JPH11271960A - エバネッセント光露光用マスク、被露光物及びこれらを用いた露光装置 - Google Patents
エバネッセント光露光用マスク、被露光物及びこれらを用いた露光装置Info
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Abstract
を剥離する際に被露光物に対するエバネッセント光露光
用マスクの吸着力を低減することができ、エバネッセン
ト光露光用マスクが被露光物レジスト面に吸着すること
を回避することができるエバネッセント光露光用マス
ク、被露光物及びこれらを用いた露光装置を提供する。 【解決手段】 おもて面に微小開口パターンを有するマ
スクのおもて面を被露光物に対向して配置し、該マスク
裏面から光を照射し、該微小開口パターンから滲み出る
エバネッセント光により、該被露光物に該微小開口パタ
ーンの露光・転写を行うエバネッセント光露光装置を用
いるマスクであって、吸着防止手段を該マスクおもて面
の最表面に有することを特徴とする。
Description
られるマスク及び露光物、これらを用いた露光装置に関
するものである。
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
線レーザーが用いられ、0.1μm程度の微細加工が可
能となっている。
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。
を可能にする手段として、近接場光学顕微鏡(以下SN
OM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なう装置である。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。
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エバネッセント光を用いて光
マスクのパターンを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)。
9493号に記載のプリズムを用いたエバネッセント光
による一括露光装置では、プリズム・マスクとレジスト
面との間隔を100nm以下に設定することが重要であ
る。しかしながら、実際はプリズム・マスクや基板の面
精度に限界があり、プリズム・マスク面全面にわたって
レジスト面との間隔を100nm以下に設定することが
難しい。また、プリズム・マスクと基板との位置合わせ
に際し、少しでも傾きがあると、やはり、プリズム・マ
スク面全面にわたってレジスト面との間隔を100nm
以下に設定することが難しい。
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、プリズム・
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。
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る方法
が考えられる。
構造にまでマスク面を密着させるためにはマスクをより
薄くすることが望ましく、レジスト面にマスク面を密着
させて露光を行なった後にレジスト面からマスクを剥離
させる場合に、レジスト面に対するマスク面の吸着力の
ためにマスクが破壊してしまったり、レジスト側に吸着
してしまうためにマスクパターンを形成する部材がマス
ク母材から剥がれてしまうことがあり、これが歩留まり
を低下させる要因となる可能性があった。
バネッセント光露光用マスク、被露光物及びこれらを用
いた露光装置を提供することを目的とする。
によって達成される。すなわち、本発明は、おもて面に
微小開口パターンを有するマスクのおもて面を被露光物
に対向して配置し、該マスク裏面から光を照射し、該微
小開口パターンから滲み出るエバネッセント光により、
該被露光物に該微小開口パターンの露光・転写を行うエ
バネッセント光露光装置に用いるマスクであって、吸着
防止手段を該マスクおもて面の最表面に有することを特
徴とするエバネッセント光露光用マスクを提案するもの
であり、またおもて面に微小開口パターンを有するマス
クのおもて面を被露光物に対向して配置し、該マスク裏
面から光を照射し、該微小開口パターンから滲み出るエ
バネッセント光により、該被露光物に該微小開口パター
ンの露光・転写を行うエバネッセント光露光装置に用い
る被露光物であって、吸着防止手段を該被露光物の最表
面に有することを特徴とする被露光物を提案するもので
ある。
ンを有するマスクのおもて面を被露光物に対向して配置
し、該マスク裏面から光を照射し、該微小開口パターン
から滲み出るエバネッセント光により、該被露光物に該
微小開口パターンの露光・転写を行うエバネッセント光
露光装置であって、該マスクおもて面の最表面と該被露
光物の最表面との間に吸着防止手段を有することを特徴
とするエバネッセント光露光装置を提案するものであ
る。
ト光露光用マスクを剥離する際に被露光物に対するエバ
ネッセント光露光用マスクの吸着力を低減することがで
き、エバネッセント光露光用マスクが被露光物レジスト
面に吸着することを回避することができる。
細に説明する。
マスクを用いた露光装置の構成を表す図面である。
マスクとして用いるエバネッセント光露光マスクであ
る。エバネッセント光露光マスク106は、マスク母材
116、金属薄膜112、吸着防止薄膜A110から構
成されている。マスク母材116上に金属薄膜112が
設けられており、金属薄膜112には微小開口パターン
113が形成されている。さらに、金属薄膜112全面
を覆うように吸着防止薄膜A110が形成されている。
もて面(図1では下側)は圧力調整容器105外に、裏
面(図1では上側)は圧力調整容器105内に面するよ
うに配置されている。圧力調整容器105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。
スト107を形成し、さらにその上部にレジスト107
全面を覆うように吸着防止薄膜B109を形成する。こ
こで、吸着防止薄膜A110の表面と吸着防止薄膜B1
09の表面とは、親水性・疎水性の親和性に関して互い
に異なる性質のものとなるようにする。吸着防止薄膜B
109/レジスト107/基板108をステージ111
上に取り付け、ステージ111を駆動することにより、
エバネッセント光露光用マスク106に対する基板10
8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111を駆動し、エバ
ネッセント光露光用マスク106のおもて面と基板10
8上のレジスト107面とが吸着防止薄膜A110、B
109を介して、それらの間隔が全面にわたって100
nm以下になるように両者を密着させる。
されるレーザー光102をコリメーターレンズ103で
平行光にした後、ガラス窓104を通し、圧力調整容器
105内に導入し、圧力調整容器105内に配置された
エバネッセント光露光用マスク106に対して裏面(図
1では上側)から照射し、エバネッセント光露光用マス
ク106おもて面のマスク母材116上の金属薄膜11
2に形成された微小開口パターン113から滲み出すエ
バネッセント光でレジスト107の露光を行う。
よる露光の原理を説明する。
スク208を構成するマスク母材201に入射したレー
ザー光202は、金属薄膜203に形成された微小開口
パターン204を照射する。ここで、微小開口パターン
204の大きさ(幅)は、レーザー光202の波長に比
べて小さく、100nm以下である。
透過することはないが、開口の近傍にはエバネッセント
光205と呼ばれる光がわずかに滲み出している。この
光は、開口から約100nmの距離以下の近傍にのみ存
在する非伝搬光であり、開口から離れるとその強度が急
激に減少する性質のものである。
み出している微小開口パターン204に対して、レジス
ト206を100nm以下の距離にまで近づける。する
と、このエバネッセント光205が吸着防止薄膜A20
9、B210及びレジスト206中で散乱し、レジスト
206を露光する。
0、レジスト206膜厚が十分薄ければ、レジスト20
6中でエバネッセント光の散乱は面内(横)方向にあま
り広がることなく、レーザー光202の波長より小さい
大きさの微小開口パターン204に応じた微小パターン
をレジストに露光・転写することができる。
行なった後は、通常のプロセスを用いて基板207の加
工を行う。例えば、レジストを現像した後、エッチング
を行うことにより、基板207に対して上述の微小開口
パターン204に応じた微小パターンを形成する。
ジスト/基板の密着方法の詳細について図1を用いて説
明する。
もて面と基板108上のレジスト107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、実際には、マスク面やレ
ジスト/基板面に凹凸やうねりが存在するので、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。
06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、エバネッセント光露光用マスク106に弾
性変形による撓みを生じさせ、レジスト107/基板1
08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。
1に示したように、エバネッセント光露光用マスク10
6のおもて面を圧力調整容器105外側に面するよう
に、裏面を圧力調整容器105内側に面するように配置
させ、圧力調整容器内に液体または気体を導入し、圧力
調整容器105内が外気圧より高い圧力になるようにす
る。
をレーザー光102に対して透明な液体118で満た
す。さらに、圧力調整容器105は、シリンダー114
に接続されている。ピストン117をピストン駆動モー
ター115で駆動することにより、圧力調整容器105
内部の液体118の圧力を調整することができるように
なっている。
液体118の圧力を増大させ、エバネッセント光露光用
マスク106のおもて面と基板108上のレジスト10
7面とを吸着防止薄膜A110、B109を介して全面
にわたって均一な圧力で密着させる。
スカルの原理により、エバネッセント光マスク106の
おもて面と基板108上のレジスト107面との間に作
用する斥力が均一になる。このため、エバネッセント光
露光用マスク106や基板108上のレジスト107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、エバネッセント光露光用マスク106や基板10
8、レジスト107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。
調整することにより、エバネッセント光露光用マスク1
06とレジスト107/基板108との間に働かせる押
し付け力、すなわち、両者間の密着力を制御することが
できる。例えば、マスク面やレジスト/基板面の凹凸や
うねりがやや大きいときには、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レジスト/基板面との間の間隔
ばらつきをなくすようにすることができる。
とレジスト/基板を密着させるために、エバネッセント
光露光用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、エバネッセント光
露光用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、エバネッセン
ト光マスクのおもて面およびレジスト/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、エバネッセント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、エバ
ネッセント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。
るエバネッセント光露光用マスクとレジスト/基板の剥
離に関しては以下のように行う。
ストン117を図1の上方向に駆動することにより、圧
力調整容器105内の圧力を外気圧より小さくし、レジ
スト107/基板108上の吸着防止薄膜B109面か
ら金属薄膜112/エバネッセント光露光用マスク10
6上の吸着防止薄膜A110を剥離させる。
表面と吸着防止薄膜B109の表面とは、親水性・疎水
性の親和性に関して互いに異なる性質のものであり、分
子レベルで水素結合等の結合力が生じないので、互いに
なじむことなく大きな吸着力は発生しない。したがっ
て、密着させたレジスト107/基板108とエバネッ
セント光露光用マスク106を剥離させるとき、吸着防
止薄膜A110とB109との間で容易に剥離させられ
る。
せることにより、エバネッセント光露光用マスク106
のマスク母材116や微小開口パターン113が形成さ
れた金属薄膜112、レジスト107や基板108が破
壊されることを避けることができる。
い、レジスト107/基板108からのエバネッセント
光露光用マスク106の剥離を行う場合、パスカルの原
理により、エバネッセント光露光用マスク106のおも
て面と基板108上のレジスト107面との間に作用す
る引力が均一になる。このため、エバネッセント光露光
用マスク106や基板108上のレジスト107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、エ
バネッセント光露光マスク106や基板108、レジス
ト107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。
調整することにより、エバネッセント光露光マスク10
6とレジスト107/基板108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より低めに設定
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。
構成において、図1とは逆の構成として、エバネッセン
ト光露光用マスクのおもて面およびレジスト/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、エバネッセント光露光用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。
ト光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。
スクの構成を図3に示す。図3aはマスクのおもて面側
から見た図、図3bは断面図である。
用マスクは、0.1〜100μmの膜厚の薄膜からなる
マスク母材301上に10〜100nmの膜厚の金属薄
膜302を設け、300nm以下の幅の微小開口パター
ン303を形成し、さらにその上部に吸着防止用に1〜
10nm程度の膜厚の吸着防止薄膜A304を形成した
ものである。
N4 やSiO2 等、マスク面法線方向に弾性変形による
撓みを生じることが可能な弾性体からなり、かつ、露光
波長において透明なものを選択する。
弾性変形しやすく、レジスト/基板表面のより細かな大
きさの凹凸やうねりに対してまでならうように弾性変形
することが可能であるため、より密着性が増すことにな
る。しかしながら、露光面積に対して薄過ぎるとマスク
としての強度が不足したり、密着・露光を行った後、剥
離させる場合にレジスト/基板との間に作用する吸着力
で破壊してしまったりする。
として、0.1〜100μmの範囲にあることが望まし
い。
エバネッセント光強度をなるべく大きくするためには、
微小開口の(マスク面法線方向の)長さを小さくする必
要があり、そのためには、金属薄膜302の膜厚はなる
べく薄いことが望ましい。
2が連続膜にならず、微小開口以外のところからも光が
漏れてしまう。したがって、金属薄膜302の膜厚とし
ては、10〜100nmが望ましい。
薄膜302表面が平坦でないと、マスクとレジスト/基
板がうまく密着せず、結果として露光むらを生じてしま
う。このため、金属薄膜302表面の凹凸の大きさは、
少なくとも100nm以下、望ましくは10nm以下と
いう極めて平坦なものである必要がある。
いる光の波長より小さく、レジストに対して行う所望の
パターン露光幅とする。具体的には、1〜100nmの
範囲から選択することが好ましい。微小開口パターンが
100nm以上の場合は、本発明の目的とするエバネッ
セント光ばかりでなく、強度的により大きな直接光がマ
スクを透過してしまうことになり好ましくない。また、
1nm以下の場合は、露光が不可能ではないが、マスク
から滲み出すエバネッセント光強度がきわめて小さくな
り、露光に長時間を要するのであまり実用的でない。
以下である必要があるが、長手方向の長さに関しては制
限はなく、自由なパターンを選択することができる。例
えば、図3aに示したようなカギ型パターンでも良い
し、(図示しないが、)S字パターンでも良い。
水性・疎水性の親和性に関して後述のレジスト/基板上
の吸着防止薄膜Bと逆の性質のものを選択する。
示す場合、吸着防止薄膜A304の表面は疎水性を示す
材料を選択する。一般に表面が疎水性を示す材料として
は、分子中に疎水性を示す官能基である一本以上の長鎖
アルキル基やトリフルオロ基等を有する材料をそれらの
官能基が表面側に来るような状態に分子の配向を制御し
て成膜すれば良い。また、ポリメタクリレート誘導体や
ポリアクリレート誘導体等の水に不溶性の高分子化合物
を成膜しても良い。
す場合、吸着防止薄膜A304の表面は親水性を示す材
料を選択する。一般に表面が親水性を示す材料として
は、分子中に親水性を示す官能基であるカルボキシル基
や硫酸基(SO3 −)、アミノ基を有する材料をそれら
の官能基が表面側に来るような状態に分子の配向を制御
して成膜すれば良い。
薄膜A304を成膜する例を挙げて説明したが、本発明
の範囲はこれに限定されるものでなく、金属薄膜302
表面自身の親水性・疎水性の親和性を利用することも本
発明に含まれる。
uやPt等の表面に酸化膜を作らない材料を選択する
と、金属薄膜302の表面は後述の酸化膜を作る金属材
料の場合と異なり親水性になりにくく疎水性を示す。こ
のため、レジスト/基板側の吸着防止薄膜Bの表面が親
水性を示す材料である場合、金属薄膜302の上側には
吸着防止薄膜Aを成膜することなく、そのまま、エバネ
ッセント光露光用マスクとして、本発明のエバネッセン
ト光露光装置に用いることができる。
Al等の大気中で表面に酸化膜を作る材料を選択する
と、金属薄膜302の表面は親水性を示す。このため、
レジスト/基板側の吸着防止薄膜Bの表面が疎水性を示
す材料である場合、金属薄膜302の上側には吸着防止
薄膜Aを成膜することなく、そのまま、エバネッセント
光露光用マスクとして、本発明のエバネッセント光露光
装置に用いることができる。
光用マスク上金属薄膜とレジスト/基板との間に逆の親
和性の吸着防止薄膜を対にして形成することによりレジ
スト/基板に対するエバネッセント光露光用マスクの吸
着力を低減させることができ、レジスト/基板からエバ
ネッセント光露光用マスクを剥離する際に金属薄膜がレ
ジスト面に吸着しマスク母材から剥がれてしまったり、
マスク母材が破壊したりするのを回避することができ
る。
製方法の詳細について、図4を用いて説明する。
500μmのSi(100)基板401に対し、LP−
CVD法を用い、表面(図4中では上面)・裏面(図4
中では下面)にそれぞれ、膜厚2μmのマスク母材用の
Si3 N4 膜402・エッチング窓用のSi3 N4 膜4
03を成膜する。その後、表面のSi3 N4 膜402上
に、蒸着法により微小開口パターンを形成するための金
属薄膜として、Cr薄膜404を膜厚30nm成膜す
る。
塗布し、電子線ビーム406で10nm幅の描画パター
ン407を形成し(図4b)、現像を行った後、CCl
4 でドライエッチングを行い、Cr薄膜304に微小開
口パターン408を形成する(図4c)。
チング用の窓409を形成し(図4c)、Si基板40
1に対し、KOHを用いて裏面から異方性エッチングを
行い、薄膜状のマスク410を形成する(図4d)。
dgett )法を用い、薄膜状のマスク410のおもて面に
吸着防止薄膜A411として、オクタデシルアミンのよ
うなアルキルアミンの単分子膜を成膜し、上面が疎水性
を示す面となるようにした後(図4e)、マスク支持部
材412に接着し、エバネッセント光露光用マスクとす
る(図4f)。
もて面に、表面の親和性を制御した吸着防止薄膜Aを形
成する方法として、LB法を用いた例を示した。
分子膜を基板上に累積する超薄膜の作製法であり、この
方法によって形成された超薄膜をLB膜と呼ぶ。以下に
LB法について説明する。
多環芳香族基等の疎水性を示す部位と、カルボキシル
基、エステル基等の親水性を示す部位とを有する両親媒
性有機化合物をクロロホルム、ベンゼン等の溶剤に溶解
させる。図5に示す装置を用いて、この溶液を水相50
1上に展開させる。このとき、有機化合物分子504は
水相表面側(下側)に分子中の親水性の部位505を向
け、逆側(上側)に疎水性の部位506を向けるように
水相(501)表面上で膜状に展開する(図5a)。
拡散して広がりすぎないように仕切り板(又は浮子)5
03を設け、展開膜502の展開面積を制限して有機化
合物分子504の集合状態を制御し、その集合状態に対
応する表面圧を検知する。仕切り板503を動かすこと
により展開面積を縮小して有機化合物分子504の集合
状態を制御し、表面圧を徐々に上昇させ、膜の製造に適
する値の表面圧に設定することができる(図5b)。こ
の表面圧を維持しながら、図6に示すように表面が清浄
で疎水性の基板603を垂直に静かに下降(図6b)、
又は下降後上昇(図6c)させることにより有機化合物
の単分子膜601またはその累積膜602が基板603
上に移し取られる。このような単分子膜601は図8b
に模式的に示す如く最表面で親水性部位505を外側
(図8では上方)に向け分子が秩序正しく配列した膜で
ある。
が、前記の操作を所定の回数繰り返すことにより所定の
累積数(=層数)の累積膜が形成される。図8cに最表
面で疎水性部位506を外側に向けた累積数2(=2
層)の累積膜801の例を示す。
マスク410のおもて面のCr薄膜304上にLB膜を
形成する場合、大気中でCr薄膜304表面には自然酸
化膜が形成されているため、表面が親水性を示す。
を形成するためには、図7に示すように基板を水相70
1中に沈めた後、水相701表面上に単分子膜702を
形成し(図7a)、基板703を垂直に静かに上昇させ
ることにより(図7b)、有機化合物の単分子膜702
を基板703上に移し取る。このような単分子膜701
は、図8aに示すように、最表面で疎水性部位506を
外側(図8では上方)に向け分子が秩序正しく配列した
膜である。
る成膜の工程中で、基板が水相中に沈んだ状態で水相上
の単分子膜を取り除いて後、基板を引き上げることによ
り、最表面に親水性部位を外側に向けた膜を形成するこ
とができる。
物分子の選択および累積数により最表面の親水性・疎水
性の親和性を変化させることができる。
に表面の親和性を制御した吸着防止薄膜Aを形成する方
法として、LB法を用いた例を示したが、表面の親和性
を制御した吸着防止薄膜Aの第2の形成方法として、自
己組織化単分子膜(SAM:Self Assemble Monolayer
)形成法が挙げられる。
で、基板に対して一分子層だけ物理吸着あるいは化学結
合することにより基板上に単分子膜を形成する方法であ
る。
る。薄膜状のマスク410を構成する金属薄膜として、
上記のCr薄膜404の代わりにAu薄膜を形成する。
図9に示すように、オクタデシルメルカプタンを濃度1
mMに溶かしたエタノール溶液902中に、薄膜状のマ
スク410を基板903として浸潤させ常温で12時間
置く。これにより、Au原子とオクタデシルメルカプタ
ン分子中のS原子との間に化学結合905が生じ、Au
薄膜904の表面がオクタデシルメルカプタン分子90
1で覆われる。このとき、オクタデシルメルカプタン分
子は疎水性末端であるメチル基を基板に対して反対側に
向けて秩序正しく配列した単分子膜を形成するため、基
板の最表面が疎水性を示すようにできる。
するためには、分子中に親水性の部位を持つ分子を親水
性部位を外側に向けて基板に対して吸着・結合を起こす
ような基板と分子の組み合わせを選択すれば良い。
・基板の組み合わせ・選択により最表面の親水性・疎水
性の親和性を変化させることができる。
第3の形成方法として、気相吸着法が挙げられる。
で、基板に対して物理吸着あるいは化学結合することに
より基板上に分子膜を形成する方法である。
る。薄膜状のマスク410を構成する金属薄膜として、
上記のCr薄膜404の代わりにスパッタ法やCVD法
を用いて、Au/Si混合薄膜を形成した後、HFによ
る水素終端化処理を行う。図10に示すように、シラン
カップリング材料の一つであるヘキサメチルジシラザン
1001を入れた容器及び基板1003として薄膜状の
マスク410を密閉容器中に入れ、密閉容器内を50℃
に温めて12時間置く。これにより、ヘキサメチルジシ
ラザン分子1002が蒸発し、気体となって基板100
3上に吸着する。基板1003のAu/Si混合薄膜表
面のSi原子とヘキサメチルジシラザン分子中のSi原
子との間に化学結合1005が生じ、Au薄膜904の
表面がヘキサメチルジシラザン由来のトリメチル基90
1で覆われる。このとき、疎水性のトリメチル基を基板
に対して反対側に向けて秩序正しく配列した分子膜を形
成するため、基板の最表面が疎水性を示すようにでき
る。
するためには、分子中に親水性の部位を持つ分子を親水
性部位を外側に向けて基板に対して結合するような基板
と分子の組み合わせを選択すれば良い。
基板の組み合わせ・選択により最表面の親水性・疎水性
の親和性を変化させることができる。
する被加工用の基板108として、Si、GaAs、I
nP等の半導体基板や、ガラス、石英、BN等絶縁性基
板、それらの基板上に金属や酸化物、窒化物等を成膜し
たものなど広く用いることができる。
置では、エバネッセント光露光用マスク106とレジス
ト107/基板108とを露光領域全域にわたって、少
なくとも100nm以下、望ましくは10nm以下の間
隔になるよう密着させることが重要である。したがっ
て、基板としては、なるべく平坦なものを選択する必要
がある。
表面の凹凸が小さく平坦である必要がある。また、エバ
ネッセント光露光用マスク106から滲み出た光は、マ
スクから距離が遠ざかるにつれて指数関数的に減衰する
ため、レジスト107に対して100nm以上の深いと
ころまで露光しにくいこと、及び、散乱されるようにレ
ジスト中に広がり、露光パターン幅を広げることになる
ことを考慮すると、レジスト107の厚さは、少なくと
も100nm以下で、さらにできるだけ薄い必要があ
る。
法として、少なくとも100nm以下、望ましくは10
nm以下の膜厚であって、かつ、レジスト表面の凹凸の
大きさが少なくとも100nm以下、望ましくは10n
m以下という極めて平坦なものであるような材料・コー
ティング方法を用いる必要がある。
用いられるような光レジスト材料をなるべく粘性が低く
なるように溶媒に溶かし、スピンコートで極めて薄くか
つ均一厚さになるようコーティングしてもよい。
法として、一分子中に疎水基、親水基官能基を有する両
親媒性光レジスト材料分子を水面上に並べた単分子膜を
所定の回数、基板上にすくい取ることにより、基板上に
単分子膜の累積膜を形成するLB法を用いても良い。
一分子層だけ物理吸着あるいは化学結合することにより
基板上に光レジスト材料の単分子膜を形成する自己配向
単分子膜(SAM)形成法を用いても良い。
LB法やSAM形成法は極めて薄いレジスト膜を均一な
厚さで、しかも表面の平坦性よく形成することができる
ため、本発明のエバネッセント光露光装置にきわめて適
した光レジスト材料のコーティング方法である。
ジスト1102に対し、さらに前述のLB法やSAM形
成法、気相吸着法を用いて、吸着防止薄膜B1103を
成膜し、上面がエバネッセント光露光用マスクのおもて
面上に形成された吸着防止薄膜Aの表面の親水性・疎水
性の親和性と逆の親和性を示す面となるようにする。
おもて面上の吸着防止薄膜Aの最表面が疎水性である場
合は、レジスト/基板上の吸着防止薄膜Bの最表面が親
水性となるように、吸着防止薄膜Aの最表面が親水性で
ある場合は、吸着防止薄膜Bの最表面が疎水性となるよ
うに、対に密着し合う吸着防止薄膜A、Bの最表面が逆
の親和性となるように吸着防止薄膜材料を選択すれば良
い。
01上に吸着防止薄膜B1103を成膜する例を挙げて
説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものでは
なく、レジスト1102表面自身の親水性・疎水性の親
和性を利用することも本発明に含まれる。
社製)のように表面が疎水性を示すレジスト1102を
用いた場合、エバネッセント光露光用マスク側の吸着防
止薄膜Aの表面が親水性を示す材料であれば、レジスト
1102/基板1101上には吸着防止薄膜Bを成膜す
ることなく、そのまま被加工用のレジスト/基板とし
て、本発明のエバネッセント光露光装置に用いることが
できる。
製)のように表面が親水性を示すレジスト1102を用
いた場合、エバネッセント光露光用マスク側の吸着防止
薄膜Aの表面が疎水性を示す材料であれば、レジスト1
102/基板1101上には吸着防止薄膜Bを成膜する
ことなく、そのまま被加工用のレジスト/基板として、
本発明のエバネッセント光露光装置に用いることができ
る。
域全面にわたりエバネッセント光露光用マスク106と
レジスト107/基板108の間隔が100nm以下で
しかもばらつきなく一定に保たれている必要がある。
基板としては、他のリソグラフィープロセスを経て、す
でに凹凸を有するパターンが形成され、基板表面に10
0nm以上の凹凸があるものは好ましくない。
他のプロセスをあまり経ていない、プロセスの初期の段
階のできるだけ平坦な基板が望ましい。したがって、エ
バネッセント光露光プロセスと他のリソグラフィープロ
セスを組み合わせる場合も、エバネッセント光露光プロ
セスをできるだけ、初めに行うようにするのが望まし
い。
光用マスク上の微小開口304から滲み出すエバネッセ
ント光305の強度は、微小開口304の大きさによっ
て異なるので、微小開口の大きさがまちまちであると、
レジスト306に対する露光の程度にばらつきが生じて
しまい、均一なパターン形成が難しくなる。そこで、こ
れを避けるために、一回のエバネッセント光露光プロセ
スで用いるエバネッセント光露光用マスク上の金属パタ
ーンの微小開口パターンの幅を揃える必要がある。
ネッセント光露光用マスクを用い、基板全面に一括でエ
バネッセント光露光を行う装置について説明を行った。
本発明の概念はこれに限定されるものでなく、基板より
小さなエバネッセント光露光用マスクを用い、基板の一
部分に対するエバネッセント光露光を行うことを基板上
の露光位置を変えて繰り返し行うステップ・アンド・リ
ピート方式の装置としても良い。
微小開口パターンを形成したエバネッセント光露光用マ
スクの微小開口パターンから滲み出したエバネッセント
光で被露光物に露光を行う露光装置において、エバネッ
セント光露光用マスク上金属薄膜とレジスト/基板との
間に吸着防止薄膜を対にして形成することにより、被露
光物に対するエバネッセント光露光用マスクの吸着力を
低減させることができ、エバネッセント光露光用マスク
を剥離する際にマスクパターンが被露光物面に吸着しマ
スク母材から剥がれてしまったり、マスク母材が破壊し
たりすることを回避することができたため、歩留まりが
向上した。
た露光装置の構成を表す図である。
る。
構成を示す上面図であり、図3(b)は図3(a)の断
面図である。
マスク作製方法の工程を示す断面図である。
または累積膜の移し取りの工程の初期の段階を示す説明
図である。
または累積膜の基板上への移し取り工程を示す説明図で
ある。
の親水性基板への移し取りの説明図である。
膜の構成を示す説明図であり、図8(b)は親水部が上
向きに向いた単分子膜の構成を示す説明図であり、図8
(c)は累積膜の構成を示す説明図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 おもて面に微小開口パターンを有するマ
スクのおもて面を被露光物に対向して配置し、該マスク
裏面から光を照射し、 該微小開口パターンから滲み出るエバネッセント光によ
り、該被露光物に該微小開口パターンの露光・転写を行
うエバネッセント光露光装置に用いるマスクであって、
吸着防止手段を該マスクおもて面の最表面に有すること
を特徴とするエバネッセント光露光用マスク。 - 【請求項2】 おもて面に微小開口パターンを有するマ
スクのおもて面を被露光物に対向して配置し、該マスク
裏面から光を照射し、 該微小開口パターンから滲み出るエバネッセント光によ
り、該被露光物に該微小開口パターンの露光・転写を行
うエバネッセント光露光装置に用いる被露光物であっ
て、吸着防止手段を該被露光物の最表面に有することを
特徴とする被露光物。 - 【請求項3】 おもて面に微小開口パターンを有するマ
スクのおもて面を被露光物に対向して配置し、該マスク
裏面から光を照射し、該微小開口パターンから滲み出る
エバネッセント光により、該被露光物に該微小開口パタ
ーンの露光・転写を行うエバネッセント光露光装置であ
って、 該マスクおもて面の最表面と該被露光物の最表面との間
に吸着防止手段を有することを特徴とするエバネッセン
ト光露光装置。
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