JP3809500B2 - 近接場光露光マスク及びその製造方法並びに近接場光露光装置及び近接場光露光方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光を用いたパターン転写に利用し、近接場光を用いて光の波長の回折限界を越えた微細なパターン転写をするための近接場光露光マスク及びその製造方法と近接場光露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、ＬＳＩの集積化に伴って発展してきた光を用いたパターン転写の技術は、パターンの大きさがナノメータ程度の領域では、光の回折による原理的な壁に直面して精度の高いパターンの作製が容易でない。さらに１ミクロン以下の細かいパターンを作製する技術として、波長の短いＸ線や電子ビームを用いたサブミクロン技術が利用されるようになってきているが、これらのパターン転写技術では、光を用いたパターン転写技術に比べてマスクパターンの形成が難しく、装置も大がかりになるという解決すべき課題がある。
【０００３】
一方、光を用いたサブミクロン技術として、例えば、特開平８−１７９４９３公報に開示された提案がある。この技術では、遮光膜（原画パターン）のないマスク基板にマスク基板と同じかあるいは近い屈折率を持つプリズムを設置し、レーザ光をプリズムの一斜面から入射して原画パターン面で大気中に取り出すように構成した光照明系を持ち、さらに、このマスクの原画パターン側に試料の感光材（レジスト）を密着し、エバネッセント波だけを試料の感光材に伝搬させて、０．２μｍ以下の微小パターンを転写できるようにしたものである。
この例では基板上にプリズムを設置し、しかもこのプリズムの一面にレーザ光を照射する構成であるため、割合構成も製造工程も複雑であり、そのため製造工程を簡略又は容易にして精度よく形成できる微細な構造にするべく改善の余地がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は以上のようなサブミクロン技術における課題を解決するものであり、光を用いたパターン転写に関して光の回折の影響を避けるとともに近接場光をできるだけ局在させ、より微細なパターンを転写する近接場光露光マスク及びその製造方法並びに近接場光露光装置及び近接場光露光方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の近接場光露光マスクのうち請求項１記載の発明は、マスク基板と、偏光層と、光の波長よりも小さな幅の開口パターンを有するマスクと、マスクと偏光層とを結合する透明な結合層とを集積化した積層構造を備え、偏光層が、マスクの開口パターンのライン方向に対して平行方向に光を偏光するグリッド偏光子を、マスクの開口パターンのそれぞれのライン方向に対応して複数集積して成る構成とした。
請求項２記載の発明は、マスク基板がマスクに対応したダイヤフラムを有していることを特徴とするものである。
請求項３記載の発明は、マスクの厚さが開口パターンの幅の２倍以下であることを特徴とする。
【０００６】
このような構成により、本発明の近接場光露光マスクでは偏光した光がマスクに垂直に入射すると、マスクの開口パターンから局在したエバネッセント光がしみだして、例えばシリコン基板上に塗布した感光剤を露光する。
したがって、本発明の近接場光露光マスクでは、光の回折の影響を避け、より局在したエバネッセント光を発生させて露光するので、光によるサブミクロンリソグラフィができる。
またダイヤフラムを有する近接場光露光マスクでは、例えば感光剤を塗布したシリコン基板に、いっそう密着させることができる。
【０００７】
さらに請求項４記載の発明は、マスク基板と、偏光層と、光の波長よりも小さな幅の開口パターンを有するマスクと、マスクと偏光層とを結合する透明な結合層とを集積化した積層構造を備える近接場光露光マスクの製造方法であって、偏光層として、マスクの開口パターンのライン方向に対して平行方向に光を偏光するグリッド偏光子を、マスクの開口パターンのそれぞれのライン方向に対応するよう複数マスク基板上に形成する工程と、偏光層上に結合層を形成する工程と、結合層上に光の波長よりも小さな幅の上記開口パターンを有するマスクを形成する工程と、を備える構成とした。
請求項５記載の発明は、マスク基板と、偏光層と、光の波長よりも小さな幅の開口パターンを有するマスクと、マスクと偏光層とを結合する透明な結合層とを集積化した積層構造を備える近接場光露光マスクの製造方法であって、マスク基板にレジストを塗布してパターニングする第１の工程と、レジストをマスクとしてグレーティングを形成し金属を斜めに蒸着してグリッド偏光子を形成する第２の工程と、グリッド偏光子を覆った透明な結合層を形成する第３の工程と、結合層上に光の波長よりも小さな幅のレジストをパターニング後このレジストをマスクとして金属膜を形成してからレジストを除去して光の波長よりも小さな幅の金属膜微少開口を形成する第４の工程と、を備える構成とした。
請求項６に記載の発明は、上記構成に加え、第１の工程と第２の工程を繰り返してグリッド偏光子を複数領域に形成する工程を備えていることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、第４の工程に代えて、結合層上に金属膜を形成し走査型プローブ顕微鏡の探針を走査して光の波長よりも小さな幅の金属膜微少開口を形成する工程を備えていることを特徴とする。
【０００８】
このような構成により、本発明の近接場光露光マスクの製造方法では、マスクの開口パターンに対応した光を入射する偏光子を集積化した近接場光露光マスクが製造できる。
【０００９】
請求項８に記載の発明は、マスク基板、マスク基板に形成した偏光層、光の波長よりも小さな幅の開口パターンを有するマスク、及びマスクと偏光層とを結合する透明な結合層を集積化した積層構造を有し、かつ偏光層が、マスクの開口パターンのライン方向に対して平行方向に光を偏光するグリッド偏光子を、マスクの開口パターンのそれぞれのライン方向に対応して複数集積して成る近接場光露光マスクと、感光剤を塗布した基板とを備え、感光剤を塗布した基板と近接場光露光マスクとの周端を密閉する上部フランジとベースフランジとを有しており、感光剤を塗布した基板と近接場光露光マスクとの隙間を真空にすることにより密着して露光する構成とした。
請求項９記載の発明は、上記構成に加え、近接場光露光マスクがダイヤフラム状であって、感光剤を塗布した基板と近接場光露光マスクとの隙間を真空にすることにより、大気で上記ダイヤフラムが押され、感光剤を塗布した基板と近接場光露光マスクとが密着することを特徴とするものである。
【００１０】
このような構成により、本発明の近接場光露光装置では、感光剤を塗布した基板と近接場光露光マスクとを確実に密着させて露光することができるので、より微細なパターンを転写することができる。
【００１１】
また本発明の近接場光露光方法は、マスク基板と、偏光層と、光の波長よりも小さな幅の開口パターンを有するマスクと、マスクと偏光層とを結合する透明な結合層とを集積化した積層構造を備え、偏光層が、マスクの開口パターンのライン方向に対して平行方向に光を偏光するグリッド偏光子を、マスクの開口パターンのそれぞれのライン方向に対応して複数集積して成る近接場光露光マスクを用い、マスクに、グリッド偏光子を介して開口パターンのライン方向に対して平行方向に偏光した光を入射して露光する構成とした。
このような構成により、本発明の近接場光露光方法では光の回折を避け、局在したエバネッセント光を発光させて露光することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施形態に基づいて、実質的に同一又は対応する部材には同一符号を用いて、本発明を詳細に説明する。
図１の（ａ）は近接場光露光マスクの実施形態のパターン転写時の概略断面図であり、（ｂ）は近接場光露光マスクの一部詳細概念図である。
図１（ａ）に示すように、本実施形態の近接場光露光マスク１は、ガラスなどのマスク基板２と、グリッドの線幅が１００ｎｍ以上である金属などの導体で形成された偏光層４と、光透過性が良く光の反射を防止する例えばシリコン酸化膜で形成された結合層６と、光の波長よりも小さな最小寸法を持つ金属開口パターンの開口部８ａを形成したマスク８とを集積化した積層構造を備えている。このマスク８の厚さは金属開口幅の２倍以下に形成されており、薄いほどよい。
【００１３】
さらに図１（ｂ）に示すように、偏光層４は、マスク８の開口パターンのライン方向のそれぞれに対応して振動する電場ベクトルＥを持つ直線偏光Ｓを入射させるようにスリットが形成されたグリッド偏光子５，７を複数個有するものであり、偏光層４とマスク８とは光透過性のよい結合層６で結合されている。なお、図１（ｂ）中、Ｌは入射光を、Ｅはグリッド偏光子のスリットと垂直な方向に振動する電場ベクトルを、Ｓはグリッド偏光子を透過した直線偏光であるＳ偏光を示す。またグリッド偏光子５とグリッド偏光子７とはスリットの方向が異なり、図１（ｂ）に示す例の場合、スリットの方向が直交方向に形成されている。
【００１４】
パターンを転写するには、図１（ａ）に示すように、近接場光露光マスク１をレジストなどの感光材１２を塗布した基板１４に密着し、例えば水銀ランプ光により偏光層４を通してグリッド偏光子５，７のスリットの方向に対して垂直な電場ベクトルを持つ紫外光のみをマスク８に垂直に入射し、このマスク８の開口部８ａからしみ出した近接場光１０により感光材１２を露光する。なお、光としてレーザー光を使用すれば効果的である。
【００１５】
この近接場光１０はエバネッセント光と呼ばれ、不均質で非放射な電磁場として存在し、微少開口近傍に局在している。光は集光させても必ず波長で決まる広がりをもち、最小のスポットサイズｄは、波長λ、媒体の屈折率ｎ及び光が入射する角度θに対して、ｄ＝１．２２λ／（ｎ・ｓｉｎθ）で与えられる。このスポットサイズはほぼ光の波長程度であるが、近接場光はこの波長の壁を越えて局在した光であり、元の光の波長に依存しない。
【００１６】
したがって、本発明の近接場光露光マスクではグリッド偏光子を用いてパターンを転写しているので、光の回折による影響を減らして近接場を局在させることができ、近接場光の露光によりナノスケールのパターン転写ができる。
なお、本実施形態では、グリッド偏光子を近接場光露光マスク上に集積化したが、ガラス上に光の波長よりも小さな最小寸法を持つ金属開口パターンを形成しただけでもよく、その場合、近接場光露光マスクにはマスクの開口パターンのライン方向に対応して偏光させた光を照射すれば光の回折の影響を避け、より局在した近接場光を発生させることができる。
【００１７】
次に、グリッド偏光子について説明する。
図２は近接場光とグリッド偏光子の関係を示す概念図であり、（ａ）はグリッド偏光子に光が入射する外観図、（ｂ）はグリッド偏光子のスリットに対して平行な光の電場ベクトルと近接場光との関係、（ｃ）はスリットに対して垂直な光の電場ベクトルと近接場光との関係を示す概念図である。
図２に示すように、電場ベクトルＥをもつ光がグリッド偏光子に垂直に入射すると、近接場において、スリット９からしみ出したエバネッセント光１０は、光の電場ベクトルＥがスリット９に対して平行なときは電場ベクトルＥが垂直なときと比べて局所的に発生する。
したがって、露光の際、光の偏光を用いることで光の回折を避け、より局在したエバネッセント光を発生させることができ、マスクに偏光した光を照射するか又はマスク上に偏光子を集積化して光の波長の限界を越えた微少なパターンが転写できる。
【００１８】
図３はグリッド偏光子のグリッドの周期Ｄが２００ｎｍにおけるグリッドの線幅と偏光度の関係図である。
図３において、Ｔp はＰ偏光透過率、Ｔs はＳ偏光透過率、Ｐは偏光度を示しており、Ｐ＝（Ｔs −Ｔp ）／（Ｔs ＋Ｔp ）の関係がある。
このようなＴs 及びＴp を求める文献として『Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｐｏｌａｒｉｚｅｒｓ ｂｙ Ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ』（Ａｐｐｌ．Ｏｐｔ，６，６．１０２３（１９６７））を挙げることができる。なお、図３は、λ＝４３６ｎｍ（水銀灯ｇ線の波長）、Ｄ＝２００ｎｍ（グリッドの周期）、ｎ＝１．４８１（パイレックスガラスの屈折率）で偏光度を計算したものである。
図３から明らかなように、偏光度Ｐが１に近くなるのはグリッド偏光子のグリッドの線幅が１００ｎｍ以上であり、したがって本発明にかかるグリッド偏光子はこのような条件を満たすように形成されている。なお、グリッド偏光子の格子、つまりスリットに対して平行な偏光成分をＰ偏光といい、グリッド偏光子の格子、つまりスリットに対して垂直な偏光成分をＳ偏光という。
【００１９】
次に近接場光露光マスクの製造方法について説明する。
図４、図５及び図６は近接場光露光マスクの製造方法を示すプロセスフローチャートである。
近接場光露光マスクの製造方法は、前段階として図４（ａ）に示す構造の厚さ６２５μｍのＳＩＭＯＸ（Separation by ion IMplantation of OXygen）ウエハの（１００）面を有するものを用意する。これは酸素をシリコン基板に光エネルギーで注入することでＳｉの活性層とＳｉＯ2 の埋込酸化層とＳｉ基板とを層構造に形成したもので、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板の一種である。図４（ａ）に示すようにＳｉ活性層が６０ｎｍ、ＳｉＯ2 の埋込酸化層が１１５ｎｍである。なお、基板両面のＳｉＯ2 はＳＩＭＯＸの保護膜である。
線幅の小さい構造体を作るためには、ＳＯＩ膜のＳｉ活性層２８が６０ｎｍと薄い方が好ましい。
【００２０】
図４、図５及び図６を参照すると、先ず図４（ｂ）に示すようにＳＩＭＯＸウエハから、例えばフッ酸液に３０秒程度浸けて、ＳｉＯ2 膜２２，２２をエッチングにより除去する。
次に図４（ｃ）に示すように、陽極接合によりガラス２０を貼り合わせる。この貼り合わせるガラス２０は、そりの影響が少なくなるように厚さ１ｍｍ程度のものが望ましい。
【００２１】
そして図４（ｄ）に示すように、例えばヒドラジンで９０℃、６時間あまりかけて異方性エッチングによりＳｉ基板２７を除去する。この異方性エッチングはＳｉ単結晶の（１１１）面のエッチング速度が遅く、Ｓｉ単結晶の（１００）面のエッチング速度が早いという特徴を利用したものである。なお、このヒドラジンに代えてＫＯＨ、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドライド）又はＥＰＷ（エチレンジアミンパイロカテコール）等のシリコンのアルカリエッチング液を使用してもよい。
さらに図４（ｅ）に示すように、フッ酸液に１５秒程度浸けて、ＳｉＯ2 膜２６をエッチングにより除去すると、ガラス２０上にＳｉ活性層２８が残る。
【００２２】
次に図５（ｆ）に示すように、スパッタにより堆積した例えば４０ｎｍ程度のクロム薄膜３２を走査型プローブ顕微鏡（以下、「ＳＰＭ」と記す）を用いてリソグラフィを行う。
ここで、走査型プローブ顕微鏡（以下、「ＳＰＭ」と記す）は、走査型トンネル顕微鏡（以下、「ＳＴＭ」と記す）や原子間力顕微鏡（以下、「ＡＦＭ」と記す）などの探針を用いて試料表面を変化させる加工手段としたものである。本実施形態ではＳＴＭを用い、クロム薄膜３２とＳＴＭのプローブ間にパルスバイアスの７．０Ｖを印加し、トンネル電流が０．４ｎＡ（ナノアンペア）のとき最適の描画条件である。
【００２３】
以上のプロセスは、できるだけ小さなパターンを形成するためにＳＩＭＯＸウエハを用いた場合であり、例えばＳＴＭでは単結晶シリコンを描画してパターニングするのが容易である。
このような図４の（ａ）から（ｅ）までのプロセスを省略し、もっと小さなパターンが作製できる電子ビーム描画装置を用いてリソグラフィを行ってもよい。この場合、電子ビーム用のレジストを基板に塗布し、露光後現像するとパターンができ、図５に示す（ｆ）の工程から開始する。
【００２４】
次に、図５（ｇ）に示すようにクロム薄膜をマスクとして、あるいは電子ビーム描画装置によるリソグラフィの場合はレジストをマスクとして、Ｓｉ層２８をエッチングし、Ｓｉグレーティング３４を形成する。そして水晶振動子などの膜厚計で膜厚をモニターしながら、図５（ｈ）に示すようにアルミニウム３６を斜め蒸着し、導体グレーティング３６を形成する。ここで蒸着する金属は使用する光の波長域で高い反射率を持ち、化学的に安定なものが望ましく、例えばアルミニウムの他に銀、金、銅などの金属でもよい。
【００２５】
図７は図５（ｈ）の工程におけるアルミニウム斜め蒸着の詳細断面図であり、図７に示すように導体グレーティングの形成には段切れを起こすように蒸着するため、４５度の角度で蒸着を行う。図７に示す例では、Ｓｉグレーティングの底辺が９０ｎｍ、グレーティングの周期が２００ｎｍ、導体グレーティングの幅が１５０ｎｍで、スリットの幅が５０ｎｍに形成されている。なお、図７中の矢印はＡｌの蒸着方向を示し、この蒸着する角度はＳｉグレーティングの大きさと形成するスリットの幅により決定する。
【００２６】
さらに図６（ｉ）に示すように、透明な結合層となるＳｉＯ2 膜３８をスパッタにより堆積し、図６（ｊ）に示すように電子ビーム描画装置により電子ビーム用レジスト４２をパターニングをする。このパターニングは導体グレーティング３６に対応した位置決めに基づいて行う。
次いで図６（ｋ）に示すようにクロム薄膜４４をスパッタにより４０ｎｍ程度堆積し、最後に図６（ｌ）に示すようにリフトオフによりレジスト４２を除去して金属微少開口４５を形成する。
このような製造方法では、金属の微少開口やスリットを精度よく形成できるので、近接場光を用いた露光マスクが製造できる。
【００２７】
なお、近接場光露光マスクとしてグリッド偏光子を有するものを示したが、近接場光露光マスクとしては、グリッド偏光子を有していない構造でも可能であり、例えばガラス基板上に微少開口を有する金属マスクを形成した構造でもよい。このような近接場光露光マスクの製造方法は、例えばガラス基板上に電子ビーム描画装置によりレジストパターンを作製した後、クロム薄膜を４０ｎｍ程度スパッタにより堆積し、リフトオフにより微少開口を形成することにより、近接場光露光マスクが完成する。なお、電子ビーム描画の後、Ｏ2 アッシングによりレジストを細くしてからクロム薄膜をスパッタにより堆積すれば、最小線幅１５ｎｍ程度の微少開口を有する近接場光露光マスクになる。
【００２８】
また金属微少開口を形成する方法として、ＳＰＭを利用することができる。
図８は原子間力顕微鏡を用いた微少金属開口形成の概略外観図である。
図８を参照して、ガラス基板２上にクロム薄膜を４０ｎｍ程度スパッタで形成後、導電性のシリコンでできたＡＦＭプローブ４６に一定の力が働くように、例えば２０μｍ／秒で走査しながら、クロム薄膜とＡＦＭプローブ間にパルス幅が１０ｍ秒の２Ｖのパルス電圧を印加して、微少金属開口を形成する。
このようなＡＦＭを用いた方法では、金属の微少開口やスリットを５０ｎｍ程度に形成できる。
【００２９】
次に、近接場光露光装置の実施形態について説明する。
上述した近接場光露光マスクを用いてパターンを転写する場合、近接場光のしみだしはおよそ開口幅の２倍程度であるため、微少なパターンを形成するには、近接場光露光マスクとレジストを塗布した基板とを十分に密着させることが必要である。
図９は近接場光露光装置の要部断面図である。
図９を参照して、本発明の近接場光露光装置は、ベースフランジ５６と、このベースフランジ５６に底面がシール部材の例えばＯリング５３によりシールされて設置されるレジスト１２が塗布された基板１４と、設置された基板１４に密着させた近接場光露光マスク１と、この近接場光露光マスク１の上面をＯリング５５でシールして固定する上部フランジ５２とを備え、近接場光露光マスク１と基板１４との側部空間がベースフランジ５６と上部フランジ５２とで密閉構造として形成されており、ベースフランジ５６の側部に設けられた排気口５７から真空ポンプ５８（図示せず）により真空にされるようになっている。
【００３０】
さらに近接場光露光マスク１は、図９に示すようにマスクに対応した箇所がダイヤフラム１７として形成されている。なお、この実施形態では近接場光露光マスク側がダイヤフラム状に形成されているが、レジストが塗布される基板側がダイヤフラム状に形成されていてもよい。
【００３１】
このような近接場光露光装置では、密閉構造を真空にすることにより大気圧がダイヤフラム１７を押し、レジストを塗布した基板と近接場光露光マスクとが密着する。
したがって近接場光露光マスクと基板との密着を格段に高めることができる。なお、本実施形態ではダイヤフラムが形成されているが、ダイヤフラムが形成されていなくても、マスクと基板との隙間を真空にひくことでより密着させることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明の近接場光露光マスクでは、光の回折の影響を避け、より局在したエバネッセント光を発生させて露光することができるという効果を有する。
またダイヤフラムを有する近接場光露光マスクでは、例えば感光剤を塗布したシリコン基板に、いっそう密着させることができるという効果を有する。
さらに本発明の近接場光露光マスクの製造方法では、マスクの開口パターンに対応した光を入射する偏光子を集積化した近接場光露光マスクが製造できる。
また本発明の近接場光露光装置では、感光剤を塗布した基板と近接場光露光マスクとを確実に密着させて露光することができるので、より微細なパターンを転写することができる。
また本発明の近接場光露光方法では、光の回折を避け、局在したエバネッセント光を発生させて露光できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る近接場光露光マスクの概略図であり、（ａ）は近接場光露光マスクの実施形態のパターン転写時の概略断面図であり、（ｂ）は近接場光露光マスクの一部概念図である。
【図２】近接場光とグリッド偏光子の関係を示す概念図であり、（ａ）はグリッド偏光子に光が入射する外観図、（ｂ）はグリッド偏光子のスリットに対して平行な光の電場ベクトルと近接場光との関係を示す概念図、（ｃ）はスリットに対して垂直な光の電解ベクトルと近接場光との関係を示す概念図である。
【図３】グリッド偏光子のグリッドの周期Ｄが２００ｎｍにおけるグリッドの線幅と偏光度の関係図である。
【図４】近接場光露光マスクの製造方法を示すプロセスフローチャートであり、工程中の（ａ）〜（ｅ）を示す。
【図５】近接場光露光マスクの製造方法を示すプロセスフローチャートであり、工程中の（ｆ）〜（ｈ）を示す。
【図６】近接場光露光マスクの製造方法を示すプロセスフローチャートであり、工程中の（ｉ）〜（ｌ）を示す。
【図７】図５（ｈ）の工程におけるアルミニウム斜め蒸着の詳細断面図である。
【図８】原子間力顕微鏡を用いた微少金属開口形成の概略外観図である。
【図９】本発明の近接場光露光装置の要部断面図である。
【符号の説明】
１ 近接場光露光マスク
２ マスク基板
４ 偏光層
５，７ グリッド偏光子
６ 結合層
８ マスク
９ スリット
１０ 近接場光
１２ レジスト
１４ 基板
１７ ダイヤフラム
２０ ガラス
２２ ＳｉＯ2 膜
２７ Ｓｉ基板
２８ Ｓｉ活性層
３２， ４４ クロム薄膜
３４ Ｓｉグレーティング
３６ 導体グレーティング
３８ ＳｉＯ2 膜
４２ 電子ビーム用レジスト
４５ 金属微少開口
４６ ＡＦＭ用プローブ
５２ 上部フランジ
５３，５４，５５ Ｏリング
５６ ベースフランジ
５８ 真空ポンプ
【発明の属する技術分野】
この発明は、光を用いたパターン転写に利用し、近接場光を用いて光の波長の回折限界を越えた微細なパターン転写をするための近接場光露光マスク及びその製造方法と近接場光露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、ＬＳＩの集積化に伴って発展してきた光を用いたパターン転写の技術は、パターンの大きさがナノメータ程度の領域では、光の回折による原理的な壁に直面して精度の高いパターンの作製が容易でない。さらに１ミクロン以下の細かいパターンを作製する技術として、波長の短いＸ線や電子ビームを用いたサブミクロン技術が利用されるようになってきているが、これらのパターン転写技術では、光を用いたパターン転写技術に比べてマスクパターンの形成が難しく、装置も大がかりになるという解決すべき課題がある。
【０００３】
一方、光を用いたサブミクロン技術として、例えば、特開平８−１７９４９３公報に開示された提案がある。この技術では、遮光膜（原画パターン）のないマスク基板にマスク基板と同じかあるいは近い屈折率を持つプリズムを設置し、レーザ光をプリズムの一斜面から入射して原画パターン面で大気中に取り出すように構成した光照明系を持ち、さらに、このマスクの原画パターン側に試料の感光材（レジスト）を密着し、エバネッセント波だけを試料の感光材に伝搬させて、０．２μｍ以下の微小パターンを転写できるようにしたものである。
この例では基板上にプリズムを設置し、しかもこのプリズムの一面にレーザ光を照射する構成であるため、割合構成も製造工程も複雑であり、そのため製造工程を簡略又は容易にして精度よく形成できる微細な構造にするべく改善の余地がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は以上のようなサブミクロン技術における課題を解決するものであり、光を用いたパターン転写に関して光の回折の影響を避けるとともに近接場光をできるだけ局在させ、より微細なパターンを転写する近接場光露光マスク及びその製造方法並びに近接場光露光装置及び近接場光露光方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の近接場光露光マスクのうち請求項１記載の発明は、マスク基板と、偏光層と、光の波長よりも小さな幅の開口パターンを有するマスクと、マスクと偏光層とを結合する透明な結合層とを集積化した積層構造を備え、偏光層が、マスクの開口パターンのライン方向に対して平行方向に光を偏光するグリッド偏光子を、マスクの開口パターンのそれぞれのライン方向に対応して複数集積して成る構成とした。
請求項２記載の発明は、マスク基板がマスクに対応したダイヤフラムを有していることを特徴とするものである。
請求項３記載の発明は、マスクの厚さが開口パターンの幅の２倍以下であることを特徴とする。
【０００６】
このような構成により、本発明の近接場光露光マスクでは偏光した光がマスクに垂直に入射すると、マスクの開口パターンから局在したエバネッセント光がしみだして、例えばシリコン基板上に塗布した感光剤を露光する。
したがって、本発明の近接場光露光マスクでは、光の回折の影響を避け、より局在したエバネッセント光を発生させて露光するので、光によるサブミクロンリソグラフィができる。
またダイヤフラムを有する近接場光露光マスクでは、例えば感光剤を塗布したシリコン基板に、いっそう密着させることができる。
【０００７】
さらに請求項４記載の発明は、マスク基板と、偏光層と、光の波長よりも小さな幅の開口パターンを有するマスクと、マスクと偏光層とを結合する透明な結合層とを集積化した積層構造を備える近接場光露光マスクの製造方法であって、偏光層として、マスクの開口パターンのライン方向に対して平行方向に光を偏光するグリッド偏光子を、マスクの開口パターンのそれぞれのライン方向に対応するよう複数マスク基板上に形成する工程と、偏光層上に結合層を形成する工程と、結合層上に光の波長よりも小さな幅の上記開口パターンを有するマスクを形成する工程と、を備える構成とした。
請求項５記載の発明は、マスク基板と、偏光層と、光の波長よりも小さな幅の開口パターンを有するマスクと、マスクと偏光層とを結合する透明な結合層とを集積化した積層構造を備える近接場光露光マスクの製造方法であって、マスク基板にレジストを塗布してパターニングする第１の工程と、レジストをマスクとしてグレーティングを形成し金属を斜めに蒸着してグリッド偏光子を形成する第２の工程と、グリッド偏光子を覆った透明な結合層を形成する第３の工程と、結合層上に光の波長よりも小さな幅のレジストをパターニング後このレジストをマスクとして金属膜を形成してからレジストを除去して光の波長よりも小さな幅の金属膜微少開口を形成する第４の工程と、を備える構成とした。
請求項６に記載の発明は、上記構成に加え、第１の工程と第２の工程を繰り返してグリッド偏光子を複数領域に形成する工程を備えていることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、第４の工程に代えて、結合層上に金属膜を形成し走査型プローブ顕微鏡の探針を走査して光の波長よりも小さな幅の金属膜微少開口を形成する工程を備えていることを特徴とする。
【０００８】
このような構成により、本発明の近接場光露光マスクの製造方法では、マスクの開口パターンに対応した光を入射する偏光子を集積化した近接場光露光マスクが製造できる。
【０００９】
請求項８に記載の発明は、マスク基板、マスク基板に形成した偏光層、光の波長よりも小さな幅の開口パターンを有するマスク、及びマスクと偏光層とを結合する透明な結合層を集積化した積層構造を有し、かつ偏光層が、マスクの開口パターンのライン方向に対して平行方向に光を偏光するグリッド偏光子を、マスクの開口パターンのそれぞれのライン方向に対応して複数集積して成る近接場光露光マスクと、感光剤を塗布した基板とを備え、感光剤を塗布した基板と近接場光露光マスクとの周端を密閉する上部フランジとベースフランジとを有しており、感光剤を塗布した基板と近接場光露光マスクとの隙間を真空にすることにより密着して露光する構成とした。
請求項９記載の発明は、上記構成に加え、近接場光露光マスクがダイヤフラム状であって、感光剤を塗布した基板と近接場光露光マスクとの隙間を真空にすることにより、大気で上記ダイヤフラムが押され、感光剤を塗布した基板と近接場光露光マスクとが密着することを特徴とするものである。
【００１０】
このような構成により、本発明の近接場光露光装置では、感光剤を塗布した基板と近接場光露光マスクとを確実に密着させて露光することができるので、より微細なパターンを転写することができる。
【００１１】
また本発明の近接場光露光方法は、マスク基板と、偏光層と、光の波長よりも小さな幅の開口パターンを有するマスクと、マスクと偏光層とを結合する透明な結合層とを集積化した積層構造を備え、偏光層が、マスクの開口パターンのライン方向に対して平行方向に光を偏光するグリッド偏光子を、マスクの開口パターンのそれぞれのライン方向に対応して複数集積して成る近接場光露光マスクを用い、マスクに、グリッド偏光子を介して開口パターンのライン方向に対して平行方向に偏光した光を入射して露光する構成とした。
このような構成により、本発明の近接場光露光方法では光の回折を避け、局在したエバネッセント光を発光させて露光することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施形態に基づいて、実質的に同一又は対応する部材には同一符号を用いて、本発明を詳細に説明する。
図１の（ａ）は近接場光露光マスクの実施形態のパターン転写時の概略断面図であり、（ｂ）は近接場光露光マスクの一部詳細概念図である。
図１（ａ）に示すように、本実施形態の近接場光露光マスク１は、ガラスなどのマスク基板２と、グリッドの線幅が１００ｎｍ以上である金属などの導体で形成された偏光層４と、光透過性が良く光の反射を防止する例えばシリコン酸化膜で形成された結合層６と、光の波長よりも小さな最小寸法を持つ金属開口パターンの開口部８ａを形成したマスク８とを集積化した積層構造を備えている。このマスク８の厚さは金属開口幅の２倍以下に形成されており、薄いほどよい。
【００１３】
さらに図１（ｂ）に示すように、偏光層４は、マスク８の開口パターンのライン方向のそれぞれに対応して振動する電場ベクトルＥを持つ直線偏光Ｓを入射させるようにスリットが形成されたグリッド偏光子５，７を複数個有するものであり、偏光層４とマスク８とは光透過性のよい結合層６で結合されている。なお、図１（ｂ）中、Ｌは入射光を、Ｅはグリッド偏光子のスリットと垂直な方向に振動する電場ベクトルを、Ｓはグリッド偏光子を透過した直線偏光であるＳ偏光を示す。またグリッド偏光子５とグリッド偏光子７とはスリットの方向が異なり、図１（ｂ）に示す例の場合、スリットの方向が直交方向に形成されている。
【００１４】
パターンを転写するには、図１（ａ）に示すように、近接場光露光マスク１をレジストなどの感光材１２を塗布した基板１４に密着し、例えば水銀ランプ光により偏光層４を通してグリッド偏光子５，７のスリットの方向に対して垂直な電場ベクトルを持つ紫外光のみをマスク８に垂直に入射し、このマスク８の開口部８ａからしみ出した近接場光１０により感光材１２を露光する。なお、光としてレーザー光を使用すれば効果的である。
【００１５】
この近接場光１０はエバネッセント光と呼ばれ、不均質で非放射な電磁場として存在し、微少開口近傍に局在している。光は集光させても必ず波長で決まる広がりをもち、最小のスポットサイズｄは、波長λ、媒体の屈折率ｎ及び光が入射する角度θに対して、ｄ＝１．２２λ／（ｎ・ｓｉｎθ）で与えられる。このスポットサイズはほぼ光の波長程度であるが、近接場光はこの波長の壁を越えて局在した光であり、元の光の波長に依存しない。
【００１６】
したがって、本発明の近接場光露光マスクではグリッド偏光子を用いてパターンを転写しているので、光の回折による影響を減らして近接場を局在させることができ、近接場光の露光によりナノスケールのパターン転写ができる。
なお、本実施形態では、グリッド偏光子を近接場光露光マスク上に集積化したが、ガラス上に光の波長よりも小さな最小寸法を持つ金属開口パターンを形成しただけでもよく、その場合、近接場光露光マスクにはマスクの開口パターンのライン方向に対応して偏光させた光を照射すれば光の回折の影響を避け、より局在した近接場光を発生させることができる。
【００１７】
次に、グリッド偏光子について説明する。
図２は近接場光とグリッド偏光子の関係を示す概念図であり、（ａ）はグリッド偏光子に光が入射する外観図、（ｂ）はグリッド偏光子のスリットに対して平行な光の電場ベクトルと近接場光との関係、（ｃ）はスリットに対して垂直な光の電場ベクトルと近接場光との関係を示す概念図である。
図２に示すように、電場ベクトルＥをもつ光がグリッド偏光子に垂直に入射すると、近接場において、スリット９からしみ出したエバネッセント光１０は、光の電場ベクトルＥがスリット９に対して平行なときは電場ベクトルＥが垂直なときと比べて局所的に発生する。
したがって、露光の際、光の偏光を用いることで光の回折を避け、より局在したエバネッセント光を発生させることができ、マスクに偏光した光を照射するか又はマスク上に偏光子を集積化して光の波長の限界を越えた微少なパターンが転写できる。
【００１８】
図３はグリッド偏光子のグリッドの周期Ｄが２００ｎｍにおけるグリッドの線幅と偏光度の関係図である。
図３において、Ｔp はＰ偏光透過率、Ｔs はＳ偏光透過率、Ｐは偏光度を示しており、Ｐ＝（Ｔs −Ｔp ）／（Ｔs ＋Ｔp ）の関係がある。
このようなＴs 及びＴp を求める文献として『Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｐｏｌａｒｉｚｅｒｓ ｂｙ Ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ』（Ａｐｐｌ．Ｏｐｔ，６，６．１０２３（１９６７））を挙げることができる。なお、図３は、λ＝４３６ｎｍ（水銀灯ｇ線の波長）、Ｄ＝２００ｎｍ（グリッドの周期）、ｎ＝１．４８１（パイレックスガラスの屈折率）で偏光度を計算したものである。
図３から明らかなように、偏光度Ｐが１に近くなるのはグリッド偏光子のグリッドの線幅が１００ｎｍ以上であり、したがって本発明にかかるグリッド偏光子はこのような条件を満たすように形成されている。なお、グリッド偏光子の格子、つまりスリットに対して平行な偏光成分をＰ偏光といい、グリッド偏光子の格子、つまりスリットに対して垂直な偏光成分をＳ偏光という。
【００１９】
次に近接場光露光マスクの製造方法について説明する。
図４、図５及び図６は近接場光露光マスクの製造方法を示すプロセスフローチャートである。
近接場光露光マスクの製造方法は、前段階として図４（ａ）に示す構造の厚さ６２５μｍのＳＩＭＯＸ（Separation by ion IMplantation of OXygen）ウエハの（１００）面を有するものを用意する。これは酸素をシリコン基板に光エネルギーで注入することでＳｉの活性層とＳｉＯ2 の埋込酸化層とＳｉ基板とを層構造に形成したもので、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板の一種である。図４（ａ）に示すようにＳｉ活性層が６０ｎｍ、ＳｉＯ2 の埋込酸化層が１１５ｎｍである。なお、基板両面のＳｉＯ2 はＳＩＭＯＸの保護膜である。
線幅の小さい構造体を作るためには、ＳＯＩ膜のＳｉ活性層２８が６０ｎｍと薄い方が好ましい。
【００２０】
図４、図５及び図６を参照すると、先ず図４（ｂ）に示すようにＳＩＭＯＸウエハから、例えばフッ酸液に３０秒程度浸けて、ＳｉＯ2 膜２２，２２をエッチングにより除去する。
次に図４（ｃ）に示すように、陽極接合によりガラス２０を貼り合わせる。この貼り合わせるガラス２０は、そりの影響が少なくなるように厚さ１ｍｍ程度のものが望ましい。
【００２１】
そして図４（ｄ）に示すように、例えばヒドラジンで９０℃、６時間あまりかけて異方性エッチングによりＳｉ基板２７を除去する。この異方性エッチングはＳｉ単結晶の（１１１）面のエッチング速度が遅く、Ｓｉ単結晶の（１００）面のエッチング速度が早いという特徴を利用したものである。なお、このヒドラジンに代えてＫＯＨ、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドライド）又はＥＰＷ（エチレンジアミンパイロカテコール）等のシリコンのアルカリエッチング液を使用してもよい。
さらに図４（ｅ）に示すように、フッ酸液に１５秒程度浸けて、ＳｉＯ2 膜２６をエッチングにより除去すると、ガラス２０上にＳｉ活性層２８が残る。
【００２２】
次に図５（ｆ）に示すように、スパッタにより堆積した例えば４０ｎｍ程度のクロム薄膜３２を走査型プローブ顕微鏡（以下、「ＳＰＭ」と記す）を用いてリソグラフィを行う。
ここで、走査型プローブ顕微鏡（以下、「ＳＰＭ」と記す）は、走査型トンネル顕微鏡（以下、「ＳＴＭ」と記す）や原子間力顕微鏡（以下、「ＡＦＭ」と記す）などの探針を用いて試料表面を変化させる加工手段としたものである。本実施形態ではＳＴＭを用い、クロム薄膜３２とＳＴＭのプローブ間にパルスバイアスの７．０Ｖを印加し、トンネル電流が０．４ｎＡ（ナノアンペア）のとき最適の描画条件である。
【００２３】
以上のプロセスは、できるだけ小さなパターンを形成するためにＳＩＭＯＸウエハを用いた場合であり、例えばＳＴＭでは単結晶シリコンを描画してパターニングするのが容易である。
このような図４の（ａ）から（ｅ）までのプロセスを省略し、もっと小さなパターンが作製できる電子ビーム描画装置を用いてリソグラフィを行ってもよい。この場合、電子ビーム用のレジストを基板に塗布し、露光後現像するとパターンができ、図５に示す（ｆ）の工程から開始する。
【００２４】
次に、図５（ｇ）に示すようにクロム薄膜をマスクとして、あるいは電子ビーム描画装置によるリソグラフィの場合はレジストをマスクとして、Ｓｉ層２８をエッチングし、Ｓｉグレーティング３４を形成する。そして水晶振動子などの膜厚計で膜厚をモニターしながら、図５（ｈ）に示すようにアルミニウム３６を斜め蒸着し、導体グレーティング３６を形成する。ここで蒸着する金属は使用する光の波長域で高い反射率を持ち、化学的に安定なものが望ましく、例えばアルミニウムの他に銀、金、銅などの金属でもよい。
【００２５】
図７は図５（ｈ）の工程におけるアルミニウム斜め蒸着の詳細断面図であり、図７に示すように導体グレーティングの形成には段切れを起こすように蒸着するため、４５度の角度で蒸着を行う。図７に示す例では、Ｓｉグレーティングの底辺が９０ｎｍ、グレーティングの周期が２００ｎｍ、導体グレーティングの幅が１５０ｎｍで、スリットの幅が５０ｎｍに形成されている。なお、図７中の矢印はＡｌの蒸着方向を示し、この蒸着する角度はＳｉグレーティングの大きさと形成するスリットの幅により決定する。
【００２６】
さらに図６（ｉ）に示すように、透明な結合層となるＳｉＯ2 膜３８をスパッタにより堆積し、図６（ｊ）に示すように電子ビーム描画装置により電子ビーム用レジスト４２をパターニングをする。このパターニングは導体グレーティング３６に対応した位置決めに基づいて行う。
次いで図６（ｋ）に示すようにクロム薄膜４４をスパッタにより４０ｎｍ程度堆積し、最後に図６（ｌ）に示すようにリフトオフによりレジスト４２を除去して金属微少開口４５を形成する。
このような製造方法では、金属の微少開口やスリットを精度よく形成できるので、近接場光を用いた露光マスクが製造できる。
【００２７】
なお、近接場光露光マスクとしてグリッド偏光子を有するものを示したが、近接場光露光マスクとしては、グリッド偏光子を有していない構造でも可能であり、例えばガラス基板上に微少開口を有する金属マスクを形成した構造でもよい。このような近接場光露光マスクの製造方法は、例えばガラス基板上に電子ビーム描画装置によりレジストパターンを作製した後、クロム薄膜を４０ｎｍ程度スパッタにより堆積し、リフトオフにより微少開口を形成することにより、近接場光露光マスクが完成する。なお、電子ビーム描画の後、Ｏ2 アッシングによりレジストを細くしてからクロム薄膜をスパッタにより堆積すれば、最小線幅１５ｎｍ程度の微少開口を有する近接場光露光マスクになる。
【００２８】
また金属微少開口を形成する方法として、ＳＰＭを利用することができる。
図８は原子間力顕微鏡を用いた微少金属開口形成の概略外観図である。
図８を参照して、ガラス基板２上にクロム薄膜を４０ｎｍ程度スパッタで形成後、導電性のシリコンでできたＡＦＭプローブ４６に一定の力が働くように、例えば２０μｍ／秒で走査しながら、クロム薄膜とＡＦＭプローブ間にパルス幅が１０ｍ秒の２Ｖのパルス電圧を印加して、微少金属開口を形成する。
このようなＡＦＭを用いた方法では、金属の微少開口やスリットを５０ｎｍ程度に形成できる。
【００２９】
次に、近接場光露光装置の実施形態について説明する。
上述した近接場光露光マスクを用いてパターンを転写する場合、近接場光のしみだしはおよそ開口幅の２倍程度であるため、微少なパターンを形成するには、近接場光露光マスクとレジストを塗布した基板とを十分に密着させることが必要である。
図９は近接場光露光装置の要部断面図である。
図９を参照して、本発明の近接場光露光装置は、ベースフランジ５６と、このベースフランジ５６に底面がシール部材の例えばＯリング５３によりシールされて設置されるレジスト１２が塗布された基板１４と、設置された基板１４に密着させた近接場光露光マスク１と、この近接場光露光マスク１の上面をＯリング５５でシールして固定する上部フランジ５２とを備え、近接場光露光マスク１と基板１４との側部空間がベースフランジ５６と上部フランジ５２とで密閉構造として形成されており、ベースフランジ５６の側部に設けられた排気口５７から真空ポンプ５８（図示せず）により真空にされるようになっている。
【００３０】
さらに近接場光露光マスク１は、図９に示すようにマスクに対応した箇所がダイヤフラム１７として形成されている。なお、この実施形態では近接場光露光マスク側がダイヤフラム状に形成されているが、レジストが塗布される基板側がダイヤフラム状に形成されていてもよい。
【００３１】
このような近接場光露光装置では、密閉構造を真空にすることにより大気圧がダイヤフラム１７を押し、レジストを塗布した基板と近接場光露光マスクとが密着する。
したがって近接場光露光マスクと基板との密着を格段に高めることができる。なお、本実施形態ではダイヤフラムが形成されているが、ダイヤフラムが形成されていなくても、マスクと基板との隙間を真空にひくことでより密着させることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明の近接場光露光マスクでは、光の回折の影響を避け、より局在したエバネッセント光を発生させて露光することができるという効果を有する。
またダイヤフラムを有する近接場光露光マスクでは、例えば感光剤を塗布したシリコン基板に、いっそう密着させることができるという効果を有する。
さらに本発明の近接場光露光マスクの製造方法では、マスクの開口パターンに対応した光を入射する偏光子を集積化した近接場光露光マスクが製造できる。
また本発明の近接場光露光装置では、感光剤を塗布した基板と近接場光露光マスクとを確実に密着させて露光することができるので、より微細なパターンを転写することができる。
また本発明の近接場光露光方法では、光の回折を避け、局在したエバネッセント光を発生させて露光できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る近接場光露光マスクの概略図であり、（ａ）は近接場光露光マスクの実施形態のパターン転写時の概略断面図であり、（ｂ）は近接場光露光マスクの一部概念図である。
【図２】近接場光とグリッド偏光子の関係を示す概念図であり、（ａ）はグリッド偏光子に光が入射する外観図、（ｂ）はグリッド偏光子のスリットに対して平行な光の電場ベクトルと近接場光との関係を示す概念図、（ｃ）はスリットに対して垂直な光の電解ベクトルと近接場光との関係を示す概念図である。
【図３】グリッド偏光子のグリッドの周期Ｄが２００ｎｍにおけるグリッドの線幅と偏光度の関係図である。
【図４】近接場光露光マスクの製造方法を示すプロセスフローチャートであり、工程中の（ａ）〜（ｅ）を示す。
【図５】近接場光露光マスクの製造方法を示すプロセスフローチャートであり、工程中の（ｆ）〜（ｈ）を示す。
【図６】近接場光露光マスクの製造方法を示すプロセスフローチャートであり、工程中の（ｉ）〜（ｌ）を示す。
【図７】図５（ｈ）の工程におけるアルミニウム斜め蒸着の詳細断面図である。
【図８】原子間力顕微鏡を用いた微少金属開口形成の概略外観図である。
【図９】本発明の近接場光露光装置の要部断面図である。
【符号の説明】
１ 近接場光露光マスク
２ マスク基板
４ 偏光層
５，７ グリッド偏光子
６ 結合層
８ マスク
９ スリット
１０ 近接場光
１２ レジスト
１４ 基板
１７ ダイヤフラム
２０ ガラス
２２ ＳｉＯ2 膜
２７ Ｓｉ基板
２８ Ｓｉ活性層
３２， ４４ クロム薄膜
３４ Ｓｉグレーティング
３６ 導体グレーティング
３８ ＳｉＯ2 膜
４２ 電子ビーム用レジスト
４５ 金属微少開口
４６ ＡＦＭ用プローブ
５２ 上部フランジ
５３，５４，５５ Ｏリング
５６ ベースフランジ
５８ 真空ポンプ
Claims (10)
- マスク基板と、偏光層と、光の波長よりも小さな幅の開口パターンを有するマスクと、このマスクと上記偏光層とを結合する透明な結合層とを集積化した積層構造を備え、
上記偏光層が、上記マスクの開口パターンのライン方向に対して平行方向に光を偏光するグリッド偏光子を、上記マスクの開口パターンのそれぞれのライン方向に対応して複数集積して成る、近接場光露光マスク。 - 前記マスク基板が前記マスクに対応したダイヤフラムを有していることを特徴とする、請求項１に記載の近接場光露光マスク。
- 前記マスクの厚さが前記開口パターンの幅の２倍以下であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の近接場光露光マスク。
- マスク基板と、偏光層と、光の波長よりも小さな幅の開口パターンを有するマスクと、このマスクと上記偏光層とを結合する透明な結合層とを集積化した積層構造を備える近接場光露光マスクの製造方法であって、
上記偏光層として、上記マスクの開口パターンのライン方向に対して平行方向に光を偏光するグリッド偏光子を、上記マスクの開口パターンのそれぞれのライン方向に対応するよう複数上記マスク基板上に形成する工程と、
上記偏光層上に上記結合層を形成する工程と、
上記結合層上に光の波長よりも小さな幅の上記開口パターンを有するマスクを形成する工程と、
を備える、近接場光露光マスクの製造方法。 - マスク基板と、偏光層と、光の波長よりも小さな幅の開口パターンを有するマスクと、このマスクと上記偏光層とを結合する透明な結合層とを集積化した積層構造を備える近接場光露光マスクの製造方法であって、
マスク基板にレジストを塗布してパターニングする第１の工程と、このレジストをマスクとしてグレーティングを形成し金属を斜めに蒸着してグリッド偏光子を形成する第２の工程と、このグリッド偏光子を覆った透明な結合層を形成する第３の工程と、この結合層上に光の波長よりも小さな幅のレジストをパターニング後このレジストをマスクとして金属膜を形成してからレジストを除去して光の波長よりも小さな幅の金属膜微少開口を形成する第４の工程と、を備える、近接場光露光マスクの製造方法。 - 前記第１の工程と前記第２の工程を繰り返して前記グリッド偏光子を複数領域に形成する工程を備えていることを特徴とする、請求項５に記載の近接場光露光マスクの製造方法。
- 前記第４の工程に代えて、前記結合層上に金属膜を形成し走査型プローブ顕微鏡の探針を走査して光の波長よりも小さな幅の金属膜微少開口を形成する工程を備えていることを特徴とする、請求項５に記載の近接場光露光マスクの製造方法。
- マスク基板、このマスク基板に形成した偏光層、光の波長よりも小さな幅の開口パターンを有するマスク、及びこのマスクと上記偏光層とを結合する透明な結合層を集積化した積層構造を有し、かつ上記偏光層が、上記マスクの開口パターンのライン方向に対して平行方向に光を偏光するグリッド偏光子を、上記マスクの開口パターンのそれぞれのライン方向に対応して複数集積して成る近接場光露光マスクと、感光剤を塗布した基板とを備え、
上記感光剤を塗布した基板と上記近接場光露光マスクとの周端を密閉する上部フランジとベースフランジとを有しており、上記感光剤を塗布した基板と上記近接場光露光マスクとの隙間を真空にすることにより密着して露光する、近接場光露光装置。 - 前記近接場光露光マスクがダイヤフラム状であって、前記感光剤を塗布した基板と前記近接場光露光マスクとの隙間を真空にすることにより、大気で上記ダイヤフラムが押され、前記感光剤を塗布した基板と上記近接場光露光マスクとが密着することを特徴とする、請求項８に記載の近接場光露光装置。
- マスク基板と、偏光層と、光の波長よりも小さな幅の開口パターン を有するマスクと、このマスクと上記偏光層とを結合する透明な結合層とを集積化した積層構造を備え、上記偏光層が、上記マスクの開口パターンのライン方向に対して平行方向に光を偏光するグリッド偏光子を、上記マスクの開口パターンのそれぞれのライン方向に対応して複数集積して成る近接場光露光マスクを用い、
上記マスクに、上記グリッド偏光子を介して上記開口パターンのライン方向に対して平行方向に偏光した光を入射して露光する、近接場光露光方法。
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