特許 7126925 パターン描画方法、フォトマスクの製造方法、及び表示装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-19

(45)【発行日】2022-08-29

(54)【発明の名称】パターン描画方法、フォトマスクの製造方法、及び表示装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 1/70 20120101AFI20220822BHJP

   G03F 7/20 20060101ALI20220822BHJP

【ＦＩ】

G03F1/70

G03F7/20 505

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2018210876

(22)【出願日】2018-11-08

(65)【公開番号】P2019109499

(43)【公開日】2019-07-04

【審査請求日】2021-09-01

(31)【優先権主張番号】P 2017241926

(32)【優先日】2017-12-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000113263

【氏名又は名称】ＨＯＹＡ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091362

【弁理士】

【氏名又は名称】阿仁屋 節雄

(74)【代理人】

【識別番号】100145872

【弁理士】

【氏名又は名称】福岡 昌浩

(74)【代理人】

【識別番号】100161034

【弁理士】

【氏名又は名称】奥山 知洋

(74)【代理人】

【識別番号】100187632

【弁理士】

【氏名又は名称】橘高 英郎

(72)【発明者】

【氏名】金谷 健一

【審査官】田中 秀直

(56)【参考文献】

【文献】特開平０８－２５４８１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２３５５１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１９１０８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／０１１３２７４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｆ １／００－１／８６

Ｇ０３Ｆ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の設計パターンデータにもとづき、フォトマスク基板上に描画を行うことによって、ホール／ドットパターンを含む転写用パターンを備えたフォトマスクとするための、パターン描画方法であって、
前記フォトマスクを露光することによって被転写体上に得られるホール／ドットパターンのＣＤが目標値となるように、予め求めた補正値に従って、前記設計パターンデータを補正して、補正パターンデータを得る補正工程と、
前記補正パターンデータを適用し、描画装置を用いて描画を行う描画工程と、を含み、
前記描画装置は、前記フォトマスク基板面と平行な面内において、Ｘ方向、及び前記Ｘ方向に垂直なＹ方向に対して、ＣＤ制御精度が異なる駆動方式によるものであり、
前記補正工程では、前記設計パターンデータに対し、前記ホール／ドットパターンのＣＤについて、Ｘ方向及びＹ方向のうち、ＣＤ制御精度の高い方向のＣＤを変更する補正を施すことによって、補正パターンデータを得ることを特徴とする、パターン描画方法。

【請求項2】

前記補正工程では、被転写体上に得られるホール／ドットパターンのＣＤが目標値に等しくなる、前記転写用パターンのホール／ドットパターンの目標面積を求め、
前記転写用パターンのホール／ドットパターンの目標面積に基づき、前記設計パターンデータに対し、前記ホール／ドットパターンのＣＤについて、Ｘ方向及びＹ方向のうち、ＣＤ制御精度の高い方向のＣＤを変更する補正を施すことによって、補正パターンデータを得ることを特徴とする、請求項１に記載のパターン描画方法。

【請求項3】

所定の設計パターンデータにもとづき、フォトマスク基板上に描画を行うことによって、ホール／ドットパターンを含む転写用パターンを備えたフォトマスクとするための、パターン描画方法であって、
前記フォトマスクを露光することによって被転写体上に得られるホール／ドットパターンの面積が目標値に等しくなるように、予め求めた補正値に従って、前記設計パターンデータを補正して、補正パターンデータを得る補正工程と、
前記補正パターンデータを適用し、描画装置を用いて描画を行う描画工程と、を含み、
前記描画装置は、前記フォトマスク基板面と平行な面内において、Ｘ方向、及び前記Ｘ方向に垂直なＹ方向に対して、ＣＤ制御精度が異なる駆動方式によるものであり、
前記補正工程では、前記設計パターンデータに対し、前記ホール／ドットパターンのＣＤについて、Ｘ方向及びＹ方向のうち、ＣＤ制御精度の高い方向のＣＤを変更する補正を施すことによって、補正パターンデータを得ることを特徴とする、パターン描画方法。

【請求項4】

前記補正工程は、前記被転写体上のホール／ドットパターンの目標面積を求め、
前記被転写体上のホール／ドットパターンの目標面積に基づいて、前記転写用パターンのホール／ドットパターンの目標面積を求め、
前記転写用パターンのホール／ドットパターンの目標面積に基づき、前記設計パターンデータに対し、前記ホール／ドットパターンのＣＤについて、Ｘ方向及びＹ方向のうち、ＣＤ制御精度の高い方向のＣＤを変更する補正を施すことによって、補正パターンデータを得ることを特徴とする、請求項３に記載のパターン描画方法。

【請求項5】

前記描画装置は、レーザビームを用いて描画を行なう、レーザ描画装置であることを特徴とする、請求項１～４のいずれかに記載のパターン描画方法。

【請求項6】

前記転写用パターンにおけるホール／ドットパターンのＸ－ＣＤ及びＹ－ＣＤは、前記フォトマスクを露光する露光装置の解像限界寸法未満であることを特徴とする、請求項１～５のいずれかに記載のパターン描画方法。

【請求項7】

前記転写用パターンにおけるホール／ドットパターンのＸ－ＣＤ及びＹ－ＣＤは、３μｍ未満であることを特徴とする、請求項１～５のいずれかに記載のパターン描画方法。

【請求項8】

前記描画装置は、レーザビームが、Ｘ方向に一定の送り幅で送り出し動作をした後、Ｙ方向に一定幅の照射動作を行い、これらの動作を交互に繰り返すことによって、フォトマスク基板上に描画を行なうことを特徴とする、請求項１～７のいずれかに記載のパターン描画方法。

【請求項9】

前記補正工程は、前記設計パターンデータに含まれる、ホール／ドットパターンの面積と、前記フォトマスク基板上のホール／ドットパターンの面積が等しくなるように求めたＣＤ補正値を、前記設計パターンデータのＣＤに置換して、補正パターンデータを得ることを特徴とする、請求項１～８のいずれかに記載のパターン描画方法。

【請求項10】

前記補正工程に先立ち、前記描画装置を用いてパターン描画を行った予備マスクを得る工程と、
前記予備マスクのＸ－ＣＤ及びＹ－ＣＤにより、前記補正値を把握する、補正値把握工程を有する、請求項１～９のいずれかに記載のパターン描画方法。

【請求項11】

請求項１～１０のいずれかに記載の描画方法を含む、フォトマスクの製造方法。

【請求項12】

所定の設計パターンデータにもとづいて形成されたフォトマスクを露光することにより、フォトマスクの転写用パターンを被転写体上に転写することを含む、表示装置の製造方法において、
前記フォトマスクを露光することによって被転写体上に得られるホール／ドットパターンのＣＤが目標値となるように、予め求めた補正値に従って、前記設計パターンデータを補正して、補正パターンデータを得る補正工程と、
前記補正パターンデータを適用し、フォトマスク基板に対して描画装置を用いて描画を行う描画工程と、
前記フォトマスク基板に現像及びエッチングを施して、前記転写用パターンを備えたフォトマスクを形成する工程と、
前記フォトマスクを露光装置により露光して、被転写体上にホール／ドットパターンを形成する工程を含み、
前記転写用パターンにおけるホール／ドットパターンのＸ－ＣＤ及びＹ－ＣＤは、３μｍ未満であり、
前記補正工程では、前記設計パターンデータにおける、前記ホール／ドットパターンのＣＤについて、Ｘ方向及びＹ方向のうち、前記描画装置のＣＤ制御精度の高い方向のＣＤを変更する補正を施すことによって、補正パターンデータを得ることを特徴とする、表示装置の製造方法。

【請求項13】

前記補正工程に先立ち、前記描画装置を用いて描画を行った予備転写用パターンを備える予備マスクを得る工程と、
前記予備マスクを用いて、前記露光装置により露光して、被転写体上に形成された前記ホール／ドットパターンのＣＤにより、前記補正値を把握する、補正値把握工程を有する、請求項１２に記載の表示装置の製造方法。

【請求項14】

所定の設計パターンデータにもとづいて形成されたフォトマスクを露光することにより、フォトマスクの転写用パターンを被転写体上に転写することを含む、表示装置の製造方法において、
前記フォトマスクを露光することによって被転写体上に得られるホール／ドットパターンの面積が目標値に等しくなるように、予め求めた補正値に従って、前記設計パターンデータを補正して、補正パターンデータを得る補正工程と、
前記補正パターンデータを適用し、フォトマスク基板に対して描画装置を用いて描画を行う描画工程と、
前記フォトマスク基板に現像及びエッチングを施して、前記転写用パターンを備えたフォトマスクを形成する工程と、
前記フォトマスクを露光装置により露光して、被転写体上にホール／ドットパターンを形成する工程を含み、
前記転写用パターンにおけるホール／ドットパターンのＸ－ＣＤ及びＹ－ＣＤは、３μｍ未満であり、
前記補正工程では、前記設計パターンデータにおける、前記ホール／ドットパターンのＣＤについて、Ｘ方向及びＹ方向のうち、前記描画装置のＣＤ制御精度の高い方向のＣＤを変更する補正を施すことによって、補正パターンデータを得ることを特徴とする、表示装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

電子デバイスを製造するためのフォトマスクであって、特に、液晶表示パネル（ＬＣＤ）や、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ）などに代表される、表示装置を製造するためのフォトマスクに、有用に適用可能なフォトマスクの製造方法、及び、該製造方法において用いるパターン描画方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１（以降、文献１）には、フォトマスク製造時に、現像段階で生じるパターン線幅変化を補正して露光する方法が記載されている。これによると、所定の線幅を有するテストパターンによりフォトマスク基板上に測定パターンを形成する段階と、フォトマスク基板上の領域をメッシュに分割し、各メッシュに対して前記測定パターンの線幅を測定し、前記測定された線幅と前記テストパターンの線幅との差であるパターン線幅変化量ΔＣＤを決定する段階と、任意に定められた基準メッシュからの距離がｒであるメッシュでの前記測定されたパターン線幅変化量ΔＣＤ（ｒ）の前記距離ｒに対する分布を示すグラフを作成する段階と、前記基準メッシュからの距離がｘであるフォトマスク基板上の任意の地点でのパターン線幅変化量ΔＣＤ（ｘ）を前記グラフから予測する段階と、前記フォトマスク基板上の各地点に対し、前記予測されたパターン線幅変化量ΔＣＤ（ｘ）が負である領域のパターン線幅は広がり、前記予測されたパターン線幅変化量ΔＣＤ（ｘ）が正である領域のパターン線幅は狭まるべくパターン線幅データを補正する段階と、前記フォトマスク基板上の各地点に対して補正されたパターン線幅データを露光装備に適用する段階とを含む。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００３－１０７６６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

文献１によると、半導体装置製造用のフォトマスクを製造する際、現像段階で生じる線幅変化を補償して均一度を向上させることができるとしている。

【0005】

但し、発明者の検討によると、フォトマスク製造時に現像段階で生じるパターンの線幅変化以外にも、パターン線幅（すなわちＣＤ）を変動させる要因がある。例えば、フォトマスク製造の過程で、描画装置に起因して生じるＣＤエラーもあり、又は、フォトマスクを用いて、被転写体上にパターンを露光する段階や、露光後のパターンの現像など、様々な段階で、ＣＤ変化が生じる要因がある。このため、文献１の方法のみでは、フォトマスクの露光によって、優れたデバイス（表示装置等）を得ることは容易でない。

【0006】

そこで、本発明は、最終製品である電子デバイス（例えば表示装置）を製造する際に、パターンＣＤの変動を低減し、安定した歩留や生産効率を得ることを課題として、本発明を完成した。

【課題を解決するための手段】

【0007】

（第１の態様）
本発明の第１の態様は、
所定の設計パターンデータにもとづき、フォトマスク基板上に描画を行うことによって、ホール／ドットパターンを含む転写用パターンを備えたフォトマスクとするための、パターン描画方法であって、
前記フォトマスクを露光することによって被転写体上に得られるホール／ドットパターンのＣＤが目標値となるように、予め求めた補正値に従って、前記設計パターンデータを補正して、補正パターンデータを得る補正工程と、
前記補正パターンデータを適用し、描画装置を用いて描画を行う描画工程と、を含み、
前記描画装置は、前記フォトマスク基板面と平行な面内において、Ｘ方向、及び前記Ｘ方向に垂直なＹ方向に対して、ＣＤ制御精度が異なる駆動方式によるものであり、
前記補正工程では、設計パターンデータに対し、前記ホール／ドットパターンのＣＤについて、Ｘ方向及びＹ方向のうち、ＣＤ制御精度の高い方向のＣＤを変更する補正を施すことによって、補正パターンデータを得ることを特徴とする、パターン描画方法である。
（第２の態様）
本発明の第２の態様は、
前記補正工程では、被転写体上に得られるホール／ドットパターンのＣＤが目標値に等しくなる、前記転写用パターンのホール／ドットパターンの目標面積を求め、
前記転写用パターンのホール／ドットパターンの目標面積に基づき、前記設計パターンデータに対し、前記ホール／ドットパターンのＣＤについて、Ｘ方向及びＹ方向のうち、ＣＤ制御精度の高い方向のＣＤを変更する補正を施すことによって、補正パターンデータを得ることを特徴とする、上記第１の態様に記載のパターン描画方法である。
（第３の態様）
本発明の第３の態様は、
所定の設計パターンデータにもとづき、フォトマスク基板上に描画を行うことによって、ホール／ドットパターンを含む転写用パターンを備えたフォトマスクとするための、パターン描画方法であって、
前記フォトマスクを露光することによって被転写体上に得られるホール／ドットパターンの面積が目標値に等しくなるように、予め求めた補正値に従って、前記設計パターンデータを補正して、補正パターンデータを得る補正工程と、
前記補正パターンデータを適用し、描画装置を用いて描画を行う描画工程と、を含み、
前記描画装置は、前記フォトマスク基板面と平行な面内において、Ｘ方向、及び前記Ｘ方向に垂直なＹ方向に対して、ＣＤ制御精度が異なる駆動方式によるものであり、
前記補正工程では、設計パターンデータに対し、前記ホール／ドットパターンのＣＤについて、Ｘ方向及びＹ方向のうち、ＣＤ制御精度の高い方向のＣＤを変更する補正を施すことによって、補正パターンデータを得ることを特徴とする、パターン描画方法である。
（第４の態様）
本発明の第４の態様は、
前記補正工程は、前記被転写体上のホール／ドットパターンの目標面積を求め、
前記被転写体上のホール／ドットパターンの目標面積に基づいて、前記転写用パターンのホール／ドットパターンの目標面積を求め、
前記転写用パターンのホール／ドットパターンの目標面積に基づき、前記設計パターンデータに対し、前記ホール／ドットパターンのＣＤについて、Ｘ方向及びＹ方向のうち、ＣＤ制御精度の高い方向のＣＤを変更する補正を施すことによって、補正パターンデータを得ることを特徴とする、上記第３の態様に記載のパターン描画方法である。
（第５の態様）
本発明の第５の態様は、
前記描画装置は、レーザビームを用いて描画を行なう、レーザ描画装置であることを特徴とする、上記第１～第４のいずれかの態様に記載の描画方法である。
（第６の態様）
本発明の第６の態様は、
前記転写用パターンにおけるホール／ドットパターンのＸ－ＣＤ及びＹ－ＣＤは、前記フォトマスクを露光する露光装置の解像限界寸法未満であることを特徴とする、上記第１～第５のいずれかの態様に記載のパターン描画方法である。
（第７の態様）
本発明の第７の態様は、
前記転写用パターンにおけるホール／ドットパターンのＸ－ＣＤ及びＹ－ＣＤは、３μｍ未満であることを特徴とする、上記第１～第５のいずれかの態様に記載のパターン描画方法である。
（第８の態様）
本発明の第８の態様は、
前記描画装置は、レーザビームが、Ｘ方向に一定の送り幅で送り出し動作をした後、Ｙ方向に一定幅の照射動作を行い、これらの動作を交互に繰り返すことによって、フォトマスク基板上に描画を行なうことを特徴とする、上記第１～第７のいずれかの態様に記載のパターン描画方法である。
（第９の態様）
本発明の第９の態様は、
前記補正工程は、前記設計パターンデータに含まれる、ホール／ドットパターンの面積と、前記フォトマスク基板上のホール／ドットパターンの面積が等しくなるように求めたＣＤ補正値を、前記設計パターンデータのＣＤに置換して、補正パターンデータを得ることを特徴とする、上記第１～第８のいずれかの態様に記載のパターン描画方法である。
（第１０の態様）
本発明の第１０の態様は、
前記補正工程に先立ち、前記描画装置を用いてパターン描画を行った予備マスクを得る工程と、
前記予備マスクのＸ－ＣＤ及びＹ－ＣＤにより、前記補正値を把握する、補正値把握工程を有する、上記第１～第９のいずれかの態様に記載のパターン描画方法である。
（第１１の態様）
本発明の第１１の態様は、上記第１～第１０のいずれかの態様に記載の描画方法を含む、フォトマスクの製造方法である。
（第１２の態様）
本発明の第１２の態様は、
複数のホール／ドットパターンを含む転写用パターンを備えたフォトマスクであって、
前記転写用パターンにおける複数のホール／ドットパターンは、Ｘ－ＣＤ及びＹ－ＣＤが、３μｍ未満であり、
前記転写用パターンにおける複数のホール／ドットパターンは、互いにＸ－ＣＤが異なり、かつ、互いに面積の等しい四角形状をもつ、ホール／ドットパターン群を含むことを特徴とする、フォトマスクである。
（第１３の態様）
本発明の第１３の態様は、
第１２の態様に記載の製造方法によるフォトマスクを用意する工程と、
光学系のＮＡが０．０８～０．２０の露光装置を用いて、前記転写用パターンを被転写体上に転写することを含む、表示装置の製造方法である。
（第１４の態様）
本発明の第１４の態様は、
所定の設計パターンデータにもとづいて形成されたフォトマスクを露光することにより、フォトマスクの転写用パターンを被転写体上に転写することを含む、表示装置の製造方法において、
前記フォトマスクを露光することによって被転写体上に得られるホール／ドットパターンのＣＤが目標値となるように、予め求めた補正値に従って、前記設計パターンデータを補正して、補正パターンデータを得る補正工程と、
前記補正パターンデータを適用し、フォトマスク基板に対して描画装置を用いて描画を行う描画工程と、
前記フォトマスク基板に現像及びエッチングを施して、前記転写用パターンを備えたフォトマスクを形成する工程と、
前記フォトマスクを露光装置により露光して、被転写体上にホール／ドットパターンを形成する工程を含み、
前記転写用パターンにおけるホール／ドットパターンのＸ－ＣＤ及びＹ－ＣＤは、３μｍ未満であり、
前記補正工程では、前記設計パターンデータにおける、前記ホール／ドットパターンのＣＤについて、Ｘ方向及びＹ方向のうち、前記描画装置のＣＤ制御精度の高い方向のＣＤを変更する補正を施すことによって、補正パターンデータを得ることを特徴とする、表示装置の製造方法である。
（第１５の態様）
本発明の第１５の態様は、
前記補正工程に先立ち、前記描画装置を用いて描画を行った予備転写用パターンを備える予備マスクを得る工程と、
前記予備マスクを用いて、前記露光装置により露光して、被転写体上に形成された前記ホール／ドットパターンのＣＤにより、前記補正値を把握する、補正値把握工程を有する、第１４の態様に記載の表示装置の製造方法である。
（第１６の態様）
本発明の第１６の態様は、
所定の設計パターンデータにもとづいて形成されたフォトマスクを露光することにより、フォトマスクの転写用パターンを被転写体上に転写することを含む、表示装置の製造方法において、
前記フォトマスクを露光することによって被転写体上に得られるホール／ドットパターンの面積が目標値に等しくなるように、予め求めた補正値に従って、前記設計パターンデータを補正して、補正パターンデータを得る補正工程と、
前記補正パターンデータを適用し、フォトマスク基板に対して描画装置を用いて描画を行う描画工程と、
前記フォトマスク基板に現像及びエッチングを施して、前記転写用パターンを備えたフォトマスクを形成する工程と、
前記フォトマスクを露光装置により露光して、被転写体上にホール／ドットパターンを形成する工程を含み、
前記転写用パターンにおけるホール／ドットパターンのＸ－ＣＤ及びＹ－ＣＤは、３μｍ未満であり、
前記補正工程では、前記設計パターンデータにおける、前記ホール／ドットパターンのＣＤについて、Ｘ方向及びＹ方向のうち、前記描画装置のＣＤ制御精度の高い方向のＣＤを変更する補正を施すことによって、補正パターンデータを得ることを特徴とする、表示装置の製造方法である。

【発明の効果】

【0008】

本発明を適用することにより、フォトマスクの描画に用いる、設計パターンデータの補正が的確に行なわれ、補正されたフォトマスクを露光することによって、被転写体（すなわちデバイスを製造するための被加工体）上に得られる転写像のＣＤ精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１（ａ）は、ホールパターンを有するバイナリマスクの平面概略図であり、図１（ｂ）及び（ｃ）は、正方形のホールパターンの設計寸法に対する、マスク上のＣＤエラーを、Ｘ方向、及びそれと垂直なＹ方向のＣＤについて測定し、プロットしたものを示す図である。

【図2】図２は、レーザ描画装置のビームの送り動作を模式的に示す図である。

【図3】図３は、Ｙ方向におけるパターンのＣＤ制御の様子を示す図である。

【図4】図４は、Ｘ方向におけるパターンのＣＤ制御の様子を示す図である。

【図5】図５は、シミュレーションの対象とした、マスクパターンを示す図である。

【図6】図６は、図５に示すマスクパターンを露光したとき、被転写体上に形成される空間像であって、図５の各パターンに示す破線に対応する位置で仮想的に切断した、被転写体上の空間像である。

【図7】図７は、各サイズのホールパターンに対し、Ｘ－ＣＤ、Ｙ－ＣＤを変化させた際の、転写像におけるＸ－ＣＤの変動量を示す図である。

【図8】図８は、光学シミュレーションの結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

現在、表示装置の分野においては、画素の微細化、高集積化の要望が強く、また、より明るく、かつ省電力であるとともに、高速表示、広視野角といった表示性能の向上が望まれている。

【0011】

例えば、上記表示装置に用いられる薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、「ＴＦＴ」）で言えば、ＴＦＴを構成する複数のパターンのうち、層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールが、確実に上層及び下層のパターンを接続させる作用をもたなければ正しい動作が保証されない。その一方、例えば液晶表示装置の開口率を極力大きくして、明るく、省電力の表示装置とするためには、コンタクトホールの径（ＣＤ）が十分に小さいことが求められるなど、表示装置の高密度化の要求に伴い、ホールパターンの径も微細化（例えば３μｍ未満）が望まれている。例えば、径が０．８μｍ以上３μｍ未満の微細なホールパターンが必要となり、これを安定して効率よく形成する技術が求められている。

【0012】

ところで、表示装置に比べて、集積度が高く、パターンの微細化が顕著に進んだ半導体装置（ＬＳＩ）製造用フォトマスクの分野では、高い解像性を得るために、露光装置には高い開口数ＮＡ（例えば０．２超）の光学系を適用し、露光光の短波長化がすすめられた経緯がある。その結果、この分野では、ＫｒＦやＡｒＦのエキシマレーザー（それぞれ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍの単一波長）を使用するようになった。フォトマスク製造のための描画装置にも、ＥＢ（電子ビーム）描画装置が採用されるようになった。

【0013】

その一方、表示装置製造用のリソグラフィ分野では、解像性向上のために、上記のような手法が適用されることは、一般的ではなかった。例えばこの分野で用いられる露光装置がもつ光学系のＮＡ（開口数）は、０．０８～０．２程度である。また、露光光源もｉ線、ｈ線、又はｇ線が多用され、主にこれらを含んだブロード波長光源を使用することで、大面積（例えば、一辺が３００～２０００ｍｍの四角形）のフォトマスクを照射するための光量を得て、生産効率やコストを重視する傾向が強い。

【0014】

この状況下、表示装置の製造においても、上記のようにパターンの微細化要請が高くなっている。ここで、半導体装置製造用の技術を、表示装置の製造にそのまま適用することには、いくつかの問題がある。例えば、高ＮＡ（開口数）をもつ高解像度の露光装置への転換には、技術的な困難があり、また大きな投資が必要になる。また、露光波長の変更（例えば半導体装置製造におけるように、ＡｒＦエキシマレーザーのような短波長を、単一波長で用いる）については、大面積をもつ表示装置に適用すれば、生産効率が低下するほか、やはり相当の投資を必要とする点で不都合である。つまり、従来にないパターンの微細化を追求する一方、既存のメリットであるコストや効率を失うことはできないという点が、表示装置製造用フォトマスクの問題点となっている。
表示装置製造用の露光装置は、解像可能なパターン（例えばホールパターン）の限界寸法が、３μｍ程度である場合が多いが、表示装置製造用のフォトマスクとしては、これに近い寸法、或いはこれを下回る、３μｍ未満のＣＤをもつホール／ドットパターンを要求される場合が生じている。従って、露光装置が保証しない微細ＣＤであっても、精緻に転写する方法が求められる。

【0015】

［ＣＤ補正の必要性］
表示装置を製造するに当たり、ＣＤ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ、以下パターン幅の意味で使う）の小さいホールパターンやドットパターンを所望のサイズで安定して形成することが強く求められる。一方、フォトマスクを露光することによって、被転写体（表示パネル基板など）上に形成されるこれらのパターンの寸法が設計どおりにならず、変動する要因はいくつか存在する。

【0016】

例えば、フォトマスクの製造工程において、フォトマスクが備えるホールパターン又はドットパターンのＣＤが、設計値からずれる場合がある。

【0017】

以下、主としてホールパターンを形成する場合を例として説明するが、本発明はホールパターンのみならずドットパターンにも適用できる。これに関連し、本願では「ホールパターン又はドットパターン」を簡略化して、「ホール／ドットパターン」とも表記する。

【0018】

フォトマスクの製造においては、まず、得ようとするデバイス（表示装置等）の設計にもとづき、フォトマスクの設計を行って描画用のパターンデータを作成する（設計パターンデータ）。そして、このデータを使用して、描画装置を用い、フォトマスク基板上に描画を行なう。フォトマスク基板とは、透明基板上に、フォトマスクパターンとするための光学膜（遮光膜など）及びレジスト膜を形成した、フォトマスクブランクであってもよく、又は、積層された光学膜の一部に対してパターニングを行なった後、更なるパターニングを行なうために、光学膜やレジスト膜を形成した、フォトマスク中間体であってもよい。描画を行なったこれらのフォトマスク基板は現像工程に送られる。現像によって形成されたレジストパターンをエッチングマスクとして、光学膜のパターニングを行なうことにより、転写用パターンを備えたフォトマスクが得られる。理想的には、得られたフォトマスクのデザインは、設計パターンデータを忠実に反映したものとなるはずであり、フォトマスク上のパターンＣＤは、設計パターンデータに示されたとおりになるはずである。

【0019】

ところが、扱うパターンの微細化に伴い、得られたフォトマスクのＣＤを測定すると、設計パターンデータによるＣＤとのずれが生じることがある。この原因としては、例えば、描画装置が備える、レーザ発振機から分割された複数のレーザビームに出力の個体差がある場合、或いは、レーザヘッドの駆動に生じるわずかな変動など、種々の原因があるが、この中には、再現性をもって同じ傾向で生じるＣＤエラーが含まれる。

【0020】

こうした場合、予備的に、所定の設計データを使用して描画を行い、予備マスクを作成して、形成された転写用パターンのＣＤ測定を行うことで、ＣＤエラー傾向を把握し、これを反映して、実際に得ようとするフォトマスクの設計パターンデータを補正すれば、設計どおりのフォトマスクが得られると考えられる（ケース１：マスクＣＤ不調の場合）。

【0021】

更に、フォトマスクを用いて、露光装置を用い、被転写体（ディスプレイパネル基板など）上にパターン転写を行なった場合に、得られた転写像に、目標とするＣＤからのエラーが生じる場合がある。このようなケースは、使用したフォトマスクの備える転写用パターンにおいて、ＣＤエラーが生じていない場合にも、発生する場合がある（ケース２：パネルＣＤ不調の場合）。

【0022】

ケース２の原因として、例えば、露光前に、被転写体上に形成するレジスト膜の膜厚に面内分布が生じている場合や、現像の過程で現像液の供給に面内ばらつきが生じる場合などには、被転写体上の位置によって、同一であるはずのＣＤにばらつきが生じる場合がある。特に、表示装置用の基板（マザーガラス等）は、サイズが大きく（一辺が１０００ｍｍ～３０００ｍｍ超など）、レジスト塗布装置や現像装置の構造やウェット処理の液流などによって、面内の処理条件が不均一になることが、完全には避けられない。

【0023】

更に、フォトマスクを露光する際に使用する露光装置にも、装置構成上の原因によって、面内の光量分布が生じる場合がある。

【0024】

上記のような処理条件、露光条件の面内不均一においても、同じ装置を使用する限り、再現性をもって現れるＣＤエラーに対しては、この傾向を把握し、これを低減するための方策をとることにより、影響を低減することが可能と考えられる。具体的には、これらの面内不均一要因によって生じてしまう、転写像のＣＤ不均一化を、予め、フォトマスクのパターンデータに反映させ、これらの不均一によって生じるＣＤの増加、減少の傾向を相殺する補正を行なうことが有効であることが推測できる。

【0025】

［ＣＤ補正の困難性について］
そこで、例えば、フォトマスク製造過程で、その描画装置に起因するＣＤエラーを考える。予備的に形成したフォトマスクのＣＤ測定を行ない、このＣＤが、設計パターンデータによるＣＤと異なる場合、予め、そのＣＤエラーを相殺するため、設計パターンデータのＣＤを補正することができるはずである。例えば、フォトマスクのＣＤ測定による結果に基づき、フォトマスク上のホールパターンのＸ－ＣＤ（Ｘ方向のＣＤ）が大きすぎれば、設計パターンデータにおいて、対応するホールパターンのＸ－ＣＤを減少させる補正を行ない、或いは、Ｙ－ＣＤ（Ｙ方向のＣＤ）が小さすぎれば、設計パターンデータにおける、対応するＹ－ＣＤを、増加させる補正を行なえばよいと考えられる。しかしながら、発明者の検討によると、こうした設計パターンデータの補正は、必ずしも満足な結果が得られない場合を生じさせた。

【0026】

［描画によるＸ－ＣＤ、Ｙ－ＣＤの制御性の差異］
以下、ホールパターンを転写用パターンとしてもつフォトマスクを例として説明する。フォトマスクのもつホールパターン（ここではマスクホールパターンともいう）は、例えば、被転写体上にコンタクトホールを形成するための転写用パターンとして有用に用いられる。そして、このパターンには、昨今の高精細な表示装置のため、微細化の傾向が著しい。

【0027】

一方、微細なＣＤとしては、例えばフォトマスクの露光に用いる露光装置の解像限界寸法未満の寸法をもつパターンが挙げられる。こうした微細なパターンをもつ表示デバイスが生産されるケースが少なくない現状である。このようなＣＤをもつパターンになると、フォトマスク製造上にも困難が生じ、フォトマスク上に、設計どおりの正確な寸法をもつパターンを形成しにくい。

【0028】

尚、露光装置の解像限界寸法Ｒは、以下の式によって定義される。
Ｒ＝ｋ×（λ／ＮＡ）
係数ｋは、定数であり、ここでは、０．６１とする。また、λは、露光に用いる光の波長である。例えば、ｉ線、ｈ線、ｇ線など、複数の波長を含む光（ブロード波長光ともいう）を用いる場合には、平均値（含まれる波長の光強度を勘案した加重平均）を用いる。又は、λは、簡易的には代表波長（例えばｉ線）とすることができる。また、ＮＡは、露光装置の投影光学系のマスク側の開口数である。

【0029】

このように、フォトマスク製造の過程で、設計どおりの転写用パターン形成しにくい背景としては、パターン微細化の傾向に伴い、パターンを描画する際に使用する描画装置にとっても、ＣＤ精度に余裕がなくなってきていることが関係する。

【0030】

そこで、フォトマスクのもつＣＤ精度につき、検証した。ここでは、被転写体上にホールパターンを形成するため、フォトマスクに、正方形のホールパターン（抜きパターン）を形成しようとする場合、そのＣＤ制御性について、検討した。

【0031】

透明材料からなる基板上に、Ｃｒ系の遮光膜を成膜し、更にその表面にポジ型フォトレジスト膜を形成したフォトマスクブランクを用意した。そして、レーザ描画装置を用い、一辺が、設計寸法Ｗ１（μｍ）の正方形のホールパターンを複数描画した。ここでＷ１は、５．５μｍから徐々に小さくし、約１．０μｍまで変化させた。

【0032】

描画後、レジストを現像してレジストパターンを形成し、更に、このレジストパターンをマスクとして、遮光膜をウェットエッチングすることにより、フォトマスク基板上に、ホールパターンを有するバイナリマスク（図１（ａ））を作製した。

【0033】

次に、形成されたバイナリマスクのホールパターンのサイズを測定した。すなわち、正方形のホールパターンの設計寸法に対する、マスク上のＣＤエラーを、Ｘ方向、及びそれと垂直なＹ方向のＣＤ（それぞれ、Ｘ－ＣＤ及びＹ－ＣＤという）について測定し、プロットしたものが、図１（ｂ）及び（ｃ）である。

【0034】

図１（ｂ）（ｃ）ともに、設計寸法としてのＣＤが５．５μｍから小さくなるに従い、バイナリマスクのＸ－ＣＤ及びＹ－ＣＤのエラーはマイナス側に変化し、更に、設計ＣＤが３μｍを下回った辺りから、バイナリマスクのＣＤエラー量の絶対値が急激に大きくなる。

【0035】

一方、上記挙動は、Ｘ－ＣＤとＹ－ＣＤの間で相違する。Ｙ－ＣＤのエラー量の変化が滑らかな曲線を描いているのに対し、Ｘ－ＣＤのエラー量の変化には、不規則な凹凸が見られる。Ｙ－ＣＤと比較すると、Ｘ－ＣＤのエラー量の変化は不安定であり、予測が難しいことがわかる。

【0036】

このとき用いた描画装置は、レーザ描画装置であり、レーザビームが、Ｘ方向に一定の送り幅で送り出し動作をした後、Ｙ方向に一定幅の照射動作を行い、これらの動作を交互に繰り返すことによって、フォトマスク基板上に描画を行なうものである。すなわち、フォトマスク上に形成されるパターンのＣＤ精度は、描画装置の駆動メカニズムに応じ、Ｘ方向とＹ方向のＣＤ制御性に差が生じていることがわかった。

【0037】

図２は、上記描画装置のビームの送り動作を模式的に示すものである。ここでは、所定のビーム径（ここではシングルビーム描画機の場合を示す）のレーザビームを、所定の送り幅でＸ方向に送り出し、その後、Ｙ方向に所定の幅でスキャンする動作を繰返しつつ、描画領域全体に描画を行なっていく様子を示す。尚、これらの動作は、レーザビームを出射するヘッドのみの動きによってもよく、また、フォトマスク基板を載置したステージの動きとの相対位置の移動によって、上記動作を実現することもできる。

【0038】

Ｘ，Ｙそれぞれの方向におけるパターンのＣＤ制御の様子を図３、４に示す。パターンのＹ－ＣＤは、ビームの電源のＯＮ／ＯＦＦによって制御することができる（図３）。一方、Ｘ－ＣＤは、ビームの配列幅（及び必要に応じて、端部のビームのパワー調整）によって制御する（図４）。すなわち、Ｘ－ＣＤとＹ－ＣＤとの制御方法が異なるため、制御精度にも差が生じる。図１の（ｂ）（ｃ）の結果とあわせて考察すると、この描画装置では、Ｘ－ＣＤの制御に比べ、Ｙ－ＣＤの制御の精度が高く、パターンデータ上でＣＤ補正を行なった場合、再現性よく、狙い通りの補正値が描画に反映され、所定の効果が得られることが推定できる。

【0039】

また、上記においては、レーザビームが、Ｘ方向に一定の送り幅で送り出し動作をした後、Ｙ方向に一定幅のスキャンをしながらレーザ照射し、これらの動作を交互に繰り返すことによって、描画する描画装置について説明したが、必ずしもこの方式に限定されない。たとえば、照射動作は、Ｙ方向にのびる一定幅の領域に対して、スキャンしながら照射をＯＮ／ＯＦＦする動作（スキャン照射）のほか、該一定幅の領域に対して、パワー調整を伴なう一括照射する動作（ショット照射）でもよい。また、レーザに限定されず、他のエネルギービーム（例えばＬＥＤなど）でも本発明の効果が奏される限り、後述の本発明が適用できる。

【0040】

更に、上記においては、シングルビームについて説明したが、複数（マルチ）ビームを動作させて描画を行なう描画装置においても、Ｘ方向とＹ方向にそのＣＤ制御精度が異なることが生じる場合があり、その場合にも本発明がもちろん適用可能である。

【0041】

［フォトマスク上のＣＤと被転写体上のＣＤの相関］
ところで、被転写体上に形成されるパターンＣＤが、面内で不均一なＣＤエラーを示す場合、ＣＤエラーを生じているパターンごとに、フォトマスクを製造するためのパターンデータにおいて適切なＣＤ補正を行い、この不都合を解消する方法が採用し得る。そこで、フォトマスクのＸ－ＣＤ、Ｙ－ＣＤを所定量変化させた場合に、被転写体上に形成される空間像（光強度分布）がどのようになるか、そして、被転写体上に転写されたパターンのＣＤがどのような変化を生じるかにつき、光学シミュレーションを行なって検討した。

【0042】

図５には、シミュレーションの対象とした、マスクパターンを示す。一般に、被転写体上に、コンタクトホールなどのホールパターンを形成するに際し、マスクホールパターンの形状は、正方形とする。ここでは、被転写体上のレジストをポジ型とし、正方形の抜きパターン（Ａ）をもつフォトマスクを用意し、その径（１辺の長さ）は、１０．０μｍ（参考例１）、及び２．０μｍ（参考例２）とした。

【0043】

（Ｂ）は、上記２つの正方形パターン（Ａ）に対して、Ｘ－ＣＤを０．０２５μｍ増加したものである（それぞれ、参考例３，４）。

【0044】

（Ｃ）は、上記２つの正方形パターン（Ａ）に対して、Ｙ－ＣＤを０．０２５μｍ増加したものである（それぞれ、参考例５，６）。

【0045】

図５において、Ｘ及びＹはフォトマスク面内で互いに垂直な方向を示す意味であり、図１、図２で説明した描画装置の駆動方式に関するＸ、Ｙの方向とは関係しない。

【0046】

適用したシミュレーション条件は、以下のとおりである。
露光装置の光学系：ＮＡ＝０．０８，コヒレントファクタσ＝０．７
露光波長は、ｇ線、ｈ線、ｉ線を含むブロード波長光とし、その強度比は、ｇ：ｈ：Ｉ＝１：１：１である。

【0047】

図５に示すマスクパターンを露光したときに被転写体上に形成される空間像を図６に示す。尚、この空間像は、図５の各パターンに示す破線に対応する位置で仮想的に切断した、被転写体上の空間像である。

【0048】

図６により、以下の点が明らかになった。ＣＤが、比較的大きいとき（図６（ａ）（ｂ））には、マスク上のＣＤの変化は、被転写体上の空間像に、比較的忠実に反映される。ここでは、マスクのＸ－ＣＤの増加は、空間像（光強度分布）におけるＸ方向のＣＤの増加となって現れている。マスク上のＹ－ＣＤの増加は、空間像のＸ方向のＣＤには影響していない。

【0049】

一方、ホールＣＤの絶対値が小さくなり、露光装置の解像限界寸法未満になると（図６（ｃ）（ｄ））、マスク上でＸ－ＣＤを増加してもＹ－ＣＤを増加しても、現れる空間像において、Ｘ方向のＣＤがほぼ同じように増加している。この場合、被転写体上の空間像は、マスク上のホールパターンが有するＸ－ＣＤ、Ｙ－ＣＤの寸法よりも、該ホールパターンの面積に相関していると見られる。つまり、面積が同一のホールパターンは、ほぼ同一の空間像を描くと予測され、これによって、被転写体上に得られるホール／ドットパターンのＣＤも、フォトマスク以外の要因が加わらない限り、ほぼ同一となることが予測できる。

【0050】

このとき、被転写体上に形成される転写像は、光の回折の影響が無視できない程度に生じるため、マスク上では四角形のパターンであっても、角が丸みをおび、円形に近づく。従って、このレベルの微細なＣＤでは、転写されたホールパターンのＣＤは、Ｘ－ＣＤ、Ｙ－ＣＤの区別を行なう意味が薄れ、近似される円の直径に近くなる。この場合被転写体上に形成されたホール／ドットパターンのＸ－ＣＤ、Ｙ－ＣＤの平均値を、単にＣＤとよぶことがある。

【0051】

図７によると、この現象が更に明らかに理解できる。ここでは、正方形（Ｘ－ＣＤ＝Ｙ－ＣＤ）のホールパターンであって、一辺が１．５～１０μｍの６種類のホールパターンをもつフォトマスクに対して、それぞれＸ－ＣＤのみ（棒グラフ左側）、又はＹ－ＣＤのみ（棒グラフ右側）に０．０２５μｍを加える補正を行なった場合、被転写体上に形成されるホールパターンのＸ－ＣＤ変動量を示すものである。ここでは、Ｘ－ＣＤ、Ｙ－ＣＤが小さくなるに従い、それに応じた露光光の照射光量を上げることにより、被転写体上に目標ＣＤ（ここではフォトマスク上と同様、１．５～１０μｍの各ＣＤ）のホールパターンを形成している。

【0052】

尚、図７において、Ｘ及びＹは、フォトマスク面内、及び被転写体の面内で互いに垂直な方向を示す意味であり、図１、図２で説明した描画装置の駆動方式に関するＸ、Ｙの方向とは関係しない。

【0053】

これによると、ＣＤが比較的大きい場合には、マスク上のＸ－ＣＤの補正が、被転写体上のＸ－ＣＤに反映される一方、ＣＤが微細化するにしたがい、マスク上のＸ－ＣＤのみへの補正、Ｙ－ＣＤのみへの補正が、いずれも、被転写体上のＸ－ＣＤを変化させる要因となる。特に、３μｍを下回るＣＤをもつ場合に、この傾向が顕著になり、２μｍ以下になるとマスク上のＸ－ＣＤの補正も、Ｙ－ＣＤへの補正も、被転写体上の転写像のＸ－ＣＤに対して、ほぼ同様に作用することがわかる。また、ここではＸ－ＣＤ補正した量（０．０２５μｍ）を越えて転写像におけるＣＤ変化量が大きくなっている。これは、パターンが微細になるに従い、マスク上のＣＤ差に対する、被転写体上のＣＤ差が拡大する現象（ＭＥＥＦ－Ｍａｓｋ Ｅｒｒｏｒ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆａｃｔｏｒ－の増加）の影響を受けることを意味する。

【0054】

上記により、フォトマスクの設計パターンデータを補正する場合、補正分をＸ－ＣＤとＹ－ＣＤに均等に配分して、補正前と同様に正方形のパターンとする必要はないことがわかる。また、図１の知見からは、むしろ、ＣＤ精度の制御性の良い方向（上記描画装置によればＹ－ＣＤの方向）に補正した方が有利であることが明らかである。これは、Ｘ－ＣＤの描画精度から判断すると、ＣＤエラーにも再現性が低く、Ｘ－ＣＤの補正を行なったときに、補正後に新たなＣＤエラーが生じるリスクがあるからである。この点を考慮し、Ｘ－ＣＤに対しては補正を行なわず、できる限りＹ－ＣＤのみの補正によって、被転写体上の転写像のＣＤ精度を向上させることが望ましい。

【0055】

この結果、補正パターンデータには、無補正の正方形のパターンのほか、描画精度の高い方向のみにＣＤ補正を施した結果として、Ｘ－ＣＤ同士が互いに異なる（Ｙ－ＣＤ同士は一定）、或いは、Ｙ－ＣＤ同士が互いに異なる（Ｘ－ＣＤ同士は一定）、複数の四角形（長方形）のパターンデータが含まれることになる。
そして、この補正パターンデータを用いて描画を行い、得られたフォトマスクは、互いに形状が異なっていても互いに面積が等しいホール／ドットパターンの群を含む。つまり、互いにＸ－ＣＤが異なり（従ってＹ－ＣＤが異なり）、かつ面積の等しい四角形状のホール／ドットパターンの組合せが１組以上含まれ、これを同一面積のホール／ドットパターン群とも称する。

【0056】

この結果から、以下のことが判明した。すなわち、フォトマスクの設計パターンに対して、ＣＤの補正を施す際には、描画装置の構造を考慮し、Ｘ－ＣＤ、及びＹ－ＣＤのうち、ＣＤの制御精度の高い方のＣＤのみを補正することが有効である。この方法によって、フォトマスク上に必要面積をもつ、同一面積のホール／ドットパターン群を得ることが可能であり、該フォトマスクを露光することによって、被転写体上に、設計どおりのＣＤをもつホール／ドットパターンを得るための補正効果が得やすい。

【0057】

ここで、ＣＤの制御性が高い方のＣＤとは、描画装置による制御性の傾向を予め把握することによって決定することができる。
尚、フォトマスクの描画装置におけるＣＤ制御は、必ずしも図３、４に記載したものに限らないが、Ｘ－ＣＤとＹ－ＣＤとの間で、その制御精度に差が生じる描画装置においては、上記と同様の考察が可能である。

【0058】

ＣＤ制御性の高い方向のより定量的な判断方法としては、図１の（ｂ）及び（ｃ）に示されたカーブにおいて、ＣＤエラー量のマイナス方向への落ち込みが見られない２．５μｍ以上の設計寸法においてＣＤエラー量の標準偏差をそれぞれ算出し、標準偏差が小さい方を制御性高い方向とすることができる。図１においては、明らかにＹ方向（図１（ｃ））の標準偏差が小さい。

【0059】

また、それぞれの設計寸法におけるＣＤエラー量に対して、近似曲線を用いて最小二乗フィッティングを行い、近似曲線とＣＤエラー量の差の標準偏差をそれぞれ算出し、標準偏差が小さい方を制御性が高い方向としてもよい。

【0060】

このような補正の方法は、マスクパターンのＸ－ＣＤ又はＹ－ＣＤ（好ましくはＸ－ＣＤ及びＹ－ＣＤ）が、露光装置の解像限界寸法Ｒに近づく微細パターンに対して適用することが、特に有効である。表示装置製造用のプロジェクション露光装置においては、一般に、解像限界寸法Ｒが以下のとおりである。
Ｒ＝ｋ＊λ／ＮＡ
ここでは、ｋ値に、０．０６１を適用することができる。また、ＮＡの値は、０．０８以上（より具体的には、０．０８～０．２）とすることができることから、３．０μｍ程度を解像限界寸法と考え、概略的には、３．０μｍ未満を、解像限界未満と扱うことができる。将来、ＮＡの値が向上すると（例えば０．１～０．２程度になる場合など）、Ｒの値も変化するため、本発明を適用する対象となるホール／ドットパターンのＣＤは変化しうるが、本発明の手法は同様に適用できる。

【0061】

例えば、上記の例では、描画装置のＹ－ＣＤの制御精度がＸ－ＣＤのそれより高かったので、マスクパターンのＹ－ＣＤのみを補正することによって、必要な面積のホール／ドットパターンをもつフォトマスクとすることが好ましい。ここで必要な面積とは、被転写体上に所望のＣＤをもつホール／ドットパターンを形成するために、フォトマスク上のホール／ドットパターンとして必要な面積である。
また、上記必要な面積を得るために、Ｙ－ＣＤのみを補正すると、Ｙ－ＣＤの値が上記Ｒ（例えば３．０μｍ）を超えてしまう場合には、Ｙ－ＣＤをＲ未満とし、上記必要な面積を充足するためのＣＤの不足分のみを、Ｘ－ＣＤの補正によって補ってもよい。

【0062】

具体的には、表示装置製造用のフォトマスクであって、フォトマスク上に形成する転写用パターンのＸ－ＣＤ及びＹ－ＣＤが、上記Ｒ未満の場合に本発明を適用することが好ましく、また、この転写用パターンは、ホール／ドットパターンをもつ場合に、本発明が有利に適用できる。具体的な例としては、Ｘ－ＣＤ及びＹ－ＣＤが３μｍ未満の場合に、効果が顕著である。また、Ｘ－ＣＤ及びＹ－ＣＤは、０．８μｍ以上であることが好ましい。より好ましくは、Ｘ－ＣＤ及びＹ－ＣＤが、１．０～２．５μｍ、更に好ましくは１．５μｍ～２．５μｍである。

【0063】

このような転写用パターンを用い、被転写体上には、ＣＤ（Ｘ－ＣＤ及びＹ－ＣＤ）が、１．０～４．０μｍ程度の転写像を得ることができる。換言すれば、被転写体上に得ようとするホール／ドットパターンのＣＤが、１．０～４．０μｍのとき、本発明を好適に適用することができる。

【0064】

また、Ｘ－ＣＤ又はＹ－ＣＤを補正する場合の補正幅（増減量）の好ましい範囲は、±（０．０１～０．１５）μｍ程度である。補正幅が過度に大きいと、フォトマスク上のパターン面積と、被転写体上の空間像の相関精度が低減する不都合があり、過度に小さいと、補正のメリットが十分に得られない。上記範囲であれば、マスクの寸法補正がより精緻に行なわれるとともに、被転写体上に得られるパターン精度をより所望値に近づけられる。補正幅のより好ましくは、±（０．０１～０．１０μｍ）である。

【0065】

（実施例１）
図８に、光学シミュレーションの結果を示す。

【0066】

図８（ｃ）は、被転写体（パネル）上に、Ｘ－ＣＤ、Ｙ－ＣＤがいずれも２．５μｍのホールパターンを形成するため、正方形のホールパターンをもつフォトマスクを露光する場合を想定する。ここでは、描画するための設計パターンデータは、Ｘ－ＣＤ、Ｙ－ＣＤがいずれも２．５μｍである。そして、同一寸法のホールパターンを、フォトマスク上に形成することを想定する。

【0067】

但し、描画装置の精度に起因して、得られたフォトマスク（予備マスクとする）のホールパターンにおいて、Ｘ－ＣＤが２．４～２．６μｍの範囲で変動したとする。このとき、この予備マスクを露光して、被転写体上に形成される光学像のＸ－ＣＤとＹ－ＣＤをプロットしたのが、図８（ｃ）である。なお、予備マスクは、描画装置を用いて描画を行った予備転写用パターンを備える。
図８の各グラフにおいて、横軸は、フォトマスク上のＸ－ＣＤ変動量、縦軸は、被転写体上に形成される光学像におけるＸ－ＣＤ（破線）、Ｙ－ＣＤ（実線）の変動量を表わす。

【0068】

図８（ｃ）において、予備マスク上変動しているのはＸ－ＣＤのみであるにもかかわらず、被転写体上に形成される光学像のＸ－ＣＤとＹ－ＣＤは、予備マスク上のＸ－ＣＤの変動に伴なって、ほぼ同様に、約２．３５～約２．６μｍの間で変動している。

【0069】

次に、設計パターンデータに補正を施す。具体的には、ホール設計値の２．５μｍの正方形の面積（２．５×２．５＝６．２５μｍ^２）を算出し、かつ、設計パターンデータのＸ－ＣＤを変更せず（設計値Ｘ－ＣＤ＝２．５μｍのままで）に、かつ、予備マスクに実際に形成されたホールパターンのＸ－ＣＤによって、上記面積となるようなＹ－ＣＤを求め、設計パターンデータのＹ－ＣＤを補正して補正パターンデータを得る（補正工程）。そして、こうして得られた補正パターンデータを用いて、フォトマスクを形成する。

【0070】

例えば、予備マスク上に、Ｘ－ＣＤが２．４００μｍ、Ｙ－ＣＤが２．５００μｍのホールパターンが形成されたとき、この面積は、６．０００μｍ^２である。しかしながら、フォトマスク上に、面積６．２５μｍ^２をもつホールパターンを得ることが望まれる。そこで、この予備マスク上の、このホールパターンに対応する、設計パターンデータのＸ－ＣＤ（＝２．５０μｍ）は変更せず、一方、設計パターンデータのＹ－ＣＤを、２．６０４μｍに補正する。そして、上記描画装置によって、描画を行なう（描画工程）。

【0071】

得られたフォトマスクは、設計パターンデータどおりであって、無補正の正方形（Ｘ－ＣＤ＝Ｙ－ＣＤ＝２．５μｍ）のホールパターンのほか、Ｘ－ＣＤの変動に応じてＹ－ＣＤが補正された、長方形のホールパターンを有することになる。そして、これらのホールパターンは、設計パターンデータにおけるＸ－ＣＤ、Ｙ－ＣＤとは異なるが、面積が等しい。また、設計パターンデータに同一のＸ－ＣＤ、Ｙ－ＣＤをもつホール／ドットパターン同士は、フォトマスク上においても、面積が等しい。つまりここでは、フォトマスク上に形成された転写用パターンにおいて面積が等しくなるように求めたＣＤ補正値を、設計パターンデータのＣＤに置換して、補正パターンデータを得る。

【0072】

また、このフォトマスクを露光し、その転写用パターンを被転写体上に転写すると、その光学像においては、Ｘ－ＣＤとＹ－ＣＤがほぼ一定のＣＤ（２．５μｍ±０．０５μｍ）のホールパターンが得られる（図８（ｄ））。この方法を用いれば、被転写体上に、目標寸法をもつ、一定のＣＤをもつホールパターンが、安定して形成できることがわかる。被転写体に得ようとする目標ＣＤに対し、±０．１μｍ以内（より好ましくは±０．０５μｍ）であれば許容範囲であるからである。

【0073】

尚、被転写体に形成しようとするホール／ドットパターンの目標ＣＤと、フォトマスク上のＸ－ＣＤ、Ｙ－ＣＤとは必ずしも等しくなくても良い。本願で、設計パターンデータは、フォトマスク上の寸法を示すものである。必要に応じて、被転写体上に形成するパターンの目標ＣＤに対して、所定のバイアス値を加え（又は減じて）、フォトマスクの設計パターンデータを形成し、これを、上記設計パターンデータのＸ－ＣＤ、Ｙ－ＣＤとしてもよい。

【0074】

一方、図８（ａ）、（ｂ）は、Ｘ－ＣＤ、Ｙ－ＣＤがいずれも４．０μｍの正方形のホールパターンを設計パターンデータとした場合（参考例７）を想定し、上記と同様の操作を行った場合を示す。フォトマスク上のＸ－ＣＤが３．９～４．１μｍの幅で変動し、Ｙ－ＣＤが設計値のままとしたときに、被転写体上に形成される光学像のＸ－ＣＤ及びＹ－ＣＤを、図８（ａ）に示す。
また、ホール設計値の４．０μｍの正方形の面積を算出し、かつ、設計パターンデータのＸ－ＣＤを変更せず（設計値Ｘ－ＣＤ＝４．０μｍのままで）に、かつ、予備マスクに実際に形成されたホールパターンのＸ－ＣＤによって、上記面積となるようなＹ－ＣＤを求め、設計パターンデータのＹ－ＣＤを補正する。そして、こうして得られた補正パターンデータを用いて、フォトマスクを形成する。このフォトマスクを用いて得られた、被転写体上の光学像のＸ－ＣＤ、Ｙ－ＣＤを、図８（ｂ）に示す。

【0075】

但し、このサイズ（露光装置の解像限界寸法より大きい）では、フォトマスクを露光して被転写体上に形成した光学像のＸ－ＣＤ、Ｙ－ＣＤは、上記実施例１と比較して、設計値４．０μｍからの変動が大きい。

【0076】

上記から、露光装置の解像限界寸法未満のＣＤをもつフォトマスクにおいて、フォトマスク上に得られるホール／ドットパターンを補正する場合（上記のケース１に対応）の補正パターンデータを求める方法を考察する。

【0077】

フォトマスクの設計パターンデータにおける、Ｘ－ＣＤをＸｍ（ｄｅｓ）、Ｙ－ＣＤを、Ｙｍ（ｄｅｓ）、面積をＳｍ（ｄｅｓ）とし、
形成した予備マスクにおける実際のＸ－ＣＤをＸｍ（ａｃｔ）、Ｙ－ＣＤをＹｍ（ａｃｔ）、面積をＳｍ（ａｃｔ）とし、
補正パターンデータにおけるＸ－ＣＤをＸｍ（ｃｏｒ）、Ｙ－ＣＤをＹｍ（ｃｏｒ）、面積をＳｍ（ｃｏｒ）とするとき、
Ｙｍ（ｃｏｒ）＝｛Ｓｍ（ｄｅｓ）／Ｓｍ（ａｃｔ）｝＊Ｙｍ（ａｃｔ） ・・・ （１）
とすることができる。ここで、Ｘｍ（ｃｏｒ）＝Ｘｍ（ｄｅｓ）である。

【0078】

つまり、マスクＣＤの不調を補正する場合には、設計パターンデータにおけるホール／ドットパターンの面積を維持するようにしてＣＤ制御性の高い方向のＣＤ（ここではＹ－ＣＤ）を補正し、補正パターンデータを形成する。結果として得られる転写像がほぼ設計パターンデータで目標としたものと同一になる。

【0079】

補正値を把握する工程では、予備マスクを得るために用いた予備マスク用設計パターンデータに含まれるホール／ドットパターンと、予備マスク上に形成されたホール／ドットパターンの、相互の面積の相関を把握することによって、ＣＤ（ここではＹ－ＣＤ）の補正量を決定することができる。もちろん、ホール／ドットパターンの面積と、Ｘ－ＣＤ、Ｙ－ＣＤの各数値は相関しているので、結果として（１）式の値を得ることを行なうために、補正値を算定する段階ではいずれの値を如何なる順で用いて算定してもよい。

【0080】

（実施例２）
被転写体上に得ようとするパターンの設計にもとづいて、フォトマスクの設計パターンデータを形成し、これをもとに、転写用パターンをもつフォトマスクを形成し、露光装置を用いてこれを転写した場合に、被転写体上に得られたＣＤが、目標値とずれてしまう場合（ケース２の場合）を想定する。この場合も、転写用パターンにおけるＸ－ＣＤ、Ｙ－ＣＤが、露光装置の解像限界寸法未満である。

【0081】

この場合も、被転写体上に形成される転写像のＣＤが、目標値と一致するように、フォトマスク製造工程にこのずれをフィードバックし、補正パターンデータを用いて、新たに補正されたフォトマスクを用意すれば良い。そして、ＣＤの目標値からのずれは、フォトマスクのＣＤのずれに起因するものであっても、露光の過程に起因するものであっても、その両方によるものであってもよい。

【0082】

そして、この場合においても、補正パターンデータの作成において、ＣＤの補正は、Ｘ－ＣＤ、Ｙ－ＣＤの値を均等に変化させるのではなく、ＣＤ制御精度の高い方（ここでは、Ｙ－ＣＤ）の値を、変更することによって、補正パターンデータを得る。

【0083】

まず、予備マスクを用意する。この予備マスクは、予備設計パターンデータを用いた描画工程により、製造されたものでる。

【0084】

ここで、フォトマスクの設計パターンデータにおける、Ｘ－ＣＤをＸｍ（ｄｅｓ）、Ｙ－ＣＤを、Ｙｍ（ｄｅｓ）、面積をＳｍ（ｄｅｓ）とし、
被転写体上に得ようとするパターンの目標とするＸ－ＣＤをＸｐ（ｔａｒ）、Ｙ－ＣＤをＹｐ（ｔａｒ）、面積をＳｐ（ｔａｒ）とし、
形成した予備マスクにおける実際のＸ－ＣＤをＸｍ（ａｃｔ）、Ｙ－ＣＤをＹｍ（ａｃｔ）、面積をＳｍ（ａｃｔ）とし、
露光装置によって予備マスクを露光し、被転写体上に得られる転写像のＸ－ＣＤをＸｐ（ａｃｔ）、Ｙ－ＣＤをＹｐ（ａｃｔ）、面積をＳｐ（ａｃｔ）とし、
補正パターンデータにおけるＸ－ＣＤをＸｍ（ｃｏｒ）、Ｙ－ＣＤをＹｍ（ｃｏｒ）、面積をＳｍ（ｃｏｒ）とする。

【0085】

ここで、Ｓｐ（ｔａｒ）は、予め、Ｘｐ（ｔａｒ）とＹｐ（ｔａｒ）、及びパターン形状（円又は楕円など）から求めておくことが好ましい。

【0086】

このとき、以下の関係式により、Ｓｍ（ｃｏｒ）を求める。
Ｓｍ（ｃｏｒ）＝Ｓｍ（ａｃｔ）＊｛Ｓｐ（ｔａｒ）／Ｓｐ（ａｃｔ）｝

【0087】

次に、このＳｍ（ｃｏｒ）を満足させるための、補正パターンデータを求める。すなわち、マスク上のパターンは四角形であるので、
Ｙｍ（ｃｏｒ）＝Ｓｍ（ｃｏｒ）／Ｘｍ（ａｃｔ）
ここでもＸｍ（ｃｏｒ）は、Ｘｍ（ｄｅｓ）のままとする。

【0088】

すなわち、被転写体に形成されるパターンのＣＤに目標値からのずれがある場合は、被転写体上の目標ＣＤから得られる目標面積を得るために必要な、マスク上の必要面積を求め、これを元に、ＣＤ制御性の高い方向のＣＤ（ここではＹ－ＣＤ）を補正し、補正パターンデータを形成する。

【0089】

また、パターンが微細化するに伴い、ＭＥＥＦの影響が無視できない場合には、ＭＥＥＦの値による係数を、上記で求めた補正量にかけてもよい。

【0090】

上記説明では、被転写体上にホールパターンを形成する場合を例としたが、ドットパターンに対して同様の方法を適用してもよいことはいうまでもない。

【0091】

実際の設計パターンデータには、被転写体（パネル）上で、同一のホール／ドットパターンとなる複数のホール／ドットパターンが配置されている。本発明の補正パターンデータを得るためには、上記の算定を、個々のホール／ドットパターンごとに、行なうことが好ましい。ＣＤずれの原因は、フォトマスク面内の位置などによって、個々に異なる場合があるためである。

【0092】

尚、上記の実施例２においても、実施例１におけると同様に、計算の順序は同一でなくても、同じ結果が得られれば良い。

【0093】

本発明は、上記した実施例１、実施例２に限定されない。

【0094】

また、上記描画方法を適用した、フォトマスクの製造方法を含む。

【0095】

また、このようにして製造したフォトマスクを用い、転写用パターンを被転写体上に転写することを含む、表示装置の製造方法を含む。ここで表示装置とは、最終製品としての表示装置に組み込む為の、表示装置用デバイスを含む。

【0096】

露光装置としては、開口数ＮＡが０．０８～０．２０、コヒレントファクタσが０．２～０．７程度の光学系を有する、プロジェクション方式の等倍露光装置を用いることが有用である。主にＦＰＤ用露光装置として知られるものが適用できる。露光波長は、ｉ線、ｈ線、ｇ線のいずれかを用いることが好適であり、これらをすべて含むブロード波長光を用いてもよい。

【0097】

転写用パターンを、被転写体上ポジレジストに転写してもよく、ネガレジストを用いても良い。また、被転写体上のレジストをエッチングマスクとしてのレジストパターンとしてもよく、又は、立体的な構造物を形成するための感光性樹脂に転写してもよい。

【0098】

本発明を適用して製造するフォトマスクの用途に特に制限は無い。

【0099】

例えば、表示装置製造用のフォトマスクとして、コンタクトホールを形成するためのフォトマスクに好適である。特に、いわゆる孤立ホールパターンの形成に利用できる。更には、カラーフィルターのフォトスペーサ等の構造物を形成してもよい。

【0100】

いわゆるバイナリマスクであってもよく、又は、被転写体上に、複数の残膜量をもつ立体的なレジストパターンを形成するための多階調フォトマスクであってもよい。又は、位相シフト膜を用いてコントラスト等を向上可能な位相シフトマスクであってもよい。

【0101】

また、本発明は、上記製造方法によって得られたフォトマスクを含む。

【0102】

フォトマスクが有する転写用パターンは、複数の長方形のホールパターンを含み、長方形の長辺の寸法をＸ－ＣＤとするとき、前記複数のホールパターンは、互いのＸ－ＣＤが互いに異なり、面積が同一である形状を有する。短辺の寸法をＹ－ＣＤとするとき、Ｘ－ＣＤ及びＹ－ＣＤが３μｍ以下であることが好ましい。

【0103】

又は、フォトマスクが有する転写用パターンは、複数の長方形のドットパターンを含み、長方形の長辺の寸法をＸ－ＣＤとするとき、前記複数のドットパターンは、互いのＸ－ＣＤが互いに異なり、面積が同一である形状を有する。短辺の寸法をＹ－ＣＤとするとき、Ｘ－ＣＤ及びＹ－ＣＤが３μｍ未満であることが好ましい。

【0104】

又は、前記転写用パターンは、更に、上記長方形のホール／ドットパターンと同一面積の、正方形のホール／ドットパターンを有する。

【0105】

ここで複数の面積をもつパターンは、得ようとするデバイスの設計に基いた、設計パターンデータ（すなわち補正を施す前のパターンデータ）において、同一のＣＤ（Ｘ－ＣＤ及びＹ－ＣＤ）をもつパターンであり従って、最終的な製品において、同じ機能を奏するためのパターンであることができる。

【0106】

本発明による、描画方法、それを用いたフォトマスクの製造方法を適用すれば被転写体の、面内全域にわたって、ＣＤエラー量を、許容範囲以下に抑えることができ、歩留や生産効率に寄与する。

【0107】

尚、本発明を適用するフォトマスクの用途には特に限定は無い。液晶や有機ＥＬを含む、表示装置製造用のフォトマスクを用いて、これらの表示装置の各種レイヤを製造する場合に、好適に適用できる。

【0108】

また、フォトマスクは、いわゆるバイナリマスクであってもよく、又は、所定の透過率をもつ機能性膜パターンを有するもの（多階調フォトマスク、位相シフトフォトマスクなど）であってもよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】