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JP2005056981A - Exposure mask - Google Patents

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JP2005056981A
JP2005056981A JP2003284890A JP2003284890A JP2005056981A JP 2005056981 A JP2005056981 A JP 2005056981A JP 2003284890 A JP2003284890 A JP 2003284890A JP 2003284890 A JP2003284890 A JP 2003284890A JP 2005056981 A JP2005056981 A JP 2005056981A
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JP
Japan
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exposure mask
film
exposure
photosensitive material
metal film
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2003284890A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Naya
昌之 納谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP2003284890A priority Critical patent/JP2005056981A/en
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the breakage of an exposure mask due to adhesion to a photosensitive material or the breakage of the photosensitive material when the exposure mask is peeled from the photosensitive material such as a photo resist or the like. <P>SOLUTION: The exposure mask 14 is formed of a light shielding metallic film 21 that is provided with an opening 21a with a specified pattern and is formed on a transparent substrate 20, and it is used to expose a photosensitive material by a light given through the metallic film from the side of the transparent substrate 20 in a state where the metallic film 21 is adhered to the photosensitive material. The surface of the metallic film 21 adhered to the photosensitive material is coated with a hydrophilic film 22, thereby improving peeling property between the exposure mask 14 and the photosensitive material. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、フォトレジスト等の感光材料を所定パターンに露光するための露光マスクに関するものである。   The present invention relates to an exposure mask for exposing a photosensitive material such as a photoresist to a predetermined pattern.

光リソグラフィ技術の発展は、主に縮小投影露光技術とレジスト技術の進歩によって支えられてきた。縮小投影露光技術の性能は、主に解像度RPと焦点深度DOPの2つの基本量で決定される。投影光学系の露光波長をλ、投影レンズの開口数をNAとすると、上記2つの基本量は、RP=kλ/NA、DOP=kλ/NA (k、kは係数)で表される。リソグラフィの解像度を上げるためには、波長λを小さくすることと、投影レンズの開口数NAを大きくすることが重要である。ところが、NAを大きくすると解像度は上がるが、焦点深度がNAの2乗に反比例して小さくなるため、微細化の流れとしては、波長λを小さくすることが求められるようになった。そこで露光光は、波長436nmのg線から波長365nmのi線へと短波長化され、さらに現在では波長248nm、193nmのエキシマレーザ光が主流となっている。 The development of optical lithography technology has been supported mainly by advances in reduction projection exposure technology and resist technology. The performance of the reduction projection exposure technique is mainly determined by two basic quantities of resolution RP and depth of focus DOP. When the exposure wavelength of the projection optical system is λ and the numerical aperture of the projection lens is NA, the above two basic quantities are RP = k 1 λ / NA and DOP = k 2 λ / NA 2 (k 1 and k 2 are coefficients. ). In order to increase the resolution of lithography, it is important to reduce the wavelength λ and increase the numerical aperture NA of the projection lens. However, when the NA is increased, the resolution increases, but the depth of focus decreases in inverse proportion to the square of NA. Therefore, as a trend of miniaturization, it is required to decrease the wavelength λ. Therefore, the exposure light is shortened from the g-line having a wavelength of 436 nm to the i-line having a wavelength of 365 nm, and at present, excimer laser beams having wavelengths of 248 nm and 193 nm are mainly used.

しかし、光を用いるリソグラフィでは露光光の回折限界が解像度の限界となるため、レンズ列光学系を用いた場合は、波長248nm、193nmのエキシマレーザ光を用いても、線幅100nmの微細化が限界と言われている。さらにその先のナノメートルオーダーの解像度を求めようとすると、電子線やX線(特にSOR光:シンクロトロン放射光)リソグラフィ技術を用いる必要がある。   However, in lithography using light, the diffraction limit of exposure light becomes the limit of resolution. Therefore, when a lens array optical system is used, even if an excimer laser beam with a wavelength of 248 nm or 193 nm is used, the line width is reduced to 100 nm. It is said to be the limit. Furthermore, if it is going to obtain | require the resolution of the nanometer order ahead of that, it is necessary to use the electron beam and X-ray (especially SOR light: synchrotron radiation light) lithography technique.

電子線リソグラフィは、ナノメートルオーダーのパターンを高精度に制御して形成でき、光学系を用いるリソグラフィに比べてかなり深い焦点深度を持っている。また、ウエハ上にマスク無しで直接描画が可能であるという利点もあるが、スループットが低く、コストも高いことから、量産レベルにはほど遠いという欠点がある。   Electron beam lithography can form a pattern on the order of nanometers with high precision and has a considerably deeper depth of focus than lithography using an optical system. In addition, there is an advantage that direct writing can be performed on a wafer without a mask, but there is a disadvantage that it is far from mass production because of low throughput and high cost.

一方、X線リソグラフィは、1対1マスクの等倍露光の場合にも、反射型結像X線光学系を用いた場合にも、エキシマレーザ露光と比べて1桁程度高い解像度および精度を実現できる。しかしこのX線リソグラフィは、マスクの作成が難しくて実現が困難であり、また使用する装置のコストが高いという問題もある。   On the other hand, X-ray lithography achieves resolution and accuracy that is about an order of magnitude higher than that of excimer laser exposure, both in the case of 1: 1 exposure with a one-to-one mask and in the case of using a reflective imaging X-ray optical system. it can. However, this X-ray lithography has a problem that it is difficult to produce a mask and it is difficult to realize it, and the cost of an apparatus to be used is high.

上述のような問題を解決する方法として、近時、露光光の波長よりも小さい開口からなるパターンを有する露光マスクに露光光を照射し、そのとき露光マスクの開口からしみ出す近接場光によってフォトレジスト等の感光材料を露光する方法が提案されている。この方法によれば、露光光の波長に拘わらず、上記開口の大きさ程度の微細パターンを形成可能となる。なお特許文献1には、この近接場光を用いる露光装置の一例が示されている。
特開平2000−112116号公報
As a method for solving the above-described problems, recently, exposure light having a pattern having an opening smaller than the wavelength of the exposure light is irradiated with the exposure light, and at that time, the near-field light oozing out from the opening of the exposure mask is used for photo A method of exposing a photosensitive material such as a resist has been proposed. According to this method, it is possible to form a fine pattern having the size of the opening regardless of the wavelength of the exposure light. Patent Document 1 shows an example of an exposure apparatus that uses this near-field light.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-112116

上述の近接場光を用いる露光装置においては一般に、透明基体上に所定パターンの開口を有する遮光性金属膜が形成されてなる露光マスクが用いられる。そして該露光マスクは、上記金属膜側をフォトレジストに密着させた状態に配置され、この状態で、上記透明基体側から金属膜を通して照射される光により感光材料の露光がなされる。   In the above-described exposure apparatus using near-field light, an exposure mask in which a light-shielding metal film having a predetermined pattern of openings is formed on a transparent substrate is generally used. The exposure mask is disposed in a state where the metal film side is in close contact with the photoresist, and in this state, the photosensitive material is exposed to light irradiated through the metal film from the transparent substrate side.

このようにフォトレジストに密着させて用いられる従来の露光マスクにおいては、露光が終了した後にフォトレジストから剥離させる際に、金属膜の一部がフォトレジストに貼り付いたままになって露光マスクが破損したり、あるいは反対に、金属膜に貼り付いたフォトレジストが基板側から剥がされて破損する、という問題が認められている。   In the conventional exposure mask that is used in close contact with the photoresist in this way, when peeling from the photoresist after the exposure is completed, a part of the metal film remains attached to the photoresist, and the exposure mask becomes There is a problem that it is damaged or, conversely, the photoresist attached to the metal film is peeled off and damaged from the substrate side.

上述の問題は、露光マスクとフォトレジストとが負圧力等を利用して強固に密着される、近接場光露光装置において顕著に認められるが、それに限らず、一般的な伝搬光を用いる露光装置においても同様に認められるものである。また上述の問題は、フォトレジスト以外の感光材料を露光する露光装置においても、同様に認められるものである。   The above-mentioned problem is conspicuously recognized in the near-field light exposure apparatus in which the exposure mask and the photoresist are firmly adhered using a negative pressure or the like, but not limited to this, an exposure apparatus using general propagation light Is also recognized in the same way. The above-mentioned problem is similarly recognized in an exposure apparatus that exposes a photosensitive material other than photoresist.

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、フォトレジスト等の感光材料から剥離される際に感光材料と貼り付いて自身が破損したり、あるいは感光材料を破損することのない露光マスクを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and is an exposure mask that does not adhere to the photosensitive material when it is peeled off from the photosensitive material such as a photoresist, or damage itself. The purpose is to provide.

本発明による露光マスクは、前述したように透明基体上に所定パターンの開口を有する遮光性金属膜が形成されてなり、金属膜側をフォトレジスト等の感光材料に密着させた状態で、透明基体側から金属膜を通して照射される光により感光材料を露光するために使用される露光マスクにおいて、感光材料に密着する前記金属膜の表面に、該感光材料との剥離性を向上させる表面処理が施されたことを特徴とするものである。ここで、「剥離性を向上させる表面処理」とは、金属膜が直接感光材料と密着する場合よりも剥離性が良好になる表面処理を指すものとする。   As described above, the exposure mask according to the present invention has a light-shielding metal film having a predetermined pattern of openings formed on a transparent substrate, and the metal substrate side is in close contact with a photosensitive material such as a photoresist. In an exposure mask used for exposing a photosensitive material with light irradiated through the metal film from the side, the surface of the metal film that is in close contact with the photosensitive material is subjected to a surface treatment that improves releasability from the photosensitive material. It is characterized by that. Here, “surface treatment for improving releasability” refers to a surface treatment in which releasability is better than when the metal film is in direct contact with the photosensitive material.

なお上記の表面処理として具体的には、例えば親水性膜をコーティングする処理を適用することができる。また、そのような親水性膜としてさらに具体的には、前記金属膜に接する側と反対側の表面に親水基が露出した構造を有する分子膜からなるものが適用可能である。また、このように親水基が露出した構造を有する分子膜は、自己組織化単分子膜から形成するのが望ましい。   Specifically, as the above-described surface treatment, for example, a treatment for coating a hydrophilic film can be applied. More specifically, as such a hydrophilic film, a film made of a molecular film having a structure in which a hydrophilic group is exposed on the surface opposite to the side in contact with the metal film can be applied. In addition, the molecular film having a structure in which the hydrophilic group is exposed in this manner is desirably formed from a self-assembled monomolecular film.

他方、上記親水性膜の膜厚は、特に該露光マスクが近接場光露光に使用される場合は、10nm以下とされることが望ましい。   On the other hand, the thickness of the hydrophilic film is desirably 10 nm or less, particularly when the exposure mask is used for near-field light exposure.

また上記の表面処理として、撥油・撥水性膜をコーティングする処理を適用することも可能である。そのような撥油・撥水性膜としてさらに具体的には、フッ素系の分子膜からなるものを適用可能である。また、この撥油・撥水性膜の表面エネルギーは、一般に15dyne/cm以下であることが望ましい。   In addition, as the surface treatment, a treatment for coating an oil repellent / water repellent film can be applied. More specifically, a film made of a fluorine-based molecular film can be applied as such an oil / water repellent film. Further, the surface energy of the oil / water repellent film is generally preferably 15 dyne / cm or less.

上述のような撥油・撥水性膜の膜厚も、特に近接場光露光に使用される露光マスクにおいては、10nm以下とされることが望ましい。   The film thickness of the oil repellent / water repellent film as described above is also desirably 10 nm or less particularly in an exposure mask used for near-field light exposure.

さらに、上記の表面処理として、前記金属膜の表面を全面的にプラズマエッチングする処理も適用可能である。   Further, as the above-described surface treatment, it is also possible to apply a treatment for entirely etching the surface of the metal film.

また本発明による露光マスクは、特に近接場光露光に使用されるものであることが望ましい。   The exposure mask according to the present invention is particularly preferably used for near-field light exposure.

本発明による露光マスクは、フォトレジスト等の感光材料に密着する金属膜の表面に、該感光材料との剥離性を向上させる表面処理が施されているので、露光の後に、密着していた感光材料から剥離させる際には、感光材料から良好に剥離するようになる。したがってこの露光マスクによれば、上記金属膜の一部がフォトレジストに貼り付いたままになって露光マスク自身が破損したり、あるいは、金属膜に貼り付いたフォトレジストが基板側から剥がされて破損する、という問題を防止することができる。   In the exposure mask according to the present invention, the surface of a metal film that is in close contact with a photosensitive material such as a photoresist is subjected to a surface treatment for improving the peelability from the photosensitive material. When peeling from the material, the film is peeled well from the photosensitive material. Therefore, according to this exposure mask, a part of the metal film remains attached to the photoresist and the exposure mask itself is damaged, or the photoresist attached to the metal film is peeled off from the substrate side. The problem of breakage can be prevented.

したがって本発明によれば、露光マスクのハンドリング性が良好になり、またその耐久性を向上させることができる。   Therefore, according to the present invention, the handleability of the exposure mask is improved and the durability can be improved.

なお、上記表面処理として金属膜表面にコーティングされる親水性膜や撥油・撥水性膜の膜厚を特に10nm以下としておくと、該露光マスクが前述の近接場光露光に使用される場合には、良好な露光が実現される。すなわち、金属膜の開口部分からしみ出す近接場光が届く範囲は、一般に数10nm程度以下であるので、上記膜厚が10nm以下になっていれば、この近接場光が感光材料まで十分に届くことになる。   If the film thickness of the hydrophilic film or oil / water repellent film coated on the surface of the metal film is set to 10 nm or less as the surface treatment, the exposure mask is used for the above-mentioned near-field light exposure. Good exposure is realized. That is, the range of the near-field light that oozes out from the opening of the metal film is generally about several tens of nm or less. Therefore, if the film thickness is 10 nm or less, the near-field light sufficiently reaches the photosensitive material. It will be.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の第1の実施の形態による露光マスク14を用いる近接場光露光装置を示すものである。なおここでは、該露光装置の側面形状を一部破断して示してある。同示の通りこの露光装置は、その表面10aにフォトレジスト11が塗布された基板10を、裏面10b側から密着保持する概略円柱形の露光台12と、この露光台12を内部に収容するように配置された概略円筒形のフォトマスク保持部材13と、このフォトマスク保持部材13上に保持された露光マスク(フォトマスク)14を介して上記フォトレジスト11に露光光15を照射する露光光源16とを備えている。   FIG. 1 shows a near-field light exposure apparatus using an exposure mask 14 according to the first embodiment of the present invention. Here, the side shape of the exposure apparatus is partially broken. As shown in the drawing, this exposure apparatus accommodates the substrate 10 having the front surface 10a coated with the photoresist 11 in close contact with the back surface 10b side and the exposure table 12 inside. An exposure light source 16 for irradiating the photoresist 11 with exposure light 15 through a substantially cylindrical photomask holding member 13 disposed in the photomask and an exposure mask (photomask) 14 held on the photomask holding member 13 And.

上記露光光源16としては、例えばg線(波長436nm)等、波長が概ね400nm以上である非偏光の露光光15を発するものが用いられている。また露光マスク14は、透明基体20上に、所定パターンの開口21aを有する遮光性の金属膜21が形成されてなるものである。特に本実施の形態の露光マスク14は、上記開口21aの幅が露光光15の波長より小さいものとされて、露光光15が照射されたとき該開口21aから近接場光をしみ出させる近接場光露光用マスクである。なお金属膜21は、例えばCr、Ta、Ag、Au等の金属からなるものである。   As the exposure light source 16, a light source that emits unpolarized exposure light 15 having a wavelength of approximately 400 nm or more, such as g-line (wavelength 436 nm), is used. The exposure mask 14 is formed by forming a light-shielding metal film 21 having a predetermined pattern of openings 21 a on a transparent substrate 20. In particular, the exposure mask 14 of the present embodiment is such that the width of the opening 21a is smaller than the wavelength of the exposure light 15, and the near-field light oozes from the opening 21a when the exposure light 15 is irradiated. It is a mask for light exposure. The metal film 21 is made of a metal such as Cr, Ta, Ag, or Au.

露光台12の上面は、基板10を密着保持する基板保持面12aとされている。またこの露光台12には、該露光台12を上下に貫通して、基板保持面12aの周縁部の複数位置および中央位置で開口する複数の排気通路12bが形成されている。   The upper surface of the exposure table 12 is a substrate holding surface 12a that holds the substrate 10 in close contact. The exposure table 12 is formed with a plurality of exhaust passages 12b penetrating up and down the exposure table 12 and opening at a plurality of positions and a center position of the peripheral edge of the substrate holding surface 12a.

この露光台12と露光マスク保持部材13との間には露光台12の全周に亘ってシール部材17が介設され、露光台12と露光マスク保持部材13との間の空間はこのシール部材17の上と下とに分けられている。そして露光マスク保持部材13には、上記シール部材17よりも上の位置において該露光マスク保持部材13を横方向に貫通する排気通路13bが形成されている。   A seal member 17 is interposed between the exposure table 12 and the exposure mask holding member 13 over the entire circumference of the exposure table 12, and the space between the exposure table 12 and the exposure mask holding member 13 is the seal member. It is divided into 17 top and bottom. The exposure mask holding member 13 is formed with an exhaust passage 13b penetrating the exposure mask holding member 13 laterally at a position above the seal member 17.

上記排気通路13b並びに露光台12の複数の排気通路12bは、配管18を介して例えば真空ポンプ等の空気吸引手段19に連通されている。この空気吸引手段19は上記配管18および露光マスク保持部材13とともに、露光台12に保持された基板10上のフォトレジスト11に露光マスク14を押し当てて密着させる手段を構成している。   The exhaust passage 13b and the plurality of exhaust passages 12b of the exposure table 12 are connected to an air suction means 19 such as a vacuum pump through a pipe 18. The air suction means 19 together with the pipe 18 and the exposure mask holding member 13 constitute means for pressing the exposure mask 14 against the photoresist 11 on the substrate 10 held on the exposure table 12 so as to be in close contact therewith.

次に、この露光装置の作用について説明する。表面10aにフォトレジスト11が塗布された基板10は、裏面10bが基板保持面12aに接する状態にして、露光台12の上に載置される。そして露光マスク保持部材13の上には、前述の通りの開口パターンを有する露光マスク14が載置される。図1は、以上の状態を示している。   Next, the operation of this exposure apparatus will be described. The substrate 10 having the front surface 10a coated with the photoresist 11 is placed on the exposure table 12 with the back surface 10b in contact with the substrate holding surface 12a. On the exposure mask holding member 13, the exposure mask 14 having the opening pattern as described above is placed. FIG. 1 shows the above state.

その後空気吸引手段19が駆動されると、露光台12の複数の排気通路12bから空気が吸引されてその中が真空排気され、それにより基板10は、図2に示すように露光台12の基板保持面12aに密着保持される。またそれとともに、露光マスク保持部材13の排気通路13bから空気が吸引されて、露光マスク14の下側において該露光マスク保持部材13内に画成されている空間も真空排気されるので、露光マスク14は下側に撓んで基板10のフォトレジスト11に密着する。   Thereafter, when the air suction means 19 is driven, air is sucked from the plurality of exhaust passages 12b of the exposure table 12, and the inside thereof is evacuated, so that the substrate 10 becomes the substrate of the exposure table 12 as shown in FIG. It is closely held on the holding surface 12a. At the same time, air is sucked from the exhaust passage 13b of the exposure mask holding member 13, and the space defined in the exposure mask holding member 13 below the exposure mask 14 is also evacuated. 14 bends downward and comes into close contact with the photoresist 11 on the substrate 10.

そして、この状態で露光光源16が駆動されることにより、露光マスク14を介して(詳しくは透明基体20から金属膜21の開口21aを通して)フォトレジスト11に露光光15が照射されて、フォトレジスト11が露光される。つまり、露光光15の波長よりも幅の小さい開口21aから近接場光がしみ出し、これらの開口21aからなる微細なパターンがフォトレジスト11に転写露光される。   In this state, the exposure light source 16 is driven to irradiate the photoresist 11 with the exposure light 15 through the exposure mask 14 (specifically, through the opening 21a of the metal film 21 from the transparent substrate 20). 11 is exposed. That is, the near-field light oozes out from the opening 21a having a width smaller than the wavelength of the exposure light 15, and a fine pattern composed of these openings 21a is transferred and exposed to the photoresist 11.

フォトレジスト11は、近接場光の照射を受けた部分のみが所定の現像溶液に可溶となるポジ型レジスト、あるいは近接場光の非照射部分のみが所定の現像溶液に可溶となるネガ型レジストのいずれであってもよい。そして露光後に、そのようなフォトレジスト11を現像処理し、残ったフォトレジスト11を用いて基板10に適宜のエッチング処理を施すことにより、該基板10に上記パターンに従った凹凸パターンが形成される。なお上記フォトレジスト11としては、1つの層からなる通常のフォトレジストの他、例えば特開2001−15427号に示されている2層レジストを用いることもできる。   Photoresist 11 is a positive resist in which only a portion irradiated with near-field light is soluble in a predetermined developer solution, or a negative type in which only a non-irradiated portion of near-field light is soluble in a predetermined developer solution Any of resists may be used. Then, after the exposure, the photoresist 11 is developed, and the remaining photoresist 11 is used to perform an appropriate etching process on the substrate 10, thereby forming a concavo-convex pattern according to the pattern on the substrate 10. . As the photoresist 11, for example, a two-layer resist disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-15427 can be used in addition to a normal photoresist composed of one layer.

次に図3を参照して、露光マスク14について詳しく説明する。ここに概略側面形状を示す通り該露光マスク14において、フォトレジスト11に密着する金属膜21の表面部分には、親水性膜22がコーティングされている。この親水性膜22は、例えば自己組織化単分子膜(SAM)から形成されたもので、図中aの部分を拡大して示す通り、炭素鎖やベンゼン環等からなる分子膜22aと、この分子膜22aを金属膜21に吸着させるSH等の吸着基22bと、分子膜22aの表面側に形成されたOH等の親水基22cとから構成されている。本実施の形態においてこの親水性膜22の膜厚は、10nm以下とされている。なお図1および図2では、この親水性膜22は省略してある。   Next, the exposure mask 14 will be described in detail with reference to FIG. As shown in the schematic side view here, in the exposure mask 14, a hydrophilic film 22 is coated on the surface portion of the metal film 21 that is in close contact with the photoresist 11. The hydrophilic film 22 is formed of, for example, a self-assembled monomolecular film (SAM), and as shown in an enlarged view of the part a in the figure, a molecular film 22a composed of a carbon chain, a benzene ring, etc. It is composed of an adsorption group 22b such as SH that adsorbs the molecular film 22a to the metal film 21, and a hydrophilic group 22c such as OH formed on the surface side of the molecular film 22a. In the present embodiment, the hydrophilic film 22 has a thickness of 10 nm or less. In FIG. 1 and FIG. 2, the hydrophilic film 22 is omitted.

上述のように、金属膜21に接する側と反対側の表面に親水基22cが露出した構造を有する親水性膜22が設けられていることにより、該露光マスク14のフォトレジスト11に対する剥離性は、金属膜21が直接フォトレジスト11に密着する場合よりも向上する。したがって、露光後に該露光マスク14をフォトレジスト11から剥離させる際に、金属膜21の一部がフォトレジスト11に貼り付いたままになって露光マスク自身が破損したり、あるいは、金属膜21に貼り付いたフォトレジスト11が基板10から剥がされて破損する、という問題を防止することができる。そこで、露光マスク14のハンドリング性が良好になり、またその耐久性も向上する。   As described above, by providing the hydrophilic film 22 having a structure in which the hydrophilic group 22c is exposed on the surface opposite to the side in contact with the metal film 21, the releasability of the exposure mask 14 from the photoresist 11 is improved. This is better than when the metal film 21 is in direct contact with the photoresist 11. Therefore, when the exposure mask 14 is peeled off from the photoresist 11 after exposure, a part of the metal film 21 remains adhered to the photoresist 11 and the exposure mask itself is damaged, or the metal film 21 The problem that the attached photoresist 11 is peeled off from the substrate 10 and is damaged can be prevented. Therefore, the handling property of the exposure mask 14 is improved, and the durability is improved.

なお、金属膜21の開口21aからしみ出す近接場光が届く範囲は、一般に数10nm程度以下であるが、本実施の形態では親水性膜22の膜厚が10nm以下とされているので、近接場光はフォトレジスト11まで十分に届いて、良好な露光が可能になる。   The range of near-field light that oozes from the opening 21a of the metal film 21 is generally about several tens of nm or less. However, in the present embodiment, the hydrophilic film 22 has a thickness of 10 nm or less. The field light reaches the photoresist 11 sufficiently, and good exposure becomes possible.

次に図4を参照して、本発明の第2の実施の形態について説明する。なおこの図4において、図3中の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明は特に必要のない限り省略する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the same elements as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted unless particularly necessary.

図4は、本発明の第2の実施の形態による露光マスク34の概略側面形状を示すものである。この露光マスク34において、フォトレジスト11に密着する金属膜21の表面部分には、撥油・撥水性膜32がコーティングされている。なおこの撥油・撥水性膜32については、図中bの部分を拡大して示してある。該撥油・撥水性膜32は、例えば−(CF−CF基を有する分子膜からなるものであり、その膜厚は10nm以下とされている。 FIG. 4 shows a schematic side surface shape of the exposure mask 34 according to the second embodiment of the present invention. In this exposure mask 34, the surface portion of the metal film 21 that is in close contact with the photoresist 11 is coated with an oil / water repellent film 32. The oil / water repellent film 32 is shown by enlarging the portion b in the figure. The oil / water repellent film 32 is made of a molecular film having, for example, a — (CF 2 ) n —CF 3 group, and has a thickness of 10 nm or less.

上述のように、金属膜21の表面に撥油・撥水性膜32が設けられていることにより、該露光マスク34のフォトレジスト11に対する剥離性は、金属膜21が直接フォトレジスト11に密着する場合よりも向上する。したがって、露光後に該露光マスク34をフォトレジスト11から剥離させる際に、金属膜21の一部がフォトレジスト11に貼り付いたままになって露光マスク自身が破損したり、あるいは、金属膜21に貼り付いたフォトレジスト11が基板10から剥がされて破損する、という問題を防止することができる。そこで、露光マスク34のハンドリング性が良好になり、またその耐久性も向上する。   As described above, since the oil repellent / water repellent film 32 is provided on the surface of the metal film 21, the releasability of the exposure mask 34 from the photoresist 11 is such that the metal film 21 directly adheres to the photoresist 11. Improve than the case. Therefore, when the exposure mask 34 is peeled off from the photoresist 11 after exposure, a part of the metal film 21 remains adhered to the photoresist 11 and the exposure mask itself is damaged, or the metal film 21 The problem that the attached photoresist 11 is peeled off from the substrate 10 and is damaged can be prevented. Therefore, the handling properties of the exposure mask 34 are improved and the durability is improved.

また本実施の形態でも、撥油・撥水性膜32の膜厚が10nm以下とされているので、近接場光はフォトレジスト11まで十分に届いて、良好な露光が可能になる。   Also in this embodiment, since the film thickness of the oil / water repellent film 32 is 10 nm or less, the near-field light reaches the photoresist 11 sufficiently, and good exposure is possible.

なお撥油・撥水性膜32として、一般には、その表面エネルギーが15dyne/cm以下であるものが形成されていれば、露光マスク34に十分な撥油・撥水機能を付与することができる。   In general, if the oil / water-repellent film 32 is formed with a surface energy of 15 dyne / cm or less, the exposure mask 34 can be provided with a sufficient oil / water-repellent function.

以上、フォトレジストを近接場光で露光するために用いられる露光マスクに本発明を適用した実施の形態について説明したが、本発明は、一般的な伝搬光による露光装置や、あるいはフォトレジスト以外の感光材料を露光する露光装置に用いられる露光マスクに適用しても、上述と同様の効果を奏することができる。しかし、露光マスクとフォトレジストとが負圧力等を利用して強固に密着される近接場光露光装置においては、露光マスクとフォトレジストとが特に剥離し難くなっているので、この種の露光装置に用いられる露光マスクに本発明を適用すれば、より効果的である。   As described above, the embodiment in which the present invention is applied to the exposure mask used for exposing the photoresist with the near-field light has been described. However, the present invention is not limited to an exposure apparatus using general propagation light, or other than the photoresist. Even when applied to an exposure mask used in an exposure apparatus that exposes a photosensitive material, the same effects as described above can be obtained. However, in the near-field light exposure apparatus in which the exposure mask and the photoresist are firmly adhered using a negative pressure or the like, the exposure mask and the photoresist are particularly difficult to peel off. If the present invention is applied to an exposure mask used for the above, it is more effective.

本発明の第1の実施の形態による露光マスクと、それを用いる近接場光露光装置を示す一部破断側面図The partially broken side view which shows the exposure mask by the 1st Embodiment of this invention, and the near-field light exposure apparatus using the same 図1の露光装置の別の状態を示す一部破断側面図The partially broken side view which shows another state of the exposure apparatus of FIG. 上記第1の実施の形態による露光マスクの概略側面図Schematic side view of the exposure mask according to the first embodiment 本発明の第2の実施の形態による露光マスクの概略側面図Schematic side view of an exposure mask according to the second embodiment of the present invention

符号の説明Explanation of symbols

10 基板
11 フォトレジスト
12 露光台
12a 露光台の基板保持面
13 露光マスク保持部材
14、34 露光マスク
15 露光光
16 露光光源
17 シール部材
18 配管
19 空気吸引手段
20 透明基体
21 金属膜
21a 金属膜の開口
22 親水性膜
32 撥油・撥水性膜
10 Board
11 photoresist
12 Exposure stand
12a Substrate holding surface of exposure table
13 Exposure mask holding member
14, 34 Exposure mask
15 Exposure light
16 Exposure light source
17 Seal member
18 Piping
19 Air suction means
20 Transparent substrate
21 Metal film
21a Metal film opening
22 Hydrophilic membrane
32 Oil and water repellent film

Claims (11)

透明基体上に所定パターンの開口を有する遮光性金属膜が形成されてなり、
前記金属膜側を感光材料に密着させた状態で、前記透明基体側から前記金属膜を通して照射される光により前記感光材料を露光するために使用される露光マスクにおいて、
前記感光材料に密着する前記金属膜の表面に、該感光材料との剥離性を向上させる表面処理が施されたことを特徴とする露光マスク。
A light-shielding metal film having a predetermined pattern of openings is formed on a transparent substrate,
In an exposure mask used for exposing the photosensitive material with light irradiated through the metal film from the transparent substrate side in a state where the metal film side is in close contact with the photosensitive material,
An exposure mask, wherein the surface of the metal film in close contact with the photosensitive material is subjected to a surface treatment for improving the peelability from the photosensitive material.
前記表面処理が、親水性膜をコーティングする処理であることを特徴とする請求項1記載の露光マスク。   The exposure mask according to claim 1, wherein the surface treatment is a treatment for coating a hydrophilic film. 前記親水性膜が、前記金属膜に接する側と反対側の表面に親水基が露出した構造を有する分子膜からなるものであることを特徴とする請求項2記載の露光マスク。   3. The exposure mask according to claim 2, wherein the hydrophilic film is a molecular film having a structure in which a hydrophilic group is exposed on a surface opposite to a side in contact with the metal film. 前記親水性膜が、自己組織化単分子膜から形成されていることを特徴とする請求項3記載の露光マスク。   4. The exposure mask according to claim 3, wherein the hydrophilic film is formed of a self-assembled monomolecular film. 前記親水性膜の膜厚が10nm以下であることを特徴とする請求項1から4いずれか1項記載の露光マスク。   The exposure mask according to any one of claims 1 to 4, wherein the hydrophilic film has a thickness of 10 nm or less. 前記表面処理が、撥油・撥水性膜をコーティングする処理であることを特徴とする請求項1記載の露光マスク。   2. The exposure mask according to claim 1, wherein the surface treatment is a treatment for coating an oil-repellent / water-repellent film. 前記撥油・撥水性膜が、フッ素系の分子膜からなるものであることを特徴とする請求項6記載の露光マスク。   7. The exposure mask according to claim 6, wherein the oil / water repellent film is made of a fluorine-based molecular film. 前記撥油・撥水性膜の表面エネルギーが15dyne/cm以下であることを特徴とする請求項6または7記載の露光マスク。   8. The exposure mask according to claim 6, wherein the oil / water repellent film has a surface energy of 15 dyne / cm or less. 前記撥油・撥水性膜の膜厚が10nm以下であることを特徴とする請求項6から8いずれか1項記載の露光マスク。   9. The exposure mask according to claim 6, wherein the oil repellent / water repellent film has a thickness of 10 nm or less. 前記表面処理が、前記金属膜の表面を全面的にプラズマエッチングする処理であることを特徴とする請求項1記載の露光マスク。   2. The exposure mask according to claim 1, wherein the surface treatment is a treatment of plasma etching the entire surface of the metal film. 近接場光露光に使用されるものであることを特徴とする請求項1から10いずれか1項記載の露光マスク。   The exposure mask according to claim 1, wherein the exposure mask is used for near-field light exposure.
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