(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力調整容器と弾性変形可能なメンブレンマスクとを用いて気密空間を構成し、該気密空間内に圧力を印加して該気密空間内の圧力を制御し、該メンブレンマスクを弾性変形させることによって該マスクを被露光物と接触させる近接場露光用マスクの圧力制御方法において、
前記気密空間内に圧力を印加するための圧力印加手段として、ピストンとシリンダー機構とを備えて構成される複数の圧力印加手段を用い、該複数の圧力印加手段を切り替えて前記気密空間内に圧力印加を行うことを特徴とする近接場露光用マスクの圧力制御方法。
【請求項２】
前記ピストン、シリンダー機構のピストンのストローク残量が予め定められた残量以下となり他のものと切り替えられたピストン、シリンダー機構を、初期状態に復帰させて再利用することを特徴とする請求項１に記載の近接場露光用マスクの圧力制御方法。
【請求項３】
前記複数の圧力印加手段が、前記気密空間内への気体供給量の異なるピストン、シリンダー機構の組合せにより構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の近接場露光用マスクの圧力制御方法。
【請求項４】
圧力調整容器と弾性変形可能なメンブレンマスクとを用いて構成された気密空間と、
前記気密空間内に圧力を印加して該気密空間内の圧力を制御する圧力印加手段とを備え、
前記圧力印加手段による圧力印加によって前記メンブレンマスクを弾性変形させ、該マスクを被露光物と接触させる近接場露光用マスクの圧力制御装置において、
前記圧力印加手段が、複数の圧力印加手段を有し、該複数の圧力印加手段のそれぞれがピストンとシリンダー機構とを備えて構成され、
前記複数の圧力印加手段を切り替えて前記気密空間内に圧力を印加可能に構成されていることを特徴とする近接場露光用マスクの圧力制御装置。
【請求項５】
前記複数の圧力印加手段が、前記気密空間内への気体供給量の異なるピストン、シリンダー機構の組合せにより構成されていることを特徴とする請求項４に記載の近接場露光用マスクの圧力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接場露光用マスクの圧力制御方法及びその圧力制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年における半導体デバイスの集積度の向上により、光リソグラフィのさらなる微細化が、必要不可欠のものとなっている。
従来、微細化技術の一つとして、光の波長により微細加工限界が制限される光リソグラフィ装置に対し、光の波長以下の微細加工を可能とする手段として、エバネッセント光を用いて露光マスク前面をレジスト面に密着させ近接場露光する方法が知られている。
このような近接場露光方法による場合、従来においては露光マスクをレジスト面に密着させるため、例えば、特許文献１のように、高圧ガス容器と圧力調整弁などにより露光マスクへの圧力を変化させるなどにより圧力を制御する方法が用いられていた。
【特許文献１】特開平１１−１４５０５１号広報（第６頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来例の高圧ガス容器を用いて露光マスクの圧力制御をする近接場露光用マスクの圧力制御方法では、ガス容器の容量に制限があり、長時間の露光を行うことが困難であるなどの問題を有していた。
特に、マスクの取付けに、バキュームチャックなどを用いてマスク交換が容易な構成を採った場合などにおいて、マスク取付け部などに発生する微小なリークにより露光時間が減少し、マスクの密着不良が発生するなどの恐れがあった。
【０００４】
本発明は、上記課題に鑑み、露光マスクを被露光物に密着させて近接場露光するに際し、露光用マスクへの長時間に亙る圧力供給が可能となる近接場露光用マスクの圧力制御方法及びその圧力制御装置を提供することを目的とするものである。
また、本発明は、露光マスクを被露光物に密着させて近接場露光するに際し、精密な圧力制御が可能となる近接場露光用マスクの圧力制御方法及びその圧力制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題を解決するため、次のように構成した近接場露光用マスクの圧力制御方法及びその圧力制御装置を提供するものである。
本発明の近接場露光用マスクの圧力制御方法は、圧力調整容器と弾性変形可能なメンブレンマスクとを用いて気密空間を構成し、該気密空間内に圧力を印加して該気密空間内の圧力を制御し、該メンブレンマスクを弾性変形させることによって該マスクを被露光物と接触させる近接場露光用マスクの圧力制御方法において、
前記気密空間内に圧力を印加するための圧力印加手段として、ピストンとシリンダー機構とを備えて構成される複数の圧力印加手段を用い、該複数の圧力印加手段を切り替えて前記気密空間内に圧力印加を行うことを特徴とする。
また、本発明の近接場露光用マスクの圧力制御方法は、前記ピストン、シリンダー機構のピストンのストローク残量が予め定められた残量以下となり他のものと切り替えられたピストン、シリンダー機構を、初期状態に復帰させて再利用することを特徴とする。
また、本発明の近接場露光用マスクの圧力制御方法は、前記複数の圧力印加手段が、前記気密空間内への気体供給量の異なるピストン、シリンダー機構の組合せにより構成されていることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明の近接場露光用マスクの圧力制御装置は、圧力調整容器と弾性変形可能なメンブレンマスクとを用いて構成された気密空間と、
前記気密空間内に圧力を印加して該気密空間内の圧力を制御する圧力印加手段とを備え、
前記圧力印加手段による圧力印加によって前記メンブレンマスクを弾性変形させ、該マスクを被露光物と接触させる近接場露光用マスクの圧力制御装置において、
前記圧力印加手段が、複数の圧力印加手段を有し、該複数の圧力印加手段のそれぞれがピストンとシリンダー機構とを備えて構成され、
前記複数の圧力印加手段を切り替えて前記気密空間内に圧力を印加可能に構成されていることを特徴とする。
また、本発明の近接場露光用マスクの圧力制御装置は、前記複数の圧力印加手段が、前記気密空間内への気体供給量の異なるピストン、シリンダー機構の組合せにより構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、露光マスクを被露光物に密着させて近接場露光するに際し、露光用マスクへの長時間に亙る圧力供給が可能となる。
また、露光マスクを被露光物に密着させて近接場露光するに際し、精密な圧力制御が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例により説明する。
【実施例】
【０００９】
［参考例］
本発明の参考例においては、本発明を適用した切替可能な圧力容器による近接場露光用マスクの圧力制御装置の構成例について説明する。
図１に、本参考例の構成例を示す。
図１において、１００はマスク、１０１はマスク母材、１０２は金属薄膜、１０３は微小開口パターン、１０４はレジスト、１０５は基板、１０６はステージ、１０７は圧力調整容器である。
また、１０８は露光光源、１０９は露光光、１１０はコリメータレンズ、１１１はガラス窓、１１２は圧力調整弁、１１３は圧力調整弁１、１１４は圧力調整弁２である。
また、１１５はガス供給弁１、１１６はガス供給弁２、１１７はガス容器１、１１８はガス容器２、１１９はガス容器３である。
【００１０】
本参考例において、マスク１００として弾性変形可能なメンブレンマスクが構成され、被露光物としては、基板１０５の表面にレジスト１０４が形成される。露光に際して、まず、レジスト１０４／基板１０５をステージ１０６上に取付け、ステージ１０６を駆動することにより、マスク１００に対する基板１０５のマスク面内２次元方向の相対位置あわせを行なう。
次に、マスク面法線方向にステージ１０６を駆動し、マスク１００のおもて面と基板１０５上のレジスト面１０４との間隔が設定値（例えば１０μｍ〜３００μｍ）になるように両者を接近させる。圧力調整容器１０７への圧力を調整することによりマスク１００を弾性変形させ間隔が１００ｎｍ以下になるように両者を密着させる。
次に、露光光源１０８から照射される露光光１０９をコリメータレンズ１１０で平行光にした後、ガラス窓１１１を通し、圧力調整容器１０７内に導入し、マスク１００に対して裏面（図１では上側）から照射する。
これにより、マスク１００おもて面のマスク母材１０１上の金属薄膜１０２に形成された微少開口パターン１０３から滲み出す近接場でレジスト１０４の露光を行なう。
【００１１】
ここで、露光マスクとレジスト／基板の密着は、つぎのように圧力調整容器１０７への圧力を変化させることで行なう。
まず、初期状態では圧力調整弁（１１２）、圧力調整弁１（１１３）、圧力調整弁２（１１４）、ガス供給弁１（１１５）、ガス供給弁２（１１６）は閉じられている。
次に、マスクを密着させるために圧力調整弁１（１１３）を開き、圧力調整弁（１１２）を調整しマスクへ所定の圧力を印加することで、マスクとレジスト／基板を密着させる。
その際、圧力調整容器１０７でのリークは、圧力センサ１２０で監視し圧力調整弁（１１２）で調整して補正する。
次に、リークによるガス容器１（１１７）の残量は圧力センサ（残量センサ）１（１２１）で監視し、所定の残量以下になった場合はガス容器２（１１８）に切替える。
次に、上記切替え後に、圧力調整弁１（１１３）を完全に閉じ、ガス供給弁１（１１５）によりガス容器３（１１９）からガス容器１（１１７）を所定の圧力まで再充填する。
次に、ガス容器２（１１８）が所定の残量以下になった場合は、ガス容器１（１１７）に切替える。
このガス容器２（１１８）の再充填は、ガス容器１（１１７）と同様の方法で実施する。このガス容器３（１１９）は、定期的に交換することで継続的な使用が可能となる。
本参考例によれば、以上のようにガス容器を切替可能に構成することにより、長時間に亙り露光動作を行うことが可能となる。
【００１２】
［実施例１］
本発明の実施例１においては、本発明を適用した切替可能なピストン、シリンダー機構による近接場露光用マスクの圧力制御装置の構成例について説明する。図２に、本実施例の構成例を示す。
図２において、２００はマスク、２０１はマスク母材、２０２は金属薄膜、２０３は微小開口パターン、２０４はレジスト、２０５は基板、２０６はステージ、２０７は圧力調整容器である。
また、２０８は露光光源、２０９は露光光、２１０はコリメータレンズ、２１１はガラス窓、２１２はピストン１、２１３はピストン駆動モータ１、２１４はシリンダー１、２１５はピストン駆動モータ２、２１６はピストン２、２１７はシリンダー２である。
また、２１８は切替弁１、２１９は制御弁１、２２０は切替弁２、２２１は制御弁２、２２２は圧力センサ、２２３は圧力センサ１、２２４は圧力センサ２である。
【００１３】
本実施例において、マスク２００として弾性変形可能なメンブレンマスクが構成され、被露光物としては、基板２０５の表面にレジスト２０４が形成される。露光に際して、まず、レジスト２０４／基板２０５をステージ２０６上に取付け、ステージ２０６を駆動することにより、マスク２００に対する基板２０５のマスク面内２次元方向の相対位置あわせを行なう。
次に、マスク面法線方向にステージ２０６を駆動し、マスク２００のおもて面と基板２０５上のレジスト面２０４との間隔が設定値（例えば１０μｍ〜３００μｍ）になるように両者を接近させる。圧力調整容器２０７への圧力を調整することによりマスク２００を弾性変形させ間隔が１００ｎｍ以下になるように両者を密着させる。
次に、露光光源２０８から照射される露光光２０９をコリメータレンズ２１０で平行光にした後、ガラス窓２１１を通し、圧力調整容器２０７内に導入し、マスク２００に対して裏面（図１では上側）から照射する。
これにより、マスク２００おもて面のマスク母材２０１上の金属薄膜２０２に形成された微少開口パターン２０３から滲み出す近接場でレジスト２０４の露光を行なう。
【００１４】
ここで、露光マスクとレジスト／基板の密着は、つぎのように圧力調整容器２０７への圧力を変化させることで行なう。
まず、初期状態では切替弁１（２１８）、切替弁２（２２０）、制御弁１（２１９）、制御弁２（２２１）は閉位置になっており、ピストン１（２１２）、ピストン２（２１６）は上始点となっている。
次に、マスクを密着させるために切替弁１（２１８）を開きピストン駆動モータ１（２１３）によりピストン１（２１２）を駆動しマスクへ所定の圧力を印加しマスクとレジスト／基板が密着する。
その際、圧力調整容器２０７でのリークは圧力センサ２２２で監視しピストン駆動モータ１（２１３）で調整して補正する。
次に、リークによるピストン１（２１２）のストローク残量はピストン駆動モータ１（２１３）の移動量で検出し所定の残量以下になった場合はシリンダー２（２１７）側に切替える。この時シリンダー２（２１７）の圧力は圧力センサ２（２２４）により監視しピストン駆動モータ２（２１５）で調整し圧力調整容器２０７の圧力と同一に調整されている。
次に、上記切替後に、切替弁１（２１８）を完全に閉じ、制御弁１（２１９）とピストン駆動モータ１（２１３）を制御し、ピストン１（２１２）を初期位置に戻す。
次に、ピストン２（２１６）のストローク残量が所定以下になった場合は、シリンダー１（２１４）側に切替える。この時シリンダー１（２１４）の圧力は圧力センサ１（２２３）により監視しピストン駆動モータ１（２１３）で調整し圧力調整容器２０７の圧力と同一に調整されている。
本実施例によれば、以上のようにピストン、シリンダー機構を切替可能に構成することにより、長時間に亙り露光動作を行うことが可能となる。
【００１５】
［実施例２］
本発明の実施例２においては、本発明を適用した圧力調整容器への気体導入量が異なるピストン、シリンダー機構により粗動と微動とに切替可能な近接場露光用マスクの圧力制御装置の構成例について説明する。
図３に、本実施例の構成例を示す。
図３において、３００はマスク、３０１はマスク母材、３０２は金属薄膜、３０３は微小開口パターン、３０４はレジスト、３０５は基板、３０６はステージ、３０７は圧力調整容器である。
また、３０８は露光光源、３０９は露光光、３１０はコリメータレンズ、３１１はガラス窓、３１２はピストン１である。
また、３１３は粗動用ピストン駆動モータ１、３１４はシリンダー１、３１５は微動用ピストン駆動モータ２、３１６はピストン２、３１７はシリンダー２である。
また、３１８は切替弁１、３１９は制御弁１、３２０は切替弁２、３２１は制御弁２、３２２は圧力センサ、３２３は圧力センサ１、３２４は圧力センサ２である。
【００１６】
本実施例において、マスク３００として弾性変形可能なメンブレンマスクが構成され、被露光物としては、基板３０５の表面にレジスト３０４が形成される。露光に際して、まず、レジスト３０４／基板３０５をステージ３０６上に取付け、ステージ３０６を駆動することにより、マスク３００に対する基板３０５のマスク面内２次元方向の相対位置あわせを行なう。
次に、マスク面法線方向にステージ３０６を駆動し、マスク３００のおもて面と基板３０５上のレジスト面３０４との間隔が設定値（例えば１０μｍ〜３００μｍ）になるように両者を接近させる。圧力調整容器３０７への圧力を調整することによりマスク３００を弾性変形させ間隔が１００ｎｍ以下になるように両者を密着させる。
次に、露光光源３０８から照射される露光光３０９をコリメータレンズ３１０で平行光にした後、ガラス窓３１１を通し、圧力調整容器３０７内に導入する。
そして、マスク３００に対して裏面（図１では上側）から照射し、マスク３００おもて面のマスク母材３０１上の金属薄膜３０２に形成された微少開口パターン３０３から滲み出す近接場でレジスト３０４の露光を行なう。
【００１７】
ここで露光マスクとレジスト／基板の密着は、つぎのように圧力調整容器３０７への圧力を変化させることで行なう。
まず、初期状態では切替弁１（３１８）、切替弁２（３２０）、制御弁１（３１９）、制御弁２（３２１）は閉位置となっており、ピストン１（３１２）、ピストン２（３１６）は上始点となっている。
次に、マスクを密着させるために切替弁１（３１８）、切替弁２（３２０）を開きマスクへの圧力印加を可能にする。
その際、圧力の粗動、急激な変化を要するモードでは移動量あたりの容積変化の大きい粗動用ピストン駆動モータ１（３１３）によりピストン１（３１２）を駆動する。
また、圧力を微調するモードでは移動量あたりの容積変化の小さい微動用ピストン駆動モータ２（３１５）によりピストン２（３１６）を駆動する。
また、圧力調整容器３０７でのリークは、圧力センサ３２２で監視し圧力の微調が可能なピストン駆動モータ２（３１５）で調整して補正する。
本実施例によれば、以上のように圧力調整容器への気体導入量が異なるピストン、シリンダー機構により粗動と微動とに組合せ・切替可能として、露光マスクへの精密な圧力制御を行い露光動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の参考例における切替可能な圧力容器による近接場露光用のマスクの圧力制御装置の構成例を示す図。
【図２】本発明の実施例１における切替可能なピストン、シリンダー機構による近接場露光用のマスクの圧力制御装置の構成例を示す図。
【図３】本発明の実施例２における圧力調整容器への気体導入量が異なるピストン、シリンダー機構による近接場露光用のマスクの圧力制御装置の構成例を示す図。
【符号の説明】
【００１９】
１００：マスク
１０１：マスク母材
１０２：金属薄膜
１０３：微小開口パターン
１０４：レジスト
１０５：基板
１０６：ステージ
１０７：圧力調整容器
１０８：露光光源
１０９：露光光
１１０：コリメータレンズ
１１１：ガラス窓
１１２：圧力調整弁
１１３：圧力調整弁１
１１４：圧力調整弁２
１１５：ガス供給弁１
１１６：ガス供給弁２
１１７：ガス容器１
１１８：ガス容器２
１１９：ガス容器３
１２０：圧力センサ
１２１：圧力センサ（残量センサ）１
１２２：圧力センサ（残量センサ）２
１２３：圧力センサ３
２００：マスク
２０１：マスク母材
２０２：金属薄膜
２０３：微小開口パターン
２０４：レジスト
２０５：基板
２０６：ステージ
２０７：圧力調整容器
２０８：露光光源
２０９：露光光
２１０：コリメータレンズ
２１１：ガラス窓
２１２：ピストン１
２１３：ピストン駆動モータ１
２１４：シリンダー１
２１５：ピストン駆動モータ２
２１６：ピストン２
２１７：シリンダー２
２１８：切替弁１
２１９：制御弁１
２２０：切替弁２
２２１：制御弁２
２２２：圧力センサ
２２３：圧力センサ１
２２４：圧力センサ２
３００：マスク
３０１：マスク母材
３０２：金属薄膜
３０３：微小開口パターン
３０４：レジスト
３０５：基板
３０６：ステージ
３０７：圧力調整容器
３０８：露光光源
３０９：露光光
３１０：コリメータレンズ
３１１：ガラス窓
３１２：ピストン１
３１３：ピストン駆動モータ１
３１４：シリンダー１
３１５：ピストン駆動モータ２
３１６：ピストン２
３１７：シリンダー２
３１８：切替弁１
３１９：制御弁１
３２０：切替弁２
３２１：制御弁２
３２２：圧力センサ
３２３：圧力センサ１
３２４：圧力センサ２
【図１】
0004834453.tif 000002
【図２】
0004834453.tif 000003
【図３】
0004834453.tif 000004