JP2012221988A - 反射型フォトマスクの塵付着防止用治具、その取付け方法、その取付け装置、及び反射型フォトマスクの保管装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 フォトマスクを汚染することのない反射型フォトマスク用の塵付着防止用治具、その取付け方法、取付け装置及び反射型フォトマスクの保管装置を提供すること。
【解決手段】 一方の面にパターンを有する反射型フォトマスクを収納して、前記パターンへの塵付着を防止するための塵付着防止用治具であって、前記反射型フォトマスクの一方の面の周端面を覆う基部と前記反射型フォトマスクの側面を覆う側壁部とからなるフレーム、及び前記反射型フォトマスクのパターンを所定の間隔を隔てて覆うように前記フレームの基部に設けられた保護膜を具備し、前記フレームの側壁部の上端が、前記反射型フォトマスクの他方の面とともに、固定部材により固定されることを特徴とする反射型フォトマスクの塵付着防止用治具。
【選択図】 図1

Description

本発明は、反射型フォトマスクの塵付着防止用治具、その取付け方法、その取付け装置、及び反射型フォトマスクの保管装置に係り、特に、集積回路等の製造プロセスで使用される反射型フォトマスクに塵が付着することを防止するための塵付着防止用治具、その取付け方法、その取付け装置、及び反射型フォトマスクの保管装置に関する。

シリコンウエハに集積回路パターンを描画するフォトリソグラフィ技術においては、高集積化に伴い、より微細な回路パターンを露光するための技術が要求されている。近年では、微細な回路パターンを露光及び転写するために、波長１３．５ｎｍの極端紫外（ＥＵＶ）を用いた、反射型フォトマスクによる露光転写技術が開発されている。

一方、従来より、ＥＵＶフォトマスクのパターン形成面への塵の付着を防止するために、ペリクルと呼ばれる保護膜を貼り付ける方法が採られている（例えば、特許文献１参照）。この方法は、ペリクルを取り付けたフレーム（ペリクルフレーム）をフォトマスクの周縁部に糊により貼り付けるものであり、糊は有機揮発性ガスを発生するため、次のような問題が生じる。

ＥＵＶフォトマスクでは、高真空中で１３．５ｎｍ程度の短波長の光を照射することから、糊から発生する揮発性ガスが光化学反応を生じて塵を発生し、ＥＵＶフォトマスクや露光装置の光学系を汚染することが想定される。

また、ＥＵＶ露光装置では、露光チャンバー内に存在する微量な有機系ガスのＥＵＶ光化学反応により生ずる塵の堆積を抑制するために、露光チャンバー内に酸素ラジカルや水素ラジカルのようなラジカルを生成するガスを導入する方法が提案されている。しかし、この方法によると、ペリクルフレームを貼り付けるための糊が、このようなラジカルにより著しく変質し、接着能力が劣ってしまう。

更に、糊を用いてペリクルフレームを貼り付ける方法では、高いパターン位置精度及び高度のパターン上の塵汚染防止が要求されるＥＵＶフォトマスクの場合、上記問題以外にも以下の問題が懸念される。

即ち、ペリクルフレームを糊を介してＥＵＶフォトマスクに固定すると、その応力によりＥＵＶフォトマスクの平坦性が変動し、それに伴ってパターンの位置が移動し、パターン位置精度が変動する恐れがある。また、ペリクル等が破損し、ペリクルをフォトマスクから除去する場合に、従来の糊を用いた取付け方法では、フォトマスク上の糊が残留し、フォトマスクが汚染される恐れがある。

特表２０１０−５０９７７４号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、フォトマスクを汚染することのない反射型フォトマスク用の塵付着防止用治具、その取付け方法、その取付け装置、及び反射型フォトマスクの保管装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の態様は、一方の面にパターンを有する反射型フォトマスクを収納して、前記パターンへの塵付着を防止するための塵付着防止用治具であって、前記反射型フォトマスクの一方の面の周端面を覆う基部と前記反射型フォトマスクの側面を覆う側壁部とからなるフレーム、及び前記反射型フォトマスクのパターンを所定の間隔を隔てて覆うように前記フレームの基部に設けられた保護膜を具備し、前記フレームの側壁部の上端が、前記反射型フォトマスクの他方の面とともに、固定部材により固定されることを特徴とする反射型フォトマスクの塵付着防止用治具を提供する。

このような塵付着防止用治具において、前記固定部材として、前記フレームの側壁部の上端、及び前記反射型フォトマスクの他方の面を静電吸着する静電チャックを用いることが出来る。この場合、前記フレームの側壁部の上端、及び前記反射型フォトマスクの他方の面に、導電性材料からなる静電吸着層を設けることが出来る。前記導電性材料として、Ｃｒ又はＣｒＮを用いることが出来る。

また、前記フレームの基部に、前記反射型フォトマスクを塵付着防止用治具内に収納する際に用いられるフォトマスク昇降手段が備える、前記反射型フォトマスクの一方の面の周端部を支持する昇降ピンが貫通する昇降ピン通過孔を設けることが出来る。

本発明の第２の態様は、一方の面にパターンを有する反射型フォトマスクを収納して、前記パターンへの塵付着を防止するための塵付着防止用治具の取付け方法であって、上述した塵付着防止用治具を前記反射型フォトマスクの下に配置する工程、前記塵付着防止用治具の下に配置されたフォトマスク昇降手段を上昇させて、前記昇降ピンを前記フレームの基部に設けられた昇降ピン通過孔に貫通させ、その先端部において前記反射型フォトマスクの一方の面の周端部を支持する工程、前記フォトマスク昇降手段を下降させて、前記昇降ピンを前記昇降ピン通過孔から引き抜き、反射型フォトマスクを前記塵付着防止用治具内に収納する工程、及び前記固定手段により、前記フレームの側壁部の上端を、前記反射型フォトマスクの他方の面とともに固定する工程を具備することを特徴とする反射型フォトマスク塵付着防止用治具の取付け方法を提供する。

このような塵付着防止用治具の取付け方法において、前記固定する工程の後において、前記塵付着防止用治具と反射型フォトマスクとを非接触とすることが出来る。

本発明の第３の態様は、一方の面にパターンを有する反射型フォトマスクを収納して、前記パターンへの塵付着を防止するための塵付着防止用治具を反射型フォトマスクに取付ける塵付着防止用治具の取付け装置であって、上述した塵付着防止用治具を前記反射型フォトマスクの下に支持する塵付着防止用治具支持手段、上昇により前記昇降ピンを前記フレームの基部に設けられた昇降ピン通過孔に貫通させ、その先端部において前記反射型フォトマスクの一方の面の周端部を支持し、下降により前記昇降ピンを前記昇降ピン通過孔から引き抜き、反射型フォトマスクを前記塵付着防止用治具内に収納するフォトマスク昇降手段、及び前記フレームの側壁部の上端を、前記反射型フォトマスクの他方の面とともに固定する手段を具備することを特徴とする反射型フォトマスクの塵付着防止用治具の取付け装置を提供する。

本発明の第４の態様は、一方の面にパターンを有する反射型フォトマスクを、前記パターンへの塵付着を防止するための塵付着防止用治具内に保管する反射型フォトマスクの保管装置であって、前記反射型フォトマスクの一方の面の周端面を覆う基部と前記反射型フォトマスクの側面を覆う側壁部とからなり、内側隅部に前記反射型フォトマスクを支持する支持ピンを有するフレーム、及び前記反射型フォトマスクのパターンを所定の間隔を隔てて覆うように前記フレームの基部に設けられた保護膜を備える塵付着防止用治具、前記塵付着防止用治具の上部開口面を覆う蓋部材、及び前記塵付着防止用治具を支持する塵付着防止用治具支持アームを具備することを特徴とする反射型フォトマスクの保管装置を提供する。

本発明によると、フォトマスクを汚染することのない反射型フォトマスク用の塵付着防止用治具、その取付け方法、その取付け装置、及び反射型フォトマスクの保管装置が提供される。

本発明の一実施形態に係る反射型フォトマスク用塵付着防止用治具をＥＵＶフォトマスクに取り付けた状態を示す断面図である。 図１に示す塵付着防止用治具を抜き出して示す断面図である。 塵付着防止用治具をＥＵＶフォトマスクに取り付けるプロセスを工程順に示す断面図である。 塵付着防止用治具をＥＵＶフォトマスクに取り付けるプロセスを工程順に示す断面図である。 塵付着防止用治具をＥＵＶフォトマスクに取り付けるプロセスを工程順に示す断面図である。 塵付着防止用治具をＥＵＶフォトマスクに取り付けるプロセスを工程順に示す断面図である。 塵付着防止用治具をＥＵＶフォトマスクに取り付けるプロセスを工程順に示す断面図である。 塵付着防止用治具をＥＵＶフォトマスクに取り付けるプロセスを工程順に示す断面図である。 塵付着防止用治具をＥＵＶフォトマスクに取り付けるプロセスを工程順に示す断面図である。 塵付着防止用治具をＥＵＶフォトマスクに取り付けるプロセスを工程順に示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る反射型フォトマスク用塵付着防止用治具を、ＥＵＶフォトマスクに取り付けた状態を示す断面図である。図１において、塵付着防止用治具１及びＥＵＶフォトマスク２は、いずれも静電チャック３に静電的に取り付けられている。即ち、静電チャック３に取り付けられたＥＵＶフォトマスク２のパターン２ａが形成されている面及び周縁を覆うように、塵付着防止用治具１が静電チャック３に取り付けられている。この場合、塵付着防止用治具１とＥＵＶフォトマスク２とは、非接触であることが望ましい。

図２は、図１に示す塵付着防止用治具１のみを抜き出して示す断面図である。図２において、塵付着防止用治具１は、矩形のフレーム４の開口面に、フォトマスク２のパターン２ａに対する保護膜、即ちペリクル膜５が取り付けられた構造を有する。フレーム４は、ガスの発生が少ない材料、例えば、アルミニウムやステンレス等の金属により構成されるのが望ましい。

フレーム４の上端、即ち、静電チャック３への取り付け面には、静電吸着膜６ａが設けられている。なお、図１に示すＥＵＶフォトマスク２のパターン形成面とは反対側の面にも、静電吸着膜６ｂが設けられている。これら静電吸着膜６ａ，６ｂは導電性材料、例えばＣｒＮやＣｒをスパッタリングにより成膜することにより形成される。静電吸着膜６ａ，６ｂの厚さは、例えば、３０ｎｍ〜２００ｎｍである。

フレーム４の内側隅部には、後述する塵付着防止用治具１の取り付けプロセスの途中の工程においてＥＵＶフォトマスク２を支持するための支持ピン７が、例えば３ヶ所ないし４ヶ所設けられている。これらの支持ピン７は、上部がテーパー状をなし、ＥＵＶフォトマスク２の端面を支持するものである。

フレーム４のペリクル膜５の取り付け部分には、後述するＥＵＶフォトマスク昇降ピンが貫通する第１の昇降ピン通過孔８が設けられている。第１の昇降ピン通過孔８は、例えば０．３〜２．０ｍｍの直径を有し、ＥＵＶフォトマスク２を塵付着防止用治具１に収納するプロセスと、ＥＵＶフォトマスク２及び塵付着防止用治具１を静電チャック３に吸着させるプロセスにおいて、ＥＵＶフォトマスク２の支持用及び位置合せ用に用いるものである。

図３〜図１０は、塵付着防止用治具１をＥＵＶフォトマスク２に取り付けるプロセスを工程順に示す断面図であり、そのうち図３〜図６は、ＥＵＶフォトマスク２を塵付着防止用治具１に収納するプロセスであり、図７〜図１０は、塵付着防止用治具１を静電チャックに吸着するプロセスである。

最初に、ＥＵＶフォトマスク２を塵付着防止用治具１に収納するプロセスについて、図３〜図６を参照して説明する。

図３は、ＥＵＶフォトマスク２を塵付着防止用治具１に収納する前の状態を示す。塵付着防止用治具１は塵付着防止用治具支持アーム９に支持されている。塵付着防止用治具支持アーム９は、塵付着防止用治具１を支持する塵付着防止用治具支持ピン１０、及び第２の昇降ピン通過孔１１を備えている。この第２の昇降ピン通過孔１１は、塵付着防止用治具支持アーム９の下に配置されたフォトマスク昇降アーム１２の昇降ピン１３が通る孔である。

塵付着防止用治具支持アーム９の材質としては、アルミニウムやステンレス等の金属を用いることができる。塵付着防止用治具支持アーム９は、上下左右の方向への移動を可能とするように、ロボットアーム（図示せず）等に接続されている。

塵付着防止用治具支持アーム９により支持された塵付着防止用治具１の下方には、フォトマスク昇降アーム１２が配置されている。このフォトマスク昇降アーム１２は、ＥＵＶフォトマスク２を支持して昇降移動させる昇降ピン１３を備えている。フォトマスク昇降アーム１２及び第２の昇降ピン１３の材質は、アルミニウムやステンレス等の金属を用いることができる。

昇降ピン１３の太さは、第１の昇降ピン通過孔８及び第２の昇降ピン通過孔１１の直径よりも細いことが必要であり、通常は直径０．２〜１．９ｍｍである。昇降ピン１３の長さは、ＥＵＶフォトマスク２と、フレーム４の上端（静電チャック３への取り付け面）との間に、上下方向の若干の間隙ができる程度の長さであることが望ましい。これは、ＥＵＶフォトマスク２を塵付着防止用治具１に収納する際に、ＥＵＶフォトマスク２をアーム（図示せず）で掴んで下降することができるように、間隙が必要なためである。ただし、ＥＵＶフォトマスク２を裏面側から静電チャック等により支持する場合には、より短くてもよい。フォトマスク昇降アーム１２は、上下左右の方向への移動を可能とするように、ロボットアーム（図示せず）等に接続されている。

次に、図４に示すように、フォトマスク昇降アーム１２が上昇し、昇降ピン１３が、塵付着防止用治具支持アーム９の第２の昇降ピン通過孔１１及びフレーム４の第１の昇降ピン通過孔８を順次貫通するとともに、塵付着防止用治具支持アーム９に接触する位置で停止する。

次いで、他のアーム又は静電チャックにより支持されたＥＵＶフォトマスク２が下降し、図５に示すように、ＥＵＶフォトマスク２がフォトマスク昇降アーム１２の昇降ピン１３により下方から支持された状態となる。

その後、フォトマスク昇降アーム１２が下降し、それに伴ってＥＵＶフォトマスク２も下降し、フォトマスク昇降アーム１２の昇降ピン１３が塵付着防止用治具支持アーム９の第２の昇降ピン通過孔１１から抜けると、図６に示すように、ＥＵＶフォトマスク２がフレーム４の内側隅部にある支持ピン７により支持された状態となる。

この時、ＥＵＶフォトマスク２の上面のレベルと、フレーム４の上端（静電チャック３への取り付け面）のレベルとは、後者のほうが高くなるように、フレーム４の高さＨが設定されるのが望ましい。例えば、ＥＵＶフォトマスク２の厚さを６．３５ｍｍとした場合、Ｈを６．４ｍｍ以上とすることが望ましい。この状態で、塵付着防止用治具１とフォトマスク昇降アーム１２との間隙において、アーム（図示せず）により塵付着防止用治具１を掴むことにより、塵付着防止用治具１及びＥＵＶフォトマスク２を移動することも可能である。

以上のようにして、塵付着防止用治具１内へのＥＵＶフォトマスク２の収納プロセスが完了する。なお、塵付着防止用治具１にＥＵＶフォトマスク２が収納された状態で、塵付着防止用治具１の上部開口に蓋をし、これを他の塵防止用ケース内に収納して、保管することもできる。即ち、本発明の他の実施形態は、このようにＥＵＶフォトマスク２を収容し、上部開口に蓋がされた塵付着防止用治具１を、塵付着防止用治具支持アーム９により支持した構造からなる、ＥＵＶフォトマスクの保管装置を提供する。

次に、塵付着防止用治具１を静電チャックに吸着する工程について、図７〜図１０を参照して説明する。

図７は、塵付着防止用治具１にＥＵＶフォトマスク２が収納された状態を示し、上方に静電チャック３が配置されている。

図８に示すように、静電チャック３が下降すると、静電チャック３は、ＥＵＶフォトマスク２の上面よりも少し上方に位置するフレーム４の上端の静電吸着膜６ａに静電吸着する。次いで、フォトマスク昇降アーム１２が上昇し、昇降ピン１３がＥＵＶフォトマスク２に接触した後、上方に押し上げ、図９に示すように、ＥＵＶフォトマスク２の静電吸着膜６ｂを静電チャック３に接触させ、その結果、ＥＵＶフォトマスク２は静電チャック３に静電吸着される。このときのＥＵＶフォトマスク２のパターン形成面とフレーム４の内周面との間隙Ｄは、０．３〜１．０ｍｍと狭いことが望ましい。その理由は、第１の昇降ピン通過孔８から塵が混入した場合、間隙Ｄを前記程度に狭くすることにより、塵の間隙Ｄの通過を抑制し、パターン形成部に塵が到達することを防止するためである。

その後、フォトマスク昇降アーム１２及び塵付着防止用治具支持アーム９が順次下降して、塵付着防止用治具１を静電チャックに吸着する工程は完了する（図１０）。

以上のように、本実施形態によると、塵付着防止用治具１及びＥＵＶフォトマスク２を静電チャックのような固定手段により固定することにより、塵付着防止用治具１をＥＵＶフォトマスク２に取り付けているため、従来のペリクルフレームをフォトマスクに糊により貼り付ける方法により生じていた問題点、即ち、接着能力の低下、パターンへの汚染、パターン位置精度の変動等をすべて解決することができた。

以上の実施形態では、フォトマスク及び塵付着防止用治具を固定する手段として、静電チャックを用いたが、本発明はこれに限らず、他の手段を用いてもよい。そのような手段として、例えば、バキュームによる固定手段が挙げられる。

１…塵付着防止用治具、２…ＥＵＶフォトマスク、３…静電チャック、４…フレーム、５…ペリクル膜、６ａ，６ｂ…静電吸着膜、７…支持ピン、８…第１の昇降ピン通過孔、９…塵付着防止用治具支持アーム、１０…塵付着防止用治具支持ピン、１１…第２の昇降ピン通過孔、１２…フォトマスク昇降アーム、１３…昇降ピン１３。

Claims (9)

1. 一方の面にパターンを有する反射型フォトマスクを収納して、前記パターンへの塵付着を防止するための塵付着防止用治具であって、前記反射型フォトマスクの一方の面の周端面を覆う基部と前記反射型フォトマスクの側面を覆う側壁部とからなるフレーム、及び前記反射型フォトマスクのパターンを所定の間隔を隔てて覆うように前記フレームの基部に設けられた保護膜を具備し、前記フレームの側壁部の上端が、前記反射型フォトマスクの他方の面とともに、固定部材により固定されることを特徴とする反射型フォトマスクの塵付着防止用治具。
2. 前記固定部材は、前記フレームの側壁部の上端、及び前記反射型フォトマスクの他方の面を静電吸着する静電チャックであることを特徴とする請求項１に記載の塵付着防止用治具。
3. 前記フレームの側壁部の上端、及び前記反射型フォトマスクの他方の面には、導電性材料からなる静電吸着層が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の塵付着防止用治具。
4. 前記導電性材料は、Ｃｒ又はＣｒＮであることを特徴とする請求項３に記載の塵付着防止用治具。
5. 前記フレームの基部には、前記反射型フォトマスクを塵付着防止用治具内に収納する際に用いられるフォトマスク昇降手段が備える、前記反射型フォトマスクの一方の面の周端部を支持する昇降ピンが貫通する昇降ピン通過孔が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の塵付着防止用治具。
6. 一方の面にパターンを有する反射型フォトマスクを収納して、前記パターンへの塵付着を防止するための塵付着防止用治具を反射型フォトマスクに取付ける塵付着防止用治具の取付け方法であって、
   請求項５に記載の塵付着防止用治具を前記反射型フォトマスクの下に配置する工程、
   前記フォトマスク昇降手段を上昇させて、前記昇降ピンを前記フレームの基部に設けられた昇降ピン通過孔に貫通させ、その先端部において前記反射型フォトマスクの一方の面の周端部を支持する工程、
   前記フォトマスク昇降手段を下降させて、前記昇降ピンを前記昇降ピン通過孔から引き抜き、反射型フォトマスクを前記塵付着防止用治具内に収納する工程、及び
   前記固定手段により、前記フレームの側壁部の上端を、前記反射型フォトマスクの他方の面とともに固定する工程
   を具備することを特徴とする反射型フォトマスクの塵付着防止用治具の取付け方法。
7. 前記固定する工程の後において、前記塵付着防止用治具と反射型フォトマスクとは非接触であることを特徴とする請求項６に記載の塵付着防止用治具の取付け方法。
8. 一方の面にパターンを有する反射型フォトマスクを収納して、前記パターンへの塵付着を防止するための塵付着防止用治具を反射型フォトマスクに取付ける塵付着防止用治具の取付け装置であって、
   請求項５に記載の塵付着防止用治具を前記反射型フォトマスクの下に支持する塵付着防止用治具支持手段、
   上昇により前記昇降ピンを前記フレームの基部に設けられた昇降ピン通過孔に貫通させ、その先端部において前記反射型フォトマスクの一方の面の周端部を支持し、下降により前記昇降ピンを前記昇降ピン通過孔から引き抜き、反射型フォトマスクを前記塵付着防止用治具内に収納するフォトマスク昇降手段、及び
   前記フレームの側壁部の上端を、前記反射型フォトマスクの他方の面とともに固定する手段
   を具備することを特徴とする反射型フォトマスクの塵付着防止用治具の取付け装置。
9. 一方の面にパターンを有する反射型フォトマスクを、前記パターンへの塵付着を防止するための塵付着防止用治具内に保管する反射型フォトマスクの保管装置であって、
   前記反射型フォトマスクの一方の面の周端面を覆う基部と前記反射型フォトマスクの側面を覆う側壁部とからなり、内側隅部に前記反射型フォトマスクを支持する支持ピンを有するフレーム、及び前記反射型フォトマスクのパターンを所定の間隔を隔てて覆うように前記フレームの基部に設けられた保護膜を備える塵付着防止用治具、
   前記塵付着防止用治具の上部開口面を覆う蓋部材、及び
   前記塵付着防止用治具を支持する塵付着防止用治具支持アーム
   を具備することを特徴とする反射型フォトマスクの保管装置。

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