(57)【要約】【課題】圧力調整容器における加圧、減圧漏れによる圧力の補充をする必要がなく、少ない部品点数によるシンプル化によってゴミの持ち込みや発生を少なくすることができ、清掃のし易い近接場露光用のマスク、該マスクによる近接場露光装置を提供する。【解決手段】近接場露光装置における圧力調整容器ａのマスク支持部ｂに装着し、該圧力調整容器の圧力調整によりレジストｊに対して密着露光する際に用いる近接場露光用のマスクｉであって、前記マスクは該マスクと一体化されたシール部材ｃを有し、該シール部材によって前記圧力調整容器の加圧、減圧漏れを封止する。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
近接場露光装置における圧力調整容器のマスク支持部に装着し、該圧力調整容器の圧力調整によりレジストに対して密着露光する際に用いる近接場露光用のマスクであって、
前記マスクは該マスクと一体化されたシール部材を有し、該シール部材によって前記圧力調整容器の加圧、減圧漏れを封止することを特徴とする近接場露光用のマスク。
【請求項２】
前記シール部材は樹脂、ゴム等のシール部材であることを特徴とする請求項１に記載の近接場露光用のマスク。
【請求項３】
前記シール部材は、金属によるシール部材であることを特徴とする請求項１に記載の近接場露光用のマスク。
【請求項４】
前記マスクのシール部材が、該マスク支持部に形成されたシール部材装着溝と嵌合し、前記圧力調整容器の加圧、減圧漏れを封じることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の近接場露光用のマスク。
【請求項５】
前記マスクは、前記マスク支持部で真空吸着力により支持固定するように構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の近接場露光用のマスク。
【請求項６】
前記マスクは、前記マスク支持部でマグネット力により支持固定するように構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の近接場露光用のマスク。
【請求項７】
前記マスクは、前記マスク支持部で静電気力により支持固定するように構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の近接場露光用のマスク。
【請求項８】
前記マスクは、前記マスク支持部でネジにより支持固定するように構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の近接場露光用のマスク。
【請求項９】
加圧可能な圧力調整容器と、近接場露光用マスクをその光源側の面が該圧力調整容器内に面するようにして支持固定する構造を備え、該圧力調整容器による流体圧力により、該近接場露光用マスクを該圧力調整容器外に配置されたレジストに対し密着させて露光する近接場露光装置において、
前記近接場露光用マスクが、請求項１〜８のいずれか１項に記載の近接場露光用マスクの支持固定構造を有していることを特徴とする近接場露光装置。
【請求項１０】
減圧可能な圧力調整容器と、近接場露光用マスクをその光源側の面が該圧力調整容器外に面するようにして支持固定する構造を備え、該圧力調整容器を減圧にすることにより、該近接場露光用マスクを該圧力調整容器内に配置されたレジストに対し密着させて露光する近接場露光装置において、
前記近接場露光用マスクが、請求項１〜８のいずれか１項に記載の近接場露光用マスクの支持固定構造を有していることを特徴とする近接場露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクをレジストに対して近接場領域まで密着させて露光する際に用いる近接場露光用のマスク、及び該マスクによる近接場露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体メモリの大容量化やＣＰＵプロセッサの高速化・大集積化の進展とともに、光リソグラフィーのさらなる微細化は必要不可欠のものとなっている。一般に光リソグラフィー装置における微細加工限界は、用いる光の波長程度である。このため、光リソグラフィー装置に用いる光の短波長化が進み、現在は近紫外線レーザが用いられ、０．１μｍ程度の微細加工が可能となっている。
このように微細化が進む光リソグラフィーであるが、０．１μｍ以下の微細加工を行うためには、レーザのさらなる短波長化、その波長域でのレンズ開発等解決しなければならない課題も多い。
【０００３】
一方、光による０．１μｍ以下の微細加工を可能にする手段として、近接場光学顕微鏡（以下ＳＮＯＭと略す）の構成を用いた微細加工装置が提案されている。例えば、１本（または数本）の加工プローブを用い、該プローブにおける１００ｎｍ以下の大きさの微小開口から滲み出る近接場光を用いてレジストに対し、光波長限界を越える局所的な露光を行う装置である。
【０００４】
さらにまた、このような近接場光を用いた露光において、スループットを向上させる露光方法として、例えば、特許文献１に記載されているように、近接場光が遮光膜の間から滲み出るように構成されたパターンを有する薄膜マスクを、基板上のレジストに対して近接場領域である１００ｎｍ以下まで密着させて露光し、マスク上の微細パターンを一度にレジストに転写する、という、近接場光による密着露光方法が提案されている。
【特許文献１】特開平１１−１４５０５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の近接場光による密着露光方法においては、前述したように露光に際して、薄膜マスクを基板上のレジストに対し、近接場領域である１００ｎｍ以下まで密着させることが必要となる。この密着方法として、光源側の面が加圧可能な圧力調整容器内に面するようにして支持した薄膜マスクに、該加圧可能な圧力調整容器内の流体による一定の圧力を加えて変形させ、該加圧可能な圧力調整容器外に配置されたレジストに対し密着させる方法や、光源側の面が減圧可能な圧力調整容器外に面するようにして支持した薄膜マスクに、該減圧可能な圧力調整容器内を負圧にして該減圧可能な圧力調整容器内に配置したレジストに対し密着させる方法等が考えられている。これらのいずれによるかは、装置構成上の条件あるいは薄膜の仕様等の条件によって選択されることになるが、これら圧力調整容器における加圧、減圧時の加圧、減圧漏れによる圧力変動が発生するため、一定圧力に維持するために常時不足した分を補う必要が生じる。
【０００６】
このような圧力補充を常時繰り返し行うと、その応力が薄膜マスクに加わることになり、マスクの耐久性の上で問題であり、また高価であるこのようなマスクの使用回数に影響を及ぼしコスト面においても問題が生じることになる。
また、近接場露光では、上記したとおり薄膜マスクを基板上のレジストに対し、近接場領域である１００ｎｍ以下まで密着させることが必要であることから、マスクや被露光基板周辺の装置部品にゴミが付着していると、ゴミによりマスクとレジストの接触が阻害され、その原理上、このようなゴミが歩留まりに大きな影響を与えることとなるため、マスク構成上できるだけ部品点数を少なくし、また清掃のし易い材料、形状とすることが必要となる。
しかしながら、これまでのところ、以上のような問題点あるいは必要性に対処し得る対策の採られたマスクは、未だ実現されていない。
【０００７】
そこで、本発明は、上記課題を解決し、圧力調整容器における加圧、減圧漏れによる圧力の補充をする必要がなく、少ない部品点数によるシンプル化によってゴミの持ち込みや発生を少なくすることができ、清掃のし易い近接場露光用のマスク、該マスクによる近接場露光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】
【０００８】
本発明は、以下のように構成した近接場露光用のマスク、該マスクによる近接場露光装置を提供するものである。
すなわち、本発明の近接場露光用のマスクは、近接場露光装置における圧力調整容器のマスク支持部に装着し、該圧力調整容器の圧力調整によりレジストに対して密着露光する際に用いる近接場露光用のマスクであって、前記マスクは該マスクと一体化されたシール部材を有し、該シール部材によって前記圧力調整容器の加圧、減圧漏れを封止することを特徴としている。
また、本発明の近接場露光用のマスクは、前記シール部材を、樹脂、ゴム等のシール部材で構成することができる。
また、本発明の近接場露光用のマスクは、前記シール部材を、金属によるシール部材で構成することができる。
また、本発明の近接場露光用のマスクは、前記マスクのシール部材が、該マスク支持部に形成されたシール部材装着溝と嵌合し、前記圧力調整容器の加圧、減圧漏れを封じるように構成することができる。
また、本発明の近接場露光用のマスクは、前記マスク支持部で真空吸着力により支持固定するように構成することができる。
また、本発明の近接場露光用のマスクは、前記マスク支持部でマグネット力により支持固定するように構成することができる。
また、本発明の近接場露光用のマスクは、前記マスク支持部で静電気力により支持固定するように構成することができる。
また、本発明の近接場露光装置は、加圧可能な圧力調整容器と、近接場露光用マスクをその光源側の面が該圧力調整容器内に面するようにして支持固定する構造を備え、該圧力調整容器による流体圧力により、該近接場露光用マスクを該圧力調整容器外に配置されたレジストに対し密着させて露光する近接場露光装置において、前記近接場露光用マスクが、上記したいずれかに記載の近接場露光用マスクの支持固定構造を有していることを特徴としている。
また、本発明の近接場露光装置は、減圧可能な圧力調整容器と、近接場露光用マスクをその光源側の面が該圧力調整容器外に面するようにして支持固定する構造を備え、該圧力調整容器を減圧にすることにより、該近接場露光用マスクを該圧力調整容器内に配置されたレジストに対し密着させて露光する近接場露光装置において、前記近接場露光用マスクが、上記したいずれかに記載の近接場露光用マスクの支持固定構造を有していることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、圧力調整容器における加圧、減圧漏れによる圧力の補充をする必要がなく、少ない部品点数によるシンプル化によってゴミの持ち込みや発生を少なくすることができ、清掃のし易い近接場露光用のマスク、該マスクによる近接場露光装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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】
【００１１】
［実施例１］
図１は本発明の実施例１における加圧可能な圧力調整容器を有する近接場露光装置の構成を示す概念図であり、また、図２は本発明の実施例１における減圧可能な圧力調整容器を有する近接場露光装置の構成を示す概念図である。
まず、図１の加圧可能な圧力調整容器を有する近接場露光装置の全体的構成について説明する。図１において、ａは圧力調整容器、ｂはマスクチャック、ｃはシール部材、ｄはピストン駆動モータ、ｅはピストンである。また、ｆはガラス窓、ｇは光源、ｈはレンズであり、ｉはマスク、ｊは被露光基板レジスト面、ｋはステージである。
図１の近接場露光装置においては、マスクｉの光源ｇ側の面が圧力調整容器ａ内に面するようにしてマスクチャックｂに支持されるように構成されている。露光時にマスクｉを被露光基板レジスト面ｊへ密着するに際しては、圧力調整容器ａ内をピストンｅの送り量をモータｄによって制御しながら流体ｍを加圧し、マスクｉをステージｋ上の圧力調整容器外に配置された被露光基板レジスト面ｊに密着させる。
【００１２】
つぎに、図２の減圧可能な圧力調整容器を有する近接場露光装置の全体的構成について説明する。図２において、ａ’は圧力調整容器、ｂ’はマスクチャック、ｃ’はシール部材である。また、ｇ’は光源、ｈ’はレンズであり、ｉ’はマスク、ｊ’は被露光基板レジスト面、ｋ’はステージである。
図２の近接場露光装置においては、マスクｉ’の光源ｇ’側の面が圧力調整容器ａ’外に面するようにしてマスクチャックｂ’に支持されるように構成されている。露光時にマスクｉ’を被露光基板レジスト面ｊ’へ密着するに際しては、圧力調整容器ａ’内を排気しながら減圧し、マスクｉ’を該圧力調整容器内に配置したステージｋ’上の被露光基板レジスト面ｊ’に対し密着させる。
【００１３】
つぎに、上記マスクを近接場露光装置へ着脱する際のマスクの支持固定構造について、図１の構成例を用いて説明する。
図１に示す圧力調整容器ａのマスクチャックｂ面に、マスクｉを支持固定する構造として、一例とし図３に示すようなバキューム方式によるマスクの支持固定構造を構成する。その際、必要があればマスクと被露光基板との相対位置決めを行なうようにする。
図３において、ｂ−１はバキュームチャック、ｎはマスク支持体であり、ここでは図１のマスクチャックｂの具体的構成としてｂ−１のバキュームチャックを構成する。また、ｉはマスク、ｋはステージであって図１で説明したとおりのものである。
また、このバキューム方式による支持固定構造においては、圧力調整容器ａに形成されたバキュームチャックｂ−１は、排気部から排気することにより（図１参照）、マスクｉを真空引によって吸着するように構成されており、上記バキュームチャックのバキューム力（真空吸着力）が、使用するシール部材、あるいは後述するシール部材によるガスケット部が機能するに必要な変形圧力とマスクの重量、さらにマスクの薄膜パターン部を流体の圧力で変形させレジスト面に密着させるための圧力（実験では１０Ｐａ〜７０Ｐａ程度）に負けないバキューム力が得られるように構成する。
【００１４】
図４及び図５は、本実施例の上記バキューム方式における、バキュームチャック面の具体的構造を示す図である。
図４及び図５において、ｃ−１はバキュームチャック面に形成されたシール部材装着溝であり、このシール部材装着溝に後述のマスク面と一体化したシール部材を嵌合させ、圧力調整容器における加圧、減圧漏れをシーリングするように構成されている。
また、ｏはバキュームチャック面に形成されたバキューム溝である。
バキューム溝の形状は図４の丸型、図５の角型や、あるいはその他の形状等、マスクの形状に合わせ任意の形状でよいが、重要なことはバキュームチャック面の状態、すなわちコンダクタンスにより同じ溝形状でも、バキュームの力の強弱が変化してしまうので、見積もり計算をしておく必要がある。ここでは、マスクの基板寸法が３８．１ｍｍ×２５．４ｍｍ×ｔ  ０．５２５ｍｍのＳｉ基板で、面粗さは０．２μｍ以下のマスク基板を用いた。
【００１５】
また、マスク自体のサイズは、基板に対して中心振り分けで１０ｍｍ角の薄膜マスクを用いた。一方、バキュームチャックの材料はＳＵＳ３０４材を用い、面の加工条件を３．２ｓ以下の研磨面とし、ソリの無いことを確認した。
これらの条件を基に研磨面の粗さの形状を、平均的に管形状（φ３μｍ）と仮定してモデル化を行ない、つぎの式（１）に示すコンダクタンスＣの計算式により、漏れ量の見積もりを計算した。
その結果、この程度の面粗さであれば、バキューム能力に影響が出ないことが実験により確認出来た。
Ｃ＝（π×ａ4×Ｐ）÷（８ｎ×Ｌ）……（１）
但し、
Ｃ：コンダクタンス（ｍ3／ｓｅｃ）
Ｐ：２点間の平均圧力
ｎ：粘性係数
Ｌ：２点間距離
Ａ：管の半径
また、バキュームチャックのバキューム溝形状に関しては、対象のマスクに対してバキューム力が均一に働くような溝の形状が良い。ここでは、図４、図５の様に環状の対象形状とし、重量が約３ｇと比較的軽量のマスクであったため、１ｍｍの溝巾でチャックの溝を設計した。
バキュームチャックのバキューム力のクランプ能力Ｗは、以下の式（２）により計算した。
その結果、加圧力に対しても十分耐えられることを確認した。
Ｗ＝｛（Ｐ×Ｃ）÷１０１｝×ｆ×（１０．１３）……（２）
但し、
Ｗ：クランプ能力
Ｐ：真空度
Ｃ：パッド吸着面積
ｆ：安全係数（１／安全率）
図６から図１１は、本実施例におけるガスケット付きマスクを構成部品とした装置のシール部の構成例並びにマスクの構成例を示す図であり、図６から図８はシール部材に樹脂、ゴム等を用いた例であり、図９から図１１はシール部材に金属を用いた例を示す。
【００１６】
シール部材に樹脂、ゴム等を用いたものにおいては、図７に示すように丸型加圧穴の開口に対応させ、あるいは図８に示すように角型加圧穴の開口に対応させ、マスク側に加圧時にシールを行なう樹脂、ゴム等によるシール部材ｑを一体成形して、ガスケット付きマスクを構成する。このようなガスケット付きマスクを用いることによって、圧力調整容器内の圧力によりマスクを変形させレジストに対し密着させる際に、図６に示されるようにマスクチャック面に形成された装着溝と嵌合するこれらのシール部材によって、容器内の圧力の変動を抑えることが可能となる。
【００１７】
また、シール部材に金属を用いたものにおいては、図１０に示すように丸型加圧穴の開口に対応させ、あるいは図１１に示すように角型加圧穴の開口に対応させ、マスク側に加圧時にシールを行なう金属によるシール部材ｑ’を一体成形して、ガスケット付きマスクを構成する。これによっても、図９に示されるように圧力調整容器内の圧力によりマスクを変形させレジストに対し密着させる際に、これらのシール部材によって容器内の圧力の変動を抑えることが可能となる。但し、この金属によるシール部材の場合は、マスクチャック側のガスケットの円周方向中心位置に、コンフラットフランジと同様の金属のリップ部を設ける必要がある。
【００１８】
このようなガスケット付きマスクの作成は、マスク基板を作成する過程で、シール部分、ガスケット部分等のシーリングを行う構成部を同時に作りこむ。これらは、フォトリソ、蒸着、デイスペンサー等の方法により形成することが可能である。
また、完成したマスク基板に別途シール材、ガスケット材等のシーリングを行う部材を貼り付ける方法も考えられるが、汚れ、キズ等を考慮すると上記したマスク基板を作成する過程で、同時に作りこむ方法が望ましい。
【００１９】
［実施例２］
図１２に、本発明の実施例２におけるマグネットチャックで支持固定されるマスクの構造を示す。
図１２において、ｂ−２はマグネットチャックであり、ｎはマスク支持体、ｉはマスク、ｋはステージである。
本実施例においても、実施例１と同様に、マスク面と一体化したシール部材をマグネットチャックｂ−２面に形成されたシール部材装着溝に嵌合させ、圧力調整容器における加圧、減圧漏れをシーリングするように構成されている。また、このマグネットチャックｂ−２におけるマグネット力によるマスクのクランプ力が、上述した実施例１のバキュームチャックと同様に、圧力調整容器の加圧力あるいは減圧力等の負荷条件に十分耐えられるように構成されている。
【００２０】
［実施例３］
図１３に、本発明の実施例３における静電チャックで支持固定されるマスクの構造を示す。
図１３において、ｂ−３は静電チャックであり、ｎはマスク支持体、ｉはマスク、ｋはステージである。
本実施例においても、実施例１と同様に、マスク面と一体化したシール部材を静電チャックｂ−３面に形成されたシール部材装着溝に嵌合させ、圧力調整容器における加圧、減圧漏れをシーリングするように構成されている。また、この静電チャックｂ−３における静電気力によるマスクのクランプ力が、上述した実施例１のバキュームチャックと同様に、圧力調整容器の加圧力あるいは減圧力等の負荷条件に十分耐えられるように構成されている。
【００２１】
［実施例４］
図１４に、本発明の実施例４におけるネジ固定式チャックで支持固定されるマスクの構造を示す。
図１４において、ｂ−４はネジ固定式チャックであり、ｎはマスク支持体、ｉはマスク、ｋはステージである。
本実施例においても、実施例１と同様に、マスク面と一体化したシール部材をネジ固定式チャックｂ−４面に形成されたシール部材装着溝に嵌合させ、圧力調整容器における加圧、減圧漏れをシーリングするように構成されている。また、このネジ固定式チャックｂ−４によるマスクの固定力が、上述した実施例１のバキュームチャックと同様に、圧力調整容器の加圧力あるいは減圧力等の負荷条件に十分耐えられるように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例１における加圧可能な圧力調整容器を有する近接場露光装置の構成を示す概念図。
【図２】本発明の実施例１における減圧可能な圧力調整容器を有する近接場露光装置の構成を示す概念図。
【図３】本発明の実施例１におけるバキューム方式によるマスクの支持固定構造を示す図。
【図４】本発明の実施例１におけるバキュームチャック面の丸型構造を示す図。
【図５】本発明の実施例１におけるバキュームチャック面の角型構造を示す図。
【図６】本発明の実施例１における樹脂等のシール部材によるガスケット付きマスクによるシール状態を示す図。
【図７】本発明の実施例１における樹脂等のシール部材によるガスケット付きマスクの構成例を示す図であり、（ａ）はマスクの平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。
【図８】本発明の実施例１における樹脂等のシール部材によるガスケット付きマスクの別の構成例を示す図であり、（ａ）はマスクの平面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図である。
【図９】本発明の実施例１における金属のシール部材によるガスケット付きマスクによるシール状態を示す図。
【図１０】本発明の実施例１における金属のシール部材によるガスケット付きマスクの構成例を示す図であり、（ａ）はマスクの平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。
【図１１】本発明の実施例１における金属のシール部材によるガスケット付きマスクの別の構成例を示す図であり、（ａ）はマスクの平面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図である。
【図１２】本発明の実施例２におけるマグネット方式によるマスクの支持固定構造を示す図。
【図１３】本発明の実施例３における静電方式によるマスクの支持固定構造を示す図。
【図１４】本発明の実施例４におけるネジ固定式によるマスクの支持固定構造を示す図。
【符号の説明】
【００２３】
ａ、ａ’：圧力調整容器
ｂ、ｂ’：マスクチャック
ｂ−１：バキュームチャック
ｂ−２：マグネットチャック
ｂ−３：静電チャック
ｂ−４：ネジ固定式チャック
ｃ、ｃ’：シール部材
ｃ−１：シール部材装着溝
ｄ：ピストン駆動モータ
ｅ：ピストン
ｆ：ガラス窓
ｇ、ｇ’：光源
ｈ、ｈ’：レンズ
ｉ、ｉ’：マスク
ｊ、ｊ’：被露光基板レジスト面
ｋ、ｋ’：ステージ
ｌ：金属リップ
ｍ：加圧流体
ｎ：マスク支持体
ｏ：バキューム溝
ｐ：加圧穴
ｑ：樹脂（ゴム）によるシール部材（ガスケット）
ｑ’：金属によるシール部材（ガスケット）
ｒ：開口
【図１】
2005101124.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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