合同であり、従ってこれらは同時に重ねあわせることが
できる。

【００２６】また、フォトマスク１Ａの直線状パターン
１ｅおよび１ｄに沿って、目盛パターン１ｋ，１ｌおよ
び１ｍが図のように上記長方形形状の外周部に形成さ
れ、フォトマスク１Ｂの直線状パターン１ｉおよび１ｈ
に沿って、目盛パターン１ｏ，１ｐおよび１ｑが図のよ
うに上記長方形形状の外周部に形成されている。

【００２７】図１（ｃ）は、図１（ａ），（ｂ）に示す
フォトマスクを用いた露光を順次行い、現像を行った状
態をしており、各露光の際に光を照射された部分がパタ
ーニングされている。図の中央には、フォトマスク１Ａ
の露光パターン領域に形成された円形のパターンと、フ
ォトマスク１Ｂの露光パターン領域に形成された三角形
のパターンとが合成されて「所望のパターン」をなして
いる。

【００２８】図１（ｃ）は、フォトマスク１Ａ，１Ｂの
位置合わせが理想的に行われた場合を示している。この
結果、位置合わせ用パターン１ａ，１ｂの中心は完全に
重なりあい、また直線状パターン１ｃ，１ｄ，１ｅ，１
ｆはそれぞれ、直線状パターン１ｇ，１ｈ，１ｉ，１ｊ
と完全に重なりあっている。

【００２９】図２（ａ）は、フォトマスク１Ａにおける
位置合わせ用パターン１ａの示している。位置合わせ用
パターン１ａは、光透過部ａ１と遮光部ａ２とからな
り、光透過部ａ１は、幅：ａの十字形状をなしている。
図２（ｂ）は、フォトマスク１Ｂにおける位置合わせ用
パターン１ｂの示している。位置合わせ用パターン１ｂ
は、光透過部ｂ１と遮光部ｂ２とからなり、遮光部ｂ２
は、幅：ｂの十字形状をなしている。

【００３０】図２（ｃ）は、位置合わせ用パターン１
ａ，１ｂを用いて位置合わせした状態を示している。従
来の位置合わせでは、図のように、位置合わせ用パター
ン１ａの「光透過部ａ１の十字形状」中に、位置合わせ
用パターン１ｂの「遮光部ｂ２の十字形状」が、交差せ
ずに位置していれば、位置合わせは完了であった。この
時、位置合わせ精度は、光透過部１ａ，遮光部２ｂの
幅：ａ，ｂで決まるが、その絶対的なずれ量はそのまま
では分からない。また、この位置合わせ方法ではフォト
マスク相互のθ方向の回転誤差を検出することは極めて
困難である。なお、位置合わせに際しては、位置合わせ
用パターン１ａ，１ｂの重ね露光により共通に露光され
た部分のみが現像され、図２（ｃ）の「白抜け」の部分
が得られる。

【００３１】請求項１記載のフォトマスク群のように、
互いに関連しあう直線状パターンを有していると、上記
θ方向の「回転誤差」があると、互いに関連しあう直線
状パターン相互の像が交差するので、交差角を測定する
ことにより上記「回転誤差」を極めて精度良く検出でき
る。

【００３２】図１（ｃ）に戻ると、フォトマスク１Ａ，
１Ｂによる重ね露光において、目盛パターン１ｋ，１
ｌ，１ｍはそれぞれ、目盛パターン１ｏ，１ｐ，１ｑと
図のように関連しあう。これら目盛パターンの組み合わ
せ：１ｋと１ｏ，１ｌと１ｐ，１ｍと１ｑのそれぞれに
おいて、一方の目盛パターンは主尺、他方の目盛パター
ンは副尺として関連しあう。

【００３３】目盛パターン１ｋ，１ｌ，１ｏ，１ｐはフ
ォトマスク１Ａ，１ＢのＸ方向のずれを検出するための
ものであり、目盛パターン１ｑ，１ｍ、はフォトマスク
１Ａ，１ＢのＹ方向のずれを検出するためのものであ
る。

【００３４】バーニヤの原理は良く知られているので、
ここでは詳述しないが、例えば図３に示す例では、主尺
として形成された目盛パターン１ｍの１目盛が２０μｍ
（２００μｍの１／１０）、副尺として形成された目盛
パターン１ｑの１目盛が１８μｍ（１８０μｍの１／１
０）であって、主尺の９目盛が副尺の１０目盛に対応す
る。このような目盛パターンの汲みを用いると、２０μ
ｍの精度で、フォトマスク１Ａ，１ＢのＸ方向のずれを
検出できる。

【００３５】図４は請求項４記載の発明のフォトマスク
の１例を示している。繁雑を避けるため、混同の虞れが
ないと思われるものについては図１に於けると同一の符
号を用いる。

【００３６】マスク１Ｄの中央部の、破線で囲んだ露光
パターン領域の右半分には所望パターンの半分の要素的
パターンＰＴが露光用パターンとして形成されており、
この露光用パターン以外の部分に、位置合わせ用パター
ン１ａ，１ｂと高精度位置決め用パターンとを有する。
位置合わせようパターン１ａ，１ｂは、露光パターン領
域の中心を中心とする正方形の４すみに形成されてい
る。

【００３７】高精度位置決め用パターンは互いに平行な
２本の直線状パターン１ｒ，１ｓを含み、２以上の目盛
パターンの組を２組以上有する。この例では、目盛パタ
ーン１ｔ，１ｖが目盛パターンの１組をなし、目盛パタ
ーン１ｓ，１ｗが他の１組をなす。

【００３８】直線状パターン１ｒ，１ｓは、フォトマス
クを１８０度回転させたとき、回転前における直線状パ
ターン１ｓ，１ｒとそれぞれ関連しあうように形成さ
れ、目盛パターン１ｔ，１ｓは、フォトマスクを１８０
度回転させたとき、回転前における目盛パターン１ｖ，
１ｗと、互いに直交する２方向において、互いにバーニ
ヤの主尺と副尺の関係をなすように関連しあうように形
成されている。

【００３９】従って、このフォトマスク１Ｄを図の状態
で用いて、要素的パターンＰＴの露光を行い、次いでフ
ォトマスク１Ｄを１８０度回転させて要素的パターンＰ
Ｔの回転後の状態を露光すれば所望のパターンをパター
ニングでき、その際、大まかな位置合わせは位置合わせ
用パターン１ａ，１ｂにより実現し、さらに細かい高精
度位置決めに際しては、θ方向の回転誤差は直線状パタ
ーン１ｒ，１ｓの重なりあいによる相互の傾きにより検
出でき、Ｘ方向のずれに就いては目盛パターン１ｔ，１
ｖにより、Ｙ方向のずれに就いては目盛パターン１ｓ，
１ｗにより検出することができる。

【００４０】請求項１記載のフォトマスク群として、フ
ォトマスク２枚で構成した例を図１〜３に即して説明し
たが、３枚以上のフォトマスクによりフォトマスク群を
構成することも勿論可能である。

【００４１】図５は、基板１０の両面にパターニングを
行う場合のフォトマスクと基板の関係を示している。フ
ォトマスク１１，１２，１３は基板１０の表面側のパタ
ーニングを行うためのフォトマスクであり、それぞれ要
素的パターン１９，２０，２１を形成されており、フォ
トマスク１１，１２，１３の順序で露光が行われる。ま
た、フォトマスク１４，１５は基板１０の裏面側のパタ
ーニングに用いられ、それぞれ要素的パターン２２，２
３を形成され、フォトマスク１４，１５の順序で露光が
行われる。

【００４２】マスク１１〜１５はフォトマスク群を構成
し、これらのフォトマスクの露光パターン領域該の共通
の位置には、位置合わせ用パターン（４隅のパターン）
が形成され、各フォトマスクごとに、直線状パターン
（破線で示す）と目盛パターンとが形成されている。

【００４３】図６は、フォトマスク１１，１２，１３を
理想的に重ね露光したときの、位置合わせ用パターン１
０ａと、直線状パターン（破線で示す直線）と、目盛パ
ターンの関連を示している。フォトマスク１１に形成さ
れた目盛パターン１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、フォトマ
スク１２に形成された目盛パターン１２ａ，１２ｂ，１
２ｃに対して主尺、同様に、フォトマスク１３に形成さ
れた目盛パターン１３ａ，１３ｂ，１１ｃは、フォトマ
スク１２に形成された目盛パターン１２ａ，１２ｂ，１
２ｃに対して主尺であり、フォトマスク１２に形成され
た目盛パターン１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、フォトマス
ク１１，１３に形成された各目盛パターンに対して副尺
である。

【００４４】同様に、図５の基板１０の裏面側にパター
ニングする、フォトマスク１４，１５の内のフォトマス
ク１４に形成された各目盛パターンはフォトマスク１５
に形成された各目盛パターンに対して副尺であるととも
に、表面側をパターニングするフォトマスク１１に形成
された各目盛パターンに対して副尺である。

【００４５】かくして、フォトマスク１１〜１５相互の
θ方向の回転誤差および、Ｘ，Ｙ方向におけるずれを検
出することができる。

【００４６】なお、Ｘ，Ｙ方向のずれの、読み取り精度
に応じて主尺と副尺の関係を変更設定できることは言う
までもない。

【００４７】

【実施例】以下、具体的な実施例を説明する。 実施例１：「マイクロレンズアレイ」を基板の両面に形
成する場合 光通信用にＬＤアレイと光ファイバ−を光結合する時、
結合効率を上げるためにＬＤアレイと光ファイバ−の間
にマイクロレンズアレイを配置する。また、光ファイバ
−からの出力を取り出す際の結合効率向上のためにもマ
イクロレンズレンズアレイを配置する。マイクロレンズ
アレイを構成するマイクロレンズは、光利用効率を向上
させるために基板の両面に凸形状のレンズを形成するこ
とが有効であるが、この場合、基板両面の対応するマイ
クロレンズの光軸を合わせる必要がある。また、マイク
ロレンズアレイとＬＤアレイ、光ファイバー等をユニッ
ト化するためには、鏡胴との固定（半田または銀蝋）の
ためにマイクロレンズアレイの片面のレンズ部位以外の
部分をメタライズする必要がある。

【００４８】上記基板各面のマイクロレンズ形成や、遮
光用メタライズには、従来のフォトリソグラフィ技術以
上にフォトマスク相互の位置決めの精度向上が求められ
る。出願人は先に、マイクロレンズアレイの製造方法と
して、「透明基板に、熱軟化性のフォトレジスト膜を形
成し、これをマイクロレンズアレイのレンズ配列に応じ
たパターンでパターニングし、パターニング後のフォト
レジスト膜を加熱して、表面張力と流動性によりレンズ
形状に応じた表面形状のフォトレジストを得、しかるの
ちエッチングにより上記表面形状を透明基板に彫り写す
ことによりマイクロレンズアレイを形成する」方法を提
案した。この方法を利用して基板両面に高精度に位置合
わせしたマイクロレンズの配列を形成するのに、請求項
１記載のフォトマスク群を利用した。

【００４９】具体例１ 上記光通信用コネクタとしてのマイクロレンズ製作のた
め、図１（ａ）（ｂ）に即して説明したようなフォトマ
スクを２枚作製し、マイクロレンズ作製に用いた。

【００５０】まず、通常のフォトリソグラフィ工程に従
い、基板表面に感光性材料（熱軟化性フォトレジスト）
を塗布し、第１のフォトマスクを使用して露光しパタ−
ンを形成する。露光パターン領域には、マイクロレンズ
アレイに応じたパターンが形成され、それ以外の領域に
は、図１（ａ）に示したような位置合わせ用パターン１
ａと直線状パターン１ｃ等、目盛パターン１ｄ，１ｅ等
が形成されている。目盛パターン１ｄ，１ｅ等は主尺で
ある。主尺は４００μｍを４０等分した１目盛１０μｍ
のものであり、副尺は３９０μｍを２０等分した１目盛
が１９．５μｍのもので、０．５μｍの精度でＸ，Ｙ方
向の「ずれ」を検出できる。

【００５１】露光・現像によるパターニング後、基板を
反転し、感光性材料を裏面側に塗布し、図１（ｂ）即し
て説明したようなフォトマスク（目盛パターンが副尺で
ある）を用いて露光・現像を行う。かくして基板両面に
得られたパターンのうち、先ず位置合わせ用パターンを
用いて、フォトマスク相互の位置ずれを検出し、その結
果を用いてフォトマスク相互の位置関係を補正して、上
記と同様の工程を繰返し、新たな基板の表・裏面に得ら
れたパターンの高精度位置決め用パターンを用いて、θ
方向の回転誤差およびＸ，Ｙ方向のずれを検出し、再度
フォトマスク相互の位置関係を補正した。

【００５２】厚さ０．５ｍｍの基板を用いたとき、上記
工程で最終的に位置決めされたフォトマスク間の位置関
係は、θ方向の回転誤差は実質的に０であり、Ｘ，Ｙ方
向のずれも０．１μｍ以下で、合わせ精度仕様を満足し
ていたため、この位置関係で基板表・裏面のパターニン
グを行い、感光性材料の加熱、エッチングを行って、表
・裏面のマイクロレンズの光軸が±０．２μｍ以内に納
まった良好なマイクロレンズアレイを得ることができ
た。

【００５３】厚さ１ｍｍの基板を用い、上記と同様のプ
ロセスでマイクロレンズアレイを形成した結果、表面側
の各マイクロレンズと裏面側の対応マイクロレンズとの
光軸ずれ量がプラス側に０．２μｍであった。

【００５４】そこで、フォトマスク相互の位置関係を、
マスク位置決め時のずれと反対方向（マイナス側に）に
０．１５μｍ並行移動した位置で再度マスク位置合わせ
を行った。このように位置決めされたフォトマスクによ
り表裏面のパターニングを行い、光軸ずれを±０．２μ
ｍ以内に納めることができた。

【００５５】具体例２ マイクロレンズアレイを形成するために、フォトマスク
を３枚作製した。その内の２枚はマイクロレンズアレイ
用のパターニングに用いられ、残りの１枚はメタライズ
用に用いられる。

【００５６】３枚のフォトマスクとして、図５に符号１
１，１２，１４で示したようなフォトマスクを作製し
た。基板の表面側にマイクロレンズアレイ用のパターニ
ングを行うフォトマスク１１は目盛パターンとして主尺
（２００μｍを２０等分した１目盛が１０μｍのもの）
であり、基板裏面側にマイクロレンズアレイ用のパター
ニングを行うフォトマスク１４および、メタライズよう
のパターニングを行うフォトマスクの目盛パターンは副
尺（１９０μｍを１０等分した１目盛が１９μｍのも
の）であり、Ｘ，Ｙ方向の「ずれ」を１．０μｍの精度
で検出できる。

【００５７】具体例１と同様の工程で、厚さ１ｍｍの基
板両面に目的の形状を形成し、位置合わせ用パターンに
よる位置合わせを行い、次に高精度位置決め用パターン
によりフォトマスクの位置関係を補正し、上記具体例１
と同様の方法でマイクロレンズアレイを作製した。作製
されたマイクロレンズアレイでは、表面側のマイクロレ
ンズアレイと裏面側の各対応マイクロレンズとの間に、
光軸ずれ量がプラス側に３μｍであったため、フォトマ
スクマスク位置決め時のずれと反対方向に４μｍ並行移
動した位置で再度フォト増すマスク位置合わせを行っ
た。

【００５８】さらに、裏面側に入射瞳と鏡胴固定用のメ
タライズを施すために、フォトリソグラフィ−技術を用
いて保護パタ−ンを形成した。この時の位置合わせ精度
はプラス側に５μｍであった。メタライズの位置合わせ
精度は、±１０μｍであったため補正せず、位置合わせ
を完了した。

【００５９】実施例２：光感光性材料を用いた半導体製
造プロセス 半導体プロセスは、多層薄膜プロセスで構成されている
ため、フォトマスクの位置合わせ精度の向上は、プロセ
ス自体の歩留まり向上と製品品質に直接影響する重要な
問題である。

【００６０】具体例３ 半導体製造プロセスにおいて、図５の基板１０の上方に
示す如きフォトリソグラフィ用のフォトマスクを４枚製
作し、通常の工程により半導体製作を行った。

【００６１】フォトマスク２枚づつに形成された「主
尺」および「副尺」は、図３に示す如きものである。

【００６２】本実施例では、各フォトマスクによるパタ
ーンの相互の位置ずれ量は０．１μｍと検出されたた
め、位置ずれ量の補正を必要とし、製品製作後にずれ量
を測定し、マスク位置合わせ時のずれと反対方向（マイ
ナス側に）にそれぞれ０．２０μｍ並行移動した位置で
マスク位置合わせを行い、マスク間の位置ずれ量を±
０．１μｍ以内に納めることができた。

【００６３】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規なフォトマスク群およびフォトマスクを提供でき
る。この発明のフォトマスク群およびフォトマスク上記
の如き構成となっているので、感光性材料を利用するホ
トリソグラフィ露光技術に利用するホトマスクにおい
て、フォトマスク相互の極めて微細なずれや回転誤差を
買う実に検出でき、複数のフォトマスクマスクを高精度
に位置決めすることが可能となる。また、製品製作後に
ずれ量を計測し、そのずれ量を補正することによって基
板厚さが厚い場合や連続して生産する製造工程において
も高精度で位置決めすることができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載のフォトマスク群を説明するため
の図である。

【図２】位置合わせようパターンによる位置合わせを説
明するための図である。

【図３】目盛パターンによる主尺・副尺の１例を示す図
である。

【図４】請求項４記載のフォトマスクを説明するための
図である。

【図５】フォトマスク群を用いて、基板の両面にパター
ニングする状態を説明する図である。

【図６】図５のにおいて、基板表面側の３枚のフォトマ
スクによる露光が理想的に行われた場合の各目盛パター
ンの関連の様子を示す図である。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ フォトマスク １ａ，１ｂ 位置合わせ用パターン １ｃ，１ｄ，．．，１ｊ 直線状パターン １ｋ，１ｌ，．．，１ｑ 目盛パターン

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光性媒体に所定のパターンを複数回露光
   し、上記各パターンの重ね合わせにより、所望パターン
   をパターニングする光パターニングにおいて、 互いに異なる所定のパターンを有する複数のフォトマス
   クにより構成され、 各フォトマスクは、露光用パターン以外の部分に、位置
   合わせ用パターンと高精度位置決め用パターンとを有
   し、 上記高精度位置決め用パターンは１以上の直線状パター
   ンと、互いに直交する２方向のそれぞれに１以上形成さ
   れた目盛パターンとからなり、 上記１以上の直線状パターンは、フォトマスクの所定の
   組合せごとに互いに重なりあうように形成され、 上記目盛パターンは、フォトマスクの上記所定の組合せ
   ごとに、一方のフォトマスクに形成された目盛パターン
   と他方のフォトマスクに形成された目盛パターンが互い
   にバーニヤの主尺と副尺の関係をなすように形成されて
   いることを特徴とするフォトマスク群。
2. 【請求項２】請求項１記載のフォトマスク群を構成する
   フォトマスクであって、 目盛パターンが主尺として形成されていることを特徴と
   するフォトマスク。
3. 【請求項３】請求項１記載のフォトマスク群を構成する
   フォトマスクであって、 目盛パターンが副尺として形成されていることを特徴と
   するフォトマスク。
4. 【請求項４】所定のパターンを有するフォトマスクを用
   い、感光性媒体に上記フォトマスクによるパターンを、
   １８０度ずつ回転してずらせた状態で２回露光し、互い
   に回転的にずれた所定のパターンの重ね合わせにより、
   所望パターンをパターニングする光パターニングにおい
   て、 露光用パターン以外の部分に、位置合わせ用パターンと
   高精度位置決め用パターンとを有し、 上記高精度位置決め用パターンは互いに平行な２本の直
   線状パターンを含み、２以上の目盛パターンの組を２組
   以上有し、 上記直線状パターンは、フォトマスクを１８０度回転さ
   せたとき、回転前における他の直線状パターンと関連し
   あうように形成され、 上記目盛パターンは、フォトマスクを１８０度回転させ
   たとき、回転前における目盛パターンと、互いに直交す
   る２方向において、互いにバーニヤの主尺と副尺の関係
   をなすように関連しあうように形成されていることを特
   徴とするフォトマスク。