JP2007292829A - Mask for near field exposure, method for manufacturing mask for near field exposure, near field exposure device and near field exposure method using this mask - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、近接場露光用マスク、近接場露光用マスクの作製方法、近接場露光装置及びこのマスクを用いた近接場露光方法に関し、特にマスク母材をゴム状弾性体材料で構成するようにした技術に関する。 The present invention relates to a near-field exposure mask, a method for producing a near-field exposure mask, a near-field exposure apparatus, and a near-field exposure method using the mask, and in particular, the mask base material is composed of a rubber-like elastic material. Related technology.
半導体メモリの大容量化やCPUプロセッサの高速化・大集積化の進展とともに、光リソグラフィーのさらなる微細化は必要不可欠のものとなっている。
一般に光リソグラフィー装置における微細加工限界は、用いる光の波長程度である。このため、光リソグラフィー装置に用いる光の短波長化が進み、現在は近紫外線レーザが用いられ、100nm程度の微細加工が可能となっている。
このように微細化が進む光リソグラフィーであるが、100nm以下の微細加工を行うためには、レーザのさらなる短波長化、その波長域でのレンズ開発等解決しなければならない課題も多い。
As the capacity of semiconductor memories increases and the speed and integration of CPU processors increase, further miniaturization of photolithography becomes indispensable.
In general, the limit of fine processing in an optical lithography apparatus is about the wavelength of light used. For this reason, the wavelength of light used in an optical lithography apparatus has been shortened, and near-ultraviolet lasers are currently used, and fine processing of about 100 nm is possible.
Although optical lithography is progressing in this way, there are many problems that need to be solved, such as further shortening the wavelength of the laser and developing a lens in that wavelength region, in order to perform microfabrication of 100 nm or less.
一方、光による100nm以下の微細加工を可能にする手段として、近接場光学顕微鏡(以下SNOMと略す)の構成を用いた微細加工装置が提案されている。例えば、100nm以下の大きさの微小開口から滲み出るエバネッセント光を用いてレジストに対し、光波長限界を越える局所的な露光を行う装置である。
しかしながら、これらのSNOM構成のリソグラフィ装置では、いずれも1本(または数本)の加工プローブで一書きのように微細加工を行っていく構成であるため、あまりスループットが向上しないという問題点を有していた。
On the other hand, a microfabrication apparatus using a configuration of a near-field optical microscope (hereinafter abbreviated as SNOM) has been proposed as means for enabling microfabrication of 100 nm or less by light. For example, it is an apparatus that performs local exposure exceeding the optical wavelength limit on a resist using evanescent light that oozes out from a minute aperture having a size of 100 nm or less.
However, these SNOM lithographic apparatuses have a problem that the throughput is not improved so much because they are configured to perform microfabrication with one (or several) processing probes as if they were one stroke. Was.
これらに対する方法として、近接場が遮光膜間から滲み出るようなパターンを有したフォトマスクを、基板上のフォトレジストに密着させて露光し、フォトマスク上の微細パターンを一度にフォトレジストに転写する、という方法が提案されている。
例えば、特許文献1では、このような近接場露光に際し、マスク基板厚さを薄くし、この薄い部分を圧力制御等により変形させることで、レジストとの密着剥離を行うことが提案されている。
また、非特許文献1では、1μm厚さのシリコンをマスク母材とした弾性変形可能なマスクを用い、空気圧で撓ませて基板にならわせる方法が提案されている。
また、特許文献2では、レジスト塗布基板をマスク側に撓ませて固定した状態で、マスクをレジスト塗布基板に押し当てることにより、レジスト塗布基板とマスクとの密着を確保することが提案されている。
For example, Patent Document 1 proposes that in such near-field exposure, the thickness of the mask substrate is reduced, and the thin portion is deformed by pressure control or the like to perform adhesion peeling with the resist.
Non-Patent Document 1 proposes a method in which an elastically deformable mask using silicon having a thickness of 1 μm as a mask base material is used to be bent into a substrate by air pressure.
In Patent Document 2, it is proposed that the resist-coated substrate and the mask be secured by pressing the mask against the resist-coated substrate while the resist-coated substrate is bent and fixed to the mask side. .
ところで、近接場露光により露光用波長よりも微細なパターンをレジストに転写するためには、この微小開口とレジスト間距離を極力近づける必要がある。
近接場光の強度分布は微小開口から離れるに従って急激に減衰するためである。
したがって、上記した従来例における特許文献1や非特許文献1では、マスク基板厚さを薄くし、この薄い部分を圧力制御等により変形させることで、レジストとの密着剥離を行う手法が採られている。
しかし、レジスト塗布基板には、基板に僅かなうねりや凹凸が存在する。このような基板に対して近接場露光を行うには、所望の領域においてうねりや凹凸へのマスクの密着を確保する必要があることから、上記従来例のものでは次ような不都合が生じる。
By the way, in order to transfer a pattern finer than the wavelength for exposure to the resist by near-field exposure, it is necessary to make the distance between the minute opening and the resist as close as possible.
This is because the intensity distribution of the near-field light attenuates rapidly as the distance from the minute aperture increases.
Therefore, in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 in the above-described conventional example, a technique is employed in which the mask substrate is thinned and the thin portion is deformed by pressure control or the like to perform adhesion peeling with the resist. Yes.
However, there are slight undulations and irregularities in the resist-coated substrate. In order to perform near-field exposure on such a substrate, it is necessary to ensure that the mask adheres to waviness and irregularities in a desired region.
例えば、特許文献1では、石英ガラスをマスク母材として用いたマスクを密着させて近接場露光が行われるが、これによると、剛直な機械的特性を有する石英を、半導体チップ製造に必要とされる面積、数cm四方にわたって全面に密着させることは困難である。
また、非特許文献1では、上記したように1μm厚さのシリコンをマスク母材とした弾性変形可能なマスクを用い、空気圧で撓ませて基板にならわせる方法が採られている。
しかし、このような方法では、生産性向上を目的としてマスクを迅速に密着剥離しようとすると、機械的強度の不足のため、圧力印加時または解放時にマスクが破壊される場合が生じる。
また、これ以外にも、マスク基板厚さを薄くすると、この薄い部分が壊れてしまうという問題が生じる。
マスク破壊の要因として、マスク作製のプロセス中の運搬、搬送、設置等のハンドリングミスが挙げられる。
また、レジスト露光プロセス中、マスクを高速に密着剥離しようとすると、マスクの薄い部分への局所的な変形により過度に応力が集中してしまうことが挙げられる。
近接場リソグラフィのスループット向上のため、マスクの大面積化を図るためマスク基板厚さが薄い部分を大きくしようとすると、上記破壊要因がさらに顕著となってくる。
さらに、密着剥離時に圧力制御を行うための圧力制御機構や、基板端から基板中心にかけて順番に剥離していくための駆動機構等を用いるために、装置構成が複雑となってくる。
For example, in Patent Document 1, near-field exposure is performed by closely attaching a mask using quartz glass as a mask base material. According to this, however, quartz having rigid mechanical characteristics is required for manufacturing a semiconductor chip. It is difficult to adhere to the entire surface over a certain area, several cm square.
In Non-Patent Document 1, as described above, a method is adopted in which an elastically deformable mask using silicon having a thickness of 1 μm as a mask base material is bent by air pressure and is made to be a substrate.
However, in such a method, when the mask is quickly adhered and peeled for the purpose of improving productivity, the mask may be destroyed when pressure is applied or released due to insufficient mechanical strength.
In addition to this, when the mask substrate thickness is reduced, there arises a problem that this thin portion is broken.
As a factor of mask destruction, handling mistakes such as transportation, transportation, and setting during the mask manufacturing process can be mentioned.
In addition, during the resist exposure process, if the mask is to be peeled and peeled at a high speed, the stress may be excessively concentrated due to local deformation of the thin portion of the mask.
In order to increase the area of the mask in order to improve the throughput of near-field lithography, the above-mentioned destruction factor becomes more prominent when an attempt is made to increase the portion where the mask substrate thickness is thin.
Furthermore, since the pressure control mechanism for performing pressure control at the time of adhesion peeling, the drive mechanism for peeling in order from the substrate edge to the center of the substrate, and the like are used, the apparatus configuration becomes complicated.
また、特許文献2では、上記したようにレジスト塗布基板をマスク側に撓ませて固定した状態で、マスクをレジスト塗布基板に押し当てることにより、レジスト塗布基板とマスクとの密着を確保する方法が採られている。
しかし、近接場露光時において、被露光基板にはすでに前段階の加工が施されている場合がある。
このような基板を撓ませると、すでに作製されているパターンの断線が起きる、内部構造の一部に応力集中が起きパターンが崩れる、一応に撓まない、という問題が生じる。
更に、被露光基板を撓ませても、マスク母材が石英等の固い材料である場合には、レジストとマスクを大面積全面にわたって密着させることは難しい。
In Patent Document 2, as described above, there is a method of ensuring adhesion between the resist coated substrate and the mask by pressing the mask against the resist coated substrate in a state where the resist coated substrate is bent and fixed to the mask side. It is taken.
However, in the near-field exposure, the substrate to be exposed may already be processed in the previous stage.
When such a substrate is bent, there arises a problem that a pattern already formed is disconnected, stress is concentrated in a part of the internal structure, the pattern is broken, and the pattern is not bent temporarily.
Furthermore, even if the substrate to be exposed is bent, it is difficult to bring the resist and the mask into close contact with each other over a large area if the mask base material is a hard material such as quartz.
本発明は、上記課題に鑑み、近接場露光用マスクの運搬、搬送、設置等のハンドリング時において壊れにくく、大面積にわたってマスクの遮光膜パターンとレジストとの密着剥離が容易で、装置構成が簡便となる近接場露光用マスクを提供することを目的とする。
また、上記目的に加え、大面積にわたってレジストとマスク遮光膜の開口パターンを、気泡を巻き込むことなくレジストに密着剥離させることができ、露光によるスループットの向上を図ることが可能となる近接場露光用マスクを提供することを目的とする。
さらに、上記特徴を有する近接場露光用マスクの作製方法、近接場露光装置及びこのマスクを用いた近接場露光方法を提供することを目的とする。
In view of the above problems, the present invention is not easily broken during handling, transport, installation, etc. of a near-field exposure mask, and the mask light-shielding film pattern and the resist are easily peeled and peeled over a large area, and the apparatus configuration is simple. An object of the present invention is to provide a near-field exposure mask.
In addition to the above purpose, the opening pattern of the resist and the mask light-shielding film can be peeled and adhered to the resist over a large area without involving bubbles, and the throughput can be improved by exposure. The object is to provide a mask.
Furthermore, it aims at providing the manufacturing method of the near field exposure mask which has the said characteristic, a near field exposure apparatus, and the near field exposure method using this mask.
本発明は上記課題を解決するため、次のように構成した近接場露光用マスク、近接場露光用マスクの作製方法、近接場露光装置及びこのマスクを用いた近接場露光方法を提供するものである。
本発明の近接場露光用マスクは、マスク母材と遮光膜とからなり、該遮光膜に露光用光の波長よりも小さい幅の開口を一つ以上含む開口パターンを有する近接場露光用マスクにおいて、
前記マスク母材が、前記露光用光に対して透明なゴム状弾性体によって構成されていることを特徴とする。
また、本発明の近接場露光用マスクは、前記ゴム状弾性体が、ポリジメチルシロキサンで形成されていることを特徴とする。
また、本発明の近接場露光用マスクは、前記マスク母材と前記遮光膜との間に、1層以上の前記マスク母材よりもヤング率の高い中間層を有することを特徴とする。
また、本発明の近接場露光用マスクは、前記中間層が、SiO2で形成されていることを特徴とする。
また、本発明の近接場露光用マスクは、前記中間層が、SiNで形成されていることを特徴とする。
また、本発明の近接場露光用マスクは、前記中間層が、SOGで形成されていることを特徴とする。
また、本発明の近接場露光用マスクは、前記マスク母材と前記遮光膜とが、該遮光膜側を凸形状の頂点として湾曲している湾曲形状を有していることを特徴とする。
また、本発明の近接場露光用マスクは、前記凸形状の湾曲の度合いが、曲率半径として7.8m以上であることを特徴とする。
また、本発明の近接場露光用マスクは、前記湾曲形状が、前記マスク母材と前記遮光膜とを湾曲した支持体上に設けることにより形成されていることを特徴とする。
また、本発明の近接場露光用マスクは、前記湾曲形状が、前記遮光膜を遮光膜側が湾曲している前記マスク母材上に設けることにより形成されていることを特徴とする。
また、本発明の近接場露光用マスクは、前記湾曲形状が、前記遮光膜側に湾曲させるための応力を有する膜を設けることにより形成されていることを特徴とする。
また、本発明は近接場露光用マスクの作製方法であって、ゴム状弾性体でマスク母材を形成する工程と、
遮光膜を形成する工程と、
前記遮光膜に露光用光の波長よりも小さい幅の開口を一つ以上含む開口パターンを形成する工程と、を有することを特徴とする。
また、本発明の上記近接場露光用マスクの作製方法は、前記遮光膜と上記マスク母材との間に、1層以上の前記マスク母材よりもヤング率の高い中間層を形成する工程を有することを特徴とする。
また、本発明は近接場露光用マスクの作製方法であって、凸形状に湾曲した支持体を形成する工程と、
前記支持体を用いてゴム状弾性体でマスク母材を形成する工程と、
遮光膜を形成する工程と、
前記遮光膜に露光用光の波長よりも小さい幅の開口を一つ以上含む開口パターンを形成する工程と、を有することを特徴とする。
また、本発明は近接場露光用マスクの作製方法であって、ゴム状弾性体で凸形状に湾曲したマスク母材を形成する工程と、
前記凸形状に形成されたマスク母材の凸側に、遮光膜を形成する工程と、
前記遮光膜に露光用光の波長よりも小さい幅の開口を一つ以上含む開口パターンを形成する工程と、を有することを特徴とする。
また、本発明は近接場露光用マスクの作製方法であって、ゴム状弾性体でマスク母材を形成する工程と、
遮光膜を形成する工程と、
遮光膜側に湾曲させるための応力を有する膜を形成する工程と、
前記遮光膜に露光用光の波長よりも小さい幅の開口を一つ以上含む開口パターンを形成する工程と、を有することを特徴とする。
また、本発明の近接場露光装置は、上記したいずれかに記載の近接場露光用マスク、または近接場露光用マスクの作製方法によって作製された近接場露光用マスクを支持する支持機構と、
前記近接場露光用マスクによって露光する基板を保持する保持機構と、
前記支持機構と前記近接場露光用マスクとの距離を近づける駆動機構と、
を有することを特徴とする。
また、本発明の近接場露光方法は、上記したいずれかに記載の近接場露光用マスク、または近接場露光用マスクの作製方法によって作製された近接場露光用マスクを用い、
前記近接場露光用マスクの遮光膜面側と、該近接場露光用マスクによって被露光レジスト面側とが接触した後、更に両者を近づけて露光を行うことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides a near-field exposure mask, a near-field exposure mask manufacturing method, a near-field exposure apparatus, and a near-field exposure method using the mask, which are configured as follows. is there.
The near-field exposure mask of the present invention is a near-field exposure mask comprising an opening pattern including a mask base material and a light-shielding film, and the light-shielding film includes one or more openings having a width smaller than the wavelength of the exposure light. ,
The mask base material is formed of a rubber-like elastic body that is transparent to the exposure light.
In the near-field exposure mask of the present invention, the rubber-like elastic body is made of polydimethylsiloxane.
The near-field exposure mask of the present invention is characterized in that an intermediate layer having a Young's modulus higher than that of the mask base material of one or more layers is provided between the mask base material and the light shielding film.
Further, the near field exposure mask of the present invention, the intermediate layer, characterized in that it formed of SiO 2.
The near-field exposure mask of the present invention is characterized in that the intermediate layer is made of SiN.
The near-field exposure mask of the present invention is characterized in that the intermediate layer is made of SOG.
In the near-field exposure mask of the present invention, the mask base material and the light shielding film have a curved shape that is curved with the light shielding film side as a convex vertex.
The near-field exposure mask of the present invention is characterized in that the degree of curvature of the convex shape is 7.8 m or more as a radius of curvature.
In the near-field exposure mask of the present invention, the curved shape is formed by providing the mask base material and the light shielding film on a curved support.
In the near-field exposure mask of the present invention, the curved shape is formed by providing the light shielding film on the mask base material curved on the light shielding film side.
The near-field exposure mask of the present invention is characterized in that the curved shape is formed by providing a film having a stress for curving on the light shielding film side.
Further, the present invention is a method for producing a near-field exposure mask, the step of forming a mask base material with a rubber-like elastic body,
Forming a light shielding film;
Forming an opening pattern including at least one opening having a width smaller than the wavelength of the exposure light on the light shielding film.
Further, the method for producing the near-field exposure mask of the present invention includes a step of forming an intermediate layer having a Young's modulus higher than that of the mask base material of one or more layers between the light shielding film and the mask base material. It is characterized by having.
Further, the present invention is a method for producing a near-field exposure mask, the step of forming a support curved in a convex shape,
Forming a mask base material with a rubber-like elastic body using the support;
Forming a light shielding film;
Forming an opening pattern including at least one opening having a width smaller than the wavelength of the exposure light on the light shielding film.
Further, the present invention is a method for producing a near-field exposure mask, the step of forming a mask base material curved in a convex shape with a rubber-like elastic body,
Forming a light shielding film on the convex side of the mask base material formed in the convex shape;
Forming an opening pattern including at least one opening having a width smaller than the wavelength of the exposure light on the light shielding film.
Further, the present invention is a method for producing a near-field exposure mask, the step of forming a mask base material with a rubber-like elastic body,
Forming a light shielding film;
Forming a film having a stress to bend toward the light shielding film side;
Forming an opening pattern including at least one opening having a width smaller than the wavelength of the exposure light on the light shielding film.
Further, the near-field exposure apparatus of the present invention, a support mechanism for supporting the near-field exposure mask produced by any of the above-described near-field exposure mask or the near-field exposure mask production method,
A holding mechanism for holding a substrate exposed by the near-field exposure mask;
A drive mechanism for reducing the distance between the support mechanism and the near-field exposure mask;
It is characterized by having.
Further, the near-field exposure method of the present invention uses the near-field exposure mask described in any of the above, or a near-field exposure mask produced by the method for producing a near-field exposure mask,
After the light shielding film surface side of the near-field exposure mask and the resist surface side to be exposed are brought into contact with each other by the near-field exposure mask, exposure is performed by bringing them closer together.
本発明によれば、近接場露光用マスクの運搬、搬送、設置等のハンドリング時において壊れにくく、大面積にわたってマスクの遮光膜パターンとレジストとの密着剥離が容易で、装置構成が簡便となる。
また、大面積にわたってレジストとマスク遮光膜の開口パターンを、気泡を巻き込むことなくレジストに密着剥離させることができ、露光によるスループットの向上を図ることが可能となる。
According to the present invention, the handling of the near-field exposure mask is difficult to break during handling, transportation, installation, etc., and the light-shielding film pattern of the mask and the resist are easily peeled off over a large area, and the apparatus configuration is simplified.
In addition, the opening pattern of the resist and the mask light-shielding film can be adhered and peeled from the resist without entraining bubbles over a large area, thereby improving the throughput by exposure.
つぎに、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本実施の形態では、近接場露光用マスクのマスク母材を、ゴム状弾性体で形成する。
ここでのゴム状弾性体とは、ガラスや金属に比べて大きく変形し、除荷すれば元の形状に復元する物質を意味している。具体的には、ヤング率が1MPa以上1GPa以下のものとする。
また、ゴム状弾性体としては、例えば、ポリジメチルシロキサン(以下、PDMSと記す)が挙げられる。
PDMSは波長250nm以上において透明である。PDMSの具体例としては、ダウ・コーニング社(Dow Corning Company)によって製造され、Sylgard(登録商標)として市販されているSylgard182、184および186などが挙げられる。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail.
In the present embodiment, the mask base material of the near-field exposure mask is formed of a rubber-like elastic body.
The rubber-like elastic body here means a substance that is greatly deformed compared to glass or metal and restores its original shape when unloaded. Specifically, the Young's modulus is 1 MPa or more and 1 GPa or less.
Moreover, as a rubber-like elastic body, polydimethylsiloxane (henceforth PDMS) is mentioned, for example.
PDMS is transparent at wavelengths of 250 nm and above. Specific examples of PDMS include Sylgard 182, 184, and 186 manufactured by Dow Corning Company and marketed as Sylgard®.
このようにマスク母材をゴム状弾性体で形成することにより、マスクを大面積化しても近接場露光用マスクの運搬、搬送、設置等のハンドリングにおいて壊れにくくすることができる。
また、大面積にわたってレジストとマスク遮光膜の開口パターンを、レジストに高速に密着剥離させることができるので、露光のスループットが向上する。
また、上下駆動のみでマスクとレジストとを密着剥離させることができるため、近接場露光装置の構成が簡便となるので、装置コストの低減が実現できる。
更に、マスクを凸構造とすることにより、大面積にわたってレジストとマスク遮光膜の開口パターンを、気泡を巻き込むことなくレジストに高速に密着剥離させることができるので、露光のスループットを向上させることができる。
By forming the mask base material with a rubber-like elastic body in this way, even when the mask is enlarged, it is possible to make it difficult to break in handling, transport, installation, etc. of the near-field exposure mask.
Further, since the opening pattern of the resist and the mask light-shielding film can be adhered and peeled from the resist at a high speed over a large area, the exposure throughput is improved.
In addition, since the mask and the resist can be adhered and peeled only by the vertical drive, the configuration of the near-field exposure apparatus becomes simple, and the apparatus cost can be reduced.
Furthermore, by making the mask have a convex structure, the opening pattern of the resist and the mask light-shielding film can be adhered to and peeled from the resist at high speed without involving bubbles, so that the exposure throughput can be improved. .
以下に、上記本発明の構成を適用した実施例について説明する。
[実施例1]
実施例1においては、マスク母材をゴム状弾性体で構成した近接場露光用マスクについて説明する。
図1に、本実施例のマスク母材をゴム状弾性体で構成した近接場露光用マスクの基本構成を示す。
図1に示されるように、本実施例の近接場露光用マスクは、ゴム状弾性体マスク母材100、遮光膜102と、この遮光膜に形成された微小開口101とにより構成されている。
マスク母材として選択するゴム状弾性体は、露光用光に対する透過性があり、ヤング率が1MPa〜1GPaのものが好ましく、1MPa〜100MPaのものが特に好ましい。
また、マスク作製プロセスにおいて使用する薬品に対する耐性のあるものや、マスク作製プロセスや近接場露光中にかかる熱に対する変形量が少ないものがより好ましい。
Examples to which the configuration of the present invention is applied will be described below.
[Example 1]
In Example 1, a near-field exposure mask having a mask base material made of a rubber-like elastic body will be described.
FIG. 1 shows a basic configuration of a near-field exposure mask in which the mask base material of this embodiment is made of a rubber-like elastic body.
As shown in FIG. 1, the near-field exposure mask of this embodiment is composed of a rubber-like elastic mask base material 100, a
The rubber-like elastic body selected as the mask base material is transmissive to exposure light, and preferably has a Young's modulus of 1 MPa to 1 GPa, particularly preferably 1 MPa to 100 MPa.
Further, those having resistance to chemicals used in the mask manufacturing process and those having a small amount of deformation with respect to heat applied during the mask manufacturing process or near-field exposure are more preferable.
マスク母材として使用するゴム状弾性体の具体的な材料として、一般には、エラストマー(elastomer)と呼ばれる高分子材料が好ましい。
エラストマーには、架橋エラストマーと熱可塑性エラストマーがあるが、高耐熱性、低熱膨張係数の観点から架橋エラストマーが好ましい。
架橋エラストマーとしては、例えば、ポリジメチルシロキサン(PDMS)などのシリコーン系、スチレン系(SBC)、オレフィン系(TPO)、塩ビ系(TPVC)、ウレタン系(PU)、エステル系(TPEE)、アミド系(TPAE)などがある。
本実施例では、ゴム状弾性体としてPDMSを用いた例を示すが、近接場露光用マスク母材の材料として本発明はこれらに限定されるものではなく、上記条件を満たすものであれば良い。
As a specific material of the rubber-like elastic body used as a mask base material, a polymer material called an elastomer is generally preferable.
The elastomer includes a crosslinked elastomer and a thermoplastic elastomer, and the crosslinked elastomer is preferable from the viewpoint of high heat resistance and a low thermal expansion coefficient.
Examples of the crosslinked elastomer include silicones such as polydimethylsiloxane (PDMS), styrenes (SBC), olefins (TPO), vinyl chlorides (TPVC), urethanes (PU), esters (TPEE), and amides. (TPAE).
In the present embodiment, an example using PDMS as a rubber-like elastic body is shown, but the present invention is not limited to these as a material for a near-field exposure mask base material, and any material satisfying the above conditions may be used. .
近接場露光では、微小開口101の断面形状が、開口近傍の近接場分布に大きく寄与する。
このため、遮光膜102材料としては、露光用光に対する遮光性が高いことはもちろんのこと、微小開口パターンの形成が容易である材料を選択することが必要である。
具体的には、露光用波長としてi線(波長:365nm)を用いる場合、遮光性が高い材料はCr、Al、AlSi、c−Si、p−Si、a−Si等が挙げられる。これらのうちでは更に、微小開口パターンの形成が容易なものとして、c−Si、p−Siやa−Siがより好ましい。
In the near-field exposure, the cross-sectional shape of the minute aperture 101 greatly contributes to the near-field distribution near the aperture.
For this reason, as the
Specifically, when i-line (wavelength: 365 nm) is used as the exposure wavelength, examples of the material having high light shielding properties include Cr, Al, AlSi, c-Si, p-Si, and a-Si. Among these, c-Si, p-Si, and a-Si are more preferable because the formation of the minute opening pattern is easy.
つぎに、本実施例の近接場露光マスクの作製方法を、図2を用いて説明する。まず、平滑な基板200上にPDMS(図示せず)を塗布し、ベークを行う(図2(a))。
平滑基板200としては、PDMSの離型性の観点から、少なくとも片面が鏡面仕上げされたシリコン基板が好ましい。
塗布の方法としては、浸漬法、スピン塗布、スプレー塗布、気相蒸着などで行うことができる。本発明ではスピン塗布が好ましい。
ベークはホットプレート、熱風乾燥機などの加熱手段を用い、100〜200℃で10〜60分程度で行う。
PDMSの膜厚としては、硬化後の厚さで0.1〜1000μm、好ましくは1〜100μmとする。
Next, a manufacturing method of the near-field exposure mask of this embodiment will be described with reference to FIG. First, PDMS (not shown) is applied on a smooth substrate 200 and baked (FIG. 2A).
The smooth substrate 200 is preferably a silicon substrate having at least one surface mirror-finished from the viewpoint of releasability of PDMS.
As a coating method, dipping, spin coating, spray coating, vapor deposition, or the like can be used. In the present invention, spin coating is preferred.
Baking is performed at 100 to 200 ° C. for about 10 to 60 minutes using a heating means such as a hot plate or hot air dryer.
The film thickness of PDMS is 0.1 to 1000 μm, preferably 1 to 100 μm, after curing.
次に、基板から、マスク母材となるPDMS膜201を剥離する(図2(b))。
ここで、ハンドリングや装置への搭載時に、PDMS膜201のみでは耐性が不十分な場合は、平滑な基板200から剥離したPDMS膜201を、露光用光の透過性の良い基板(図示せず。例えば石英板など)へ貼り付ける。
或いは、平滑な基板200を、元々露光用光を透過する基板としておく。
次に、このようにして作製したマスク母材202に対し、遮光膜203を成膜する(図2(c))。
遮光膜203の成膜には、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、抵抗加熱蒸着法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法等の成膜方法から、最適な方法を選択する。
その際、遮光膜203の応力や熱収縮等により、遮光膜にクラックが入らないように、応力制御、熱膨張係数制御、遮光膜成膜時のパラメータ制御等の成膜条件を選択する。
Next, the
Here, if the
Alternatively, the smooth substrate 200 is originally a substrate that transmits the exposure light.
Next, a light shielding film 203 is formed on the
For the formation of the light shielding film 203, an optimum method is selected from film formation methods such as sputtering, electron beam evaporation, resistance heating evaporation, and CVD (Chemical Vapor Deposition).
At this time, film formation conditions such as stress control, thermal expansion coefficient control, and parameter control during film formation of the light shielding film are selected so that the light shielding film does not crack due to stress or thermal contraction of the light shielding film 203.
次に、遮光膜203に対して、露光パターンとなる開口パターンを形成する。加工方法として、特に露光用波長よりも小さい幅の開口パターンを形成する方法として、以下の方法がある。
FIB(集束イオンビーム)を用いて遮光膜を直接加工する、遮光膜上にEB(電子ビーム)用レジストを塗布、EB描画装置にてEB用レジストを露光後、現像し、エッチングによって遮光膜にパターンを転写する等である。
以上のようにして、近接場露光用マスクを作製する(図2(d))。
マスク母材をゴム状弾性体とすることで、近接場露光用マスクの運搬、搬送、設置等のハンドリング時においても壊れにくいマスクが実現できる。
更に、マスクを大面積化しても壊れにくいマスクが実現できる。
Next, an opening pattern to be an exposure pattern is formed on the light shielding film 203. As processing methods, there are the following methods as methods for forming an opening pattern having a width smaller than the wavelength for exposure.
The light shielding film is directly processed using FIB (focused ion beam), EB (electron beam) resist is coated on the light shielding film, the EB resist is exposed with an EB drawing apparatus, developed, and etched to form the light shielding film. For example, a pattern is transferred.
As described above, a near-field exposure mask is manufactured (FIG. 2D).
By making the mask base material a rubber-like elastic body, it is possible to realize a mask that is hard to break even during handling such as transport, transport, and installation of a near-field exposure mask.
Furthermore, it is possible to realize a mask that is difficult to break even if the mask is enlarged.
ここで、必要に応じて、図3に示すように、遮光膜203とマスク母材202との間に、中間層204を形成してもよい。
例えば、露光時の図内左右方向精度を更に向上させるために、露光用波長に対して透明で、マスク母材よりもヤング率の高い中間層204を成膜する。
具体的には、例えば、中間層としてSiO2層を100nm以下の膜厚にて形成することで、左右方向の精度を高めることができる。
他には、SiNやSOG等の材料を中間層として用いることができる。
また、マスク母材と遮光膜との密着性が悪い場合には、その密着性を高める目的で中間層を形成してもよい。
Here, if necessary, an intermediate layer 204 may be formed between the light shielding film 203 and the
For example, in order to further improve the accuracy in the horizontal direction in the drawing during exposure, an intermediate layer 204 that is transparent to the exposure wavelength and has a higher Young's modulus than the mask base material is formed.
Specifically, for example, by forming the SiO 2 layer as an intermediate layer with a film thickness of 100 nm or less, the accuracy in the left-right direction can be increased.
In addition, materials such as SiN and SOG can be used as the intermediate layer.
If the adhesion between the mask base material and the light shielding film is poor, an intermediate layer may be formed for the purpose of improving the adhesion.
つぎに、上記のようにして作製した近接場露光用マスクを用いた近接場露光装置と、それによる近接場露光方法について、図4を用いて説明する。
図4において、本実施例に用いられる近接場露光装置は、近接場露光用マスクを支持するマスク支持体300と、該近接場露光用マスクによって露光する基板を保持する基板保持体303と、これらの距離を近づける駆動機構(不図示)を備えている。
近接場露光に際して、まず、マスク母材100と遮光膜102とからなる近接場露光用マスク400を、マスク支持体300によって近接場露光装置に設置する。
図4では、マスク支持体300を図上側に配置しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、近接場露光用マスク400が固定されればよい。
マスク支持体300が、露光用光の光路上にあるようであれば、その光路部分は露光用光に対する透過率をあげておく。
Next, a near-field exposure apparatus using the near-field exposure mask produced as described above and a near-field exposure method using the near-field exposure mask will be described with reference to FIG.
In FIG. 4, the near-field exposure apparatus used in this embodiment includes a mask support 300 that supports a near-field exposure mask, a substrate holder 303 that holds a substrate exposed by the near-field exposure mask, and these Is provided with a drive mechanism (not shown).
In the near-field exposure, first, a near-field exposure mask 400 composed of the mask base material 100 and the light-shielding
In FIG. 4, the mask support 300 is arranged on the upper side of the figure, but the present invention is not limited to this, and it is sufficient that the near-field exposure mask 400 is fixed.
If the mask support 300 is on the optical path of the exposure light, the optical path portion increases the transmittance for the exposure light.
次に、レジスト301を塗布した基板302を、基板保持体303上に設置する(図4(a))。
次に、近接場露光用マスク400と、レジスト301とを必要に応じてアライメントし、駆動機構(図示せず)を用いて両者を図面上下方向にのみ動かすことで、図4(b)のように密着させる。
基板302に凹凸構造がある場合は、図5(a)のように遮光膜102とレジスト301との一部のみ密着する状況ができる。
この場合には、両者を上下方向に更に押し付ける。レジスト301表面の凹凸形状500に対しても、ゴム状弾性体で形成されたマスク母材100のレジスト301側のみが変形し、ならうこと(図5(b))により、大面積にわたり容易に、良好に密着させることが可能である。
次に、遮光膜102とレジスト301とを密着させた状態で露光用光を照射した後、両者を剥離する。
マスク母材100がゴム状弾性体で形成されているため、マスク基板厚さが薄いものと比較して、更に高速な密着剥離動作を行うことができる。また、レジスト301の凹凸に対するならい性にも優れている。
装置の駆動機構としては、図5紙面において上下運動だけで良いので、ポンプ等の加圧・減圧機構や、マスク端から順番に密着・剥離するための複雑な機構を必要とせず、装置構成が簡便となる。
このようにして露光を行ったレジスト塗布基板に対し、ベークや現像等必要なプロセスを行うことで、近接場露光パターンを形成することができる。
Next, the
Next, the near-field exposure mask 400 and the resist 301 are aligned as necessary, and both are moved only in the vertical direction of the drawing using a driving mechanism (not shown), as shown in FIG. Adhere to.
When the
In this case, both are further pressed up and down. Even with respect to the concavo-convex shape 500 on the surface of the resist 301, only the resist 301 side of the mask base material 100 formed of a rubber-like elastic body is deformed, and can easily follow a large area (FIG. 5B). It is possible to achieve good adhesion.
Next, after the light for exposure is irradiated with the
Since the mask base material 100 is formed of a rubber-like elastic body, it is possible to perform a contact and peeling operation at a higher speed as compared with a mask substrate having a small thickness. In addition, the resist 301 has excellent resistance to unevenness.
As the drive mechanism of the apparatus, only the up and down movement is required on the paper surface of FIG. It becomes simple.
A near-field exposure pattern can be formed by performing necessary processes such as baking and development on the resist-coated substrate thus exposed.
[実施例2]
つぎに、本発明の実施例2における遮光膜側が凸形状の頂点となるよう、緩やかに湾曲している近接場露光用マスクについて説明する。
図6に、本実施例における近接場露光用マスクの基本構成を示す。
図6に示されるように、本発明の近接場露光用マスクは、ゴム状弾性体マスク母材600と、遮光膜602と、この遮光膜に形成された微小開口601とにより構成されている。
マスク母材として選択するゴム状弾性体は、露光用光に対する透過性があり、ヤング率が1MPa〜1GPaのものが好ましく、1MPa〜100MPaのものが特に好ましい。
また、マスク作製プロセスにおいて使用する薬品に対する耐性のあるものや、マスク作製プロセスや近接場露光中にかかる熱に対する変形量が少ないものがより好ましい。
[Example 2]
Next, a description will be given of a near-field exposure mask that is gently curved so that the light shielding film side in the second embodiment of the present invention has a convex apex.
FIG. 6 shows the basic configuration of the near-field exposure mask in this embodiment.
As shown in FIG. 6, the near-field exposure mask of the present invention includes a rubber-like elastic mask base material 600, a
The rubber-like elastic body selected as the mask base material is transmissive to exposure light, and preferably has a Young's modulus of 1 MPa to 1 GPa, particularly preferably 1 MPa to 100 MPa.
Further, those having resistance to chemicals used in the mask manufacturing process and those having a small amount of deformation with respect to heat applied during the mask manufacturing process or near-field exposure are more preferable.
マスク母材として使用するゴム状弾性体の具体的な材料として、一般には、エラストマー(elastomer)と呼ばれる高分子材料が好ましい。
エラストマーには、架橋エラストマーと熱可塑性エラストマーがあるが、高耐熱性、低熱膨張係数の観点から架橋エラストマーが好ましい。
架橋エラストマーとしては、例えば、ポリジメチルシロキサン(PDMS)などのシリコーン系、スチレン系(SBC)、オレフィン系(TPO)、塩ビ系(TPVC)、ウレタン系(PU)、エステル系(TPEE)、アミド系(TPAE)などがある。
本実施例では、ゴム状弾性体としてPDMSを用いた例を示すが、近接場露光用マスク母材の材料として本発明はこれらに限定されるものではなく、上記条件を満たすものであれば良い。
As a specific material of the rubber-like elastic body used as a mask base material, a polymer material called an elastomer is generally preferable.
The elastomer includes a crosslinked elastomer and a thermoplastic elastomer, and the crosslinked elastomer is preferable from the viewpoint of high heat resistance and a low thermal expansion coefficient.
Examples of the crosslinked elastomer include silicones such as polydimethylsiloxane (PDMS), styrenes (SBC), olefins (TPO), vinyl chlorides (TPVC), urethanes (PU), esters (TPEE), and amides. (TPAE).
In this embodiment, an example using PDMS as a rubber-like elastic body is shown, but the present invention is not limited to these as a material for a near-field exposure mask base material, and any material satisfying the above conditions may be used. .
近接場露光では、微小開口601の断面形状が、開口近傍の近接場分布に大きく寄与する。このため、遮光膜602材料としては、露光用光に対する遮光性が高いことはもちろんのこと、微小開口パターンの形成が容易である材料を選択することが必要である。
具体的には、露光用波長としてi線(波長:365nm)を用いる場合、遮光性が高い材料はCr、Al、AlSi、c−Si、p−Si、a−Si等が挙げられる。これらのうちでは更に、微小開口パターンの形成が容易なものとして、c−Si、p−Siやa−Siがより好ましい。
これらについては、上記した実施例1と同様である。
In the near-field exposure, the cross-sectional shape of the minute aperture 601 greatly contributes to the near-field distribution near the aperture. For this reason, as the
Specifically, when i-line (wavelength: 365 nm) is used as the exposure wavelength, examples of the material having high light shielding properties include Cr, Al, AlSi, c-Si, p-Si, and a-Si. Among these, c-Si, p-Si, and a-Si are more preferable because the formation of the minute opening pattern is easy.
These are the same as in the first embodiment.
つぎに、本発明の近接場露光マスクの構成と、作製方法を、図7、図8、図9及び図10を用いて説明する。
初めに図7を用いて、本実施例の第1の形態による湾曲した支持体上にマスク母材と遮光膜を形成する近接場露光用マスクの作製方法を説明する。
まず、少なくともその片面が湾曲した形状である支持体603を用意する(図7(a))。支持体603としては、露光用光を透過する材料を選択する。
本実施例では、石英ガラスを用いた例を述べるが、本発明はこれに限定されるものではない。
湾曲形状として、遮光膜に形成されるパターンのほぼ中心が凸となるよう、また、その凸部分の高さが10μm程度となるものを用意する(これは、湾曲形状全体の大きさを25mmφとしたときの、曲率半径として、約7.81mに相当する)。
例えば、平坦な石英ガラス板に対して、研磨、レーザビーム加工、リソグラフィーとエッチングやめっきなど、半導体プロセス技術の組み合わせ等を行うことで加工を行う。或いは、凹形状を有する型を作製し、それに支持体材料を流し込んで成形することにより凸形状を有する支持体を作製する。
Next, the structure and manufacturing method of the near-field exposure mask of the present invention will be described with reference to FIG. 7, FIG. 8, FIG. 9, and FIG.
First, a method for producing a near-field exposure mask for forming a mask base material and a light-shielding film on a curved support according to the first embodiment of the present embodiment will be described with reference to FIG.
First, a support body 603 having at least one curved surface is prepared (FIG. 7A). As the support 603, a material that transmits exposure light is selected.
In this embodiment, an example using quartz glass will be described, but the present invention is not limited to this.
Prepare a curved shape so that the center of the pattern formed on the light-shielding film is convex, and the height of the convex portion is about 10 μm (this means that the entire curved shape has a size of 25 mmφ). Is equivalent to about 7.81 m as the radius of curvature.
For example, a flat quartz glass plate is processed by performing a combination of semiconductor process techniques such as polishing, laser beam processing, lithography, etching, and plating. Or the type | mold which has a concave shape is produced, the support body which has a convex shape is produced by pouring a support material into it and shape | molding it.
次に、この支持体603上に、ゴム状弾性体マスク母材として、PDMSを塗布し、ベークを行う。
塗布の方法としては、浸漬法、スピン塗布、スプレー塗布、気相蒸着などで行うことができる。
ベークはホットプレート、熱風乾燥機などの加熱手段を用い、100〜200℃、10〜60分程度で行う。PDMSの膜厚としては、硬化後の厚さで0.1〜1000μm、好ましくは1〜100μmとする。
Next, PDMS is applied as a rubber-like elastic mask base material on the support 603 and baked.
As a coating method, dipping, spin coating, spray coating, vapor deposition, or the like can be used.
Baking is performed at 100 to 200 ° C. for about 10 to 60 minutes using a heating means such as a hot plate or hot air dryer. The film thickness of PDMS is 0.1 to 1000 μm, preferably 1 to 100 μm, after curing.
このようにして作製したゴム状弾性体マスク母材600に対し、遮光膜602を成膜する。
遮光膜602の成膜には、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、抵抗加熱蒸着法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法等の成膜方法から、最適な方法を選択する。
その際、遮光膜602の応力や熱収縮等により、遮光膜にクラックが入らないように、応力制御、熱膨張係数制御、遮光膜成膜時のパラメータ制御等の成膜条件を選択する。
A
For the formation of the light-shielding
At this time, film formation conditions such as stress control, thermal expansion coefficient control, and parameter control during film formation of the light shielding film are selected so that the light shielding film is not cracked due to stress, thermal contraction, or the like of the
次に、遮光膜602に対して、露光パターンとなる開口パターンを形成する。加工方法として、特に露光用波長よりも小さい幅の開口パターンを形成する場合には、以下の方法を選択する。
FIB(集束イオンビーム)を用いて遮光膜を直接加工する、遮光膜上にEB(電子ビーム)用レジストを塗布、EB描画装置にてEB用レジストを露光後、現像し、エッチングによって遮光膜にパターンを転写する等の方法がある。
上記のようにして、近接場露光用マスクを作製する(図7(b))。
上記説明では、一つのマスクに対して凸形状が一つの場合の構成例について説明したが、図11に示すように、必要に応じて凸形状を複数作製してもよい。
特に、微細パターンと微細パターンが大きく離れている場合には、それぞれのパターン中心が凸形状の最高点となるように設計し、お互いの高さを揃えることにより、微細パターンとレジストとの密着までの時間をより短縮することができる。
Next, an opening pattern serving as an exposure pattern is formed on the
The light shielding film is directly processed using FIB (focused ion beam), EB (electron beam) resist is coated on the light shielding film, the EB resist is exposed with an EB drawing apparatus, developed, and etched to form the light shielding film. There are methods such as transferring a pattern.
As described above, a near-field exposure mask is produced (FIG. 7B).
In the above description, an example of a configuration in which one convex shape is provided for one mask has been described. However, as shown in FIG. 11, a plurality of convex shapes may be produced as necessary.
In particular, when the fine pattern and the fine pattern are far apart, the center of each pattern is designed to be the highest point of the convex shape, and by aligning the height of each other, the adhesion between the fine pattern and the resist is achieved. This time can be further shortened.
つぎに、図8を用いて本実施例の第2の形態によるマスク母材の遮光膜側が湾曲している近接場露光用マスクの作製方法を説明する。
まず、片面が凹型に湾曲した形状である型703を用意する(図8(a))。
凹形状としては、その深さが10μm程度のものを作製する(これは、湾曲形状全体の大きさを25mmφとしたときの、曲率半径として、約7.81mに相当する)。
凹形状内部の平滑性はできるだけ良いことが望ましい。型材料に対して、研磨、レーザビーム加工、リソグラフィーとエッチングやめっきなど半導体プロセス技術の組み合わせ等を行うことで加工を行う。
型材料としては、マスク母材形成のためのベーク温度に耐えられ、マスク母材を良好に剥離できるものであれば何でも良い。
Next, a manufacturing method of a near-field exposure mask in which the light shielding film side of the mask base material according to the second embodiment of the present embodiment is curved will be described with reference to FIG.
First, a mold 703 having one side curved in a concave shape is prepared (FIG. 8A).
A concave shape having a depth of about 10 μm is manufactured (this corresponds to a radius of curvature of about 7.81 m when the entire curved shape is 25 mmφ).
It is desirable that the smoothness inside the concave shape be as good as possible. The mold material is processed by polishing, laser beam processing, lithography and a combination of semiconductor process technologies such as etching and plating.
Any mold material may be used as long as it can withstand the baking temperature for forming the mask base material and can peel the mask base material satisfactorily.
次に、ゴム状弾性体マスク母材として、PDMS701を用いてPDMS膜702を成形する(図8(a))。
この形成に際し、型703に対して、スピン塗布、スプレー塗布、気相蒸着、流しこみなどで行うことができる。
ベークはホットプレート、熱風乾燥機などの加熱手段を用い、100〜200℃、10〜60分程度で行う。PDMS膜の膜厚としては、硬化後の厚さで0.1〜1000μm、好ましくは1〜100μmとする。
Next, a PDMS film 702 is formed using PDMS 701 as a rubber-like elastic mask base material (FIG. 8A).
In this formation, the mold 703 can be formed by spin coating, spray coating, vapor deposition, casting, or the like.
Baking is performed at 100 to 200 ° C. for about 10 to 60 minutes using a heating means such as a hot plate or hot air dryer. The film thickness of the PDMS film is 0.1 to 1000 μm, preferably 1 to 100 μm, after curing.
次に、基板から、マスク母材となるPDMS膜702を剥離する(図8(b))。
ここで、ハンドリングや装置への搭載時に、PDMS膜702のみでは耐性が不十分な場合は、型703から剥離したPDMS膜702を、例えば、石英板などの露光用光の透過性の良い支持基板603(図8(c))へ貼り付ける。
このようにして作製したPDMS膜702からなるゴム状弾性体マスク母材704に対し、遮光膜705を成膜する。
遮光膜705の成膜には、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、抵抗加熱蒸着法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法等の成膜方法から、最適な方法を選択する。
その際、遮光膜705の応力や熱収縮等により、遮光膜にクラックが入らないように、応力制御、熱膨張係数制御、遮光膜成膜時のパラメータ制御等の成膜条件を選択する。
Next, the PDMS film 702 serving as a mask base material is peeled from the substrate (FIG. 8B).
Here, if the PDMS film 702 alone is insufficient in handling or mounting on a device, the PDMS film 702 peeled off from the mold 703 is replaced with a support substrate with good exposure light transmittance such as a quartz plate. Affixed to 603 (FIG. 8C).
A light shielding film 705 is formed on the rubber-like elastic mask base material 704 made of the PDMS film 702 thus manufactured.
For the formation of the light shielding film 705, an optimum method is selected from film formation methods such as sputtering, electron beam evaporation, resistance heating evaporation, and CVD (Chemical Vapor Deposition).
At this time, film formation conditions such as stress control, thermal expansion coefficient control, and parameter control during film formation of the light shielding film are selected so that the light shielding film does not crack due to stress, thermal contraction, or the like of the light shielding film 705.
次に、遮光膜705に対して、露光パターンとなる開口パターンを形成する(図8(d))。
加工方法として、特に露光用波長よりも小さい幅の開口パターンを形成する場合には、以下の方法を選択する。
FIB(集束イオンビーム)を用いて遮光膜を直接加工する、遮光膜上にEB(電子ビーム)用レジストを塗布、EB描画装置にてEB用レジストを露光後、現像し、エッチングによって遮光膜にパターンを転写する等の方法である。
上記説明では、一つのマスクに対して凸形状が一つの場合についての構成例について説明したが、必要に応じて図11に示すように、凸形状を複数作製してもよい。
特に、微細パターンと微細パターンが大きく離れている場合には、それぞれのパターン中心が凸形状の最高点となるように設計し、お互いの高さを揃えることにより、微細パターンとレジストとの密着までの時間をより短縮することができる。
Next, an opening pattern to be an exposure pattern is formed on the light shielding film 705 (FIG. 8D).
As a processing method, the following method is selected particularly when an opening pattern having a width smaller than the exposure wavelength is formed.
The light shielding film is directly processed using FIB (focused ion beam), EB (electron beam) resist is coated on the light shielding film, the EB resist is exposed with an EB drawing apparatus, developed, and etched to form the light shielding film. It is a method such as transferring a pattern.
In the above description, the configuration example in the case where there is one convex shape for one mask has been described, but a plurality of convex shapes may be produced as shown in FIG. 11 as necessary.
In particular, when the fine pattern and the fine pattern are far apart, the center of each pattern is designed to be the highest point of the convex shape, and by aligning the height of each other, the adhesion between the fine pattern and the resist is achieved. This time can be further shortened.
つぎに、本実施例の第3の形態によるマスクを遮光膜側に湾曲させるための膜を有している近接場露光用マスクの作製方法を、図9を用いて説明する。
まず、支持体603を用意する(図9(a))。
この支持体603に、応力を有する膜800を形成することで、凸形状とする(図9(b))。
応力を有する膜800としては、例えばSiO2やSiN膜などとする。
その成膜条件を選択することで応力制御を行い、高さが10μm程度となる凸形状を形成する。
Next, a manufacturing method of a near-field exposure mask having a film for curving the mask according to the third embodiment of the present embodiment to the light shielding film side will be described with reference to FIG.
First, the support body 603 is prepared (FIG. 9A).
A convex shape is formed by forming a film 800 having stress on the support 603 (FIG. 9B).
As the film 800 having stress, for example, a SiO 2 or SiN film is used.
Stress control is performed by selecting the film forming conditions, and a convex shape having a height of about 10 μm is formed.
次に、ゴム状弾性体マスク母材600として、PDMS(図示せず)を塗布し、ベークを行う。
塗布の方法としては、浸漬法、スピン塗布、スプレー塗布、気相蒸着などで行うことができる。ベークはホットプレート、熱風乾燥機などの加熱手段を用い、100〜200℃、10〜60分程度で行う。
PDMS膜の膜厚としては、硬化後の厚さで0.1〜1000μm、好ましくは1〜100μmとする。
次に、このようにして作製したゴム弾性体マスク母材600に対し、遮光膜602を成膜する。
遮光膜602の成膜には、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、抵抗加熱蒸着法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法等の成膜方法から、最適な方法を選択する。
その際、遮光膜602の応力や熱収縮等により、遮光膜にクラックが入らないように、応力制御、熱膨張係数制御、遮光膜成膜時のパラメータ制御等の成膜条件を選択する。
Next, PDMS (not shown) is applied as a rubber-like elastic mask base material 600 and baked.
As a coating method, dipping, spin coating, spray coating, vapor deposition, or the like can be used. Baking is performed at 100 to 200 ° C. for about 10 to 60 minutes using a heating means such as a hot plate or hot air dryer.
The film thickness of the PDMS film is 0.1 to 1000 μm, preferably 1 to 100 μm, after curing.
Next, a
For the formation of the light-shielding
At this time, film formation conditions such as stress control, thermal expansion coefficient control, and parameter control during film formation of the light shielding film are selected so that the light shielding film is not cracked due to stress, thermal contraction, or the like of the
次に、遮光膜602に対して、露光パターンとなる開口パターンを形成する(図9(c))。
加工方法として、特に露光用波長よりも小さい幅の開口パターンを形成する場合には、以下の方法を選択する。
FIB(集束イオンビーム)を用いて遮光膜を直接加工する、遮光膜上にEB(電子ビーム)用レジストを塗布、EB描画装置にてEB用レジストを露光後、現像し、エッチングによって遮光膜にパターンを転写する等の方法である。
Next, an opening pattern to be an exposure pattern is formed on the light shielding film 602 (FIG. 9C).
As a processing method, the following method is selected particularly when an opening pattern having a width smaller than the exposure wavelength is formed.
The light shielding film is directly processed using FIB (focused ion beam), EB (electron beam) resist is coated on the light shielding film, the EB resist is exposed with an EB drawing apparatus, developed, and etched to form the light shielding film. It is a method such as transferring a pattern.
つぎに、図10を用いて、本実施例におけるマスクを遮光膜側に湾曲させるための層を有している近接場露光用マスクの、他の構成例を示す。
これらは全て支持体603を有しているが、ゴム状弾性体マスク母材のみで問題ない場合には、支持体はなくても良い。
図10(a)は、マスクを遮光膜側に湾曲させるための応力を有する膜801を、支持体603上の、ゴム状弾性体マスク母材600と反対側に構成している。図9(c)と比較して、ゴム状弾性体マスク母材600形成における表面の平坦性とは関係なく応力を有する膜801を形成できるため、応力を有する膜801を形成する際のプロセスマージンが広がる。
応力を有する膜801の材料や形成方法は、図9の応力を有する膜800と同様である。
Next, another configuration example of the near-field exposure mask having a layer for curving the mask in this embodiment to the light shielding film side will be described with reference to FIG.
These all have the support 603, but if there is no problem with only the rubber-like elastic mask base material, the support may be omitted.
In FIG. 10A, a film 801 having a stress for bending the mask to the light shielding film side is formed on the support 603 on the side opposite to the rubber-like elastic mask base material 600. Compared to FIG. 9C, since the film 801 having stress can be formed regardless of the flatness of the surface in forming the rubber-like elastic mask base material 600, the process margin when forming the film 801 having stress is increased. Spread.
The material and the formation method of the film 801 having stress are the same as those of the film 800 having stress in FIG.
図10(b)は、応力を有する膜801を、ゴム状弾性体マスク母材600と遮光膜602との間に構成している。
この場合は、応力を有する膜801によって、マスクを遮光膜側に湾曲させる。具体的には、成膜時の条件を選択することによって膜の応力を制御し、遮光膜側に凸型の形状となるようにすることができる。
更に、露光時の図内左右方向精度が問題となる場合には、露光用波長に対して透明で、マスク母材よりも弾性率の高い材料を成膜する。
具体的には、例えば、中間層としてSiO2層を100nm以下の膜厚にて形成することで、左右方向の精度ばらつきを減少させることができる。
また、マスク母材と遮光膜との密着性が悪い場合には、その密着性を高める目的で応力を有する膜801を形成してもよい。
図10(c)は、遮光膜602がマスクを遮光膜側に湾曲させるための応力を有する膜801となっている。遮光膜602の形成条件によっては、自身の膜応力によって、図10(c)のような構造とすることができる。
応力を有する膜801を別途形成する必要がないので、プロセス工程数が減り、マスク作製のスループットが向上する。
In FIG. 10B, a film 801 having stress is formed between the rubber-like elastic mask base material 600 and the
In this case, the mask is bent toward the light shielding film by the film 801 having stress. Specifically, the stress of the film can be controlled by selecting conditions at the time of film formation so that a convex shape is formed on the light shielding film side.
Furthermore, when accuracy in the horizontal direction in the drawing during exposure becomes a problem, a film that is transparent to the wavelength for exposure and has a higher elastic modulus than the mask base material is formed.
Specifically, for example, by forming a SiO 2 layer as an intermediate layer with a film thickness of 100 nm or less, it is possible to reduce variation in accuracy in the left-right direction.
If the adhesion between the mask base material and the light-shielding film is poor, a film 801 having stress may be formed for the purpose of improving the adhesion.
In FIG. 10C, the
Since there is no need to separately form a film 801 having stress, the number of process steps is reduced, and the mask fabrication throughput is improved.
以上のように、マスク母材をゴム状弾性体とすることで、露光時のレジストへの密着剥離や、近接場露光用マスクの運搬、搬送、設置等のハンドリング時においても壊れにくいマスクが実現できる。
更に、マスクを大面積化しても壊れにくいマスクが実現できる。マスク形状を凸形状とすることで、レジスト面に対して鉛直方向に上下させるだけで、気泡の巻き込みもなく、高速な密着を行うことができる。
As described above, the mask base material is made of a rubber-like elastic material, which realizes a mask that is hard to break even during handling such as adhesion peeling to the resist during exposure and transport, transport, and installation of near-field exposure masks. it can.
Furthermore, it is possible to realize a mask that is difficult to break even if the mask is enlarged. By making the mask shape convex, it is possible to perform high-speed adhesion without entrainment of bubbles by simply moving it up and down in the vertical direction with respect to the resist surface.
つぎに、上記のようにして作製した近接場露光用マスクを用いた近接場露光装置と、それによる近接場露光方法について、図12を用いて説明する。
近接場露光装置としては、実施例1と同様の、近接場露光用マスクを支持する支持機構と、該近接場露光用マスクによって露光する基板を保持する保持機構と、これらの距離を近づける駆動機構を有する装置を用いることができる。
まず、マスク母材600と遮光膜602とからなる近接場露光用マスク900を、マスク支持体300によって近接場露光装置に設置する。
図12では、マスク支持体300を図上側に配置しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、近接場露光用マスク900が固定されればよい。
マスク支持体300が、露光用光の光路上にあるようであれば、その光路部分は露光用光に対する透過率をあげておく。
Next, a near-field exposure apparatus using the near-field exposure mask produced as described above and a near-field exposure method using the near-field exposure mask will be described with reference to FIG.
As the near-field exposure apparatus, similar to the first embodiment, a support mechanism that supports a near-field exposure mask, a holding mechanism that holds a substrate exposed by the near-field exposure mask, and a drive mechanism that reduces these distances. A device having the following can be used.
First, a near-
In FIG. 12, the mask support 300 is arranged on the upper side of the figure, but the present invention is not limited to this, and it is sufficient that the near-
If the mask support 300 is on the optical path of the exposure light, the optical path portion increases the transmittance for the exposure light.
次に、レジスト301を塗布した基板302を、基板保持体303上に設置する(図12(a))。
近接場露光用マスク900と、レジスト301とを必要に応じてアライメントし、駆動機構(図示せず)を用いて両者を図面上下方向にのみ動かす。
次に、遮光膜602の最凸部と、レジスト301とが接触してから更に上下方向に動かすことで、遮光膜602の微小開口パターン部を全てレジスト301に密着させる(図12(b))。
次に、遮光膜602とレジスト301とを密着させた状態で露光用光を照射した後、両者を上下方向にのみ動かすことで剥離する。
マスク母材600がゴム状弾性体で形成されているため、マスク基板厚さが薄いものと比較し、密着剥離動作を高速に行っても壊れにくいマスクとなる。
また、マスク形状を遮光膜側に凸形状としたことで、装置の駆動機構として図12紙面において上下運動だけで密着の際の気泡巻き込みが防げるため、装置構成が簡便となる。
このようにして露光を行ったレジスト塗布基板に対し、ベークや現像等必要なプロセスを行うことで、近接場露光パターンを形成することができる。
Next, the
The near-
Next, after the most convex part of the
Next, after the exposure light is irradiated with the
Since the mask base material 600 is formed of a rubber-like elastic body, it becomes a mask that is not easily broken even when the adhesion peeling operation is performed at a high speed as compared with a thin mask substrate.
Further, by making the mask shape convex toward the light shielding film side, it is possible to prevent entrainment of bubbles at the time of close contact only by vertical movement on the paper surface of FIG.
A near-field exposure pattern can be formed by performing necessary processes such as baking and development on the resist-coated substrate thus exposed.
100:ゴム状弾性体マスク母材
101:微小開口
102:遮光膜
200:平滑な基板
201:PDMS膜
202:マスク母材
203:遮光膜
204:中間層
300:マスク支持体
301:レジスト
302:基板
303:基板保持体
400:近接場露光用マスク
500:凹凸構造
600:ゴム状弾性体マスク母材
601:微小開口
602:遮光膜
603:支持体
701:PDMS膜
702:PDMS膜
703:型
704:ゴム状弾性体マスク母材
705:遮光膜
800:応力を有する膜
900:近接場露光用マスク
100: Rubber-like elastic mask base material 101: Micro opening 102: Light shielding film 200: Smooth substrate 201: PDMS film 202: Mask base material 203: Light shielding film 204: Intermediate layer 300: Mask support 301: Resist 302: Substrate 303: Substrate holder 400: Near-field exposure mask 500: Uneven structure 600: Rubber elastic mask base material 601: Micro opening 602: Light shielding film 603: Support 701: PDMS film 702: PDMS film 703: Mold 704: Rubber-like elastic mask base material 705: light shielding film 800: stressed film 900: near-field exposure mask
Claims (18)
前記マスク母材が、前記露光用光に対して透明なゴム状弾性体によって構成されていることを特徴とする近接場露光用マスク。 In a near-field exposure mask comprising a mask base material and a light shielding film, and having an opening pattern including one or more openings having a width smaller than the wavelength of exposure light in the light shielding film,
The near-field exposure mask, wherein the mask base material is made of a rubber-like elastic body that is transparent to the exposure light.
ゴム状弾性体でマスク母材を形成する工程と、
遮光膜を形成する工程と、
前記遮光膜に露光用光の波長よりも小さい幅の開口を一つ以上含む開口パターンを形成する工程と、
を有することを特徴とする近接場露光用マスクの作製方法。 A method for producing a near-field exposure mask according to claim 1 or 2,
Forming a mask base material with a rubber-like elastic body;
Forming a light shielding film;
Forming an opening pattern including at least one opening having a width smaller than the wavelength of exposure light in the light-shielding film;
A method for producing a near-field exposure mask, comprising:
凸形状に湾曲した支持体を形成する工程と、
前記支持体を用いてゴム状弾性体でマスク母材を形成する工程と、
遮光膜を形成する工程と、
前記遮光膜に露光用光の波長よりも小さい幅の開口を一つ以上含む開口パターンを形成する工程と、
を有することを特徴とする近接場露光用マスクの作製方法。 A method for producing a near-field exposure mask according to claim 7 or 8,
Forming a support curved in a convex shape;
Forming a mask base material with a rubber-like elastic body using the support;
Forming a light shielding film;
Forming an opening pattern including at least one opening having a width smaller than the wavelength of exposure light in the light-shielding film;
A method for producing a near-field exposure mask, comprising:
ゴム状弾性体で凸形状に湾曲したマスク母材を形成する工程と、
前記凸形状に形成されたマスク母材の凸側に、遮光膜を形成する工程と、
前記遮光膜に露光用光の波長よりも小さい幅の開口を一つ以上含む開口パターンを形成する工程と、
を有することを特徴とする近接場露光用マスクの作製方法。 A method for producing a near-field exposure mask according to claim 7 or 8,
Forming a mask base material curved into a convex shape with a rubber-like elastic body;
Forming a light shielding film on the convex side of the mask base material formed in the convex shape;
Forming an opening pattern including at least one opening having a width smaller than the wavelength of exposure light in the light-shielding film;
A method for producing a near-field exposure mask, comprising:
ゴム状弾性体でマスク母材を形成する工程と、
遮光膜を形成する工程と、
遮光膜側に湾曲させるための応力を有する膜を形成する工程と、
前記遮光膜に露光用光の波長よりも小さい幅の開口を一つ以上含む開口パターンを形成する工程と、
を有することを特徴とする近接場露光用マスクの作製方法。 A method for producing a near-field exposure mask according to claim 7 or 8,
Forming a mask base material with a rubber-like elastic body;
Forming a light shielding film;
Forming a film having a stress to bend toward the light shielding film side;
Forming an opening pattern including at least one opening having a width smaller than the wavelength of exposure light in the light-shielding film;
A method for producing a near-field exposure mask, comprising:
前記近接場露光用マスクによって露光する基板を保持する保持機構と、
前記支持機構と前記近接場露光用マスクとの距離を近づける駆動機構と、
を有することを特徴とする近接場露光装置。 A support for supporting the near-field exposure mask produced by the method for producing a near-field exposure mask according to any one of claims 1 to 11 or the near-field exposure mask according to any one of claims 12 to 16. Mechanism,
A holding mechanism for holding a substrate exposed by the near-field exposure mask;
A drive mechanism for reducing the distance between the support mechanism and the near-field exposure mask;
A near-field exposure apparatus comprising:
前記近接場露光用マスクの遮光膜面側と、該近接場露光用マスクによって被露光レジスト面側とが接触した後、更に両者を近づけて露光を行うことを特徴とする近接場露光方法。 Using the near-field exposure mask according to any one of claims 1 to 11 or the near-field exposure mask produced by the method for producing a near-field exposure mask according to any one of claims 12 to 16,
A near-field exposure method comprising: exposing a light-shielding film side of the near-field exposure mask and a resist surface side to be exposed by the near-field exposure mask, and then performing exposure by bringing them closer together.
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