JP2010135578A - マスクホルダおよび露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】取り回しに優れ、転写面側へ近接することが可能なマスクホルダを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明によるマスクホルダによれば、ステンシルマスクの側壁面とマスクホルダの保持部の側壁面とに傾斜形状を持たせることにより、両者が面接触で保持されることから、ステンシルマスクをマスクホルダに保持することが出来、取り外しも容易である。このとき、ステンシルマスクの転写面側表面は、マスクホルダの転写面側底面よりも転写面側へ突き出した状態で保持することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ステンシルマスクを保持するマスクホルダおよび、該マスクホルダを備えた露光装置に関する。

荷電粒子ビーム転写型リソグラフィの露光には、電子線が透過する部分に電子線透過孔を備えたステンシルマスクを用いる。ステンシルマスクのメンブレンにはパターンに対応して電子線透過用の多数の孔が形成され、これらの孔を通って電子線がシリコンウエハ上のレジスト膜に入射されるようになっている。このため、露光装置は、ステンシルマスクを保持するマスクホルダを備える。

荷電粒子ビーム転写型リソグラフィには、ステンシルマスクに形成されているパターンと同じ大きさのパターンが転写基板に転写される等倍露光方式と数分の一から数十分の一に縮小されて転写される縮小露光方式がある。このとき、等倍露光方式では、転写基板に対してステンシルマスクを非常に近接させる必要がある。これは、ギャップをあけすぎると電子線の散乱による解像性の低下につながるためである。

ステンシルマスクを用いて転写を行なう場合、ステンシルマスクを転写基板の真上に設置する必要がある。
特に、ギャップが非常に狭い等倍露光方式では、ステンシルマスクを転写面側へ近接させ、かつ、ステンシルマスクを固定するマスクホルダが転写面に接触しないようにする必要があり、ステンシルマスクの微細な位置制御が要求される。

ステンシルマスクをマスクホルダに固定する方法としては、マスクホルダに対しステンシルマスクの裏面を接着する方法がある（特許文献１）。
しかしながら、この方法ではマスクホルダにステンシルマスクを一度装着するとステンシルマスクを交換することが不可能となり、ステンシルマスクごとにマスクホルダを作製しなければならない。

また、ステンシルマスクの表面端部を支えるストッパ層をマスクホルダに備えることで固定する方法がある（特許文献２）。
しかしながら、転写面側のストッパ層の厚み以下に転写側へ近接することが出来ない。このため、近接させるためにストッパ層を薄膜で形成した場合、ストッパ層にたわみが発生してしまう問題がある。
特に、この問題は、ギャップ間を非常に近接する必要がある等倍露光方式では、致命的な突き出し部分となる。ギャップ間を短距離（具体的には、１００μｍ以下程度）に保つ為に、数十μｍと非常に薄い金属薄膜でステンシルマスクを保持しようとすると、ステンシルマスクの自重でストッパ層は撓んでしまうため、ギャップ距離を短距離に保つことは非常に困難である。
特開平９−５９８４号公報 特開２０００−３３１９１７号公報

そこで、本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、取り回しに優れ、転写面側へ近接することが可能なマスクホルダを提供することを目的とする。

請求項１に記載の本発明は、ステンシルマスクを保持するマスクホルダにおいて、保持対象である前記ステンシルマスクを収容する開口部と、前記開口部の周囲を取り巻き前記ステンシルマスクと接する保持部と、を備え、前記ステンシルマスクの側壁面は傾斜しており、前記保持部の側壁面は傾斜しており、前記保持部は水平方向に可動することを特徴とするマスクホルダである。

請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のマスクホルダであって、保持対象であるステンシルマスクの転写面側表面は、マスクホルダの転写面側底面よりも転写面側へ突き出していることを特徴とするマスクホルダである。

請求項３に記載の本発明は、請求項１または２のいずれかに記載のマスクホルダであって、保持部は、リン青銅、アルミニウム、パラジウム、タングステン、モリブデン、からなる群から選ばれた１つ以上の材料よりなることを特徴とするマスクホルダである。

請求項４に記載の本発明は、請求項１または２のいずれかに記載のマスクホルダであって、保持部は、シリコンであることを特徴とするマスクホルダである。

請求項５に記載の本発明は、請求項４に記載のマスクホルダであって、保持対象であるステンシルマスクの側壁面は、シリコンの（１１１）面であり、保持部の側壁面は、５７．４度であることを特徴とするマスクホルダである。

請求項６に記載の本発明は、請求項４または５のいずれかに記載のマスクホルダであって、保持部の側壁面に導電膜がコートされており、前記導電膜は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｔｉ、からなる群から選ばれた１つ以上の材料よりなることを特徴とするマスクホルダである。

請求項７に記載の本発明は、請求項１から６のいずれかに記載のマスクホルダを備えた露光装置である。

本発明によるマスクホルダによれば、ステンシルマスクの側壁面とマスクホルダの保持部の側壁面とに傾斜形状を持たせることにより、両者が面接触で保持されることから、ステンシルマスクをマスクホルダに保持することが出来、かつ取り外しも容易である。このとき、ステンシルマスクの転写面側表面は、マスクホルダの転写面側底面よりも転写面側へ突き出した状態であっても保持することができる。また、保持部を水平方向に可動することにより、マスクホルダ底面に対するステンシルマスク表面の高さを精度良く制御することが出来、微細な位置制御を行うことが出来る。

以下、本発明のマスクホルダについて、図１を用いながら、説明を行う。
図１において、（ａ）は概略上面図であり、（ｂ）概略断面図である。
中央部に保持対象であるステンシルマスクを収容する開口部４が設けられており、開口部の周囲を取り巻きステンシルマスクと接する保持部側壁５は、順テーパ形状となっている。

本発明では、保持対象のステンシルマスクの側壁面は傾斜しており、保持部の側壁面は傾斜しており、前記保持部は水平方向に可動する。本発明によるマスクホルダによれば、ステンシルマスクの側壁面とマスクホルダの保持部の側壁面とに傾斜形状を持たせることにより、両者が面接触で保持されることから、ステンシルマスクをマスクホルダに保持することが出来、取り外しも容易である。このとき、ステンシルマスクの転写面側表面は、マスクホルダの転写面側底面よりも転写面側へ突き出した状態であっても保持することができる。また、保持部を水平方向に可動することにより、マスクホルダ底面に対するステンシルマスク表面の高さを精度良く制御することが出来、微細な位置制御を行うことが出来る。

保持部を水平方向に可動させる方法としては、既知の機構を適宜用いて良い。

一例として、図１では、可動側保持部２に調製ネジ３を備えた構成を示す。調製ネジ３は可動側保持部２と連結しており、調整ネジ３を締めることにより、可動側保持部２の位置を調整でき、また、その位置で固定することが出来る。可動部２は図１（ｂ）に示すように左右に平行に動かすことができ、開口部４の大きさを微調整することができる。開口部４が狭くなる方向に動かして固定すると、マスクのマスクホルダ内での高さを高い方向に調整することができる。逆に開口部４が広くなる方向に動かして固定すると、マスクのマスクホルダ内での高さを低い方向に調整することができる。すなわち、この構造とすることによりマスクホルダ内でのマスクの高さの位置を調整することができ、転写基板とマスクのギャップを調整することができる。

また、保持部は、リン青銅、アルミニウム、パラジウム、タングステン、モリブデン、からなる群から選ばれた１つ以上の材料よりなることが好ましい。上記材料は、導電性および機械加工性に優れ、荷電粒子線照射によるマスク及びマスクホルダの帯電を防止することから、荷電粒子線照射装置に用いるマスクホルダに好適に用いることが出来る。

また、保持部は、シリコンであっても良い。ステンシルマスクは、一般的に単結晶シリコンウエハを加工して作製される。ステンシルマスクの側壁に異方性ウエットエッチングを用いた場合、シリコンの（１１１）面が優先的に表出し、その傾斜角はシリコンの結晶方位５４．７度となる。
このため、マスクホルダとステンシルマスクをシリコンで作製することにより、両者の側壁の傾斜角度を高精度で揃えることが出来る。

マスクホルダをシリコンにより作製した場合、保持部の側壁面に導電膜をコートすることが望ましい。これにより、荷電粒子線照射によるマスク及びマスクホルダの帯電を防止することが出来る。前記導電膜としては、導電性および加工性の観点から、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｔｉ、からなる群から選ばれた１つ以上の材料よりなることが好ましい。上記材料は、成膜方法として、スパッタリング法や真空蒸着法、ＣＶＤ法、メッキ法などを用いて薄膜形成することが出来る。特に、スパッタリング法は付着力が強く、好適である。

以下、本発明のマスクホルダについて、図２を用いながら、実施の一例として使用方法を示す。図２において、（ａ）は概略上面図であり、（ｂ）概略断面図である。

まず、本発明のマスクホルダ１に上面側からステンシルマスク６を挿入した。
このとき、使用したマスクホルダ１は、リン青銅製であり、機械的に加工により開口４の端部の側壁５を５４．７度に成形されており、可動側保持部２が調整ネジ３で調整できるものであった。

また、保持対象であるステンシルマスク６は、図２（ｂ）に示すように異方性ウエットエッチングの加工により、端部の側壁を５７．４度の逆テーパとした。

まず、マスク６表面とマスクホルダ底面が平行になるように可動部２の位置を調整ネジ３を回して調節した。次に、調整ネジ３を回して、開口部４が広がる方向に可動部２の位置を５０μｍ動かしたところ、マスク表面はマスクホルダ底面から７０μｍ突き出た状態でマスクを保持することが確認できた。

本発明のマスクホルダの一例を示す概略図であり、（ａ）概略上面図、（ｂ）概略断面図である。 本発明のマスクホルダの実施の一例を示す概略図であり、（ａ）概略上面図、（ｂ）概略断面図である。

符号の説明

１…マスクホルダ
２…可動側保持部
３…調整ネジ
４…開口部
５…保持部側壁
６…ステンシルマスク

Claims (7)

1. ステンシルマスクを保持するマスクホルダにおいて、
   保持対象である前記ステンシルマスクを収容する開口部と、
   前記開口部の周囲を取り巻き前記ステンシルマスクと接する保持部と、を備え、
   前記ステンシルマスクの側壁面は傾斜しており、
   前記保持部の側壁面は傾斜しており、
   前記保持部は水平方向に可動すること
   を特徴とするマスクホルダ。
2. 請求項１に記載のマスクホルダであって、
   保持対象であるステンシルマスクの転写面側表面は、マスクホルダの転写面側底面よりも転写面側へ突き出していること
   を特徴とするマスクホルダ。
3. 請求項１または２のいずれかに記載のマスクホルダであって、
   保持部は、リン青銅、アルミニウム、パラジウム、タングステン、モリブデン、からなる群から選ばれた１つ以上の材料よりなること
   を特徴とするマスクホルダ。
4. 請求項１または２のいずれかに記載のマスクホルダであって、
   保持部は、シリコンであること
   を特徴とするマスクホルダ。
5. 請求項４に記載のマスクホルダであって、
   保持対象であるステンシルマスクの側壁面は、シリコンの（１１１）面であり、
   保持部の側壁面は、５７．４度であること
   を特徴とするマスクホルダ。
6. 請求項４または５のいずれかに記載のマスクホルダであって、
   保持部の側壁面に導電膜がコートされており、
   前記導電膜は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｔｉ、からなる群から選ばれた１つ以上の材料よりなること
   を特徴とするマスクホルダ。
7. 請求項１から６のいずれかに記載のマスクホルダを備えた露光装置。