JP4532761B2 - 近接場光による露光方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は近接場光による露光方法に関し、特に波長の限界を超えた微細加工を行う露光方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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、用いる光の波長によって決まる。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ーが用いられ、０．１μｍ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、０．１μｍ以下の微細加工を行なうためには、レーザー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。
一方、光による０．１μｍ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近接場光を用いてフォトレジストに対し、光波長限界を越える局所的な露光を行なう装置である。
【０００３】
しかしながら、これらのＳＮＯＭ構成のリソグラフィー装置では、いずれも１本（または数本）の加工プローブで一筆書きのように微細加工を行な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。
これを解決する一つの方法として、光マスクに対してプリズムを設け、全反射の角度で光を入射させ、全反射面から滲み出る近接場光を用いて光マスクのパターンをフォトレジストに対して一括して転写するという提案がなされている（特開平０８−１７９４９３号公報）。
【０００４】
また、このような近接場光を用いた露光においてはマスクとフォトレジストが全面にわたって均一に接する必要がある。しかしマスクをレジスト面に無理に押し付けて密着させようとすると、基板に変形が生じて露光パターンにむらが生じたり、マスクによりレジストが部分的に押しつぶされてしまったりするという問題点があった。そのため、マスクを弾性体で構成し、レジスト面形状に対してならうようにマスクを弾性変形させることにより、マスク全面をレジスト面に密着させ、マスク上の金属薄膜に形成されている微小開口から滲み出る近接場光により、レジスト露光を行なうことによって良好な近接場露光が可能になることが開示されている。（特開平１１−１４５０５１号公報）
また、マスクに形成可能な開口のパターンに関して次のようなことが開示されている（特開平１１−０７２６０７号公報）。開口の大きさ１５０ｎｍ〜１μｍでその開口間ピッチが０．６〜１．８μｍの場合、その開口が配置されている部分に、入射する光の波長０．５〜１．０μｍに応じて、ある特定の開口間ピッチに合わせると、開口に直接入射した光より多い光が開口アレイから透過する。すなわち透過する光、伝播光が増大するという現象が開示されている。しかしながらこれらは、周期的に配列された開口アレイからでる透過光の増大の現象であり、透過する光の強度は開口アレイの周期と波長の相関に応じたピークを持っている。波長をλ、開口の周期をＰとすると、λ／Ｐがある条件の時に透過する光の強度が強くなる。さらに入射光の波長を連続的に変化させるとそのピークが周期的に現れる。
【０００５】
これらの現象は、回折格子の格子間隔が露光波長に近づくことで、本来考えられる回折効率からずれ、反射光が０次の回折光に集中してしまうというＷｏｏｄのアノマリーとして古くから知られている現象と同じメカニズムと考えられる（参考文献「光の鉛筆」鶴田 匡夫著（１９８４）、「Ｅｌｅｃｔｏｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ Ｇｒａｔｉｎｇｓ」Ｒ．Ｐｅｔｉｔ編（１９８０））。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したように開口アレイを透過する光の強度が光の波長に対して周期的に変化することから、開口の周期と波長のある周期的な条件でこの現象が起こる開口アレイの周期と入射する波長の共鳴という共鳴領域で起こる現象であると推測される。
このような現象は伝播光における現象であり、この現象を露光に応用しようとした場合、以下の問題点を有している。
まず第一に、共鳴領域の現象であるために露光波長の１／２〜２倍程度の範囲内の加工サイズに限られてしまう。第二に、共鳴条件を満たさなければならないため加工サイズに対して露光波長を自由に選択することができない。第三に、この現象は透過した光は伝播光で観測されたｆａｒ ｆｉｅｌｄの現象であり、近接場領域に適用できない、などである。
【０００７】
一方、近接場光においてマスク上の開口密度に伴って、強度が変化するという現象が本発明者らによって確認された。近接場光におけるこのような現象のため、マスクによって開口密度が異なる場合や、同一のマスク中で開口密度の異なる領域を有する場合の露光において、マスク上の開口密度によって近接場光の強度が変化してしまい、露光むらによる形成パターンのばらつきが生じ、均一なパターンを形成することが難しいという課題が生じる。
【０００８】
そこで、本発明は、上記課題を解決し、近接場光を用いた露光において、均一なパターンを形成することが可能な露光方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、つぎの（１）〜（４）のように構成した露光方法を提供するものである。
（１）近接場光による露光方法において
光源より照射される光の波長以下の大きさの開口を有する金属膜を備えて構成される露光用マスクの前記開口に前記光を照射することで該開口より発生する近接場光を用いて被加工物の露光を行なう近接場光による露光方法であって、
前記露光用マスクと前記被加工物とを近接させる工程と、
前記露光用マスクにおける前記開口の密度に応じて前記光源による露光量を調整する光量調整手段により露光量を調整する工程と、
前記調整された光量で前記被加工物の露光を行なう工程と、
を有することを特徴とする近接場光による露光方法。
（２）前記露光用マスクを前記開口の密度が異なるものに交換した後、前記露光量を調整することを特徴とする上記（１）に記載の近接場光による露光方法。
（３）前記光量調整手段は、前記光源に接続されたものであることを特徴とする上記（１）に記載の近接場光による露光方法。
（４）前記光量調整手段は、前記露光用マスクに記録された開口密度に関する情報を読み出すマスク情報読み出し手段と、該情報に基づいて露光量を決定する露光量判断手段と、を備えてなることを特徴とする上記（１）に記載の近接場光による露光方法。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態においては、上記構成を適用することにより、近接場光による露光において開口の密度に応じて自由に露光量を調節し、開口密度によるばらつきの少ない微細加工をすることが可能となる。
また、特に波長程度の大きさの領域、波長の１／２〜２倍の範囲近傍の領域における開口密度の異なるマスク、または、同一マスク内で開口の密度の異なる領域の存在するマスクを用いても、近接場光の強度を調節することで均一な近接場の強度で被加工物に対する露光が可能となる。
【００１１】
以上の解決手段は、本発明者らが実験を通じて鋭意検討した結果、波長以下の大きさの領域に波長以下の開口を並べ、その並べる密度を変えることによってその開口から出る近接場光の強度を制御できる現象を見出したことに基づくものである。ここで記述している開口とは、円のような縦横同一のサイズの波長以下の開口や、一方の方向に長手方向を有し、もう一方の方向が波長以下の大きさのスリットでも良い。つまり、開口のある一方の幅が、波長以下の大きさであればよい。
【００１２】
以下に、この現象を図１と図２を用いて詳しく説明する。
図１のような波長以下の開口１０１を有するマスクに光を照射させると近接場光が発生する。その発生する近接場光の強度が、波長以下の開口１０１の並び方に応じて変化する。波長程度の大きさの領域１０２内に波長以下の開口１０１が５本入っている場合と１本入っている場合とで近接場光の出る強度が異なる。これらの現象は、近接場光学顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｎｅａｒ‐ｆｉｅｌｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＮＯＭ）で観察することで確認した。
【００１３】
波長程度の大きさの領域１０２内に開口１０１の密度が高く入っているほうが近接場光の強度は強く出る。それに対して、波長程度の領域１０２内の開口１０１の密度が低いと近接場光の強度は弱く出る。図１では開口が１本、２本、３本、４本、５本とそれぞれ波長程度の領域１０２内にある場合を示している。波長程度の領域１０２内に開口１０１が１本ある場合では、図２に示したように非常に近接場の強度が低いが、その開口が２本、３本、４本と増えるにしたがって１本の開口から出る近接場光の強度が強くなっていく。開口数の増加にしたがって近接場光の強度は増加するが、波長程度の領域１０２内におさまらない数の開口が並ぶと、近接場光の強度の増加が止まる。図２では、４本から５本に開口１０１の並んだ数が変わっても近接場光の強度が変化していない。つまり、波長程度の大きさの領域内に存在する密度に応じて、近接場光の強度が増加するということである。
以上述べたように、微小な開口一つでは充分な露光量を被加工物に与えられないためこの現象を利用し、近接場光を用いたマスク露光で波長以下の微細な加工を可能にする。
【００１４】
以下にその現象を利用した近接場光による露光装置の形態について図３、図４、図５を用いて説明する。
近接場光を用いたマスクでの微細な露光を行うにあたって必要となるのが、近接場光を発生させる所望の開口パターンを有するマスクと、露光される側の被加工物と、その二つを近接場光の存在している領域（＜１００ｎｍ）にまで近づける距離制御駆動手段と、２次元的なアライメントを行うステージと、近接場光を発生させるための露光用光源である。
【００１５】
また近接場光を発生させる際に近接場露光マスク５０１のおもて面と基板５０６上のフォトレジスト５０７面とを、全面にわたって両者を密着させることが必要となる。表面フォトレジストが平坦性が高く、接触させるのみで密着させることが可能な場合には単に接触させればよいが、マスク面やフォトレジスト／基板面に凹凸やうねりが存在し、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ような場合には、これらを密着させるための手段も必要となる。
露光量に関しては、マスクの前記領域内の開口密度に応じて発生する近接場光の強度が変わるため、前記密度に応じて露光量を調節する。また、露光波長以下の大きさの開口を露光波長程度の大きさの領域内に少なくとも２つ以上並べることで近接場光は開口から単独で存在している時よりも大変強い強度で現れる。単独の微小な波長以下の開口から出る近接場はとても弱いために、露光に必要な光量を得るためには時間がかかる。そのために露光の効率を上げる必要がある場合には前述の現象を利用して露光に用いるマスクのパターンを前記領域内に波長以下の開口をつめた密度の高いパターンにすることで発生する近接場光の強度を上げ効率をあげることも可能となる。
【００１６】
図３に示すように、波長以下の開口の密度が高いマスクの場合は、露光量を少なくし露光過多にならない様に光量を調整する。逆に図４に示すように、微小な波長以下の開口の密度が低い場合は、照射する光量を下げ露光不足を起こさせない様に調整する。この際の露光量の調整に関しては、従来用いられている方法でよく、例えば光源に半導体レーザなどを用いる場合には印加する電圧を調整すればよい。
また、図３や図４のように波長以下の開口の密度が一定ならば、異なるマスクごとに照射する光量を調節することで均一な露光量で露光を行うことができる。しかし、同一マスク内に波長以下の開口の密度が異なる領域があると、前記現象から同一マスク内に近接場光の強度の違いが生じ露光量がばらついてしまう。
【００１７】
その露光量を調節する方法の一つとしては、マスクのパターンが開口密度の高い領域と、低い領域と様々な場合、密度の低い領域の開口の幅を広げることで密度の低い領域の近接場を強める方法が考えられる。
また別の方法の一つとしては、密度の低い領域のマスク母材に露光光の透過率の高い材料を用いることで近接場光を発生させる光の強度を高くしマスク表面に発生させる近接場光の強度を高くし密度の高い領域に発生している近接場光の強度にあわせてもよい。
以上のようなことから、様々な微小開口パターンに応じた露光量の調整ができ、近接場光を用いて露光を行うことが可能となる。
【００１８】
【実施例】
以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定を受けるものではない。
［実施例１］
図５に、本発明の実施例１における近接場光による露光方法に用いられる装置の構成図を示す。
図５における５０１は、被加工物に転写する所望の開口パターンを有する近接場露光用のマスクであり、このマスク５０１はマスク母材５０２と金属薄膜５０３とからなっている。このマスク５０１は微小開口５０４のある部分は薄膜となっている。理由は後述する。その他の部分はその薄膜となっている部分を支持するために厚くなっている。
【００１９】
圧力調整容器５０５でマスク５０１の裏側の面（図５では上側にあたる部分）の空間を密閉しており、圧力調整容器５０５は内部の圧力を調整することができるようになっている。基板５０６の表面にフォトレジスト５０７を形成したものを被加工物とする。フォトレジスト５０７／基板５０６をステージ５０８上に取り付け、ステージ５０８を駆動することにより、近接場光露光用マスク５０１に対する基板５０６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５０８を駆動し、近接場光露光用マスク５０１のおもて面と基板５０６上のフォトレジスト５０７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。
【００２０】
この後、露光光源５０９から出射される露光光５１０をコリメーターレンズ５１１で平行光にした後、ガラス窓５１２を通し、圧力調整容器５０５内に導入し、近接場光露光用マスク５０１に対して裏面（図５では上側）から照射し、近接場光露光用マスク５０１おもて面のマスク母材５０２上の金属薄膜５０３に形成された微小開口パターン５０４から滲み出す近接場光でフォトレジスト５０７の露光を行う。
【００２１】
ここで、フォトレジスト５０７の材料としては、通常の半導体プロセスに用いられるフォトレジスト材料を選択する。これらのフォトレジスト材料に対して露光可能な光波長はおおむね２００〜５００ｎｍの範囲にあるが、特に３５０〜４５０ｎｍの範囲にあるｇ線・ｉ線対応のフォトレジストを選択すれば、種類も多く、比較的安価であるため、プロセス自由度も高く、コストが低減する。
【００２２】
露光光源５０９としては、用いるフォトレジスト５０７を露光可能な波長の光を照射するものを用いる必要がある。例えば、フォトレジスト５０７として、前述のｇ線・ｉ線対応のフォトレジストを選択した場合、露光光源５０９として、ＨｅＣｄレーザー（光波長：３２５ｎｍ，４４２ｎｍ）、ＧａＮ系の青色半導体レーザー（同：〜４１０ｎｍ）や、赤外光レーザーの第２高調波（ＳＨＧ）レーザーや第３高調波（ＴＨＧ）レーザー、水銀ランプ（ｇ線：４３６ｎｍ，ｉ線：３６５ｎｍ）などを用いる。
【００２３】
次に、近接場露光マスクとフォトレジスト／基板の密着方法の詳細について図５を用いて説明する。
近接場露光マスク５０１のおもて面と基板５０６上のフォトレジスト５０７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、マスク面やフォトレジスト／基板面に凹凸やうねりが存在する場合には、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。
【００２４】
そこで、近接場露光マスク５０１の裏面からおもて面方向に向かって圧力を印加することにより、近接場露光マスク５０１に弾性変形による撓みを生じさせ、フォトレジスト５０７／基板５０６へ押し付けるようにすることにより、全面にわたって密着させることができる。
【００２５】
このような圧力を印加する方法の一例として、図５に示したように、近接場露光マスク５０１のおもて面を圧力調整容器５０５外側に面するように、裏面を圧力調整容器５０５内側に面するように配置させ、ポンプ等の圧力調整手段５１３を用いて、圧力調整容器内に高圧ガスを導入し、圧力調整容器５０５内が外気圧より高い圧力になるようにする。
他の例として、圧力調整容器５０５の内部を露光光５１０に対して透明な液体で満たし、シリンダーを用いて圧力調整容器５０５内部の液体の圧力を調整するようにしても良い。
【００２６】
また圧力調整手段５１３から圧力調整容器５０５内に高圧ガスを導入し、圧力調整容器５０５内の圧力を増大させ、近接場露光マスク５０１のおもて面と基板５０６上のフォトレジスト５０７面とを全面にわたって均一な圧力で密着させる。このような方法で圧力の印加を行うと、パスカルの原理により、近接場露光マスク５０１のおもて面と基板５０６上のフォトレジスト５０７面との間に作用する斥力が均一になる。このため、近接場露光マスク５０１や基板５０６上のフォトレジスト５０７面に対し、局所的に大きな力が加わったりすることがなく、近接場露光マスク５０１や基板５０６、フォトレジスト５０７が局所的に破壊されたりすることがなくなるという効果を有する。
【００２７】
このとき、圧力調整容器５０５内の圧力を調整することにより、近接場露光マスク５０１とフォトレジスト５０７／基板５０６との間に働かせる押し付け力、すなわち、両者の密着力を制御することができる。例えば、マスク面やフォトレジスト／基板面の凹凸やうねりが大きいときには、圧力調整容器内の圧力を高めに設定することにより、密着力を増大させ、凹凸やうねりによるマスク面とフォトレジスト／基板面との間の間隔のばらつきをなくすようにすることができる。
【００２８】
ここでは、近接場露光マスクとフォトレジスト／基板を密着させるために、近接場露光マスクの裏面を加圧容器内に配置し、加圧容器内より低い外気圧との圧力差により、近接場露光マスクの裏面側からおもて面側に圧力が加わるようにした例を示したが、逆の構成として、近接場露光マスクのおもて面およびフォトレジスト／基板を減圧容器内に配置し、減圧容器内より高い外気圧との圧力差により、近接場露光マスクの裏面側からおもて面側に圧力が加わるようにしても良い。いずれにしても、近接場露光マスクのおもて面側に比べ、裏面側が高い圧力となるような圧力差を設けるようにすれば良い。
【００２９】
次に、近接場光による露光終了後における近接場露光マスクとフォトレジスト／基板の剥離に関しては以下のように行う。
圧力調整手段５１３を用いて、圧力調整容器５０５内の圧力を外気圧より小さくし、基板５０６上のフォトレジスト５０７面から近接場光露光マスク５０１上の金属薄膜５０３面を剥離させる。
また、このような方法で圧力の減圧を行い、フォトレジスト５０７／基板５０６からの近接場露光マスク５０１の剥離を行う場合、パスカルの原理により、近接場露光マスク５０１のおもて面と基板５０６上のフォトレジスト５０７面との間に作用する引力が均一になる。このため、近接場光露光マスク５０１や基板５０６上のフォトレジスト５０７面に対し、局所的に大きな力が加わったりすることがなく、近接場露光マスク５０１や基板５０６、フォトレジスト５０７が剥離時に局所的に破壊されたりすることもなくなるという効果を有する。
【００３０】
このとき、圧力調整容器５０５内の圧力を調整することにより、近接場露光マスク５０１とフォトレジスト５０７／基板５０６との間に働く引力、すなわち、両者の引っ張り力を制御することができる。例えば、マスク面とフォトレジスト／基板面との間の吸着力が大きいときには、圧力調整容器内の圧力を低めに設定することにより、引っ張り力を増大させ、剥離しやすくすることができる。
【００３１】
前述したように、密着時の圧力印加の装置構成において、図５とは逆の構成として、近接場露光マスクのおもて面およびフォトレジスト／基板を減圧容器内に配置し、減圧容器内より高い外気圧との圧力差により、近接場露光マスクの裏面側からおもて面側に圧力が加わるようにした場合は、剥離時には、容器内を外気圧より高い圧力にすればよい。
いずれにしても剥離時には、近接場露光マスクのおもて面側に比べ、裏面側が低い圧力となるような圧力差を設けるようにすれば良い。
【００３２】
次に、露光光源５０９から出る光の光量調整について図３、図４及び図５を用いて説明する。
近接場での露光の際は、前述の形態で露光を行うが、様々なパターンを露光するためにマスクも様々なパターンをもつ複数のものが必要となる。そのため、それぞれマスクの開口の密度は異なり、一定の露光光源５０９からの光では一定の露光量を作り出すことはできないので、光量調整手段５１４を用いて照射する光量を調整する。
【００３３】
この光量調整手段５１４は、上述してきたように開口密度に応じて露光量を調整する手段である。例えばユーザがマスクにパターニングされた開口密度に応じて、適宜コンピュータなどを通じて光量を調節する場合においては、光量調整手段５１４は光源に接続されたコンピュータ自身となる。
【００３４】
また、マスク上に開口密度に関する情報を記録しておき、それを装置側で読み出し、その情報から適切な露光量を調節してもよい。マスクに開口密度の情報が記録されている際の露光方法のフローチャートを図９に装置構成を図１０に示す。まず、マスクを本発明の露光装置に設置すると、装置側で予めマスクに記録されている開口密度に関する情報を読み出し手段５１５によって読み出す。この情報から露光量判断手段５１６によって適切な露光量が決定され、例えば露光用光源が半導体レーザなどの場合には印加する電圧を変化させるなどして露光光源の露光量を調節し露光を行なう。この際にはマスク情報読み出し手段５１５と露光量判断手段５１６が光量調整手段５１４となる。
【００３５】
同一の光量を波長以下の開口に照射した場合、図３ａと、図３ｂに示すように波長以下の開口の密度が高い場合は近接場光が強く出るので光量調整手段５１４で光量を下げて露光過多にならない様にする。逆に図４ａと、図４ｂに示すように波長以下の開口の密度が低いと近接場光は弱く出るので光量調整手段５１４で光量を上げ露光不足を起こさせない。
【００３６】
本実施例においてはマスク５０１を密度の異なるマスクに換えた場合でも光量を適宜変化させることで最適な露光量が得られる。
また、ここで用いるマスクは開口の密度が高いものと低いものとそれぞれ異なるマスクである場合以外に、１枚の中に密度が異なる開口を有するマスクで場所をずらして少なくとも２回以上露光してもよい。
【００３７】
［実施例２］
図６、図７を参照して本発明の実施例２における近接場光による露光方法に用いられるマスクの構成を説明する。本実施例においては実施例１における光量調整手段の働きと通常のマスクの働きの両者を行うマスクについて説明する。図６は、同一マスク内において開口の密度が異なるマスクを示す図である。また図７はマスクと光量調整手段の働きの両者を行なう本実施例のマスクの構成を示す図である。
【００３８】
図６のマスク６０１は、実施例１のマスク５０１と同様にマスク母材６０２と、金属薄膜６０３と、金属薄膜６０３に形成された微小開口パターン６０４とからなっている。このマスク６０１とマスク５０１との違いは、波長程度の領域６０６の微小開口の密度が同一マスク内で異なる領域があるという点である。リソグラフィーを行う上では、このようなパターンの密度にばらつきがあるものが一般的である。
【００３９】
このマスク６０１を用いて実施例１の露光装置で露光を行うと、光量を調整できても同一マスク内に密度の異なる場所がある限り、前述したようにマスクから出る近接場光の強度にばらつきが出てしまう。そのため実施例１においてはマスク内の開口密度にあわせて光量調整手段５１４を適宜制御して開口密度にあわせた露光を行なっていたが、本実施例においては図７のマスク７０１を用いて光量の調整を行なう。マスク７０１はマスク６０１と同様にマスク母材７０２と、金属薄膜７０３と、微小開口パターン７０４とからなり開口パターン７０４は密度の異なる場所がある。
【００４０】
マスク７０１では、その開口の存在する密度によって開口の幅を変化させ、発生させる近接場光の強度を調整することで被加工物への露光量を制御する。
これは、開口が大きくなるにしたがって発生する近接場光の強度も強くなるため、マスク７０１内の密度の低い領域に在る開口を幅の広い開口にすることで近接場光の強度を強くし、他の領域の近接場光の強度と同等の強度にすることを行っている。そうすることで、露光を行う際にマスク７０１内のどの領域の開口からも図７（ｃ）に示すように均一な強度の近接場を発生させ、被加工物に対して均一に露光を行なう。また、ここでは開口の密度の低い場所の開口幅を広げ近接場光の強度を強めたが、それとは逆に開口の密度の高い場所の開口幅を狭くして近接場光の強度を弱くし、密度の低い領域の近接場光の強度に合わせてもよい。すなわち所望のパターンのパターン幅及びパターンの存在密度に合わせて、開口幅及び光量を調整すればよい。
【００４１】
［実施例３］
図８に、本発明の実施例３における近接場光による露光方法に用いられる露光マスクの構造を示す。
つぎに、図８を用い同一マスク内に開口の存在密度が異なる領域を有するマスクにおいて、その密度分布に応じてマスク母材の透過率を変化させた露光マスクについて説明する。
実施例２と同様に同一マスク内の密度が異なる領域では発生する近接場光の強度が密度によって違ってしまう。そのため本実施例では、マスクを透過する光の透過率を変化させることで近接場光の強度を制御している。
図８のマスク８０１は、波長程度の大きさの領域８０７内の、開口の密度の異なる領域を有している。そのため、マスクから出る近接場光はその領域ごとによって強度が違う。その強度を均一にするために、マスク母材８０２の透過率を変えることで金属薄膜８０３まで届く露光光源５０９から照射された光の光量を調整する。
【００４２】
ここで、開口の密度が低い部分のマスク母材を、マスク母材を薄く、または、材料を透過率の良いものに変えた透過率の良いマスク母材８０６に変えることで、近接場の強度が弱かった領域がより光量を受け、近接場光の強度が強まる。そうすることで、マスクから出る近接場光が均一になり露光を均一に行える。また、ここでは透過率を上げたが、逆に開口の密度の高い領域のマスク母材に薄い金属薄膜を蒸着したり、または、材料を透過率の低いものに変えても、近接場の強度を弱め他の領域の近接場光の強度と同等にすることができ、均一に被加工物に対して露光を行うことができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、近接場光を用いた露光において、露光マスクの開口密度に応じて自由に露光量を調節することができ、微細加工を行うことができる近接場光による露光方法を実現することができる。
また、本発明によれば、波長程度の領域あたりに存在する波長以下の開口密度の異なるマスク、または、同一マスク内で開口の密度の異なる領域の存在するマスクを用いても、近接場光の強度を調節することで均一な近接場光の強度で被加工物に対する露光を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明で発見した現象が起こる開口を有するマスクの構成を示す図である。
【図２】 図１の開口から出る近接場の強度を示すグラフである。
【図３】 （ａ）は開口の密度の高いマスクの構成を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の開口から出る近接場光の強度を示すグラフである。
【図４】 （ａ）は開口の密度の低いマスクの構成を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の開口から出る近接場光の強度を示すグラフである。
【図５】 本発明の実施例１の露光用光の光量調節可能な近接場光による露光方法に用いられる露光装置の構成図である。
【図６】 （ａ）は本発明の実施例２と実施例３と比較するための近接場光の露光マスクを示す図であり、（ｂ）はその断面図、（ｃ）は（ａ）及び（ｂ）の開口から出る近接場光の強度のグラフである。
【図７】 （ａ）は本発明の実施例２の近接場光による露光方法に用いられる露光マスクの構成を示す図であり、（ｂ）はその断面図、（ｃ）は（ａ）及び（ｂ）の開口から出る近接場光の強度を示すグラフである。
【図８】 （ａ）は本発明の実施例３の近接場光による露光方法に用いられる露光マスクの構成を示す図であり、（ｂ）はその断面図、（ｃ）は（ａ）及び（ｂ）の開口から出る近接場光の強度を示すグラフである。
【図９】 本発明の実施例１の露光方法のフローチャートである。
【図１０】 本発明の実施例１の近接場光による露光方法に用いられる別の光量調整手段を有する装置の構成図である。
【符号の説明】
１０１：波長以下の開口
１０２：波長程度の大きさの領域
３０１：波長以下の開口
４０１：波長以下の開口
５０１：近接場光露光マスク
５０２：マスク母材
５０３：金属薄膜
５０４：微小開口パターン
５０５：圧力調整容器
５０６：基板
５０７：レジスト
５０８：ステージ
５０９：露光光源
５１０：露光光
５１１：コリメーターレンズ
５１２：ガラス窓
５１３：圧力調整手段
５１４：光量調整手段
５１５：マスク情報読み出し手段
５１６：露光量判断手段
６０１：マスク
６０２：マスク母材
６０３：金属薄膜
６０４：微小開口
６０５：近接場光
６０６：波長程度の大きさの領域
７０１：マスク
７０２：マスク母材
７０３：金属薄膜
７０４：微小開口
７０５：近接場光
７０６：幅の広い開口
７０７：波長程度の大きさの領域
８０１：マスク
８０２：マスク母材
８０３：金属薄膜
８０４：微小開口
８０５：近接場
８０６：透過率の高いマスク母材
８０７：波長程度の大きさの領域

Claims (4)

1. 光源より照射される光の波長以下の大きさの開口を有する金属膜を備えて構成される露光用マスクの前記開口に前記光を照射することで該開口より発生する近接場光を用いて被加工物の露光を行なう近接場光による露光方法であって、
   前記露光用マスクと前記被加工物とを近接させる工程と、
   前記露光用マスクにおける前記開口の密度に応じて前記光源による露光量を調整する光量調整手段により露光量を調整する工程と、
   前記調整された光量で前記被加工物の露光を行なう工程と、
   を有することを特徴とする近接場光による露光方法。
2. 前記露光用マスクを前記開口の密度が異なるものに交換した後、前記露光量を調整することを特徴とする請求項１に記載の近接場光による露光方法。
3. 前記光量調整手段は、前記光源に接続されたものであることを特徴とする請求項１に記載の近接場光による露光方法。
4. 前記光量調整手段は、前記露光用マスクに記録された開口密度に関する情報を読み出すマスク情報読み出し手段と、該情報に基づいて露光量を決定する露光量判断手段と、を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の近接場光による露光方法。

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