JP4834453B2 - 近接場露光用マスクの圧力制御方法及びその圧力制御装置 - Google Patents
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Description
従来、微細化技術の一つとして、光の波長により微細加工限界が制限される光リソグラフィ装置に対し、光の波長以下の微細加工を可能とする手段として、エバネッセント光を用いて露光マスク前面をレジスト面に密着させ近接場露光する方法が知られている。
このような近接場露光方法による場合、従来においては露光マスクをレジスト面に密着させるため、例えば、特許文献1のように、高圧ガス容器と圧力調整弁などにより露光マスクへの圧力を変化させるなどにより圧力を制御する方法が用いられていた。
特に、マスクの取付けに、バキュームチャックなどを用いてマスク交換が容易な構成を採った場合などにおいて、マスク取付け部などに発生する微小なリークにより露光時間が減少し、マスクの密着不良が発生するなどの恐れがあった。
また、本発明は、露光マスクを被露光物に密着させて近接場露光するに際し、精密な圧力制御が可能となる近接場露光用マスクの圧力制御方法及びその圧力制御装置を提供することを目的とするものである。
本発明の近接場露光用マスクの圧力制御方法は、圧力調整容器と弾性変形可能なメンブレンマスクとを用いて気密空間を構成し、該気密空間内に圧力を印加して該気密空間内の圧力を制御し、該メンブレンマスクを弾性変形させることによって該マスクを被露光物と接触させる近接場露光用マスクの圧力制御方法において、
前記気密空間内に圧力を印加するための圧力印加手段として、ピストンとシリンダー機構とを備えて構成される複数の圧力印加手段を用い、該複数の圧力印加手段を切り替えて前記気密空間内に圧力印加を行うことを特徴とする。
また、本発明の近接場露光用マスクの圧力制御方法は、前記ピストン、シリンダー機構のピストンのストローク残量が予め定められた残量以下となり他のものと切り替えられたピストン、シリンダー機構を、初期状態に復帰させて再利用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の圧力制御方法は、前記複数の圧力印加手段が、前記気密空間内への気体供給量の異なるピストン、シリンダー機構の組合せにより構成されていることを特徴とする。
前記気密空間内に圧力を印加して該気密空間内の圧力を制御する圧力印加手段とを備え、
前記圧力印加手段による圧力印加によって前記メンブレンマスクを弾性変形させ、該マスクを被露光物と接触させる近接場露光用マスクの圧力制御装置において、
前記圧力印加手段が、複数の圧力印加手段を有し、該複数の圧力印加手段のそれぞれがピストンとシリンダー機構とを備えて構成され、
前記複数の圧力印加手段を切り替えて前記気密空間内に圧力を印加可能に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の圧力制御装置は、前記複数の圧力印加手段が、前記気密空間内への気体供給量の異なるピストン、シリンダー機構の組合せにより構成されていることを特徴とする。
また、露光マスクを被露光物に密着させて近接場露光するに際し、精密な圧力制御が可能となる。
本発明の参考例においては、本発明を適用した切替可能な圧力容器による近接場露光用マスクの圧力制御装置の構成例について説明する。
図1に、本参考例の構成例を示す。
図1において、100はマスク、101はマスク母材、102は金属薄膜、103は微小開口パターン、104はレジスト、105は基板、106はステージ、107は圧力調整容器である。
また、108は露光光源、109は露光光、110はコリメータレンズ、111はガラス窓、112は圧力調整弁、113は圧力調整弁1、114は圧力調整弁2である。
また、115はガス供給弁1、116はガス供給弁2、117はガス容器1、118はガス容器2、119はガス容器3である。
次に、マスク面法線方向にステージ106を駆動し、マスク100のおもて面と基板105上のレジスト面104との間隔が設定値(例えば10μm〜300μm)になるように両者を接近させる。圧力調整容器107への圧力を調整することによりマスク100を弾性変形させ間隔が100nm以下になるように両者を密着させる。
次に、露光光源108から照射される露光光109をコリメータレンズ110で平行光にした後、ガラス窓111を通し、圧力調整容器107内に導入し、マスク100に対して裏面(図1では上側)から照射する。
これにより、マスク100おもて面のマスク母材101上の金属薄膜102に形成された微少開口パターン103から滲み出す近接場でレジスト104の露光を行なう。
まず、初期状態では圧力調整弁(112)、圧力調整弁1(113)、圧力調整弁2(114)、ガス供給弁1(115)、ガス供給弁2(116)は閉じられている。
次に、マスクを密着させるために圧力調整弁1(113)を開き、圧力調整弁(112)を調整しマスクへ所定の圧力を印加することで、マスクとレジスト/基板を密着させる。
その際、圧力調整容器107でのリークは、圧力センサ120で監視し圧力調整弁(112)で調整して補正する。
次に、リークによるガス容器1(117)の残量は圧力センサ(残量センサ)1(121)で監視し、所定の残量以下になった場合はガス容器2(118)に切替える。
次に、上記切替え後に、圧力調整弁1(113)を完全に閉じ、ガス供給弁1(115)によりガス容器3(119)からガス容器1(117)を所定の圧力まで再充填する。
次に、ガス容器2(118)が所定の残量以下になった場合は、ガス容器1(117)に切替える。
このガス容器2(118)の再充填は、ガス容器1(117)と同様の方法で実施する。このガス容器3(119)は、定期的に交換することで継続的な使用が可能となる。
本参考例によれば、以上のようにガス容器を切替可能に構成することにより、長時間に亙り露光動作を行うことが可能となる。
本発明の実施例1においては、本発明を適用した切替可能なピストン、シリンダー機構による近接場露光用マスクの圧力制御装置の構成例について説明する。図2に、本実施例の構成例を示す。
図2において、200はマスク、201はマスク母材、202は金属薄膜、203は微小開口パターン、204はレジスト、205は基板、206はステージ、207は圧力調整容器である。
また、208は露光光源、209は露光光、210はコリメータレンズ、211はガラス窓、212はピストン1、213はピストン駆動モータ1、214はシリンダー1、215はピストン駆動モータ2、216はピストン2、217はシリンダー2である。
また、218は切替弁1、219は制御弁1、220は切替弁2、221は制御弁2、222は圧力センサ、223は圧力センサ1、224は圧力センサ2である。
次に、マスク面法線方向にステージ206を駆動し、マスク200のおもて面と基板205上のレジスト面204との間隔が設定値(例えば10μm〜300μm)になるように両者を接近させる。圧力調整容器207への圧力を調整することによりマスク200を弾性変形させ間隔が100nm以下になるように両者を密着させる。
次に、露光光源208から照射される露光光209をコリメータレンズ210で平行光にした後、ガラス窓211を通し、圧力調整容器207内に導入し、マスク200に対して裏面(図1では上側)から照射する。
これにより、マスク200おもて面のマスク母材201上の金属薄膜202に形成された微少開口パターン203から滲み出す近接場でレジスト204の露光を行なう。
まず、初期状態では切替弁1(218)、切替弁2(220)、制御弁1(219)、制御弁2(221)は閉位置になっており、ピストン1(212)、ピストン2(216)は上始点となっている。
次に、マスクを密着させるために切替弁1(218)を開きピストン駆動モータ1(213)によりピストン1(212)を駆動しマスクへ所定の圧力を印加しマスクとレジスト/基板が密着する。
その際、圧力調整容器207でのリークは圧力センサ222で監視しピストン駆動モータ1(213)で調整して補正する。
次に、リークによるピストン1(212)のストローク残量はピストン駆動モータ1(213)の移動量で検出し所定の残量以下になった場合はシリンダー2(217)側に切替える。この時シリンダー2(217)の圧力は圧力センサ2(224)により監視しピストン駆動モータ2(215)で調整し圧力調整容器207の圧力と同一に調整されている。
次に、上記切替後に、切替弁1(218)を完全に閉じ、制御弁1(219)とピストン駆動モータ1(213)を制御し、ピストン1(212)を初期位置に戻す。
次に、ピストン2(216)のストローク残量が所定以下になった場合は、シリンダー1(214)側に切替える。この時シリンダー1(214)の圧力は圧力センサ1(223)により監視しピストン駆動モータ1(213)で調整し圧力調整容器207の圧力と同一に調整されている。
本実施例によれば、以上のようにピストン、シリンダー機構を切替可能に構成することにより、長時間に亙り露光動作を行うことが可能となる。
本発明の実施例2においては、本発明を適用した圧力調整容器への気体導入量が異なるピストン、シリンダー機構により粗動と微動とに切替可能な近接場露光用マスクの圧力制御装置の構成例について説明する。
図3に、本実施例の構成例を示す。
図3において、300はマスク、301はマスク母材、302は金属薄膜、303は微小開口パターン、304はレジスト、305は基板、306はステージ、307は圧力調整容器である。
また、308は露光光源、309は露光光、310はコリメータレンズ、311はガラス窓、312はピストン1である。
また、313は粗動用ピストン駆動モータ1、314はシリンダー1、315は微動用ピストン駆動モータ2、316はピストン2、317はシリンダー2である。
また、318は切替弁1、319は制御弁1、320は切替弁2、321は制御弁2、322は圧力センサ、323は圧力センサ1、324は圧力センサ2である。
次に、マスク面法線方向にステージ306を駆動し、マスク300のおもて面と基板305上のレジスト面304との間隔が設定値(例えば10μm〜300μm)になるように両者を接近させる。圧力調整容器307への圧力を調整することによりマスク300を弾性変形させ間隔が100nm以下になるように両者を密着させる。
次に、露光光源308から照射される露光光309をコリメータレンズ310で平行光にした後、ガラス窓311を通し、圧力調整容器307内に導入する。
そして、マスク300に対して裏面(図1では上側)から照射し、マスク300おもて面のマスク母材301上の金属薄膜302に形成された微少開口パターン303から滲み出す近接場でレジスト304の露光を行なう。
まず、初期状態では切替弁1(318)、切替弁2(320)、制御弁1(319)、制御弁2(321)は閉位置となっており、ピストン1(312)、ピストン2(316)は上始点となっている。
次に、マスクを密着させるために切替弁1(318)、切替弁2(320)を開きマスクへの圧力印加を可能にする。
その際、圧力の粗動、急激な変化を要するモードでは移動量あたりの容積変化の大きい粗動用ピストン駆動モータ1(313)によりピストン1(312)を駆動する。
また、圧力を微調するモードでは移動量あたりの容積変化の小さい微動用ピストン駆動モータ2(315)によりピストン2(316)を駆動する。
また、圧力調整容器307でのリークは、圧力センサ322で監視し圧力の微調が可能なピストン駆動モータ2(315)で調整して補正する。
本実施例によれば、以上のように圧力調整容器への気体導入量が異なるピストン、シリンダー機構により粗動と微動とに組合せ・切替可能として、露光マスクへの精密な圧力制御を行い露光動作を行うことができる。
101:マスク母材
102:金属薄膜
103:微小開口パターン
104:レジスト
105:基板
106:ステージ
107:圧力調整容器
108:露光光源
109:露光光
110:コリメータレンズ
111:ガラス窓
112:圧力調整弁
113:圧力調整弁1
114:圧力調整弁2
115:ガス供給弁1
116:ガス供給弁2
117:ガス容器1
118:ガス容器2
119:ガス容器3
120:圧力センサ
121:圧力センサ(残量センサ)1
122:圧力センサ(残量センサ)2
123:圧力センサ3
200:マスク
201:マスク母材
202:金属薄膜
203:微小開口パターン
204:レジスト
205:基板
206:ステージ
207:圧力調整容器
208:露光光源
209:露光光
210:コリメータレンズ
211:ガラス窓
212:ピストン1
213:ピストン駆動モータ1
214:シリンダー1
215:ピストン駆動モータ2
216:ピストン2
217:シリンダー2
218:切替弁1
219:制御弁1
220:切替弁2
221:制御弁2
222:圧力センサ
223:圧力センサ1
224:圧力センサ2
300:マスク
301:マスク母材
302:金属薄膜
303:微小開口パターン
304:レジスト
305:基板
306:ステージ
307:圧力調整容器
308:露光光源
309:露光光
310:コリメータレンズ
311:ガラス窓
312:ピストン1
313:ピストン駆動モータ1
314:シリンダー1
315:ピストン駆動モータ2
316:ピストン2
317:シリンダー2
318:切替弁1
319:制御弁1
320:切替弁2
321:制御弁2
322:圧力センサ
323:圧力センサ1
324:圧力センサ2
Claims (5)
- 圧力調整容器と弾性変形可能なメンブレンマスクとを用いて気密空間を構成し、該気密空間内に圧力を印加して該気密空間内の圧力を制御し、該メンブレンマスクを弾性変形させることによって該マスクを被露光物と接触させる近接場露光用マスクの圧力制御方法において、
前記気密空間内に圧力を印加するための圧力印加手段として、ピストンとシリンダー機構とを備えて構成される複数の圧力印加手段を用い、該複数の圧力印加手段を切り替えて前記気密空間内に圧力印加を行うことを特徴とする近接場露光用マスクの圧力制御方法。 - 前記ピストン、シリンダー機構のピストンのストローク残量が予め定められた残量以下となり他のものと切り替えられたピストン、シリンダー機構を、初期状態に復帰させて再利用することを特徴とする請求項1に記載の近接場露光用マスクの圧力制御方法。
- 前記複数の圧力印加手段が、前記気密空間内への気体供給量の異なるピストン、シリンダー機構の組合せにより構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の近接場露光用マスクの圧力制御方法。
- 圧力調整容器と弾性変形可能なメンブレンマスクとを用いて構成された気密空間と、
前記気密空間内に圧力を印加して該気密空間内の圧力を制御する圧力印加手段とを備え、
前記圧力印加手段による圧力印加によって前記メンブレンマスクを弾性変形させ、該マスクを被露光物と接触させる近接場露光用マスクの圧力制御装置において、
前記圧力印加手段が、複数の圧力印加手段を有し、該複数の圧力印加手段のそれぞれがピストンとシリンダー機構とを備えて構成され、
前記複数の圧力印加手段を切り替えて前記気密空間内に圧力を印加可能に構成されていることを特徴とする近接場露光用マスクの圧力制御装置。 - 前記複数の圧力印加手段が、前記気密空間内への気体供給量の異なるピストン、シリンダー機構の組合せにより構成されていることを特徴とする請求項4に記載の近接場露光用マスクの圧力制御装置。
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