JP2007266453A - 電子線露光用マスクホルダ - Google Patents

Abstract

【課題】電子線露光用マスクを機械的に精度良く、かつ、容易に位置合わせすることができる電子線露光用マスクホルダを提供すること。
【解決手段】電子線露光用マスクホルダ１は、板状の電子線露光用マスク２が載置されるホルダ本体３と、ホルダ本体３との間で電子線露光用マスク２を挟持するホルダ蓋５と、電子線露光用マスク２をホルダ本体３に位置合わせする位置決め部６とを備えている。位置決め部６は、ホルダ本体３に立設された一対の位置決めピンと、電子線露光用マスク２に設けられて一対の位置決めピンが嵌合する一対のマスク側位置決め孔部と、ホルダ蓋５に設けられた一対のホルダ側位置決め孔部とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体製造において使用される電子線露光用マスクを露光装置に搭載する際に使用される電子線露光用マスクホルダに関する。

近年、半導体デバイスの微細化が進み、露光工程においては、より微細なパターン形成を可能とする電子線式露光装置が用いられている。このような露光装置では、電子線が通過可能なように数μｍの微小な各種パターン或いはホールが多数形成された電子線露光用マスクを使用している。これらのパターン或いはホールは、通常、電子線露光装置に搭載するためチップサイズに割断されてマスクの中央部に形成され、露光装置専用の電子線露光用マスクホルダに搭載される。

電子線露光用マスクにおいては、それが搭載される電子線露光用マスクホルダが露光装置と機械的に合致するように正確な寸法精度で製作されており、マスクはこのような専用のホルダ上に固定された後に納入される。

従って、電子線露光用マスクを製造する際には、その製作過程の最終段において、この電子線露光装置用の専用ホルダに装着される工程があり、ホルダと電子線露光装置用マスクが機械的に精度よく装着され、固定されている必要がある。

従来、電子線露光用マスクをホルダに装着・固定する工程では、図８及び図９に示すように、マスク１００を固定するためにホルダ１０１に形成された凹部１０２内にマスク１００を挿入し、ネジ留めや溶融金属１０３によって凹部１０２に接着することによって、マスク１００を保持している。（例えば、特許文献１参照。）。
特開平９−５９８４号公報

しかしながら、上記従来の電子線露光用マスクホルダは、マスクを装着・固定する作業を行う際、マスク外周部にはホルダにセットするための一定以上のすき間が設けられているので、その範囲内でマスクが変動する。従って、機械的な精度が悪く、マスクをホルダの適正な位置に容易に位置合わせすることができない。また、接着によってマスクを固定する際に、適正な位置に対してズレが発生してしまう。そして、マスクとホルダとが正確に位置決めされていない場合には、電子線露光を行う際のアライメント動作のときに必要なパターンが所定の位置にないことになり、アライメントができない。

本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、電子線露光用マスクを機械的に精度良く、かつ、容易に位置合わせすることができる電子線露光用マスクホルダを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明に係る電子線露光用マスクホルダは、電子線露光用マスクが載置されるホルダ本体と、該ホルダ本体との間で前記電子線露光用マスクを挟持するホルダ蓋と、前記電子線露光用マスクを前記ホルダ本体に位置合わせする位置決め部とを備え、前記位置決め部が、前記ホルダ本体又は前記ホルダ蓋の何れか一方に立設された位置決め凸部と、前記電子線露光用マスクに設けられて前記位置決め凸部が嵌合するマスク側位置決め孔部とを備えていることを特徴とする。

この発明は、ホルダ本体とホルダ蓋との間で電子線露光用マスクを挟持する際、位置決め凸部を電子線露光用マスクのマスク側位置決め孔部に貫通させることにより、電子線露光用マスクをホルダ本体又はホルダ蓋の何れか一方に位置合わせさせることができる。

また、本発明に係る電子線露光用マスクホルダは、前記電子線露光用マスクホルダであって、前記ホルダ本体又は前記ホルダ蓋の何れか他方に、前記位置決め凸部が嵌合するホルダ側位置決め孔部が設けられていることを特徴とする。

この発明は、位置決め凸部が電子線露光用マスクを貫通するとともに、ホルダ本体又はホルダ蓋の何れか他方を貫通するので、マスクの位置ずれをより好適に抑えて、位置決め精度をより向上させることができる。

また、本発明に係る電子線露光用マスクホルダは、前記電子線露光用マスクホルダであって、前記位置決め凸部が、根元側から先端側に向かって漸次縮径し、かつ、前記ホルダ蓋と前記ホルダ本体との間で前記電子線露光用マスクを挟持した際に前記ホルダ側位置決め孔部を貫通する高さに設けられていることを特徴とする。

この発明は、位置決め孔部をマスク側位置決め孔部及びホルダ側位置決め孔部に貫通させることができ、マスクの位置ずれをより好適に抑えて、位置決め精度をより向上させることができる。この際、位置決め凸部が、根元側から先端側に向かって漸次縮径しているので、位置決め凸部の先端側をマスク側位置決め孔部及びホルダ側位置決め孔部に容易に挿入することができるとともに、位置決め凸部の根元側ではマスク側位置決め孔部と嵌合して電子線露光用マスクを確実に位置合わせすることができる。

また、本発明に係る電子線露光用マスクホルダは、前記電子線露光用マスクホルダであって、前記位置決め凸部が、互いに離間して前記ホルダ本体又は前記ホルダ蓋に少なくとも二つ配されていることを特徴とする。

この発明は、ホルダ本体又はホルダ蓋に対する電子線露光用マスクの相対回転運動を規制することができ、機械的な位置決め精度をより向上することができる。

また、本発明に係る電子線露光用マスクホルダは、前記電子線露光用マスクホルダであって、前記位置決め凸部が挿入される方向の面から反対側の面に向かって、前記位置決め凸部に合わせて前記マスク側位置決め孔部が漸次縮径されていることを特徴とする。

この発明は、電子線露光用マスクの位置決め凸部が挿入される方向の面だけでなく、その反対側の面においても、位置決め凸部とマスク側位置決め孔部とを嵌合させることができ、電子線露光用マスクの確実な位置合わせを行うことができる。

また、本発明に係る電子線露光用マスクホルダは、前記電子線露光用マスクホルダであって、前記位置決め凸部が挿入される方向の面から反対側の面に向かって、前記位置決め凸部に合わせて前記ホルダ側位置決め孔部が漸次縮径されていることを特徴とする。

この発明は、位置決め凸部が挿入される方向の面だけでなく、その反対側の面においても位置決め凸部とホルダ側位置決め孔部とを嵌合することができ、ホルダ本体とホルダ蓋との確実な位置合わせを行うことができる。

また、本発明に係る電子線露光用マスクホルダは、前記電子線露光用マスクホルダであって、前記位置決め凸部が、立設された前記ホルダ本体又は前記ホルダ蓋と同一材料を備えて、導電性を有していることを特徴とする。

この発明は、装置内で電子線を照射した際に、位置決め凸部と電子線露光用マスク、及び位置決め凸部とホルダ本体又はホルダ蓋との間で電位差が生じてしまうのを好適に抑えることができる。

本発明によれば、電子線露光用マスクを機械的に精度良く、かつ、容易に位置合わせすることができる。

本発明に係る一実施形態について、図１から図７を参照して説明する。
本実施形態に係る電子線露光用マスクホルダ１は、図１に示すように、板状の電子線露光用マスク２が載置されるホルダ本体３と、ホルダ本体３との間で電子線露光用マスク２を挟持するホルダ蓋５と、電子線露光用マスク２をホルダ本体３に位置合わせする位置決め部６とを備えている。

電子線露光用マスク２は、図２に示すように、略矩形状に形成されて中央部に開口パターン７が設けられている。電子線露光用マスク２の周縁部側であって、開口パターン７を間に挟んで対向する位置には、後述する一対の位置決めピン１１Ａ，１１Ｂが嵌合する一対のマスク側位置決め孔部８Ａ，８Ｂが設けられている。

ホルダ本体３は、図３及び図４に示すように、電子線が放出される方向の放出面３ａと、その反対側の電子線露光用マスク２の載置面３ｂとを有して、金属製の略円盤状に形成されている。そして、中央部には、電子線露光用マスク２の開口パターン７に対応して電子線が貫通可能な開口部１０が設けられている。

開口部１０を間に挟んで、電子線露光用マスク２の載置面３ｂ側であって一対のマスク側位置決め孔部８Ａ，８Ｂに対応する位置には、一対の位置決めピン（位置決め凸部）１１Ａ，１１Ｂが立設されている。一対の位置決めピン１１Ａ，１１Ｂを結ぶ直線と直交する方向には、ホルダ本体３を図示しない露光装置に固定するためのネジが螺合される一対のネジ孔開口部１２Ａ，１２Ｂが設けられている。

ホルダ蓋５は、図５及び図６に示すように、電子線露光用マスク２が接触する接触面５ａと、その反対側の電子線が照射される照射面５ｂとを有して、金属製の略円盤状に形成されている。そして、接触面５ａの中央部には電子線露光用マスク２を載置するための枠状凹部１３が設けられている。

枠状凹部１３には、一対の位置決めピン１１Ａ，１１Ｂが嵌合する一対のホルダ側位置決め孔部１５Ａ，１５Ｂが設けられており、中央部には貫通開口１３Ａが形成されている。一対のホルダ側位置決め孔部１５Ａ，１５Ｂを結ぶ直線と直交する方向には、一対のネジ孔開口部１２Ａ，１２Ｂに対応して一対のめねじ部１６Ａ，１６Ｂが設けられている。

位置決め部６は、ホルダ本体３に立設された一対の位置決めピン１１Ａ，１１Ｂと、電子線露光用マスク２に設けられて一対の位置決めピン１１Ａ，１１Ｂが嵌合する一対のマスク側位置決め孔部８Ａ，８Ｂと、ホルダ蓋５に設けられた一対のホルダ側位置決め孔部１５Ａ，１５Ｂとを備えている。

一対の位置決めピン１１Ａ，１１Ｂは、ホルダ本体３の載置面３ｂ側の根元側から先端側に向かって漸次縮径し、かつ、ホルダ蓋５とホルダ本体３との間で電子線露光用マスク２を挟持した際に、一対のホルダ側位置決め孔部１５Ａ，１５Ｂを貫通する高さに設けられている。一対の位置決めピン１１Ａ，１１Ｂは、ホルダ本体３と同一材料を備えて、導電性を有している。

一対のマスク側位置決め孔部８Ａ，８Ｂは、一対の位置決めピン１１Ａ，１１Ｂが挿入される方向の面２ａから反対側の面２ｂに向かって、一対の位置決めピン１１Ａ，１１Ｂの外形に合わせて漸次縮径されて形成されている。同様に、一対のホルダ側位置決め孔部１５Ａ，１５Ｂは、一対の位置決めピン１１Ａ，１１Ｂが挿入される接触面５ａから反対側の照射面５ｂに向かって、一対の位置決めピン１１Ａ，１１Ｂの外形に合わせて、一対のマスク側位置決め孔部８Ａ，８Ｂよりも小さく漸次縮径されて形成されている。

次に、本発明に係る電子線露光用マスクホルダ１により電子線露光用マスク２を挟持する方法及びその作用について説明する。
まず、ホルダ蓋５を照射面５ｂが下になるようにセットし、電子線露光用マスク２の面２ｂが枠状凹部１３と接触するように載置する。そして、ホルダ本体３の放出面３ａが上方になるようにして載置面３ｂと電子線露光用マスク２の面２ａと対向させ、一対の位置決めピン１１Ａ，１１Ｂを一対のマスク側位置決め孔部８Ａ，８Ｂ、一対のホルダ側位置決め孔部１５Ａ，１５Ｂに順に嵌合させる。

上記部材がセットされた状態において、上方から図示しないネジを一対のネジ孔開口部１２Ａ，１２Ｂに挿入し、一対のめねじ部１６Ａ，１６Ｂと螺合させて締結する。こうして、ホルダ蓋５とホルダ本体３とによって、電子線露光用マスク２が挟持される。

この電子線露光用マスクホルダ１によれば、ホルダ本体３とホルダ蓋５との間で電子線露光用マスク２を挟持する際、一対の位置決めピン１１Ａ，１１Ｂを電子線露光用マスク２の一対のマスク側位置決め孔部８Ａ，８Ｂに貫通させることにより、電子線露光用マスク２をホルダ本体３に位置合わせさせることができる。従って、電子線露光用マスク２を機械的に精度良く、かつ、容易に位置合わせすることができる。

そして、電子線露光用マスクホルダ１に対する電子線露光用マスク２のズレを図示しない露光装置の許容範囲内に収めることが可能となり、電子線露光用マスク２の信頼性向上に寄与することができる。また、電子線露光用マスク２を機械的に搭載することにより、作業の自動化が可能になる。従って、手作業による異物の付着やマスク破壊の恐れがなくなり、歩留り向上に寄与することができる。

特に、電子線用マスク２を挟んで位置決めピン１１Ａ，１１Ｂが設けられているので、ホルダ本体３に対する電子線露光用マスク２の相対回転運動を規制することができ、機械的な位置決め精度をより向上することができる。

また、ホルダ蓋５に一対のホルダ側位置決め孔部１５Ａ，１５Ｂが設けられているので、一対の位置決めピン１１Ａ，１１Ｂが電子線露光用マスク２の一対のマスク側位置決め孔部８Ａ，８Ｂを貫通するとともに、ホルダ蓋５も貫通する。従って、電子線露光用マスク２の位置ずれをより好適に抑えて、位置決め精度をより向上させることができる。

さらに、一対の位置決めピン１１Ａ，１１Ｂが、根元側から先端側に向かって漸次縮径しているので、一対の位置決めピン１１Ａ，１１Ｂの先端側を一対のマスク側位置決め孔部８Ａ，８Ｂ及び一対のホルダ側位置決め孔部１５Ａ，１５Ｂに容易に挿入することができるとともに、一対の位置決めピン１１Ａ，１１Ｂの根元側では一対のマスク側位置決め孔部８Ａ，８Ｂと嵌合して電子線露光用マスク２を確実に位置合わせすることができる。

この際、一対のマスク側位置決め孔部８Ａ，８Ｂ及び一対のホルダ側位置決め孔部１５Ａ，１５Ｂも一対の位置決めピン１１Ａ，１１Ｂに合わせてテーパ状に形成されているので、電子線露光用マスク２の一対の位置決めが挿入される方向の面２ａだけでなく、その反対側の面２ｂにおいても、一対の位置決めピン１１Ａ，１１Ｂと一対のマスク側位置決め孔部８Ａ，８Ｂとを確実に嵌合させることができる。また、ホルダ蓋５については、接触面５ａだけでなく、照射面５ｂにおいても一対の位置決めピン１１Ａ，１１Ｂと一対のホルダ側位置決め孔部１５Ａ，１５Ｂとを嵌合することができ、ホルダ本体３とホルダ蓋５との確実な位置合わせを行うことができる。

また、一対の位置決めピン１１Ａ，１１Ｂが導電性を有しているので、電子線を照射した際に、一対の位置決めピン１１Ａ，１１Ｂと電子線露光用マスク２、及び一対の位置決めピン１１Ａ，１１Ｂとホルダ蓋５との間で電位差が生じてしまうのを好適に抑えることができる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、一対の位置決めピン１１Ａ，１１Ｂが、ホルダ本体３に立設されているとしているが、ホルダ蓋に立設されていてもよい。

上述した電子線露光用マスクホルダ１に対して、一対の位置決めピン１１Ａ，１１Ｂの間隔を２０ｍｍ、位置精度を±５μｍ以内、直径を１ｍｍ±１０μｍ以内とした。また、ホルダ蓋５における一対のホルダ側位置決め孔部１５Ａ，１５Ｂの間隔を２０ｍｍ、位置精度を±５μｍ以内、直径を１ｍｍ＋４０μｍ以上とした。

このときの一対の位置決めピン１１Ａ，１１Ｂの径に対する、電子線露光用マスク２の一対のマスク側位置決め孔部８Ａ，８Ｂの開口径を検討する際の概念図を図７に示す。上述したように、一対の位置決めピン１１Ａ，１１Ｂの最大外径が１ｍｍ＋１０μｍの場合、一対の位置決めピン１１Ａ，１１Ｂの位置精度が±５μｍであるので、一対のマスク側位置決め孔部８Ａ，８Ｂの開口径は、少なくともこれらよりも大きければよい。

この場合、一対のマスク側位置決め孔部８Ａ，８Ｂの間隔が、２０μｍとなり、直径が１ｍｍ＋２０μｍとなって、一対の位置決めピン１１Ａ，１１Ｂと一対のマスク側位置決め孔部８Ａ，８Ｂとの隙間が０μｍから５μｍとなる。

なお、このままでは、電子線露光用マスク２を電子線露光用マスクホルダ１に搭載するときに、マスクを破壊してしまう恐れがある。そこで、一対のマスク側位置決め孔部８Ａ，８Ｂを一対の位置決めピン１１Ａ，１１Ｂに合わせて、真上から真下に垂直に降ろすようにして搭載することにより、確実に搭載する。

本発明の一実施形態に係る電子線露光用マスクホルダを示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る電子線露光用マスクホルダに挟持される電子線露光用マスクを示す（ａ）平面図、（ｂ）側面図である。 本発明の一実施形態に係る電子線露光用マスクホルダのホルダ本体を示す平面図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 本発明の一実施形態に係る電子線露光用マスクホルダのホルダ蓋を示す平面図である。 図５のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の一実施形態に係る電子線露光用マスクホルダの実施例を示す説明図である。 従来の電子線露光用マスクホルダを示す平面図である。 図８のＣ−Ｃ断面図である。

符号の説明

１ 電子線露光用マスクホルダ
２ 電子線露光用マスク
２ａ，２ｂ 面
３ ホルダ本体
５ ホルダ蓋
５ａ 接触面（面）
５ｂ 照射面（面）
６ 位置決め部
８Ａ，８Ｂ マスク側位置決め孔部
１１Ａ，１１Ｂ 位置決めピン（位置決め凸部）
１５Ａ，１５Ｂ ホルダ側位置決め孔部

Claims (7)

1. 電子線露光用マスクが載置されるホルダ本体と、
   該ホルダ本体との間で前記電子線露光用マスクを挟持するホルダ蓋と、
   前記電子線露光用マスクを前記ホルダ本体に位置合わせする位置決め部とを備え、
   前記位置決め部が、前記ホルダ本体又は前記ホルダ蓋の何れか一方に立設された位置決め凸部と、
   前記電子線露光用マスクに設けられて前記位置決め凸部が嵌合するマスク側位置決め孔部とを備えていることを特徴とする電子線露光用マスクホルダ。
2. 前記ホルダ本体又は前記ホルダ蓋の何れか他方に、前記位置決め凸部が嵌合するホルダ側位置決め孔部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子線露光用マスクホルダ。
3. 前記位置決め凸部が、根元側から先端側に向かって漸次縮径し、かつ、前記ホルダ蓋と前記ホルダ本体との間で前記電子線露光用マスクを挟持した際に前記ホルダ側位置決め孔部を貫通する高さに設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電子線露光用マスクホルダ。
4. 前記位置決め凸部が、互いに離間して前記ホルダ本体又は前記ホルダ蓋に少なくとも二つ配されていることを特徴とする請求項１から３の何れか一つに記載の電子線露光用マスクホルダ。
5. 前記位置決め凸部が挿入される方向の面から反対側の面に向かって、前記位置決め凸部に合わせて前記マスク側位置決め孔部が漸次縮径されていることを特徴とする請求項２に記載の電子線露光用マスクホルダ。
6. 前記位置決め凸部が挿入される方向の面から反対側の面に向かって、前記位置決め凸部に合わせて前記ホルダ側位置決め孔部が漸次縮径されていることを特徴とする請求項２に記載の電子線露光用マスクホルダ。
7. 前記位置決め凸部が、立設された前記ホルダ本体又は前記ホルダ蓋と同一材料を備えて、導電性を有していることを特徴とする請求項１から６の何れか一つに記載の電子線露光用マスクホルダ。
   

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