(57)【要約】【課題】基板にプラズモニックレンズが貼られているので、パターンの自由度が小さい。【解決手段】露光装置は、被露光部材を露光する露光装置であって、光を出力する光出力部と、前記光が照射されるパターンが形成されたレチクルと、前記レチクルを通過した前記光が照射され、前記パターンを縮小した近接場光のパターンを出力する複数のプラズモニックレンズが配列されたレンズ部材と、前記レチクル、前記レンズ部材および前記被露光部材の少なくとも一の部材を他の部材に対して第１駆動方向に駆動させる第１駆動部とを備える。【選択図】図６
2014036108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被露光部材を露光する露光装置であって、
光を出力する光出力部と、
前記光が照射されるパターンが形成されたレチクルと、
前記レチクルを通過した前記光が照射され、前記パターンを縮小した近接場光のパターンを出力する複数のプラズモニックレンズが配列されたレンズ部材と、
前記レチクル、前記レンズ部材及び前記被露光部材の少なくとも一の部材を他の部材に対して第１駆動方向に駆動させる第１駆動部と
を備える露光装置。
【請求項２】
前記第１駆動部は、前記被露光部材を駆動させ、
前記第１駆動方向は、前記複数のプラズモニックレンズの配列方向に対して傾斜している請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記第１駆動部によって駆動されない他の部材のうち、いずれか一の部材を第２駆動方向に駆動させる第２駆動部
を更に備える請求項１または２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記第１駆動方向は、前記第２駆動方向に対して傾斜している
請求項３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記レチクルには、隣接するプラズモニックレンズを透過した光が重なるように前記パターンが形成されている
請求項１から４のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記レチクルは、第１光を遮る第１領域と、前記第１光と異なる第２光を遮る第２領域とを有し、
前記レンズ部材は、前記第１光によって近接場光を出力する第１プラズモンレンズと、前記第２光によって近接場光を出力する第２プラズモンレンズとを有する
請求項１から４のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項７】
前記第１光はｐ偏光であって、前記第２光はｓ偏光である
請求項６に記載の露光装置。
【請求項８】
前記第１光の波長は、前記第２光の波長と異なる
請求項６または７に記載の露光装置。
【請求項９】
光を出力する光出力段階と、
パターンが形成されたレチクルに前記光を照射して、前記パターンを通過した前記光を配列された複数のプラズモニックレンズを含むレンズ部材に照射して、前記パターンが縮小された近接場光のパターンを出力して、被露光部材を露光する露光段階と、
前記レチクル、前記レンズ部材及び前記被露光部材の少なくとも一の部材を他の部材に対して駆動させる駆動段階と
を備える露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置及び露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズモニックレンズによってパターンを露光する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
［特許文献１］  特表２００９−５２３３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の装置は、基板にプラズモニックレンズが貼られているので、パターンの自由度が小さいといった課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、被露光部材を露光する露光装置であって、光を出力する光出力部と、前記光が照射されるパターンが形成されたレチクルと、前記レチクルを通過した前記光が照射され、前記パターンを縮小した近接場光のパターンを出力する複数のプラズモニックレンズが配列されたレンズ部材と、前記レチクル、前記レンズ部材および前記被露光部材の少なくとも一の部材を他の部材に対して第１駆動方向に駆動させる第１駆動部とを備える露光装置を提供する。
【０００５】
本発明の第２の態様においては、光を出力する光出力段階と、パターンが形成されたレチクルに前記光を照射して、前記パターンを通過した前記光を配列された複数のプラズモニックレンズに照射して、前記パターンが縮小された近接場光のパターンを出力して、被露光部材を露光する露光段階と、前記レチクル、前記レンズ部材および前記被露光部材の少なくとも一の部材を他の部材に対して駆動させる駆動段階とを備える露光方法を提供する。
【０００６】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】露光装置１０の全体構成図である。
【図２】レンズ部材２２の平面図である。
【図３】プラズモニックレンズ３０の拡大平面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿ったプラズモニックレンズ３０の縦断面図である。
【図５】露光装置１０の制御系を説明するブロック図である。
【図６】レチクル１６、ステージ２４及び基板２６のレンズ部材２２に対する駆動方向及び駆動速度を説明する平面図である。
【図７】レチクル１６のパターンの一例を説明する平面図である。
【図８】基板２６上のレジストに転写されるレチクル１６のパターンの露光工程を説明する平面図である。
【図９】基板２６上のレジストに転写されるレチクル１６のパターンの露光工程を説明する平面図である。
【図１０】基板２６上のレジストに転写されるレチクル１６のパターンの露光工程を説明する平面図である。
【図１１】基板２６上のレジストに転写されるレチクル１６のパターンの露光工程を説明する平面図である。
【図１２】基板２６上のレジストに転写されるレチクル１６のパターンの露光工程を説明する平面図である。
【図１３】基板２６上のレジストに転写されるレチクル１６のパターンの露光工程を説明する平面図である。
【図１４】基板２６上のレジストに転写されるレチクル１６のパターンの露光工程を説明する平面図である。
【図１５】基板２６上のレジストに転写されるレチクル１６のパターンの露光工程を説明する平面図である。
【図１６】基板２６上のレジストに転写されるレチクル１６のパターンの露光工程を説明する平面図である。
【図１７】基板２６上のレジストに転写されるレチクル１６のパターンの露光工程を説明する平面図である。
【図１８】基板２６上のレジストに転写されるレチクル１６のパターンの露光工程を説明する平面図である。
【図１９】基板２６上のレジストに転写されるレチクル１６のパターンの露光工程を説明する平面図である。
【図２０】変更されたレチクル１１６のパターンの平面図である。
【図２１】レチクル１１６及びプラズモニックレンズ３０を透過した光のエネルギー分布を説明する図である。
【図２２】図２１に示す光のエネルギー分布を合成した図である。
【図２３】変更されたプラズモニックレンズ２３０の平面図である。
【図２４】変更されたプラズモニックレンズ３３０の平面図である。
【図２５】変更されたレンズ部材４２２を説明する平面図である。
【図２６】変更されたレチクル４１６を説明する縦断面図である。
【図２７】変更されたレンズ部材５２２を説明する平面図である。
【図２８】変更されたレチクル５１６を説明する縦断面図である。
【図２９】変更されたレンズ部材７２２を説明する平面図である。
【図３０】変更されたレチクル７１６を説明する縦断面図である。
【図３１】変更されたレチクル９１６のｐ偏光遮光層９６０の平面図である。
【図３２】変更されたレチクル９１６のｓ偏光遮光層９６２の平面図である。
【図３３】レチクル９１６の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００９】
図１は、露光装置１０の全体構成図である。露光装置１０は、被露光部材の一例であるレジストが塗布された基板２６を、レチクル１６のパターンをプラズモニックレンズによって縮小して露光する。図１に示すように、露光装置１０は、光源１２と、反射鏡１４と、レチクル１６と、レチクル駆動部１８と、投影レンズ２０と、レンズ部材２２と、ステージ２４とを備える。
【００１０】
光源１２は、露光用の光を出力する。出力される光の波長の例は、１９３ｎｍ、２４８ｎｍの偏光の紫外線である。
【００１１】
反射鏡１４は、光源１２から出力される光の進行方向上に配置されている。反射鏡１４は、光源１２から出力された光をレチクル１６へと反射する。
【００１２】
レチクル１６には、基板２６に露光するためのパターンが形成されている。レチクル１６は、光源１２から出力されて反射鏡１４によって反射された光の進行方向上に配置されている。これにより、レチクル１６のパターンには、光源１２からの光が照射される。この結果、レチクル１６は、パターンとなった光を出力する。
【００１３】
レチクル駆動部１８は、第２駆動部の一例である。レチクル駆動部１８は、レチクル１６を保持する。レチクル駆動部１８は、レンズ部材２２及びステージ２４に保持された基板２６に対して、レチクル１６を水平面内で駆動させる。
【００１４】
投影レンズ２０は、レチクル１６と、レンズ部材２２との間に配置されている。投影レンズ２０は、レチクル１６を透過した光をレンズ部材２２へと集光して出力する。投影レンズ２０は、レチクル１６とともに水平面内を駆動する。
【００１５】
レンズ部材２２は、レチクル１６を透過した光のパターンを縮小した近接場光のパターンを基板２６へと出力する。レンズ部材２２は、レチクル１６及び投影レンズ２０と、ステージ２４に保持された基板２６との間に配置されている。レンズ部材２２は、レチクル１６及び基板２６に対して、相対移動不能に固定されている。レンズ部材２２は、投影レンズ２０の光の出力方向であって、集光された光が達する位置に配置されている。これにより、レンズ部材２２には、レチクル１６を通過した光のパターンが照射される。レンズ部材２２は、基板２６と略平行に配置されている。レンズ部材２２と基板２６との間には、空隙が形成されている。鉛直方向において、当該空隙の大きさは、照射される光の波長よりも短い。例えば、光源１２から出力される光の波長が、１９３ｎｍの場合、当該空隙の大きさは、約１００ｎｍ程度が好ましい。これにより、レンズ部材２２によって発生した近接場光が、基板２６に到達できる。
【００１６】
ステージ２４は、第１駆動部の一例である。ステージ２４は、レンズ部材２２から出力された光の進行方向上に配置されている。ステージ２４は、レジストが塗布された基板２６を保持する。ステージ２４は、レチクル１６及びレンズ部材２２に対して、基板２６を水平面内で駆動させる。光源１２から１９３ｎｍの波長の光が出力される場合、基板２６に塗布されるレジストの一例は、ポジ型のＡｒＦレジストである。例えば、ＡｒＦレジスト材料として、脂環アクリレート樹脂、主脂環系材料等を適用できる。レジストの厚みの一例は、１００ｎｍである。レジストは、スピンコートまたは吹きつけ等によって基板２６の一面の全面に塗布した後、プリベークにより仮硬化される。光源１２から２４８ｎｍの波長の光が出力される場合、基板２６に塗布されるレジストの一例は、ＫｒＦポジレジストである。ＫｒＦポジレジストとして、酸分解剤と酸発生剤とを含む化学増幅型のレジストを適用できる。酸分解剤の一例は、エチルアセタール系ポリマー、ＥＳＣＡＰ系ポリマーである。光発生剤の一例は、オニウム塩、スルホン酸エステルである。レジストの厚みの一例は、１００ｎｍである。レジストは、スピンコートまたは吹きつけ等によって基板２６の一面の全面に塗布した後、プリベークにより仮硬化される。
【００１７】
図２は、レンズ部材２２の平面図である。図３は、プラズモニックレンズ３０の拡大平面図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿ったプラズモニックレンズ３０の縦断面図である。
【００１８】
図２に示すように、レンズ部材２２は、複数のプラズモニックレンズ３０を有する。プラズモニックレンズ３０は、プラズモンレンズ、スーパーレンズと呼ばれる場合もある。複数のプラズモニックレンズ３０は、全て同じ形状及び機能を有し、一列に配列されている。プラズモニックレンズ３０の配列方向が、レチクル１６及び基板２６の駆動方向と傾斜するように、レンズ部材２２は配置される。
【００１９】
図２、図３及び図４に示すように、レンズ部材２２は、図示しない基材に貼り付けられた金属薄膜からなる。レンズ部材２２の厚みの一例は、１μｍである。レンズ部材２２は、光源１２の光から近接場光を発生させる材料からなる。レンズ部材２２を構成する材料の一例は、アルミニウム、クロム、金等である。平面視における、レンズ部材２２の大きさは、投影レンズ２０によって集光された光よりも大きい。これにより、投影レンズ２０によって集光された光が、レンズ部材２２の外側を通過して、基板２６に達することはない。
【００２０】
貫通孔３６が、各プラズモニックレンズ３０の中心に形成されている。貫通孔３６は、平面視にて、円形状である。貫通孔３６は、レンズ部材２２を貫通している。貫通孔３６の直径２ｒの一例は、光源１２から出力される光の波長の１／４以上が好ましい。照射される光の波長が１９３ｎｍの場合、貫通孔３６の直径２ｒの一例は、約５０ｎｍである。各プラズモニックレンズ３０において、貫通孔３６の外周側には、複数の溝３８が形成されている。複数の溝３８は、互いに半径の異なる円周形状に形成されている。隣接する溝３８の間隔は、等間隔となるように形成されている。貫通孔３６の中心と溝３８の中心は、一致する。最外周の溝３８の半径Ｒの一例は、約５００ｎｍである。溝３８の深さの一例は、２５ｎｍである。プラズモニックレンズ３０の縮小倍率は、概ねｒ／Ｒとなる。
【００２１】
プラズモニックレンズ３０は、レチクル１６を透過した光のパターンが照射されると、表面プラズモンをレンズ部材２２の表面に発生させる。この表面プラズモンによって、貫通孔３６の下端にプラズモンが集中してプラズモン増強が生じる。そして、近接場光が貫通孔３６の下面から出力される。これにより、プラズモニックレンズ３０は、レチクル１６のパターンを縮小した近接場光のパターンを出力する。この結果、基板２６に塗布されたレジストが、回折限界を超えた、近接場光の微小なパターンによって露光される。ここで、光源１２の光の波長が１９３ｎｍ、レンズ部材２２の材料がアルミニウム、貫通孔３６の半径ｒが５０ｎｍ、貫通孔３６の深さが１．３μｍの場合、貫通孔３６から出力される近接場光は、１／３に減衰する。従って、貫通孔３６の深さは、１μｍ程度が好ましい。
【００２２】
図５は、露光装置１０の制御系を説明するブロック図である。図５に示すように、露光装置１０は、制御部２８を更に備える。
【００２３】
制御部２８は、コンピュータ等によって構成される。制御部２８は、光源１２、レチクル駆動部１８、及び、ステージ２４と信号を送受信可能に接続されている。
【００２４】
制御部２８は、光源１２にオン・オフ信号を送信する。これにより、光源１２は、光の出力及び消光を実行する。制御部２８は、レチクル駆動部１８にレチクル駆動信号を送信する。レチクル駆動部１８は、レチクル駆動信号を取得すると、レチクル１６を水平面内で駆動させる。
【００２５】
制御部２８は、ステージ２４に基板駆動信号を出力する。ステージ２４は、基板駆動信号を取得すると、基板２６を水平面内で駆動させる。制御部２８が出力するレチクル駆動信号及び基板駆動信号は、駆動速度及び駆動方向を含む。
【００２６】
図６は、レチクル１６、ステージ２４及び基板２６のレンズ部材２２に対する駆動方向及び駆動速度を説明する平面図である。基板２６及びステージ２４の駆動速度Ｖに対して、レチクル１６の駆動速度の一例は「Ｒ・Ｖ／ｒ」である。
【００２７】
また、基板２６及びステージ２４の駆動方向は、プラズモニックレンズ３０の配列方向に対して傾斜している。基板２６及びステージ２４の駆動方向の一例は、ｓｉｎθ＝ｒ／Ｒを満たす角度θである。尚、角度θは、プラズモニックレンズ３０の配列方向と当該駆動方向との間の鋭角の角度である。レチクル１６の駆動方向の一例は、プラズモニックレンズ３０の配列方向と直交する方向であって、基板２６の駆動方向と傾斜する方向である。
【００２８】
図７は、レチクル１６のパターンの一例を説明する平面図である。図７に示すように、レチクル１６は、平面視にて、長方形状に形成されている。レチクル１６の二辺は、レチクル１６の駆動方向と平行である。レチクル１６の残りの二辺は、レチクル１６の駆動方向と直交する。
【００２９】
レチクル１６は、ドットハッチングで示すように、光源１２からの光を透過可能な７個の透過領域４０を有する。尚、各透過領域に４０ａから４０ｆの符号を付与するが、各透過領域を区別する必要がない場合、符号を「４０」として説明する。
【００３０】
透過領域４０以外の領域は、光を遮光する遮光層が形成されている。透過領域４０は、平面視において、長方形状に形成されている。透過領域４０は、レチクル１６の駆動方向に平行な辺と、レチクル１６の駆動方向と直交する辺とによって囲まれている。ここで、レチクル１６の駆動方向と、プラズモニックレンズ３０の配列方向は、平行である。従って、透過領域４０の二辺は、プラズモニックレンズ３０の配列方向と直交する。また、透過領域４０のレチクル１６の駆動方向に平行な一辺の延長線は、当該駆動方向において隣接する透過領域４０の駆動方向に平行な一辺と一致する。透過領域４０ｂから透過領域４０ｆは、レチクル１６の駆動方向において、等間隔で配置されている。
【００３１】
次に、露光装置１０による露光工程及び基板２６に転写されるパターンの一例を説明する。尚、露光工程に使用するレチクル１６は、図７に示すパターンを有する。図８から図１９は、基板２６上のレジストに転写されるレチクル１６のパターンの露光工程を説明する平面図である。尚、図９、図１１、図１３、図１５、図１７、図１９は、それぞれ図８、図１０、図１２、図１４、図１６、図１８の部分拡大図である。
【００３２】
プラズモニックレンズ３０は、レチクル１６のパターンを１／５に縮小できるとする。レジストが塗布された基板２６の駆動方向は、図７に示すように左方向とする。基板２６の駆動方向とプラズモニックレンズ３０の配列方向との間の角度のうち鋭角は、上述したθとする。
【００３３】
露光工程では、制御部２８は、光源１２にオン信号を出力するとともに、レチクル駆動信号及び基板駆動信号を、レチクル駆動部１８及びステージ２４に出力する。これにより、光源１２は、光を出力する。また、レチクル駆動部１８は、図７に矢印で示すレチクル駆動方向にレチクル１６を駆動させるとともに、ステージ２４は、基板２６を図７に矢印で示す基板駆動方向に基板２６を駆動させる。
【００３４】
これにより、図８及び図９に示すように、レチクル１６の透過領域４０ａは、プラズモニックレンズ３０の上方に達する。ここで、透過領域４０ａはレチクル１６の駆動方向に沿って延びるので、透過領域４０ａは同じプラズモニックレンズ３０の上方を通過する。一方、基板２６は左方に移動するので、基板２６に転写されるパターン５０は、レチクル１６の移動に伴って、左方に延びる。尚、転写されたパターン５０は、黒くベタ塗りした領域である。この後、図１０及び図１１に示すように、透過領域４０ａが、プラズモニックレンズ３０の上方を通り過ぎると、基板２６への転写が中断する。
【００３５】
更にレチクル１６が移動することによって、透過領域４０ｂがプラズモニックレンズ３０の上方に達する。これにより、基板２６への転写が再開する。図１２及び図１３に示すように、透過領域４０ｂがプラズモニックレンズ３０の上方を通過すると、透過領域４０ｂを透過して、プラズモニックレンズ３０によって縮小されたパターン５０が、基板２６に転写される。ここで、透過領域４０ｂは、レチクル１６の駆動方向において、透過領域４０ａと重ならず、且つ、接する位置に配置されている。これにより、透過領域４０ｂにより基板２６に転写されたパターン５０は、透過領域４０ａによって転写されたパターン５０と接しつつ、且つ、当該パターン５０の延びる方向とは異なる方向に延びる。
【００３６】
この後、透過領域４０ｃから透過領域４０ｆが、順次プラズモニックレンズ３０の上方を通過することにより、図１４及び図１５に示すように、透過領域４０ｂによって転写されたパターン５０と同じ方向に延びるようにパターン５０が転写される。
【００３７】
次に、図１６及び図１７に示すように、透過領域４０ｇが、プラズモニックレンズ３０の上方に達する。これにより、透過領域４０ｇのうち、レチクル１６の駆動方向に平行な長手領域４２によって、基板２６の駆動方向に延びるパターン５０が転写される。ここで、透過領域４０ｇの長手領域４２の長さと透過領域４０ａの長さは、レチクル１６の駆動方向において、等しい。従って、基板２６の駆動方向において、透過領域４０ｇの長手領域４２によって転写されるパターン５０の長さは、透過領域４０ａによって転写されるパターン５０の長さと等しい。一方、透過領域４０ｇの長手領域４２と、透過領域４０ａは、レチクル１６の駆動方向と直交する方向において、異なる位置に、且つ、平行に形成されている。従って、透過領域４０ｇの長手領域４２によって転写されるパターン５０は、透過領域４０ａによって転写されるパターン５０は、間隔をあけて平行に形成されている。
【００３８】
透過領域４０ｇの凸領域４４は、透過領域４０ｂから透過領域４０ｆと同じ面積である。透過領域４０ｂから透過領域４０ｆ及び透過領域４０ｇの凸領域４４は、等間隔で配置されている。これにより、透過領域４０ｇの凸領域４４によって、基板２６は透過領域４０ｂから透過領域４０ｆによって転写されたパターン５０が同じ方向に延びるようにパターン５０が転写される。
【００３９】
この後、図１８及び図１９に示すように、透過領域４０ｇの全ての領域が、プラズモニックレンズ３０上を通過すると、四角形の四辺のうち、一辺が開口したパターン５０が転写される。これにより、露光工程が終了する。
【００４０】
露光装置１０では、基板２６及びレチクル１６を駆動させることによって、基板２６に転写されるパターン５０を自由に変更することができる。これにより、基板２６に転写されるパターン５０の自由度を向上させることができる。
【００４１】
露光装置１０では、基板２６の駆動方向と、レチクル１６の駆動方向とが傾斜している。これにより、基板２６及びレチクル１６を一度駆動させることによって、基板２６の全面を露光することができる。
【００４２】
上述した露光装置の一部を変更した実施形態について説明する。
【００４３】
図２０は、変更されたプラズモニックレンズ３０のパターンの平面図である。図２１は、プラズモニックレンズ３０を透過した光のエネルギー分布を説明する図である。図２２は、図２１に示す光のエネルギー分布を合成した図である。
【００４４】
図２０に示すように、レチクル１１６のパターンを形成する透過領域１４０は、複数のプラズモニックレンズ３０を跨ぐように形成されている。各プラズモニックレンズ３０を透過した光のエネルギー分布Ｅは、図２１に示すように、各プラズモニックレンズ３０の中心Ｃが最大となり、各プラズモニックレンズ３０の外周に近づくに連れて小さくなる。ここで、本実施形態では、プラズモニックレンズ３０の配列方向と、基板駆動方向との間の角度が小さいとする。即ち、配列方向と基板駆動方向が、平行に近い。これにより、隣接するプラズモニックレンズ３０を透過した光のエネルギー分布Ｅが重なる。尚、プラズモニックレンズ３０の配列方向と基板駆動方向との間の角度を小さくすることにより、エネルギー分布Ｅの重なる領域は大きくなる。従って、図２１に示す各プラズモニックレンズ３０を透過した光によるエネルギーを積算すると、図２２に実線で示すようになる。これにより、転写されるパターンのムラを抑制することができる。
【００４５】
図２３及び図２４は、変更されたプラズモニックレンズ２３０、３３０の平面図である。図２３に示すプラズモニックレンズ２３０では、複数の溝２３８が、円周状ではなく、円弧状に形成されている。複数の溝２３８は、２個の溝群２３５、２３７のいずれかに含まれる。一方の溝群２３５と他方の溝群２３７は、貫通孔２３６の中心の周りで点対称である。各溝２３８は、中心角が４５°の円弧状に形成されている。各溝２３８の円弧の中心は、貫通孔２３６の中心と一致する。各溝２３８の一端は、貫通孔２３６の第１の直径の延長線上に配列されている。各溝２３８の他端は、貫通孔２３６の第２の直径の延長線上に配列されている。第１の直径と第２の直径との間の角度は４５°である。これにより、プラズモニックレンズ２３０は、図２３に示す矢印で示す方向の偏光方向の偏光によって近接場光を発生させるとともに、残りの振動成分を遮光する。また、図２４に示すプラズモニックレンズ３３０は、図２３に示すプラズモニックレンズ２３０を９０°回転させているので、近接場光を発生させる偏光の偏光方向を変更することができる。
【００４６】
図２５は、変更されたレンズ部材４２２を説明する平面図である。図２６は、変更されたレチクル４１６を説明する縦断面図である。
【００４７】
図２５に示すように、レンズ部材４２２は、複数のレンズ部位４５２、４５４を有する。レンズ部位４５２、４５４は、交互に周期的に配置されている。レンズ部位４５２は、一列に配列され、第１光の一例である第１偏光によって近接場光を出力する複数のプラズモニックレンズ２３０を有する。レンズ部位４５４は、一列に配列され、第２光の一例である第２偏光によって近接場光を出力する複数のプラズモニックレンズ３３０を有する。複数のプラズモニックレンズ２３０、３３０は、レチクル４１６の駆動方向と直交する方向に配列されている。同じ種類のレンズ部位４５２とレンズ部位４５２は、レチクル駆動方向において、互いに重ならない異なる位置に配置されている。例えば、図２５に点線で示すレチクル駆動方向に平行な線を挟み、隣接するレンズ部位４５２とレンズ部位４５２は、反対側に配置される。尚、図２５において、レンズ部位４５２とレンズ部位４５２はレチクル駆動方向に平行な一辺の延長線が重なるように配置しているが、当該延長線が、互いに離れていてもよい。これにより、隣接するレンズ部位４５２とレンズ部位４５２とを透過した光が、異なる領域に達するので、広い範囲を露光することができる。また、隣接するレンズ部位４５４どうしも同様に配置されている。
【００４８】
第１偏光の偏光方向は、第２偏光の偏光方向と交差する。例えば、第１偏光の偏光方向は、レチクル４１６の駆動方向と平行であって、第２偏光の偏光方向は、レチクル４１６の駆動方向と直交する。ここで、第１偏光をｐ偏光として、第２偏光をｓ偏光とする。
【００４９】
図２６に示すように、レチクル４１６は、ｐ偏光遮光層４６０と、ｓ偏光遮光層４６２とを有する。ｐ偏光遮光層４６０と、ｓ偏光遮光層４６２は、光の照射方向に沿って、積層されている。尚、積層順は適宜変更してよい。ｐ偏光遮光層４６０は、特定の領域のｐ偏光を透過して、残りの領域のｐ偏光を遮光する。これにより、ｐ偏光遮光層４６０は、ｐ偏光を含み特定の領域と同じ形状のパターンを出力する。一方、ｐ偏光遮光層４６０は、全域において、ｓ偏光を透過する。ｓ偏光遮光層４６２は、ｐ偏光遮光層４６０を透過したｓ偏光のうち、特定の領域のｓ偏光を透過して、残りの領域のｓ偏光を遮光する。これにより、ｓ偏光遮光層４６２は、ｓ偏光のみを含み特定の領域と同じ形状のパターンを出力する。ｐ偏光遮光層４６０及びｓ偏光遮光層４６２は、高分子膜を伸長させた偏光膜の両面をガラス板によって挟持した偏光フィルターを適用できる。尚、ｐ偏光遮光層４６０の特定の領域と、ｓ偏光遮光層４６２の特定の領域は、平面視において、一部が重なるように形成してもよく、重ならないように形成してもよい。一方、ｓ偏光遮光層４６２は、ｐ偏光を遮光しない。従って、ｐ偏光遮光層４６０から出力されたｐ偏光を含むパターンのうち、ｐ偏光のみがｓ偏光遮光層４６２を透過して、ｐ偏光のみからなるパターンとなって出力される。これにより、レチクル４１６は、ｐ偏光のみからなるパターンと、ｓ偏光のみからなるパターンとを出力する。
【００５０】
ここで、レンズ部位４５２のプラズモニックレンズ２３０は、第ｐ偏光のみを集光して出力する。また、レンズ部位４５４のプラズモニックレンズ３３０は、第ｓ偏光のみを集光して出力する。従って、プラズモニックレンズ２３０、３３０は、レチクル４１６から出力される偏光を選択する。これにより、隣接するレンズ部位４５２とレンズ部位４５４は、レチクル駆動方向において、重なっていてもよい。
【００５１】
図２５に示すように、領域４６４にプラズモニックレンズ２３０が配置され、領域４６６にプラズモニックレンズ３３０が配置されているとする。この状態で、光源１２から無偏光または円偏光が出力されると、レチクル４１６は、ｐ偏光のみを含むパターンを出力する。この後、レチクル４１６から出力されたｐ偏光のみを含むパターンが、プラズモニックレンズ２３０に達する。プラズモニックレンズ２３０は、ｐ偏光によって近接場光を発生させるので、プラズモニックレンズ２３０は、ｐ偏光のみを含むパターンが縮小されたパターンの近接場光を出力する。従って、領域４６４は、当該近接場光のパターンによって露光される。
【００５２】
同様に、レチクル４１６が出力したｓ偏光のみを含むパターンが、プラズモニックレンズ３３０に達すると、プラズモニックレンズ３３０は、ｓ偏光のみを含むパターンが縮小されたパターンの近接場光を出力する。従って、領域４６６は、当該近接場光のパターンによって露光される。これにより、領域４６４及び領域４６６において、異なるパターンが転写される。この後、レチクル４１６及び基板２６を駆動させることによって、同じ領域が、ｐ偏光によるパターン及びｓ偏光によるパターンが縮小されたパターンの近接場光によって露光される。
【００５３】
尚、ｐ偏光遮光層４６０が出力したｐ偏光のパターンが、ｐ偏光を遮光するプラズモニックレンズ３３０に達すると、当該パターンはプラズモニックレンズ３３０によって遮光される。同様に、ｓ偏光遮光層４６２が出力したｓ偏光のパターンが、ｓ偏光を遮光するプラズモニックレンズ２３０に達すると、当該パターンはプラズモニックレンズ２３０によって遮光される。
【００５４】
このように、領域４６４及び領域４６６において、異なるパターンを一度に転写できるとともに、レチクル４１６及び基板２６を駆動させることにより異なるパターンを同じ領域に転写できるので、レチクル４１６及び基板２６の一度の走査で広い範囲を露光できる。
【００５５】
図２７は、変更されたレンズ部材５２２を説明する平面図である。図２８は、変更されたレチクル５１６を説明する縦断面図である。
【００５６】
図２７に示すように、レンズ部材５２２は、交互に周期的に配列された複数のレンズ部位５５２、５５４を有する。レンズ部位５５２は、一列に配列され、第１波長の光によって近接場光を出力する複数のプラズモニックレンズ５３０を有する。レンズ部位５５４は、一列に配列され、第２波長の光によって近接場光を出力する複数のプラズモニックレンズ６３０を有する。尚、特定の波長によって近接場光を出力させるには、光学薄膜によって、特定の波長以外の光を反射するようにすればよい。第１波長の一例は１９３ｎｍであって、第２波長の一例は２４８ｎｍである。同じ種類であるレンズ部位５５２とレンズ部位５５２は、レチクル駆動方向において、異なる位置に配置されている。例えば、図２７に点線で示すレチクル駆動方向に平行な線を挟み、隣接するレンズ部位５５２とレンズ部位５５２は、反対側に配置される。尚、図２７において、レンズ部位５５２とレンズ部位５５２はレチクル駆動方向に平行な一辺の延長線が重なるように配置しているが、当該延長線が、互いに離れていてもよい。これにより、隣接するレンズ部位５５２とレンズ部位５５２とを透過した光が、異なる領域に達するので、広い範囲を露光することができる。また、隣接するレンズ部位５５４どうしも同様に配置されている。
【００５７】
図２８に示すように、レチクル５１６は、光の照射方向に沿って、順に積層された第１波長遮光層５６０と、第２波長遮光層５６２とを有する。第１波長遮光層５６０は、特定の領域の第１波長の光を透過して、残りの領域の第１波長の光を遮光する。これにより、第１波長遮光層５６０は、第１波長の光を含み特定の領域と同じ形状のパターンを出力する。第２波長遮光層５６２は、特定の領域の第２波長の光を透過して、残りの領域の第２波長の光を遮光する。これにより、第２波長遮光層５６２は、第２波長の光のみを含み特定の領域と同じ形状のパターンを出力する。第１波長遮光層５６０及び第２波長遮光層５６２は、特定の波長の光のみを反射するように、屈折率の異なる誘電体物質を交互に多層コーティングした波長選択フィルターを適用できる。尚、第１波長遮光層５６０の特定の領域と、第２波長遮光層５６２の特定の領域は、平面視において、一部が重なるように形成してもよく、重ならないように形成してもよい。ここで、第２波長遮光層５６２は、第１波長の光を遮光しないので、第１波長遮光層５６０から出力されたパターンに含まれる第１波長は遮光されず、当該パターンに含まれる第１波長以外の光が遮光される。従って、レチクル５１６は、第１波長の光のみを含むパターンと、第２波長の光のみを含むパターンとを出力する。
【００５８】
ここで、レンズ部位５５２のプラズモニックレンズ５３０は、第１波長の光のみを集光して出力する。また、レンズ部位５５４のプラズモニックレンズ６３０は、第２波長の光のみを集光して出力する。従って、プラズモニックレンズ５３０、６３０は、レチクル５１６から出力される偏光を選択する。これにより、隣接するレンズ部位５５２とレンズ部位５５４は、レチクル駆動方向において、重なっていてもよい。
【００５９】
図２７に示すように、領域５６４にプラズモニックレンズ５３０が配置され、領域５６６にプラズモニックレンズ６３０が配置されているとする。この状態で、光源１２から第１波長及び第２波長の光を含む光が出力されると、レチクル５１６は、第１波長のみを含むパターンをプラズモニックレンズ５３０に出力する。プラズモニックレンズ５３０は、第１波長のみを含むパターンが縮小されたパターンの近接場光を出力する。これにより、領域５６４は、当該パターンの近接場光によって露光される。
【００６０】
レチクル５１６は、第２波長の光のみを含むパターンを出力する。これにより、プラズモニックレンズ６３０が、第２波長のみを含むパターンが縮小されたパターンの近接場光を出力する。これにより、領域５６６は、当該パターンの近接場光によって露光される。
【００６１】
尚、第１波長遮光層５６０が出力した第１波長の光のパターンが、第１波長の光を遮光するプラズモニックレンズ６３０に達すると、当該パターンはプラズモニックレンズ６３０によって遮光される。同様に、第２波長遮光層５６２が出力した第２波長の光のパターンが、第２波長の光を遮光するプラズモニックレンズ５３０に達すると、当該パターンはプラズモニックレンズ５３０によって遮光される。
【００６２】
これにより、領域５６４及び領域５６６において、異なるパターンを一度に転写できるとともに、レチクル５１６及び基板２６を駆動させることにより異なるパターンを同じ領域に転写できるので、レチクル５１６及び基板２６の一度の走査で広い範囲を露光できる。
【００６３】
図２９は、変更されたレンズ部材７２２を説明する平面図である。図３０は、変更されたレチクル７１６を説明する縦断面図である。
【００６４】
図２９に示すように、レンズ部材７２２は、周期的に配列された複数のレンズ部位７５２、７５３、７５４、７５５を有する。レンズ部位７５２は、一列に配列され、第１波長の第１偏光の光によって近接場光を出力する複数のプラズモニックレンズ７３０を有する。レンズ部位７５３は、一列に配列され、第２波長の第１偏光の光によって近接場光を出力する複数のプラズモニックレンズ８３０を有する。レンズ部位７５４は、一列に配列され、第１波長の第２偏光の光によって近接場光を出力する複数のプラズモニックレンズ７３１を有する。レンズ部位７５５は、一列に配列され、第２波長の第２偏光の光によって近接場光を出力する複数のプラズモニックレンズ８３１を有する。尚、第１偏光の一例はｐ偏光であって、第２偏光の一例はｓ偏光である。同じ種類であるレンズ部位７５２とレンズ部位７５２は、レチクル駆動方向において、異なる位置に配置されている。例えば、図２９に点線で示すレチクル駆動方向に平行な線を挟み、隣接するレンズ部位７５２とレンズ部位７５２は、反対側に配置される。尚、図２９において、レンズ部位７５２とレンズ部位７５２はレチクル駆動方向に平行な一辺の延長線が重なるように配置しているが、当該延長線が、互いに離れていてもよい。これにより、隣接するレンズ部位７５２とレンズ部位７５２とを透過した光が、異なる領域に達するので、広い範囲を露光することができる。また、隣接するレンズ部位７５３、７５４、７５５どうしも同様に配置されている。
【００６５】
図３０に示すように、レチクル７１６は、順に積層された、第１遮光層７６０と、第２遮光層７６１と、第３遮光層７６２と、第４遮光層７６３とを有する。第１遮光層７６０は、特定の領域の第１波長の第１偏光を遮光して、残りの領域の第１波長の第１偏光を透過する。これにより、第１遮光層７６０は、第１波長の第１偏光を含むパターンを出力する。第２遮光層７６１は、特定の領域の第２波長の第１偏光を遮光して、残りの領域の第２波長の第１偏光を透過する。これにより、第２遮光層７６１は、第２波長の第１偏光を含むパターンを出力する。第３遮光層７６２は、特定の領域の第１波長の第２偏光を遮光して、残りの領域の第１波長の第２偏光を透過する。これにより、第３遮光層７６２は、第１波長の第２偏光を含むパターンを出力する。第４遮光層７６３は、特定の領域の第２波長の第２偏光を遮光して、残りの領域の第２波長の第２偏光を透過する。これにより、第４遮光層７６３は、第２波長の第２偏光を含むパターンを出力する。
【００６６】
ここで、レンズ部位７５２のプラズモニックレンズ７３０は、第１波長の第１偏光のみを集光して出力する。レンズ部位７５３のプラズモニックレンズ８３０は、第２波長の第１偏光のみを集光して出力する。レンズ部位７５４のプラズモニックレンズ７３１は、第１波長の第２偏光のみを集光して出力する。レンズ部位７５５のプラズモニックレンズ８３１は、第２波長の第２偏光のみを集光して出力する。従って、プラズモニックレンズ７３０、８３０、７３１、８３１は、レチクル７１６から出力される偏光を選択する。これにより、隣接するレンズ部位７５２、７５３、７５４、７５５は、レチクル駆動方向において、重なっていてもよい。
【００６７】
図２９に示すように、領域７６４、７６５、７６６、７６７のそれぞれに、プラズモニックレンズ７３０、８３０、７３１、８３１が配置されているとする。この状態で、光源１２から光が出力されると、レチクル７１６は、第１波長の第１偏光を含むパターンを出力する。この後、レチクル７１６から出力された当該パターンが、プラズモニックレンズ７３０に達する。プラズモニックレンズ７３０は、第１波長の第１偏光によって近接場光を発生させるので、プラズモニックレンズ７３０は、縮小されたパターンの近接場光を出力する。
【００６８】
同様に、プラズモニックレンズ８３０が、第２波長の第２偏光のパターンを縮小したパターンの近接場光を出力する。プラズモニックレンズ７３１が、第１波長の第２偏光のパターンを縮小したパターンの近接場光を出力する。プラズモニックレンズ８３１が、第２波長の第２偏光のパターンを縮小したパターンの近接場光を出力する。これにより、領域７６４、７６５、７６６、７６７において、異なるパターンを一度に転写できるとともに、レチクル７１６及び基板２６を駆動させることにより異なるパターンを同じ領域に転写できるので、レチクル７１６及び基板２６の一度の走査で広い範囲を露光できる。
【００６９】
図３１は、変更されたレチクル９１６のｐ偏光遮光層９６０の平面図である。図３２は、変更されたレチクル９１６のｓ偏光遮光層９６２の平面図である。図３３は、レチクル９１６の平面図である。本実施形態では、レンズ部材は、図２５に示すレンズ部材４２２を用いる。
【００７０】
図３１に示すように、レチクル９１６のｐ偏光遮光層９６０は、ハッチングで示すｐ偏光を遮光する遮光領域９７０と、ハッチング無しで示す三角形状の透過領域９７２とを有する。図３２に示すように、レチクル９１６のｓ偏光遮光層９６２は、ハッチングで示すｓ偏光を遮光する遮光領域９７４と、ハッチング無しで示す星形状の透過領域９７６とを有する。ｓ偏光遮光層９６２は、図２６に示すようにｐ偏光遮光層９６０の下方に配置されている。
【００７１】
図３３において、ハッチング無し領域９８０は、透過領域９７２と透過領域９７６とが重なっている領域である。領域９８０は、ｐ偏光及びｓ偏光の両方の光によって、基板２６を露光する。遮光領域９７４と同じハッチングで示す領域９８２は、遮光領域９７４と透過領域９７２とが重なっている領域である。領域９８２は、ｐ偏光のみによって基板２６を露光する。遮光領域９７０と同じハッチングで示す領域９８４は、遮光領域９７０と透過領域９７６とが重なっている領域である。領域９８４は、ｓ偏光のみによって基板２６を露光する。遮光領域９７０と遮光領域９７４のハッチングを重ねている領域９８６は、遮光領域９７０と遮光領域９７４とが重なっている領域である。領域９８６は、基板２６を露光しない。
【００７２】
レチクル９１６にｐ偏光及びｓ偏光を含む光を照射する。尚、基板２６は、停止しているとする。ｐ偏光遮光層９６０は、ｐ偏光を含み透過領域９７２と同じ三角形状のパターンを出力する。ｐ偏光遮光層９６０は、ｓ偏光を遮光しないので、全ての領域のｓ偏光がｓ偏光遮光層９６２に達する。ｓ偏光遮光層９６２は、ｓ偏光を含み透過領域９７６と同じ星形状のパターンを出力する。ｓ偏光遮光層９６２は、ｐ偏光を遮光しないので、ｐ偏光遮光層９６０が出力した三角形状のパターンをそのまま出力する。
【００７３】
従って、領域９８０は、ｐ偏光及びｓ偏光を含むパターンを出力する。これにより、領域９８０は、プラズモニックレンズ２３０、３３０のいずれの上方を通過した場合でも、基板２６を露光する。領域９８２は、ｐ偏光のみのパターンを出力する。これにより、領域９８２は、プラズモニックレンズ２３０の上方を通過した場合のみ、基板２６を露光する。領域９８４は、ｓ偏光のみのパターンを出力する。これにより、領域９８４は、プラズモニックレンズ３３０の上方を通過した場合のみ、基板２６を露光する。
【００７４】
上述した実施形態の各構成の形状、数値、材料、配置等は適宜変更してよい。
【００７５】
例えば、上述した実施形態では、レンズ部材に対して、基板及びレチクルの両方を駆動させる例を示したが、いずれか一方、または、レンズ部材のみを駆動させてもよい。このように、レンズ部材、基板及びレチクルのいずれか一つを駆動させても、パターンの自由度を向上させることができることは明らかである。特に、レンズ部材、基板及びレチクルのいずれかを駆動させる場合、一方向でなく、複数の方向に駆動させることによって、基板に転写されるパターンの自由度を更に向上させることができる。
【００７６】
また、同じ光のパターンを透過して縮小するレンズ部材２２を複数配列して、プラズモニックレンズ３０を二次元的に、例えば、マトリックス状に配置してもよい。これにより、例えば、図１９に示すようなパターン５０を複数個所に一度に露光できる。尚、複数のプラズモニックレンズが、異なる形状及び機能を有してもよい。
【００７７】
また、光を分光する構成を光路上に配置してもよい。例えば、ダイクロイックミラーによって、特定の波長、例えば、第１波長及び第２波長に光を分光する。その後、分光された光を偏光ビームスプリッタによって、第１波長のｐ偏光及びｓ偏光と、第２波長のｐ偏光及びｓ偏光に分光する。これら分光された４つの光を４枚のレチクルに導いて照射する。この後、レチクルを透過したｐ偏光及びｓ偏光を偏光ビームスプリッタに照射することにより、ｐ偏光及びｓ偏光が合成された第１波長の光と、ｐ偏光及びｓ偏光が合成された第２波長の光になる。次に、第１波長の光と第２波長の光をダイクロイックミラーに照射することにより、第１波長の光と第２波長の光とが合成されて１つの光となって、基板を露光する。この場合、４枚のレチクルのパターンを重ねたパターンによって基板が露光される。
【００７８】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００７９】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００８０】
１０  露光装置、      １２  光源、      １４  反射鏡、      １６  レチクル、      １８  レチクル駆動部、      ２０  投影レンズ、      ２２  レンズ部材、      ２４  ステージ、      ２６  基板、      ２８  制御部、      ３０  プラズモニックレンズ、      ３６  貫通孔、      ３８  溝、      ４０  透過領域、      ４２  長手領域、      ４４  凸領域、      ５０  パターン、      １１６  レチクル、      １４０  透過領域、      ２３０  プラズモニックレンズ、      ２３５  溝群、      ２３６  貫通孔、      ２３７  溝群、      ２３８  溝、      ３３０  プラズモニックレンズ、      ４１６  レチクル、      ４２２  レンズ部材、      ４５２  レンズ部位、      ４５４  レンズ部位、      ４６０  ｐ偏光遮光層、      ４６２  ｓ偏光遮光層、      ４６４  領域、      ４６６  領域、      ５１６  レチクル、      ５２２  レンズ部材、      ５３０  プラズモニックレンズ、      ５５２  レンズ部位、      ５５４  レンズ部位、      ５６０  第１波長遮光層、      ５６２  第２波長遮光層、      ５６４  領域、      ５６６  領域、      ６３０  プラズモニックレンズ、      ７１６  レチクル、      ７２２  レンズ部材、      ７３０  プラズモニックレンズ、      ７３１  プラズモニックレンズ、      ７５２  レンズ部位、      ７５３  レンズ部位、      ７５４  レンズ部位、      ７５５  レンズ部位、      ７６０  第１遮光層、      ７６１  第２遮光層、      ７６２  第３遮光層、      ７６３  第４遮光層、      ７６４  領域、      ７６５  領域、      ７６６  領域、      ７６７  領域、      ８３０  プラズモニックレンズ、      ８３１  プラズモニックレンズ、      ９１６  レチクル、      ９６０  ｐ偏光遮光層、      ９６２  ｓ偏光遮光層、      ９７０  遮光領域、      ９７２  透過領域、      ９７４  遮光領域、      ９７６  透過領域、      ９８０  領域、      ９８２  領域、      ９８４  領域、      ９８６  領域
【図１】
2014036108.tif 000003
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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