JP2006093622A - Proximity field exposure method and proximity field exposure equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、近接場露光方法および近接場露光装置に関するものである。 The present invention relates to a near-field exposure method and a near-field exposure apparatus.
近年の電子機器の小型化及び薄型化の要請から、電子機器に搭載される半導体素子の微細化への要求はますます高くなっている。例えば、マスクまたはレチクルのパターンに対するデザインルールはライン・アンド・スペース(L&S)90nmを量産工程で達成しようとし、今後益々小さくなることが予想される。
近年主流である投影露光装置は、一般に、光源から出射された光束を利用してマスクを照明する照明光学系とマスクと被露光物との間に配置される投影光学系とを有する。投影露光装置では一般に解像度は使用する光源の波長が略限界であると言われ、エキシマレーザーを使用しても投影露光装置は0.05μm以下のパタ−ンを形成することが困難である。
加えて、仮に、より短い波長を有する光源が存在しても、かかる短波長の露光光を投影光学系に使用される光学材料(即ち、レンズの硝材)が透過できずに(その結果被露光物に投影できずに)露光ができなくなるという問題もある。
Due to the recent demand for smaller and thinner electronic devices, there is an increasing demand for miniaturization of semiconductor elements mounted on electronic devices. For example, the design rule for the mask or reticle pattern is expected to be 90% in line and space (L & S) in the mass production process, and is expected to become smaller in the future.
2. Description of the Related Art In recent years, projection exposure apparatuses that have become mainstream generally include an illumination optical system that illuminates a mask using a light beam emitted from a light source, and a projection optical system that is disposed between the mask and an object to be exposed. In the projection exposure apparatus, it is generally said that the wavelength of the light source to be used is substantially limited in resolution, and even if an excimer laser is used, it is difficult for the projection exposure apparatus to form a pattern of 0.05 μm or less.
In addition, even if there is a light source having a shorter wavelength, the optical material used for the projection optical system (that is, the glass material of the lens) cannot pass through the exposure light having the shorter wavelength (as a result, the exposure target is exposed). There is also a problem that exposure cannot be performed (because it cannot be projected onto an object).
かかる問題に対して、近年、0.05μm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(Scanning Near Field Optical Microscope:SNOM)の原理を用いた露光装置が提案されている。例えば、特許文献1や特許文献2では、マスク面の法線方向に弾性変形可能なマスクをレジスト基板に密着させ、マスク面に形成した100nm以下の大きさの微小開口パターンから滲み出す近接場光を用いて被露光物に光の波長限界を越える局所的な露光を行う装置を提案している。この方式の特徴として、微小な開口からにじみ出る近接場光は、その開口に入射した光の波長程度の距離までに局在するため、被処理体と開口との距離を、光の波長以下、望ましくは100nm以下の距離にまで近づける必要がある。そのため、露光マスクとして弾性変形が可能なマスクとし、基板のうねりなどに対しても露光マスクを撓ませることで基板に対して倣わせている。その際、マスクを撓ませ基板に対して倣わせる手段として、例えば図6に示すように、ピストン動作などにより露光マスクへ圧力を加えることにより、露光マスクを基板上のフォトレジストに密着させる手段等が用いられている。
しかしながら、上記した従来例の密着露光による近接場露光では、露光マスクをレジスト基板と密着させるためにピストン動作などによる手段が用いられていたため、安定した圧力を得る上でピストン摺動部への潤滑剤を塗布するなどして密閉性を確保することが必要であり、そのためこれらの潤滑剤からの揮発性物質や摺動部からの異物が圧力容器内に混入して、つぎのような問題が発生していた。すなわち、露光用マスク裏面が汚染されると、露光用マスクパターンへの露光光による照射の均一性が悪化するため、裏面を洗浄して異物を除去することが必要となり、そのために、露光マスク裏面のクリーニングの回数が増加して歩留まりが低下し、また、マスクの異物除去のためにマスクを露光装置から取り外して洗浄することが必要となり、スループットが低下するという不都合があった。 However, in the near-field exposure by the above-described conventional contact exposure, since a means such as a piston operation is used to bring the exposure mask into close contact with the resist substrate, the piston sliding portion is lubricated to obtain a stable pressure. It is necessary to secure the sealing property by applying an agent.For this reason, volatile substances from these lubricants and foreign matters from the sliding parts are mixed in the pressure vessel, causing the following problems. It has occurred. That is, if the back surface of the exposure mask is contaminated, the uniformity of irradiation with the exposure light to the exposure mask pattern is deteriorated, so it is necessary to clean the back surface and remove foreign matter. The number of cleaning operations increases, yield decreases, and it is necessary to remove the mask from the exposure apparatus for cleaning in order to remove foreign matter from the mask, resulting in a decrease in throughput.
また、このような密着露光で用いられている露光マスクは、基板に倣うように弾性体のマスクが用いられるため、露光マスクとレジスト基板の間に吸着力が働くと、レジスト基板から露光マスクを剥離する時点で、露光マスクに力が加わってしまい、この吸着力が原因となり、マスクの破壊が起こる危険があった。このようなことから、従来においては、必然的に同一の露光マスクの製作枚数を増やすことが必要となり、経費増大を招く原因となっていた。 In addition, since the exposure mask used in such contact exposure uses an elastic mask so as to follow the substrate, if an adsorption force acts between the exposure mask and the resist substrate, the exposure mask is removed from the resist substrate. At the time of peeling, a force is applied to the exposure mask, and there is a danger that the mask will be destroyed due to this adsorption force. For this reason, conventionally, it is necessary to increase the number of the same exposure masks to be manufactured, which causes an increase in cost.
本発明は、上記課題に鑑み、露光用マスクによる密着露光に際し、露光用マスクへの異物の付着を抑制して、歩留まりの低下を防ぐと共に、スループットの向上を図ることができ、また露光用マスクを破壊に到らせる弾性劣化を軽減して使用耐久回数を増やすことが可能となる近接場露光方法および近接場露光装置を提供することを目的とするものである。 In view of the above-described problems, the present invention can prevent adhesion of foreign matters to an exposure mask during close contact exposure using an exposure mask, thereby preventing a decrease in yield and improving throughput, and an exposure mask. It is an object of the present invention to provide a near-field exposure method and a near-field exposure apparatus that can reduce the elastic deterioration that leads to destruction and increase the number of times of use durability.
本発明は、以下のように構成した近接場露光方法および近接場露光装置を提供するものである。
すなわち、本発明の近接場露光用マスクの密着制御方法は、弾性変形可能な露光マスクをレジスト基板に対して変形させて密着させた後に剥離する密着・剥離工程を用い、該露光マスクに形成した微小開口からにじみ出る近接場を用いて露光を行う近接場露光方法において、前記密着・剥離工程における前記レジスト基板に対する前記露光マスクの密着及び剥離に、圧電アクチュエータを用いることを特徴としている。
また、本発明の近接場露光用マスクの密着制御装置は、弾性変形可能な露光マスクと該露光マスクを変形させるマスク変形手段とを有し、該露光マスクを該マスク変形手段によって変形させてレジスト基板に対して密着・剥離させ、近接場光露光を行う近接場露光装置において、前記マスク変形手段が、圧電アクチュエータによって構成されていることを特徴としている。
The present invention provides a near-field exposure method and a near-field exposure apparatus configured as follows.
That is, the near field exposure mask adhesion control method of the present invention is formed on the exposure mask using an adhesion / peeling process in which an elastically deformable exposure mask is deformed and adhered to the resist substrate and then peeled off. In a near-field exposure method in which exposure is performed using a near field that oozes out from a minute opening, a piezoelectric actuator is used for adhesion and separation of the exposure mask with respect to the resist substrate in the adhesion and separation step.
The near field exposure mask contact control apparatus of the present invention comprises an exposure mask that can be elastically deformed and a mask deformation means for deforming the exposure mask, and the exposure mask is deformed by the mask deformation means to form a resist. In a near-field exposure apparatus that performs close-field light exposure by being brought into close contact with and peeled off from a substrate, the mask deforming means is constituted by a piezoelectric actuator.
本発明によれば、露光用マスクによる密着露光に際し、露光用マスクへの異物の付着を抑制して、歩留まりの低下を防ぐと共に、スループットの向上を図ることができ、また露光用マスクを破壊に到らせる弾性劣化を軽減して使用耐久回数を増やすことが可能となる近接場露光方法および近接場露光装置を実現することができる。 According to the present invention, during close contact exposure using an exposure mask, adhesion of foreign matter to the exposure mask can be suppressed to prevent a decrease in yield, to improve throughput, and to break the exposure mask. It is possible to realize a near-field exposure method and a near-field exposure apparatus that can reduce the elastic deterioration to be reached and increase the number of use durability times.
以下に、本発明における実施の形態として、近接場露光方法における露光マスクと基板間の密着剥離方法及び密着剥離手段の一例について、図面を参照して説明する。
図1は、本実施の形態における密着剥離方法及び手段に用いる近接場露光用マスクの構成を示す図であり、図1(a)は近接場露光用マスクの平面図、図1(b)はその断面図である。
また、図2は、本実施の形態における密着剥離方法及び手段を用いて露光マスク裏面の異物の付着防止と露光マスクの弾性劣化を軽減するようにした露光装置の構成を示す図である。
In the following, as an embodiment of the present invention, an example of a contact peeling method and a contact peeling means between an exposure mask and a substrate in a near-field exposure method will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a near-field exposure mask used in the adhesion peeling method and means in the present embodiment. FIG. 1 (a) is a plan view of the near-field exposure mask, and FIG. FIG.
FIG. 2 is a view showing the arrangement of an exposure apparatus that uses the adhesion peeling method and means in the present embodiment to prevent adhesion of foreign matter on the back side of the exposure mask and reduce the elastic deterioration of the exposure mask.
図1において、100は露光マスクであり、図1(a)では露光マスク100のおもて面側が示されている。なお、ここで「おもて面」とは、遮光膜が設けられた面をいい、「裏面」とは、その反対側をいう。
101はマスク母材、102は遮光膜、103は微小開口、104はマスク支持体、105、106は圧電アクチュエータである。
露光マスク100は、マスク支持体104、マスク母材101、遮光膜102、圧電アクチュエータ105、106から構成されている。
遮光膜102は、マスク母材101の上に成膜されており、その遮光膜102に微小開口103が所望のパターンに形成されている。
また、マスク母材101は弾性体で構成されており、薄膜として存在している。 圧電アクチュエータ105は、バイモルフ型でマスク母材101を挟み込む形で、おもて面と裏面の両側から電極を取り出し電圧印加することで露光マスクの中央端側がマスク面法線方向に伸縮することができるように形成されている。
また、圧電アクチュエータ106は、横効果型でマスク母材101を挟み込む形でおもて面と裏面の両側から電極を取り出し電圧印加することで露光マスクの中央端側に向かって横方向に伸縮することができるように形成されている。
In FIG. 1,
The
The
The
The
次に、上記図1の露光マスクの構成を適用した図2に示される露光装置を用いて本実施の形態における微小開口パターンから滲み出す近接場でレジストの露光を行う過程について説明する。
図2において、201は露光マスク、202はレジスト、203は基板、204はステージ、205はマスク母材、206は遮光膜、207、208は圧電アクチュエータである。また、209は露光光源、210は露光光、211はコリメータレンズ、212は光源、213は受光部である。
Next, the process of exposing the resist in the near field that exudes from the minute aperture pattern in the present embodiment using the exposure apparatus shown in FIG. 2 to which the configuration of the exposure mask of FIG. 1 is applied will be described.
In FIG. 2, 201 is an exposure mask, 202 is a resist, 203 is a substrate, 204 is a stage, 205 is a mask base material, 206 is a light shielding film, and 207 and 208 are piezoelectric actuators.
近接場露光装置の露光光源209に、露光マスクの裏面が面するように配置して、圧電アクチュエータ207,208に電圧を印加することでマスクの撓みを調整する。
被露光物としては、基板203の表面にレジスト202を形成する(以下これを202/基板203と記す)。レジスト202/基板203をステージ204上に取り付け、ステージ204を駆動することにより、露光マスク201に対する基板203のマスク面内2次元方向の相対位置合わせを行う。
次に、マスク面法線方向にステージ204を駆動し、露光マスク201のおもて面と基板203上のレジスト202面との間隔が全面にわたって100nm以下になるように両者を密着させる。
この後、露光光源209から出射される露光光210をコリメータレンズ211で平行光にした後、露光マスク201に対して裏面(図2では上側)から照射し、露光マスク201おもて面のマスク母材205上の遮光膜206に形成された微小開口パターンから滲み出す近接場でレジスト202の露光を行う。
The
As an object to be exposed, a
Next, the
After that, the
次に、露光マスクとレジスト/基板が密着するまでの過程について図2、図3を用いて説明する。
露光マスク201のおもて面と基板203上のレジスト202面がともに完全に平坦であれば、全面にわたって両者を密着させることが可能である。しかしながら、実際には、マスク面やレジスト/基板面に凹凸やうねりが存在するので、両者を近づけ、接触させただけでは、密着している部分と非密着部分が混在する状態になってしまう。
そこで、圧電アクチュエータ207、208を形成した露光マスクに、電圧印加することにより、露光マスク201の裏面からおもて面方向に向かって弾性変形による撓みを生じさせ、レジスト202/基板203へ押し付け、薄膜部が全面にわたって密着させることができる。
Next, a process until the exposure mask and the resist / substrate are in close contact with each other will be described with reference to FIGS.
If the front surface of the
Therefore, by applying a voltage to the exposure mask on which the
本実施の形態においては、以上のような従来の圧力を印加する方法以外の圧電アクチュエータ207、208を形成した露光マスクによる手段が用いられる。すなわち、露光マスクを弾性変形させる方法の一例として、図2に示したように、露光マスク201内に圧電アクチュエータ207、208を形成し、露光マスク201のおもて面をレジスト202/基板203側に面するように配置させ、圧電アクチュエータ207、208の各々の両電極に電圧印加することで、露光マスク201を弾性変形させる手段が用いられる。
In the present embodiment, means using an exposure mask formed with
ここで、露光マスク201の弾性変形手段のうち、圧電アクチュエータ207に先に電圧印加することで、露光マスク201の弾性変形する方向を決める。次に圧電アクチュエータ208に電圧印加して、露光マスク201が基板203により近づく向きに弾性変形することで、露光マスク201のおもて面と基板203上のレジスト202面とを全面にわたって密着するようにする。この密着状態は、光源212と受光部213とから成る光学式変位センサを用いて、露光マスク上の反射光の所定スポットが被露光物と密着しているかによって確認する。その際、まず光源212から射出された光は、被検知物である露光マスク201の薄膜部に照射される。照射された光の反射光が受光部213に当たるように、光源212で光を射出する。次に、被検知物である露光マスク201に変位が生じると、それに伴って受光部213上の反射光のスポット位置が変化し、それをマスクの変位として読み取り、密着状態を確認する。
Here, among the elastic deformation means of the
つぎに、圧電アクチュエータを用いて露光マスクを弾性変形させ、レジスト基板に密着させる方法について、図3を用いて説明する。
ここで図3において、(3−*)に露光マスク301が被露光物302に所定領域まで密着する変化の様子を示す。
図3(3−1)は、まだ露光マスク301を撓ませていない状態である。その後、露光マスク301内に構成された圧電アクチュエータ303、304を駆動させて撓ませ始めると、図3(3−2)、(3−3)、(3−4)、(3−5)と変化する。
(3−2)では、露光マスク301の撓ませ方向を定めるための圧電アクチュエータ303を駆動させた状態である。
(3−3)は、露光マスク301を撓ませるための圧電アクチュエータ304を、駆動させ露光マスク301の中心部がレジスト基板302に密着し始めている。
(3−4)では、さらに露光マスク301を撓ませるための圧電アクチュエータ304を駆動させ被露光物に密着部分を広げ、(3−5)では、露光マスクが被露光物に所定領域まで密着する。
Next, a method of elastically deforming the exposure mask using a piezoelectric actuator and bringing the exposure mask into close contact with the resist substrate will be described with reference to FIG.
Here, in FIG. 3, (3- *) shows a state of change in which the
FIG. 3 (3-1) shows a state where the
In (3-2), the
In (3-3), the
In (3-4), the
このように露光マスクを弾性変形させ、レジスト基板に密着させた状態で露光を行った後、露光マスクとレジスト基板の剥離を行う。
この剥離時に、露光マスクとレジストとの間に吸着力が働く場合、密着時における露光マスクの変化の様子との違いが生じる。すなわち、露光マスクとレジスト基板との間に吸着力が全く存在していない場合は、密着時の薄膜の軌跡をたどって元に戻るが、吸着力がある場合には薄膜とレジストを剥離するのに大きな力が必要となり、それにより露光マスクが破壊される危険が生じる。つまり、薄膜とレジスト間の吸着力が大きいと、薄膜とレジストを剥離するために大きな力が用いられることになり、そのため露光マスクへの負担が大きくなり、露光マスクの変形量も大きくなる。その結果、露光マスクがその負荷に耐え切れなくなり破壊に至ることがある。
After the exposure mask is elastically deformed in this way and exposed in a state of being in close contact with the resist substrate, the exposure mask and the resist substrate are peeled off.
When an adsorption force acts between the exposure mask and the resist at the time of peeling, a difference from the state of change of the exposure mask at the time of adhesion occurs. In other words, if there is no adsorption force between the exposure mask and the resist substrate, the trajectory of the thin film at the time of adhesion is traced back, but if there is an adsorption force, the thin film and the resist are peeled off. A large force is required to cause a risk of breaking the exposure mask. In other words, if the adsorption force between the thin film and the resist is large, a large force is used to peel the thin film and the resist, which increases the burden on the exposure mask and increases the amount of deformation of the exposure mask. As a result, the exposure mask may not be able to withstand that load and may be destroyed.
ここで、露光マスクのレジストからの剥離時の変形の様子を、図4を用いて説明する。
図4は、上述の圧電アクチュエータ404を剥離補助手段としても作用させた場合の露光マスク401の様子を示すものであり、その様子を図4の(4−1)から(4−8)に順を追って説明する。
(4−1)では、薄膜とレジスト基板402が密着している状態である。このとき、薄膜とレジストの間に吸着力が働いているとする。
その後、(4−2)に示すように、薄膜をレジストから剥離させるため、露光マスク401を撓ませるための圧電アクチュエータ404に撓ませない方向に駆動をかけるが薄膜とレジストとの間に吸着力が働いており、その吸着力に打ち勝つだけの駆動量ではないため、薄膜の密着していない領域のみが変化する。
さらに、圧電アクチュエータ404に撓ませない方向に駆動をかけると、(4−3)まで剥離が進むが、薄膜とレジストとの間に吸着力が強いと駆動量を増やしただけでは剥離は進まず(4−4)に示すようになる。
Here, a state of deformation when the exposure mask is peeled off from the resist will be described with reference to FIG.
FIG. 4 shows a state of the
In (4-1), the thin film and the resist
Thereafter, as shown in (4-2), in order to peel the thin film from the resist, the piezoelectric actuator 404 for deflecting the
Further, when the piezoelectric actuator 404 is driven in a direction that does not bend, peeling proceeds to (4-3). However, if the adsorption force is strong between the thin film and the resist, the peeling does not proceed only by increasing the driving amount. As shown in (4-4).
ここで、本実施形態における剥離補助方法として、(4−5)に示すように、圧電アクチュエータ404に撓ませる方向に微小駆動をし、その後露光マスクを撓ませない方向に微小駆動をするという、両方向の微小駆動を繰り返す。すると(4−6)に示すように、微小駆動による微振動が露光マスク401全体に広がることで吸着力は弱まり、吸着していた部分に剥離が始まる。そして、(4−7)に示すように、露光マスク401の撓ませ方向を規定するための圧電アクチュエータ403を初期状態となるように駆動させることで、撓ませる前の状態である(4−8)に示す状態とすることができる。
Here, as a peeling assist method in the present embodiment, as shown in (4-5), a minute drive is performed in a direction in which the piezoelectric actuator 404 is bent, and then a minute drive is performed in a direction in which the exposure mask is not bent. Repeat minute driving in both directions. Then, as shown in (4-6), the fine vibration caused by the minute drive spreads over the
以上順を追って説明したように、薄膜とレジストとの間に吸着力が存在しても、圧電アクチュエータ404を剥離補助手段として剥離補助を行うことで、図3の密着時にたどる薄膜の変形の軌跡と、剥離時にたどる薄膜の変形の軌跡図4をほぼ等しくさせることができる。
また、(4−2)において、図3(3−4)とほぼ同様な状態にならない場合、すなわち薄膜が剥がれようとする力が吸着力よりも弱い場合は、(4−5)と同様に圧電アクチュエータ404に撓ませる方向に微小駆動をし、その後露光マスク401を撓ませない方向に微小駆動をするという、両方向の微小駆動を繰り返すことで、吸着力を弱めて剥離を進行させ、図3(3−4)とほぼ同様な状態にもたらすことができる。
As described above in order, even if there is an adsorption force between the thin film and the resist, by performing peeling assistance using the piezoelectric actuator 404 as a peeling assistance means, the trajectory of the deformation of the thin film that is followed during close contact in FIG. Then, the trajectory diagram 4 of the deformation of the thin film followed at the time of peeling can be made substantially equal.
Further, in (4-2), when the state is not substantially the same as in FIG. 3 (3-4), that is, when the force to peel off the thin film is weaker than the adsorption force, as in (4-5). By repeatedly performing micro-driving in both directions, in which the piezoelectric actuator 404 is micro-driven in a direction to bend and then the
また、上記した本実施の形態において、露光マスクを撓ませるために左右に配置した横効果型の圧電アクチュエータに印加する電圧を、左右不均等にすることによって、露光マスクの中心位置を若干ずらすことが可能となり、被露光物との位置合わせの修正手段とすることも可能である。 Further, in the above-described embodiment, the center position of the exposure mask is slightly shifted by making the voltage applied to the lateral effect type piezoelectric actuators arranged on the left and right sides to bend the exposure mask uneven. Therefore, it is possible to use a means for correcting the alignment with the object to be exposed.
以上の本実施の形態においては、露光マスクと被露光物の密着剥離手段として露光マスクに圧電アクチュエータを構成したが、本発明は当然のことながらこのような密着剥離手段に限定されるものではない。
露光マスクを撓ませる他の例として、露光マスク側には露光マスクを撓ませるための稼動部を設けず、露光装置側に露光マスクを撓ませるための稼動部を設ける方法を採ることも可能である。
また、実施の形態においては、以上の露光マスクとレジストとの密着・剥離に際して、これら露光マスクとレジストとの間の吸着状態は、薄膜の角度変化から読み取ることが可能である。また、それに限らず密着するために要する物理量と、剥離するために要する物理量の差異(例えば、圧電素子の駆動量の差異)から読み取るようにすることも可能であり、あるいはこの物理量の差異と薄膜の角度変化から読み取る手法等を併用することによっても可能である。そして、本実施例においては、これらにより検知した吸着状態に基づいて、上記した剥離補助方法を実施するようにする構成を採ることができる。
In the above-described embodiment, the piezoelectric mask is configured on the exposure mask as a contact peeling means for the exposure mask and the object to be exposed. However, the present invention is not limited to such a contact peeling means. .
As another example of bending the exposure mask, it is possible to adopt a method in which an operating part for bending the exposure mask is not provided on the exposure mask side, but an operating part for bending the exposure mask is provided on the exposure apparatus side. is there.
In the embodiment, when the exposure mask and the resist are adhered and peeled, the adsorption state between the exposure mask and the resist can be read from a change in the angle of the thin film. It is also possible to read from the physical quantity required for close contact and the physical quantity required for peeling (for example, the difference in driving amount of the piezoelectric element), or the difference between the physical quantity and the thin film. It is also possible to use a method of reading from a change in the angle. And in a present Example, the structure which implements the above-mentioned peeling assistance method based on the adsorption | suction state detected by these can be taken.
なお、以上の説明では、バイモルフ型の圧電アクチュエータを用いることで、露光マスクを撓ませる方向を定めたが、機械的なガイドを設けることで撓ませる方向を定める方法も考えられ、あるいは露光マスクの遮光膜に磁性体を含有させ被露光物の近傍に備えた電磁石による磁界の発生によって撓ませる方向を定める方法も考えられる。本発明には、以上のように、その他複数の手段を複合させることで機能を発揮させるものも、当然に包含されるものである。 In the above description, the direction in which the exposure mask is bent is determined by using a bimorph type piezoelectric actuator, but a method of determining the direction in which the exposure mask is bent by providing a mechanical guide is also conceivable, or the exposure mask A method is also conceivable in which a magnetic material is contained in the light-shielding film and the direction of bending is determined by generation of a magnetic field by an electromagnet provided near the object to be exposed. As described above, the present invention naturally includes those that exhibit a function by combining a plurality of other means.
以上の本実施の形態によれば、露光マスク裏面の異物付着の防止及び基板間の吸着力の軽減をすることができる。それにより、露光マスク裏面のクリーニングの回数が減り露光パターンの欠陥などによる歩留まりの低下を減少させることができる。また、マスクの異物除去のためにマスクを露光装置から取り外して洗浄する必要がないため、スループットの向上を図ることができる。また、露光マスクの剥離補助方法及び剥離補助手段は密着状態にある基板間の吸着力を軽減して剥離できるようにすることにより、特に露光中における近接場露光用マスクを破壊に到らせる弾性劣化を軽減して、露光マスクが破壊に至るまでの寿命を延命させ、1枚当たりの露光マスクの使用回数を増大させることができ、これにより大幅な経費の削減が可能となる。 According to the present embodiment described above, it is possible to prevent adhesion of foreign matters on the back surface of the exposure mask and reduce the adsorption force between the substrates. As a result, the number of times of cleaning the back surface of the exposure mask is reduced, and a decrease in yield due to an exposure pattern defect can be reduced. Further, since it is not necessary to remove the mask from the exposure apparatus and clean it in order to remove foreign substances from the mask, the throughput can be improved. In addition, the exposure mask peeling assist method and the peeling assist means reduce the adsorption force between the substrates in close contact so that the mask can be peeled off, thereby making it particularly elastic to cause destruction of the near-field exposure mask during exposure. Deterioration can be reduced, the life until the exposure mask is destroyed can be extended, and the number of times of use of the exposure mask per sheet can be increased, which can greatly reduce the cost.
以下に、本発明の実施例について説明する。
本実施例は、実施の形態で示した露光装置に用いる露光マスクとフォトレジストとの密着剥離及び剥離補助を行った具体例である。
図5に示した露光装置内の露光マスク固定具507に裏面を面した露光マスク501のおもて面と、被露光物であるフォトレジスト502を塗布した基板503のフォトレジストおもて面の間隔を固定し約100μmとした。この時、使用した露光マスク501の薄膜となっている部分は、20mm×20mmの大きさ、1μmの厚さであった。露光マスク501とフォトレジスト502間の間隔を固定したまま、露光マスク501を撓ませることにより、露光マスク501とフォトレジスト502を密着させる。
Examples of the present invention will be described below.
This example is a specific example in which adhesion peeling and peeling assistance are performed between an exposure mask and a photoresist used in the exposure apparatus described in the embodiment.
The front surface of the
そこで、露光マスク501の薄膜となっている部分を挟み込む形で構成した2種類の圧電アクチュエータ505と506のうち、バイモルフ型の圧電アクチュエータ505のおもて面と裏面の両側から電極を取り出し、露光マスク501の中央端側がマスク法線方向である基板503に近づく方向へ伸びるように電圧を印加した。次に圧電アクチュエータ505の外側に配置した横効果型圧電アクチュエータ506のおもて面と裏面の両側から電極を取り出し、露光マスク501を基板503に近づく方向へ撓ませるように電圧値0vから増加させながら印加していった。この時、波長630nmの半導体レーザ512でビーム径100μmにコリメートしたレーザ光LDを露光マスクの薄膜部の中心から4mm離れた部分に照射し、そこからの反射光を受光部であるPSD(半導体位置検出器)513で受けた。この時ビームの光軸は、露光マスク501が伸縮する方法と同じ向きでレーザを照射した。
Therefore, out of the two types of
露光マスク501の薄膜部分が次第に撓むことにより、反射光を受けるPSD513上のスポットの位置が変化し、それにしたがってPSD513からの電圧の出力が変化する。PSD513の出力が大きいと受光部のより下に反射光スポットが位置していることを示している。圧電アクチュエータ505に続いて圧電アクチュエータ506が電圧印加され始めると、PSD513の出力値が小さくなっていき、ある印加電圧値を境に再び大きくなり露光マスクが撓む前の出力とほぼ同じになり、さらに電圧値を増大印加してもPSD513の出力は変化しなくなる。これは、露光マスク501とフォトレジスト502が密着したことを示している。PSD513からの出力から、印加電圧値を増大してもPSD513の出力が変化しなくなることで、密着剥離判断制御PCが露光マスク501とフォトレジスト502が密着したと判断し、横効果型圧電アクチュエータ506への印加電圧値を保持した状態にする。
As the thin film portion of the
その後、水銀ランプ508のg線(波長436nm)の光を照射しフォトレジスト502を露光する。露光後、露光マスク501をフォトレジスト502から剥離動作に移行する。露光マスク501をフォトレジスト502との密着状態から剥離するには、マスク501をフォトレジスト502との間に吸着力が働いていない場合は、横効果型圧電アクチュエータ506への保持印加電圧から減少させ印加電圧が初期値に戻すことで撓みを解消させ剥離がおこなわれる。次にバイモルフ型圧電アクチュエータ505の保持印加電圧値を減少させ印加電圧を初期値に戻すことで露光マスク501を初期状態に戻す。
Then, the
ここで、露光マスク501をフォトレジスト502との密着状態からの剥離において露光マスク501をフォトレジスト502との間に吸着力が働いている場合、剥離補助動作を実施する。横効果型圧電アクチュエータ506への保持印加電圧から減少させていく過程においてPSD513の出力値を計測し、密着過程での同じ電圧印加時のPSD513の出力値と比較する。
Here, in the case where the
このときのPSD513の出力値が密着過程の同じ電圧印加でのPSD513の出力値に比べて小さい場合、すなわち露光マスク501がフォトレジスト502から剥がれようとする力よりも吸着力が大きい場合は、剥離補助動作として横効果型圧電アクチュエータ506への密着完了時の保持印加電圧値に近づける方向にΔVaだけ増加させさらにある一定時間をおいてΔVaだけ減少させるということを繰り返す。即ち露光マスク501に撓む方向に伸縮を繰り返し、露光マスク501とフォトレジスト502の吸着力を弱める。再度PSD513の出力値を確認し、PSD513の出力値が密着過程の同じ電圧印加でのPSD513の出力値に比べてほぼ等しい値となったことが確認できた場合、すなわち露光マスク501がフォトレジスト502から剥がれ始めたことが確認できた場合、さらに横効果型圧電アクチュエータ506への印加電圧値を減少させていき、露光マスク501の撓みを解消する。もし、PSD513の出力値が密着過程の同じ電圧印加でのPSD513の出力値に比べて小さい値となった場合は、再度横効果型圧電アクチュエータ506に印加電圧値ΔVaの増減を繰り返す動作をさせた後、PSD513の出力値を確認する。
When the output value of the
この動作を数回繰り返すことで、露光マスク501がフォトレジスト502から剥がれ始めを確認する。そして、横効果型圧電アクチュエータ506への印加電圧値を初期値まで減少させていき、露光マスク601の撓みを解消する。続いてバイモルフ型圧電アクチュエータ505の保持印加電圧値を減少させ印加電圧を初期値へ戻すことで露光マスク501を初期状態へ戻し、このときのPSD513の出力電圧値が初期値に戻ることで露光マスク501の撓みが解消されたことを検知する。
By repeating this operation several times, it is confirmed that the
以上のように、露光マスク501の薄膜となっている部分を挟み込む形で構成したバイモルフ型の圧電アクチュエータ505と横効果型圧電アクチュエータ506の2種類の圧電アクチュエータに電圧印加を施すことによって、露光マスク501とフォトレジスト502の密着剥離動作を行うことで、露光装置内の発塵を軽減させることができた。
また、露光マスク501とフォトレジスト502の剥離動作時においては、受光部PSD513の出力をモニターし、剥離が始まるべき横効果型圧電アクチュエータ506への印加電圧値で剥離が始まらない場合、剥離補助動作を用いて剥離を促すことで、露光マスク501にかかる過大な負荷による弾性劣化を軽減することができた。
As described above, by applying voltage to two types of piezoelectric actuators, ie, the bimorph
Also, during the peeling operation of the
100:露光マスク
101、205、206:マスク母材
102:遮光膜
103:微小開口
104:マスク支持体
105、106、207、208、303、304、403,404、505、506:圧電アクチュエータ
201、301、401、501:露光マスク
202、502:レジスト
203、503:基板
204、504:ステージ
205:マスク母材
206:遮光膜
209、508:露光光源
210 509:露光光
211、510:コリメータレンズ
212:光源
213:受光部
302、402:レジスト基板
507:露光マスク固定具
512:半導体レーザ
513:PSD(半導体位置検出器)
100: exposure masks 101, 205, 206: mask base material 102: light shielding film 103: microscopic aperture 104:
Claims (11)
前記密着・剥離工程における前記レジスト基板に対する前記露光マスクの密着及び剥離に、圧電アクチュエータを用いることを特徴とする近接場露光方法。 A near-field exposure method for performing exposure using a near-field that exudes from a minute opening formed in the exposure mask, using an adhesion / peeling step in which an elastically deformable exposure mask is deformed and adhered to a resist substrate and then peeled off. In
A near-field exposure method, wherein a piezoelectric actuator is used for adhesion and separation of the exposure mask with respect to the resist substrate in the adhesion / peeling step.
前記マスク変形手段が、圧電アクチュエータによって構成されていることを特徴とする近接場露光装置。 Proximity having an exposure mask that can be elastically deformed and a mask deformation means for deforming the exposure mask. The exposure mask is deformed by the mask deformation means to be in close contact with and peeled off from the resist substrate. In field exposure equipment,
The near field exposure apparatus characterized in that the mask deformation means is constituted by a piezoelectric actuator.
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WO2008129982A1 (en) * | 2007-04-19 | 2008-10-30 | Nikon Corporation | Substrate processing method and system, and device manufacturing method |
WO2014017458A1 (en) * | 2012-07-26 | 2014-01-30 | 富士フイルム株式会社 | Mask unit and exposure device |
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- 2004-09-27 JP JP2004280305A patent/JP2006093622A/en active Pending
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