JP3137620B2 - マスク保護部材装着治具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は薄膜を用いたマスク
保護部材をフォトレジスト用のフォトマスクに装着する
マスク保護部材装着治具に関し、特に投影露光用のフォ
トマスク材に装着するマスク保護部材装着治具に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、投影露光を行う場合には、フォト
マスク（マスク部材）のマスクパターン面に、一般にペ
リクルと呼ばれる防塵用のマスク保護部材が装着され
る。

【０００３】図１４はマスク保護部材を使用した投影露
光処理の概念図である。マスク部材８１のパターン面８
１ａには、パターン８１ｂが形成されている。パターン
面８１ａには、マスク保護部材８２が接着されている。
マスク保護部材８２は、フレーム８２ａおよび薄膜８２
ｂとから構成されている。薄膜８２ｂは、透明の膜であ
り、フレーム８２ａの厚み分（数ｍｍ程度）だけパター
ン８１ｂから離れて位置し、パターン面８１ａを保護す
る。

【０００４】このようにマスク保護部材８２がマスク部
材８１に装着されると、マスク部材８１の上方から光Ｌ
₁₀を照射して露光を行う。このとき、パターン面８１ａ
上のパターン８１ｂは、光線Ｌ₁₁で示すようにレンズ８
３で集光され、ウェーハ８４の面上に転写される。ま
た、薄膜８２ｂの表面にゴミ８５が付着している場合、
ゴミ８５はレンズ８３の焦点とずれているため、光線Ｌ
₁₂で示すようにウェーハ８４の面上ではピントが合わ
ず、転写されない。すなわち、マスク保護部材８２を装
着することにより、パターン８１ｂのみを転写すること
ができる。

【０００５】図１５はマスク保護部材８２をマスク部材
８１に装着する従来の方法を示す図である。マスク保護
部材８２をマスク部材８１に装着する場合、まず、マス
ク保護部材装着治具８６の段部８６ａ上に、マスク保護
部材８２を薄膜８２ｂを下にして載置する。段部８６ａ
は、フレーム８２ａとほぼ同じ形状であり、両者は密着
している。また、マスク保護部材装着治具８６の中央部
には、薄膜８２ｂへの接触を避けるために、貫通孔８６
ｂが形成されている。

【０００６】このようにマスク保護部材８２を段部８６
ａに載置すると、次に、パターン面８１ａを下に向けて
マスク部材８１を上方からフレーム８２ａに押しつけ
る。この押しつける作業は、手動によって行われる。フ
レーム８２ａの上面には、接着剤８２ｃが塗布されてい
るので、パターン面８１ａにフレーム８２ａが接着され
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、マスク部材８
１とフレーム８２ａとを接着するとき、薄膜８２ｂに
は、マスク部材８１から空気圧を受け、薄膜８２ｂは下
方に膨らもうとする。

【０００８】図１６は薄膜８２ｂの膨らみの原理を示す
図である。マスク部材８１をマスク保護部材８２に上方
から接近させると、空気８７の圧力が薄膜８２ｂに加わ
る。この空気圧は、当然、マスク部材８１の移動速度が
速いほど高くなる。この空気圧によって、薄膜８２ｂは
下方に膨らむことになる。

【０００９】ところが、マスク保護部材８２内部の空気
はフレーム８２ａと薄膜８２ｂに囲まれているために、
マスク部材による空気圧を逃すことができず、その空気
圧は薄膜８２ｂを押し下げようとする。このとき、マス
ク保護部材装着治具８６の中心には前述したように貫通
孔８６ｂが形成されているため、薄膜８２ｂは容易に膨
らんでしまう。このためマスク保護部材８２は、薄膜８
２ｂは膨らんだ状態でマスク部材８１に装着されてしま
う。薄膜８２ｂの中心点Ｐ0 の膨らみは、平らな状態よ
りも数百μｍ程度、大きいときには１０００μｍ程度に
もなる。

【００１０】このように薄膜８２ｂが膨らんだ状態で
は、マスク保護部材８２の装着後の欠陥検査のときに、
検査装置の検出部と薄膜８２ｂが接触して、薄膜８２ｂ
に傷が付き、薄膜８２自体の透過率を低下させてしまっ
たり、検査装置の検出部を汚染してしまうという問題が
あった。

【００１１】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、マスク保護部材をフォトマスク（マスク部
材）に装着するときの薄膜の膨らみを防止することので
きるマスク保護部材装着治具を提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、薄膜を用いたマスク保護部材をフォトレ
ジスト用のフォトマスクに装着するためのマスク保護部
材装着治具において、前記薄膜がほぼ水平な状態で前記
マスク保護部材が嵌合され、前記マスク保護部材のフレ
ームをフォトマスクに圧接させるとき、前記フォトマス
ク側から受ける空気圧に抗する圧力を前記薄膜に付与す
るために、前記薄膜と底面との間がほぼ密閉状態となる
形状の凹部が形成され、前記凹部の底面と外部とを連通
する小径の連通孔が形成されていることを特徴とするマ
スク保護部材装着治具が、提供される。

【００１３】このようなマスク保護部材装着治具では、
マスク保護部材のフレームをフォトマスクに圧接させる
とき、ほぼ密閉状態の凹部からの圧力が、フォトマスク
側から受ける空気圧に抗する圧力を薄膜の湾曲を制御す
るように薄膜に付与するので、薄膜の膨らみが防止され
る。また、小径の連通孔は、マスク保護部材をマスク保
護部材装着治具にセットするときの余分な空気を抜くこ
とができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一形態を図面に基
づいて説明する。図２は本形態のマスク保護部材装着治
具の外観を示す斜視図である。また、図３はマスク保護
部材装着治具の平面図である。さらに、図４は図３のＸ
−Ｘ線に沿う断面図である。マスク保護部材装着治具１
は、アルミニウム合金に黒色アルマイト処理を施したも
のを材料とする基台１０を中心に構成されている。基台
１０の上面には、マスク保護部材に合わせた形状（ここ
では４角形）の凹部１１が形成されている。この凹部１
１の開口面と底面１１ｂとの中間には、段部１１ａが形
成されている。この段部１１ａには、後述のマスク保護
部材２のフレーム２１が載置される。また、図４に示す
ように、底面１１ｂの角部１１ｃは、曲面形成されてお
り、埃が溜まりにくいようになっている。

【００１５】基台１０には、凹部１１と連通する３個の
孔１２ａ，１２ｂ，１２ｃが形成されている。これらの
孔１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、後述のマスク保護部材２
を凹部１１にセットしたり取り外したりするときに、手
を挿入するために形成されている。孔１２ａ，１２ｂ，
１２ｃは、基台１０の底面まで貫通している。

【００１６】基台１０の上面には、４本のマスク位置決
めピン１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが設けられてい
る。各マスク位置決めピン１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１
３ｄは、図３に示すように、マスク位置決めピン１３
ａ，１３ｂの軸芯を結ぶ直線Ｌ1 と、マスク位置決めピ
ン１３ｃ，１３ｄの軸芯を結ぶ直線Ｌ2 が、互いにほぼ
直交するように設けられている。

【００１７】また、基台１０の上面には、４本の伸縮ピ
ン１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが設けられている。
伸縮ピン１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄは、図示され
ていないバネ機構によって、上下方向に伸縮可能に取り
付けられている。また、伸縮ピン１４ａ，１４ｂは、図
３に示すように、直線Ｌ1 よりも凹部１１側に位置する
ように設けられている。一方、伸縮ピン１４ｂ，１４ｃ
は、直線Ｌ2 よりも凹部１１側に位置するように設けら
れている。

【００１８】凹部１１の底面１１ｂには、４個の小径の
孔１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄが形成されている。
各孔１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、図４に示すよ
うに、基台１０の底面まで貫通している。

【００１９】次に、このような構成のマスク保護部材装
着治具１を使用して、マスク部材にマスク保護部材を装
着する手順を説明する。図５はマスク保護部材装着治具
１にマスク保護部材をセットする状態を示す斜視図であ
る。マスク保護部材装着治具１の凹部１１には、ほぼ同
形状のマスク保護部材２を載置する。マスク保護部材２
は、フレーム２１および薄膜２２から構成されている。
フレーム２１は、金属製であり、このフレーム２１の一
方の枠面にニトロセルロース等で形成された薄膜２２が
貼られている。また、フレーム２１の薄膜２２と反対側
の枠面２１ａには、接着剤が塗布されている。

【００２０】このマスク保護部材２は、図に示すよう
に、薄膜２２を下側にして凹部１１に嵌め込むようにし
て、段部１１ａ上に載置する。これにより、マスク保護
部材２は、マスク保護部材装着治具１にセットされる。
また、このとき、伸縮ピン１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１
４ｄの頂点は、マスク保護部材２の上面２１ａよりも多
少高い位置にある。

【００２１】図６はマスク保護部材装着治具１にマスク
保護部材２をセットした状態を示す斜視図である。この
状態では、マスク保護部材２を図面左上方向に押して、
凹部１１の左上方向の側面に密着するように位置決めす
る。こうして位置決めしたマスク保護部材２の上から
は、図７に示すように、露光用のパターン面３１を下に
向けてマスク部材（フォトマスク）３を載置する。ここ
で、マスク部材３としては、レチクル部材等も含まれ
る。

【００２２】図８はマスク部材３をマスク保護部材２上
に載置した状態を示す斜視図である。ただし、この状態
ではマスク部材３は、伸縮ピン１４ａ，１４ｂ，１４
ｃ，１４ｄに支持されており、マスク保護部材２とはま
だ接していない。ここで、マスク部材３を左上方向に押
して、マスク位置決めピン１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１
３ｄに当接させて位置決めを行う。

【００２３】この位置決めが完了すると、マスク部材３
の四隅を上方から押す。この押す力によって、マスク部
材３は、伸縮ピン１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの力
に抗して下降し、そのパターン面がマスク保護部材２の
上面２１ａと接触する。こうして、マスク保護部材２の
上面２１ａに塗布された接着剤の接着力により、マスク
部材３のパターン面にマスク保護部材２が装着される。

【００２４】図９はマスク部材３のパターン面にマスク
保護部材が装着された状態を示す斜視図である。マスク
部材３のパターン面３１には、薄膜２２がほとんど膨ら
むことなくマスク保護部材２が装着されている。これ
は、マスク部材３とマスク保護部材２の装着作業時の空
気圧の作用のためである。

【００２５】図１はマスク部材３とマスク保護部材２の
装着作業時の空気圧の作用を説明する概念図である。マ
スク保護部材装着治具１にマスク保護部材２をセットし
た状態で、その上方からパターン３２を有するパターン
面３１を下に向けてマスク部材３を接近させると、空気
圧４が薄膜２２に加わる。しかし、凹部１１は、薄膜２
２との間でほぼ密閉されているので、凹部１１の底面１
１ｂ側からは、空気圧４に対抗する空気圧５が薄膜２２
に加わる。このため、マスク保護部材２がマスク部材３
に装着されるときに、薄膜２２は下方にほとんど膨らむ
ことがない。

【００２６】また、凹部１１の底面１１ｂには、外部と
連通する小径の孔１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄが形
成されているので、マスク保護部材２をマスク保護部材
装着治具にセットするときの余分な空気は孔１５ａ，１
５ｂ，１５ｃ，１５ｄから抜くことができる。

【００２７】次に、本形態のマスク保護部材装着治具１
を使用してマスク保護部材２を装着した場合の薄膜２２
の膨らみ状態を、従来のマスク保護部材装着治具を使用
した場合と比較する。

【００２８】図１０は本形態のマスク保護部材装着治具
１を使用してマスク保護部材２を装着した場合の薄膜２
２の膨らみ状態と、従来のマスク保護部材装着治具を使
用した場合とを比較した図である。ここでは、従来のマ
スク保護部材装着治具として、図１５で示した貫通孔８
６ｂを有するタイプのものを使用した。また、マスク部
材３の装着は手動によりなるべく動作速度が低速で、か
つ一定となるように行った。そして、この作業を、従来
のマスク保護部材装着治具および本形態のマスク保護部
材装着治具１ともに４個のサンプルについて行い、それ
ぞれ薄膜の頂点の膨らみ高さを測定した。

【００２９】その結果、図に示すような測定データが得
られた。ここで、特性Ｍ１は従来のマスク保護部材装着
治具によるものであり、特性Ｍ２は本形態のマスク保護
部材装着治具１によるものである。図からも分かるよう
に、従来のマスク保護部材装着治具では、膨らみ高さの
値が大きくかつサンプルによってばらつきがあるのに対
し、本形態のマスク保護部材装着治具１では、膨らみ高
さは２５０μｍ程度と小さく、サンプル毎のばらつきも
ない。

【００３０】また、この実験とは別に、マスク部材３の
装着の速度を速くしたときには、従来のマスク保護部材
装着治具では、膨らみ高さが１２３５μｍとなるのに対
し、本形態のマスク保護部材装着治具１では、膨らみ高
さは２７２μｍと、非常に小さかった。

【００３１】次に、本発明の他の形態について説明す
る。図１１は本発明の第２の形態を説明する概略図であ
る。本形態のマスク保護部材装着治具４０では、図２で
示したマスク保護部材装着治具１を基本構成としてお
り、これと同一の構成については、同一符号を付して説
明を省略する。マスク保護部材装着治具４０には、凹部
１１の底面１１ｂを外部と連通させる空気孔４１が形成
されている。この空気孔４１の入口４１ａからは、例え
ば３０ｈＰａの清浄な空気４２を送り込み、噴き出し口
４１ｂから凹部１１内に供給する。空気４２を送り込む
機構としては、図示されていない圧力コンプレッサ、エ
アドライヤ、レギュレータ、電磁弁、フィルタ等を外部
に設けておく。

【００３２】また、伸縮ピン１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，
１４ｄには、それぞれ所定量の圧縮によってオン、オフ
するスイッチを設けておく。これらのスイッチは、空気
４２を送り込む電磁弁と連結しておき、スイッチがオン
になったときには電磁弁が開いて空気孔４１の入口４１
ａから空気４２が送り込まれるようにする。

【００３３】このような構成のマスク保護部材装着治具
４０では、図５〜図８で示した手順と同じ手順でマスク
保護部材２をセットする。そして、マスク保護部材２を
図８と同様に上方から押すと、伸縮ピン１４ａ，１４
ｂ，１４ｃ，１４ｄが縮んでスイッチがオンになる。こ
れにより、電磁弁が開いて圧力コンプレッサからの空気
４２が空気孔４１の入口４１ａから送り込まれ、凹部１
１内に供給される。この供給された空気４２の圧力が、
図１で示した空気圧５と同じ作用を行い、マスク保護部
材２の薄膜２２の膨らみを防止する。

【００３４】なお、図１１のように空気孔４１を形成す
る手段以外にも、図１５に示した従来のマスク保護部材
装着治具８６の貫通孔８６ｂにステンレス配管等を取り
付けて、このステンレス配管によって、マスク保護部材
８２の薄膜８２ｂの下方から空気を送り込むようにして
もよい。

【００３５】また、電磁弁の作動用のスイッチは、伸縮
ピン１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄと連動させなくて
も、マスク部材の位置を検出できるものであれば、他の
センサ等でもよい。

【００３６】図１２は自動装着装置でのマスク保護部材
の装着を説明する概略図である。ここでは、オートペリ
クルマウンタと呼ばれる自動装着装置への応用例を示
す。この装置では、ロボットハンド５０の爪５１，５２
によって、薄膜２２を上側にした状態でマーク保護部材
２を掴んで搬送し、パターン面３１が上向きにされたマ
スク部材３の上に載置する。ロボットハンド５０には、
エア配管５３が固定されている。このエア配管５３に
は、図示されていないエア供給機構部からの空気５４が
供給される。この空気５４は、マスク保護部材２をマス
ク部材３に圧接させるときに、エア配管５３のノズル５
３ａを介して薄膜２２上に噴射される。これにより、第
２の形態と同様に、装着時の薄膜２２の膨らみが防止さ
れる。

【００３７】なお、エア配管５３としては、ステンレス
以外にも、ビニルチューブ等の他のものでもよい。図１
３はマニュアル装着装置でのマスク保護部材の装着を説
明する概略図である。本形態では、マニュアルマウンタ
と呼ばれるマニュアル装着装置への応用例を示す。マニ
ュアル装着装置６０の基台６１上には、押し上げ部材６
２が設けられている。この押し上げ部材６２は、基台６
１下方のシリンダ機構部６３によって上下動制御され
る。

【００３８】押し上げ部材６２の上方には、支持部材６
４，６５によってマスク部材６６が支持されている。マ
スク部材６６は、手動で支持部材６４，６５間に載置さ
れている。マスク部材６６の上方には、支持部材６７に
よってマスク保護部材６８が支持されている。

【００３９】基台６１上の機構は、カバー６９によって
密閉されている。このカバー６９は、作業状態が確認で
きるように、透明のアクリル板や塩化ビニール板等を材
料としている。また、カバー６９の前面部には、図示さ
れていない扉が形成されており、この扉を介して、マス
ク部材６６およびマスク保護部材６８のセット作業が行
われる。さらに、このカバー６９は、帯電防止処理が施
されていることが好ましい。

【００４０】カバー６９には、配管７０を介して排気ポ
ンプ７１が取り付けられている。排気ポンプ７１は、図
示されていない手動スイッチによって動作開始し、カバ
ー６９内部に設けられた圧力スイッチによって動作停止
が行われる。圧力スイッチは、カバー６９内の圧力が所
定値以下のときにオンとなる。

【００４１】このような構成のマニュアル装着装置６０
では、まず、カバー６９の図示されていない扉を開け
て、マスク部材６６およびマスク保護部材６８を作業者
が図のようにセットし、扉を閉じる。次いで、手動スイ
ッチをオンにすることにより、排気ポンプ７１を動作さ
せる。これにより、カバー６９内部の空気が配管７０を
介して排気される。

【００４２】カバー６９内部の気圧が所定値まで下がる
と、圧力スイッチがオンとなり、排気ポンプ７１の動作
が停止する。こうして、カバー６９内部の気圧は常時一
定に保持される。カバー６９内部の気圧としては、カバ
ー６９外部の気圧よりも例えば３０ｈＰａ低くなるよう
に設定する。

【００４３】カバー６９内部の気圧が安定したところ
で、シリンダ機構部６３を駆動させる。このシリンダ機
構部６３の駆動により、押し上げ部材６２が上昇し、マ
スク部材６６を持ち上げ、上方のマスク保護部材６８に
圧接させる。これにより、マスク部材６６へのマスク保
護部材６８の装着が完了する。装着が完了したら、カバ
ー６９の扉を開けて、マスク部材６６を作業者が取り出
す。

【００４４】このように、カバー６９内部の気圧を低く
して装着作業を行うことにより、装着作業時にマスク保
護部材６８の薄膜に膨らみが生じても、薄膜内部の圧力
より外気圧の方が若干高いため、マスク保護部材の装着
されたマスク部材６６をカバー６９から取り出したとき
には、外気圧とのバランスをとるために、薄膜の膨らみ
は消滅する。

【００４５】なお、このカバー６９で密閉する技術は、
図１２で示した自動装着装置においても、ロボットハン
ド５０がマスク保護部材を掴んだままで密閉できるよう
にすれば、同様の効果が得られる。

【００４６】また、本形態では、フォトマスク用のマス
ク保護部材装着治具について述べたが、Ｘ線用等のマス
ク保護部材装着治具にも本発明を適用することができ
る。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、マスク
保護部材のフレームをフォトマスクに圧接させるとき、
ほぼ密閉状態の凹部からの圧力を、フォトマスク側から
受ける空気圧に抗する圧力を薄膜の湾曲を制御するよう
に薄膜に付与するので、薄膜の膨らみおよび膨らみ量の
バラツキが防止される。よって、欠陥検査のときの薄膜
と検査装置との接触をなくし、薄膜が傷付くことを防止
できる。また、凹部の底面と外部とを連通する小径の連
通孔を形成したので、マスク保護部材をマスク保護部材
装着治具にセットするときの余分な空気を抜くことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】マスク部材とマスク保護部材の装着作業時の空
気圧の作用を説明する概念図である。

【図２】本形態のマスク保護部材装着治具の外観を示す
斜視図である。

【図３】マスク保護部材装着治具の平面図である。

【図４】図３のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

【図５】マスク保護部材装着治具にマスク保護部材をセ
ットする状態を示す斜視図である。

【図６】マスク保護部材装着治具にマスク保護部材をセ
ットした状態を示す斜視図である。

【図７】マスク保護部材の上からマスク部材を載置する
方法を示す斜視図である。

【図８】マスク部材をマスク保護部材上に載置した状態
を示す斜視図である。

【図９】マスク部材のパターン面にマスク保護部材が装
着された状態を示す斜視図である。

【図１０】本形態のマスク保護部材装着治具を使用して
マスク保護部材を装着した場合の薄膜の膨らみ状態と、
従来のマスク保護部材装着治具を使用した場合とを比較
した図である。

【図１１】本発明の第２の形態を説明する概略図であ
る。

【図１２】自動装着装置でのマスク保護部材の装着を説
明する概略図である。

【図１３】マニュアル装着装置でのマスク保護部材の装
着を説明する概略図である。

【図１４】マスク保護部材を使用した投影露光処理の概
念図である。

【図１５】マスク保護部材をマスク部材に装着する従来
の方法を示す図である。

【図１６】薄膜の膨らみの原理を示す図である。

【符号の説明】

１ マスク保護部材装着治具 ２ マスク保護部材 ３ マスク部材 １０ 基台 １１ 凹部 １１ａ 段部 １１ｂ 底面 １３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ マスク位置決めピン １４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ 伸縮ピン １５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ 孔 ２１ フレーム ２２ 薄膜

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄膜を用いたマスク保護部材をフォトレ
   ジスト用のフォトマスクに装着するためのマスク保護部
   材装着治具において、 前記薄膜がほぼ水平な状態で前記マスク保護部材が嵌合
   され、前記マスク保護部材のフレームをフォトマスクに
   圧接させるとき、前記フォトマスク側から受ける空気圧
   に抗する圧力を前記薄膜に付与するために、前記薄膜と
   底面との間がほぼ密閉状態となる形状の凹部が形成さ
   れ、前記凹部の底面と外部とを連通する小径の連通孔が
   形成されていることを特徴とするマスク保護部材装着治
   具。
2. 【請求項２】 前記小径の連通孔に替えて、外部の空気
   供給機構部からの空気を前記凹部の底面から供給するた
   めの空気供給孔が形成されていることを特徴とする請求
   項１記載のマスク保護部材装着治具。