(57)【要約】【課題】回転傾斜露光装置において、液体槽に溜められた液体に被照射物等が浸されることなく、液体を介して被照射物に露光光を照射することができるようにすること。【解決手段】光出射部１００からの光が液体槽４０を通過して、液体中に浸された被照射物保持構造体１０の光入射部３２から入射し被照射物Ｗに照射される。被照射物保持構造体１０は、防液部材３０、ステージ２１、回転モータ２２等から構成される。マスクＭ上にレジストＲを塗布した被照射物Ｗはステージ２１に載置され、被照射物ＷのマスクＭ側が防液部材３０の光入射部３２に密接するように配置される。回転モータ２２が回転すると、ステージ部２１は防液部材３０と共に回転し、ステージ２１上に載置された被照射物Ｗが回転する。被照射物Ｗが光入射部３２に密着しているので、液体中に被照射物Ｗを浸すことなく大気中で露光するよりレジストＲの表面に緩やかな斜面を形成することができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンを形成したマスクをレジストに密着させて構成した被照射物を、露光光の入射方向に対して傾斜して配置し、該被照射物をマスク面に垂直方向を軸として回転させながら、該被照射物のマスク側から露光光を照射して露光する回転傾斜露光装置に適用され、露光光を透過させる液体中に浸されて使用される回転傾斜露光装置用被照射物保持構造体であって、
前記被照射物保持構造体は、
前記被照射物が収納される内部空間に液体が侵入するのを防ぐ防液部材と、
上記被照射物が取り付けられた光入射部を回転させる回転機構とを備え、
上記防液部材は、前記マスクの光入射側の面が密接して取り付けられ、前記露光光を透過させる光入射部を有する
ことを特徴とする回転傾斜露光装置用被照射物保持構造体。
【請求項２】
前記防液部材は、光入射部と筒状の本体部とから構成されることを特徴とする請求項１記載の回転傾斜露光装置用被照射物保持構造体。
【請求項３】
前記防液部材は、光入射部を有する袋状の本体部から構成されることを特徴とする請求項１記載の回転傾斜露光装置用被照射物保持構造体。
【請求項４】
前記光入射部と前記本体部とが一体に形成されることを特徴とする請求項２または請求項３記載の回転傾斜露光装置用被照射物保持構造体。
【請求項５】
前記光入射部には、前記マスクが、前記光入射部とマスクの間の隙間を埋めるための屈折液を介して取り付けられることを特徴とする請求項１，２，３または請求項４記載の回転傾斜露光装置用被照射物保持構造体。
【請求項６】
露光光を出射する光源と、
前記露光光を透過する液体が溜められた、前記露光光がその壁面もしくは底面を通じて入射する液体槽と、
前記液体槽の液体中に浸され、前記露光光が光入射部に対して斜め方向から入射するように配置された前記請求項１，２，３，４または請求項５に記載の回転傾斜露光装置用被照射物保持構造体を備えた
ことを特徴とする回転傾斜露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトレジストの膜厚方向においてテーパ状に露光することが可能な回転傾斜露光装置用被照射物保持構造体および回転傾斜露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィ技術は、微細なパターンを形成する技術としてＬＳＩ（大規模集積回路）を中心として、電気回路、半導体素子のほか、ディスプレイなどの様々な用途に使用されている。特に、最近では、ナノテクノロジ技術の進歩に伴い、半導体集積回路作製技術を応用することにより、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）への応用が広がっている。ＭＥＭＳとは、機械要素部品、センサー、アクチュエータ、電子回路を一つのシリコン基板、ガラス基板、有機材料等の上に集積したデバイスをいう。
フォトリソグラフィ技術の広がりに伴い、照射パターンや光の質など、露光装置に要求される性能も多様化している。例えば、ある種のフォトリソグラフィでは、露光現像後のパターンが、深さ方向において形状が変化するように求められることがある。一例として、図１４に示すように、円錐形状や四角錐形状の斜面を有する３次元構造の露光パターンを作製することが望まれている。このようにして形成した露光パターンは、インクジェットのノズル形状や、マイクロ流体システムのチップに形成される微細な流路、導光板の作成用のインプリント用モールドの母型などに使用される。
【０００３】
ここで、例えば、フォトリソグラフィ技術をＭＥＭＳに応用する場合は、露光パターンの深さ方向において傾斜角を変化させることが望まれ、具体的には、傾斜角を緩やかに形成することが望まれることがある。特許文献１には、レジストに入射する露光光の入射角を大きくすることにより、レジストに形成される露光パターンの傾斜角を緩やかにすることに適した、傾斜露光可能な液浸露光装置が開示されている。
図１５に液浸露光装置の一例を示す。液浸露光装置１３０は、光源及び光学系１３１を備えている。レジストＲが塗布されたマスクＭは、レジストＲがステージ１３２に接するようにして、ステージ１３２により密着固定されている。マスクＭは、ステージ１３２と共に液体タンクである液浸用の液体容器１３４の中に設置されている。液体容器１３４には純水１３５が溜められている。ステージ１３２のマスクＭの固定された反対面は、ステージ１３２の面に垂直に回転軸１３３が取付けられ、この回転軸１３３を中心にステージ１３２全体が回転する構成である。ステージ１３２と回転軸１３３とは、露光光Ｌに対して全体が揺動する機構となっており、この機構により露光光Ｌを被照射物Ｗに対して斜めに照射することが可能になっている。また、回転軸１３３は、液体容器１３４を貫通しており、独立して回転することができるようになっている。
このような液浸露光装置１３０において、傾斜露光を行う場合は、不図示の揺動機構によってステージ１３２を露光光Ｌに対して傾斜させ、回転軸１３３によりステージ１３２および被照射物Ｗを回転させながら露光を行う。
【０００４】
このような液浸露光装置１３０において、傾斜露光を行う場合は、不図示の揺動機構によってステージ１３２を露光光Ｌに対して傾斜させ、回転軸１３３によりステージ１３２および被照射物Ｗを回転させながら露光を行う。
通常の露光装置では、マスクＭの周辺は空気と接していることから、屈折によりマスクに塗布されたレジスト（屈折率約１．６）に入射する露光光の入射角は約３８度が上限である。これに対し、上記の液浸露光装置では、純水の屈折率（約１．３）が空気（１）よりも大きいことから、マスクＭに塗布されたレジストＲに入射する露光光の入射角が３８度よりも大きくなる。そのため、液浸露光装置では、レジストＲに形成されるパターンの深さ方向における傾斜角が緩やかになるので、図１４に示す円錐形状などの斜面を緩やかに形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２６５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の液浸露光装置では、被照射物やステージ等が液体に浸かっているため、次のような問題が発生する。
（１）液体とレジストの組合せによっては、レジストが溶解、膨潤したり、レジストがマスクから剥離することがあり、３次元構造の露光パターンの造形に悪影響を与える。
（２）例えば、アルコールやアセトン等は屈折率が大きい液体であるが、これらはレジストを溶かすおそれがあるので使用することができない。
本発明は上記従来技術の問題点を解決するものであって、本発明の目的は、液体槽に溜められた液体に被照射物等が浸されることなく、液体を介して被照射物に露光光を照射することができる回転傾斜露光装置用被照射物保持構造体及びこの被照射物保持構造体を用いた回転傾斜露光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明においては、防液部材内にレジストを塗布したマスク（被照射物）を収容した。上記防液部材は、液体槽に溜められた液体に浸され、液体槽内の液体を介して上記防液部材の光入射部から防液部材内に露光光が入射する。このようにすることで、被照射物が、液体に浸されることがない。
上記防液部材の光入射部には、マスクの表面が密接して取り付けられる。これは、マスクと防液部材との間に空気層が形成されることで液浸露光装置の利点（レジストに入射する露光光の入射角を大きくする）が失われることを防ぐためである。
すなわち、本発明の回転傾斜露光装置用被照射物保持構造体（以下、被照射物保持構造体という）は、内部に被照射物を収納した上記防液部材と、回転機構とから構成され、防液部材は露光光を透過させることができる光入射部を有し、ここに、被照射物のマスク表面が密着して取り付けられ、この光入射部は、上記回転機構により回転する。
上記防液部材は、上記光入射部と、被照射物を収納する本体部から構成されるが、本体部としては、袋状に形成されたもの、筒状に形成されたものを使用することができる。要は、本体部の内部において被照射物を収納するための液体槽から独立した空間が形成されていれば良い。
また、上記被照射物保持構造体を角度可変アームを有する角度調整機構に取り付けることにより、液体槽中の被照射物保持構造体の姿勢（角度）を変えることができる。
本体部と光入射部とは、一体に構成されていても良いし、それぞれ別部材で構成されていても良い。例えば、本体部と光入射部とは石英ガラスによって一体に構成される。また、本体部と光入射部を別部材で構成する場合は、光入射部が露光光を透過するのであれば、本体部は露光光を透過してもしなくても良い。
以上のように本発明においては、以下のようにして前記課題を解決する。
（１）パターンを形成したマスクをレジストに密着させて構成した被照射物を、露光光の入射方向に対して傾斜して配置し、該被照射物をマスク面に垂直方向を軸として回転させながら、該被照射物のマスク側から露光光を照射して露光する回転傾斜露光装置に適用され、露光光を透過させる液体中に浸されて使用される回転傾斜露光装置用被照射物保持構造体を、前記被照射物が収納される内部空間に液体が侵入するのを防ぐ防液部材と、上記被照射物が取り付けられた光入射部を回転させる回転機構とから構成する。上記防液部材は、前記マスクの光入射側の面が密接して取り付けられ、前記露光光を透過させる光入射部を有する。
（２）上記（１）において、防液部材を、光入射部と筒状の本体部とから構成する。
（３）上記（１）において、防液部材を、光入射部を有する袋状の本体部から構成する。
（４）上記（１）（２）（３）において、光入射部と前記本体部とを一体に形成する。
（５）上記（１）（２）（３）（４）において、光入射部に、前記マスクを、レジストに近い屈折率を有する屈折液を介して取り付ける。
（６）上記（１）（２）（３）（４）（５）の被照射物保持構造体を、露光光を出射する光源と、露光光を透過する液体が溜められた、露光光がその壁面もしくは底面を通じて入射する液体槽と、前記液体槽の液体中に浸して、露光光が光入射面に対して斜め方向から入射するように配置し回転傾斜露光装置を構成する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の被照射物保持構造体は、マスクの表面に密接するようにして、レジストが塗布されたマスクを収容した防液部材を備えており、この防液部材はマスクを収容した状態で液体槽に溜められた液体に浸されている。
したがって、本発明によれば、レジストに入射する光の入射角を大きくしレジストに緩やかな斜面を形成することができる、といった従来の液浸露光装置の効果に加えて、マスクに塗布されたレジストが液体に浸されることがないため、以下の効果を得ることができる。
（１）レジストが溶解、膨潤したり、また、レジストがマスクから剥離することが防止され、３次元構造の露光パターンを精度良く造形することができる。
（２）使用可能な液体の選択肢が広げることができる。例えば、アルコールやアセトン等のように屈折率は高いが、レジストを溶かすような液体であっても、使用することができる。
（３）被照射物保持構造体は液体槽等とは独立した構造体であり、液体外で被照射物の取り付け等を行い、液体中に浸すことができ、取り扱いが容易である。また、任意の形状の液体槽に適用することが可能である。
（４）被照射物保持構造体を、角度調整機構に取り付けることにより、被照射物保持構造体の液体槽中における姿勢（角度）を任意に設定することができる。このため、液体槽に入射する露光光の方向に合わせて、被照射物保持構造体の姿勢（角度）を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施例の回転傾斜露光装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示す被照射物保持構造体の構造を示す部分拡大断面図である。
【図３】図１に示す被照射物保持構造体の防液部材及び動力部の構造を示す分解斜視図である。
【図４】回転傾斜露光装置による露光プロセスを説明する図である。
【図５】露光光のマスクへの入射角とレジストへの入射角を説明する図である。
【図６】第１の実施例の変形例（１）を示す図である。
【図７】第１の実施例の変形例（２）を示す図である。
【図８】第１の実施例の変形例（３）を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施例の回転傾斜露光装置の構成を示す図である。
【図１０】図９に示す被照射物保持構造体の構造を示す部分拡大断面図である。
【図１１】第２の実施例の変形例（１）を示す図である。
【図１２】第１の実施例において液体槽の側面から露光光を入射させる場合の構成例を示す図である。
【図１３】第２の実施例において液体槽の側面から露光光を入射させる場合の構成例を示す図である。
【図１４】レジストで形成された円錐や四角錐形状の立体構造の一例を示す図である。
【図１５】液浸露光装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本発明の第１の実施例の回転傾斜露光装置の構成を示す図であり、装置全体の断面図を示す。同図に示すように、本発明の回転傾斜露光装置２００は、光出射部１００、光出射部１００からの光が通過する液体槽４０、液体槽４０に溜められた液体４２に浸された被照射物保持構造体１０を備える。被照射物保持構造体１０は、防液部材３０、防液部材３０の内部に配置された被照射物Ｗが載置されるステージ２１などを有する動力部２０から構成される。
光出射部１００は、光源としてのショートアーク型のランプ１、楕円集光鏡２、第１の平面鏡３、インテグレータレンズ４、シャッタ５、第２の平面鏡６、コリメータレンズ７などを備える。
ランプ１は露光光（紫外線）を含む光を出射する。ランプ１から出射した露光光Ｌは、楕円集光鏡２により反射されて集光され、第１の平面鏡３を介してインテグレータレンズ４に入射する。インテグレータレンズ４から出射した光は、シャッタ５、第２の平面鏡６を介してコリメータレンズ７に入射し、コリメータレンズ７によって平行光となって光出射部１００から出射する。
【００１１】
液体槽４０は、底面（下面）に、露光光（紫外線）を透過する平面状の紫外線透過性ガラスなる光入射窓４１が設けられる。光出射部１００からの光は、この液体槽４０の下面の光入射窓４１から入射する。液体槽４０には、空気の屈折率よりも大きい屈折率を持つ液体４２が溜められる。液体４２は、例えば、純水（屈折率約１．３）、グリセリン（Ｃ３Ｈ５（ＯＨ）３）（屈折率１．４７）、液浸顕微鏡に用いられるアニソール（ＣＨ３ＯＣ６Ｈ５）（屈折率１．５）が使用される。液体４２は、光入射窓４１及び防液部材３０の光入射部３２との間に気泡が残留することのないように、液体槽４０に溜められる。
被照射物保持構造体１０を構成する防液部材３０は、その長手方向が光出射部１００からの露光光に対して傾斜した状態で、液体４２に浸されている。防液部材３０の底部には露光光（紫外線）を透過する平面状の紫外線透過性ガラスからなる光入射部３２が設けられ、この光入射部３２と反対側の端部は液体４２の液面４２Ａから伸び出している。この防液部材３０の内部には、ステージ２１と、ステージ２１に載置された被照射物Ｗとが収容されており、ステージ２１及び被照射物Ｗが液体４２に濡れないようになっている。
【００１２】
図２は液体槽に浸された被照射物保持構造体１０の構造を示す部分拡大断面図である。図３は防液部材３０及び動力部２０の構造を示す分解斜視図である。
図２に示すように、防液部材３０は、円筒形状を有する本体部３１と、本体部３１の一端側の開口に嵌込まれて固定された光入射部３２とを有する。本体部３１と光入射部３２とは、露光光（紫外線）を透過する紫外線透過性のガラスによって個別に形成される。尚、本体部３１を、上記ガラス製の有底円筒形状とすることによって、本体部３１と光入射部３２とを一体にすることもできる。また、本体部３１を機械的強度に優れる金属で作製し、光入射部３２を紫外線透過性のガラスによって形成することもできる。
図２に示す被照射物Ｗは、マスクＭの表面にレジストＲが塗布されているものである。防液部材３０の光入射部３２には、被照射物ＷのマスクＭ側が密接している。このとき、マスクＭと光入射部３２との間に気泡が入りこまないように、レンズなどのカップリングオイルとして用いられる市販の屈折液Ｋを注入し、両者の隙間を埋める。市販の屈折液Ｋとしては、（株）モリテックス社製のカーギル（Ｃａｒｇｉｌｌｅ）標準屈折液などを用いることができる。
【００１３】
本体部３１には、図２のＸ部の拡大図に示すように、光入射部３２を構成する紫外線透過性のガラス部材の端部を収容するための凹部３４が形成されている。凹部３４には、Ｏリング３５を介して光入射部３２の端部が挟持されている。このようにすることで、光入射部３２と本体部３１とが気密に封止され、防液部材３０の内部に液体４２が流入することを防止することができる。
図２に示すように、動力部２０は、被照射物Ｗを載置するステージ２１と、このステージ２１を回転させる回転モータ２２とを有する。回転モータ２２の回転軸２３はステージ２１の中心に接続されている。
図３に示すように、回転モータ２２の回転軸２３は、回転軸２３を中心として等間隔で放射状に広がるように４本の動力伝達棒２４ａ〜２４ｄを有している。動力伝達棒２４ａ〜２４ｄのそれぞれの先端は、フック部２５ａ〜２５ｄを有している。防液部材３０の内壁面には、各々の動力伝達棒２４ａ〜２４ｄを係止するためのライン状の溝部３３ａ〜３３ｄが、防液部材の長手方向に沿って等間隔で形成されている。このライン状の溝部３３ａ〜３３ｄに対して、動力伝達棒２４ａ〜２４ｄにそれぞれ形成されたフック部２５ａ〜２５ｄがそれぞれ挿入されることによって、防液部材３０と動力伝達棒２４ａ〜２４ｄとが係合される。
このようにすることで、回転モータ２２の動力が動力伝達棒２４ａ〜２４ｄを介して防液部材３０に伝わり、被照射物Ｗ、ステージ２１及び防液部材３０の全てが同時に回転するようになっている。
【００１４】
図１に示すように、動力部２０の回転モータ２２には、角度調整機構２２０が接続されている。角度調整機構２２０は、回転モータ２２を把持する把持部２２１と、支柱２２３と、把持部２２１および支柱２２３とを連結する角度可変アーム２２２とで構成されている。把持部２２１の中心軸はステージ２１の回転軸２３に一致する。角度可変アーム２２２は、把持部２２１と支柱２２３との間の角度を自在に調整すると共に、両者をロックすることおよびロック解除することができる。つまり、被照射物Ｗの法線Ｈと露光光Ｌの光軸ＬＡとの角度θは、角度可変アーム２２２によって把持部２２１と支柱２２３との間の角度を調整すれば、自在に調整することができる。
【００１５】
ここで、図１の回転傾斜露光装置を用いた露光の手順を説明する。
被照射物Ｗの法線Ｈと露光光Ｌの光軸ＬＡとの角度θは、液体４２及びレジストＲのそれぞれの屈折率に基く計算や実験などによりあらかじめ求められ設定されている。
角度可変アーム２２２のロックを解除することにより、把持部２２１と支柱２２３との間の角度を調整し、被照射物Ｗの法線Ｈと露光光Ｌの光軸ＬＡとの角度θを所定の角度にすると共に、角度可変アーム２２２をロックする。
図２に示すように、レジストＲの上にマスクＭを密着させた被照射物Ｗを、防液部材３０の光入射部３２の上に、マスクＭのレジストＲ側とは反対側が接するように置く。このとき、上記したように、マスクＭと光入射部３２との間に気泡が入り込まぬように、屈折液ＫをマスクＭと光入射部３２との間に注入し両者の隙間を埋める。
防液部材３０を回転モータ２２に接続するため、図３に示すように、動力伝達棒２４ａ〜２４ｄのフック２５ａ〜２５ｄを、防液部材３０の内面に形成されたライン状の溝部３３ａ〜３３ｄに係合する。
【００１６】
次に、液体槽４０に空気の屈折率よりも高い屈折率を持つ液体４２を満たす。被照射物Ｗ及びステージ２１を収容した防液部材３０を液体槽４０に沈め、被照射物Ｗを液面４２Ａよりも下方側に位置させる。このとき、被照射物Ｗの法線Ｈが光出射部１００からの露光光Ｌの光軸ＬＡに対して傾斜するように、防液部材３０を液面４２Ａに対して傾斜させる。
そして、回転モータ２２を動作させ、回転軸２３を介してステージ２１を回転させる。回転軸２３が有する動力伝達棒２４ａ〜２４ｄが、防液部材３０のライン状の溝部３３ａ〜３３ｄに係合されているので、ステージ２１と共に防液部材３０も回転する。ステージ２１の回転により被照射物Ｗが回転する。
この状態で、光出射部１００から光を出射する。光出射部１００から出射した光は、液体槽４０の光入射窓４１から液体槽４０内に入射し、その内部の空気よりも大きな屈折率を持つ液体４２を通過し、防液部材３０の光入射部３２からマスクＭを介してレジストＲに入射する。
【００１７】
上記したように、マスクＭと防液部材３０の光入射部３２との間には屈折液Ｋが注入されており、液体槽４０の液体４２からレジストＲまでの間には空気層がない。そのため、このような構成で光を照射すると、被照射物Ｗを液体に浸して光を照射する場合と同じ効果が得られる。したがって、被照射物Ｗやステージ２１を液体に浸すことなく、レジストＲへの光の入射角度を大きくすることができ、レジストＲに形成される露光パターンの傾斜角を緩やかにすることができる。
【００１８】
図４は上記の回転傾斜露光装置の実施例による露光プロセスを説明する図である。
図４（ａ）は、露光を開始した時点の状態を示す図である。マスクＭの黒い部分はパターンが形成され光が透過されない部分である。レジストＲのハッチングの部分は光が照射されて露光されている部分である。上記したように、マスクＭを光が入射する側に向けておいた被照射物Ｗに対して、斜めに光が照射されるので、レジストＲは傾斜して露光される。
図４（ｂ）は被照射物Ｗが、同図（ａ）の状態から１８０°回転した状態を示す図である。レジストＲの露光された領域が増え、露光されない領域は、マスクＭのパターンを底辺として徐々に細くなる。
図４（ｃ）は、被照射物Ｗを１回転させて露光を終え、現像した状態を示す図である。使用したレジストＲがポジ型レジストであれば、同図に示すように、光が照射された部分のレジストＲが現像液に溶けて、マスクＭに形成したパターンの形状を底面とする斜面を持った立体パターンが形成される。マスクＭに形成したパターンの形状が円であれば円錐形状になり、マスクＭのパターンの形状が四角であれば四角錐形状になる。
使用したレジストがネガ型レジストの場合は、露光されない部分のレジストが現像液に溶ける。したがって、残ったレジストには、例えば円錐状や角錐状の空洞が形成される。
【００１９】
形成されるレジストによる３次元構造の傾斜角θは、回転傾斜露光装置のステージ２１の、光軸ＬＡに対する傾斜角度を変えることによって変えることができる。
例えば、図５に示すように、レジストＲ（屈折率約１．６）を有する被照射物Ｗに対し、液体槽４０に溜めた純水（屈折率約１．３）中で入射角８９°の光を照射した場合は、レジストＲへの入射角度は約５３°になり、形成されるレジストの傾斜角は３７°になる。
詳しくは、マスクＭの材質がガラス（屈折率約１．８）の場合、被照射物Ｗに対して入射角８９°の光が照射されると、水からマスクＭへの入射角が４６°、マスクＭからレジストＲへの入射角が約５３°となる。即ち、水中での露光は、大気中での露光よりも緩やかな斜面を形成することができる。
【００２０】
次に、本発明における前記第１の実施例の変形例（１）について説明する。図６は、変形例（１）の被照射物保持構造体の構成を示す部分拡大断面図である。
上記図１〜３に示す実施例の被照射物保持構造体では、回転軸２３に設けた複数の動力伝達棒２４を防液部材に係合させることによって、ステージ２１と防液部材３０とを同時に回転させていた。
図６に示す変形例（１）では、上記動力伝達棒以外の機構によって、ステージ２１と共に本体部３１を回転させる。図２と共通する箇所については図２と同一の符号が付されている。
【００２１】
図６に示す変形例（１）の装置は、円筒形状を有する本体部３１と、本体部３１の一端側の開口を塞ぐように取付けられた光入射部３２とを備え、マスクＭ上にレジストＲを塗布してなる被照射物Ｗが、マスクＭが光入射部３２に密接するように配置される。マスクＭと光入射部３２との間には屈折液Ｋが注入される。
本体部３１の光入射部３２と反対側の開口には円柱形状を有するホルダ部２６が取付けられている。ホルダ部２６は本体部３１よりも径が大きい。本体部３１と光入射部３２とホルダ部２６とによって密閉空間Ｓが形成され、当該密閉空間Ｓの内部に被照射物Ｗとそれを載置したステージ２１とが密封されている。
ステージ２１のホルダ２６側の端面の中心と、ホルダ部２６の光入射部３２側の端面の中心とに亘って回転軸２３ａが接続されている。ホルダ部２６の光入射部３２と反対面の中心には、回転軸２３ｂが取付けられ、回転モータ２２に接続される。
このように、図６に示す変形例（１）は、ホルダ部２６を介して、本体部３１と本体部３１内に収容されたステージ部２１とに回転モータ２２からの動力が伝達される。つまり、回転モータ２２から回転軸２３ｂに動力が伝達されることにより、ホルダ部２６を介して、ステージ部２１は本体部３１と共に回転する。これにより、ステージ２１上に載置された被照射物Ｗが回転する。
【００２２】
次に、本発明における前記第１の実施例の変形例（２）について説明する。図７は、変形例（２）の液体槽に浸される被照射物保持構造体の構成を示す部分拡大断面図である。
上記図６に示した変形例（１）では、本体部３１に円柱形状を有するホルダ部２６を取付け、本体部３１と光入射部３２とホルダ部２６とによって密閉空間Ｓを形成し、当該密閉空間Ｓの内部に被照射物Ｗとそれを載置したステージ２１とを密封し、ステージ２１と防液部材３０とを同時に回転させていた。
図７に示す変形例（２）では、上記ステージ２１を回転させる回転軸２３ａを省略し、ステージ２１と被照射物Ｗを光入射部３２に取り付け、ホルダ部２６を回転させることにより、本体部３１とともに、光入射部に取り付けられた被照射物Ｗを回転させるように構成したものである。図６と共通する箇所については図６と同一の符号が付されている。
図７に示すように、マスクＭ上にレジストＲを塗布してなる被照射物Ｗが、マスクＭが光入射部３２に密接するように配置され、マスクＭと光入射部３２との間には屈折液Ｋが注入される。ステージ２１は、光入射部３２との間に被照射物Ｗを挟んでねじ３２ｂとナット３２ｃにより締め付けて固定されている。なお、本変形例において、ステージ２１は被照射物Ｗを光入射部３２に固定するための部材として機能しているだけであり、固定用の基板であればよい。
【００２３】
次に、本発明における前記第１の実施例の変形例（３）について説明する。図８は、変形例（２）の液体槽に浸される被照射物保持構造体の構成を示す部分拡大断面図である。
上記図１〜３に示す実施例では、ステージ２１と防液部材３０の本体部３１とを共に回転させるための機構を有していた。図８に示す変形例（３）では、ステージ２１と被照射物Ｗを単独で回転させるための機構を有する。図２と共通する箇所については図２と同一の符号が付されている。
図８に示す変形例（３）は、円筒形状を有する本体部３１と、本体部３１の一端側の開口を塞ぐように取付けられた光入射部３２とを備え、マスクＭ上にレジストＲを塗布してなる被照射物Ｗが、マスクＭが光入射部３２に密接するように配置される。マスクＭと光入射部３２との間には屈折液Ｋが注入される。
光入射部３２は回転機構である円板状の回転ベアリング３２ａを介して本体部３１の一端側近傍に取り付けられている。ステージ２１は、光入射部３２との間に被照射物Ｗを挟んでねじ３２ｂとナット３２ｃにより締め付けて固定する。本体部３１の一端側の内面には、円周方向に溝部が切られており、この溝部に回転ベアリング３２ａが遊嵌されることにより、回転ベアリング３２ａが回転可能となっている。本体部３１は例えば図８に示すように回転モータ２２に固定されている。
【００２４】
図８に示す例では、円板状の回転ベアリング３２ａの周方向に等間隔で離間して４つのねじ３２ｂとナット３２ｃとが螺合されている。こうすることで、被照射物Ｗがステージ２１と光入射部３２との間に挟持される。マスクＭと光入射部３２との間には屈折液Ｋが注入されるが、このとき、マスクＭと光入射部３２との間に気泡が入らないように留意する。
回転モータ２２が回転すると、回転軸２３が回転し、ステージ２１が回転する。ステージ２１が回転すると、ねじ３２ｂにより接続されている回転ベアリング３２ａが回転する。このとき、本体部３１は回転しない。つまり、防液部材３０の本体部３１は回転することなく、光入射部３２と被照射物Ｗとがステージ２１の回転と共に回転する。
【００２５】
以上の本発明の第１の実施例及びその変形例（１）〜（３）によれば、被照射物ＷのマスクＭ側の面を光入射部３２に密着させて被照射物Ｗを回転させ、空気よりも屈折率の高い液体を介して斜め方向から被照射物Ｗに光を照射しているので、大気中で露光するよりもマスクＭに塗布されたレジストＲに入射する光の入射角度を大きくすることができるため、レジストの表面に緩やかな斜面を形成することができる。
しかも、被照射物Ｗを防液部材の内部に収容することによって、被照射物Ｗが液体に濡れることを防止しているので、レジストが溶解、膨潤したり、また、レジストがマスクから剥離することが防止され、３次元構造の露光パターンを精度良く造形することができる。さらに、屈折率は高い反面、レジストを溶かすような液体であっても使用することができるため、使用可能な液体の選択肢を広げることができる。
【００２６】
図９は、本発明の第２の実施例の回転傾斜露光装置の構成を示す図であり、装置全体の断面図を示す。図９では図１と共通する構成について図１と同一符号が付されている。第１の実施例では、防液部材の本体部として円筒形状のものを使用したのに対し、下記の実施例の装置では、防液部材の本体部として袋状のものを使用する。
図９に示すように、本実施例の回転傾斜露光装置２００は、光出射部１００、光出射部１００からの光が通過する液体槽４０、液体槽４０に溜められた液体に浸された被照射物保持構造体１０を備える。被照射物保持構造体１０は、防液部材３０、防液部材３０の内部に配置された被照射物Ｗが載置されるステージ２１などを有する動力部２０から構成される。
動力部２０の回転モータ２２には、図１に示すものと共通の角度調整機構２２０が接続されている。
光出射部１００は、光源としてのショートアーク型のランプ１、楕円集光鏡２、第１の平面鏡３、インテグレータレンズ４、シャッタ５、第２の平面鏡６、コリメータレンズ７などを備える。
ランプ１は露光光（紫外線）を含む光を出射する。ランプ１から出射した露光光Ｌは、楕円集光鏡２により反射されて集光され、第１の平面鏡３を介してインテグレータレンズ４に入射する。インテグレータレンズ４から出射した光は、シャッタ機構５、第２の平面鏡６を介してコリメータレンズ７に入射し、コリメータレンズ７によって平行光となって光出射部１００から出射する。
【００２７】
液体槽４０は、底面（下面）に、露光光（紫外線）を透過する平面状の紫外線透過性ガラスなる光入射窓４１が設けられる。光出射部１００からの光は、この液体槽４０の下面の光入射窓４１から入射する。液体槽４０には、空気の屈折率よりも大きい屈折率を持つ液体４２が溜められる。液体４２は、例えば、純水（屈折率約１．３）、グリセリン（Ｃ３Ｈ５（ＯＨ）３）（屈折率１．４７）、液浸顕微鏡に用いられるアニソール（ＣＨ３ＯＣ６Ｈ５）（屈折率１．５）が使用される。液体４２は、液体槽４０の光入射窓４１及び防液部材３０の光入射部３２との間に気泡が残留することのないように、液体槽４０に溜められる。
【００２８】
図１０は、本実施例の液体槽に浸された被照射物保持構造体１０の構造を示す部分拡大断面図である。本実施例の装置では、防液部材３０が、それぞれ個別に形成されている本体部３６と光入射部３２とによって構成される。本体部３６は、液体槽に収納された液体に腐食されず、また、該液体を通さない可撓性の紫外線透過性の高分子材料であるＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム、テフロン（登録商標）、アモルファスフッ素樹脂（製品名：ＣＹＴＯＰ旭硝子株式会社の登録商標）によって袋状に形成される。また、光入射部３２は紫外線を透過する板状のガラス等によって構成される。光入射部３２と袋状の本体部３６とは例えばシリコン系接着剤によって接続されている。
なお、上記本体部３６を筒状とし、その一方の開放端に上記光入射部３２を接着剤等により取り付け、本体部３６と光入射部３２とで袋状になるように構成してもよい。この場合、本体部３６は、液体槽に収納された液体に腐食されず、また、該液体を通さない可撓性の高分子材料であれば、どのようなものを用いてもよい。
【００２９】
本体部３６の内部には、被照射物Ｗ及びステージ２１が収容されており、ステージ２１に接続された回転軸２３が本体部３６の光入射部３２と反対側の端部から外方に伸び出している。本体部３６の端部３６ａは、封止部材３７によって本体部３６の外方へ伸び出した回転軸２３に固定される。このようにして、防液部材３０には、光入射部３２と本体部３６とにより密閉空間Ｓが形成され、被照射物Ｗ及びステージ２１が密封されている。
防液部材３０は液体槽４０に沈められ、被照射物Ｗが液面４２Ａよりも下方側に配置される。このとき、被照射物Ｗの法線Ｈが光出射部１００からの露光光Ｌの光軸ＬＡに対して傾斜するように防液部材３０を傾斜させる。
図１０に示すように、回転モータ２２の回転軸２３は、一端がステージ２１の中心に固定され、他端が本体部３６から外方に伸び出して回転モータ２２に固定される。回転モータ２２が回転すると、ステージ２１が袋状の本体部３６と共に回転する。ステージ２１が回転すると、ステージ２１上に載置された被照射物Ｗが回転する。
【００３０】
ここで、図９に示す回転傾斜露光装置を用いた露光の手順を説明する。
被照射物Ｗの法線Ｈと露光光Ｌの光軸ＬＡとの角度θは、液体槽４０に溜められた液体４２及びレジストＲのそれぞれの屈折率に基く計算や実験などにより、あらかじめ求められ設定されている。
角度可変アーム２２２のロックを解除することにより、把持部２２１と支柱２２３との間の角度を調整し、被照射物Ｗの法線Ｈと露光光Ｌの光軸ＬＡとの角度θを所定の角度にすると共に、角度可変アーム２２２をロックする。
図１０に示すように、レジストＲの上にマスクＭを密着させた被照射物Ｗを、防液部材３０の光入射部３２の上に、マスクＭのレジストＲ側とは反対側が接するように置く。このとき、上記したように、マスクＭと光入射部３２との間に気泡が入り込まぬように、屈折液ＫをマスクＭと光入射部３２との間に注入し両者の隙間を埋める。
次に、液体槽４０に空気の屈折率よりも高い屈折率を持つ液体４２を満たす。被照射物Ｗ及びステージ２１を収容した防液部材３０を液体槽４０に沈め、被照射物Ｗを液面４２Ａよりも下方側に位置させる。このとき、被照射物Ｗの法線Ｈが光出射部１００からの露光光Ｌの光軸ＬＡに対して傾斜するように、防液部材３０を液面４２Ａに対して傾斜させる。
【００３１】
そして、回転モータ２２を動作させ、回転軸２３を介して防液部材３０と共にステージ２１を回転させる。ステージ２１の回転により被照射物Ｗが回転する。
この状態で、光出射部１００から光を出射する。光出射部１００から出射した光は、液体槽４０の光入射窓４１から液体槽４０内に入射し、その内部の空気よりも大きな屈折率を持つ液体４２を通過し、光入射部３２からマスクＭを介してレジストＲに入射する。このようにして、レジストＲには、空気よりも大きな屈折率を持つ液体４２を介して斜め方向から光が入射する。
【００３２】
次に、本発明における上記第２の実施例の変形例（１）について説明する。図１１は、上記実施例の変形例（１）の液体槽に浸された被照射物保持構造体１０の構造を示す部分拡大断面図である。
上記した図９、１０に示す第２の実施例の装置では、防液部材３０について、光入射部３２を本体部３１とは別の部材によって構成していた。図１１に示す変形例（１）の装置では、防液部材３０を構成する本体部３６と光入射部３２とが一体的に形成されている。
防液部材３０は、例えば上記したＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム、テフロン（登録商標）、アモルファスフッ素樹脂（製品名：ＣＹＴＯＰ旭硝子株式会社の登録商標）のような紫外線透過性の高分子材料によって袋状に形成され、その底面３０ａによって光入射部３２が形成される。
【００３３】
防液部材３０の内部には、被照射物Ｗ及びステージ２１が収容されている。ステージ２１に接続された回転軸２３は、防液部材３０の光入射部３２と反対側の端部３６ａから外方に伸び出している。防液部材３０の端部３６ａは、封止部材３７によって、防液部材３０の外方へ伸び出した回転軸２３に固定される。防液部材３０には、密閉空間Ｓが形成され、被照射物Ｗ及びステージ２１が密封されている。
被照射物Ｗを、防液部材３０の光入射部３２の上に、マスクＭのレジストＲ側とは反対側が接するように配置される。このとき、防液部材３０の底面３０ａとマスクＭとの間には、屈折液Ｋが注入され、両者の隙間を埋めることにより、両者間に気泡が入り込まないようにする。防液部材３０は例えば不図示の排気手段に接続され、防液部材３０内の空気が排気手段によって吸引される。それにより、防液部材３０の底面３０ａがマスクＭに密着する。なお、図１１では、防液部材３０の底面３０ａがマスクＭに密着し、本体部３６はステージ２１などに密着していないが、防液部材３０内をさらに減圧することによって、本体部３６がステージ２１、被照射物Ｗに密着するようにしても良い。
【００３４】
以上の本発明の第２の実施例及びその変形例（１）の回転傾斜露光装置によれば、第１の実施例及びその変形例の回転傾斜露光装置と同様の効果が得られるほか、防液部材３０が袋状に形成されているので、装置構成を簡便にすることができる。
また、上記第１、第２の実施例に示した被照射物保持構造体１０は液体槽４０等とは独立した構造体であり、液体外で被照射物等の取り付け等を行い液体中に浸して使用することができ、被照射物の取り付け、取り外し等の取り扱いが容易である。また、被照射物保持構造体１０を浸すことができる容器であれば、任意の形状の液体槽を用いることが可能である。
また、被照射物保持構造体１０は角度可変アーム２２２を有する角度調整機構２２０に取り付けられているので、被照射物保持構造体１０の液体槽４０中における姿勢（角度）を任意に設定することができる。このため、液体槽に入射する露光光の方向に合わせて、被照射物保持構造体の姿勢（角度）を調整することができる
【００３５】
上記した本発明の第１、第２の実施例およびそれらの変形例の回転傾斜露光装置は、液体槽４０の底面に設けた光入射窓４１から露光光Ｌを入射するものである。
しかし、本発明では、露光光Ｌの入射方法は、上記した第１、第２の実施例およびそれらの変形例に示す方法に限られない。例えば、図１２および図１３に示すように、液体槽４０の側面に光入射窓４１を設け、側面の光入射窓４１から露光光Ｌを入射するようにしても良い。なお、図１２、図１３において、前記図１、図９と共通する構成について同一符号が付されているが、図１、図９に示した角度調整機構は省略されている。
【符号の説明】
【００３６】
１      ショートアーク型のランプ
２      楕円集光鏡
３      １の平面鏡３
４      インテグレータレンズ
５      シャッタ
６      第２の平面鏡
７      コリメータレンズ
１０    被照射物保持構造体
２０    動力部
２１    ステージ
２２    回転モータ
２２０  角度調整機構
２２１  把持部
２２２  角度可変アーム
２２３  支柱
２３，２３ａ、２３ｂ    回転軸
２４、２４ａ〜２４ｄ    力伝達棒
２５ａ〜２５ｄ    フック部
２６    ホルダ部
３０    防液部材
３１    本体部
３２    光入射部
３２ａ  回転ベアリング
３２ｂ  ねじ
３２ｃ  ナット
３３ａ〜３３ｄ    溝部
３４    凹部
３５    Ｏリング
３６    本体部
３７    封止部材
４０    液体槽
４１    光入射窓
４２    液体
Ｋ      屈折液
Ｍ      マスク
Ｒ      レジスト
Ｗ      被照射物
【図１】
2012038798.tif 000003
【図２】
2012038798.tif 000004
【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】
2012038798.tif 000012
【図１１】
2012038798.tif 000013
【図１２】
2012038798.tif 000014
【図１３】
2012038798.tif 000015
【図１４】
2012038798.tif 000016
【図１５】
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