(57)【要約】【課題】近接場露光用マスクの運搬、搬送、設置等のハンドリング時において壊れにくく、大面積にわたってマスクの遮光膜パターンとレジストとの密着剥離が容易で、装置構成が簡便となる近接場露光用マスクを提供する。【解決手段】マスク母材１００と遮光膜１０２とからなり、該遮光膜に露光用光の波長よりも小さい幅の開口１０１を一つ以上含む開口パターンを有する近接場露光用マスクにおいて、  前記マスク母材が、前記露光用光に対して透明なゴム状弾性体（リジメチルシロキサン）によって形成された構成とする。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスク母材と遮光膜とからなり、該遮光膜に露光用光の波長よりも小さい幅の開口を一つ以上含む開口パターンを有する近接場露光用マスクにおいて、
前記マスク母材が、前記露光用光に対して透明なゴム状弾性体によって構成されていることを特徴とする近接場露光用マスク。
【請求項２】
前記ゴム状弾性体が、ポリジメチルシロキサンで形成されてい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。
【請求項３】
前記マスク母材と前記遮光膜との間に、１層以上の前記マスク母材よりもヤング率の高い中間層を有す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。
【請求項４】
前記中間層が、ＳｉＯ2で形成されていることを特徴とする請求項３に記載の近接場露光用マスク。
【請求項５】
前記中間層が、ＳｉＮで形成されていることを特徴とする請求項３に記載の近接場露光用マスク。
【請求項６】
前記中間層が、ＳＯＧで形成されていることを特徴とする請求項３に記載の近接場露光用マスク。
【請求項７】
前記マスク母材と前記遮光膜とが、該遮光膜側を凸形状の頂点として湾曲している湾曲形状を有し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。
【請求項８】
前記凸形状の湾曲の度合いが、曲率半径として７．８ｍ以上であることを特徴とする請求項７に記載の近接場露光用マスク。
【請求項９】
前記湾曲形状が、前記マスク母材と前記遮光膜とを湾曲した支持体上に設けることにより形成されていることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の近接場露光用マスク。
【請求項１０】
前記湾曲形状が、前記遮光膜を遮光膜側が湾曲している前記マスク母材上に設けることにより形成されていることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の近接場露光用マスク。
【請求項１１】
前記湾曲形状が、前記遮光膜側に湾曲させるための応力を有する膜を設けることにより形成されていることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の近接場露光用マスク。
【請求項１２】
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作製方法であって、
ゴム状弾性体でマスク母材を形成する工程と、
遮光膜を形成する工程と、
前記遮光膜に露光用光の波長よりも小さい幅の開口を一つ以上含む開口パターンを形成する工程と、
を有することを特徴とする近接場露光用マスクの作製方法。
【請求項１３】
前記遮光膜と上記マスク母材との間に、１層以上の前記マスク母材よりもヤング率の高い中間層を形成する工程を有することを特徴とする請求項１２に記載の近接場露光用マスクの作製方法。
【請求項１４】
請求項７または請求項８に記載の近接場露光用マスクの作製方法であって、
凸形状に湾曲した支持体を形成する工程と、
前記支持体を用いてゴム状弾性体でマスク母材を形成する工程と、
遮光膜を形成する工程と、
前記遮光膜に露光用光の波長よりも小さい幅の開口を一つ以上含む開口パターンを形成する工程と、
を有することを特徴とする近接場露光用マスクの作製方法。
【請求項１５】
請求項７または請求項８に記載の近接場露光用マスクの作製方法であって、
ゴム状弾性体で凸形状に湾曲したマスク母材を形成する工程と、
前記凸形状に形成されたマスク母材の凸側に、遮光膜を形成する工程と、
前記遮光膜に露光用光の波長よりも小さい幅の開口を一つ以上含む開口パターンを形成する工程と、
を有することを特徴とする近接場露光用マスクの作製方法。
【請求項１６】
請求項７または請求項８に記載の近接場露光用マスクの作製方法であって、
ゴム状弾性体でマスク母材を形成する工程と、
遮光膜を形成する工程と、
遮光膜側に湾曲させるための応力を有する膜を形成する工程と、
前記遮光膜に露光用光の波長よりも小さい幅の開口を一つ以上含む開口パターンを形成する工程と、
を有することを特徴とする近接場露光用マスクの作製方法。
【請求項１７】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の近接場露光用マスク、または請求項１２乃至１６のいずれかに記載の近接場露光用マスクの作製方法によって作製された近接場露光用マスクを支持する支持機構と、
前記近接場露光用マスクによって露光する基板を保持する保持機構と、
前記支持機構と前記近接場露光用マスクとの距離を近づける駆動機構と、
を有することを特徴とする近接場露光装置。
【請求項１８】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の近接場露光用マスク、または請求項１２乃至１６のいずれかに記載の近接場露光用マスクの作製方法によって作製された近接場露光用マスクを用い、
前記近接場露光用マスクの遮光膜面側と、該近接場露光用マスクによって被露光レジスト面側とが接触した後、更に両者を近づけて露光を行うことを特徴とする近接場露光方法。
【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、近接場露光用マスクの作製方法、近接場露光装置及びこのマスクを用いた近接場露光方法に関し、特にマスク母材をゴム状弾性体材料で構成するようにした技術に関する。
【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、１００ｎｍ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、１００ｎｍ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１００ｎｍ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、１００ｎｍ以下の大きさの微小開口から滲み出るエバネッセント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。
しかしながら、これらのＳＮＯＭ構成のリソグラフィ装置では、いずれも１本（または数本）の加工プローブで一書きのように微細加工を行っていく構成であるため、あまりスループットが向上しないという問題点を有していた。
【０００４】
これらに対する方法として、近接場が遮光膜間から滲み出るようなパターンを有したフォトマスクを、基板上のフォトレジストに密着させて露光し、フォトマスク上の微細パターンを一度にフォトレジストに転写する、という方法が提案されている。
例えば、特許文献１では、このような近接場露光に際し、マスク基板厚さを薄くし、この薄い部分を圧力制御等により変形させることで、レジストとの密着剥離を行うことが提案されている。
また、非特許文献１では、１μｍ厚さのシリコンをマスク母材とした弾性変形可能なマスクを用い、空気圧で撓ませて基板にならわせる方法が提案されている。
また、特許文献２では、レジスト塗布基板をマスク側に撓ませて固定した状態で、マスクをレジスト塗布基板に押し当てることにより、レジスト塗布基板とマスクとの密着を確保することが提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１５６８３４号公報
【特許文献２】特開２００２−３６７８９５号公報
【非特許文献１】Ｔａｋａｈｉｋｏ  ＯＮＯ  ａｎｄ  Ｍａｓａｙｏｓｈｉ  ＥＳＡＳＨＩ，”Ｓｕｂｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｂｙ  Ｎｅａｒ−Ｆｉｅｌｄ    Ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ”Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．３７（１９９８），ｐｐ．６７４５−６７４９，Ｐａｒｔ１．ＮＯ．１２Ｂ，Ｄｅｃｅｍｂｅｒ  １９９８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近接場露光により露光用波長よりも微細なパターンをレジストに転写するためには、この微小開口とレジスト間距離を極力近づける必要がある。
近接場光の強度分布は微小開口から離れるに従って急激に減衰するためである。
したがって、上記した従来例における特許文献１や非特許文献１では、マスク基板厚さを薄くし、この薄い部分を圧力制御等により変形させることで、レジストとの密着剥離を行う手法が採られている。
しかし、レジスト塗布基板には、基板に僅かなうねりや凹凸が存在する。このような基板に対して近接場露光を行うには、所望の領域においてうねりや凹凸へのマスクの密着を確保する必要があることから、上記従来例のものでは次ような不都合が生じる。
【０００６】
例えば、特許文献１では、石英ガラスをマスク母材として用いたマスクを密着させて近接場露光が行われるが、これによると、剛直な機械的特性を有する石英を、半導体チップ製造に必要とされる面積、数ｃｍ四方にわたって全面に密着させることは困難である。
また、非特許文献１では、上記したように１μｍ厚さのシリコンをマスク母材とした弾性変形可能なマスクを用い、空気圧で撓ませて基板にならわせる方法が採られている。
しかし、このような方法では、生産性向上を目的としてマスクを迅速に密着剥離しようとすると、機械的強度の不足のため、圧力印加時または解放時にマスクが破壊される場合が生じる。
また、これ以外にも、マスク基板厚さを薄くすると、この薄い部分が壊れてしまうという問題が生じる。
マスク破壊の要因として、マスク作製のプロセス中の運搬、搬送、設置等のハンドリングミスが挙げられる。
また、レジスト露光プロセス中、マスクを高速に密着剥離しようとすると、マスクの薄い部分への局所的な変形により過度に応力が集中してしまうことが挙げられる。
近接場リソグラフィのスループット向上のため、マスクの大面積化を図るためマスク基板厚さが薄い部分を大きくしようとすると、上記破壊要因がさらに顕著となってくる。
さらに、密着剥離時に圧力制御を行うための圧力制御機構や、基板端から基板中心にかけて順番に剥離していくための駆動機構等を用いるために、装置構成が複雑となってくる。
【０００７】
また、特許文献２では、上記したようにレジスト塗布基板をマスク側に撓ませて固定した状態で、マスクをレジスト塗布基板に押し当てることにより、レジスト塗布基板とマスクとの密着を確保する方法が採られている。
しかし、近接場露光時において、被露光基板にはすでに前段階の加工が施されている場合がある。
このような基板を撓ませると、すでに作製されているパターンの断線が起きる、内部構造の一部に応力集中が起きパターンが崩れる、一応に撓まない、という問題が生じる。
更に、被露光基板を撓ませても、マスク母材が石英等の固い材料である場合には、レジストとマスクを大面積全面にわたって密着させることは難しい。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑み、近接場露光用マスクの運搬、搬送、設置等のハンドリング時において壊れにくく、大面積にわたってマスクの遮光膜パターンとレジストとの密着剥離が容易で、装置構成が簡便となる近接場露光用マスクを提供することを目的とする。
また、上記目的に加え、大面積にわたってレジストとマスク遮光膜の開口パターンを、気泡を巻き込むことなくレジストに密着剥離させることができ、露光によるスループットの向上を図ることが可能となる近接場露光用マスクを提供することを目的とする。
さらに、上記特徴を有する近接場露光用マスクの作製方法、近接場露光装置及びこのマスクを用いた近接場露光方法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】
【０００９】
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、近接場露光用マスクの作製方法、近接場露光装置及びこのマスクを用いた近接場露光方法を提供するものである。
本発明の近接場露光用マスクは、マスク母材と遮光膜とからなり、該遮光膜に露光用光の波長よりも小さい幅の開口を一つ以上含む開口パターンを有する近接場露光用マスクにおいて、
前記マスク母材が、前記露光用光に対して透明なゴム状弾性体によって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は、前記ゴム状弾性体が、ポリジメチルシロキサンで形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は、前記マスク母材と前記遮光膜との間に、１層以上の前記マスク母材よりもヤング率の高い中間層を有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は、前記中間層が、ＳｉＯ2で形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は、前記中間層が、ＳｉＮで形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は、前記中間層が、ＳＯＧで形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は、前記マスク母材と前記遮光膜とが、該遮光膜側を凸形状の頂点として湾曲している湾曲形状を有し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は、前記凸形状の湾曲の度合いが、曲率半径として７．８ｍ以上であることを特徴とする。
また、本発明の近接場露光用マスクは、前記湾曲形状が、前記マスク母材と前記遮光膜とを湾曲した支持体上に設けることにより形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は、前記湾曲形状が、前記遮光膜を遮光膜側が湾曲している前記マスク母材上に設けることにより形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は、前記湾曲形状が、前記遮光膜側に湾曲させるための応力を有する膜を設けることにより形成されていることを特徴とする。
また、本発明は近接場露光用マスクの作製方法であって、ゴム状弾性体でマスク母材を形成する工程と、
遮光膜を形成する工程と、
前記遮光膜に露光用光の波長よりも小さい幅の開口を一つ以上含む開口パターンを形成する工程と、を有することを特徴とする。
また、本発明の上記近接場露光用マスクの作製方法は、前記遮光膜と上記マスク母材との間に、１層以上の前記マスク母材よりもヤング率の高い中間層を形成する工程を有することを特徴とする。
また、本発明は近接場露光用マスクの作製方法であって、凸形状に湾曲した支持体を形成する工程と、
前記支持体を用いてゴム状弾性体でマスク母材を形成する工程と、
遮光膜を形成する工程と、
前記遮光膜に露光用光の波長よりも小さい幅の開口を一つ以上含む開口パターンを形成する工程と、を有することを特徴とする。
また、本発明は近接場露光用マスクの作製方法であって、ゴム状弾性体で凸形状に湾曲したマスク母材を形成する工程と、
前記凸形状に形成されたマスク母材の凸側に、遮光膜を形成する工程と、
前記遮光膜に露光用光の波長よりも小さい幅の開口を一つ以上含む開口パターンを形成する工程と、を有することを特徴とする。
また、本発明は近接場露光用マスクの作製方法であって、ゴム状弾性体でマスク母材を形成する工程と、
遮光膜を形成する工程と、
遮光膜側に湾曲させるための応力を有する膜を形成する工程と、
前記遮光膜に露光用光の波長よりも小さい幅の開口を一つ以上含む開口パターンを形成する工程と、を有することを特徴とする。
また、本発明の近接場露光装置は、上記したいずれかに記載の近接場露光用マスク、または近接場露光用マスクの作製方法によって作製された近接場露光用マスクを支持する支持機構と、
前記近接場露光用マスクによって露光する基板を保持する保持機構と、
前記支持機構と前記近接場露光用マスクとの距離を近づける駆動機構と、
を有することを特徴とする。
また、本発明の近接場露光方法は、上記したいずれかに記載の近接場露光用マスク、または近接場露光用マスクの作製方法によって作製された近接場露光用マスクを用い、
前記近接場露光用マスクの遮光膜面側と、該近接場露光用マスクによって被露光レジスト面側とが接触した後、更に両者を近づけて露光を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、近接場露光用マスクの運搬、搬送、設置等のハンドリング時において壊れにくく、大面積にわたってマスクの遮光膜パターンとレジストとの密着剥離が容易で、装置構成が簡便となる。
また、大面積にわたってレジストとマスク遮光膜の開口パターンを、気泡を巻き込むことなくレジストに密着剥離させることができ、露光によるスループットの向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
つぎに、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本実施の形態では、近接場露光用マスクのマスク母材を、ゴム状弾性体で形成する。
ここでのゴム状弾性体とは、ガラスや金属に比べて大きく変形し、除荷すれば元の形状に復元する物質を意味している。具体的には、ヤング率が１ＭＰａ以上１ＧＰａ以下のものとする。
また、ゴム状弾性体としては、例えば、ポリジメチルシロキサン（以下、ＰＤＭＳと記す）が挙げられる。
ＰＤＭＳは波長２５０ｎｍ以上において透明である。ＰＤＭＳの具体例としては、ダウ・コーニング社（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ）によって製造され、Ｓｙｌｇａｒｄ（登録商標）として市販されているＳｙｌｇａｒｄ１８２、１８４および１８６などが挙げられる。
【００１２】
このようにマスク母材をゴム状弾性体で形成することにより、マスクを大面積化しても近接場露光用マスクの運搬、搬送、設置等のハンドリングにおいて壊れにくくすることができる。
また、大面積にわたってレジストとマスク遮光膜の開口パターンを、レジストに高速に密着剥離させることができるので、露光のスループットが向上する。
また、上下駆動のみでマスクとレジストとを密着剥離させることができるため、近接場露光装置の構成が簡便となるので、装置コストの低減が実現できる。
更に、マスクを凸構造とすることにより、大面積にわたってレジストとマスク遮光膜の開口パターンを、気泡を巻き込むことなくレジストに高速に密着剥離させることができるので、露光のスループットを向上させることができる。
【実施例】
【００１３】
以下に、上記本発明の構成を適用した実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１においては、マスク母材をゴム状弾性体で構成した近接場露光用マスクについて説明する。
図１に、本実施例のマスク母材をゴム状弾性体で構成した近接場露光用マスクの基本構成を示す。
図１に示されるように、本実施例の近接場露光用マスクは、ゴム状弾性体マスク母材１００、遮光膜１０２と、この遮光膜に形成された微小開口１０１とにより構成されている。
マスク母材として選択するゴム状弾性体は、露光用光に対する透過性があり、ヤング率が１ＭＰａ〜１ＧＰａのものが好ましく、１ＭＰａ〜１００ＭＰａのものが特に好ましい。
また、マスク作製プロセスにおいて使用する薬品に対する耐性のあるものや、マスク作製プロセスや近接場露光中にかかる熱に対する変形量が少ないものがより好ましい。
【００１４】
マスク母材として使用するゴム状弾性体の具体的な材料として、一般には、エラストマー（ｅｌａｓｔｏｍｅｒ）と呼ばれる高分子材料が好ましい。
エラストマーには、架橋エラストマーと熱可塑性エラストマーがあるが、高耐熱性、低熱膨張係数の観点から架橋エラストマーが好ましい。
架橋エラストマーとしては、例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）などのシリコーン系、スチレン系（ＳＢＣ）、オレフィン系（ＴＰＯ）、塩ビ系（ＴＰＶＣ）、ウレタン系（ＰＵ）、エステル系（ＴＰＥＥ）、アミド系（ＴＰＡＥ）などがある。
本実施例では、ゴム状弾性体としてＰＤＭＳを用いた例を示すが、近接場露光用マスク母材の材料として本発明はこれらに限定されるものではなく、上記条件を満たすものであれば良い。
【００１５】
近接場露光では、微小開口１０１の断面形状が、開口近傍の近接場分布に大きく寄与する。
このため、遮光膜１０２材料としては、露光用光に対する遮光性が高いことはもちろんのこと、微小開口パターンの形成が容易である材料を選択することが必要である。
具体的には、露光用波長としてｉ線（波長：３６５ｎｍ）を用いる場合、遮光性が高い材料はＣｒ、Ａｌ、ＡｌＳｉ、ｃ−Ｓｉ、ｐ−Ｓｉ、ａ−Ｓｉ等が挙げられる。これらのうちでは更に、微小開口パターンの形成が容易なものとして、ｃ−Ｓｉ、ｐ−Ｓｉやａ−Ｓｉがより好ましい。
【００１６】
つぎに、本実施例の近接場露光マスクの作製方法を、図２を用いて説明する。まず、平滑な基板２００上にＰＤＭＳ（図示せず）を塗布し、ベークを行う（図２（ａ））。
平滑基板２００としては、ＰＤＭＳの離型性の観点から、少なくとも片面が鏡面仕上げされたシリコン基板が好ましい。
塗布の方法としては、浸漬法、スピン塗布、スプレー塗布、気相蒸着などで行うことができる。本発明ではスピン塗布が好ましい。
ベークはホットプレート、熱風乾燥機などの加熱手段を用い、１００〜２００℃で１０〜６０分程度で行う。
ＰＤＭＳの膜厚としては、硬化後の厚さで０．１〜１０００μｍ、好ましくは１〜１００μｍとする。
【００１７】
次に、基板から、マスク母材となるＰＤＭＳ膜２０１を剥離する（図２（ｂ））。
ここで、ハンドリングや装置への搭載時に、ＰＤＭＳ膜２０１のみでは耐性が不十分な場合は、平滑な基板２００から剥離したＰＤＭＳ膜２０１を、露光用光の透過性の良い基板（図示せず。例えば石英板など）へ貼り付ける。
或いは、平滑な基板２００を、元々露光用光を透過する基板としておく。
次に、このようにして作製したマスク母材２０２に対し、遮光膜２０３を成膜する（図２（ｃ））。
遮光膜２０３の成膜には、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、抵抗加熱蒸着法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等の成膜方法から、最適な方法を選択する。
その際、遮光膜２０３の応力や熱収縮等により、遮光膜にクラックが入らないように、応力制御、熱膨張係数制御、遮光膜成膜時のパラメータ制御等の成膜条件を選択する。
【００１８】
次に、遮光膜２０３に対して、露光パターンとなる開口パターンを形成する。加工方法として、特に露光用波長よりも小さい幅の開口パターンを形成する方法として、以下の方法がある。
ＦＩＢ（集束イオンビーム）を用いて遮光膜を直接加工する、遮光膜上にＥＢ（電子ビーム）用レジストを塗布、ＥＢ描画装置にてＥＢ用レジストを露光後、現像し、エッチングによって遮光膜にパターンを転写する等である。
以上のようにして、近接場露光用マスクを作製する（図２（ｄ））。
マスク母材をゴム状弾性体とすることで、近接場露光用マスクの運搬、搬送、設置等のハンドリング時においても壊れにくいマスクが実現できる。
更に、マスクを大面積化しても壊れにくいマスクが実現できる。
【００１９】
ここで、必要に応じて、図３に示すように、遮光膜２０３とマスク母材２０２との間に、中間層２０４を形成してもよい。
例えば、露光時の図内左右方向精度を更に向上させるために、露光用波長に対して透明で、マスク母材よりもヤング率の高い中間層２０４を成膜する。
具体的には、例えば、中間層としてＳｉＯ2層を１００ｎｍ以下の膜厚にて形成することで、左右方向の精度を高めることができる。
他には、ＳｉＮやＳＯＧ等の材料を中間層として用いることができる。
また、マスク母材と遮光膜との密着性が悪い場合には、その密着性を高める目的で中間層を形成してもよい。
【００２０】
つぎに、上記のようにして作製した近接場露光用マスクを用いた近接場露光装置と、それによる近接場露光方法について、図４を用いて説明する。
図４において、本実施例に用いられる近接場露光装置は、近接場露光用マスクを支持するマスク支持体３００と、該近接場露光用マスクによって露光する基板を保持する基板保持体３０３と、これらの距離を近づける駆動機構（不図示）を備えている。
近接場露光に際して、まず、マスク母材１００と遮光膜１０２とからなる近接場露光用マスク４００を、マスク支持体３００によって近接場露光装置に設置する。
図４では、マスク支持体３００を図上側に配置しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、近接場露光用マスク４００が固定されればよい。
マスク支持体３００が、露光用光の光路上にあるようであれば、その光路部分は露光用光に対する透過率をあげておく。
【００２１】
次に、レジスト３０１を塗布した基板３０２を、基板保持体３０３上に設置する（図４（ａ））。
次に、近接場露光用マスク４００と、レジスト３０１とを必要に応じてアライメントし、駆動機構（図示せず）を用いて両者を図面上下方向にのみ動かすことで、図４（ｂ）のように密着させる。
基板３０２に凹凸構造がある場合は、図５（ａ）のように遮光膜１０２とレジスト３０１との一部のみ密着する状況ができる。
この場合には、両者を上下方向に更に押し付ける。レジスト３０１表面の凹凸形状５００に対しても、ゴム状弾性体で形成されたマスク母材１００のレジスト３０１側のみが変形し、ならうこと（図５（ｂ））により、大面積にわたり容易に、良好に密着させることが可能である。
次に、遮光膜１０２とレジスト３０１とを密着させた状態で露光用光を照射した後、両者を剥離する。
マスク母材１００がゴム状弾性体で形成されているため、マスク基板厚さが薄いものと比較して、更に高速な密着剥離動作を行うことができる。また、レジスト３０１の凹凸に対するならい性にも優れている。
装置の駆動機構としては、図５紙面において上下運動だけで良いので、ポンプ等の加圧・減圧機構や、マスク端から順番に密着・剥離するための複雑な機構を必要とせず、装置構成が簡便となる。
このようにして露光を行ったレジスト塗布基板に対し、ベークや現像等必要なプロセスを行うことで、近接場露光パターンを形成することができる。
【００２２】
［実施例２］
つぎに、本発明の実施例２における遮光膜側が凸形状の頂点となるよう、緩やかに湾曲している近接場露光用マスクについて説明する。
図６に、本実施例における近接場露光用マスクの基本構成を示す。
図６に示されるように、本発明の近接場露光用マスクは、ゴム状弾性体マスク母材６００と、遮光膜６０２と、この遮光膜に形成された微小開口６０１とにより構成されている。
マスク母材として選択するゴム状弾性体は、露光用光に対する透過性があり、ヤング率が１ＭＰａ〜１ＧＰａのものが好ましく、１ＭＰａ〜１００ＭＰａのものが特に好ましい。
また、マスク作製プロセスにおいて使用する薬品に対する耐性のあるものや、マスク作製プロセスや近接場露光中にかかる熱に対する変形量が少ないものがより好ましい。
【００２３】
マスク母材として使用するゴム状弾性体の具体的な材料として、一般には、エラストマー（ｅｌａｓｔｏｍｅｒ）と呼ばれる高分子材料が好ましい。
エラストマーには、架橋エラストマーと熱可塑性エラストマーがあるが、高耐熱性、低熱膨張係数の観点から架橋エラストマーが好ましい。
架橋エラストマーとしては、例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）などのシリコーン系、スチレン系（ＳＢＣ）、オレフィン系（ＴＰＯ）、塩ビ系（ＴＰＶＣ）、ウレタン系（ＰＵ）、エステル系（ＴＰＥＥ）、アミド系（ＴＰＡＥ）などがある。
本実施例では、ゴム状弾性体としてＰＤＭＳを用いた例を示すが、近接場露光用マスク母材の材料として本発明はこれらに限定されるものではなく、上記条件を満たすものであれば良い。
【００２４】
近接場露光では、微小開口６０１の断面形状が、開口近傍の近接場分布に大きく寄与する。このため、遮光膜６０２材料としては、露光用光に対する遮光性が高いことはもちろんのこと、微小開口パターンの形成が容易である材料を選択することが必要である。
具体的には、露光用波長としてｉ線（波長：３６５ｎｍ）を用いる場合、遮光性が高い材料はＣｒ、Ａｌ、ＡｌＳｉ、ｃ−Ｓｉ、ｐ−Ｓｉ、ａ−Ｓｉ等が挙げられる。これらのうちでは更に、微小開口パターンの形成が容易なものとして、ｃ−Ｓｉ、ｐ−Ｓｉやａ−Ｓｉがより好ましい。
これらについては、上記した実施例１と同様である。
【００２５】
つぎに、本発明の近接場露光マスクの構成と、作製方法を、図７、図８、図９及び図１０を用いて説明する。
初めに図７を用いて、本実施例の第１の形態による湾曲した支持体上にマスク母材と遮光膜を形成する近接場露光用マスクの作製方法を説明する。
まず、少なくともその片面が湾曲した形状である支持体６０３を用意する（図７（ａ））。支持体６０３としては、露光用光を透過する材料を選択する。
本実施例では、石英ガラスを用いた例を述べるが、本発明はこれに限定されるものではない。
湾曲形状として、遮光膜に形成されるパターンのほぼ中心が凸となるよう、また、その凸部分の高さが１０μｍ程度となるものを用意する（これは、湾曲形状全体の大きさを２５ｍｍφとしたときの、曲率半径として、約７．８１ｍに相当する）。
例えば、平坦な石英ガラス板に対して、研磨、レーザビーム加工、リソグラフィーとエッチングやめっきなど、半導体プロセス技術の組み合わせ等を行うことで加工を行う。或いは、凹形状を有する型を作製し、それに支持体材料を流し込んで成形することにより凸形状を有する支持体を作製する。
【００２６】
次に、この支持体６０３上に、ゴム状弾性体マスク母材として、ＰＤＭＳを塗布し、ベークを行う。
塗布の方法としては、浸漬法、スピン塗布、スプレー塗布、気相蒸着などで行うことができる。
ベークはホットプレート、熱風乾燥機などの加熱手段を用い、１００〜２００℃、１０〜６０分程度で行う。ＰＤＭＳの膜厚としては、硬化後の厚さで０．１〜１０００μｍ、好ましくは１〜１００μｍとする。
【００２７】
このようにして作製したゴム状弾性体マスク母材６００に対し、遮光膜６０２を成膜する。
遮光膜６０２の成膜には、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、抵抗加熱蒸着法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等の成膜方法から、最適な方法を選択する。
その際、遮光膜６０２の応力や熱収縮等により、遮光膜にクラックが入らないように、応力制御、熱膨張係数制御、遮光膜成膜時のパラメータ制御等の成膜条件を選択する。
【００２８】
次に、遮光膜６０２に対して、露光パターンとなる開口パターンを形成する。加工方法として、特に露光用波長よりも小さい幅の開口パターンを形成する場合には、以下の方法を選択する。
ＦＩＢ（集束イオンビーム）を用いて遮光膜を直接加工する、遮光膜上にＥＢ（電子ビーム）用レジストを塗布、ＥＢ描画装置にてＥＢ用レジストを露光後、現像し、エッチングによって遮光膜にパターンを転写する等の方法がある。
上記のようにして、近接場露光用マスクを作製する（図７（ｂ））。
上記説明では、一つのマスクに対して凸形状が一つの場合の構成例について説明したが、図１１に示すように、必要に応じて凸形状を複数作製してもよい。
特に、微細パターンと微細パターンが大きく離れている場合には、それぞれのパターン中心が凸形状の最高点となるように設計し、お互いの高さを揃えることにより、微細パターンとレジストとの密着までの時間をより短縮することができる。
【００２９】
つぎに、図８を用いて本実施例の第２の形態によるマスク母材の遮光膜側が湾曲している近接場露光用マスクの作製方法を説明する。
まず、片面が凹型に湾曲した形状である型７０３を用意する（図８（ａ））。
凹形状としては、その深さが１０μｍ程度のものを作製する（これは、湾曲形状全体の大きさを２５ｍｍφとしたときの、曲率半径として、約７．８１ｍに相当する）。
凹形状内部の平滑性はできるだけ良いことが望ましい。型材料に対して、研磨、レーザビーム加工、リソグラフィーとエッチングやめっきなど半導体プロセス技術の組み合わせ等を行うことで加工を行う。
型材料としては、マスク母材形成のためのベーク温度に耐えられ、マスク母材を良好に剥離できるものであれば何でも良い。
【００３０】
次に、ゴム状弾性体マスク母材として、ＰＤＭＳ７０１を用いてＰＤＭＳ膜７０２を成形する（図８（ａ））。
この形成に際し、型７０３に対して、スピン塗布、スプレー塗布、気相蒸着、流しこみなどで行うことができる。
ベークはホットプレート、熱風乾燥機などの加熱手段を用い、１００〜２００℃、１０〜６０分程度で行う。ＰＤＭＳ膜の膜厚としては、硬化後の厚さで０．１〜１０００μｍ、好ましくは１〜１００μｍとする。
【００３１】
次に、基板から、マスク母材となるＰＤＭＳ膜７０２を剥離する（図８（ｂ））。
ここで、ハンドリングや装置への搭載時に、ＰＤＭＳ膜７０２のみでは耐性が不十分な場合は、型７０３から剥離したＰＤＭＳ膜７０２を、例えば、石英板などの露光用光の透過性の良い支持基板６０３（図８（ｃ））へ貼り付ける。
このようにして作製したＰＤＭＳ膜７０２からなるゴム状弾性体マスク母材７０４に対し、遮光膜７０５を成膜する。
遮光膜７０５の成膜には、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、抵抗加熱蒸着法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等の成膜方法から、最適な方法を選択する。
その際、遮光膜７０５の応力や熱収縮等により、遮光膜にクラックが入らないように、応力制御、熱膨張係数制御、遮光膜成膜時のパラメータ制御等の成膜条件を選択する。
【００３２】
次に、遮光膜７０５に対して、露光パターンとなる開口パターンを形成する（図８（ｄ））。
加工方法として、特に露光用波長よりも小さい幅の開口パターンを形成する場合には、以下の方法を選択する。
ＦＩＢ（集束イオンビーム）を用いて遮光膜を直接加工する、遮光膜上にＥＢ（電子ビーム）用レジストを塗布、ＥＢ描画装置にてＥＢ用レジストを露光後、現像し、エッチングによって遮光膜にパターンを転写する等の方法である。
上記説明では、一つのマスクに対して凸形状が一つの場合についての構成例について説明したが、必要に応じて図１１に示すように、凸形状を複数作製してもよい。
特に、微細パターンと微細パターンが大きく離れている場合には、それぞれのパターン中心が凸形状の最高点となるように設計し、お互いの高さを揃えることにより、微細パターンとレジストとの密着までの時間をより短縮することができる。
【００３３】
つぎに、本実施例の第３の形態によるマスクを遮光膜側に湾曲させるための膜を有している近接場露光用マスクの作製方法を、図９を用いて説明する。
まず、支持体６０３を用意する（図９（ａ））。
この支持体６０３に、応力を有する膜８００を形成することで、凸形状とする（図９（ｂ））。
応力を有する膜８００としては、例えばＳｉＯ2やＳｉＮ膜などとする。
その成膜条件を選択することで応力制御を行い、高さが１０μｍ程度となる凸形状を形成する。
【００３４】
次に、ゴム状弾性体マスク母材６００として、ＰＤＭＳ（図示せず）を塗布し、ベークを行う。
塗布の方法としては、浸漬法、スピン塗布、スプレー塗布、気相蒸着などで行うことができる。ベークはホットプレート、熱風乾燥機などの加熱手段を用い、１００〜２００℃、１０〜６０分程度で行う。
ＰＤＭＳ膜の膜厚としては、硬化後の厚さで０．１〜１０００μｍ、好ましくは１〜１００μｍとする。
次に、このようにして作製したゴム弾性体マスク母材６００に対し、遮光膜６０２を成膜する。
遮光膜６０２の成膜には、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、抵抗加熱蒸着法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等の成膜方法から、最適な方法を選択する。
その際、遮光膜６０２の応力や熱収縮等により、遮光膜にクラックが入らないように、応力制御、熱膨張係数制御、遮光膜成膜時のパラメータ制御等の成膜条件を選択する。
【００３５】
次に、遮光膜６０２に対して、露光パターンとなる開口パターンを形成する（図９（ｃ））。
加工方法として、特に露光用波長よりも小さい幅の開口パターンを形成する場合には、以下の方法を選択する。
ＦＩＢ（集束イオンビーム）を用いて遮光膜を直接加工する、遮光膜上にＥＢ（電子ビーム）用レジストを塗布、ＥＢ描画装置にてＥＢ用レジストを露光後、現像し、エッチングによって遮光膜にパターンを転写する等の方法である。
【００３６】
つぎに、図１０を用いて、本実施例におけるマスクを遮光膜側に湾曲させるための層を有している近接場露光用マスクの、他の構成例を示す。
これらは全て支持体６０３を有しているが、ゴム状弾性体マスク母材のみで問題ない場合には、支持体はなくても良い。
図１０（ａ）は、マスクを遮光膜側に湾曲させるための応力を有する膜８０１を、支持体６０３上の、ゴム状弾性体マスク母材６００と反対側に構成している。図９（ｃ）と比較して、ゴム状弾性体マスク母材６００形成における表面の平坦性とは関係なく応力を有する膜８０１を形成できるため、応力を有する膜８０１を形成する際のプロセスマージンが広がる。
応力を有する膜８０１の材料や形成方法は、図９の応力を有する膜８００と同様である。
【００３７】
図１０（ｂ）は、応力を有する膜８０１を、ゴム状弾性体マスク母材６００と遮光膜６０２との間に構成している。
この場合は、応力を有する膜８０１によって、マスクを遮光膜側に湾曲させる。具体的には、成膜時の条件を選択することによって膜の応力を制御し、遮光膜側に凸型の形状となるようにすることができる。
更に、露光時の図内左右方向精度が問題となる場合には、露光用波長に対して透明で、マスク母材よりも弾性率の高い材料を成膜する。
具体的には、例えば、中間層としてＳｉＯ2層を１００ｎｍ以下の膜厚にて形成することで、左右方向の精度ばらつきを減少させることができる。
また、マスク母材と遮光膜との密着性が悪い場合には、その密着性を高める目的で応力を有する膜８０１を形成してもよい。
図１０（ｃ）は、遮光膜６０２がマスクを遮光膜側に湾曲させるための応力を有する膜８０１となっている。遮光膜６０２の形成条件によっては、自身の膜応力によって、図１０（ｃ）のような構造とすることができる。
応力を有する膜８０１を別途形成する必要がないので、プロセス工程数が減り、マスク作製のスループットが向上する。
【００３８】
以上のように、マスク母材をゴム状弾性体とすることで、露光時のレジストへの密着剥離や、近接場露光用マスクの運搬、搬送、設置等のハンドリング時においても壊れにくいマスクが実現できる。
更に、マスクを大面積化しても壊れにくいマスクが実現できる。マスク形状を凸形状とすることで、レジスト面に対して鉛直方向に上下させるだけで、気泡の巻き込みもなく、高速な密着を行うことができる。
【００３９】
つぎに、上記のようにして作製した近接場露光用マスクを用いた近接場露光装置と、それによる近接場露光方法について、図１２を用いて説明する。
近接場露光装置としては、実施例１と同様の、近接場露光用マスクを支持する支持機構と、該近接場露光用マスクによって露光する基板を保持する保持機構と、これらの距離を近づける駆動機構を有する装置を用いることができる。
まず、マスク母材６００と遮光膜６０２とからなる近接場露光用マスク９００を、マスク支持体３００によって近接場露光装置に設置する。
図１２では、マスク支持体３００を図上側に配置しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、近接場露光用マスク９００が固定されればよい。
マスク支持体３００が、露光用光の光路上にあるようであれば、その光路部分は露光用光に対する透過率をあげておく。
【００４０】
次に、レジスト３０１を塗布した基板３０２を、基板保持体３０３上に設置する（図１２（ａ））。
近接場露光用マスク９００と、レジスト３０１とを必要に応じてアライメントし、駆動機構（図示せず）を用いて両者を図面上下方向にのみ動かす。
次に、遮光膜６０２の最凸部と、レジスト３０１とが接触してから更に上下方向に動かすことで、遮光膜６０２の微小開口パターン部を全てレジスト３０１に密着させる（図１２（ｂ））。
次に、遮光膜６０２とレジスト３０１とを密着させた状態で露光用光を照射した後、両者を上下方向にのみ動かすことで剥離する。
マスク母材６００がゴム状弾性体で形成されているため、マスク基板厚さが薄いものと比較し、密着剥離動作を高速に行っても壊れにくいマスクとなる。
また、マスク形状を遮光膜側に凸形状としたことで、装置の駆動機構として図１２紙面において上下運動だけで密着の際の気泡巻き込みが防げるため、装置構成が簡便となる。
このようにして露光を行ったレジスト塗布基板に対し、ベークや現像等必要なプロセスを行うことで、近接場露光パターンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施例１におけるマスク母材をゴム状弾性体で構成した近接場露光用マスクの基本構成を示す図。
【図２】本発明の実施例１における近接場露光マスクの作製方法を説明するための図。
【図３】本発明の実施例１における遮光膜とマスク母材との間に中間層を形成した近接場露光用マスクの構成を示す図。
【図４】本発明の実施例１における近接場露光用マスクを用いた近接場露光装置と、それによる近接場露光方法を説明するための図。
【図５】本発明の実施例１における基板に凹凸構造がある場合の近接場露光を説明するための図。
【図６】本発明の実施例２におけるマスク母材をゴム状弾性体で構成した近接場露光用マスクの基本構成を示す図。
【図７】本発明の実施例２における第１の形態による湾曲した支持体上にマスク母材と遮光膜を形成する近接場露光用マスクの作製方法を説明するための図。
【図８】本発明の実施例２における第２の形態によるマスク母材の遮光膜側が湾曲している近接場露光用マスクの作製方法を説明するための図。
【図９】本発明の実施例２における第３の形態によるマスクを遮光膜側に湾曲させるための膜を有している近接場露光用マスクの作製方法を説明するための図。
【図１０】本発明の実施例２におけるマスクを遮光膜側に湾曲させるための層を有している近接場露光用マスクの、他の構成例を説明するための図。
【図１１】本発明の実施例２における一つのマスクに対して凸形状を複数作製した構成例について説明するための図。
【図１２】本発明の実施例２における近接場露光用マスクを用いた近接場露光装置と、それによる近接場露光方法を説明するための図。
【符号の説明】
【００４２】
１００：ゴム状弾性体マスク母材
１０１：微小開口
１０２：遮光膜
２００：平滑な基板
２０１：ＰＤＭＳ膜
２０２：マスク母材
２０３：遮光膜
２０４：中間層
３００：マスク支持体
３０１：レジスト
３０２：基板
３０３：基板保持体
４００：近接場露光用マスク
５００：凹凸構造
６００：ゴム状弾性体マスク母材
６０１：微小開口
６０２：遮光膜
６０３：支持体
７０１：ＰＤＭＳ膜
７０２：ＰＤＭＳ膜
７０３：型
７０４：ゴム状弾性体マスク母材
７０５：遮光膜
８００：応力を有する膜
９００：近接場露光用マスク
【図１】
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【図２】
2007292829.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007292829.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2007292829.tif 000009
【図８】
2007292829.tif 000010
【図９】
2007292829.tif 000011
【図１０】
2007292829.tif 000012
【図１１】
2007292829.tif 000013
【図１２】
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