JP4217564B2 - 近接場露光用のマスクの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、近接場露光用のマスクの製造方法に関する。
調理器具や工作機械、また半導体微細加工装置などにおいて、その部材の表面の防汚特性を向上させ、あるいは部材表面の吸着力を低下させることが望まれている。
これらを解決する従来例における手法のひとつとして、部材表面を表面処理することによって表面エネルギーを低下する方法が挙げられる。そのための技術として、例えば、特許文献1に示されるように調理器具、あるいは特許文献2に示されるように工作機械、等の表面をフッ素樹脂によりコーティングする方法がある。また、この他の技術のひとつとして、非特許文献1に示されるような自己組織化膜(SAM膜)を形成する手法があり、これを例えば特許文献3に示されるように半導体装置の表面に形成する方法等がある。
特開平09−28582号公報 特開2002−224950号公報 特開2002−359347号公報 M.D.Porter,T.B.Bright ,D.L.Allara andC.E.D.Chidsey .,J.Am.Chem.Soc.109(1987) 3559
しかしながら、上記した従来例において、部材等の表面にフッ素樹脂をコーティングする方法では、フッ素樹脂とこれによってコーティングされる部材表面とは物理吸着しているだけなので、結合力が弱く耐久性に乏しいという点に問題がある。
また、部材等の表面にSAM膜を形成する場合には、SAM膜を部材表面に緻密且つ大面積に形成するために長時間を要することとなる。また、SAM膜の形成過程において、グレインバウンダリーが生じてしまうため、緻密で構造が整った膜が形成されないことがある。これは半導体微細加工装置など、非常に微小なスケールの加工を行う装置の場合、加工精度の低下につながる恐れがある。
そこで、本発明は上記課題を解決し、緻密で耐久性の高い低エネルギー表面層を、部材等の表面に形成することが可能となる近接場露光用のマスクの製造方法を提供することを目的とするものである。
本発明は、以下のように構成した近接場露光用のマスクの製造方法を提供するものである。
すなわち、本発明の近接場露光用のマスクの製造方法は、微細パターンが形成された遮光層を有する近接場露光用マスクの製造方法であって、
基板上に前記遮光層を形成後、該遮光層上にAu、又はAuとPtとからなる金属層を形成する工程、
前記金属層と、前記遮光層と、に微細パターンを形成する工程、及び
前記金属層をSF6のプラズマに晒し、該金属層の表面エネルギーを低下させる工程、
を有することを特徴としている
本発明によれば、短時間で膜厚が非常に薄く、緻密で耐久性の高い、低エネルギー表面層を形成することができ、これにより表面の撥水性、撥油性、その他の防汚特性を向上させることができ、また部材等の表面の吸着力を低下させることが可能となる近接場露光用のマスクの製造方法を実現することができる。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施の形態における近接場露光用マスクを形成する手順を示す図であり、これによりその手順を説明する。
まず、面方位(100)の基板1を用意し、この両面に母材2である窒化シリコンSi34を成膜する(図1(a))。但し、マスク母材は窒化シリコンに限るものではない。
つぎに、基板1の一方の面側(マスクにおける裏面側)の母材2にバックエッチ孔7をパターニングし、基板1の他方の面側(マスクにおけるおもて面側)の母材2には遮光層3を成膜した後、更に遮光層3の表面に表面処理層4を形成する(図1(b))。ここで用いられる表面処理層の組成はAuである。なお、この表面処理層はAuとその他の金属の混合物や合金でも良い。
つぎに、表面処理層4および遮光層3に、FIB加工装置等を用いて微細パターン5を形成する。
そして、マスクのおもて面側をSF6のプラズマに短時間さらす。ここでは、プラズマをドライエッチング装置の真空チャンバー内で発生させ、試料もチャンバー内に設置しておくことで表面処理を施した。真空度は10−5Pa程度、ガス圧は約2Pa程度にし、エッチング条件としては比較的弱い条件でプラズマを形成した。この操作により、表面処理層4の表面エネルギーが低下する。これにより表面処理層4の撥水性、撥油性、その他の防汚特性が向上する。さらに表面の吸着力も低下する。つぎに、基板1をKOHにより結晶軸異方性エッチングをし、マスク薄膜部6を有する薄膜マスク構造を形成する(図1(c))。
本発明者らの実験によると、この処理により表面エネルギーは未処理のCr薄膜単体の場合の50.7dyne/cmや、同じく未処理のAu薄膜単体の48.9dyne/cmから21.0dyne/cmまで低下した。
また、これによりマスク表面の吸着力も低下した。本発明者らはこの理由として、表面処理層4のAuがSF6プラズマ中のSF5等のラジカルと反応して金と硫黄の間にAu−Sの結合が生じ、結果としてAu表面にSF5等が存在しているためと考えている。あるいは、プラズマ雰囲気中に存在するSF6分子やSFxラジカル、もしくは、Fラジカル等が直にAu層に打ち込まれているとも考えられる(図2(a),(b))。
本発明の実施例1においては、上記した本発明の近接場露光用のマスクの製造方法を適用して近接場露光用のマスクを作製した。
図3は、本実施例における近接場露光用マスクを形成する手順を示す図である。つぎに、この手順を説明すると、まず、面方位(100)のSi基板である基板11を用意し、この基板11の両面にLPCVD装置でSiのマスク母材となる母材12を500nm成膜する(図3(a))。
つぎに、基板11の一方の面側(マスクにおける裏面側)の母材12に、CFでバックエッチ孔17をパターニングし、基板11の他方の面側(マスクにおけるおもて面側)の母材12には遮光層13となるCrを50nm成膜した後、更に遮光層13の表面に表面処理層14となるAuを10nm成膜した(図3(b))。
なお、ここでは遮光層13にCrを用いたが、遮光層13はCrに限られるものではない。
つぎに、FIB加工装置を用いて表面処理層14及び遮光層13に微細パターン15を形成した。つぎに表面処理層14のAuをSFプラズマに約5分間さらした。つぎに、基板11をKOHにより結晶軸異方性エッチングをし、マスク薄膜部16を有する薄膜マスク構造を形成した(図3(c))。
以上により、本発明の表面処理を施した近接場光露光用マスクが作製できた。
本実施例による近接場露光用マスクによれば、マスク表面の表面エネルギーが低下した近接場露光用マスクを得ることができた。また撥水性、撥油性、その他防汚特性が向上し、また表面の吸着力の低下した近接場露光用マスクを得ることができた。
以上の実施例1では、本発明の構成を近接場光露光用マスクに適用した例を示したが、本発明はこのようなものに限られるものではなく、密着剥離の動作が要求される部材等の、例えばインプリントリソグラフィー用マスク等、さらには摺動部材等にも適用可能である。
本発明の実施例2においては、上記した本発明の近接場露光用のマスクの製造方法を適用して上記実施例1とは別の近接場露光用のマスクを作製した。
図4は、本実施例における近接場露光用マスクを形成する手順を示す図である。つぎに、この手順を説明すると、まず、面方位(100)のSi基板である基板18を用意し、この基板18の両面にLPCVD装置でSiのマスク母材となる母材19を500nm成膜する(図4(a))。
つぎに、基板18の一方の面側(マスクにおける裏面側)の母材19に、CFでバックエッチ孔24をパターニングし、基板18の他方の面側(マスクにおけるおもて面側)の母材19には遮光層20となるCrを50nm成膜した後、更に遮光層20の表面に表面処理層となる表面処理合金層21をAuとPtの同時スパッタにより10nm成膜した。(図4(b))。
なお、ここでは遮光層20にCrを用いたが、遮光層20はCrに限られるものではない。
つぎに、FIB加工装置を用いて表面処理合金層21及び遮光層20に微細パターン22を形成した。つぎに、表面処理層21をSFプラズマに約5分間さらした。つぎに、基板18をKOHにより結晶軸異方性エッチングをし、マスク薄膜部23を有する薄膜マスク構造を形成した。
以上により、本発明の表面処理を施した近接場光露光用マスクが作製できた。
本実施例による近接場露光用マスクによれば、マスク表面の表面エネルギーが低下した近接場露光用マスクを得ることができた。また撥水性、撥油性、その他防汚特性が向上し、また表面の吸着力の低下した近接場露光用マスクを得ることができた。
また、表面処理層21をAuとPtを同時スパッタにより作製したことで、Auがマイグレーションを起こすことでグレインサイズが巨大化してしまうことを防ぐことができ、マスク表面に比較的均一な表面エネルギー分布を持たせることができた。
以上の実施例2では、本発明の構成を近接場光露光用マスクに適用した例を示したが、本発明はこのようなものに限られるものではなく、密着剥離の動作が要求される部材等の、例えばインプリントリソグラフィー用マスク等、さらには摺動部材等にも適用可能である。
本発明の実施の形態における近接場露光用マスクを形成する手順を示す図。 本発明の実施の形態におけるマスク表面の吸着力の低下について説明するための図。 本発明の実施例1における近接場露光用マスクを形成する手順を示す図。 本発明の実施例2における近接場露光用マスクを形成する手順を示す図。
符号の説明
1:基板
2:母材
3:遮光層
4:表面処理層
5:微細パターン
6:マスク薄膜部
7:バックエッチ孔
8:Au薄膜
9:Cr遮光層
10:マスク母材Si34
11:基板
12:母材
13:遮光層
14:表面処理層
15:微細パターン
16:マスク薄膜部
17:バックエッチ孔
18:基板
19:母材
20:遮光層
21:表面処理合金層
22:微細パターン
23:マスク薄膜部
24:バックエッチ孔

Claims (1)

  1. 微細パターンが形成された遮光層を有する近接場露光用マスクの製造方法であって、
    基板上に前記遮光層を形成後、該遮光層上にAu、又はAuとPtとからなる金属層を形成する工程、
    前記金属層と、前記遮光層と、に微細パターンを形成する工程、及び
    前記金属層をSF6のプラズマに晒し、該金属層の表面エネルギーを低下させる工程、
    を有することを特徴とする近接場露光用マスクの製造方法。
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