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JP2012220919A - Photomask - Google Patents

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JP2012220919A
JP2012220919A JP2011089933A JP2011089933A JP2012220919A JP 2012220919 A JP2012220919 A JP 2012220919A JP 2011089933 A JP2011089933 A JP 2011089933A JP 2011089933 A JP2011089933 A JP 2011089933A JP 2012220919 A JP2012220919 A JP 2012220919A
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JP
Japan
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photomask
light
pattern
irradiated
exposure
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2011089933A
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Japanese (ja)
Inventor
Daisuke Nakamura
大亮 中村
Koki Hayashi
甲季 林
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Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toppan Printing Co Ltd filed Critical Toppan Printing Co Ltd
Priority to JP2011089933A priority Critical patent/JP2012220919A/en
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

【課題】露光装置より照射された平行光7を、被照射体6に傾斜させて出射するフォトマスク1であって、被照射体6を傾ける必要がなく、通常の密着露光装置で、1度の露光で多角度の斜め露光を、被写体6に対して行うことができるフォトマスク1を提供する。
【解決手段】透明基板の出射面側に、光透過部31のパターンが形成され、照射面の前記パターンに対応した透明基板部位に斜面21、22が形成され、あるいは、さらに光透過部に、グレースケール膜が形成されていることを特徴とするフォトマスク。
【選択図】図1
The present invention relates to a photomask 1 that emits parallel light 7 irradiated from an exposure apparatus while being inclined to an irradiated body 6, and it is not necessary to tilt the irradiated body 6. A photomask 1 capable of performing oblique exposure at multiple angles on the subject 6 is provided.
A pattern of a light transmitting portion 31 is formed on an emission surface side of a transparent substrate, and slopes 21 and 22 are formed in a transparent substrate portion corresponding to the pattern on an irradiation surface, or further, in a light transmitting portion, A photomask having a gray scale film formed thereon.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、斜方露光用フォトマスクに関する。   The present invention relates to a photomask for oblique exposure.

フォトリソグラフィ技術を利用した電子部品や光部品は、従来より研究開発され、数多く生産されている。フォトリソグラフィは、フォトレジストを塗布した基板(被照射体)の表面を、フォトマスクを介して、露光機により平行光で露光し、露光された部分と露光されていない部分からなるパターンを生成する技術であって、現像後フォトレジストを除去された部位に表面処理を施す。あるいは、現像された後に残されたフォトレジストをそのまま利用する。現像後のフォトレジストや表面処理された基板のパターンの端部は、一般的には、ほぼ垂直、あるいは若干傾いた形状をしている。しかし、近年、この端部パターンの形状を、傾斜した形状、もしくは針立したパターンにするフォトリソグラフィ技術が利用されるようになっている。このような技術としては、MEMS、光導波路の形状作成、液晶配向処理、液晶配向用突起作成などである。例えば、基板に対し、斜方露光することによって、砒化ガリウム電界効果トランジスタの特性を向上する手法が開示されている(特許文献2)。また、液晶表示装置の配向膜の異なる配向を形成するために、位置合わせをしたマスクと基板に対し、斜方露光する技術が開示されている(特許文献6)。さらに、基板上にテーパー形状の部分を形成するために、位置合わせをしたマスクと基板に対し、斜方露光する技術が維持されている(特許文献8)。そのほかに斜方露光技術の応用として、光導波路(特許文献1)、薄膜トランジスタ(特許文献3)、光回折格子(特許文献4)、プラズマ表示パネル用電極(特許文献5)、反射型液晶表示パネルの凹凸を有する反射板(特許文献7)、凹凸を有するマイクロミキサー(特許文献9)など数多く開示されている。   Many electronic parts and optical parts utilizing photolithography technology have been researched and developed in the past. In photolithography, the surface of a substrate (irradiated body) coated with a photoresist is exposed with parallel light through an exposure machine through a photomask to generate a pattern composed of an exposed portion and an unexposed portion. It is a technique, and a surface treatment is applied to a portion where the photoresist is removed after development. Alternatively, the photoresist left after development is used as it is. In general, the end portions of the developed photoresist and the surface-treated substrate pattern are substantially vertical or slightly inclined. However, in recent years, a photolithography technique has been used in which the shape of the end pattern is changed to an inclined shape or a needle-like pattern. Such techniques include MEMS, optical waveguide shape creation, liquid crystal alignment treatment, and liquid crystal alignment protrusion creation. For example, a technique for improving the characteristics of a gallium arsenide field effect transistor by obliquely exposing a substrate is disclosed (Patent Document 2). In addition, a technique is disclosed in which oblique exposure is performed on a mask and a substrate that are aligned in order to form different alignments of alignment films of a liquid crystal display device (Patent Document 6). Furthermore, in order to form a tapered portion on the substrate, a technique for obliquely exposing the aligned mask and substrate is maintained (Patent Document 8). Other applications of oblique exposure technology include optical waveguides (Patent Document 1), thin film transistors (Patent Document 3), optical diffraction gratings (Patent Document 4), electrodes for plasma display panels (Patent Document 5), and reflective liquid crystal display panels. There are many disclosures such as a reflector having a concavo-convex shape (Patent Document 7) and a micro mixer having a concavo-convex shape (Patent Document 9).

特開平5−264833号公報JP-A-5-264833 特開平6−45363号公報JP-A-6-45363 特開平7−226519JP-A-7-226519 特開平10−10307号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-10307 特開2000−30607号公報JP 2000-30607 A 特開2000−122302号公報JP 2000-122302 A 特開2001−201619号公報JP 2001-201619 A 特開2001−235873号公報JP 2001-235873 A 特開2005−199245号公報JP 2005-199245 A

以上のような斜方露光技術では、露光装置で出射された平行光を、フォトマスクおよび被照射体に、斜方から照射している。このため、露光装置の出射面をフォトマスクに対して斜めに設置する必要がある。したがって従来の平行光を出射する露光装置はそのままでは利用できず、新たな機能を備えた装置が必要となる。また、被照射体を傾けるため、大きな被照射体では被照射面内において、照射エネルギーのバラツキが生じる。さらに、被照射体に同時に照射するため、1つの角度での露光しか出来ない。したがって、異なる角度のテーパーを形成したい場合は、同じ被照射体に対し、複数回露光する必要がある。   In the oblique exposure technique as described above, the parallel light emitted from the exposure apparatus is irradiated obliquely onto the photomask and the irradiated object. For this reason, it is necessary to install the exit surface of the exposure apparatus obliquely with respect to the photomask. Therefore, a conventional exposure apparatus that emits parallel light cannot be used as it is, and an apparatus having a new function is required. Further, since the irradiated body is tilted, the irradiation energy varies in the irradiated surface in the large irradiated body. Furthermore, since the irradiated object is irradiated at the same time, only exposure at one angle can be performed. Therefore, when it is desired to form a taper having different angles, it is necessary to expose the same irradiated object a plurality of times.

本発明は、以上のような問題の基になされたもので、被照射体を傾ける必要がなく、通
常の密着露光装置で、1度の露光で多角度の斜め露光を、被写体に対して行うことができるフォトマスクを提供することを課題とする。
The present invention has been made on the basis of the above problems, and it is not necessary to incline the irradiated object, and a multi-angle oblique exposure is performed on a subject with a single exposure with a normal contact exposure apparatus. It is an object to provide a photomask that can be used.

本発明のフォトマスクは、以上の課題に鑑みなされたもので、請求項1に記載の本発明は、露光装置より照射された平行光を、被照射体に傾斜させて出射するフォトマスクであって、透明基板の出射面側に、光透過部のパターンが形成され、照射面の前記パターンに対応した透明基板部位に斜面が形成されたことを特徴とするフォトマスクとしたものである。   The photomask of the present invention has been made in view of the above problems, and the present invention according to claim 1 is a photomask that emits parallel light irradiated from an exposure apparatus while being inclined toward an irradiated body. Thus, the photomask is characterized in that a pattern of a light transmission portion is formed on the emission surface side of the transparent substrate, and an inclined surface is formed in a transparent substrate portion corresponding to the pattern on the irradiation surface.

請求項2に記載の本発明は、光透過部に、グレースケール膜が形成されていることを特徴とする請求項1に記載のフォトマスクとしたものである。   The present invention described in claim 2 is the photomask according to claim 1, wherein a gray scale film is formed in the light transmission portion.

請求項3に記載の本発明は、露光装置より照射された平行光を、被照射体に傾斜させて出射するフォトマスクであって、透明基板の出射面側に、光透過部のパターンが形成され、前記パターンに対応した部位の透明基板底面に斜面状の孔が形成されたことを特徴とするフォトマスクとしたものである。   The present invention according to claim 3 is a photomask that emits parallel light irradiated from an exposure apparatus while being inclined to an irradiated body, and a pattern of a light transmitting portion is formed on the exit surface side of the transparent substrate. The photomask is characterized in that inclined holes are formed on the bottom surface of the transparent substrate corresponding to the pattern.

請求項4に記載の本発明は、照射面の、パターンに対応した部位にグレースケール膜が形成されていることを特徴とする請求項3に記載のフォトマスクとしたものである。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the photomask according to the third aspect, wherein a gray scale film is formed at a portion of the irradiated surface corresponding to the pattern.

請求項5に記載の本発明は、露光装置より照射された平行光を、被照射体に傾斜させて出射するフォトマスクであって、透明基板の出射面側に、光透過部のパターンが形成され、前記パターンに対応した部位の透明基板底面に斜面状の孔が形成され、照射面側の前記パターンに対応した透明基板部位に斜面が形成されたことを特徴とするフォトマスクとしたものである。   The present invention according to claim 5 is a photomask that emits parallel light irradiated from an exposure apparatus while being inclined to an irradiated body, and a pattern of a light transmitting portion is formed on an emission surface side of a transparent substrate. The photomask is characterized in that a sloped hole is formed in the bottom surface of the transparent substrate corresponding to the pattern, and a slope is formed in the transparent substrate site corresponding to the pattern on the irradiation surface side. is there.

本発明のフォトマスクは、光透過部のパターンに対応した部位に斜面が形成されているので、通常の密着露光装置で露光された平行光を、斜向して被照射体に出射できる。これにより被照射体を、傾斜した形状、もしくは針立したパターンとすることが出来る。また、異なる斜面を形成することで、1度の露光で多角度の斜め露光を行うことが出来る。   In the photomask of the present invention, the inclined surface is formed at the portion corresponding to the pattern of the light transmitting portion, so that the parallel light exposed by the normal contact exposure apparatus can be obliquely emitted to the irradiated object. As a result, the irradiated object can have an inclined shape or a needle-like pattern. Further, by forming different slopes, multi-angle oblique exposure can be performed with one exposure.

さらに、光透過部に対応した部位にグレースケール膜を形成することで、現像後のフォトレジストを、膜厚や形状を制御して3次元形成物とすることが出来る。   Furthermore, by forming a gray scale film at a site corresponding to the light transmitting portion, the developed photoresist can be made into a three-dimensional formed product by controlling the film thickness and shape.

(a)本発明のフォトマスクの第1の例を断面で示した説明図、(b)露光光を本例のフォトマスクを介し、被照射体に露光した例を、断面で示した説明図である。(A) Explanatory drawing which showed the 1st example of the photomask of this invention in the cross section, (b) Explanatory drawing which showed the example which exposed the to-be-irradiated body through the photomask of this example in the cross section. It is. 露光光を第1の例のフォトマスクを介し、被照射体に露光した他の例を、断面で示した説明図である。It is explanatory drawing which showed in cross section the other example which exposed to the to-be-irradiated body the exposure light through the photomask of the 1st example. 本発明のフォトマスクの第2の例を示し、露光光を本例のフォトマスクを介し、被照射体に露光した例を、断面で示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the 2nd example of the photomask of this invention, and showed the example which exposed the exposure light to the to-be-irradiated body through the photomask of this example. (a)本発明のフォトマスクの第3の例を断面で示した説明図、(b)露光光を本例のフォトマスクを介し、被照射体に露光した例を、断面で示した説明図である。(A) Explanatory drawing which showed the 3rd example of the photomask of this invention in the cross section, (b) Explanatory drawing which showed the example which exposed to the to-be-irradiated body through exposure photomask of this example in the cross section It is. 露光光を第3例のフォトマスクを介し、被照射体に露光した他の例を、断面で示した説明図である。It is explanatory drawing which showed in cross section the other example which exposed to the to-be-irradiated body the exposure light through the photomask of the 3rd example. 本発明のフォトマスクの第4の例を示し、露光光を本例のフォトマスクを介し、被照射体に露光した例を、断面で示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the 4th example of the photomask of this invention, and showed the example which exposed the exposure light to the to-be-irradiated body through the photomask of this example. (a)本発明のフォトマスクの第5の例を断面で示した説明図、(b)露光光を本例のフォトマスクを介し、被照射体に露光した例を、断面で示した説明図である。(A) Explanatory drawing which showed the 5th example of the photomask of this invention in the cross section, (b) Explanatory drawing which showed the example which exposed to the to-be-irradiated body through exposure photomask of this example in the cross section It is. 露光光を第5の例のフォトマスクを介し、被照射体に露光した他の例を、断面で示した説明図である。It is explanatory drawing which showed in cross section the other example which exposed to the to-be-irradiated body the exposure light through the photomask of the 5th example.

以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しつつ説明する。実施の形態において、同一構成要素には同一符号を付け、実施の形態において重複する説明は省略する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the embodiments, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description in the embodiments is omitted.

図1(a)は、本発明のフォトマスクの第1の例を断面で示した説明図、図1(b)は、露光光を本例のフォトマスクを介し、被照射体に露光した例を、断面で示した説明図である。   FIG. 1A is an explanatory view showing a first example of the photomask of the present invention in cross section, and FIG. 1B is an example in which exposure light is exposed to the irradiated object through the photomask of this example. It is explanatory drawing shown by the cross section.

本発明のフォトマスクは、露光装置より照射された平行光7を、被照射体4に傾斜させて出射するフォトマスク1であって、透明基板の出射面側に、光透過部31のパターンが形成され、照射面側の前記パターンに対応した透明基板部位に斜面21、22が形成されている。本例では、フォトマスク1はガラス基板2に、遮光膜3が形成され、光透過部31のパターンを設けられている。   The photomask of the present invention is a photomask 1 that emits parallel light 7 irradiated from an exposure apparatus while being inclined to the irradiated body 4, and the pattern of the light transmitting portion 31 is formed on the emission surface side of the transparent substrate. Slopes 21 and 22 are formed in the transparent substrate portion formed and corresponding to the pattern on the irradiation surface side. In this example, the photomask 1 is provided with a light-shielding film 3 on a glass substrate 2 and a pattern of a light transmission portion 31.

このフォトマスク1を、基板5にフォトレジスト6を塗布、形成した被照射体4に位置合わせをし、フォトマスク1側から、露光装置により平行光7を露光する。斜面21、22が形成されている部位では、平行光7が屈折し照射光の光路が傾き、斜めの照射光を作り出し、フォトマスク1の出射面の光透過部31のパターンに、斜め露光を行う。そしてパターンから出た斜め光は、パターンに従った形状で被照射体4のレジスト6に斜め露光光を照射することができる。また、傾斜の角度を変えた斜面21、22を形成することで、角度の異なる斜め露光が、一度の平行光露光で、同時にできる。図の例では、レジストがポジレジストであって、現像することによってテーパーを有する斜め方向に掘り下げられた形状の孔が形成できる。   The photomask 1 is aligned with the irradiated object 4 formed by applying the photoresist 6 to the substrate 5 and formed, and the parallel light 7 is exposed from the photomask 1 side by an exposure device. In the part where the slopes 21 and 22 are formed, the parallel light 7 is refracted, the optical path of the irradiation light is inclined, and oblique irradiation light is generated, and oblique exposure is applied to the pattern of the light transmitting portion 31 on the exit surface of the photomask 1. Do. The oblique light emitted from the pattern can irradiate the resist 6 of the irradiated body 4 with oblique exposure light in a shape according to the pattern. Further, by forming the slopes 21 and 22 with different inclination angles, oblique exposure with different angles can be simultaneously performed with one parallel light exposure. In the example shown in the figure, the resist is a positive resist, and by developing, a hole having a shape dug in a diagonal direction having a taper can be formed.

図2は、露光光を本例のフォトマスクを介し、被照射体に露光した他の例を、断面で示した説明図である。本例では、レジストがネガレジストであって、露光し、現像した後の状態を示す。このように本例のフォトマスクを用い、テーパーを有し、針立した3次元形成物を得ることができる。   FIG. 2 is an explanatory view showing, in section, another example in which exposure light is exposed to the irradiated object through the photomask of this example. In this example, the resist is a negative resist, and shows a state after exposure and development. In this way, using the photomask of this example, it is possible to obtain a three-dimensional formed product having a taper and a needle.

図3は、本発明のフォトマスクの第2の例を断面で示し、露光光を本例のフォトマスクを介し、被照射体に露光した例を、断面で示した説明図である。本例では、光透過部にグレースケール膜8が形成されている。グレースケール膜は、半透過膜、またはグレートーン膜を利用できる。グレースケール膜は、この膜が形成されていない光透過部に対し、透過する光を減少するので、現像後のレジストの膜厚を制御できる。グレートーン膜は、濃淡フォトマスクに利用されている膜で、露光機の平行光での解像度の限界以下の大きさの微細なパターンを有し、透過光の強度に濃淡を生じ、それに応じてレジストが露光される。その結果、現像後のレンジストが滑らかな凹凸を持つ形状となる。従ってこの場合、現像後のレジストの膜を、厚みだけでなく、形状も制御できる。本例のレジストは、ポジレジストの例である。   FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a second example of the photomask of the present invention, and an example in which exposure light is exposed to the irradiated object via the photomask of this example. In this example, the gray scale film 8 is formed in the light transmission part. As the gray scale membrane, a semi-permeable membrane or a gray tone membrane can be used. Since the gray scale film reduces the light transmitted through the light transmitting portion where the film is not formed, the film thickness of the resist after development can be controlled. The gray tone film is a film used for light and shade photomasks, has a fine pattern with a size less than the limit of resolution in parallel light of an exposure machine, and produces a light and shade in the intensity of transmitted light. The resist is exposed. As a result, the developed range has a smooth uneven shape. Therefore, in this case, not only the thickness but also the shape of the developed resist film can be controlled. The resist in this example is an example of a positive resist.

以上のような、図1〜3で示した第1例、第2例では、光透過部のパターンとは反対側の透明基板の照射面側に斜面を形成すことから、斜面部分を広くとれる。したがって加工が容易である。また、図3のように、グレースケール膜との併用ができる。さらに、光透過部を被照射体に向けられるので、密着露光を行った場合、解像度が向上する。   In the first example and the second example shown in FIGS. 1 to 3 as described above, since the inclined surface is formed on the irradiation surface side of the transparent substrate opposite to the light transmitting portion pattern, the inclined surface portion can be widened. . Therefore, processing is easy. Further, as shown in FIG. 3, it can be used in combination with a gray scale film. Furthermore, since the light transmission part can be directed to the irradiated object, the resolution is improved when the contact exposure is performed.

図4(a)は、本発明のフォトマスクの第3の例を断面で示した説明図、図4(b)は、露光光を本例のフォトマスクを介し、被照射体に露光した例を、断面で示した説明図である。   4A is an explanatory view showing a third example of the photomask of the present invention in cross section, and FIG. 4B is an example in which exposure light is exposed to the irradiated object through the photomask of this example. It is explanatory drawing shown by the cross section.

本例のフォトマスクは、露光装置より照射された平行光7を、被照射体4に傾斜させて出射するフォトマスク1であって、透明基板の出射面側に、光透過部31のパターンが形成され、パターンに対応した部位の透明基板の底面121、123に斜面状の孔が形成されている。本例では、フォトマスク1はガラス基板2に、遮光膜3が形成され、光透過部31のパターンを設けられている。   The photomask of this example is a photomask 1 that emits parallel light 7 irradiated from an exposure apparatus while being tilted toward an irradiated body 4, and the pattern of the light transmitting portion 31 is formed on the emission surface side of the transparent substrate. Slope-shaped holes are formed in the bottom surfaces 121 and 123 of the transparent substrate at portions corresponding to the patterns. In this example, the photomask 1 is provided with a light-shielding film 3 on a glass substrate 2 and a pattern of a light transmission portion 31.

このフォトマスク1を、基板5にレジスト6を塗布、形成した被照射体4に位置合わせをし、フォトマスク1側から、露光装置により平行光7を露光する。透明基板内の斜面121、123が形成されている部位では、平行光7が屈折し照射光の光路を傾け、斜めの照射光を作り出し、フォトマスク1の出射面の光透過部31のパターンに、斜め露光を行う。そして、パターンから出た斜めの光はパターンに従った形状で被照射体4のレジスト6に斜め露光光を照射することができる。また、傾斜の角度を変えた斜面121、123を形成することで、角度の異なる斜め露光が、一度の平行光露光で、同時にできる。図の例では、レジストがポジレジストであって、現像することによってテーパーを有する斜め方向に掘り下げた形状の孔がレジスト中に形成できる。   The photomask 1 is aligned with the irradiated object 4 formed by applying a resist 6 to the substrate 5 and formed, and parallel light 7 is exposed from the photomask 1 side by an exposure device. In the part where the slopes 121 and 123 are formed in the transparent substrate, the parallel light 7 is refracted and the optical path of the irradiation light is inclined to produce oblique irradiation light, and the pattern of the light transmitting portion 31 on the emission surface of the photomask 1 is formed. , Oblique exposure is performed. The oblique light emitted from the pattern can be irradiated with oblique exposure light on the resist 6 of the irradiated body 4 in a shape according to the pattern. In addition, by forming the slopes 121 and 123 with different inclination angles, oblique exposure with different angles can be performed simultaneously with one parallel light exposure. In the example shown in the figure, the resist is a positive resist, and by developing, a hole having a taper and a shape dug down can be formed in the resist.

図5は、露光光を本例のフォトマスクを介し、被照射体に露光した他の例を、断面で示した説明図である。本例では、レジストがネガレジストであって、露光し、現像した後の状態を示す。このように本例のフォトマスクを用い、テーパーを有して針立した3次元形成物を得ることができる。   FIG. 5 is an explanatory view showing, in section, another example in which exposure light is exposed to the irradiated object through the photomask of this example. In this example, the resist is a negative resist, and shows a state after exposure and development. Thus, using the photomask of this example, it is possible to obtain a three-dimensional formed product having a taper and a needle.

図6は、本発明のフォトマスクの第4の例を断面で示し、露光光を本例のフォトマスクを介し、被照射体に露光した例を、断面で示した説明図である。本例では、透明基板の照射面側に、パターンに対応した部位にグレースケール膜8が形成されている。グレースケール膜は、半透過膜、またはグレートーン膜を利用できる。グレースケール膜は、この膜が形成されていない光透過部に対し、透過する光を減少するので、現像後のレジストの膜厚を制御できる。グレートーン膜は、濃淡フォトマスクに利用されている膜で、露光機の平行光での解像度の限界以下の大きさの微細なパターンを有し、透過光の強度に濃淡を生じ、それに応じてレジストが露光される。その結果、現像後のレンジストが滑らかな凹凸を持つ形状となる。従ってこの場合、現像後のレジストの膜を、厚みだけでなく、形状も制御できる。本例のレジストは、ポジレジストの例である。   FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a fourth example of the photomask of the present invention, and an example in which exposure light is exposed to the irradiated object via the photomask of this example. In this example, a gray scale film 8 is formed at a portion corresponding to the pattern on the irradiation surface side of the transparent substrate. As the gray scale membrane, a semi-permeable membrane or a gray tone membrane can be used. Since the gray scale film reduces the light transmitted through the light transmitting portion where the film is not formed, the film thickness of the resist after development can be controlled. The gray tone film is a film used for light and shade photomasks, has a fine pattern with a size less than the limit of resolution in parallel light of an exposure machine, and produces a light and shade in the intensity of transmitted light. The resist is exposed. As a result, the developed range has a smooth uneven shape. Therefore, in this case, not only the thickness but also the shape of the developed resist film can be controlled. The resist in this example is an example of a positive resist.

以上のような、図4〜6で示した第3、第4の例では、光透過部のパターンと斜面を同じ部位に形成することから、照射面から、複数の経路で光が入ることで生じる光のクロストークがない。また、図6のように、グレースケールとの併用ができる。さらに、光透過部を被照射体に向けられるので、密着露光による解像度が向上する。   In the third and fourth examples shown in FIGS. 4 to 6 as described above, the light transmitting portion pattern and the inclined surface are formed at the same site, so that light enters through a plurality of paths from the irradiation surface. There is no crosstalk of light that occurs. Further, as shown in FIG. 6, it can be used in combination with a gray scale. Furthermore, since the light transmission part can be directed to the irradiated object, the resolution by contact exposure is improved.

図7(a)は、本発明のフォトマスクの第5の例を断面で示した説明図、図7(b)は、露光光を本例のフォトマスクを介し、被照射体に露光した例を、断面で示した説明図である。   FIG. 7A is an explanatory view showing a fifth example of the photomask of the present invention in cross section, and FIG. 7B is an example in which exposure light is exposed to the irradiated object through the photomask of this example. It is explanatory drawing shown by the cross section.

本例のフォトマスクは、露光装置より照射された平行光7を、被照射体4に傾斜させて出射するフォトマスク1であって、透明基板の出射面側に、光透過部31のパターンが形成され、パターンに対応した部位の透明基板の底面121、123に斜面状の孔が形成され、透明基板の照射面側に、パターンに対応した部位に斜面21、22が形成されている。本例では、フォトマスク1はガラス基板2に、遮光膜3が形成され、光透過部31のパターンを設けられている。   The photomask of this example is a photomask 1 that emits parallel light 7 irradiated from an exposure apparatus while being tilted toward an irradiated body 4, and the pattern of the light transmitting portion 31 is formed on the emission surface side of the transparent substrate. Slope-shaped holes are formed in the bottom surfaces 121 and 123 of the transparent substrate at portions corresponding to the pattern, and slopes 21 and 22 are formed at portions corresponding to the pattern on the irradiation surface side of the transparent substrate. In this example, the photomask 1 is provided with a light-shielding film 3 on a glass substrate 2 and a pattern of a light transmission portion 31.

このフォトマスク1を、基板5にレジスト6を塗布、形成した被照射体4に位置合わせをし、フォトマスク1側から、露光装置により平行光7を露光する。
斜面21、22が形成されている部位では、平行光7が屈折し照射光の光路が傾き、斜めの照射光を作り出す。底面121、123の斜面が形成されている部位では、平行光7を傾けられた照射光の光路をさらに傾け、斜めの照射光を作り出し、フォトマスク1の出射面の光透過部31のパターンに、斜め露光を行う。そして、パターンに従った形状で被照射体4のレジスト6に斜め露光光を照射することができる。また、傾斜の角度を変えた照射面の斜面21、22と、底面121、123に傾斜を変えた斜面を形成することで、角度の異なる斜め露光が、一度の平行光露光で、同時にできる。図の例では、レジストがポジレジストであって、現像することによってテーパーを有する斜め方向に掘り下げた形状の孔がレジスト中に形成できる。
The photomask 1 is aligned with the irradiated object 4 formed by applying a resist 6 to the substrate 5 and formed, and parallel light 7 is exposed from the photomask 1 side by an exposure device.
In the portion where the slopes 21 and 22 are formed, the parallel light 7 is refracted and the optical path of the irradiation light is inclined to produce oblique irradiation light. In the part where the inclined surfaces of the bottom surfaces 121 and 123 are formed, the optical path of the irradiation light inclined by the parallel light 7 is further inclined to produce the oblique irradiation light, and the pattern of the light transmitting portion 31 on the emission surface of the photomask 1 is formed. , Oblique exposure is performed. And the diagonal exposure light can be irradiated to the resist 6 of the to-be-irradiated body 4 with the shape according to a pattern. Further, by forming the inclined surfaces 21 and 22 of the irradiation surface with different inclination angles and the inclined surfaces with different inclinations on the bottom surfaces 121 and 123, oblique exposure with different angles can be simultaneously performed with one parallel light exposure. In the example shown in the figure, the resist is a positive resist, and by developing, a hole having a taper and a shape dug down can be formed in the resist.

図8は、露光光を本例のフォトマスクを介し、被照射体に露光した他の例を、断面で示した説明図である。本例では、レジストがネガレジストであって、露光し、現像した後の状態を示す。このように本例のフォトマスクを用い、テーパーを有する針立した3次元形成物を得ることができる。   FIG. 8 is an explanatory view showing, in section, another example in which exposure light is exposed to the irradiated object through the photomask of this example. In this example, the resist is a negative resist, and shows a state after exposure and development. In this way, using the photomask of this example, a needle-like three-dimensional formed product having a taper can be obtained.

以上のような、図7、図8で示した第5例では、光透過部のパターンとは反対側の透明基板の照射面に斜面を形成し、さらに出射面の光透過部のパターンの底面の透明基板部位に斜面を形成する。したがって、照射された平行光を2回屈折できるので、多種類の角度の斜面を形成できる。また、光透過部を被照射体に向けられるので、密着露光を行った場合、解像度が向上する。   In the fifth example shown in FIGS. 7 and 8 as described above, a slope is formed on the irradiation surface of the transparent substrate opposite to the light transmission portion pattern, and the bottom surface of the light transmission portion pattern on the emission surface. A slope is formed on the transparent substrate portion of the substrate. Therefore, since the irradiated parallel light can be refracted twice, inclined surfaces having various angles can be formed. Further, since the light transmission part is directed to the irradiated object, the resolution is improved when the contact exposure is performed.

本発明のフォトマスクは、従来のフォトリソ技術を用いて、製造できる。製造方法を以下に例示する。   The photomask of the present invention can be manufactured using a conventional photolithography technique. A manufacturing method is illustrated below.

透明ガラスよりなる基板の片面に、フォトレジストを塗布する。その後濃淡フォトマスクをフォトレジスト塗布面に位置合わせをし、露光、現像処理を行う。その後、残存したフォトレジストをマスクとして透明基板にエッチング処理をし、フォトレジストを除去して本発明のフォトマスクに係る斜面を形成された透明基板が得られる。   A photoresist is applied to one side of a substrate made of transparent glass. Thereafter, the light and shade photomask is aligned with the photoresist coating surface, and exposure and development are performed. Thereafter, the transparent substrate is etched using the remaining photoresist as a mask, and the photoresist is removed to obtain a transparent substrate on which the slope according to the photomask of the present invention is formed.

基板としては、透明ガラスであれば利用できるが、石英ガラスやソーダガラスが好ましい。フォトレジストは、基板の透明ガラスをエッチングするためのものを使用する。
エッチングとしては、エッチング液を用いた湿式エッチングや、ドライエッチングを用いてよい。濃淡フォトマスクは、開口部に、基板に形成する斜面の角度に応じ、濃度の変化が傾斜をなすように、濃淡を制御した膜を形成する。濃淡の制御については、露光光の解像限界以下のパターンを利用した従来の濃淡マスクを製造する手法で行うことが出来る。
As the substrate, transparent glass can be used, but quartz glass and soda glass are preferable. A photoresist used for etching the transparent glass of the substrate is used.
As the etching, wet etching using an etchant or dry etching may be used. The light / dark photomask forms a film in which light and shade are controlled so that the change in concentration is inclined according to the angle of the slope formed on the substrate in the opening. The density control can be performed by a conventional method of manufacturing a density mask using a pattern that is less than the resolution limit of exposure light.

次に、斜面を形成された透明基板の反対側に、光透過部のパターンを形成する。これは、従来のフォトマスクの製造方法で形成できる。すなわち、表面に金属からなる遮光膜を形成し、レジストを塗布し、描画装置によりパターン描画し、現像し、金属膜をエッチングすることによって光透過部のパターンを形成できる。   Next, the pattern of the light transmission part is formed on the opposite side of the transparent substrate on which the slope is formed. This can be formed by a conventional photomask manufacturing method. That is, a light-transmitting portion pattern can be formed by forming a light-shielding film made of metal on the surface, applying a resist, drawing a pattern with a drawing apparatus, developing, and etching the metal film.

光透過部にグレースケール膜を形成したい場合は、これも従来の、ハーフトーン膜を形成する方法と、濃淡膜を形成する方法とで形成できる。ハーフトーン膜を形成する場合、まず、膜を形成したい面の全面にハーフトーン膜を形成し、レジスト塗布、フォトマスクを介して露光、現像後、不要部分をエッチングして除去する。濃淡膜を形成する場合、濃淡膜を形成したい面の全面にレジスト塗布し、濃度の変化が傾斜をなすように、濃淡を制御した膜を有する濃淡マスクを介して露光、現像する。濃淡の制御については、上記と同様にして、露光光の解像限界以下のパターンを利用した従来の濃淡マスクを製造する手法で行うことが出来る。   When it is desired to form a gray scale film in the light transmission part, this can also be formed by a conventional method of forming a halftone film and a method of forming a light and dark film. In the case of forming a halftone film, first, a halftone film is formed on the entire surface on which a film is to be formed, and after exposure and development through resist coating and a photomask, unnecessary portions are etched away. When forming a light / dark film, a resist is applied to the entire surface on which the light / dark film is to be formed, and exposure and development are performed through a light / dark mask having a film whose light and darkness is controlled so that the change in density is inclined. The density control can be performed by a method of manufacturing a conventional density mask using a pattern below the resolution limit of exposure light in the same manner as described above.

透明基板上に、光透過部のパターンを形成し、パターンに対応した部位に底面が斜面状の孔を形成したい場合、従来のフォトリソ技術を用い、次のようにして形成できる。透明ガラス基板の全面に、遮光膜を形成し、その上にレジストを塗布する。レジストは、透明ガラス基板と遮光膜のエッチングに利用できるものを用いる。次に、濃淡フォトマスクを介して露光し、現像する。このとき、濃淡フォトマスクは、パターン部に、基板に形成する斜面の角度に応じ、濃度の変化が傾斜をなすように、濃淡を制御した膜を形成する。この後に、エッチングし、ガラス基板と遮光膜の不要部分を除去し、レジストを除去する。   When a pattern of a light transmitting portion is formed on a transparent substrate and a hole having a bottom surface is inclined at a portion corresponding to the pattern, it can be formed as follows using a conventional photolithography technique. A light shielding film is formed on the entire surface of the transparent glass substrate, and a resist is applied thereon. A resist that can be used for etching the transparent glass substrate and the light shielding film is used. Next, it exposes and develops through a light and shade photomask. At this time, the light / dark photomask forms a film in which the light and shade are controlled so that the change in the density is inclined according to the angle of the slope formed on the substrate in the pattern portion. Thereafter, etching is performed to remove unnecessary portions of the glass substrate and the light shielding film, and the resist is removed.

1・・・フォトマスク
121・・・底面
123・・・底面
2・・・ガラス基板
21・・・斜面
22・・・斜面
3・・・遮光膜
4・・・被照射体
5・・・基板
6・・・レジスト
7・・・平行光
8・・・グレースケール膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Photomask 121 ... Bottom 123 ... Bottom 2 ... Glass substrate 21 ... Slope 22 ... Slope 3 ... Light shielding film 4 ... Irradiation body 5 ... Substrate 6 ... resist 7 ... parallel light 8 ... gray scale film

Claims (5)

露光装置より照射された平行光を、被照射体に傾斜させて出射するフォトマスクであって、透明基板の出射面側に、光透過部のパターンが形成され、照射面の前記パターンに対応した透明基板部位に斜面が形成されたことを特徴とするフォトマスク。   A photomask that emits parallel light irradiated from an exposure apparatus while being tilted toward an irradiated object, and a pattern of a light transmitting portion is formed on an emission surface side of the transparent substrate, corresponding to the pattern on the irradiation surface. A photomask characterized in that a slope is formed in a transparent substrate portion. 光透過部に、グレースケール膜が形成されていることを特徴とする請求項1に記載のフォトマスク。   The photomask according to claim 1, wherein a grayscale film is formed on the light transmitting portion. 露光装置より照射された平行光を、被照射体に傾斜させて出射するフォトマスクであって、透明基板の出射面側に、光透過部のパターンが形成され、前記パターンに対応した部位の透明基板底面に斜面状の孔が形成されたことを特徴とするフォトマスク。   A photomask that emits parallel light irradiated from an exposure apparatus while being inclined to an irradiated body, and a pattern of a light transmission portion is formed on an output surface side of a transparent substrate, and a portion corresponding to the pattern is transparent A photomask characterized in that a beveled hole is formed on a bottom surface of a substrate. 照射面の、パターンに対応した部位にグレースケール膜が形成されていることを特徴とする請求項3に記載のフォトマスク。   4. The photomask according to claim 3, wherein a gray scale film is formed on a portion of the irradiated surface corresponding to the pattern. 露光装置より照射された平行光を、被照射体に傾斜させて出射するフォトマスクであって、透明基板の出射面側に、光透過部のパターンが形成され、前記パターンに対応した部位の透明基板底面に斜面状の孔が形成され、照射面側の前記パターンに対応した透明基板部位に斜面が形成されたことを特徴とするフォトマスク。   A photomask that emits parallel light irradiated from an exposure apparatus while being inclined to an irradiated body, and a pattern of a light transmission portion is formed on an output surface side of a transparent substrate, and a portion corresponding to the pattern is transparent A photomask characterized in that a sloped hole is formed on a bottom surface of a substrate, and a slope is formed on a transparent substrate portion corresponding to the pattern on the irradiation surface side.
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