JP2002190444A - パターン露光装置、パターン作製方法、及びこれらを用いて作製したデバイス - Google Patents
パターン露光装置、パターン作製方法、及びこれらを用いて作製したデバイスInfo
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
- G03F7/70458—Mix-and-match, i.e. multiple exposures of the same area using a similar type of exposure apparatus, e.g. multiple exposures using a UV apparatus
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B27/00—Photographic printing apparatus
- G03B27/32—Projection printing apparatus, e.g. enlarger, copying camera
- G03B27/42—Projection printing apparatus, e.g. enlarger, copying camera for automatic sequential copying of the same original
Abstract
(57)【要約】
【課題】微細なパターンと線幅の太いパターンあるいは
大面積の塗りつぶしパターン等が混在している場合にお
いても、高精度、高スループットによってパターン作製
が可能なパターン露光装置及びパターン作製方法を提供
する。 【解決手段】パターン露光装置または方法において、線
幅の細いパターンの作製が可能な第１の露光機構と、該
第１の露光機構よりも線幅の太いパターンの作製を行う
第２の露光機構とを備え、該第１の露光機構と該第２の
露光機構との相対位置関係を検出し、該検出した位置関
係に基づいてパターン露光するように構成する。
大面積の塗りつぶしパターン等が混在している場合にお
いても、高精度、高スループットによってパターン作製
が可能なパターン露光装置及びパターン作製方法を提供
する。 【解決手段】パターン露光装置または方法において、線
幅の細いパターンの作製が可能な第１の露光機構と、該
第１の露光機構よりも線幅の太いパターンの作製を行う
第２の露光機構とを備え、該第１の露光機構と該第２の
露光機構との相対位置関係を検出し、該検出した位置関
係に基づいてパターン露光するように構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パターン露光装
置、パターン作製方法及びこれらを用いて作製したデバ
イスに関し、例えば光の波長以下のサイズの微細なパタ
ーンと線幅の太いパターンあるいは大面積の塗りつぶし
パターン等が混在している場合においても、スループッ
トの飛躍的な向上が期待し得るパターン露光装置、パタ
ーン作製方法及びこれらを用いて作製したデバイスの実
現を目指すものである。
置、パターン作製方法及びこれらを用いて作製したデバ
イスに関し、例えば光の波長以下のサイズの微細なパタ
ーンと線幅の太いパターンあるいは大面積の塗りつぶし
パターン等が混在している場合においても、スループッ
トの飛躍的な向上が期待し得るパターン露光装置、パタ
ーン作製方法及びこれらを用いて作製したデバイスの実
現を目指すものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体メモリの大容量化やＣＰＵ
プロセッサの高速化・大集積化の進展と共に光リソグラ
フィーの更なる微細化は必要不可欠なものとなってい
る。光リソグラフィーの微細化手段として、光リソグラ
フィー装置に用いられ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。しかし、さらなる微細化を行うため
には、レーザの更なる短波長化、その波長領域でのレン
ズの開発など、解決しなければならない課題も多い。
プロセッサの高速化・大集積化の進展と共に光リソグラ
フィーの更なる微細化は必要不可欠なものとなってい
る。光リソグラフィーの微細化手段として、光リソグラ
フィー装置に用いられ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。しかし、さらなる微細化を行うため
には、レーザの更なる短波長化、その波長領域でのレン
ズの開発など、解決しなければならない課題も多い。
【０００３】一方、光により光波長以下の幅のフォトレ
ジストパターン作製を行うために、近接場を用いる方法
が提案されている。例えば特開平７−１０６２２９号公
報等ではウエットエッチングにより光ファイバーの先端
を先鋭化して作製した近接場プローブを用いてのプロー
ブ走査による露光方式が開示されている。
ジストパターン作製を行うために、近接場を用いる方法
が提案されている。例えば特開平７−１０６２２９号公
報等ではウエットエッチングにより光ファイバーの先端
を先鋭化して作製した近接場プローブを用いてのプロー
ブ走査による露光方式が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の方法ではパターン作製が全て先端に微小開口を
有したプローブを用いて行われているので、大きな塗り
つぶしパターンがあるとき等には露光時間が非常にかか
ることとなり、スループットの飛躍的な向上を期待する
ことができない。
た従来の方法ではパターン作製が全て先端に微小開口を
有したプローブを用いて行われているので、大きな塗り
つぶしパターンがあるとき等には露光時間が非常にかか
ることとなり、スループットの飛躍的な向上を期待する
ことができない。
【０００５】そこで、本発明は、上記課題を解決するた
め、微細なパターンと線幅の太いパターンあるいは大面
積の塗りつぶしパターン等が混在している場合において
も、高精度、高スループットによってパターン作製が可
能なパターン露光装置、パターン作製方法、及びこれら
を用いて作製したデバイスを提供することを目的とする
ものである。
め、微細なパターンと線幅の太いパターンあるいは大面
積の塗りつぶしパターン等が混在している場合において
も、高精度、高スループットによってパターン作製が可
能なパターン露光装置、パターン作製方法、及びこれら
を用いて作製したデバイスを提供することを目的とする
ものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するために、次の（１）〜（２７）のように構成した
パターン露光装置、パターン作製方法及びこれらを用い
て作製したデバイスを提供するものである。 （１）線幅の細いパターン露光が可能な第１の露光機構
と、該第１の露光機構よりも線幅の太いパターン露光を
行う第２の露光機構とを備え、該第１の露光機構と該第
２の露光機構との相対位置関係を相対位置検出手段によ
って検出し、該検出した位置関係に基づいてパターン露
光する構成を有することを特徴とするパターン露光装
置。 （２）前記第１の露光機構が、微小開口を有する近接場
露光用プローブを備えた走査型露光機構であることを特
徴とする上記（１）に記載のパターン露光装置。 （３）前記近接場露光用プローブは、線幅が１００ｎｍ
以下のパターン作製を行うために、先端に１００ｎｍ以
下の微小開口を有することを特徴とする上記（２）に記
載のパターン露光装置。 （４）前記第２の露光機構が、レンズを用いて光を集光
する走査型レーザ描画機構であることを特徴とする上記
（１）に記載のパターン露光装置。 （５）前記第２の露光機構が、先端に１００ｎｍ以上の
大きさの開口を有するプローブを備えた走査型露光機構
であることを特徴とする上記（１）に記載のパターン露
光装置。 （６）前記相対位置検出手段によって検出された相対位
置に基づいて、前記２つの露光機構の相対位置補正を行
う相対位置補正手段を有することを特徴とする上記
（１）〜（５）のいずれかに記載のパターン露光装置。 （７）前記相対位置検出手段が、相対位置検出用開口
と、前記相対位置検出用開口を透過する光を検出する光
検出器と、前記相対位置検出用開口と、前記２つの露光
機構を相対移動させる２次元走査機構構と、前記光検出
器によって検出した情報から前記２つの露光機構の相対
位置を算出する手段と、を有することを特徴とする上記
（１）〜（６）のいずれかに記載のパターン露光装置。 （８）前記２つの露光機構の相対位置を算出する手段
が、前記相対位置検出用開口を透過する光を測定するこ
とによって得られた前記第２の露光機構の露光中心と、
前記近接場露光用プローブと該相対位置検出用開口との
間に作用する力を検出する手段による前記相対位置検出
用開口形状の測定によって得られた前記第１の露光機構
の露光中心と、を比較して前記相対位置を算出するよう
に構成されていることを特徴とする上記（７）に記載の
パターン露光装置。 （９）前記２つの露光機構の相対位置を算出する手段
が、前記相対位置検出用開口に対して露光光の入射方向
と反対側から照射された光によって、前記２つの露光機
構のそれぞれが有する先端に開口の形成されたプローブ
との間で生じた散乱光を検出し、前記相対位置を算出す
るように構成されていることを特徴とする上記（７）に
記載のパターン露光装置。 （１０）前記相対位置検出手段が、前記２つの露光機構
と、光構造変化材料を相対移動させる２次元走査機構を
備え、前記光構造変化材料に対し、前記第２の露光機構
によって光構造変化材料の感度波長の光を照射する一
方、前記近接場露光用プローブと該光構造変化材料との
間に作用する力を検出する手段によって該光構造変化材
料の表面形状を測定し、前記測定した結果に基づいて前
記２つの露光機構の相対位置を算出するように構成され
ていることを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれか
に記載のパターン露光装置。 （１１）前記相対位置検出用開口が、前記第１の露光機
構の近接場露光用プローブの微小開口径よりも大きい開
口径を有することを特徴とする上記（７）〜（９）のい
ずれかに記載のパターン露光装置。 （１２）前記相対位置検出用開口が、前記第１の露光機
構の近接場露光用プローブの微小開口径よりも大きく、
前記第２の露光機構で作製可能な最小線幅よりも小さい
開口径を有することを特徴とする上記（７）〜（９）の
いずれかに記載のパターン露光装置。 （１３）前記相対位置検出手段が、前記２つの露光機構
と、フォトクロミック材料を相対移動させる２次元走査
機構を備え、前記フォトクロミック材料に対して、前記
第２の露光機構によって該フォトクロミック材料の感度
波長の光を照射する一方、前記第１の露光機構によって
前記フォトクロミック材料の表面色の測定を行い、前記
測定した結果に基づいて前記２つの露光機構の相対位置
を算出するように構成されていることを特徴とする上記
（１）〜（６）のいずれかに記載のパターン露光装置。 （１４）線幅の細いパターン露光が可能な露光機構によ
ってパターン露光を行う第１の露光工程と、該第１の露
光機構よりも線幅の太いパターン露光が可能な露光機構
によってパターン露光を行う第２の露光工程を有し、前
記いずれか一方の露光工程によるパターン露光を行った
後、予め検出しておいた前記各露光工程における２つの
露光機構の相対位置関係に基づいて、これら２つの露光
機構の相対位置補正を行い、もう一方の露光工程による
パターン露光を行うことを特徴とするパターン作製方
法。 （１５）前記第１および第２の露光工程が、同一のフォ
トレジストに対して前記パターン露光を行う露光工程で
あることを特徴とする上記（１４）に記載のパターン作
製方法。 （１６）前記第１の露光工程が、微小開口を有する近接
場露光用プローブを備えた走査型露光機構を用いた露光
工程であることを特徴とする上記（１４）または上記
（１５）に記載のパターン作製方法。 （１７）前記近接場露光用プローブは、線幅が１００ｎ
ｍ以下のパターン作製を行うために、先端に１００ｎｍ
以下の微小開口を有することを特徴とする上記（１６）
に記載のパターン作製方法。 （１８）前記第２の露光工程が、レンズを用いて光を集
光するレーザ描画を用いる露光工程であることを特徴と
する上記（１４）〜（１７）のいずれかに記載のパター
ン作製方法。 （１９）前記第２の露光工程が、先端に１００ｎｍ以上
の大きさの開口を有するプローブを用いた露光工程であ
ることを特徴とする上記（１４）〜（１７）のいずれか
に記載のパターン作製方法。 （２０）前記検出された２つの露光機構の相対位置関係
に基づいて、前記２つの露光機構の相対位置補正を行う
ことを特徴とする上記（１４）〜（１９）のいずれかに
記載のパターン作製方法。 （２１）前記２つの露光機構の相対位置関係の検出が、
相対位置検出用開口と、前記２つの露光機構を相対移動
させる２次元走査機構を備え、前記相対位置検出用開口
を透過する光を測定することによって得られた前記第２
の露光機構の露光中心と、前記近接場露光用プローブと
該相対位置検出用開口との間に作用する力を検出する手
段による前記相対位置検出用開口形状の測定によって得
られた前記第１の露光機構の露光中心と、を比較して前
記相対位置を算出することにより行われることを特徴と
する上記（１４）〜（２０）のいずれかに記載のパター
ン作製方法。 （２２）前記２つの露光機構の相対位置関係の検出が、
相対位置検出用開口と、前記２つの露光機構を相対移動
させる２次元走査機構を備え、前記相対位置検出用開口
に対して露光光の入射方向と反対側から照射された光に
よって、前記２つの露光機構のそれぞれが有する先端に
開口の形成されたプローブとの間で生じた散乱光を検出
し、前記相対位置を算出することにより行われることを
特徴とする上記（１４）〜（２０）のいずれかに記載の
パターン作製方法。 （２３）前記２つの露光機構の相対位置関係の検出が、
前記２つの露光機構と、光構造変化材料を相対移動させ
る２次元走査機構を備え、前記光構造変化材料に対し、
前記第２の露光機構によって光構造変化材料の感度波長
の光を照射する一方、前記近接場露光用プローブと該光
構造変化材料との間に作用する力を検出する手段によっ
て該光構造変化材料の表面形状を測定し、前記測定した
結果に基づいて前記２つの露光機構の相対位置を算出す
ることにより行われることを特徴とする上記（１４）〜
（２０）のいずれかに記載のパターン作製方法。 （２４）前記相対位置検出用開口が、前記第１の露光機
構の近接場露光用プローブの微小開口径よりも大きい開
口径を有することを特徴とする上記（２１）〜（２２）
のいずれかに記載のパターン作製方法。 （２５）前記相対位置検出用開口が、前記第１の露光機
構の近接場露光用プローブの微小開口径よりも大きく、
前記第２の露光機構で作製可能な最小線幅よりも小さい
開口径を有することを特徴とする上記（２１）〜（２
２）のいずれかに記載のパターン作製方法。 （２６）前記２つの露光機構の相対位置関係の検出が、
前記２つの露光機構と、フォトクロミック材料を相対移
動させる２次元走査機構を備え、前記フォトクロミック
材料に対して、前記第２の露光機構によって該フォトク
ロミック材料の感度波長の光を照射する一方、前記第１
の露光機構によって前記フォトクロミック材料の表面色
の測定を行い、前記測定した結果に基づいて前記２つの
露光機構の相対位置を算出することにより行われること
を特徴とする上記（１４）〜（２０）のいずれかに記載
のパターン作製方法。 （２７）上記（７）〜（１３）のいずれかの装置及びそ
れに対応した上記（２０）〜（２６）のいずれかの方法
を用いて作製したフォトレジストパターンを利用して作
製された構造物を含むことを特徴とするデバイス。
成するために、次の（１）〜（２７）のように構成した
パターン露光装置、パターン作製方法及びこれらを用い
て作製したデバイスを提供するものである。 （１）線幅の細いパターン露光が可能な第１の露光機構
と、該第１の露光機構よりも線幅の太いパターン露光を
行う第２の露光機構とを備え、該第１の露光機構と該第
２の露光機構との相対位置関係を相対位置検出手段によ
って検出し、該検出した位置関係に基づいてパターン露
光する構成を有することを特徴とするパターン露光装
置。 （２）前記第１の露光機構が、微小開口を有する近接場
露光用プローブを備えた走査型露光機構であることを特
徴とする上記（１）に記載のパターン露光装置。 （３）前記近接場露光用プローブは、線幅が１００ｎｍ
以下のパターン作製を行うために、先端に１００ｎｍ以
下の微小開口を有することを特徴とする上記（２）に記
載のパターン露光装置。 （４）前記第２の露光機構が、レンズを用いて光を集光
する走査型レーザ描画機構であることを特徴とする上記
（１）に記載のパターン露光装置。 （５）前記第２の露光機構が、先端に１００ｎｍ以上の
大きさの開口を有するプローブを備えた走査型露光機構
であることを特徴とする上記（１）に記載のパターン露
光装置。 （６）前記相対位置検出手段によって検出された相対位
置に基づいて、前記２つの露光機構の相対位置補正を行
う相対位置補正手段を有することを特徴とする上記
（１）〜（５）のいずれかに記載のパターン露光装置。 （７）前記相対位置検出手段が、相対位置検出用開口
と、前記相対位置検出用開口を透過する光を検出する光
検出器と、前記相対位置検出用開口と、前記２つの露光
機構を相対移動させる２次元走査機構構と、前記光検出
器によって検出した情報から前記２つの露光機構の相対
位置を算出する手段と、を有することを特徴とする上記
（１）〜（６）のいずれかに記載のパターン露光装置。 （８）前記２つの露光機構の相対位置を算出する手段
が、前記相対位置検出用開口を透過する光を測定するこ
とによって得られた前記第２の露光機構の露光中心と、
前記近接場露光用プローブと該相対位置検出用開口との
間に作用する力を検出する手段による前記相対位置検出
用開口形状の測定によって得られた前記第１の露光機構
の露光中心と、を比較して前記相対位置を算出するよう
に構成されていることを特徴とする上記（７）に記載の
パターン露光装置。 （９）前記２つの露光機構の相対位置を算出する手段
が、前記相対位置検出用開口に対して露光光の入射方向
と反対側から照射された光によって、前記２つの露光機
構のそれぞれが有する先端に開口の形成されたプローブ
との間で生じた散乱光を検出し、前記相対位置を算出す
るように構成されていることを特徴とする上記（７）に
記載のパターン露光装置。 （１０）前記相対位置検出手段が、前記２つの露光機構
と、光構造変化材料を相対移動させる２次元走査機構を
備え、前記光構造変化材料に対し、前記第２の露光機構
によって光構造変化材料の感度波長の光を照射する一
方、前記近接場露光用プローブと該光構造変化材料との
間に作用する力を検出する手段によって該光構造変化材
料の表面形状を測定し、前記測定した結果に基づいて前
記２つの露光機構の相対位置を算出するように構成され
ていることを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれか
に記載のパターン露光装置。 （１１）前記相対位置検出用開口が、前記第１の露光機
構の近接場露光用プローブの微小開口径よりも大きい開
口径を有することを特徴とする上記（７）〜（９）のい
ずれかに記載のパターン露光装置。 （１２）前記相対位置検出用開口が、前記第１の露光機
構の近接場露光用プローブの微小開口径よりも大きく、
前記第２の露光機構で作製可能な最小線幅よりも小さい
開口径を有することを特徴とする上記（７）〜（９）の
いずれかに記載のパターン露光装置。 （１３）前記相対位置検出手段が、前記２つの露光機構
と、フォトクロミック材料を相対移動させる２次元走査
機構を備え、前記フォトクロミック材料に対して、前記
第２の露光機構によって該フォトクロミック材料の感度
波長の光を照射する一方、前記第１の露光機構によって
前記フォトクロミック材料の表面色の測定を行い、前記
測定した結果に基づいて前記２つの露光機構の相対位置
を算出するように構成されていることを特徴とする上記
（１）〜（６）のいずれかに記載のパターン露光装置。 （１４）線幅の細いパターン露光が可能な露光機構によ
ってパターン露光を行う第１の露光工程と、該第１の露
光機構よりも線幅の太いパターン露光が可能な露光機構
によってパターン露光を行う第２の露光工程を有し、前
記いずれか一方の露光工程によるパターン露光を行った
後、予め検出しておいた前記各露光工程における２つの
露光機構の相対位置関係に基づいて、これら２つの露光
機構の相対位置補正を行い、もう一方の露光工程による
パターン露光を行うことを特徴とするパターン作製方
法。 （１５）前記第１および第２の露光工程が、同一のフォ
トレジストに対して前記パターン露光を行う露光工程で
あることを特徴とする上記（１４）に記載のパターン作
製方法。 （１６）前記第１の露光工程が、微小開口を有する近接
場露光用プローブを備えた走査型露光機構を用いた露光
工程であることを特徴とする上記（１４）または上記
（１５）に記載のパターン作製方法。 （１７）前記近接場露光用プローブは、線幅が１００ｎ
ｍ以下のパターン作製を行うために、先端に１００ｎｍ
以下の微小開口を有することを特徴とする上記（１６）
に記載のパターン作製方法。 （１８）前記第２の露光工程が、レンズを用いて光を集
光するレーザ描画を用いる露光工程であることを特徴と
する上記（１４）〜（１７）のいずれかに記載のパター
ン作製方法。 （１９）前記第２の露光工程が、先端に１００ｎｍ以上
の大きさの開口を有するプローブを用いた露光工程であ
ることを特徴とする上記（１４）〜（１７）のいずれか
に記載のパターン作製方法。 （２０）前記検出された２つの露光機構の相対位置関係
に基づいて、前記２つの露光機構の相対位置補正を行う
ことを特徴とする上記（１４）〜（１９）のいずれかに
記載のパターン作製方法。 （２１）前記２つの露光機構の相対位置関係の検出が、
相対位置検出用開口と、前記２つの露光機構を相対移動
させる２次元走査機構を備え、前記相対位置検出用開口
を透過する光を測定することによって得られた前記第２
の露光機構の露光中心と、前記近接場露光用プローブと
該相対位置検出用開口との間に作用する力を検出する手
段による前記相対位置検出用開口形状の測定によって得
られた前記第１の露光機構の露光中心と、を比較して前
記相対位置を算出することにより行われることを特徴と
する上記（１４）〜（２０）のいずれかに記載のパター
ン作製方法。 （２２）前記２つの露光機構の相対位置関係の検出が、
相対位置検出用開口と、前記２つの露光機構を相対移動
させる２次元走査機構を備え、前記相対位置検出用開口
に対して露光光の入射方向と反対側から照射された光に
よって、前記２つの露光機構のそれぞれが有する先端に
開口の形成されたプローブとの間で生じた散乱光を検出
し、前記相対位置を算出することにより行われることを
特徴とする上記（１４）〜（２０）のいずれかに記載の
パターン作製方法。 （２３）前記２つの露光機構の相対位置関係の検出が、
前記２つの露光機構と、光構造変化材料を相対移動させ
る２次元走査機構を備え、前記光構造変化材料に対し、
前記第２の露光機構によって光構造変化材料の感度波長
の光を照射する一方、前記近接場露光用プローブと該光
構造変化材料との間に作用する力を検出する手段によっ
て該光構造変化材料の表面形状を測定し、前記測定した
結果に基づいて前記２つの露光機構の相対位置を算出す
ることにより行われることを特徴とする上記（１４）〜
（２０）のいずれかに記載のパターン作製方法。 （２４）前記相対位置検出用開口が、前記第１の露光機
構の近接場露光用プローブの微小開口径よりも大きい開
口径を有することを特徴とする上記（２１）〜（２２）
のいずれかに記載のパターン作製方法。 （２５）前記相対位置検出用開口が、前記第１の露光機
構の近接場露光用プローブの微小開口径よりも大きく、
前記第２の露光機構で作製可能な最小線幅よりも小さい
開口径を有することを特徴とする上記（２１）〜（２
２）のいずれかに記載のパターン作製方法。 （２６）前記２つの露光機構の相対位置関係の検出が、
前記２つの露光機構と、フォトクロミック材料を相対移
動させる２次元走査機構を備え、前記フォトクロミック
材料に対して、前記第２の露光機構によって該フォトク
ロミック材料の感度波長の光を照射する一方、前記第１
の露光機構によって前記フォトクロミック材料の表面色
の測定を行い、前記測定した結果に基づいて前記２つの
露光機構の相対位置を算出することにより行われること
を特徴とする上記（１４）〜（２０）のいずれかに記載
のパターン作製方法。 （２７）上記（７）〜（１３）のいずれかの装置及びそ
れに対応した上記（２０）〜（２６）のいずれかの方法
を用いて作製したフォトレジストパターンを利用して作
製された構造物を含むことを特徴とするデバイス。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態においては、
上記構成を適用することによって、太いパターンと細い
パターンとを、機構をわけて高精度に露光することによ
って、パターン作製のスループットの向上が望める。以
下に、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態におけるパターン露光装置
の一例を示す図である。本発明の実施の形態において、
上記装置に用いられる露光パターンの作製はつぎのよう
に行われる。まず、露光パターンを画像作製ソフトによ
って作製する。作製した露光パターンデータをコンピュ
ータ１０１に取り込む。このとき、パターン線幅が第２
の露光機構１２０で作製が可能である最小パターン線幅
以上のものは第２の露光機構１２０を用い、それ未満の
ものは第１の露光機構１１０を用いて露光を行うため
に、パターンデータを２種類に分類する。
上記構成を適用することによって、太いパターンと細い
パターンとを、機構をわけて高精度に露光することによ
って、パターン作製のスループットの向上が望める。以
下に、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態におけるパターン露光装置
の一例を示す図である。本発明の実施の形態において、
上記装置に用いられる露光パターンの作製はつぎのよう
に行われる。まず、露光パターンを画像作製ソフトによ
って作製する。作製した露光パターンデータをコンピュ
ータ１０１に取り込む。このとき、パターン線幅が第２
の露光機構１２０で作製が可能である最小パターン線幅
以上のものは第２の露光機構１２０を用い、それ未満の
ものは第１の露光機構１１０を用いて露光を行うため
に、パターンデータを２種類に分類する。
【０００８】つぎに、本発明の実施の形態のパターン露
光装置における第１の露光機構について説明する。ここ
での第１の露光機構１１０は、近接場光を用いて幅が１
００ｎｍ以下のパターンでも作製可能な２次元走査型露
光機構である。この露光機構において、先端に光波長以
下の微小開口を有しているプローブ１１１に細パターン
露光用レーザ１１２からの光をレンズ１０５を用いて入
射すると、微小開口付近に微小開口近傍にのみ局在し微
小開口から遠く離れていくにしたがって強度が指数関数
で減衰していく近接場が形成される。
光装置における第１の露光機構について説明する。ここ
での第１の露光機構１１０は、近接場光を用いて幅が１
００ｎｍ以下のパターンでも作製可能な２次元走査型露
光機構である。この露光機構において、先端に光波長以
下の微小開口を有しているプローブ１１１に細パターン
露光用レーザ１１２からの光をレンズ１０５を用いて入
射すると、微小開口付近に微小開口近傍にのみ局在し微
小開口から遠く離れていくにしたがって強度が指数関数
で減衰していく近接場が形成される。
【０００９】この近接場が形成されている領域にフォト
レジスト１００を近づけることにより、近接場が乱され
散乱光となり、フォトレジスト１００を露光し潜像が形
成される。近接場の存在する領域とは、例えば微小開口
の開口径が１００ｎｍの場合には、おおよそ１００ｎｍ
である。
レジスト１００を近づけることにより、近接場が乱され
散乱光となり、フォトレジスト１００を露光し潜像が形
成される。近接場の存在する領域とは、例えば微小開口
の開口径が１００ｎｍの場合には、おおよそ１００ｎｍ
である。
【００１０】先端に１００ｎｍ以下の開口を有するプロ
ーブ１１１の作製方法は、例えば光ファイバーの先端を
化学エッチングや引っ張りにより先鋭化したものに対
し、先端部分のみ残して周囲を金属でコーティングする
ことで、先端のみに光に対する微小開口を作製する（近
接場ナノフォトニクスハンドブック、大津元一・河田聡
著、オプトロニクス社、１９９７年）。また、Ｓｉの異
方性エッチングを利用した半導体プロセスを用いること
によって、四角錐の頂点に光に対する微小開口を有する
四角錐型プローブを作製する（特開平１１−０６４３５
０号公報）。このプローブには光導波路の機能を有した
支持棒を取り付けることもでき、全体をカンチレバー形
状にすることも可能である。
ーブ１１１の作製方法は、例えば光ファイバーの先端を
化学エッチングや引っ張りにより先鋭化したものに対
し、先端部分のみ残して周囲を金属でコーティングする
ことで、先端のみに光に対する微小開口を作製する（近
接場ナノフォトニクスハンドブック、大津元一・河田聡
著、オプトロニクス社、１９９７年）。また、Ｓｉの異
方性エッチングを利用した半導体プロセスを用いること
によって、四角錐の頂点に光に対する微小開口を有する
四角錐型プローブを作製する（特開平１１−０６４３５
０号公報）。このプローブには光導波路の機能を有した
支持棒を取り付けることもでき、全体をカンチレバー形
状にすることも可能である。
【００１１】プローブ１１１の材料として光導波路性を
有するものであれば、その片側を力、熱等を加えて曲げ
ることによってもカンチレバー形状を作製することがで
きる。プローブ１１１の材料に対し、先鋭化を行い光に
対する微小開口を形成する作業と先端付近を曲げる作業
はどちらが先でも良い。作製方法の一例としては、光フ
ァイバーの先端を化学エッチングによって先鋭化した
後、ＣＯ2レーザによって先端付近を曲げ、先端のみ残
して金属コーティングを行うことで先端に微小開口を形
成したものをプローブ１１１として用いることができ
る。
有するものであれば、その片側を力、熱等を加えて曲げ
ることによってもカンチレバー形状を作製することがで
きる。プローブ１１１の材料に対し、先鋭化を行い光に
対する微小開口を形成する作業と先端付近を曲げる作業
はどちらが先でも良い。作製方法の一例としては、光フ
ァイバーの先端を化学エッチングによって先鋭化した
後、ＣＯ2レーザによって先端付近を曲げ、先端のみ残
して金属コーティングを行うことで先端に微小開口を形
成したものをプローブ１１１として用いることができ
る。
【００１２】上記のようにして作製したプローブ１１１
をプローブ支持台１１３に取り付けることにより、位置
を固定する。取り付け方法としてはねじ止め、磁力を用
いる、真空チャックをする、などの方法がある。プロー
ブ１１１を新しいものに変えたり、付け替えたりすると
ナノメートルオーダーでの位置ずれが毎回発生する。従
って後述する相対位置ずれ算出機構を用いて位置ずれ修
正を行う。
をプローブ支持台１１３に取り付けることにより、位置
を固定する。取り付け方法としてはねじ止め、磁力を用
いる、真空チャックをする、などの方法がある。プロー
ブ１１１を新しいものに変えたり、付け替えたりすると
ナノメートルオーダーでの位置ずれが毎回発生する。従
って後述する相対位置ずれ算出機構を用いて位置ずれ修
正を行う。
【００１３】近接場を用いて露光を行う場合には、微小
開口とフォトレジスト１００との距離を１００ｎｍ以下
に近づける必要がある。この制御は、以下のような方法
を用いて行う。プローブ１１１先端の開口とフォトレジ
スト１００との距離制御は、シアーフォース方式（特開
平１１−１０１８０８号公報）、光てこの原理を利用し
た方法（特開２０００−１４６８０３号公報）、プロー
ブに取り付けた圧電素子からの電圧変化を参照する方法
（特開平１０−２５３６４３号公報）、などによって得
た先端開口とフォトレジスト１００との距離検出信号を
もとに、プローブ１１１やステージ１０２に取り付けた
圧電素子やモーター等の駆動機構を制御することによっ
て行う。
開口とフォトレジスト１００との距離を１００ｎｍ以下
に近づける必要がある。この制御は、以下のような方法
を用いて行う。プローブ１１１先端の開口とフォトレジ
スト１００との距離制御は、シアーフォース方式（特開
平１１−１０１８０８号公報）、光てこの原理を利用し
た方法（特開２０００−１４６８０３号公報）、プロー
ブに取り付けた圧電素子からの電圧変化を参照する方法
（特開平１０−２５３６４３号公報）、などによって得
た先端開口とフォトレジスト１００との距離検出信号を
もとに、プローブ１１１やステージ１０２に取り付けた
圧電素子やモーター等の駆動機構を制御することによっ
て行う。
【００１４】露光の際、接触させながらプローブ１１１
を走査させる場合には、プローブ１１１によってフォト
レジスト１００が傷つかないように、弾性定数が０．１
Ｎ／ｍ程度の柔らかいプローブを用いる。このプローブ
１１１に、フォトレジスト１００の露光感度領域の細パ
ターン露光用レーザ１１２からの露光用光を、フォトレ
ジスト１００とステージ１０２との相対位置を移動さ
せ、露光パターンデータにおいて第１の露光機構１１０
での露光指定のある位置で露光用光を照射することによ
ってフォトレジスト１００の露光を行う。
を走査させる場合には、プローブ１１１によってフォト
レジスト１００が傷つかないように、弾性定数が０．１
Ｎ／ｍ程度の柔らかいプローブを用いる。このプローブ
１１１に、フォトレジスト１００の露光感度領域の細パ
ターン露光用レーザ１１２からの露光用光を、フォトレ
ジスト１００とステージ１０２との相対位置を移動さ
せ、露光パターンデータにおいて第１の露光機構１１０
での露光指定のある位置で露光用光を照射することによ
ってフォトレジスト１００の露光を行う。
【００１５】露光用光の照射／非照射の切り替えには、
レーザ電源をオン／オフさせる方法がある。レーザによ
っては、レーザ電源をオフにするまでの冷却時間や、再
起動時の待機時間が必要である。このような場合はＡＯ
Ｍ（音響光学変調器）等外部機構を用いて、レーザを発
振させたままで露光用光の照射／非照射の切り替えを行
った方が、スループット向上が期待できるのでより好ま
しい。
レーザ電源をオン／オフさせる方法がある。レーザによ
っては、レーザ電源をオフにするまでの冷却時間や、再
起動時の待機時間が必要である。このような場合はＡＯ
Ｍ（音響光学変調器）等外部機構を用いて、レーザを発
振させたままで露光用光の照射／非照射の切り替えを行
った方が、スループット向上が期待できるのでより好ま
しい。
【００１６】プローブ１１１をフォトレジスト１００に
対して相対移動する方法は、圧電素子やモーター等によ
って移動させる方法、また、これらにレーザ干渉計など
の外部位置検出機構を組み合わせてフィードバックをか
けることにより、より精度の良い移動を行う方法があ
る。フォトレジスト１００の位置を固定してプローブ１
１１を動かしても、その逆でプローブ１１１を固定して
フォトレジスト１００を動かしても、両方動かしても良
い。
対して相対移動する方法は、圧電素子やモーター等によ
って移動させる方法、また、これらにレーザ干渉計など
の外部位置検出機構を組み合わせてフィードバックをか
けることにより、より精度の良い移動を行う方法があ
る。フォトレジスト１００の位置を固定してプローブ１
１１を動かしても、その逆でプローブ１１１を固定して
フォトレジスト１００を動かしても、両方動かしても良
い。
【００１７】つぎに、本発明の実施の形態のパターン露
光装置における第２の露光機構について説明する。第２
の露光機構１２０は、第１の露光機構１１０で作製でき
る最小パターン幅よりも太い線幅のパターンが露光でき
るものである。
光装置における第２の露光機構について説明する。第２
の露光機構１２０は、第１の露光機構１１０で作製でき
る最小パターン幅よりも太い線幅のパターンが露光でき
るものである。
【００１８】例えば第１の露光機構１１０と同じ構成を
しており、露光に用いるプローブとして、第１の露光機
構１１０で用いたプローブ１１１に対して先端の開口径
がプローブ１１１より大きいプローブを有しているもの
や、レーザ描画装置を用いる。
しており、露光に用いるプローブとして、第１の露光機
構１１０で用いたプローブ１１１に対して先端の開口径
がプローブ１１１より大きいプローブを有しているもの
や、レーザ描画装置を用いる。
【００１９】露光の方法としては、第１の露光機構と同
じ構成のプローブを用いての露光ならば、第１の露光機
構と同じように、プローブをフォトレジスト１００に対
して接触させてｘｙ平面上を走査させながら、作成した
露光パターンデータの通りに露光用光を照射／非照射す
ることでパターン作製を行う。
じ構成のプローブを用いての露光ならば、第１の露光機
構と同じように、プローブをフォトレジスト１００に対
して接触させてｘｙ平面上を走査させながら、作成した
露光パターンデータの通りに露光用光を照射／非照射す
ることでパターン作製を行う。
【００２０】第２の露光機構１２０が、第１の露光機構
と構成が異なるレーザ描画装置の場合には、フォトレジ
スト１００に対し感度のない波長の光を用いてフォトレ
ジストまでの距離を測定することによって焦点距離を調
節しｘｙ平面上を走査させながら、作成した露光パター
ンデータの通りに露光用光の照射／非照射を行う。
と構成が異なるレーザ描画装置の場合には、フォトレジ
スト１００に対し感度のない波長の光を用いてフォトレ
ジストまでの距離を測定することによって焦点距離を調
節しｘｙ平面上を走査させながら、作成した露光パター
ンデータの通りに露光用光の照射／非照射を行う。
【００２１】つぎに、本発明の実施の形態のパターン露
光装置における位置ずれ検出について説明する。以上説
明した二つの露光機構を用いて、効率的に高精度に露光
を行うため、第１の露光機構１１０と第２の露光機構１
２０との露光中心の相対位置ずれ検出を行う。相対位置
ずれ検出方法を以下に示す。ステージ１０２上に位置ず
れ検出機構１０３を設置する。位置ずれ検出機構１０３
は、ステージ１０２上の、特に被露光物であるフォトレ
ジスト１００に近い位置に設置する。位置ずれ検出を行
った後、フォトレジスト１００上の露光開始点までプロ
ーブを移動させる距離が短いほうが、プローブ移動中の
ずれ量がより少なく抑えられる。また、移動時間が短く
なり、スループットの向上が望める。
光装置における位置ずれ検出について説明する。以上説
明した二つの露光機構を用いて、効率的に高精度に露光
を行うため、第１の露光機構１１０と第２の露光機構１
２０との露光中心の相対位置ずれ検出を行う。相対位置
ずれ検出方法を以下に示す。ステージ１０２上に位置ず
れ検出機構１０３を設置する。位置ずれ検出機構１０３
は、ステージ１０２上の、特に被露光物であるフォトレ
ジスト１００に近い位置に設置する。位置ずれ検出を行
った後、フォトレジスト１００上の露光開始点までプロ
ーブを移動させる距離が短いほうが、プローブ移動中の
ずれ量がより少なく抑えられる。また、移動時間が短く
なり、スループットの向上が望める。
【００２２】位置ずれ検出機構１０３は、光検出装置と
位置ずれ検出用開口から構成される。光検出装置上に位
置ずれ検出用開口を配置する。この位置ずれ検出用開口
の大きさに制限はないが、第１の露光機構が有する微小
開口の開口径より大きく、第２の露光機構で作製可能な
最小線幅より小さい大きさのものが位置ずれ検出の効率
がよい。
位置ずれ検出用開口から構成される。光検出装置上に位
置ずれ検出用開口を配置する。この位置ずれ検出用開口
の大きさに制限はないが、第１の露光機構が有する微小
開口の開口径より大きく、第２の露光機構で作製可能な
最小線幅より小さい大きさのものが位置ずれ検出の効率
がよい。
【００２３】位置ずれ検出用開口の作り方としては、透
明基板上の金属遮光膜をＦＩＢ（Focused Ion Beam）に
よって切削する、金属遮光膜上にフォトレジストを塗布
し近接場やレーザで露光したあとフォトレジストを現像
してエッチングなどを行う方法がある。
明基板上の金属遮光膜をＦＩＢ（Focused Ion Beam）に
よって切削する、金属遮光膜上にフォトレジストを塗布
し近接場やレーザで露光したあとフォトレジストを現像
してエッチングなどを行う方法がある。
【００２４】それぞれの露光機構からの光を別々に照射
しながら位置ずれ検出用開口付近を走査させ、それぞれ
の光の強度分布プロファイルからそれぞれの露光中心の
位置ずれを検出する。このとき、第２の露光機構がビー
ム露光機構の場合は、あらかじめ、露光のときと同様に
位置ずれ検出用開口面上に焦点を合わせてから光検出を
行う。また、先端に微小開口や、開口径が１００ｎｍ以
上の開口を有するプローブを露光機構として用いる場合
には、これらを位置ずれ検出用開口に対して光検出ので
きる位置まで近接させながら走査する。このプローブと
位置ずれ検出用開口との距離制御方法に対しては、上記
に示した微小開口とフォトレジスト１００との距離制御
と同様の方法を用いる。
しながら位置ずれ検出用開口付近を走査させ、それぞれ
の光の強度分布プロファイルからそれぞれの露光中心の
位置ずれを検出する。このとき、第２の露光機構がビー
ム露光機構の場合は、あらかじめ、露光のときと同様に
位置ずれ検出用開口面上に焦点を合わせてから光検出を
行う。また、先端に微小開口や、開口径が１００ｎｍ以
上の開口を有するプローブを露光機構として用いる場合
には、これらを位置ずれ検出用開口に対して光検出ので
きる位置まで近接させながら走査する。このプローブと
位置ずれ検出用開口との距離制御方法に対しては、上記
に示した微小開口とフォトレジスト１００との距離制御
と同様の方法を用いる。
【００２５】位置ずれ検出の他の方法として、上記と同
様の位置ずれ検出用開口を用い、第２の露光機構での露
光中心位置を光検出器によって測定した後、第１の露光
機構のＡＦＭ機能を用いて位置ずれ検出用開口の表面形
状を測定することで第１の露光機構の露光中心を決定
し、これらを比較することによってそれぞれの露光機構
の位置ずれを算出する。ここでＡＦＭ（原子間力顕微
鏡：Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐ
ｅ）とは、試料とプローブ間に働く原子間力を検出し、
画像情報として得ることによって試料表面の形状情報を
得ることのできる顕微鏡のことである。
様の位置ずれ検出用開口を用い、第２の露光機構での露
光中心位置を光検出器によって測定した後、第１の露光
機構のＡＦＭ機能を用いて位置ずれ検出用開口の表面形
状を測定することで第１の露光機構の露光中心を決定
し、これらを比較することによってそれぞれの露光機構
の位置ずれを算出する。ここでＡＦＭ（原子間力顕微
鏡：Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐ
ｅ）とは、試料とプローブ間に働く原子間力を検出し、
画像情報として得ることによって試料表面の形状情報を
得ることのできる顕微鏡のことである。
【００２６】位置ずれ検出の他の方法として、二つの露
光機構が両方とも先端に開口を有するプローブを用いる
機構のときは、上記と同様の位置ずれ検出用開口を用
い、この開口に対してステージ１０２側から光を照射
し、反対側からプローブのＳＮＯＭ機能を用いてＳＮＯ
Ｍ信号強度からそれぞれの露光機構の位置ずれを算出す
る。ここでＳＮＯＭ（近接場光学顕微鏡：Ｓｃａｎｎｉ
ｎｇ Ｎｅａｒ−ｆｉｅｌｄＯｐｔｉｃａｌ Ｍｉｃｒ
ｏｓｃｏｐｅ）とは、試料表面の近接場情報を試料表面
やプローブなどによって散乱された散乱光を検出して試
料表面の光学情報を得ることのできる顕微鏡のことであ
る。ＳＮＯＭ観察によって試料表面の反射率の違いが測
定できる。
光機構が両方とも先端に開口を有するプローブを用いる
機構のときは、上記と同様の位置ずれ検出用開口を用
い、この開口に対してステージ１０２側から光を照射
し、反対側からプローブのＳＮＯＭ機能を用いてＳＮＯ
Ｍ信号強度からそれぞれの露光機構の位置ずれを算出す
る。ここでＳＮＯＭ（近接場光学顕微鏡：Ｓｃａｎｎｉ
ｎｇ Ｎｅａｒ−ｆｉｅｌｄＯｐｔｉｃａｌ Ｍｉｃｒ
ｏｓｃｏｐｅ）とは、試料表面の近接場情報を試料表面
やプローブなどによって散乱された散乱光を検出して試
料表面の光学情報を得ることのできる顕微鏡のことであ
る。ＳＮＯＭ観察によって試料表面の反射率の違いが測
定できる。
【００２７】位置ずれ検出の他の方法として、光構造変
化媒体に対して第２の露光機構１２０によって、構造変
化を起こす波長で１点を露光することによって構造変化
を起こさせる。ここで光構造変化媒体とは、例えばフッ
素系アクリレートモノマーに光重合開始剤や光重合促進
剤を添加したもの、光構造変化材などである。その後、
第１の露光機構１１０のＡＦＭ機能を用いて構造媒体の
形状像を取得し、そのプロファイルから第２の露光機構
１２０の露光中心を測定することで、それぞれの露光中
心の相対位置ずれを検出する。
化媒体に対して第２の露光機構１２０によって、構造変
化を起こす波長で１点を露光することによって構造変化
を起こさせる。ここで光構造変化媒体とは、例えばフッ
素系アクリレートモノマーに光重合開始剤や光重合促進
剤を添加したもの、光構造変化材などである。その後、
第１の露光機構１１０のＡＦＭ機能を用いて構造媒体の
形状像を取得し、そのプロファイルから第２の露光機構
１２０の露光中心を測定することで、それぞれの露光中
心の相対位置ずれを検出する。
【００２８】位置ずれ検出の他の方法として、フォトク
ロミック材料を用いる方法がある。フォトクロミック材
料とは、光の作用により単一の化学種が分子量を変える
ことなく化学結合の組換えにより吸収スペクトルの異な
る２つの状態を可塑的に生成する材料である。スピロベ
ンゾピラン、アゾベンゼン、フルギド、ジアリールエテ
ン等がフォトクロミック材料として挙げられる。このフ
ォトクロミック材料に対して第２の露光機構１２０によ
って、構造変化のおきる波長で１点を露光することで吸
収スペクトルの変化を起こさせる。その後、第１の露光
機構１１０のＳＮＯＭ機能を用い、フォトクロミック媒
体のＳＮＯＭ像を取得して、そのプロファイルから第２
の露光機構１２０の露光中心を測定することで、それぞ
れの露光中心の相対位置ずれを検出する。このとき、プ
ローブ１１１をフォトクロミック材料に対して近接場領
域まで近づける必要があるが、このプローブとフォトク
ロミック材料との距離制御方法に対しては、上記に示し
た微小開口とフォトレジスト１００との距離制御と同様
の方法を用いる。
ロミック材料を用いる方法がある。フォトクロミック材
料とは、光の作用により単一の化学種が分子量を変える
ことなく化学結合の組換えにより吸収スペクトルの異な
る２つの状態を可塑的に生成する材料である。スピロベ
ンゾピラン、アゾベンゼン、フルギド、ジアリールエテ
ン等がフォトクロミック材料として挙げられる。このフ
ォトクロミック材料に対して第２の露光機構１２０によ
って、構造変化のおきる波長で１点を露光することで吸
収スペクトルの変化を起こさせる。その後、第１の露光
機構１１０のＳＮＯＭ機能を用い、フォトクロミック媒
体のＳＮＯＭ像を取得して、そのプロファイルから第２
の露光機構１２０の露光中心を測定することで、それぞ
れの露光中心の相対位置ずれを検出する。このとき、プ
ローブ１１１をフォトクロミック材料に対して近接場領
域まで近づける必要があるが、このプローブとフォトク
ロミック材料との距離制御方法に対しては、上記に示し
た微小開口とフォトレジスト１００との距離制御と同様
の方法を用いる。
【００２９】本発明の実施の形態のパターン露光装置を
用いたパターン露光について説明する。上記のように二
つの露光機構の位置ずれを検出後、基板１０４上に塗布
されたフォトレジスト１００に対して露光を行う。ま
ず、基板１０４をステージ１０２上に固定する。その
後、二つの機構において上記に示したような方法で別々
に露光を行う。露光の順番は、第１、第２どちらの露光
機構が先でも良い。
用いたパターン露光について説明する。上記のように二
つの露光機構の位置ずれを検出後、基板１０４上に塗布
されたフォトレジスト１００に対して露光を行う。ま
ず、基板１０４をステージ１０２上に固定する。その
後、二つの機構において上記に示したような方法で別々
に露光を行う。露光の順番は、第１、第２どちらの露光
機構が先でも良い。
【００３０】一方を先に露光した後、もう一方の機構で
露光する前に、上記のようにして取得した位置ずれ情報
と、先に読み込んである露光パターンデータにおいて後
露光する露光機構の位置とを比較して両者の距離を算出
し、これに基づいて装置またはステージを移動させてか
ら、もう一方の機構での露光を行う。
露光する前に、上記のようにして取得した位置ずれ情報
と、先に読み込んである露光パターンデータにおいて後
露光する露光機構の位置とを比較して両者の距離を算出
し、これに基づいて装置またはステージを移動させてか
ら、もう一方の機構での露光を行う。
【００３１】フォトレジスト１００への露光が全て終わ
ったら、フォトレジスト１００を現像することによって
基板１０４上にフォトレジストパターンを作製する。上
記のようにフォトレジストパターン作製後、これをマス
クにして基板１０４に対してエッチング、蒸着、リフト
オフなどの作業を行うことで光の波長以下のパターンも
含む、任意のデバイスパターンの作製が可能である。
ったら、フォトレジスト１００を現像することによって
基板１０４上にフォトレジストパターンを作製する。上
記のようにフォトレジストパターン作製後、これをマス
クにして基板１０４に対してエッチング、蒸着、リフト
オフなどの作業を行うことで光の波長以下のパターンも
含む、任意のデバイスパターンの作製が可能である。
【００３２】デバイスプロセス中、光の波長以下のパタ
ーン幅が必要とされないパターン層においては従来使用
されているアライナーやステッパーなどの光リソグラフ
ィー装置、方法を用い、光の波長以下のパターン幅も含
まれる層があるときには、本発明の装置、方法を用いる
というように、デバイスパターン作製層によって使い分
けることもできる。以上のように、二つの異なる露光機
構を、相対露光中心位置検出を行いそれをもとに露光を
行うことにより、同一デバイスパターン作製層中で、太
いパターン、特に塗りつぶしなどのパターンにおいて、
露光時間の短縮になり、しかも細いパターンも高精度
で、かつ太いパターンも細いパターンも一度の現像で同
一基板上に高精度で作製できる。特に光の波長以下のパ
ターンを含む構成を有するデバイス作製において非常に
有効である。
ーン幅が必要とされないパターン層においては従来使用
されているアライナーやステッパーなどの光リソグラフ
ィー装置、方法を用い、光の波長以下のパターン幅も含
まれる層があるときには、本発明の装置、方法を用いる
というように、デバイスパターン作製層によって使い分
けることもできる。以上のように、二つの異なる露光機
構を、相対露光中心位置検出を行いそれをもとに露光を
行うことにより、同一デバイスパターン作製層中で、太
いパターン、特に塗りつぶしなどのパターンにおいて、
露光時間の短縮になり、しかも細いパターンも高精度
で、かつ太いパターンも細いパターンも一度の現像で同
一基板上に高精度で作製できる。特に光の波長以下のパ
ターンを含む構成を有するデバイス作製において非常に
有効である。
【００３３】
【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。 ［実施例１］図２に、本発明の実施例１のパターン露光
装置の構成例を示す。図３、図４は図２の一部拡大図
で、位置ずれ検出時の各露光機構の位置関係を示したも
のである。本実施例においては、発明の実施の形態で記
載した第１の露光機構に相当する先端に直径３０ｎｍの
大きさの開口を有する近接場プローブを用いる近接場プ
ローブ露光機構と、第２の露光機構に相当するレーザ描
画機構の二つの露光機構を用いる。
装置の構成例を示す。図３、図４は図２の一部拡大図
で、位置ずれ検出時の各露光機構の位置関係を示したも
のである。本実施例においては、発明の実施の形態で記
載した第１の露光機構に相当する先端に直径３０ｎｍの
大きさの開口を有する近接場プローブを用いる近接場プ
ローブ露光機構と、第２の露光機構に相当するレーザ描
画機構の二つの露光機構を用いる。
【００３４】以下、この実施例のパターン露光装置を用
いてフォトレジストパターンの作製を行い、ガラス基板
上のＣｒ膜をパターンニングすることで作製する、エキ
シマ露光装置用のマスク作製方法、装置及びこれらを用
いて作製するデバイスであるマスクについて述べる。ま
ず、フォトマスクパターンをマスクＣＡＤによって作成
する。本実施例では、ポジ型のフォトレジストを用い、
ＣＡＤ上に記載のあるところで露光用光を照射するもの
とする。
いてフォトレジストパターンの作製を行い、ガラス基板
上のＣｒ膜をパターンニングすることで作製する、エキ
シマ露光装置用のマスク作製方法、装置及びこれらを用
いて作製するデバイスであるマスクについて述べる。ま
ず、フォトマスクパターンをマスクＣＡＤによって作成
する。本実施例では、ポジ型のフォトレジストを用い、
ＣＡＤ上に記載のあるところで露光用光を照射するもの
とする。
【００３５】所望のフォトマスクＣＡＤデータをコンピ
ュータ１０１に取り込む。このとき、作成マスクＣＡＤ
パターン線幅が８００ｎｍ以上のものは、レーザ描画機
構２２０を、８００ｎｍ未満のものは近接場プローブ露
光機構２１０を用いるようにＣＡＤパターンを自動的に
２種類に分類する。次に、図３、図４に示すように近接
場プローブ露光機構２１０のプローブホルダー２１１
に、Ｓｉの異方性エッチングを利用した半導体プロセス
を用いることによって四角錐の頂点に光に対する微小開
口を作製したプローブ２１２を取り付ける。
ュータ１０１に取り込む。このとき、作成マスクＣＡＤ
パターン線幅が８００ｎｍ以上のものは、レーザ描画機
構２２０を、８００ｎｍ未満のものは近接場プローブ露
光機構２１０を用いるようにＣＡＤパターンを自動的に
２種類に分類する。次に、図３、図４に示すように近接
場プローブ露光機構２１０のプローブホルダー２１１
に、Ｓｉの異方性エッチングを利用した半導体プロセス
を用いることによって四角錐の頂点に光に対する微小開
口を作製したプローブ２１２を取り付ける。
【００３６】このプローブ２１２には遮光膜としてＡｕ
をスパッタによって１００ｎｍの厚さにコーティングし
た後、四角錐の頂点方向からドライエッチングすること
によって、頂点に開口径３０ｎｍの光学的微小開口が形
成されている。また、プローブ２１２には光導波路２１
３が接続されており、光導波路２１３には光ファイバー
２１４が接続されている。この光ファイバー２１４に光
を入射することで、プローブ２１２先端の微小開口近傍
に近接場が形成される。
をスパッタによって１００ｎｍの厚さにコーティングし
た後、四角錐の頂点方向からドライエッチングすること
によって、頂点に開口径３０ｎｍの光学的微小開口が形
成されている。また、プローブ２１２には光導波路２１
３が接続されており、光導波路２１３には光ファイバー
２１４が接続されている。この光ファイバー２１４に光
を入射することで、プローブ２１２先端の微小開口近傍
に近接場が形成される。
【００３７】光導波路２１３付のプローブ２１２取り付
けの際には、プローブ２１２先端に形成されている微小
開口のｚ方向の位置が、レーザ描画機構２２０のレンズ
ホルダの下辺２２１とレーザビーム焦点位置２２２の間
になるように取り付ける。取り付け位置がレンズホルダ
の下辺２２１とレーザビーム焦点位置２２２のちょうど
中間付近が、プローブ走査のｚ方向の稼動範囲が広がる
ためより好ましい。
けの際には、プローブ２１２先端に形成されている微小
開口のｚ方向の位置が、レーザ描画機構２２０のレンズ
ホルダの下辺２２１とレーザビーム焦点位置２２２の間
になるように取り付ける。取り付け位置がレンズホルダ
の下辺２２１とレーザビーム焦点位置２２２のちょうど
中間付近が、プローブ走査のｚ方向の稼動範囲が広がる
ためより好ましい。
【００３８】次に、レーザ描画機構２２０と近接場プロ
ーブ露光機構２１０の露光中心の位置ずれ検出を以下の
方法で行う。図６にｘｙステージ２４２上の座標を示
す。ｘｙステージ２４２固有の原点を、ｘｙステージ２
４２の隅で図６中左下の（ｘ０，ｙ０）とし、これを座
標の基準とする。
ーブ露光機構２１０の露光中心の位置ずれ検出を以下の
方法で行う。図６にｘｙステージ２４２上の座標を示
す。ｘｙステージ２４２固有の原点を、ｘｙステージ２
４２の隅で図６中左下の（ｘ０，ｙ０）とし、これを座
標の基準とする。
【００３９】位置ずれ検出機構２００をｘｙステージ２
４２上に設置する。これには上面に直径２００ｎｍの、
光に対する位置ずれ検出用開口２０１が形成されてい
る。位置ずれ検出機構２００設置後、レーザ干渉計（図
示せず）にて位置ずれ検出機構２００の位置を測定し、
それをもとに位置ずれ検出用開口２０１の位置を求め
る。
４２上に設置する。これには上面に直径２００ｎｍの、
光に対する位置ずれ検出用開口２０１が形成されてい
る。位置ずれ検出機構２００設置後、レーザ干渉計（図
示せず）にて位置ずれ検出機構２００の位置を測定し、
それをもとに位置ずれ検出用開口２０１の位置を求め
る。
【００４０】本実施例において、位置ずれ検出用開口２
０１の位置は測定結果より（ｘｉ，ｙｉ）であった。こ
の位置ずれ検出用開口２０１は、ガラス基板上に蒸着し
たＡｌをＦＩＢにて位置ずれ検出機構２００上面の中心
に切削することによって作製する。この位置ずれ検出用
開口２０１の下にはフォトダイオード２０２が配置して
あり、位置ずれ検出用開口２０１からの透過光量を測定
する。
０１の位置は測定結果より（ｘｉ，ｙｉ）であった。こ
の位置ずれ検出用開口２０１は、ガラス基板上に蒸着し
たＡｌをＦＩＢにて位置ずれ検出機構２００上面の中心
に切削することによって作製する。この位置ずれ検出用
開口２０１の下にはフォトダイオード２０２が配置して
あり、位置ずれ検出用開口２０１からの透過光量を測定
する。
【００４１】次に、光学顕微鏡で観察しながら、レーザ
描画機構２２０の露光中心が位置ずれ検出用開口２０１
の位置（ｘｉ，ｙｉ）近傍となるよう、ｘｙステージ２
４２を移動する。このときのｘｙテージ２４２の移動量
を、レーザ干渉計２１７によって測定する。本実施例で
は測定結果が（△Ｌ´ｘ，ΔＬ´ｙ）であった（図１５
参照）。
描画機構２２０の露光中心が位置ずれ検出用開口２０１
の位置（ｘｉ，ｙｉ）近傍となるよう、ｘｙステージ２
４２を移動する。このときのｘｙテージ２４２の移動量
を、レーザ干渉計２１７によって測定する。本実施例で
は測定結果が（△Ｌ´ｘ，ΔＬ´ｙ）であった（図１５
参照）。
【００４２】発明の実施の形態に記述したように、レー
ザビーム焦点位置２２２を位置ずれ検出用開口２０１を
有する面２０３に合わせた（図３参照）後、位置ずれ検
出用開口２０１付近を２次元的に走査しながら光量測定
を行い、そのプロファイルからレーザビームの露光中心
位置を検出する。
ザビーム焦点位置２２２を位置ずれ検出用開口２０１を
有する面２０３に合わせた（図３参照）後、位置ずれ検
出用開口２０１付近を２次元的に走査しながら光量測定
を行い、そのプロファイルからレーザビームの露光中心
位置を検出する。
【００４３】図５（ａ）にこのときの２次元透過光量像
を、図５（ｃ）に、図５（ａ）中の一点鎖線での断面プ
ロファイルを示す。図５（ａ）では、暗いところが透過
光量の少ないところ、明るいところが多いところを表
す。図５（ｃ）での縦軸は光量を、横軸はｘ座標を表
す。図５（ａ）の中心座標は、（ｘｉ＋△Ｌ´ｘ，ｙｉ
＋△Ｌ´ｙ）である。
を、図５（ｃ）に、図５（ａ）中の一点鎖線での断面プ
ロファイルを示す。図５（ａ）では、暗いところが透過
光量の少ないところ、明るいところが多いところを表
す。図５（ｃ）での縦軸は光量を、横軸はｘ座標を表
す。図５（ａ）の中心座標は、（ｘｉ＋△Ｌ´ｘ，ｙｉ
＋△Ｌ´ｙ）である。
【００４４】ビームのｘ座標における露光中心位置ずれ
は、図５（ｃ）のように透過光量像からの断面像におい
て、（最大光量値）＋（最小光量値）を２で割った値の
等光量線と、光量プロファイルとが交差した２つのｘ座
標の平均値から求める。露光中心のｙ座標における露光
中心位置ずれも同様にして検出する。この検出結果よ
り、レーザ描画機構２２０の露光中心座標は位置検出用
開口の座標（ｘｉ，ｙｉ）に対して （ｘｉ＋△Ｌ´ｘ＋△αｘ，ｙｉ＋△Ｌ´ｙ＋△αｙ） となる。
は、図５（ｃ）のように透過光量像からの断面像におい
て、（最大光量値）＋（最小光量値）を２で割った値の
等光量線と、光量プロファイルとが交差した２つのｘ座
標の平均値から求める。露光中心のｙ座標における露光
中心位置ずれも同様にして検出する。この検出結果よ
り、レーザ描画機構２２０の露光中心座標は位置検出用
開口の座標（ｘｉ，ｙｉ）に対して （ｘｉ＋△Ｌ´ｘ＋△αｘ，ｙｉ＋△Ｌ´ｙ＋△αｙ） となる。
【００４５】一方、近接場プローブ露光機構２１０で
は、プローブ２１２のｚ方向の位置制御手段として、プ
ローブ２１２背面方向から位置制御用光源２３０からの
位置制御用光２３１（赤色レーザ、波長６３６ｎｍ）を
入射させて、プローブ２１２から反射した反射光を２分
割センサ２３２によって検出するＡＦＭ制御を用いる
（図４参照）。
は、プローブ２１２のｚ方向の位置制御手段として、プ
ローブ２１２背面方向から位置制御用光源２３０からの
位置制御用光２３１（赤色レーザ、波長６３６ｎｍ）を
入射させて、プローブ２１２から反射した反射光を２分
割センサ２３２によって検出するＡＦＭ制御を用いる
（図４参照）。
【００４６】光学顕微鏡観察により、ｚステージ２４０
を用いてマイクロメートルオーダーまでプローブ２１２
と位置ずれ検出用開口２０１との距離を近づけながら、
ｘｙステージ２４２を用いて近接場プローブ露光機構２
１０のｘｙ平面での位置をマイクロメートルオーダーで
合わせる。
を用いてマイクロメートルオーダーまでプローブ２１２
と位置ずれ検出用開口２０１との距離を近づけながら、
ｘｙステージ２４２を用いて近接場プローブ露光機構２
１０のｘｙ平面での位置をマイクロメートルオーダーで
合わせる。
【００４７】レーザ描画機構２２０での位置合わせ時か
らのｘｙステージ２４２の移動量をレーザ干渉計２１７
により測定する。ここでは（△Ｌｘ，△Ｌｙ）移動させ
た（図１５参照）。ここで、プローブ２１２を共振周波
数で振動させながらプローブ２１２と位置ずれ検出用開
口２０１との距離を、ｚステージ２４０を用いて近づけ
ていく。そしてカンチレバー振幅の増減により表面形状
を測定するタッピングＡＦＭモードにて、位置ずれ検出
用開口２０１近傍のＡＦＭ観察を行う。
らのｘｙステージ２４２の移動量をレーザ干渉計２１７
により測定する。ここでは（△Ｌｘ，△Ｌｙ）移動させ
た（図１５参照）。ここで、プローブ２１２を共振周波
数で振動させながらプローブ２１２と位置ずれ検出用開
口２０１との距離を、ｚステージ２４０を用いて近づけ
ていく。そしてカンチレバー振幅の増減により表面形状
を測定するタッピングＡＦＭモードにて、位置ずれ検出
用開口２０１近傍のＡＦＭ観察を行う。
【００４８】図５（ｂ）にそのＡＦＭ像を、図５（ｄ）
に、図５（ｂ）中の一点鎖線での断面図を示す。図５
（ｂ）では、暗いところがｚ軸方向の高さが低いとこ
ろ、明るいところが高いところを表す。図５（ｄ）での
縦軸はｚ方向の高さを、横軸はｘ座標を表す。
に、図５（ｂ）中の一点鎖線での断面図を示す。図５
（ｂ）では、暗いところがｚ軸方向の高さが低いとこ
ろ、明るいところが高いところを表す。図５（ｄ）での
縦軸はｚ方向の高さを、横軸はｘ座標を表す。
【００４９】近接場プローブ露光機構２１０のｘ座標に
おける露光中心位置は、図５（ｄ）のようなＡＦＭ像か
らの断面像において、（最高値）−（最低値）を２で割
った値の等高線と、断面プロファイルとが交差した２つ
のｘ座標の平均値とする。露光中心のｙ座標も同様にし
て検出する。図５（ｄ）より、近接場プローブ露光機構
２１０の露光中心座標は、位置検出用開口の座標（ｘ
ｉ，ｙｉ）に対して、 （ｘｉ＋△Ｌ´ｘ＋△Ｌｘ＋△βｘ，ｙｉ＋△Ｌ´ｙ＋
△Ｌｙ＋△βｙ）となる。
おける露光中心位置は、図５（ｄ）のようなＡＦＭ像か
らの断面像において、（最高値）−（最低値）を２で割
った値の等高線と、断面プロファイルとが交差した２つ
のｘ座標の平均値とする。露光中心のｙ座標も同様にし
て検出する。図５（ｄ）より、近接場プローブ露光機構
２１０の露光中心座標は、位置検出用開口の座標（ｘ
ｉ，ｙｉ）に対して、 （ｘｉ＋△Ｌ´ｘ＋△Ｌｘ＋△βｘ，ｙｉ＋△Ｌ´ｙ＋
△Ｌｙ＋△βｙ）となる。
【００５０】以上のようにして検出した２つの露光中心
位置データからレーザ描画機構２２０と近接場プローブ
露光機構２１０の露光中心位置ずれを算出し、コンピュ
ータ１０１に記憶させる。本実施例では、レーザ描画機
構２２０に対する近接場プローブ露光機構２１０露光中
心のｘｙ平面上での位置ずれ量は、 （△Ｌｘ＋△βｘ−△αｘ，△Ｌｙ＋△βｙ−△αｙ） であることがわかった。
位置データからレーザ描画機構２２０と近接場プローブ
露光機構２１０の露光中心位置ずれを算出し、コンピュ
ータ１０１に記憶させる。本実施例では、レーザ描画機
構２２０に対する近接場プローブ露光機構２１０露光中
心のｘｙ平面上での位置ずれ量は、 （△Ｌｘ＋△βｘ−△αｘ，△Ｌｙ＋△βｙ−△αｙ） であることがわかった。
【００５１】露光中心位置測定時のｚ方向の移動につい
ては、ステッピングモータを用いる。レーザ干渉計２４
１による分解能１ｎｍの外部位置検出機能を用いてフィ
ードバック制御を行うことにより、精度良い移動、位置
計測が行える。ｘｙステージ２４２の移動についてもレ
ーザ干渉計２１７を用い、同様に行う。次に、フォトマ
スク基板２５０をｘｙステージ２４２上に載せ、真空チ
ャックにてｘｙステージ２４２に固定する。このフォト
マスク基板２５０とは、ガラス基板上にＣｒ膜を１００
ｎｍ成膜したものの上にｇ線用ポジ型フォトレジスト２
５１をスピンコーターで膜厚１００ｎｍの厚さにコート
したものである。
ては、ステッピングモータを用いる。レーザ干渉計２４
１による分解能１ｎｍの外部位置検出機能を用いてフィ
ードバック制御を行うことにより、精度良い移動、位置
計測が行える。ｘｙステージ２４２の移動についてもレ
ーザ干渉計２１７を用い、同様に行う。次に、フォトマ
スク基板２５０をｘｙステージ２４２上に載せ、真空チ
ャックにてｘｙステージ２４２に固定する。このフォト
マスク基板２５０とは、ガラス基板上にＣｒ膜を１００
ｎｍ成膜したものの上にｇ線用ポジ型フォトレジスト２
５１をスピンコーターで膜厚１００ｎｍの厚さにコート
したものである。
【００５２】次に、露光の手順を述べる。露光を行う際
には、レーザ描画機構２２０、近接場プローブ露光機構
２１０での露光は別々に、続けて行う。露光の順番はど
ちらからでも良いが、本実施例はレーザ描画機構２２０
での露光を先に行う。まず、レーザ焦点位置２２２をフ
ォトレジスト２５１表面にあわせる。コンピュータ１０
１からのＣＡＤデータ上でのパターン線幅８００ｎｍ以
上の描画指定開始位置にレーザビーム焦点位置２２２が
くるようにｘｙステージ２４２を動作させ、ＡＯＭ（音
響光学変調器）２２４制御を行うことで露光用光源２２
５からのレーザビームを、マスクＣＡＤ上に記載のある
ところで照射する。
には、レーザ描画機構２２０、近接場プローブ露光機構
２１０での露光は別々に、続けて行う。露光の順番はど
ちらからでも良いが、本実施例はレーザ描画機構２２０
での露光を先に行う。まず、レーザ焦点位置２２２をフ
ォトレジスト２５１表面にあわせる。コンピュータ１０
１からのＣＡＤデータ上でのパターン線幅８００ｎｍ以
上の描画指定開始位置にレーザビーム焦点位置２２２が
くるようにｘｙステージ２４２を動作させ、ＡＯＭ（音
響光学変調器）２２４制御を行うことで露光用光源２２
５からのレーザビームを、マスクＣＡＤ上に記載のある
ところで照射する。
【００５３】ここで、ｘｙステージ２４２上の露光開始
点を（ｘｓｓ，ｙｓｓ）とする。ｘｙステージ２４２を （ｘｓｓ＋△Ｌ´ｘ＋△αｘ，ｙｓｓ＋△Ｌ´ｙ＋△α
ｙ） と移動させることにより、ビーム描画機構２２０の露光
中心位置がｘｙステージ２４２上の露光開始点の位置と
なる。ここで、ビーム描画機構２２０での露光を開始す
る。
点を（ｘｓｓ，ｙｓｓ）とする。ｘｙステージ２４２を （ｘｓｓ＋△Ｌ´ｘ＋△αｘ，ｙｓｓ＋△Ｌ´ｙ＋△α
ｙ） と移動させることにより、ビーム描画機構２２０の露光
中心位置がｘｙステージ２４２上の露光開始点の位置と
なる。ここで、ビーム描画機構２２０での露光を開始す
る。
【００５４】以後、露光パターンデータを（ｘ，ｙ）と
すると、ｘｙステージ２４２を （ ｘ＋△Ｌ´ｘ＋△αｘ， ｙ＋△Ｌ´ｙ＋△αｙ
） と移動させてビーム描画機構２２０にて露光を行う。露
光用光としては、青色ＳＨＧレーザ（波長４３０ｎｍ）
を用いる。露光せずにレーザビーム焦点位置２２２だけ
移動させる場合は、ＡＯＭ２２４制御によってレーザビ
ームを照射せずにｘｙステージ２４２を動かす。
すると、ｘｙステージ２４２を （ ｘ＋△Ｌ´ｘ＋△αｘ， ｙ＋△Ｌ´ｙ＋△αｙ
） と移動させてビーム描画機構２２０にて露光を行う。露
光用光としては、青色ＳＨＧレーザ（波長４３０ｎｍ）
を用いる。露光せずにレーザビーム焦点位置２２２だけ
移動させる場合は、ＡＯＭ２２４制御によってレーザビ
ームを照射せずにｘｙステージ２４２を動かす。
【００５５】レーザ描画機構２２０での線幅８００ｎｍ
以上のパターンの露光が終わったら、始めに測定してお
いた二つの露光機構の位置ずれ量の値を元に、ｘｙステ
ージ２４２を移動させ、近接場プローブ露光機構２１０
による線幅８００ｎｍ未満のパターンの露光を行う。
以上のパターンの露光が終わったら、始めに測定してお
いた二つの露光機構の位置ずれ量の値を元に、ｘｙステ
ージ２４２を移動させ、近接場プローブ露光機構２１０
による線幅８００ｎｍ未満のパターンの露光を行う。
【００５６】レーザ描画機構２２０でのパターン露光の
最後の位置が（ｘｌ，ｙｌ）で、近接場プローブ露光機
構２１０でのパターン露光の開始位置を（ｘｓ，ｙｓ）
とすると、レーザ描画機構終了位置から （ｘｓ−ｘｌ＋△Ｌｘ＋△βｘ−△αｘ，ｙｓ−ｙｌ＋
△Ｌｙ＋△βｙ−△αｙ） の距離ｘｙステージ２４２を移動させてフォトレジスト
２５１とプローブ２１２との距離制御を行ってから、近
接場プローブ露光機構２１０での露光を行っていく。以
後、パターンデータを（ｘ，ｙ）とすると、ｘｙステー
ジ２４２を （ｘ＋△Ｌ´ｘ＋△Ｌｘ＋△βｘ，ｙ＋△Ｌ´ｙ＋△Ｌ
ｙ＋△βｙ） と移動させて近接場プローブ露光機構２１０にて露光を
行うことで、潜像９０１を作製する。
最後の位置が（ｘｌ，ｙｌ）で、近接場プローブ露光機
構２１０でのパターン露光の開始位置を（ｘｓ，ｙｓ）
とすると、レーザ描画機構終了位置から （ｘｓ−ｘｌ＋△Ｌｘ＋△βｘ−△αｘ，ｙｓ−ｙｌ＋
△Ｌｙ＋△βｙ−△αｙ） の距離ｘｙステージ２４２を移動させてフォトレジスト
２５１とプローブ２１２との距離制御を行ってから、近
接場プローブ露光機構２１０での露光を行っていく。以
後、パターンデータを（ｘ，ｙ）とすると、ｘｙステー
ジ２４２を （ｘ＋△Ｌ´ｘ＋△Ｌｘ＋△βｘ，ｙ＋△Ｌ´ｙ＋△Ｌ
ｙ＋△βｙ） と移動させて近接場プローブ露光機構２１０にて露光を
行うことで、潜像９０１を作製する。
【００５７】フォトレジスト２５１とプローブ２１２と
の距離制御は、上記の位置ずれ検出用開口２０１との距
離制御と同様に行う。フォトレジスト２５１の表面がプ
ローブ２１２に接触したら露光用光源２１５からの露光
用光を照射し、プローブ２１２とフォトレジスト２５１
間との距離を一定に保ちながら走査する。露光用光源２
１５として波長４３０ｎｍの青色ＳＨＧレーザからの光
を用いる。これを、ＡＯＭ２１６制御によって、ＣＡＤ
データで露光指定のあるところにのみ照射して線幅８０
０ｎｍ未満のパターンの露光を行う。
の距離制御は、上記の位置ずれ検出用開口２０１との距
離制御と同様に行う。フォトレジスト２５１の表面がプ
ローブ２１２に接触したら露光用光源２１５からの露光
用光を照射し、プローブ２１２とフォトレジスト２５１
間との距離を一定に保ちながら走査する。露光用光源２
１５として波長４３０ｎｍの青色ＳＨＧレーザからの光
を用いる。これを、ＡＯＭ２１６制御によって、ＣＡＤ
データで露光指定のあるところにのみ照射して線幅８０
０ｎｍ未満のパターンの露光を行う。
【００５８】フォトレジストパターンの露光が全て終わ
ったら、フォトレジスト２５１の現像を行うことにより
フォトマスク基板２５０上にフォトレジストパターンを
作製する。このフォトレジストパターンをエッチングマ
スクとして、ウェットエッチングを行うことによりＣｒ
パターンを作製後、残ったレジストをリムーブして、エ
キシマリソグラフィ用のフォトマスクを作製する。この
ような手順を行うことにより、大きなパターン、特に塗
りつぶしなどのパターンにおいて、露光時間の短縮にな
り、しかも太いパターンと細いパターンとの位置あわせ
も高精度に行うことができる。本実施例では本発明のパ
ターン露光装置、パターン作製方法を用いて作製したデ
バイスとしてエキシマ露光用のマスクを挙げたが、本発
明はこれに限定されるものではない。本発明のパターン
露光装置、パターン作製方法と、通常の光リソグラフィ
ー工程、ドーピング、金属蒸着、酸化物成膜、エッチン
グ、リフトオフなど、通常の半導体プロセスを組み合わ
せることにより、金属配線を行って単電子デバイス、半
導体レーザなどの電子デバイスとしたり、また、ＳＷＳ
（ Sub Wavelength Structure ）やフォトニック結晶な
どの光学デバイスを作製することができ、これらのデバ
イスも本発明のデバイスに含まれる。
ったら、フォトレジスト２５１の現像を行うことにより
フォトマスク基板２５０上にフォトレジストパターンを
作製する。このフォトレジストパターンをエッチングマ
スクとして、ウェットエッチングを行うことによりＣｒ
パターンを作製後、残ったレジストをリムーブして、エ
キシマリソグラフィ用のフォトマスクを作製する。この
ような手順を行うことにより、大きなパターン、特に塗
りつぶしなどのパターンにおいて、露光時間の短縮にな
り、しかも太いパターンと細いパターンとの位置あわせ
も高精度に行うことができる。本実施例では本発明のパ
ターン露光装置、パターン作製方法を用いて作製したデ
バイスとしてエキシマ露光用のマスクを挙げたが、本発
明はこれに限定されるものではない。本発明のパターン
露光装置、パターン作製方法と、通常の光リソグラフィ
ー工程、ドーピング、金属蒸着、酸化物成膜、エッチン
グ、リフトオフなど、通常の半導体プロセスを組み合わ
せることにより、金属配線を行って単電子デバイス、半
導体レーザなどの電子デバイスとしたり、また、ＳＷＳ
（ Sub Wavelength Structure ）やフォトニック結晶な
どの光学デバイスを作製することができ、これらのデバ
イスも本発明のデバイスに含まれる。
【００５９】［実施例２］図７に、本発明の実施例２に
おける２つのプローブ露光機構を有するパターン露光装
置の構成例を示す。図８は、図７の一部拡大図である。
この２つのプローブ露光機構とは、１つは先端に直径５
０ｎｍの光に対する微小開口を有しているプローブ２１
２を用いた近接場プローブ露光機構２１０、もう１つは
先端に直径５００ｎｍの光に対する大開口を有している
プローブを用いた大開口プローブ露光機構４２０であ
る。
おける２つのプローブ露光機構を有するパターン露光装
置の構成例を示す。図８は、図７の一部拡大図である。
この２つのプローブ露光機構とは、１つは先端に直径５
０ｎｍの光に対する微小開口を有しているプローブ２１
２を用いた近接場プローブ露光機構２１０、もう１つは
先端に直径５００ｎｍの光に対する大開口を有している
プローブを用いた大開口プローブ露光機構４２０であ
る。
【００６０】露光に用いるプローブの作製方法は以下の
とおりである。光ファイバーの先端を化学エッチングに
よって先鋭化し、Ａｌを１００ｎｍの厚さに蒸着する。
光ファイバーの長さ方向に対して垂直方向から抵抗加熱
蒸着を行うことにより、プローブ先端のみに微小開口が
形成される。このようにして開口径５０ｎｍの近接場プ
ローブ露光機構２１０用のプローブ２１２を形成する。
開口径が５００ｎｍの大開口プローブ４２２は、以上の
ようにして作製した開口径５０ｎｍのプローブの先端を
ガラス基板に蒸着したＴｉ薄膜に押し付け走査すること
で先端部分の金属を取り除く。このような方法でプロー
ブ先端開口径を広げた。
とおりである。光ファイバーの先端を化学エッチングに
よって先鋭化し、Ａｌを１００ｎｍの厚さに蒸着する。
光ファイバーの長さ方向に対して垂直方向から抵抗加熱
蒸着を行うことにより、プローブ先端のみに微小開口が
形成される。このようにして開口径５０ｎｍの近接場プ
ローブ露光機構２１０用のプローブ２１２を形成する。
開口径が５００ｎｍの大開口プローブ４２２は、以上の
ようにして作製した開口径５０ｎｍのプローブの先端を
ガラス基板に蒸着したＴｉ薄膜に押し付け走査すること
で先端部分の金属を取り除く。このような方法でプロー
ブ先端開口径を広げた。
【００６１】プローブホルダー２１１に先端開口径が５
０ｎｍのプローブ２１２を、プローブホルダー４２１に
先端開口径が５００ｎｍのプローブ４２２をそれぞれ取
り付ける。このとき、できるだけ２つのプローブの開口
のｚ座標位置を揃えるとよい。
０ｎｍのプローブ２１２を、プローブホルダー４２１に
先端開口径が５００ｎｍのプローブ４２２をそれぞれ取
り付ける。このとき、できるだけ２つのプローブの開口
のｚ座標位置を揃えるとよい。
【００６２】次に、大開口プローブ露光機構４２０と近
接場プローブ露光機構２１０の露光中心の位置ずれ検出
を以下の方法で行う。ｘｙステージ２４２上に位置ずれ
検出機構２００を設置する。これは、フォトクロミック
材のジアリールエテン結晶４００である。この結晶は、
波長６３３ｎｍの光を照射するとピンク色から青色にな
るという性質を持っている。
接場プローブ露光機構２１０の露光中心の位置ずれ検出
を以下の方法で行う。ｘｙステージ２４２上に位置ずれ
検出機構２００を設置する。これは、フォトクロミック
材のジアリールエテン結晶４００である。この結晶は、
波長６３３ｎｍの光を照射するとピンク色から青色にな
るという性質を持っている。
【００６３】このジアリールエテン結晶４００表面に対
し、光学顕微鏡観察によりｘｙステージ２４２を移動さ
せてｘｙ位置を決め、ｚステージ２４０によって大開口
プローブ４２２とジアリールエテン結晶４００を近づけ
ていく。その際、プローブホルダー４２１に接続されて
いるピエゾ素子４２５に対して、コンピュータ１０１か
らの制御信号によって電圧印加を行い、ピエゾ素子を伸
ばしておく。一方、プローブ２１２側のプローブホルダ
ー２１１に接続されているピエゾ素子４１５に対して、
逆に縮めておく。
し、光学顕微鏡観察によりｘｙステージ２４２を移動さ
せてｘｙ位置を決め、ｚステージ２４０によって大開口
プローブ４２２とジアリールエテン結晶４００を近づけ
ていく。その際、プローブホルダー４２１に接続されて
いるピエゾ素子４２５に対して、コンピュータ１０１か
らの制御信号によって電圧印加を行い、ピエゾ素子を伸
ばしておく。一方、プローブ２１２側のプローブホルダ
ー２１１に接続されているピエゾ素子４１５に対して、
逆に縮めておく。
【００６４】大開口プローブ４２２に貼り付けてある圧
電素子４２３に対して一定電圧を印加して抵抗値を検出
しながら、ｚステージ２４０を近づけていく。大開口プ
ローブ４２２とジアリールエテン結晶４００の間に原子
間力が働く領域にまで近づくと、大開口プローブ４２２
が歪み、それによって圧電素子４２３が歪むことによっ
て抵抗値が変化する。この変化量を読み取り、大開口プ
ローブ４２２とジアリールエテン結晶４００とが接触し
たら波長６３３ｎｍの赤色レーザ４２４からの光を照射
する。このとき、大開口プローブ４２２は接触した個所
一点でのみ照射する。すると、ピンク色の結晶表面上で
光が照射された付近が青色に変化する。
電素子４２３に対して一定電圧を印加して抵抗値を検出
しながら、ｚステージ２４０を近づけていく。大開口プ
ローブ４２２とジアリールエテン結晶４００の間に原子
間力が働く領域にまで近づくと、大開口プローブ４２２
が歪み、それによって圧電素子４２３が歪むことによっ
て抵抗値が変化する。この変化量を読み取り、大開口プ
ローブ４２２とジアリールエテン結晶４００とが接触し
たら波長６３３ｎｍの赤色レーザ４２４からの光を照射
する。このとき、大開口プローブ４２２は接触した個所
一点でのみ照射する。すると、ピンク色の結晶表面上で
光が照射された付近が青色に変化する。
【００６５】次に、大開口プローブ露光機構４２０側の
ピエゾ素子４２５を縮めてｘｙステージ２４２の移動に
よっても大開口プローブ４２２先端が位置ずれ検出機構
にぶつからないようにした後で、光学顕微鏡観察により
プローブ２１２先端の微小開口位置が大開口プローブ露
光機構４２０での露光位置にほぼ合うようにｘｙステー
ジ２４２を移動させて調節する。このときのｘｙ方向の
ステージ移動量は、レーザ干渉計による測定の結果、
（△Ｌｘ， △Ｌｙ ）であった。
ピエゾ素子４２５を縮めてｘｙステージ２４２の移動に
よっても大開口プローブ４２２先端が位置ずれ検出機構
にぶつからないようにした後で、光学顕微鏡観察により
プローブ２１２先端の微小開口位置が大開口プローブ露
光機構４２０での露光位置にほぼ合うようにｘｙステー
ジ２４２を移動させて調節する。このときのｘｙ方向の
ステージ移動量は、レーザ干渉計による測定の結果、
（△Ｌｘ， △Ｌｙ ）であった。
【００６６】次に、近接場プローブ露光機構２１０側の
圧電素子４１３の抵抗値変化をもとにしたＡＦＭ測定を
行いながら、近接場プローブ露光機構２１０側のピエゾ
素子４１５を伸ばしていき、プローブ２１２先端の微小
開口と、ジアリエーテルエテン結晶４００表面が、近接
場領域にまで達したら、大開口プローブ露光機構４２０
での露光部付近でｘｙステージ２４２を用いて２次元走
査させることにより、ＳＮＯＭ像を取得する。
圧電素子４１３の抵抗値変化をもとにしたＡＦＭ測定を
行いながら、近接場プローブ露光機構２１０側のピエゾ
素子４１５を伸ばしていき、プローブ２１２先端の微小
開口と、ジアリエーテルエテン結晶４００表面が、近接
場領域にまで達したら、大開口プローブ露光機構４２０
での露光部付近でｘｙステージ２４２を用いて２次元走
査させることにより、ＳＮＯＭ像を取得する。
【００６７】ＳＮＯＭ像の取得方法は、以下のとおりで
ある。Ｈｅ−Ｃｄレーザ４０７（波長４４２ｎｍ）から
のレーザ光を、ハーフミラー４０８、レンズ４１０、Ａ
ＯＭ２１６、光カプラ４０９を通してプローブ２１２に
入射することによって先端開口近傍に近接場を発生させ
る。プローブ２１２とジアリールエテン結晶４００を上
記の方法で近接場領域にまで接近させることにより、ジ
アリールエテン結晶４００表面で散乱された散乱光は、
微小開口を通してプローブ２１２、フィルタ４０５を通
って光電子増倍管４０６によって検出される。プローブ
走査を２次元で行うことにより、２次元ＳＮＯＭ像を取
得する。このようなＳＮＯＭ像取得方式を、イルミネー
ション−コレクションモード（ＩＣモード）という。Ｉ
Ｃモードで取得したＳＮＯＭ像は、試料表面の反射光強
度を測定している。したがって、ＳＮＯＭ像を取得する
ことによって、ジアリールエテン結晶４００表面のピン
ク色と青色の場所が、反射光強度の違いとなってＳＮＯ
Ｍ像に現れる。 （図９参照）図９（ａ）は取得したＳＮＯＭ像を、
（ｂ）は、図９（ａ）中の一点鎖線での断面図を示す。
図９（ａ）では、暗いところが反射光量の少ないとこ
ろ、明るいところが多いところを表す。図９（ｂ）での
縦軸は光量を、横軸はｘ座標を表す。取得したＳＮＯＭ
像の断面プロファイルから、近接場プローブ露光機構２
１０と大開口プローブ露光機構４２０との露光中心の位
置ずれを測定する。図９より、２つの露光機構の位置ず
れ量は、近接場プローブ露光機構２１０の露光中心（ｘ
ｊ，ｙｊ）に対して、 （△Ｌｘ＋△ｘ３、△Ｌｙ＋△ｙ３） であった。
ある。Ｈｅ−Ｃｄレーザ４０７（波長４４２ｎｍ）から
のレーザ光を、ハーフミラー４０８、レンズ４１０、Ａ
ＯＭ２１６、光カプラ４０９を通してプローブ２１２に
入射することによって先端開口近傍に近接場を発生させ
る。プローブ２１２とジアリールエテン結晶４００を上
記の方法で近接場領域にまで接近させることにより、ジ
アリールエテン結晶４００表面で散乱された散乱光は、
微小開口を通してプローブ２１２、フィルタ４０５を通
って光電子増倍管４０６によって検出される。プローブ
走査を２次元で行うことにより、２次元ＳＮＯＭ像を取
得する。このようなＳＮＯＭ像取得方式を、イルミネー
ション−コレクションモード（ＩＣモード）という。Ｉ
Ｃモードで取得したＳＮＯＭ像は、試料表面の反射光強
度を測定している。したがって、ＳＮＯＭ像を取得する
ことによって、ジアリールエテン結晶４００表面のピン
ク色と青色の場所が、反射光強度の違いとなってＳＮＯ
Ｍ像に現れる。 （図９参照）図９（ａ）は取得したＳＮＯＭ像を、
（ｂ）は、図９（ａ）中の一点鎖線での断面図を示す。
図９（ａ）では、暗いところが反射光量の少ないとこ
ろ、明るいところが多いところを表す。図９（ｂ）での
縦軸は光量を、横軸はｘ座標を表す。取得したＳＮＯＭ
像の断面プロファイルから、近接場プローブ露光機構２
１０と大開口プローブ露光機構４２０との露光中心の位
置ずれを測定する。図９より、２つの露光機構の位置ず
れ量は、近接場プローブ露光機構２１０の露光中心（ｘ
ｊ，ｙｊ）に対して、 （△Ｌｘ＋△ｘ３、△Ｌｙ＋△ｙ３） であった。
【００６８】次に、基板４０１の上に、フォトレジスト
４０３をスピンコートによって８０ｎｍの厚さに塗布し
たものをｘｙステージ２４２上に載せ、真空チャックに
てｘｙステージ２４２に固定する。露光を行う際には、
大開口プローブ露光機構４２０、近接場プローブ露光機
構２１０での露光は別々に行う。露光の順番はどちらか
らでも良い。
４０３をスピンコートによって８０ｎｍの厚さに塗布し
たものをｘｙステージ２４２上に載せ、真空チャックに
てｘｙステージ２４２に固定する。露光を行う際には、
大開口プローブ露光機構４２０、近接場プローブ露光機
構２１０での露光は別々に行う。露光の順番はどちらか
らでも良い。
【００６９】露光の手順としては、実施例１と同様、露
光パターンデータからそれぞれの露光位置に対し、上記
２つの露光機構の露光中心位置検出時に行ったように、
ｘｙステージ２４２を移動させたり、ｚステージ２４
０、ピエゾ素子４１５，４２５を操作したりしてそれぞ
れのプローブとフォトレジスト４０３との位置決めを行
う。露光時はＡＯＭ（音響光学変調器）２１６、４１６
を制御して露光用光源からのレーザビームを照射する。
露光用光源として、波長４４２ｎｍのＨｅ−Ｃｄレーザ
４０７からの光を用いる。露光せずにプローブ位置だけ
移動させる場合は、ＡＯＭ２１６、４１６制御によって
露光用光を照射せずにｘｙステージ２４２を動かす。
光パターンデータからそれぞれの露光位置に対し、上記
２つの露光機構の露光中心位置検出時に行ったように、
ｘｙステージ２４２を移動させたり、ｚステージ２４
０、ピエゾ素子４１５，４２５を操作したりしてそれぞ
れのプローブとフォトレジスト４０３との位置決めを行
う。露光時はＡＯＭ（音響光学変調器）２１６、４１６
を制御して露光用光源からのレーザビームを照射する。
露光用光源として、波長４４２ｎｍのＨｅ−Ｃｄレーザ
４０７からの光を用いる。露光せずにプローブ位置だけ
移動させる場合は、ＡＯＭ２１６、４１６制御によって
露光用光を照射せずにｘｙステージ２４２を動かす。
【００７０】一方の露光機構での露光が終わったら、初
めに測定しておいた二つの露光機構の位置ずれ量 （△Ｌｘ＋△ｘ３、△Ｌｙ＋△ｙ３） の分ｘｙステージ２４２を移動させ、ピエゾ素子４１
５，４２５を伸び縮みさせて、もう一方のプローブ露光
機構による露光を行う。このようにして、大小２つのパ
ターン幅のものが混在しているときにでも、精度良く、
スループット良くフレキシブルなパターンの作製が可能
となる。
めに測定しておいた二つの露光機構の位置ずれ量 （△Ｌｘ＋△ｘ３、△Ｌｙ＋△ｙ３） の分ｘｙステージ２４２を移動させ、ピエゾ素子４１
５，４２５を伸び縮みさせて、もう一方のプローブ露光
機構による露光を行う。このようにして、大小２つのパ
ターン幅のものが混在しているときにでも、精度良く、
スループット良くフレキシブルなパターンの作製が可能
となる。
【００７１】新しくプローブを代えて露光を行うときに
は、新しくプローブを付け替える前にＡｒイオンレーザ
（波長４８８ｎｍ）の光をジリアリールエテン結晶４０
０に対して照射すれば、元のピンク色に戻るので、再度
上記と同様にして位置ずれを検出することができる。
は、新しくプローブを付け替える前にＡｒイオンレーザ
（波長４８８ｎｍ）の光をジリアリールエテン結晶４０
０に対して照射すれば、元のピンク色に戻るので、再度
上記と同様にして位置ずれを検出することができる。
【００７２】なお、本実施例では２つの露光機構とし
て、大開口プローブ露光機構と近接場プローブ露光機構
を用いた場合について述べたが、本発明はこれに限るも
のではない。別例として、実施例１に示したようなビー
ム描画機構と近接場プローブ露光機構を用いたものでも
良い。
て、大開口プローブ露光機構と近接場プローブ露光機構
を用いた場合について述べたが、本発明はこれに限るも
のではない。別例として、実施例１に示したようなビー
ム描画機構と近接場プローブ露光機構を用いたものでも
良い。
【００７３】［実施例３］実施例１とは二つの露光機構
の相対露光中心位置測定方法が異なる、実施例３につい
て説明する。装置は、実施例１と同様先端に直径３０ｎ
ｍの大きさの開口を有する近接場プローブを用いる近接
場プローブ露光機構と、レーザ描画機構の二つの露光機
構を有している構成である。
の相対露光中心位置測定方法が異なる、実施例３につい
て説明する。装置は、実施例１と同様先端に直径３０ｎ
ｍの大きさの開口を有する近接場プローブを用いる近接
場プローブ露光機構と、レーザ描画機構の二つの露光機
構を有している構成である。
【００７４】フォトレジスト２５１露光の際のパターン
データ作成、プローブ２１２作製、プローブ２１２取り
付け、位置ずれ検出用開口２０１を有する位置ずれ検出
機構２００の設置は実施例１と同様に行う。また、装置
構成は図２、３、４と同様である。レーザ描画機構２２
０と近接場プローブ露光機構２１０の露光中心の位置ず
れ検出は、位置ずれ検出用開口２０１を利用して以下の
方法で行う。
データ作成、プローブ２１２作製、プローブ２１２取り
付け、位置ずれ検出用開口２０１を有する位置ずれ検出
機構２００の設置は実施例１と同様に行う。また、装置
構成は図２、３、４と同様である。レーザ描画機構２２
０と近接場プローブ露光機構２１０の露光中心の位置ず
れ検出は、位置ずれ検出用開口２０１を利用して以下の
方法で行う。
【００７５】まず、実施例１と同じようにレーザ描画機
構２２０での露光中心検出を行う。図１０（ａ）にこの
ときの２次元透過光量を、図１０（ｃ）に、図１０
（ａ）中の一点鎖線での断面図を示す。図１０（ａ）で
は、暗いところが透過光量の少ないところ、明るいとこ
ろが多いところを表す。図１０（ｃ）での縦軸は光量
を、横軸はｘ座標を表す。
構２２０での露光中心検出を行う。図１０（ａ）にこの
ときの２次元透過光量を、図１０（ｃ）に、図１０
（ａ）中の一点鎖線での断面図を示す。図１０（ａ）で
は、暗いところが透過光量の少ないところ、明るいとこ
ろが多いところを表す。図１０（ｃ）での縦軸は光量
を、横軸はｘ座標を表す。
【００７６】図１０（ａ）の中心座標を（ｘｉ＋△Ｌ´
ｘ，ｙｉ＋△Ｌ´ｙ）とすると、レーザ描画機構２２０
での露光中心座標は、位置検出用開口の座標（ｘｉ，ｙ
ｉ）に対して （ｘｉ＋△Ｌ´ｘ＋△αｘ，ｙｉ＋△Ｌ´ｙ＋△αｙ） であった。
ｘ，ｙｉ＋△Ｌ´ｙ）とすると、レーザ描画機構２２０
での露光中心座標は、位置検出用開口の座標（ｘｉ，ｙ
ｉ）に対して （ｘｉ＋△Ｌ´ｘ＋△αｘ，ｙｉ＋△Ｌ´ｙ＋△αｙ） であった。
【００７７】次に、近接場プローブ露光機構２１０の露
光中心位置ずれの検出方法として、レーザ描画機構２２
０と同様、位置ずれ検出用開口２０１に対して光を照射
し、フォトダイオード２０２によって照射位置を検出す
る方法を用いる。プローブ２１２のｘｙ座標を、光学顕
微鏡観察により位置ずれ検出用開口２０１にほぼ合うよ
うにｘｙステージ２４２を移動させて調節する。このと
きのｘｙ方向の移動量は、レーザ干渉計での測定の結
果、（△Ｌｘ，△Ｌｙ）であった。
光中心位置ずれの検出方法として、レーザ描画機構２２
０と同様、位置ずれ検出用開口２０１に対して光を照射
し、フォトダイオード２０２によって照射位置を検出す
る方法を用いる。プローブ２１２のｘｙ座標を、光学顕
微鏡観察により位置ずれ検出用開口２０１にほぼ合うよ
うにｘｙステージ２４２を移動させて調節する。このと
きのｘｙ方向の移動量は、レーザ干渉計での測定の結
果、（△Ｌｘ，△Ｌｙ）であった。
【００７８】位置ずれ検出用開口を有する面２０３に対
し、プローブ２１２を近接場の存在する距離まで近接さ
せ、露光用光源２１５からのレーザ光をＡＯＭ２１６を
通してプローブ２１２に入射する。プローブ２１２先端
の微小開口から近接場を発生させ、位置ずれ検出用開口
２０１付近を２次元に走査することによって位置ずれ検
出用開口２０１を透過する光の２次元透過光量像を取得
する。
し、プローブ２１２を近接場の存在する距離まで近接さ
せ、露光用光源２１５からのレーザ光をＡＯＭ２１６を
通してプローブ２１２に入射する。プローブ２１２先端
の微小開口から近接場を発生させ、位置ずれ検出用開口
２０１付近を２次元に走査することによって位置ずれ検
出用開口２０１を透過する光の２次元透過光量像を取得
する。
【００７９】これを図１０（ｂ）に示す。図１０（ｄ）
に、図１０（ｃ）中の一点鎖線での断面図を示す。図１
０（ｂ）では、暗いところが透過光量の少ないところ、
明るいところが多いところを表す。図１０（ｄ）での縦
軸は光量を、横軸はｘ座標を表す。図１０（ｄ）より、
近接場プローブ露光機構２１０の露光中心座標は位置検
出用開口の座標（ｘｉ，ｙｉ）に対して （ｘｉ＋△Ｌ´ｘ＋△Ｌｘ＋△βｘ，ｙｉ＋△Ｌ´ｙ＋
△Ｌｙ＋△βｙ） である。以上のようにして検出した２つの位置中心デー
タからレーザ描画機構２２０と近接場プローブ露光機構
２１０の露光中心位置ずれを算出し、コンピュータ１０
１に記憶させる。
に、図１０（ｃ）中の一点鎖線での断面図を示す。図１
０（ｂ）では、暗いところが透過光量の少ないところ、
明るいところが多いところを表す。図１０（ｄ）での縦
軸は光量を、横軸はｘ座標を表す。図１０（ｄ）より、
近接場プローブ露光機構２１０の露光中心座標は位置検
出用開口の座標（ｘｉ，ｙｉ）に対して （ｘｉ＋△Ｌ´ｘ＋△Ｌｘ＋△βｘ，ｙｉ＋△Ｌ´ｙ＋
△Ｌｙ＋△βｙ） である。以上のようにして検出した２つの位置中心デー
タからレーザ描画機構２２０と近接場プローブ露光機構
２１０の露光中心位置ずれを算出し、コンピュータ１０
１に記憶させる。
【００８０】本実施例では、レーザ描画機構２２０に対
する近接場プローブ露光機構２１０露光中心のｘｙ平面
上での位置ずれ量は、 （△Ｌｘ＋△βｘ−△αｘ，△Ｌｙ＋△βｙ−△αｙ） である。以上のように位置ずれ量を検出したら、実施例
１と同様の手順で露光を行うことにより、大きなパター
ン、特に塗りつぶしなどのパターンにおいて、露光時間
の短縮になり、しかも太いパターンと細いパターンとの
位置あわせも高精度に行うことができる。
する近接場プローブ露光機構２１０露光中心のｘｙ平面
上での位置ずれ量は、 （△Ｌｘ＋△βｘ−△αｘ，△Ｌｙ＋△βｙ−△αｙ） である。以上のように位置ずれ量を検出したら、実施例
１と同様の手順で露光を行うことにより、大きなパター
ン、特に塗りつぶしなどのパターンにおいて、露光時間
の短縮になり、しかも太いパターンと細いパターンとの
位置あわせも高精度に行うことができる。
【００８１】なお、本実施例では２つの露光機構とし
て、ビーム描画機構と近接場プローブ露光機構を用いた
場合について述べたが、本発明はこれに限るものではな
く、実施例２に示すような大開口プローブ露光機構と近
接場プローブ露光機構を用いたものでも良い。また、本
実施例では位置ずれ検出手段として、位置ずれ検出用開
口を用いる場合について述べたが、この代わりに、実施
例２で述べたようなフォトクロミック材料を用いること
もできる。
て、ビーム描画機構と近接場プローブ露光機構を用いた
場合について述べたが、本発明はこれに限るものではな
く、実施例２に示すような大開口プローブ露光機構と近
接場プローブ露光機構を用いたものでも良い。また、本
実施例では位置ずれ検出手段として、位置ずれ検出用開
口を用いる場合について述べたが、この代わりに、実施
例２で述べたようなフォトクロミック材料を用いること
もできる。
【００８２】［実施例４］図１１は、本発明の実施例４
における大開口プローブ露光機構と近接場プローブ露光
機構とから成るパターン露光装置の概略を表した構成図
である。本実施例は、実施例２とは二つの露光機構の相
対露光中心位置測定方法が異なる。本実施例の装置は、
実施例２と同様、先端に直径３０ｎｍの大きさの開口を
有する近接場プローブを用いる近接場プローブ露光機構
と、レーザ描画機構の二つの露光機構、という、２つの
プローブ露光機構を有している構成となっている。
における大開口プローブ露光機構と近接場プローブ露光
機構とから成るパターン露光装置の概略を表した構成図
である。本実施例は、実施例２とは二つの露光機構の相
対露光中心位置測定方法が異なる。本実施例の装置は、
実施例２と同様、先端に直径３０ｎｍの大きさの開口を
有する近接場プローブを用いる近接場プローブ露光機構
と、レーザ描画機構の二つの露光機構、という、２つの
プローブ露光機構を有している構成となっている。
【００８３】次に、大開口プローブ露光機構４２０と近
接場プローブ露光機構２１０の露光中心の位置ずれ検出
を以下の方法で行う。図１１において、ｘｙステージ２
４２上に位置ずれ検出機構を設置する。この位置ずれ検
出機構は、光構造変化材８００であるフッ化系アクリレ
ートモノマーに、デオキサントン系光重合開始剤と光重
合促進剤を添加したものによって構成されている。この
物質は、波長４４１ｎｍの光を照射すると光構造変化が
おきて凹部を形成するという性質を持っている。
接場プローブ露光機構２１０の露光中心の位置ずれ検出
を以下の方法で行う。図１１において、ｘｙステージ２
４２上に位置ずれ検出機構を設置する。この位置ずれ検
出機構は、光構造変化材８００であるフッ化系アクリレ
ートモノマーに、デオキサントン系光重合開始剤と光重
合促進剤を添加したものによって構成されている。この
物質は、波長４４１ｎｍの光を照射すると光構造変化が
おきて凹部を形成するという性質を持っている。
【００８４】さて、この光構造変化材８００表面に対
し、実施例２と同様に大開口プローブ露光機構によって
波長４４１ｎｍの青色レーザ８２４からの光を照射す
る。このとき、大開口プローブ４２２が光構造変化材８
００に接触した一点でのみ照射する。すると、光構造変
化材８００表面上で光が当たったところの構造が変化
し、凹部が形成される。
し、実施例２と同様に大開口プローブ露光機構によって
波長４４１ｎｍの青色レーザ８２４からの光を照射す
る。このとき、大開口プローブ４２２が光構造変化材８
００に接触した一点でのみ照射する。すると、光構造変
化材８００表面上で光が当たったところの構造が変化
し、凹部が形成される。
【００８５】次に、実施例２と同様の手順でプローブ２
１２のｘｙ座標が大開口プローブ露光機構４２０での露
光の位置にほぼ合うようにｘｙステージ２４２を移動さ
せて調節し、ＡＦＭ機能による表面形状観察を行う。こ
のときのｘｙステージ２４２の移動量は、レーザ干渉計
による測定結果より、 （△Ｌｘ，△Ｌｙ） であった。
１２のｘｙ座標が大開口プローブ露光機構４２０での露
光の位置にほぼ合うようにｘｙステージ２４２を移動さ
せて調節し、ＡＦＭ機能による表面形状観察を行う。こ
のときのｘｙステージ２４２の移動量は、レーザ干渉計
による測定結果より、 （△Ｌｘ，△Ｌｙ） であった。
【００８６】図１２（ａ）は取得したＡＦＭ像を、
（ｂ）は、図１２（ａ）中の一点鎖線での断面図を示
す。図１２（ａ）では、暗いところが低いところ、明る
いところが高いところを表す。図１２（ｂ）での縦軸は
ｚ方向の高さを、横軸はｘ座標を表す。取得したＡＦＭ
像の断面プロファイルから、近接場プローブ露光機構２
１０と大開口プローブ露光機構４２０との露光中心の位
置ずれを測定する。この場合、２つの露光機構の位置ず
れ量は、近接場プローブ露光機構２１０の露光中心（ｘ
ｊ，ｙｊ）に対して、 （ △Ｌｘ＋△ｘ３、△Ｌｙ＋△ｙ３） であった。このようにして位置ずれを検出したあと、実
施例２と同様の手順でフォトレジストに対して露光を行
う。
（ｂ）は、図１２（ａ）中の一点鎖線での断面図を示
す。図１２（ａ）では、暗いところが低いところ、明る
いところが高いところを表す。図１２（ｂ）での縦軸は
ｚ方向の高さを、横軸はｘ座標を表す。取得したＡＦＭ
像の断面プロファイルから、近接場プローブ露光機構２
１０と大開口プローブ露光機構４２０との露光中心の位
置ずれを測定する。この場合、２つの露光機構の位置ず
れ量は、近接場プローブ露光機構２１０の露光中心（ｘ
ｊ，ｙｊ）に対して、 （ △Ｌｘ＋△ｘ３、△Ｌｙ＋△ｙ３） であった。このようにして位置ずれを検出したあと、実
施例２と同様の手順でフォトレジストに対して露光を行
う。
【００８７】このようにして、大小２つのパターン幅の
ものが混在しているときにでも、精度良く、スループッ
ト良くフレキシブルなパターンの作製が可能となる。な
お、本実施例では２つの露光機構として、大開口プロー
ブ露光機構と近接場プローブ露光機構を用いた場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限るものではなく、実施
例１に示すようなビーム描画機構と近接場プローブ露光
機構を用いたものでも良い。
ものが混在しているときにでも、精度良く、スループッ
ト良くフレキシブルなパターンの作製が可能となる。な
お、本実施例では２つの露光機構として、大開口プロー
ブ露光機構と近接場プローブ露光機構を用いた場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限るものではなく、実施
例１に示すようなビーム描画機構と近接場プローブ露光
機構を用いたものでも良い。
【００８８】［実施例５］図１３に、本発明の実施例５
における大開口プローブ露光機構と近接場プローブ露光
機構との２つのプローブ露光機構から成るパターン露光
装置の概略を表した構成図を示す。この２つのプローブ
露光機構とは、１つは先端に直径５０ｎｍの光に対する
微小開口を有しているプローブを用いた近接場プローブ
露光機構、もう１つは先端に直径５００ｎｍの光に対す
る大開口を有しているプローブを用いた大開口プローブ
露光機構である。
における大開口プローブ露光機構と近接場プローブ露光
機構との２つのプローブ露光機構から成るパターン露光
装置の概略を表した構成図を示す。この２つのプローブ
露光機構とは、１つは先端に直径５０ｎｍの光に対する
微小開口を有しているプローブを用いた近接場プローブ
露光機構、もう１つは先端に直径５００ｎｍの光に対す
る大開口を有しているプローブを用いた大開口プローブ
露光機構である。
【００８９】フォトレジスト４０１露光の際のパターン
データ作成、プローブ作製、プローブ取り付けは実施例
２と同様に行う。大開口プローブ露光機構４２０と近接
場プローブ露光機構２１０の露光中心の位置ずれ検出を
以下の方法で行う。
データ作成、プローブ作製、プローブ取り付けは実施例
２と同様に行う。大開口プローブ露光機構４２０と近接
場プローブ露光機構２１０の露光中心の位置ずれ検出を
以下の方法で行う。
【００９０】位置ずれ検出機構３００は、その上面に位
置ずれ検出用開口２０１を、その下には発光素子８０７
を有しており、発光素子８０７からの光を位置ずれ検出
用開口２０１に入射することができる構成になってい
る。本実施例では、発光素子として面発光レーザを用い
る。
置ずれ検出用開口２０１を、その下には発光素子８０７
を有しており、発光素子８０７からの光を位置ずれ検出
用開口２０１に入射することができる構成になってい
る。本実施例では、発光素子として面発光レーザを用い
る。
【００９１】発光素子位置ずれ検出機構３００に対し
て、実施例２と同様に位置ずれ検出用開口２０１に対し
てそれぞれのプローブ先端を近づけていく。ｘｙステー
ジ２４２によって、プローブで位置ずれ検出用開口２０
１付近を２次元走査しながら、位置ずれ検出用開口２０
１を通った発光素子８０７からの光をプローブ先端開口
で検出し、フィルター４０５、８０５、光電子増倍管４
０６、８０６を通すことによってそれぞれの露光機構で
の２次元透過光量像が取得できる。これを図１４に示
す。
て、実施例２と同様に位置ずれ検出用開口２０１に対し
てそれぞれのプローブ先端を近づけていく。ｘｙステー
ジ２４２によって、プローブで位置ずれ検出用開口２０
１付近を２次元走査しながら、位置ずれ検出用開口２０
１を通った発光素子８０７からの光をプローブ先端開口
で検出し、フィルター４０５、８０５、光電子増倍管４
０６、８０６を通すことによってそれぞれの露光機構で
の２次元透過光量像が取得できる。これを図１４に示
す。
【００９２】図１４（ａ）に大開口プローブ露光機構４
２０での２次元透過光量像を、図１４（ｃ）に、図１４
（ａ）中の一点鎖線での断面図を示す。図１４（ａ）で
は、暗いところが透過光量の少ないところ、明るいとこ
ろが多いところを表す。図１４（ｃ）での縦軸は光量
を、横軸はｘ座標を表す。
２０での２次元透過光量像を、図１４（ｃ）に、図１４
（ａ）中の一点鎖線での断面図を示す。図１４（ａ）で
は、暗いところが透過光量の少ないところ、明るいとこ
ろが多いところを表す。図１４（ｃ）での縦軸は光量
を、横軸はｘ座標を表す。
【００９３】図１４（ａ）の中心座標を（ｘｉ＋△Ｌ´
ｘ，ｙｉ＋△Ｌ´ｙ）とすると、大開口プローブ露光機
構４２０での露光中心座標は、位置検出用開口の座標
（ｘｉ，ｙｉ）に対して （ｘｉ＋△Ｌ´ｘ＋△αｘ，ｙｉ＋△Ｌ´ｙ＋△αｙ） であった。
ｘ，ｙｉ＋△Ｌ´ｙ）とすると、大開口プローブ露光機
構４２０での露光中心座標は、位置検出用開口の座標
（ｘｉ，ｙｉ）に対して （ｘｉ＋△Ｌ´ｘ＋△αｘ，ｙｉ＋△Ｌ´ｙ＋△αｙ） であった。
【００９４】同様にして、近接場プローブ露光機構２１
０の露光中心位置ずれを検出する。図１４（ｂ）に近接
場プローブ露光機構２１０での２次元透過光量像を、図
１４（ｄ）に、図１４（ｂ）中の一点鎖線での断面図を
示す。図１４（ｂ）では、暗いところが透過光量の少な
いところ、明るいところが多いところを表す。図１４
（ｄ）での縦軸は光量を、横軸はｘ座標を表す。図１４
（ｄ）より、近接場プローブ露光機構２１０の露光中心
座標は位置検出用開口の座標（ｘｉ，ｙｉ）に対して （ｘｉ＋△Ｌ´ｘ＋△Ｌｘ＋△βｘ，ｙｉ＋△Ｌ´ｙ＋
△Ｌｙ＋△βｙ） である。
０の露光中心位置ずれを検出する。図１４（ｂ）に近接
場プローブ露光機構２１０での２次元透過光量像を、図
１４（ｄ）に、図１４（ｂ）中の一点鎖線での断面図を
示す。図１４（ｂ）では、暗いところが透過光量の少な
いところ、明るいところが多いところを表す。図１４
（ｄ）での縦軸は光量を、横軸はｘ座標を表す。図１４
（ｄ）より、近接場プローブ露光機構２１０の露光中心
座標は位置検出用開口の座標（ｘｉ，ｙｉ）に対して （ｘｉ＋△Ｌ´ｘ＋△Ｌｘ＋△βｘ，ｙｉ＋△Ｌ´ｙ＋
△Ｌｙ＋△βｙ） である。
【００９５】以上のようにして検出した２つの位置中心
データから大開口プローブ露光機構４２０と近接場プロ
ーブ露光機構２１０の露光中心位置ずれを算出し、コン
ピュータ１０１に記憶させる。本実施例では、大開口プ
ローブ露光機構４２０に対する近接場プローブ露光機構
２１０露光中心のｘｙ平面上での位置ずれ量は、 （△Ｌｘ＋△βｘ−△αｘ，△Ｌｙ＋△βｙ−△αｙ） である。
データから大開口プローブ露光機構４２０と近接場プロ
ーブ露光機構２１０の露光中心位置ずれを算出し、コン
ピュータ１０１に記憶させる。本実施例では、大開口プ
ローブ露光機構４２０に対する近接場プローブ露光機構
２１０露光中心のｘｙ平面上での位置ずれ量は、 （△Ｌｘ＋△βｘ−△αｘ，△Ｌｙ＋△βｙ−△αｙ） である。
【００９６】以上のように位置ずれ量を検出したら、実
施例２と同様の手順で露光を行うことにより、大きなパ
ターン、特に塗りつぶしなどのパターンにおいて、露光
時間の短縮になり、しかも太いパターンと細いパターン
との位置あわせも高精度に行うことができる。
施例２と同様の手順で露光を行うことにより、大きなパ
ターン、特に塗りつぶしなどのパターンにおいて、露光
時間の短縮になり、しかも太いパターンと細いパターン
との位置あわせも高精度に行うことができる。
【００９７】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、微細なパターンと線幅の太いパターンあるいは大面
積の塗りつぶしパターン等が混在している場合において
も、高精度で、スループットの飛躍的な向上を図ること
ができるパターン露光装置及びパターン作製方法を実現
することができる。
ば、微細なパターンと線幅の太いパターンあるいは大面
積の塗りつぶしパターン等が混在している場合において
も、高精度で、スループットの飛躍的な向上を図ること
ができるパターン露光装置及びパターン作製方法を実現
することができる。
【図１】本発明の実施の形態におけるパターン露光装置
の概略を表した構成図。
の概略を表した構成図。
【図２】本発明の実施例１におけるレーザビーム描画機
構と近接場プローブ露光機構とから成るパターン露光装
置の概略を表した構成図。
構と近接場プローブ露光機構とから成るパターン露光装
置の概略を表した構成図。
【図３】レーザ描画機構の露光中心位置測定時の図２の
一部を拡大した図。
一部を拡大した図。
【図４】近接場プローブ露光機構の露光中心一速定時の
図２の一部を拡大した図。
図２の一部を拡大した図。
【図５】本発明の実施例１における位置検出用開口から
の透過光量と形状の測定結果を表した図。
の透過光量と形状の測定結果を表した図。
【図６】本発明の実施例１におけるｘｙステージ上での
座標を表した図。
座標を表した図。
【図７】本発明の実施例２における大開口プローブ露光
機構と近接場プローブ露光機構とから成るパターン露光
装置の概略を表した構成図。
機構と近接場プローブ露光機構とから成るパターン露光
装置の概略を表した構成図。
【図８】図７の一部を拡大した図。
【図９】本発明の実施例２におけるジアリールエテン結
晶からの反射光量と形状の測定結果を表した図。
晶からの反射光量と形状の測定結果を表した図。
【図１０】本発明の実施例３における位置検出用開口か
らの透過光量測定結果を表した図。
らの透過光量測定結果を表した図。
【図１１】本発明の実施例４における大開口プローブ露
光機構と近接場プローブ露光機構とから成るパターン露
光装置の概略を表した構成図。
光機構と近接場プローブ露光機構とから成るパターン露
光装置の概略を表した構成図。
【図１２】本発明の実施例４における光構造変化材の表
面形状の測定結果を表した図。
面形状の測定結果を表した図。
【図１３】本発明の実施例５における大開口プローブ露
光機構と近接場プローブ露光機構とから成るパターン露
光装置の概略を表した構成図。
光機構と近接場プローブ露光機構とから成るパターン露
光装置の概略を表した構成図。
【図１４】本発明の実施例５における位置検出用開口を
通った光量をプローブで検出した結果を表した図。
通った光量をプローブで検出した結果を表した図。
【図１５】本発明の実施例における二つの露光機構の露
光中心位置ずれ測定時のｘｙステージの動きを表した
図。
光中心位置ずれ測定時のｘｙステージの動きを表した
図。
１００：フォトレジスト １０１：コンピュータ １０２：ステージ １０３：位置ずれ検出機構 １０４：基板 １０５：レンズ １１０：第１の露光機構 １１１：プローブ １１２：細パターン露光用レーザ １１３：プローブ支持台 １２０：第２の露光機構 １２１：プローブ ２００：位置ずれ検出機構 ２０１：位置ずれ検出用開口 ２０２：フォトダイオード ２０３：位置ずれ検出用開口を有する面 ２１０：近接場プローブ露光機構 ２１１：プローブホルダー ２１２：プローブ ２１３：光導波路 ２１４：光ファイバー ２１５：露光用光源 ２１６：ＡＯＭ ２１７：レーザ干渉計 ２２０：レーザ描画機構 ２２１：レンズホルダの下辺 ２２２：レーザビーム焦点位置 ２２４：ＡＯＭ ２２５：露光用光源 ２３０：位置制御用光源 ２３１：位置制御用光 ２３２：２分割センサ ２４０：ｚステージ ２４１：レーザ干渉計 ２４２：ｘｙステージ ２５０：フォトマスク基板 ２５１：フォトレジスト ３００：位置ずれ検出機構 ４００：ジアリールエテン結晶 ４０１：基板 ４０３：フォトレジスト ４０５：フィルタ ４０６：光電子増倍管 ４０７：Ｈｅ−Ｃｄレーザ ４０８：ハーフミラー ４０９：光カプラ ４１０：レンズ ４１３：圧電素子 ４１４：赤色レーザ ４１５：ピエゾ素子 ４１６：ＡＯＭ ４２０：大開口プローブ露光機構 ４２１：プローブホルダー ４２２：大開口プローブ ４２３：圧電素子 ４２４：赤色レーザ ４２５：ピエゾ素子 ８００：光構造変化材 ８０５：フィルター ８０６：光電子増倍管 ８０７：発光素子 ８２４：Ａｒイオンレーザ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１４Ａ
Claims (27)
- 【請求項１】線幅の細いパターン露光が可能な第１の露
光機構と、該第１の露光機構よりも線幅の太いパターン
露光を行う第２の露光機構とを備え、 該第１の露光機構と該第２の露光機構との相対位置関係
を相対位置検出手段によって検出し、該検出した位置関
係に基づいてパターン露光する構成を有することを特徴
とするパターン露光装置。 - 【請求項２】前記第１の露光機構が、微小開口を有する
近接場露光用プローブを備えた走査型露光機構であるこ
とを特徴とする請求項１に記載のパターン露光装置。 - 【請求項３】前記近接場露光用プローブは、線幅が１０
０ｎｍ以下のパターン作製を行うために、先端に１００
ｎｍ以下の微小開口を有することを特徴とする請求項２
に記載のパターン露光装置。 - 【請求項４】前記第２の露光機構が、レンズを用いて光
を集光する走査型レーザ描画機構であることを特徴とす
る請求項１に記載のパターン露光装置。 - 【請求項５】前記第２の露光機構が、先端に１００ｎｍ
以上の大きさの開口を有するプローブを備えた走査型露
光機構であることを特徴とする請求項１に記載のパター
ン露光装置。 - 【請求項６】前記相対位置検出手段によって検出された
相対位置に基づいて、前記２つの露光機構の相対位置補
正を行う相対位置補正手段を有することを特徴とする請
求項１〜５のいずれか１項に記載のパターン露光装置。 - 【請求項７】前記相対位置検出手段が、 相対位置検出用開口と、 前記相対位置検出用開口を透過する光を検出する光検出
器と、 前記相対位置検出用開口と、前記２つの露光機構を相対
移動させる２次元走査機構構と、 前記光検出器によって検出した情報から前記２つの露光
機構の相対位置を算出する手段と、 を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項
に記載のパターン露光装置。 - 【請求項８】前記２つの露光機構の相対位置を算出する
手段が、 前記相対位置検出用開口を透過する光を測定することに
よって得られた前記第２の露光機構の露光中心と、 前記近接場露光用プローブと該相対位置検出用開口との
間に作用する力を検出する手段による前記相対位置検出
用開口形状の測定によって得られた前記第１の露光機構
の露光中心と、 を比較して前記相対位置を算出するように構成されてい
ることを特徴とする請求項７に記載のパターン露光装
置。 - 【請求項９】前記２つの露光機構の相対位置を算出する
手段が、前記相対位置検出用開口に対して露光光の入射
方向と反対側から照射された光によって、前記２つの露
光機構のそれぞれが有する先端に開口の形成されたプロ
ーブとの間で生じた散乱光を検出し、前記相対位置を算
出するように構成されていることを特徴とする請求項７
に記載のパターン露光装置。 - 【請求項１０】前記相対位置検出手段が、 前記２つの露光機構と、光構造変化材料を相対移動させ
る２次元走査機構を備え、 前記光構造変化材料に対し、前記第２の露光機構によっ
て光構造変化材料の感度波長の光を照射する一方、 前記近接場露光用プローブと該光構造変化材料との間に
作用する力を検出する手段によって該光構造変化材料の
表面形状を測定し、 前記測定した結果に基づいて前記２つの露光機構の相対
位置を算出するように構成されていることを特徴とする
請求項１〜６のいずれか１項に記載のパターン露光装
置。 - 【請求項１１】前記相対位置検出用開口が、前記第１の
露光機構の近接場露光用プローブの微小開口径よりも大
きい開口径を有することを特徴とする請求項７〜９のい
ずれか１項に記載のパターン露光装置。 - 【請求項１２】前記相対位置検出用開口が、前記第１の
露光機構の近接場露光用プローブの微小開口径よりも大
きく、前記第２の露光機構で作製可能な最小線幅よりも
小さい開口径を有することを特徴とする請求項７〜９の
いずれか１項に記載のパターン露光装置。 - 【請求項１３】前記相対位置検出手段が、 前記２つの露光機構と、フォトクロミック材料を相対移
動させる２次元走査機構を備え、 前記フォトクロミック材料に対して、前記第２の露光機
構によって該フォトクロミック材料の感度波長の光を照
射する一方、 前記第１の露光機構によって前記フォトクロミック材料
の表面色の測定を行い、 前記測定した結果に基づいて前記２つの露光機構の相対
位置を算出するように構成されていることを特徴とする
請求項１〜６のいずれか１項に記載のパターン露光装
置。 - 【請求項１４】線幅の細いパターン露光が可能な露光機
構によってパターン露光を行う第１の露光工程と、該第
１の露光機構よりも線幅の太いパターン露光が可能な露
光機構によってパターン露光を行う第２の露光工程を有
し、 前記いずれか一方の露光工程によるパターン露光を行な
った後、予め検出しておいた前記各露光工程における２
つの露光機構の相対位置関係に基づいて、これら２つの
露光機構の相対位置補正を行い、もう一方の露光工程に
よるパターン露光を行うことを特徴とするパターン作製
方法。 - 【請求項１５】前記第１および第２の露光工程が、同一
のフォトレジストに対して前記パターン露光を行う露光
工程であることを特徴とする請求項１４に記載のパター
ン作製方法。 - 【請求項１６】前記第１の露光工程が、微小開口を有す
る近接場露光用プローブを備えた走査型露光機構を用い
た露光工程であることを特徴とする請求項１４または請
求項１５に記載のパターン作製方法。 - 【請求項１７】前記近接場露光用プローブは、線幅が１
００ｎｍ以下のパターン作製を行うために、先端に１０
０ｎｍ以下の微小開口を有することを特徴とする請求項
１６に記載のパターン作製方法。 - 【請求項１８】前記第２の露光工程が、レンズを用いて
光を集光するレーザ描画を用いる露光工程であることを
特徴とする請求項１４〜１７のいずれか１項に記載のパ
ターン作製方法。 - 【請求項１９】前記第２の露光工程が、先端に１００ｎ
ｍ以上の大きさの開口を有するプローブを用いた露光工
程であることを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか
１項に記載のパターン作製方法。 - 【請求項２０】前記検出された２つの露光機構の相対位
置関係に基づいて、前記２つの露光機構の相対位置補正
を行うことを特徴とする請求項１４〜１９のいずれか１
項に記載のパターン作製方法。 - 【請求項２１】前記２つの露光機構の相対位置関係の検
出が、 相対位置検出用開口と、前記２つの露光機構を相対移動
させる２次元走査機構を備え、 前記相対位置検出用開口を透過する光を測定することに
よって得られた前記第２の露光機構の露光中心と、 前記近接場露光用プローブと該相対位置検出用開口との
間に作用する力を検出する手段による前記相対位置検出
用開口形状の測定によって得られた前記第１の露光機構
の露光中心と、 を比較して前記相対位置を算出することにより行われる
ことを特徴とする請求項１４〜２０のいずれか１項に記
載のパターン作製方法。 - 【請求項２２】前記２つの露光機構の相対位置関係の検
出が、 相対位置検出用開口と、前記２つの露光機構を相対移動
させる２次元走査機構を備え、 前記相対位置検出用開口に対して露光光の入射方向と反
対側から照射された光によって、前記２つの露光機構の
それぞれが有する先端に開口の形成されたプローブとの
間で生じた散乱光を検出し、前記相対位置を算出するこ
とにより行われることを特徴とする請求項１４〜２０の
いずれか１項に記載のパターン作製方法。 - 【請求項２３】前記２つの露光機構の相対位置関係の検
出が、 前記２つの露光機構と、光構造変化材料を相対移動させ
る２次元走査機構を備え、 前記光構造変化材料に対し、前記第２の露光機構によっ
て光構造変化材料の感度波長の光を照射する一方、 前記近接場露光用プローブと該光構造変化材料との間に
作用する力を検出する手段によって該光構造変化材料の
表面形状を測定し、 前記測定した結果に基づいて前記２つの露光機構の相対
位置を算出することにより行われることを特徴とする請
求項１４〜２０のいずれか１項に記載のパターン作製方
法。 - 【請求項２４】前記相対位置検出用開口が、前記第１の
露光機構の近接場露光用プローブの微小開口径よりも大
きい開口径を有することを特徴とする請求項２１〜２２
のいずれか１項に記載のパターン作製方法。 - 【請求項２５】前記相対位置検出用開口が、前記第１の
露光機構の近接場露光用プローブの微小開口径よりも大
きく、前記第２の露光機構で作製可能な最小線幅よりも
小さい開口径を有することを特徴とする請求項２１〜２
２のいずれか１項に記載のパターン作製方法。 - 【請求項２６】前記２つの露光機構の相対位置関係の検
出が、 前記２つの露光機構と、フォトクロミック材料を相対移
動させる２次元走査機構を備え、 前記フォトクロミック材料に対して、前記第２の露光機
構によって該フォトクロミック材料の感度波長の光を照
射する一方、 前記第１の露光機構によって前記フォトクロミック材料
の表面色の測定を行い、 前記測定した結果に基づいて前記２つの露光機構の相対
位置を算出することにより行われることを特徴とする請
求項１４〜２０のいずれか１項に記載のパターン作製方
法。 - 【請求項２７】 請求項７〜１３のいずれかの装置及び
それに対応した請求項２０〜２６のいずれかの方法を用
いて作製したフォトレジストパターンを利用して作製さ
れた構造物を含むことを特徴とするデバイス。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001279252A JP2002190444A (ja) | 2000-10-10 | 2001-09-14 | パターン露光装置、パターン作製方法、及びこれらを用いて作製したデバイス |
| US09/971,663 US6559926B2 (en) | 2000-10-10 | 2001-10-09 | Pattern forming apparatus and pattern forming method |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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