(57)【要約】【課題】  本発明は、感応基板上に干渉縞パターン像を照射して露光を行う露光方法、櫛型電極の製造方法および露光装置に関し、干渉縞パターン像を用いて第１のラインアンドスペースパターンの間に第２のラインアンドスペースパターンを露光することを目的とする。【解決手段】  感応基板上に干渉縞パターン像を照射して露光を行う露光方法において、前記干渉縞パターン像を、同一の波長を有する３つ以上の光束を別の角度から干渉位置に照射した際に発生する干渉縞の明暗により形成することを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感応基板上に干渉縞パターン像を照射して露光を行う露光方法において、
前記干渉縞パターン像を、同一の波長を有する３つ以上の光束を別の角度から干渉位置に照射した際に発生する干渉縞の明暗により形成することを特徴とする露光方法。
【請求項２】
請求項１記載の露光方法において、
前記光束は３つであり、３つの光束の波面の法線ベクトルが同一平面上にあることを特徴とする露光方法。
【請求項３】
請求項２記載の露光方法において、
前記３つの光束のうち前記干渉位置への第１の光束の入射角は０度とされ、第２および第３の光束の入射角はθ度および−θ度とされていることを特徴とする露光方法。
【請求項４】
請求項３記載の露光方法において、
前記入射角θは略９０度であることを特徴とする露光方法。
【請求項５】
請求項３または請求項４記載の露光方法において、
前記第１の光束、第２の光束、第３の光束の振幅の比が、π（円周率）：２：２であることを特徴とする露光方法。
【請求項６】
請求項３ないし請求項５のいずれか１項記載の露光方法において、
前記３つの光束により発生する３光束干渉縞のパターン像により前記感応基板上に第１のラインアンドスペースパターンを露光する第１の露光工程と、
前記第１の露光工程の後、前記感応基板を前記３光束干渉縞のピッチの半分の距離だけ移動して前記３光束干渉縞のパターン像により前記第１のラインアンドスペースパターンの間に第２のラインアンドスペースパターンを露光する第２の露光工程と、
を有することを特徴とする露光方法。
【請求項７】
請求項６記載の露光方法において、
前記第１の露光工程の後、前記感応基板を前記第１のラインアンドスペースパターンのライン方向に移動し、この後前記第２の露光工程を行うことを特徴とする露光方法。
【請求項８】
請求項７記載の露光方法において、
前記第２の露光工程の後に、前記第１のラインアンドスペースパターンの端部を接続する第１の接続パターンおよび前記第２のラインアンドスペースパターンの端部を接続する第２の接続パターンを露光する第３の露光工程を有することを特徴とする露光方法。
【請求項９】
請求項６ないし請求項８のいずれか１項記載の露光方法で感応基板を露光する露光工程を有することを特徴とする櫛型電極の製造方法。
【請求項１０】
干渉性を有する光束を発する光源と、
前記光源からの光束を３つの光束に分離する分離手段と、
前記分離手段で分離された３つの光束を干渉位置に導き３光束干渉縞を発生させる光学手段と、
を有することを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感応基板上に干渉縞パターン像を照射して露光を行う露光方法、櫛型電極の製造方法および露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
弾性表面波装置には、様々な用途があるが、代表的な用途として、携帯電話等の小型移動体通信機器に用いられる高周波フィルタ（弾性表面波(Surface Acoustic Wave)共振器型フィルタ）がある。
弾性表面波装置は、基本的に、圧電薄膜上にラインアンドスペース状にパターニングされた櫛型電極を有する。特に、弾性表面波共振器型フィルタ(以下ＳＡＷフィルタという)は、信号の高周波化のため、櫛型電極のピッチを狭くすることが要求されており、近い将来にはピッチ１００ｎｍ以下のラインアンドスペース状のパターンが必要になると予測される。
【特許文献１】特開２０００−２２３４００号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような寸法のパターニングには、電子線露光装置あるいはナノインプリント方式のパターニング装置を用いることが考えられるが、処理速度、コスト等に大きな問題がある。
そこで、弾性表面波装置のパターンは、単純なラインアンドスペース状のパターンであるという特徴に着目し、２光束干渉方式の露光方法を用いてパターニングを行うことが考えられる。
【０００４】
しかしながら、２光束干渉方式の露光方法では、櫛型電極のラインアンドスペース状のパターンを形成することが困難であるという問題があった。
すなわち、櫛型電極のラインアンドスペース状のパターンは、図８に示すように、第１のラインアンドスペースパターン１と第２のラインアンドスペースパターン２のライン１ａ，２ａの端部１ｂ，２ｂが１ライン１ａ，２ａ毎に段差を有しており、第１のラインアンドスペースパターン１の露光と第２のラインアンドスペースパターン２の露光を別々に行う必要がある。
【０００５】
しかしながら、２光束干渉方式の干渉縞パターン像の強度分布は、図９に示すように、サイン関数を２乗した関数であり、実線で示す干渉縞パターン像により第１のラインアンドスペースパターン１を形成した後に、破線で示す干渉縞パターン像により第１のラインアンドスペースパターン１の中間に第２のラインアンドスペースパターン２を形成すると、露光量が全ての位置で同じになり、パターンを形成することができない。
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、干渉縞パターン像を用いて第１のラインアンドスペースパターンの間に第２のラインアンドスペースパターンを露光することができる露光方法、櫛型電極の製造方法および露光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】
【０００７】
第１の発明の露光方法は、感応基板上に干渉縞パターン像を照射して露光を行う露光方法において、前記干渉縞パターン像を、同一の波長を有する３つ以上の光束を別の角度から干渉位置に照射した際に発生する干渉縞の明暗により形成することを特徴とする。
第２の発明の露光方法は、第１の発明の露光方法において、前記光束は３つであり、３つの光束の波面の法線ベクトルが同一平面上にあることを特徴とする。
【０００８】
第３の発明の露光方法は、第２の発明の露光方法において、前記３つの光束のうち前記干渉位置への第１の光束の入射角は０度とされ、第２および第３の光束の入射角はθ度および−θ度とされていることを特徴とする。
第４の発明の露光方法は、第３の発明の露光方法において、前記入射角θは略９０度であることを特徴とする。
【０００９】
第５の発明の露光方法は、第３または第４の発明の露光方法において、前記第１の光束、第２の光束、第３の光束の振幅の比が、π（円周率）：２：２であることを特徴とする。
第６の発明の露光方法は、第３ないし第５のいずれか１の発明の露光方法において、前記３つの光束により発生する３光束干渉縞のパターン像により前記感応基板上に第１のラインアンドスペースパターンを露光する第１の露光工程と、前記第１の露光工程の後、前記感応基板を前記３光束干渉縞のピッチの半分の距離だけ移動して前記３光束干渉縞のパターン像により前記第１のラインアンドスペースパターンの間に第２のラインアンドスペースパターンを露光する第２の露光工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
第７の発明の露光方法は、第６の発明の露光方法において、前記第１の露光工程の後、前記感応基板を前記第１のラインアンドスペースパターンのライン方向に移動し、この後前記第２の露光工程を行うことを特徴とする。
第８の発明の露光方法は、第７の発明の露光方法において、前記第２の露光工程の後に、前記第１のラインアンドスペースパターンの端部を接続する第１の接続パターンおよび前記第２のラインアンドスペースパターンの端部を接続する第２の接続パターンを露光する第３の露光工程を有することを特徴とする。
【００１１】
第９の発明の櫛型電極の製造方法は、第６ないし第８のいずれか１の発明の露光方法で感応基板を露光する露光工程を有することを特徴とする。
第１０の発明の露光装置は、干渉性を有する光束を発する光源と、前記光源からの光束を３つの光束に分離する分離手段と、前記分離手段で分離された３つの光束を干渉位置に導き３光束干渉縞を発生させる光学手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、干渉縞パターン像を用いて第１のラインアンドスペースパターンの間に第２のラインアンドスペースパターンを露光することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の露光装置の一実施形態を示している。
この露光装置では、光源１１からの光がコリメータレンズ１３を介してビームスプリッタ１５に入射される。ビームスプリッタ１５で反射した第１の光束１１Ａは、ウエハステージ１７上に配置されるウエハ１９に対して入射角が０度で入射される。
【００１４】
ビームスプリッタ１５を通過した光束は、ミラー２１、ビームスプリッタ２３、ミラー２５を介して遮光板２７に導かれる。遮光板２７に導かれた光束は、遮光板２７の穴部２７ａを通り、第２の光束１１Ｂとしてウエハステージ１７上に配置されるウエハ１９に対して入射角が−θ度で入射される。
ビームスプリッタ２３で反射した光束は、ミラー２９、ミラー３１を介して遮光板３３に導かれる。遮光板３３に導かれた光束は、遮光板３３の穴部３３ａを通り、第３の光束１１Ｃとしてウエハステージ１７上に配置されるウエハ１９に対して入射角がθ度で入射される。
【００１５】
ウエハ１９の上方の近傍には、露光領域を制限するための遮光板３５が配置されている。遮光板３５には穴部３５ａが形成されている。この穴部３５ａあるいは近傍位置が、第１の光束１１Ａ、第２の光束１１Ｂおよび第３の光束１１Ｃの干渉位置とされている。
この実施形態では、第１の光束１１Ａの振幅、第２の光束１１Ｂの振幅、第３の光束１１Ｃの振幅の比が、π（円周率）：２：２になるように設定されている。このような比に設定することにより、ベストフォーカス条件において干渉縞の強度コントラストを最大にすることができる。
【００１６】
図２は、上述した第１の光束１１Ａ、第２の光束１１Ｂおよび第３の光束１１Ｃの干渉により形成される干渉縞を示している。第１の光束１１Ａ、第２の光束１１Ｂおよび第３の光束１１Ｃの波面の法線ベクトルは同一の平面上に位置されている。そして、ウエハ１９には、干渉縞による明暗のコントラストが形成されている。干渉縞のピッチＰは、光の波長をλｉとすると、Ｐ＝λｉ／ｓｉｎθとなる。従って、角度θを９０度に近い値にすれば干渉縞のピッチＰをλｉにすることができる。
【００１７】
図３は、上述した第１の光束１１Ａ、第２の光束１１Ｂおよび第３の光束１１Ｃの干渉により形成される干渉縞パターン像の強度分布を示している。強度分布は、純粋なサインカーブではなく、頂部Ｔの間に強度が略０に近い平坦領域Ｈが存在している。従って、図４に示すように、実線で示す干渉縞パターン像によりウエハ１９を露光した後に、ウエハステージ１７を干渉縞のピッチＰの１／２だけずらして破線で示す干渉縞パターン像により露光すると、図５に示すような露光量プロファイルを得ることができる。この露光量プロファイルでは、干渉縞のピッチＰの１／２のパターンが形成されているのがわかる。
【００１８】
以下、上述した露光装置を用いた櫛型電極の製造方法を説明する。製造方法を説明する前に櫛型電極を備えたＳＡＷフィルタについて説明する。
図６はＳＡＷフィルタを示している。このＳＡＷフィルタは、信号入力部４１と信号出力部４３に櫛型電極４５を一組ずつ有している。信号入力部４１に入力された入力信号は、信号入力部４１の一組の櫛型電極４５によって圧電薄膜４７の機械振動に変換され、その振動が弾性表面波として伝播する。一方、伝播して信号出力部４３に到達した弾性表面波は圧電薄膜の機械振動となり、信号出力部４３の一組の櫛型電極４５により電気信号に変換される。弾性表面波は共振周波数付近の限られた周波数帯域でのみ大きく励起される特徴があり、入力信号のうち共振周波数付近の信号だけがＳＡＷフィルタを通過できるため、バンドパスフィルタとして働く。
【００１９】
一般的に、ＳＡＷフィルタ等の弾性表面波装置においては、弾性表面波の伝播速度をＶ、波長をλｓ、周波数をｆとすると、ｆ＝Ｖ／λｓの関係がある。ここでＶは弾性表面波が伝播する基板の材質に固有の値であるので、周波数ｆを大きくするためには、弾性表面波の波長λｓを小さくする必要がある。また、弾性表面波を効率良く励起するためには櫛型電極４５のピッチｐを弾性表面波の波長λｓの１／２に一致させる必要がある。
【００２０】
特にＳＡＷフィルタにおいては、携帯電話等の小型移動体通信機器の高周波化に対する要求が強く、数１０ＧＨｚの周波数が将来必要になるとされている。例えば弾性表面波の伝播速度が４０００ｍ／ｓｅｃであり、周波数２０ＧＨｚの弾性表面波を励起する場合には、弾性表面波の波長は２００ｎｍとなり櫛型電極４５のパターンのピッチｐは１００ｎｍとなる。
【００２１】
図７は櫛型電極の製造方法を示している。
この実施形態では、先ず、図７の(ａ)に示すように、第１の露光工程により、ウエハ１９上に第１のラインアンドスペースパターン５１が露光される。この第１のラインアンドスペースパターン５１は、図４に実線で示した３光束干渉縞の干渉縞パターン像により露光される。第１のラインアンドスペースパターン５１のピッチＰは、Ｐ＝λｉ／ｓｉｎθとなる。なお、ウエハ１９には予め蒸着等により櫛型電極４５の素材となる圧電薄膜層が形成され、この圧電薄膜層の上面に感光剤層が形成されている。そして、この感光剤層に第１のラインアンドスペースパターン５１が露光される。
【００２２】
次に、図７の(ｂ)に示すように、第２の露光工程により、第１のラインアンドスペースパターン５１の間に第２のラインアンドスペースパターン５３が露光される。第２のラインアンドスペースパターン５３の露光前には、ウエハステージ１７によりウエハ１９が、３光束干渉縞のピッチＰの半分の距離だけ移動される。また、ウエハ１９が第１のラインアンドスペースパターン５１のライン５１ａ方向に移動され、隣接するライン５１ａ，５３ａの端部５１ｂ、５３ｂに段差が設定される。
【００２３】
この状態で、図４に破線で示した３光束干渉縞の干渉縞パターン像により第２のラインアンドスペースパターン５３が露光される。これにより図５に示したような露光量プロファイルを得ることができる。この露光量プロファイルでは、Ｐ／２のピッチのパターンが形成される。
次に、図７の(ｃ)に示すように、第３の露光工程により、第１のラインアンドスペースパターン５１の外側の端部５１ｂを接続する第１の接続パターン５１ｃおよび第２のラインアンドスペースパターン５３の外側の端部５３ｂを接続する第２の接続パターン５３ｃが露光される。この第３の露光工程で形成する第１の接続パターン５１ｃおよび第２の接続パターン５３ｃは寸法が大きく位置精度も許容誤差が大きいので、近接露光方式のような原始的な露光方法で良い。
【００２４】
そして、このようにして露光されたウエハ１９を周知の方法により現像処理した後、圧電薄膜層をエッチング処理することにより一組の櫛型電極４５が製造される。
上述したような露光方法で露光を行えば、光源に、一般に用いられるフッ化アルゴン（ＡｒＦ）エキシマレーザ光源（波長１９３ｎｍ）を用いた場合にもピッチＰ１００ｎｍ以下の弾性表面波の櫛形電極パターンを容易に形成することができる。また、さらに波長の短いフッ素（Ｆ２）レーザ（波長１５７ｎｍ）を用いる方法や、ウエハ１９上を高屈折率の液体で満たす方法により、ピッチＰ８０ｎｍ程度のパターンを形成することも可能である。
【００２５】
上述した実施形態では、第１のラインアンドスペースパターン５１を露光した後に第２のラインアンドスペースパターン５３を露光しても、２光束干渉方式のように第１のラインアンドスペースパターン５１および第２のラインアンドスペースパターン５３が消滅することがなくなるため、干渉縞パターン像を用いて第１のラインアンドスペースパターン５１の間に第２のラインアンドスペースパターン５３を露光することができる。
【００２６】
そして、光束干渉方式の露光装置を使用することが可能になるため、露光装置を簡易、小型で安価なものにすることができる。より具体的には、結像投影露光方式の露光装置で必要な投影光学系、露光原盤、露光原盤ステージ、アラインメント光学系等を不要にすることができる。また、結像の収差が発生しないので広い領域を一括して露光することが可能になり、高スループットのパターニングが可能になる。
(実施形態の補足事項)
以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような形態でも良い。
【００２７】
(１)上述した実施形態では、露光領域を制限するための遮光板３５の穴部３５ａあるいは近傍の位置を３つの光束１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの干渉位置とした例について説明したが、例えば、投影光学系の前段の干渉位置で３つの光束を干渉させ、投影光学系を介して干渉縞パターンをウエハ上に露光するようにしても良い。
(２)上述した実施形態では、一組の櫛型電極の製造に本発明を適用した例について説明したが、本発明は、ラインアンドスペースパターンを有するデバイスの製造に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の露光装置の一実施形態を示す説明図である。
【図２】図１の露光装置により形成される干渉縞の明暗を示す説明図である。
【図３】図２の干渉縞の強度分布を示す説明図である。
【図４】図３の干渉縞を半ピッチずらした状態を示す説明図である。
【図５】図３の実線の干渉縞の位置で露光した後図３の破線の干渉縞の位置で露光した時の露光光の強度プロファイルを示す説明図である。
【図６】ＳＡＷフィルタを示す説明図である。
【図７】本発明の櫛型電極の製造方法の一実施形態を示す説明図である。
【図８】櫛型電極のラインアンドスペース状のパターンを示す説明図である。
【図９】２光束干渉方式の干渉縞パターン像の強度分布を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１１Ａ：第１の光束、１１Ｂ：第２の光束、１１Ｃ：第３の光束、１７：ウエハステージ、１９：ウエハ、４５：櫛型電極、５１：第１のラインアンドスペースパターン、５３：第２のラインアンドスペースパターン、５１ｂ，５３ｂ：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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