(57)【要約】      （修正有）【課題】ラスターミラースキャンを用いてマスクガラスからグレイスケールマスクを製造するとき、マスクガラスで発生する異常を抑制して精度の高い光学部品を製造することができるグレイスケールマスクの製造方法とその製造装置を提供する。【解決手段】グレイスケールマスクの製造方法とその製造装置は、感光性を有するマスクガラスを所定の領域Ｓ１、Ｓ２に分割し、各分割領域において光量を変化させてレーザー光を一方向に走査し、マスクガラスを感光させてマスクガラスからグレイスケールマスクを生成するグレイスケールマスクの製造方法であって、連続する次の分割領域Ｓ２においてレーザー光の照射を開始する位置を、前回の分割領域Ｓ１においてレーザー光で感光された後端部と重複する位置とすることを特徴とする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光性を有するマスクガラスを所定の領域に分割し、各分割領域において光量を変化させてレーザー光を一方向に走査し、前記マスクガラスを感光させて前記マスクガラスからグレイスケールマスクを生成するグレイスケールマスクの製造方法であって、
連続する次の分割領域においてレーザー光の照射を開始する位置を、前回の分割領域においてレーザー光で感光された後端部と重複する位置とすることを特徴とするグレイスケールマスクの製造方法。
【請求項２】
前記重複する位置で照射するレーザー光の光量を、前記重複しない位置で照射するレーザー光の光量よりも少なくすることを特徴とする請求項１に記載のグレイスケールマスクの製造方法。
【請求項３】
連続する次の分割領域において前回の分割領域と重複する領域にレーザー光の照射を開始する場合、前記次の分割領域のレーザー光の本来の照射の前に二重露光用の照射を付加し、前記二重露光用の照射は前記重複する領域への照射に用い且つ前記本来の照射より少ない光量で照射することを特徴とする請求項１に記載のグレイスケールマスクの製造方法。
【請求項４】
最初の分割領域におけるレーザー光の照射の開始位置を、グレイスケールマスクを用いて光学部品を生成する場合の前記光学部品の使用領域外とすることを特徴とする請求項１に記載のグレイスケールマスクの製造方法。
【請求項５】
最初の分割領域においてレーザー光の照射を行うとき、各走査の開始位置の光量をそれに続く位置の光量より少ない光量にすることを特徴とする請求項１に記載のグレイスケールマスクの製造方法。
【請求項６】
感光性を有するマスクガラスを所定の領域に分割し、各分割領域内において光量を変化させてレーザー光を一方向に走査し、この走査で前記マスクガラスを感光させて前記マスクガラスからグレイスケールマスクを生成するグレイスケールマスクの製造方法であって、
第１の分割領域を走査した後にこれと隣接して設けられた第２の分割領域を走査するとき、前記第２の分割領域内を走査するレーザー光を前記第１の分割領域内の走査によって感光した描画線の後端部と重複させて照射することを特徴とするグレイスケールマスクの製造方法。
【請求項７】
前記レーザー光が重複されて照射される位置では、前記第１の分割領域内を走査するレーザー光の光量を重複のない位置の光量より少なくすることを特徴とする請求項６に記載のグレイスケールマスクの製造方法。
【請求項８】
前記レーザー光が重複されて照射される位置では、前記第２の分割領域側でこの重複がない位置の走査の光量より少ない光量の二重露光用の照射を行うことを特徴とする請求項６または７に記載のグレイスケールマスクの製造方法。
【請求項９】
最初の分割領域におけるレーザー光の各走査の開始位置を、グレイスケールマスクを用いて光学部品を生成する場合の前記光学部品の使用領域外に配置したことを特徴とする請求項６に記載のグレイスケールマスクの製造方法。
【請求項１０】
感光性を有するマスクガラスを載置する載置台と、レーザー光を放射する光源と、前記載置台上のマスクガラスを所定の領域に分割し、各分割領域において光量を変化させて前記レーザー光を一方向に走査し、前記マスクガラスを感光させて前記マスクガラスからグレイスケールマスクを生成するレーザー制御手段と、を具備し、
前記レーザー制御手段は、連続する次の分割領域においてレーザー光の照射を開始する位置を、前回の分割領域においてレーザー光で感光された後端部と重複する位置とすることを特徴とするグレイスケールマスクの製造装置。
【請求項１１】
感光性を有するマスクガラスを載置する載置台と、レーザー光を放射する光源と、前記載置台上のマスクガラスを所定の領域に分割し、各分割領域において光量を変化させて前記レーザー光を一方向に走査し、この走査で前記マスクガラスを感光させて前記マスクガラスからグレイスケールマスクを生成するレーザー制御手段と、を具備し、
前記レーザー制御手段は、第１の分割領域を走査した後に隣接する第２の分割領域を走査するとき、前記第２の分割領域内を走査するレーザー光を前記第１の分割領域内の走査で感光した描画線の後端部と重複させて照射することを特徴とするグレイスケールマスクの製造装置。
【請求項１２】
前記レーザー制御手段は、前記重複する位置で照射するレーザー光の光量を、前記重複しない位置で照射するレーザー光の光量よりも少なくすることを特徴とする請求項１０または１１に記載のグレイスケールマスクの製造装置。
【請求項１３】
前記レーザー制御手段は、連続する次の分割領域において前回の分割領域と重複する領域にレーザー光の照射を開始する場合、前記次の分割領域のレーザー光の本来の照射の前に二重露光用の照射を付加し、前記二重露光用の照射は前記重複する領域への照射に用い且つ前記本来の照射より少ない光量で照射することを特徴とする請求項１０または１１に記載のグレイスケールマスクの製造装置。
【請求項１４】
前記レーザー制御手段は、最初の分割領域におけるレーザー光の照射の開始位置を、グレイスケールマスクを用いて光学部品を生成する場合の前記光学部品の使用領域外とすることを特徴とする請求項１０または１１に記載のグレイスケールマスクの製造装置。
【請求項１５】
前記レーザー制御手段は、最初の分割領域においてレーザー光の照射を行うとき、各走査の開始位置の光量をそれに続く位置の光量より少ない光量にすることを特徴とする請求項１０または１１に記載のグレイスケールマスクの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクガラスにレーザー光を照射してグレイスケールマスクを製造するグレイスケールマスクの製造方法、及びその製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、マスクガラスを使ってフォトリソグラフィにより光学部品を製造する製造方法には、大きく言って、バイナリーマスクを用いた製造方法と、グレイスケールマスクを用いた製造方法の２種類があった。
【０００３】
まず、バイナリーマスクを使ったフォトリソグラフィによる光学部品の製造方法について説明する。図１２は従来のバイナリーマスクを用いたフォトリソグラフィによる光学部品の製造方法の説明図である。
【０００４】
この製造方法は、マスクガラスからバイナリーマスクを生成し、このバイナリーマスクを介してガラス基板に光を照射することで光学部品を製造する。ここでバイナリーマスクとは、光を透過する例えば透明な部分と、透過しない例えば黒い部分の、２値の部分で構成されるマスクである。回折素子などの光学部品を製造する場合に好適な方法である。
【０００５】
図１２（ａ）に示すように、光学部品を構成するためのガラス基板１０９に予めレジスト層１１０をコーティングしておき、図１２（ｂ）のようなバイナリーマスク１１１を介して、図１２（ｃ）のようにステッパーまたはマスクアライナーからの光を照射すると、この露光１１２によってクロムマスクなどのバイナリーマスクの光を透過する部分に対応した位置のレジスト層のみが感光する。なお、レジスト層１１０にはポジ型レジスト層とネガ型レジスト層があるが、図１２（ｃ）に示す場合はポジ型レジスト層である。
【０００６】
次に、この感光したガラス基板を現像すると、図１２（ｄ）に示す状態となり、レジスト層１１０で感光された部分のみが溶け出し、その部分のみレジスト層１１０が消失する。この状態のガラス基板１０９にプラズマを照射すると、図１２（ｅ）のようにレジスト層１１０がなくなった部分がエッチングされ、エッチング後にガラス基板１０９のレジスト層１１０を除去すれば（図１２（ｆ）参照）、所望の回折格子が製造される。
【０００７】
続いて、グレイスケールマスクを使ったフォトリソグラフィによる光学部品の製造方法について説明する。図１３は従来のグレイスケールマスクを用いたフォトリソグラフィによる光学部品の製造方法の説明図である。
【０００８】
この製造方法は、図１３（ｂ）に示すグレイスケールマスク１１３を生成し、このグレイスケールマスク１１３を介してガラス基板１０９に光を照射することで光学部品を製造する。この方法で製造するの好適な光学部品としては例えばレンズなどが挙げられる。
【０００９】
グレイスケールマスク１１３は、バイナリーマスク１１１のように光を透過する部分と透過しない部分の２値で構成されるものではなく、光を透過する透明な部分から、色の薄い部分、濃い部分、光を透過しない黒い部分と、連続的に色が変化するマスクである。言い換えると透過率が連続的に変化するマスクである。グレイスケールマスク１１３の素材としてはレーザー光で直接処理可能なＬＤＷガラス（Laser Direct Write glass）が好適である。
【００１０】
図１３（ａ）に示すように、ガラス基板１０９には予めレジスト層１１０がコーティングされており、図１３（ｃ）のようにグレイスケールマスク１１３を介してステッパーまたはマスクアライナーからの光を照射すると、グレイスケールマスク１１３の透過率に応じてレジスト層１１０が感光する。グレイスケールマスク１１３の色が薄い部分に対応する部分ほど、レジスト層１１０の感光は強くなり、色が濃い部分ほど、レジスト層１１０の感光程度は弱くなる。なお、図１３（ａ）に示すレジスト層１１０もポジ型レジスト層である。
【００１１】
この感光したガラス基板１０９を現像すると図１３（ｄ）に示すような状態となり、レジスト層１１０において感光された部分が溶け出し、この位置ではレジスト層１１０がなくなってしまう。この状態のガラス基板１０９にプラズマを照射することによってエッチングする。なお、このプラズマ照射に代えて、エッチング液を用いたウェットエッチング、イオンボンバードを用いたイオンミリングでエッチングするのでも同様である。
【００１２】
これにより、ガラス基板１０９は図１３（ｅ）のように、レジスト層１１０が強く感光された部分ほど、すなわちグレイスケールマスク１１３の色が薄い部分に対応した部分ほど深くエッチングされ、また、弱く感光された部分、すなわちグレイスケールマスク１１３の色が濃い部分に対応した部分ほど浅いエッチングが行われる。従って、例えば凸レンズを製造する場合は、グレイスケールマスク１１３は同心円状に色が変化する濃淡から構成され、これに従ってエッチングされて凸状の形状が実現できる（図１６（ａ），（ｂ）参照）。
【００１３】
ここで、従来のグレイスケールマスク１１３の製造方法について更に説明する。ガラス基板１０９として用いるマスクガラスは、例えばＣＡＮＹＯＮ  ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣ．製のマスクガラスを用いる（例えば、特許文献１参照）。このマスクガラスは、ポジ型であるためレーザー光を照射すると、色が薄くなり、透過率が大きくなる。従って、照射するレーザー光の光量を変化させることによってマスクガラスの色の濃淡を形成し、マスクガラスにグレイスケールパターンを描写する。ただ、透過率とレーザー光の光量の関係はポジ型だけである必要はなく、ネガ型のものでもよい。そして、従来、レーザー光によるこの描写は双方向ラスターミラースキャンにより行われてきた。
【００１４】
ラスターミラースキャンは、マスクガラスを帯状の領域（以下、走査幅領域）に分割し、レーザー光を各領域内で短手方向に例えば１００μｍ幅で走査する。これを１つの走査幅領域で説明すると、レーザー光源から出射したレーザー光を、軸周りに揺動（交互反転）するスキャンミラーで一方向に走査し、マスクガラス上に描画線を描写する。同時に、このマスクガラスを載置したステージをこの描画線に対して垂直な方向に移動させる。これにより、レーザー光の走査にステージの送りが重畳され、少し傾斜した形態の描画線が描写される。
【００１５】
双方向ラスターミラースキャンは、最初の走査でレーザー光が他方の端部に到達すると、向きをそれまでと反転され、逆方向に揺動される。これにより２度目の走査は逆方向となる。しかし、マスクガラスを載せたステージは最初のスキャンと変わらず垂直方向に移送されるため、次に描写される１００μｍの描画線は最初の１００μｍの描画線からみると走査幅領域の端線で反射されたような屈曲した直線となる。
【００１６】
従って、１つの走査幅領域の双方向ラスターミラースキャンを行うには、この屈曲した直線の描写をジグザクに繰り返し行い、図１４に示すような交互に折り返したグレイスケールパターン１１４を描写する必要があった。図１４（ａ）は従来の双方向ラスターミラースキャンにおける帯状領域内の走査の説明図、図１４（ｂ）は（ａ）のマスクガラスのＡ−Ａ’断面図である。なお、図１４（ｂ）の断面図については後で詳述する。
【００１７】
そして、グレイスケールマスクを製造するためには、１つの走査幅領域に止まらず、複数の走査幅領域でラスターミラースキャンを行う必要がある。図１５は従来の双方向ラスターミラースキャンにおける隣接する複数の走査幅領域に対する走査の説明図、図１７（ａ）は従来の双方向ラスターミラースキャンにおける隣接する複数の走査幅領域での走査の説明図、図１７（ｂ）は（ａ）のマスクガラスのＡ−Ａ’断面図である。なお、製造される光学部品がマイクロ部品などの場合、アレイとして製造されることが多く、グレイスケールマスクもこのようなアレイに対するマスクとなる。なお、図１７（ｂ）の断面図の詳細については後述する。
【００１８】
１つの走査幅領域の双方向ラスターミラースキャンが終わったとき、図１５,図１７（ａ）に示すように１領域分の幅Ｈ、例えば１００μｍだけ短手方向にステージを移動し、この走査幅領域に隣接した次の領域の走査幅領域に対してグレイスケールパターンを描写する。さらにこれが終了すると、さらにもう１領域分ステージを移動し、その走査幅領域に隣接した走査幅領域にグレイスケールパターン１１４を描写する。このようなスキャンを繰り返し、所望の複数領域の走査幅領域にグレイスケールパターン１１４を描写し、グレイスケールマスク１１３が完成する。
【特許文献１】米国特許第６５６２５２３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかし、かかる従来の技術によって製造したグレイスケールマスクは、双方向ラスターミラースキャンの走査により、描画開始部分と描画終端部分にマスクガラスの異常が発生し、問題になっていた。すなわち、図１４（ｂ）の隆起部１１７でマスクガラスにグレイスケールパターン１１４を描写するとき、この描画開始部分と描画終端部分において、大きなエネルギー吸収が発生し、あるいは吸収不足に陥ったりして、ピン状の異常隆起部１１５や穴状の異常沈降部１１６が形成された。
【００２０】
これは以下のような理由によるものと考えられる。所定の閾値を超えた光量のレーザー光をポジ型のマスクガラス（ＬＤＷマスク）に照射すると、マスクガラスの性質によりマスクガラスの光学濃度が減少する。すなわち、レーザー光を受光することにより暗い背景濃度から透明に変化し、透過率が上昇する。
【００２１】
レーザー光の照射を開始したとき、図４（ａ），（ｂ）に示すような黒いマスクガラスが感光してこの部分が濃度変化する。照射された光のほとんどがマスクガラスの光学濃度変化に寄与し、この部分でレーザー光の過分な吸収が起こり、これによってマスクガラスに物理的変化が生じ、濃度変化（透過率変化）の起こる範囲と３次元的な形状に膨張が起こる。
【００２２】
しかし、その瞬間以降のレーザー光は、スキャンで中心が少しずつ移動する。この状態では、スキャンする方向の未照射部分だけでなく、既に照射が行われて透過率が上がった（透明に近づいた）部分にも照射されるため、マスクガラスによるレーザー光の過分な吸収は生じにくくなる。図４（ａ）はガラスマスクのエネルギーの異常吸収を示す描画線幅の説明図、図４（ｂ）は（ａ）の描画線幅で漂白される領域を示す説明図である。
【００２３】
上述したポジ型のマスクガラスでは、図４（ａ）において矢視方向に走査したとき、描画開始部分１２０でエネルギー吸収により描画線幅２５、透明度が増加し、スキャンの途中部分１２１で所定幅と所定濃度となり、この状態で走査終端部１２２まで持続される。図４（ｂ）の漂白される領域の大きさでみると、描画開始部分１２０ではレーザー光のほとんどが吸収されて漂白されているが、その後の途中部分１２１、走査終端部１２２では、既に照射されて透過率が上がった部分と、三日月形状の黒い部分（未照射部分）に二分されて照射されており、マスクガラスのレーザー光の異常吸収は生じにくくなっているのが分かる。
【００２４】
なお、双方向ラスターミラースキャンにおいては、スキャンミラーの向きを交互に反転するため、両端部で各走査の描画が開始されることになり、端部ではレーザー光量が増加し、この付近で透過率が低下する。従って、双方向ラスターミラースキャンにおいては、描画開始部分１２０と同様に、走査終端部１２２においても異常隆起部１１５と異常沈降部１６が形成される。
【００２５】
さて、この走査終端部１２２、描画開始部分１２０で発生する現象と同様の現象が、複数の走査幅領域間の継ぎ目部分においても発生する。そして、この現象が継ぎ目に形成されたグレイスケールマスクを用いてレンズなどの光学部品を製造すると、図１６（ａ）に示すように、光学部品上にも異常部分（傷）が形成される。図１６（ａ）は従来の双方向ラスターミラースキャンによって製造した光学部品の断面形状を示す説明図、図１６（ｂ）は理想的な光学部品の断面形状を示す説明図である。図１６（ａ）においては、描画開始部分だけでなく、継ぎ目部分でも、レンズ表面１２５に突起部１２６が形成されている。
【００２６】
光学部品の継ぎ目部分にこのような突起部１２６が形成される原因は、上述したマスクガラスの性質によるものであり、継ぎ目部分にレーザー光の照射を開始した瞬間、図４（ａ），（ｂ）に示すように描画開始部分１２０の面積が膨張し、３次元的な物理変化が生じるからと考えられる。
【００２７】
例えば、図１７（ａ），（ｂ）に示すように、走査幅領域Ｓ１内において上から下へ描画が行なわれ、これが終了すると、隣の走査幅領域Ｓ２へ移動し、さらにそれ以降の全走査幅領域Ｓｎを描画し、スキャンを終了する。このとき、図１７（ａ）の継ぎ目部分Ｃ近傍には、走査幅領域Ｓ１と走査幅領域Ｓ２のそれぞれのスキャンで二重露光され、一様であるはずの隆起部１７に異常沈降部１１６と異常隆起部１１５が形成される。
【００２８】
このように、双方向ラスターミラースキャンによってマスクガラスからグレイスケールマスクを製造するときには、マスクガラスの性質により、描画開始部分や継ぎ目、走査終端部にレーザー光の異常吸収が起こり、マスクガラスの濃度変化の起こる範囲と３次元的な形状の異常が起こる。このようなマスクガラスで発生する異常を抑制しなければ、精度の高い光学部品を製造することは難しい。
【００２９】
そこで、本発明はこのような課題を解決するため、ラスターミラースキャンを用いてマスクガラスからグレイスケールマスクを製造するとき、マスクガラスで発生する異常を抑制して精度の高い光学部品を製造することができるグレイスケールマスクの製造方法とその製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
このような問題を解決するために本発明のグレイスケールマスクの製造方法は、感光性を有するマスクガラスを所定の領域に分割し、各分割領域において光量を変化させてレーザー光を一方向に走査し、マスクガラスを感光させてマスクガラスからグレイスケールマスクを生成するグレイスケールマスクの製造方法であって、連続する次の分割領域においてレーザー光の照射を開始する位置を、前回の分割領域においてレーザー光で感光された後端部と重複する位置とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明のグレイスケールマスクの製造方法とその製造装置によれば、ラスターミラースキャンを用いてマスクガラスからグレイスケールマスクを製造するとき、マスクガラスで発生する異常を抑制して精度の高い光学部品を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
上記課題を解決するために本発明の第１の発明は、感光性を有するマスクガラスを所定の領域に分割し、各分割領域において光量を変化させてレーザー光を一方向に走査し、マスクガラスを感光させてマスクガラスからグレイスケールマスクを生成するグレイスケールマスクの製造方法であって、連続する次の分割領域においてレーザー光の照射を開始する位置を、前回の分割領域においてレーザー光で感光された後端部と重複する位置とすることを特徴とするグレイスケールマスクの製造方法である。連続する次の分割領域においてレーザー光の照射を開始する位置を、前回の分割領域においてレーザー光で感光された後端部と重複させることにより、次の分割領域において最初に照射されるレーザー光のパワーは前回の分割領域において既にレーザー光で感光された領域に吸収されるので、各帯状領域の間の継ぎ目の発生を抑制できる。
【００３３】
本発明の第２の発明は、第１の発明に従属する発明であって、重複する位置で照射するレーザー光の光量を、重複しない位置で照射するレーザー光の光量よりも少なくすることを特徴とするグレイスケールマスクの製造方法である。これにより、重複する位置においてレーザー光が２度照射されても、２度目のレーザー光の照射量を少なく抑えるので、重複する位置の膨張を防ぐことができる。
【００３４】
本発明の第３の発明は、第１の発明に従属する発明であって、連続する次の分割領域において前回の分割領域と重複する領域にレーザー光の照射を開始する場合、次の分割領域のレーザー光の本来の照射の前に二重露光用の照射を付加し、二重露光用の照射は重複する領域への照射に用い且つ本来の照射より少ない光量で照射することを特徴とするグレイスケールマスクの製造方法である。二重露光用の照射を、重複する領域への照射に本来の照射より少ない光量で照射することにより、重複する領域においてレーザー光が２度照射されても、２度目のレーザー光の照射量を少なく抑えるので、重複した領域の膨張を防ぐことができる。さらに、二重露光用の照射を用いるので、前回の分割領域における本来の照射により既に感光している重複する領域の感光を損なうことなく、グレイスケールマスクを所定の透過率となるように感光することができる。
【００３５】
本発明の第４の発明は、第１の発明に従属する発明であって、最初の分割領域におけるレーザー光の照射の開始位置を、グレイスケールマスクを用いて光学部品を生成する場合の光学部品の使用領域外とすることを特徴とするグレイスケールマスクの製造方法である。最初の分割領域における照射の開始位置を、このグレイスケールマスクを用いて生成する光学部品の使用領域外とすることにより、最初の照射によりグレイスケールマスクに膨張が生じ、グレイスケールマスクの膨張に対応する光学部品の位置に傷が生じても、傷は光学部品の使用領域外に生じるので、使用上問題がない光学部品を製造できる。
【００３６】
本発明の第５の発明は、第１の発明に従属する発明であって、最初の分割領域においてレーザー光の照射を行うとき、各走査の開始位置の光量をそれに続く位置の光量より少ない光量にすることを特徴とするグレイスケールマスクの製造方法である。最初の分割領域における各走査の開始位置の光量を本来の光量より少ない光量にすることにより、最初の照射によりグレイスケールマスクに膨張が生じて、グレイスケールマスクの膨張に対応する光学部品の位置に傷が生じても、傷は光学部品の使用領域外に生じるので、使用上問題がない光学部品を製造できる。
【００３７】
本発明の第６の発明は、感光性を有するマスクガラスを所定の領域に分割し、各分割領域内において光量を変化させてレーザー光を一方向に走査し、この走査でマスクガラスを感光させてマスクガラスからグレイスケールマスクを生成するグレイスケールマスクの製造方法であって、第１の分割領域を走査した後にこれと隣接して設けられた第２の分割領域を走査するとき、第２の分割領域内を走査するレーザー光を第１の分割領域内の走査によって感光した描画線の後端部と重複させて照射することを特徴とするグレイスケールマスクの製造方法である。隣接する第２の分割領域においてレーザー光の照射を開始する位置を、第１の分割領域においてレーザー光で感光された描画線の後端部と重複させることにより、第２の分割領域において最初に照射されるレーザー光のパワーは第１の分割領域において既にレーザー光で感光された領域に吸収されるので、各帯状領域の間の継ぎ目の発生を抑制できる。
【００３８】
本発明の第７の発明は、第６の発明に従属する発明であって、レーザー光が重複されて照射される位置では、第１の分割領域内を走査するレーザー光の光量を重複のない位置の光量より少なくすることを特徴とするグレイスケールマスクの製造方法である。これにより、重複する位置においてレーザー光が２度照射されても、２度目のレーザー光の照射量を少なく抑えるので、重複する位置の膨張を防ぐことができる。
【００３９】
本発明の第８の発明は、第６または７の発明に従属する発明であって、レーザー光が重複されて照射される位置では、第２の分割領域側でこの重複がない位置の走査の光量より少ない光量の二重露光用の照射を行うことを特徴とするグレイスケールマスクの製造方法である。二重露光用の照射を、重複する領域への照射に本来の照射より少ない光量で照射することにより、重複する領域においてレーザー光が２度照射されても、２度目のレーザー光の照射量を少なく抑えるので、重複した領域の膨張を防ぐことができる。さらに、二重露光用の照射を用いるので、前回の分割領域における本来の照射により既に感光している重複する領域の感光を損なうことなく、グレイスケールマスクを所定の透過率となるように感光することができる。
【００４０】
本発明の第９の発明は、第６の発明に従属する発明であって、最初の分割領域におけるレーザー光の各走査の開始位置を、グレイスケールマスクを用いて光学部品を生成する場合の光学部品の使用領域外に配置したことを特徴とするグレイスケールマスクの製造方法である。最初の分割領域における照射の開始位置を、このグレイスケールマスクを用いて生成する光学部品の使用領域外とすることにより、最初の照射によりグレイスケールマスクに膨張が生じたために、グレイスケールマスクの膨張に対応する光学部品の位置に傷が生じても、傷は光学部品の使用領域外に生じるので、使用上問題がない光学部品を製造できる。
【００４１】
本発明の第１０の発明は、感光性を有するマスクガラスを載置する載置台と、レーザー光を放射する光源と、載置台上のマスクガラスを所定の領域に分割し、各分割領域において光量を変化させてレーザー光を一方向に走査し、マスクガラスを感光させてマスクガラスからグレイスケールマスクを生成するレーザー制御手段と、を具備し、レーザー制御手段は、連続する次の分割領域においてレーザー光の照射を開始する位置を、前回の分割領域においてレーザー光で感光された後端部と重複する位置とすることを特徴とするグレイスケールマスクの製造装置である。連続する次の分割領域においてレーザー光の照射を開始する位置を、前回の分割領域においてレーザー光で感光された後端部と重複させることにより、次の分割領域において最初に照射されるレーザー光のパワーは前回の分割領域において既にレーザー光で感光された領域に吸収されるので、各帯状領域の間の継ぎ目の発生を抑制できる。
【００４２】
本発明の第１１の発明は、感光性を有するマスクガラスを載置する載置台と、レーザー光を放射する光源と、載置台上のマスクガラスを所定の領域に分割し、各分割領域において光量を変化させてレーザー光を一方向に走査し、この走査でマスクガラスを感光させてマスクガラスからグレイスケールマスクを生成するレーザー制御手段と、を具備し、レーザー制御手段は、第１の分割領域を走査した後に隣接する第２の分割領域を走査するとき、第２の分割領域内を走査するレーザー光を第１の分割領域内の走査で感光した描画線の後端部と重複させて照射することを特徴とするグレイスケールマスクの製造装置である。隣接する第２の分割領域においてレーザー光の照射を開始する位置を、第１の分割領域においてレーザー光で感光された描画線の後端部と重複させることにより、第２の分割領域において最初に照射されるレーザー光のパワーは第１の分割領域において既にレーザー光で感光された領域に吸収されるので、各帯状領域の間の継ぎ目の発生を抑制できる。
【００４３】
本発明の第１２の発明は、第１０または１１の発明に従属する発明であって、レーザー制御手段は、重複する位置で照射するレーザー光の光量を、重複しない位置で照射するレーザー光の光量よりも少なくすることを特徴とするグレイスケールマスクの製造装置である。重複する位置で照射するレーザー光の光量を少なくすることにより、重複する位置においてレーザー光が２度照射されても、２度目のレーザー光の照射量を少なく抑えるので、重複する位置の膨張を防ぐことができる。
【００４４】
本発明の第１３の発明は、第１０または１１の発明に従属する発明であって、レーザー制御手段は、連続する次の分割領域において前回の分割領域と重複する領域にレーザー光の照射を開始する場合、次の分割領域のレーザー光の本来の照射の前に二重露光用の照射を付加し、二重露光用の照射は重複する領域への照射に用い且つ本来の照射より少ない光量で照射することを特徴とするグレイスケールマスクの製造装置である。二重露光用の照射を、重複する領域への照射に本来の照射より少ない光量で照射することにより、重複する領域においてレーザー光が２度照射されても、２度目のレーザー光の照射量を少なく抑えるので、重複した領域の膨張を防ぐことができる。さらに、二重露光用の照射を用いるので、前回の分割領域における本来の照射により既に感光している重複する領域の感光を損なうことなく、グレイスケールマスクを所定の透過率となるように感光することができる。
【００４５】
本発明の第１４の発明は、第１０または１１の発明に従属する発明であって、レーザー制御手段は、最初の分割領域におけるレーザー光の照射の開始位置を、グレイスケールマスクを用いて光学部品を生成する場合の光学部品の使用領域外とすることを特徴とするグレイスケールマスクの製造装置である。最初の分割領域における照射の開始位置を、このグレイスケールマスクを用いて生成する光学部品の使用領域外とすることにより、最初の照射によりグレイスケールマスクに膨張が生じたために、グレイスケールマスクの膨張に対応する光学部品の位置に傷が生じても、傷は光学部品の使用領域外に生じるので、使用上問題がない光学部品を製造できる。
【００４６】
本発明の第１５の発明は、第１０または１１の発明に従属する発明であって、レーザー制御手段は、最初の分割領域においてレーザー光の照射を行うとき、各走査の開始位置の光量をそれに続く位置の光量より少ない光量にすることを特徴とするグレイスケールマスクの製造装置である。これにより、重複する位置においてレーザー光が２度照射されても、２度目のレーザー光の照射量を少なく抑えるので、重複する位置の膨張を防ぐことができる。
【実施例】
【００４７】
（実施例１）
本発明の実施例１におけるグレイスケールマスクの製造方法とその製造装置について説明する。実施例１のグレイスケールマスクの製造方法及び製造装置は、グレイスケールマスクを製造するとき、描画開始部分の数が半減する一方向ラスターミラースキャンを行い、各走査の描画開始部分や走査幅領域間の継ぎ目部分で、レーザー光の透過率（濃淡）に異常が生じないようにするものである。なお、このとき併せて３次元的な形状の異常が生じる場合については実施例２で説明する。
【００４８】
図１は本発明の実施例１におけるグレイスケールマスクの製造装置の構成図である。
【００４９】
図１において、１はグレイスケールマスクを製造する製造装置のレーザー光源である。実施例１においては、レーザー光源１として出力１５０ｍＷのＨｅ−Ｃｄガスレーザーを用いている。しかし、エキシマレーザー，Ｃｏ2レーザー等のガスレーザー、あるいはＹＡＧレーザー等の半導体レーザーなど、グレイスケールマスクを製造可能なレーザーであればどのようなものでもよい。
【００５０】
２は音響光学素子（Acousto-Optic Modulator）であり、音響光学的効果を利用してレーザー光の強度変調を行うものである。音響光学素子２内に音響波を存在させると、音響光学素子２は回折格子のように作用し、入射されたレーザー光は回折を起こす。音響光学素子２は音響周波数を制御することで偏向角度、レーザーパワーを制御することができる。３は音響光学素子制御部（以下、ＡＯＭ制御部）であり、音響周波数を使って音響光学素子２を制御する。
【００５１】
図１に示す４は一方向ラスターミラースキャンするためのスキャンミラー、５は対物レンズ、６はレーザー光に対して感光性を有するＬＤＷガラス（本発明のマスクガラス）、７はＬＤＷガラス６を載置してスキャンミラー４の走査方向と垂直な方向に移動させるステージ（本発明の載置台）、８はレーザー光源１，ＡＯＭ制御部３，スキャンミラー４，ステージ７をシステム全体として制御する主制御部である。この主制御部８が本発明の実施例１におけるレーザー制御手段である。
【００５２】
このＬＤＷガラス６は、ＴｉＯ2，Ｎｂ2Ｏ5，Ｙ2Ｏ3等の感光性阻止剤がＡｇイオン含有の銀−アルカリ−ハロゲン化合物（ＡｇＸ）m（ＭＸ）nにドープされた複合ガラスであり、背景濃度ＯＤ＝２．０（透過率１％）のポジ型の感光特性を有する（例えば、特許文献１など参照）。このＬＤＷガラス６の透過率とレーザーパワーの関係の一例を図２に示す。
【００５３】
図２はＬＤＷガラスマスクの透過率及び線幅とレーザーパワーの特性図である。なお、実施例１においては、ＣＡＮＹＯＮ  ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣ．製のＬＤＷガラス６を用いている。
【００５４】
図２によれば、レーザー光のパワーを上げると、ＬＤＷガラス６の透過率もある程度まで山なりで上昇するが、この限度を越えるとソラリゼーションを起こし、逆に透過率は低下する（図７（ａ），（ｂ）も参照）。その特性はレーザーパワーが２７ｍＷのとき最大の透過率０．７６となり、これを越えるとレーザーパワーを上げても透過率は低下する。さらに、このときレーザー光の走査で描写される線幅は、レーザーパワーが２７ｍＷのときまでレーザーパワーの増加に伴って上昇する。
【００５５】
続いて、実施例１で実施する一方向ラスターミラースキャンについて説明する。
【００５６】
図３は本発明の実施例１におけるグレイスケールマスクの製造方法で光学部品をラスターミラースキャンするときの描画領域の説明図、図５（ａ）は一方向ラスターミラースキャンにおける隣接する複数の走査幅領域での走査の説明図、図５（ｂ）は（ａ）のマスクガラスのＡ−Ａ’断面図、図５（ｃ）は（ａ）のマスクガラスの描画線形状の正面図である。
【００５７】
図３において、３０はレンズが形成された素子の素子外形である。レンズアレイとして複数のレンズを製造したときには、ダイサーによってこの素子外形３０で切断され複数のレンズ素子となる。３１はそのレンズ本体の外周となるレンズ外形、３２はレンズ外形３１に未使用マージンを加えた外形である。また、３３は素子外形３０を例えば１００μｍ幅で複数に分割した走査幅領域（本発明の分割領域）、３４は走査幅領域３３間の継ぎ目であるスティッチングライン、３５はレンズ外形３１の外側の未使用領域である。
【００５８】
さて、実施例１においては、一方向ラスターミラースキャンを行って、１つの走査幅領域３３内で一方側の端部から直線の描画を開始し、他端に至ったとき描画を終了し、この直線の描画を繰返し行う（図５（ａ）参照）。他端から始端側へ戻る走査では描写は行われず、ジグザクな描画線ではなく、始端から他端へ向う多数の平行線となる。このため従来の双方向ラスターミラースキャンのようにスティッチングライン３４付近にも描画開始点が集中して透過率の異常が発生することはない。
【００５９】
このように一方向ラスターミラースキャンによれば、スキャンミラー４は所定の角度で揺動（交互反転）されるが、描画に寄与するのはこのうち一方向（往路）だけであり、音響光学素子２で回折されたレーザー光はこの一方向（往路）側の回転で反射され、対物レンズ５によってＬＤＷガラス６上で焦点を結び、描画する。
【００６０】
ここで、実施例１のＬＤＷガラス６は図３に示すように複数の走査幅領域３３に分割されていることが多い。各領域内では、以上説明した描画線の走査が行われ、１つの走査幅領域３３が終わると、次の走査幅領域３３の始端位置へ飛んで最初のスキャンと同様の走査が行われる。
【００６１】
ステージ７は、スキャンミラー４の動きと同期して垂直方向に移動される。従ってスキャンミラー４による走査にステージ７の送りの動きが重畳される。これにより一方向ラスターミラースキャンの走査は少し傾斜した方向の描画線を描写する。
【００６２】
なお、ステージ７を同期して動作させるのではなく、スキャンミラー４を固定し、ステージ７だけを高速で移動して走査することもできる。このとき、走査幅領域３３を複数に分割する必要はなくなり、一度でスキャンすることが可能になる。高品質のグレイスケールマスクの実現が見込まれるが、このためにはステージ７の移動がきわめて高速であることが必要で、現在の通常のスピードではスキャンミラー４と協同させた場合の数十倍の時間がかかるため、実施例１においてはスキャンミラー４とステージ７を使用している。
【００６３】
なお、描画線を描写するときには、光学部品の形状に応じて光量、すなわちレーザーパワーが変化される。例えば図１６（ｂ）に示すようなレンズの断面形状を得る場合、レンズ外形３１と同心円状の等透過率のリングを描くように各走査幅領域３３内で露光される。この結果、光学部品のエッチング時には、グレイスケールマスクの透過率の低い部分のガラス基板ほど深くエッチングされ、高い部分はあまりエッチングされない。そして、等透過率のリングは同じ深さにエッチングされ回転体（例えば凸レンズ）の形状が実現できる。
【００６４】
ところで、ラスターミラースキャンでグレイスケールマスクを製造するときには、各スキャンの描画開始部分にマスクガラスに異常が発生する。すなわち、レーザー光をポジ型のマスクガラス（ＬＤＷマスク）に照射すると、描画開始部分では図４（ａ），（ｂ）に示すように、照射された光のほとんどがマスクガラスの光学濃度変化に寄与し、レーザー光の過分な吸収が起こって、感光する領域（描画線幅）が膨張する。なお、ネガ型のマスクガラスでも、濃度変化が逆になるだけでまったく同様である。
【００６５】
描画が開始された以降のタイミングのレーザー光は、スキャンによって中心が少しずつ移動している。この状態では、スキャン方向の未照射部分のほかに、既に照射が行われて感光した部分にもレーザー光が照射されるため、マスクガラスにおけるレーザー光の過分な吸収は比較的起こりにくくなる。というのは感光した部分で受光してもある程度で飽和してしまうが、未照射の部分ではすべての光量が吸収されるためである。図４（ａ），（ｂ）の２５は理想的な描画開始部分の描画線幅であり、２６は各瞬間において漂白（ブリーチ）される理想的な描画開始部分の描画領域である。
【００６６】
そこで、本実施例１ではレーザー光の描画開始部分の大きな吸収を回避するため、スキャン開始時（描画開始の一瞬間だけ）にレーザーのパワーを下げている。これにより所定の透過率からこれより相対的に小さな透過率となり、また、描画線幅もこれに対応した幅となる。しかし、次のタイミングでは本来の透過率、描画線幅に復し、本来のパワーを維持して照射する。従って、その後の部分に描画開始部分で発生する透過率の異常、描画線幅の膨張が発生することはない。従って、図４（ａ），（ｂ）に示す破線２５，２６の状態、若しくはほぼこれに近い状態でスキャン開始時に描画線を描写することができる。
【００６７】
ところで、このようにスキャン開始時にレーザーパワーを下げるのに代えて、レンズ外形３１の外側の未使用領域３５に描画開始点を置き、この点からスキャンを開始することもできる。これにより、透過率の異常や描画線幅が膨張することが発生しても、この異常が発生する点はレンズ外形３１の外側にあり、レンズの品質を直接損なうことはない。
【００６８】
続いて、他の部分の異常について説明すると、レーザー光の過分な吸収が発生し、透過率の異常や描画線幅が膨張するのは、描画開始部分に限られない。図３の素子外形３０を複数に分割した走査幅領域３３間の継ぎ目、すなわちスティッチングライン３４においても同様に発生する。
【００６９】
すなわち、各走査幅領域では一方向ラスターミラースキャンにより各描画線が平行に描かれ、１領域の走査幅領域のスキャンが終わったとき、図５（ａ）に示すようにスキャンが終了した１領域分だけ短手方向にステージを移動し、この走査幅領域に隣接した次の走査幅領域に対して同様に、一方向ラスターミラースキャンを行う。
【００７０】
このとき、各走査幅領域３３の描画線には、それぞれ、図４（ａ），（ｂ），図５（ｃ）に示すように描画開始部分に透過率、描画線幅の異常が起きる。これが隣接して設けられた走査幅領域３３間の継ぎ目Ｃ付近の透過率の異常や描画線幅の膨張となる。そして、この透過率や描画線幅の異常と同時に、図５（ｂ）に示すような物理的な形状変化である常隆起部と異常沈降部も形成されるが、実施例１はこの形成が小さい場合を対象にしている。これらが大きい場合は実施例２で詳述する。
【００７１】
この継ぎ目Ｃ付近の透過率の異常や描画線幅の膨張を抑えるために、実施例１のグレイスケールマスクの製造方法及び製造装置においては、１領域の走査幅領域の各描画線の後端部と、これと隣接した走査幅領域の各描画線の描画開始部分を重複させて描写する、という手段を講じている。
【００７２】
図６（ａ）は一方向ラスターミラースキャンにおける隣接する複数の走査幅領域での走査の説明図、図６（ｂ）は（ａ）のマスクガラスのＡ−Ａ’断面図、図６（ｃ）は（ａ）のマスクガラスに照射するレーザー光の信号の説明図である。図６（ｃ）において、横方向は描画の位置を示し、縦方向はレーザーパワーを示す。
【００７３】
図６（ｃ）から分かるように、実施例１においては、走査幅領域Ｓ１に描く描画線の描写開始部分から描写を終了する後端部Ｃまで、一定のパワーで第１の描画線を描く。同様に隣接する走査幅領域Ｓ２においては、描写開始部分Ｃ’から描写を終了する後端部まで、一定のパワーで第２の描画線を描く。そして、第１の描画線と第２の描画線は描写開始部分Ｃ’から後端部Ｃまでが重複してレーザー光が照射されることになる。
【００７４】
ここで、図７（ａ），（ｂ）に基づいてレーザー光を重複描写して二重露光したときの透過率について説明する。なお、この説明は描画線幅の膨張についても同様である。
【００７５】
図７（ａ）は１回だけ露光したときのＬＤＷガラスマスクの透過率とレーザーパワーの特性図、図７（ｂ）は二重露光したときの各露光でのＬＤＷガラスマスクの透過率とレーザーパワーの特性図である。ＬＤＷガラス６に１回だけ描画すると図７（ａ）のような特性を示す。ＬＤＷガラス６の透過率はある程度まで山なりで上昇するが、この限度を越えるとソラリゼーションを起こし、逆に透過率は低下する（図２も参照）。
【００７６】
しかし、ＬＤＷガラス６に１度描画線を描写し、その上から同じ強さのレーザーパワーで描画線を上書きしたとき、図７（ｂ）に示す破線のような特性になる。なお、図７（ｂ）中の１回目とあるのは、比較のために記載したもので、図７（ａ）のＬＤＷガラス６に１回描画したときと同様の特性である。
【００７７】
これからも分かるように、レーザー光で二重に（２回に分けて）露光したときのＬＤＷガラス６の透過率は、１回露光したときの透過率の２倍にはならずに飽和する。レーザーのパワーが小さいときは二重露光によってＬＤＷマスク透過率がほぼ２倍になるが、パワーが大きくなるにつれて２倍からはずれ飽和してしまう。そして、レーザーのパワーがさらに大きくなると、１回露光したときの透過率も二重露光したときの透過率も、ソラリゼーションにより逆に透過率が低下する。そして、二重露光した場合の透過率の方が比較的弱いレーザー光で最大値となり、１回露光した場合の方が比較的強いレーザー光で最大値となる。なお、この最大値の大きさはほぼ同一である。
【００７８】
従って、二重露光した場合と１回露光した場合の透過率曲線が交差する近傍の値でレーザー光を照射したときは、二重露光しても１回露光とほぼ等しい透過率を示し、二重露光によって透過率があまり影響を受けない。そして、透過率の差が１回露光の場合の透過率の２０％程度以下の領域がきわめて広範囲（上述の透過率が２倍の付近を除く範囲はほぼすべて該当する）であることが分かる。このような範囲の透過率であれば、第１の走査幅領域の描画線の上に第２の走査幅領域の描画線を二重露光しても、グレイスケールマスク、光学部品の品質をあまり損ねることはない。
【００７９】
このように実施例１のグレイスケールマスクの製造方法及び製造装置は、ラスターミラースキャンするとき、次の走査幅領域においてレーザー光の照射を１つ前にスキャンした走査幅領域で既に感光された描画線の後端部上に行うため、２回目に照射されるレーザー光は１回目のスキャンで既に感光された領域内で吸収され、両走査幅領域間の継ぎ目に発生する透過率の異常を抑制できる。これにより精度の高い光学部品を製造することができる。
【００８０】
また、実施例１のグレイスケールマスクの製造方法及び製造装置においてはレーザー光の過分な吸収を回避するため、スキャン開始時に一瞬間だけレーザーパワーを下げている。これにより予定する透過率より小さな透過率となり、また、描画線幅もこれに対応して細い描画線幅となる。従って、描画開始部分で透過率の異常、描画線幅の増大が発生することはない。
【００８１】
また、実施例１では光学部品となる部分の外側の未使用領域からラスターミラースキャンを開始する。これにより、描画開始部分の透過率の異常や描画線幅が膨張することが発生しても、それは未使用領域であり、光学部品の特性を損なうことはない。
【００８２】
（実施例２）
続いて、本発明の実施例２におけるグレイスケールマスクの製造方法及び製造装置について説明する。実施例２のグレイスケールマスクの製造方法及び製造装置は、とくに走査幅領域間の継ぎ目で発生する３次元的な形状異常を抑えて、グレイスケールマスクの品質をさらに向上させるものである。なお、実施例２によって継ぎ目の形状異常を抑えたときには、同時にこの部分の透過率、描画線幅の異常も改善できる。なお、実施例２の構成は実施例１の構成と基本的に同様であるから、図１〜図７は実施例２においても参照する。
【００８３】
図８（ａ）は一方向ラスターミラースキャンを行ったときのガラスマスクに形成される異常形状の断面図、図８（ｂ）は（ａ）の異常形状の描画線形状を示す説明図、図９（ａ）はガラスマスクの走査幅領域の継ぎ目で重複してレーザーが照射されたときに形成される形状を示す断面図、図９（ｂ）は（ａ）の形状の描画線形状を示す説明図、図１０（ａ）は一方向ラスターミラースキャンにおける隣接する複数の走査幅領域の継ぎ目で重複してレーザーが照射されたときの走査の説明図、図１０（ｂ）は（ａ）のマスクガラスのＡ−Ａ’断面図、図１０（ｃ）は（ａ）のマスクガラスに照射するレーザー光の信号の説明図、図１１は本発明の実施例２におけるグレイスケールマスクの製造方法のフローチャートである。
【００８４】
まず、一方向ラスターミラースキャンを行うとき発生するグレイミラースキャンの３次元的な形状異常について説明する。図８（ａ），（ｂ）において、１５は各走査の描画開始部分に形成されるピン状の異常隆起部、１６はこの異常隆起部１５が隆起する直前の位置に窪みとして形成される異常沈降部である。そして、１７はグレイスケールパターンの描画線として一様で平坦に形成される隆起部、１８は隆起部１７の終端部である。
【００８５】
次に、２０は描画開始部分でのレーザー光の吸収で描画線幅が膨張した始端描画線、２１は隆起部１７を構成するスキャン途中の描画線、２２はスキャンが終わった終端描画線である。１領域内の一方向ラスターミラースキャンを行ったときには、各描画線の描画開始部分で大きなエネルギー吸収が起こり、これによって異常隆起部１５が描画開始部分に形成されるが、このような異常隆起部１５は描画開始部分以外のその他の部分には形成されず、スキャンが終わったときは、終端部１８は平坦な隆起部１７から段差となって平面に戻る。
【００８６】
ところで、１つの走査幅領域（本発明の第１の分割領域）で描写した各描画線の後端部と、これと隣接して設けられ次にスキャンする走査幅領域（本発明の第２の分割領域）の各描画線の描画開始部分を重複させて描写すると、図６（ｂ）のように継ぎ目に重なり部が形成される。これはこの部分が二度の露光で異常形状が形成されたものである。実施例２はこの重なり部を形成しないようにするグレイスケールマスクの製造方法及び製造装置である。なお、実施例１は、この重なり部が形成されてもグレイスケールマスクの品質に影響を及ぼさないものを対象としている。
【００８７】
図９（ａ），（ｂ）は、ガラスマスクの走査幅領域の継ぎ目で重複してレーザーを照射して描画線を描写したときに形成される詳細な形状（図６（ｂ）参照）を示す。図９（ａ），（ｂ）において、１９はレーザーを重複して照射したときに形成される重なり部であり、２４は重なり部１９を正面からみたときの重なり部描画線である。図９（ｂ）のＬ１は１回目の照射を示しており、Ｌ２が２回目の照射を示している。
【００８８】
図９（ａ），（ｂ）のような隣接する２つの走査幅領域において、レーザー光を描画線上で重複させて照射すると、この重なり部１９では２回のレーザー光の照射で二重の露光が行われ、図７（ｂ）に従った二重露光の透過率をもつ突出段形状の重なり部１９が形成される。例えば、２０ｍＷ〜２６ｍＷのレーザーパワーの光を２回照射したとき、ピン状の異常隆起部１５は８０ｎｍ程度、また、重なり部１９の高さは１０ｎｍ〜２０ｎｍ程度となり、重なり部１９の長さは数μｍとなる。
【００８９】
そこで、実施例２のグレイスケールマスクの製造方法及び製造装置では、図１０（ｃ）に示すように、走査幅領域Ｓ１に描く描画線の描写開始部分から描写を終了する後端部Ｃまでのうち、最後の数μｍを除く範囲をすべて一定の光量で第１の描画線を描く。しかし、後端部Ｃと隣接する走査幅領域Ｓ２の描写開始部分Ｃ’間で２度露光する最後の数μｍの範囲（走査幅領域Ｓ２の描画線の後端部Ｃと描写開始部分Ｃ’の間）はそれまでより光量を低下させる。
【００９０】
そして、次の走査幅領域Ｓ２内でラスターミラースキャンするときには、２度露光する数μｍの範囲（走査幅領域Ｓ２の描画線の後端部Ｃと描写開始部分Ｃ’の間）を本来の隆起部１７の高さ、透過率との差分的な光量となる二重露光用の照射を行う。すなわち、最初と２回目の感光でこの部分の透過率が第１の描画線の透過率と一致またはほぼ一致するように差分的な所定の光量を照射する。その後走査幅領域Ｓ２を後端部まで第１の描画線の透過率と同一の光量で第２の描画線を描く。
【００９１】
２度照射するレーザー光は同一の光量で照射することが制御上望ましいが、同一光量だけでなく、１回目の光量を２回の光量で補って全体として透過率が一定になるように照射すればよい。なお、レーザーの光量を選択する際に、ソラリゼーションを利用し、透過率が最大となる値を挟んだ両側の値を使って照射することもできる。
【００９２】
この二重露光を行う範囲の調整により、図９（ａ），（ｂ）に示す重なり部１９は３次元的な存在が極小となり（突出段高さが低くなる）、重なり部描画線２４の境界も他の部分の境界と判別が難しくなる。これにより継ぎ目付近に形状異常が形成されたり、透過率が異常となったりして、グレイスケールマスク、光学部品の品質を損なうことはない。また、形状異常が形成され、透過率が異常になったりしたとしても、その程度はきわめて小さく、グレイスケールマスク、光学部品の品質に影響することはない。
【００９３】
そこで、本発明の実施例２におけるグレイスケールマスクの製造方法の描画までの手順について説明する。
【００９４】
図１１は本発明の実施例２における継ぎ目の異常をなくすためのグレイスケールマスクの製造方法のフローチャートである。図１１において、光学部品、例えばレンズの形状を設計し（ｓｔｅｐ１）、設計された光学部品の外形に未使用領域を設けるための未使用マージンを加える（ｓｔｅｐ２）。
【００９５】
一方向ラスターミラースキャンを行うときの走査幅領域を決めて、継ぎ目位置と二重露光するための範囲を計算する（ｓｔｅｐ３）。このｓｔｅｐ１，ｓｔｅｐ３から、ガラスマスクに照射するレーザー光の光量が決定される。なお、スキャン開始時に描画開始部分を未使用領域に配置して描写する場合（図１０（ｃ）の描写開始部分の実線）と、一瞬間だけ光量を抑える場合（図１０（ｃ）の描写開始部分の破線）とで、スキャン内容が若干変わる。前者の場合は最初の走査幅領域内だけ若干長い走査幅で未使用領域からスキャンする必要があり、後者の場合はスキャン開始時の光量を一瞬間だけ低下させる必要がある。両者で製造装置に対して入力するデータが若干変わる。
【００９６】
次に、継ぎ目部分の異常をなくすため二重露光のためのデータを入力し（ｓｔｅｐ４）、二重露光するための範囲の照射データを補正する（ｓｔｅｐ５）。これにより、一方向ラスターミラースキャンを行うときのガラスマスクに照射するレーザー光の照射データが完成する（ｓｔｅｐ６）。この照射データに従って一方向ラスターミラースキャンが行われる（ｓｔｅｐ７）。
【００９７】
このように実施例２のグレイスケールマスクの製造方法及び製造装置は、露光を重複させる位置で照射するレーザー光の光量を少なくすることにより、重複する位置においてレーザー光が２度照射されても、２度目のレーザー光の照射量を少なく抑えるので、重複する位置の膨張を防ぐことができる。これにより精度の高い光学部品を確実に製造することができる。
【００９８】
また、二重露光用の照射を本来の照射より少ない光量で照射することにより、露光が重複する領域においてレーザー光が２度照射されても、２度目のレーザー光の照射量を少なく抑えるので、露光が重複した領域の膨張を防ぐことができる。さらに、二重露光用の照射を用いるので、前回の分割領域における本来の照射により既に感光している重複する領域の感光を損なうことなく、グレイスケールマスクを所定の透過率となるように感光することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、マスクガラスにレーザー光を照射してグレイスケールマスクを製造する製造装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の実施例１におけるグレイスケールマスクの製造装置の構成図
【図２】ＬＤＷガラスマスクの透過率及び線幅とレーザーパワーの特性図
【図３】本発明の実施例１におけるグレイスケールマスクの製造方法で光学部品をラスターミラースキャンするときの描画領域の説明図
【図４】（ａ）ガラスマスクのエネルギーの異常吸収を示す描画線幅の説明図、（ｂ）（ａ）の描画線幅で漂白される領域を示す説明図
【図５】（ａ）一方向ラスターミラースキャンにおける隣接する複数の走査幅領域での走査の説明図、（ｂ）（ａ）のマスクガラスのＡ−Ａ’断面図、（ｃ）（ａ）のマスクガラスの描画線形状の正面図
【図６】（ａ）一方向ラスターミラースキャンにおける隣接する複数の走査幅領域での走査の説明図、（ｂ）（ａ）のマスクガラスのＡ−Ａ’断面図、（ｃ）（ａ）のマスクガラスに照射するレーザー光の信号の説明図
【図７】（ａ）１回だけ露光したときのＬＤＷガラスマスクの透過率とレーザーパワーの特性図、（ｂ）二重露光したときの各露光でのＬＤＷガラスマスクの透過率とレーザーパワーの特性図
【図８】（ａ）一方向ラスターミラースキャンを行ったときのガラスマスクに形成される異常形状の断面図、（ｂ）（ａ）の異常形状の描画線形状を示す説明図
【図９】（ａ）ガラスマスクの走査幅領域の継ぎ目で重複してレーザーが照射されたときに形成される形状を示す断面図、（ｂ）（ａ）の形状の描画線形状を示す説明図
【図１０】（ａ）一方向ラスターミラースキャンにおける隣接する複数の走査幅領域の継ぎ目で重複してレーザーが照射されたときの走査の説明図、（ｂ）（ａ）のマスクガラスのＡ−Ａ’断面図、（ｃ）（ａ）のマスクガラスに照射するレーザー光の信号の説明図
【図１１】本発明の実施例２におけるグレイスケールマスクの製造方法のフローチャート
【図１２】従来のバイナリーマスクを用いたフォトリソグラフィによる光学部品の製造方法の説明図
【図１３】従来のグレイスケールマスクを用いたフォトリソグラフィによる光学部品の製造方法の説明図
【図１４】（ａ）従来の双方向ラスターミラースキャンにおける帯状領域内の走査の説明図、（ｂ）（ａ）のマスクガラスのＡ−Ａ’断面図
【図１５】従来の双方向ラスターミラースキャンにおける隣接する複数の走査幅領域に対する走査の説明図
【図１６】（ａ）従来の双方向ラスターミラースキャンによって製造した光学部品の断面形状を示す説明図、（ｂ）理想的な光学部品の断面形状を示す説明図
【図１７】（ａ）従来の双方向ラスターミラースキャンにおける隣接する複数の走査幅領域での走査の説明図、（ｂ）（ａ）のマスクガラスのＡ−Ａ’断面図
【符号の説明】
【０１０１】
１    レーザー光源
２    音響光学素子
３    音響光学素子制御部
４    スキャンミラー
５    対物レンズ
６    ＬＤＷガラス
７    ステージ
８    主制御部
１５    異常隆起部
１６    異常沈降部
１７    隆起部
１８    終端部
１９    重なり部
２０    始端描画線
２１    スキャン途中の描画線
２２    終端描画線
２４    重なり部描画線
２５    描画線幅
２６    描画領域
３０    素子外形
３１    レンズ外形
３２    外形
３３    走査幅領域
３４    スティッチングライン
３５    未使用領域
１０９    ガラス基板
１１０    レジスト層
１１１    バイナリーマスク
１１２    露光
１１３    グレイスケールマスク
１１４    グレイスケールパターン
１２０    描画開始部分
１２１    途中部分
１２２    走査終端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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