JP3672715B2 - マスクホルダー付き転写マスク及び転写マスク用ホルダー - Google Patents
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子線露光、イオンビーム露光、Ｘ線露光などに用いられる転写マスクを描画装置に搭載する際に使用されるマスクホルダー等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、次世代のサブハーフミクロン領域またはクオーターミクロン領域の超微細化素子等の製造技術として、電子線リソグラフィー、イオンビームリソグラフィー、Ｘ線リソグラフィー等が注目されているが、いずれが量産技術として主流となるかは未だ不透明な状況にある。
【０００３】
この中で、電子ビームを用いた電子ビーム露光については、従来から、電子線（細いビームスポット）で露光パターンを走査して描画を行う直接描画方式（いわゆる一筆書き方式）と呼ばれる露光方法が実用化されているが、この方法は、超微細パターンの描画が可能であるが、露光時間が極端に長く低スループットであることから、メモリーなどの量産のＬＳＩの製造には不向きであり、ＬＳＩ量産技術としては主役になり得ないとみられていた。
【０００４】
ところが、近年、露光パターン中に繰り返して現れる種々の要素的パターンを、マスクを用いた転写方式で部分的に一括露光できるようにし、これら種々の要素的パターン転写を組み合わせることによって所望のパターンの露光を迅速に行えるようにした、部分一括露光（ブロック露光あるいはセルプロジェクション露光という場合もある）と呼ばれる描画方式が提案され、描画時間が短く量産性があり超微細パターンの描画が可能であることから、次世代ＬＳＩ技術として急浮上し脚光を浴びている。
【０００５】
この方法に用いられるマスクは、通常、多数の互いに異なる要素的パターンを１枚のマスクに形成したものであり、このマスクを用いた露光は、要素的パターン（開口）で電子ビームを成形して所定の区画（ブロックまたはセル）を部分的に一括して露光し、一つの要素的パターンの転写が終了すると、電子ビームを偏向させるかもしくはマスクを移動させるかあるいはその双方を行うなどして次の要素的パターンの転写を行い、この操作を繰り返して描画を行うようにしている。
【０００６】
ところで、上述の電子ビームによる部分一括露光等の荷電粒子線露光に用いられる荷電粒子線露光用マスクは、一般に、支持枠部に支持された薄膜部に荷電粒子線を通過させる貫通パターン（開口）を形成した、いわゆる穴あきマスク（ステンシルマスク；Stencil mask）である。すなわち、荷電粒子線を良好に透過する物質は存在せず、荷電粒子線を通過させる部分にはいかなる物質も介在させることができないので、この部分は貫通されていなければならない。また、この貫通パターンを厚い基板等に形成すると、通過する荷電粒子線が貫通パターンの側壁の影響を受けて正確な転写ができなくなるので、貫通パターンを形成する部分（開口パターン形成領域）は薄膜としなければならない。また、薄膜を平面精度を保って支持するためには所定の強度を有する支持枠部が必要となる。
【０００７】
このような部分一括露光等に用いられる転写マスクは、従来より種々の方法で作製されているが、加工性や強度の点からシリコン基板（市販のシリコンウエハ等）をリソグラフィー技術やマイクロマシン加工技術を利用して作製するのが一般的である。具体的には、例えば、シリコン基板裏面を、エッチング加工して支持枠部とこの支持枠部に支持された薄膜部を形成し、この薄膜部に貫通孔を形成して転写マスクを作製する。
【０００８】
またこの場合、基板として、二枚のシリコン板をＳｉＯ2層を介して貼り合わせた構造のＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板を用い、ＳｉＯ2層をエッチング停止層（エッチングストッパー層）としてシリコン薄膜部を形成する方法（特開平６−１３０６５５号等）が多く使用されている。
【０００９】
ここで、上述した部分一括露光等に用いられる転写マスクは、外形寸法が１０〜２０ｍｍ□程度と小さく、ハンドリングが容易でない。また、これら転写マスクは、一般的にシリコン単結晶基板等にマイクロマシン加工技術を施して作製されており、薄膜部と支持枠部が一体となった構造であるため、外的な衝撃に非常に弱い。
【００１０】
そこで、通常、転写マスクを金属良導体からなるマスクホルダーにマウントして、これらの問題に対処しており、これにより、ハンドリングを容易にし、転写マスクを外的な衝撃から保護している。また、この転写マスクをマウントしたマスクホルダーはそのまま電子線露光装置等に装着されて使用され、電子ビーム照射時に転写マスクに生じる熱や電荷をマスクホルダーを通じて逃がす放熱作用および帯電防止（チャージアップ防止）作用を果たす。
【００１１】
転写マスクをマウントしたマスクホルダーの従来例（特開平９−９２６１０号公報）を図５に示す。同図において、転写マスク１０の開口１３を除く転写マスクの外郭面には、この外郭面と接触するマスクホルダーが設けられている。詳しくは、転写マスク１０の開口パターン１４の上部には接着剤２１を介して上部マスクホルダー２が接触し、開口パターン１４の下部には接着剤２１を介して下部マスクホルダー３が接触する構造となっている。また、上部マスクホルダー２及び下部マスクホルダー３における開口１３に対応する部分には貫通孔（逃穴）７が形成してある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例に示したマスクホルダーには、以下に示す問題がある。
【００１３】
まず、開口パターンの上下にマスクホルダーが接触する構造とするため、マスクホルダーにおいて開口に対応する部分に貫通孔（逃穴）を形成する必要があるが、この貫通孔の位置精度及び形状精度には高い精度が要求されるため、貫通孔の形成が煩雑であり、コスト高となる。
【００１４】
また、マスクホルダーに形成された貫通孔の位置精度及び形状精度が満たされたとしても、転写マスクをマスクホルダーにマウントする際に、開口と貫通孔との位置合わせ（アライメント）を高精度に行うことが要求されるため、マウント作業が煩雑である。高価で作製が難しい良品の転写マスクをマスクホルダーにマウントする際にマウント不良により無駄にすることは大きな損失となる。
【００１５】
さらに、開口パターンの上下にマスクホルダーが接触する構造であること、及び開口パターン形成領域は薄膜部（メンブレン）であることから、薄膜部に歪みやゆがみを生じ、転写精度に悪影響を及ぼす。また、薄膜部である開口パターン形成領域にマスクホルダーが接触する構造であるため、転写マスクが容易に破損しやすい構造である。
【００１６】
本発明は上述した問題点にかんがみてなされたものであり、マスクホルダーの作製が容易であり、マウント作業が容易であるとともに、マウントにより転写精度に悪影響を及ぼす恐れがなく、転写マスクが破損しにくい構造を有する転写マスク用ホルダーの提供を目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の転写マスク用ホルダーは、支持枠部に支持された薄膜部に開口を形成してなる転写マスクにおける開口パターン形成領域の上部及び／又は下部を除く転写マスクの外郭面を包囲する構造を有するとともに転写マスクの上面及び底面と接触する構造を有する構成としてある。
【００１８】
また、本発明の転写マスク用ホルダーは、上記本発明の転写マスク用ホルダーにおいて、
前記ホルダーが、少なくとも、上部ホルダー及び下部ホルダーで構成されているか、あるいは上部ホルダー、中間ホルダー及び下部ホルダーで構成されている構成、
前記ホルダーが、銀及び／又は銅を組成中に５０ｗｔ％以上含む材料からなる構成、
上部ホルダーが開口パターン形成領域を除く転写マスクの上面と密着するとともに、上部ホルダーを転写マスクの上面と密着させる距離が転写マスクの厚さより大きい構成、
下部ホルダーに上部ホルダーを固定する方法が、固定用ねじを用いた方法か、あるいは、下部ホルダーに上部ホルダー自体をねじ込み方式でねじ込む方法である構成、
上部ホルダーと下部ホルダーとの接合面、上部ホルダーと中間ホルダーと下部ホルダーとの各接合面、転写マスクの底面とホルダーとの接触面、転写マスクの上面とホルダーとの接触面、のうちのいずれか一以上の面に緩衝材料層を介在させる構成、
緩衝材料層が、金属又は合金からなる構成、あるいは、
前記ホルダーが、ＳＯＩ基板を加工して形成された転写マスク用のホルダーである構成としてある。
【００１９】
【作用】
本発明のマスクホルダーは、開口パターンの上下にマスクホルダーが接触しない構造としてあるため、マスクホルダーに貫通孔を形成する必要がなく、マスクホルダーの作製が容易である。
【００２０】
また、マスクホルダーに貫通孔を形成していないので、転写マスクをマスクホルダーにマウントする際に、開口と貫通孔との位置合わせを行う必要がなく、マウント作業が容易であるとともに、マウント作業の失敗が非常に少ない。
【００２１】
さらに、薄膜部（メンブレン）からなる開口パターンの上下にマスクホルダーが接触しない構造であることから、薄膜部に歪みやゆがみを生じ、転写精度に悪影響を及ぼす恐れがない。また、薄膜部である開口パターン形成領域にマスクホルダーが接触しない構造であるため、転写マスクが破損しにくい構造である。
【００２２】
また、ホルダー材料の硬度がシリコンと同レベルであるため、固定時に転写マスクにキズを生じにくいので、ＳＯＩ基板等を加工して形成された転写マスク用のホルダーとして好適に使用できる。
【発明の実施の形態】
次に、本発明について図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は本発明の転写マスク用ホルダーの第一の実施の形態を示す断面図である。同図に示すように、転写マスク用ホルダー１は、上部ホルダー２及び下部ホルダー３で構成されている。下部ホルダー３には荷電粒子線通過用の開口部３ａが形成してある。
【００２４】
転写マスク用ホルダー１は、支持枠部１１に支持された薄膜部１２に開口１３を形成してなる転写マスク１０における開口パターン形成領域（描画パターン領域）１５の上部及び下部を除く転写マスク１０の外郭面を包囲する構造を有する。すなわち、本発明のマスクホルダーは、開口パターン１４の上下にマスクホルダーが接触しない構造としてある。したがって、マスクホルダーに開口１３に対応した貫通孔を形成する必要がなく、マスクホルダーの作製が容易である。また、転写マスクをマスクホルダーにマウントする際に、開口と貫通孔との位置合わせを行う必要がなく、マウント作業が容易であるとともに、マウント作業の失敗が少ない。さらに、薄膜部（メンブレン）からなる開口パターンの上下にマスクホルダーが接触しない構造であることから、薄膜部に歪みやゆがみを生じ、転写精度に悪影響を及ぼす恐れがない。また、薄膜部である開口パターン形成領域にマスクホルダーが接触しない構造であるため、転写マスクが破損しにくい構造である。
【００２５】
また、転写マスク用ホルダー１は、転写マスク１０の上面１６及び底面１７と接触する構造を有する。この接触によって、荷電粒子線照射時に転写マスクに生じる熱や電荷をマスクホルダーを通じて逃がす放熱作用及び帯電防止（チャージアップ防止）作用を果たす。
【００２６】
この場合、上部ホルダー２が開口パターン形成領域１５を除く転写マスクの上面１６と密着するとともに、上部ホルダー２が転写マスクの上面１６と密着する距離ｓを転写マスクの厚さｔより大きくすることが、薄膜部（メンブレン）や転写マスク全体の歪み発生の低減化の観点から好ましい。
上部ホルダー２と下部ホルダー３との結合は、下部ホルダー３に固定用ねじ４を用いて上部ホルダー２を固定している。この場合、締め付け力を一様にするため、少なくとも２点以上好ましくは３点以上の箇所でねじ止めすることが望ましい。
【００２７】
マスクホルダーの形成材料としては、熱伝導性、電気伝導性、機械加工特性などの観点から、銀及び／又は銅を組成中に５０ｗｔ％以上含む材料（例えば、銀、銅、銀−銅合金、リン青銅など）等が好ましい。
また、マスクホルダーは、銀、銅、銀−銅合金、パラジウム、非磁性ステンレス、タンタル、タングステン、モリブデン、ジルコニウムのいずれかで形成され、かつ、マスクホルダーの表面酸化を防止するため、マスクホルダー全面に貴金属層をオーバーコートしたものであってもよい。
【００２８】
図２は本発明の転写マスク用ホルダーの第二の実施の形態を示す断面図である。同図に示す転写マスク用ホルダーは、下部ホルダー３に上部ホルダー２をねじ構造部５を介してねじ込む方式で、下部ホルダー３に上部ホルダー２を固定する方法を採用している。この方法を用いると、締め付け力が一様となり、かつ、締め付け力の調整が容易となる。その他の点は前述の実施の形態と同様である。
【００２９】
図３は本発明の転写マスク用ホルダーの第三の実施の形態を示す断面図である。同図に示す転写マスク用ホルダーは、上部ホルダー２と下部ホルダー３との接合面、及び転写マスクの底面とホルダーとの接触面に緩衝材料層２０を介在させている。
この緩衝材料層は、固定時のストレス緩和の役割とクッションの役割と接触面積拡大の役割を果たす。
なお、転写マスクの上面とホルダーとの接触面、あるいは、上部ホルダーと中間ホルダーと下部ホルダーとの各接合面、に緩衝材料層２０を上記と同様の理由から介在させることができる。
【００３０】
緩衝材料層は、熱的、電気的特性の観点から金属又は合金からなることが好ましい。なお、転写マスクとホルダーとを接着剤を介して接着すると、転写マスクの交換が困難となるので好ましくない。
【００３１】
緩衝材料層を構成する金属又は合金としては、Ａｌ、Ａｕや、Ｓｕ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｐｂなどの低融点金属、またはこれらの金属を少なくとも一種以上含む合金等が挙げられる。合金の具体例としては、例えば、Ａｕ−Ｓｎ、Ａｕ−Ｉｎ、Ｓｎ−Ｓｂ、Ａｇ−Ｓｎ、Ａｇ−Ｉｎなどが挙げられる。
また、緩衝材を加工後に、さらにやわらかくしたい場合には、低酸素あるいは真空中でアニールすればよい。
【００３２】
緩衝材料層の形成方法は特に制限されないが、例えば、緩衝材料層は、低融点金属材料からなる金属箔を作製し、加熱により金属箔を部分溶融して形成できる。また、緩衝材料層は、部分スパッタ、部分メッキ、部分蒸着法などを用いて低融点金属からなる層を形成しておき、この低融点金属層を加熱により溶融して、形成することもできる。
なお、その他の点は前述の実施の形態と同様である。
【００３３】
図４は本発明の転写マスク用ホルダーの第四の実施の形態を示す断面図である。同図に示す転写マスク用ホルダーは、上部ホルダー２、中間ホルダー６及び下部ホルダー３で構成されている。その他の点は前述の実施の形態と同様である。このように、中間ホルダー６を採用することで、ホルダーの加工性を容易にでき、かつ、加工精度を向上することが可能である。
【００３４】
なお、上述した本発明の転写マスク用ホルダーは、ホルダー材料の硬度がシリコンと同レベルであるため、固定時に転写マスクにキズを生じにくいので、ＳＯＩ基板等を加工して形成された転写マスク用のホルダーとして好適に使用できる。
【００３５】
【実施例】
以下、実施例にもとづき本発明をさらに詳細に説明する。
【００３６】
実施例１
図１に示すマスクホルダーを作製した。マスクホルダーの材料はＡｇとした。マスクホルダーの作製は０．５時間程度で容易に行うことができた。
マスクホルダーへの転写マスク（ＳＯＩ基板を加工して形成された転写マスク）のマウント作業を９０組行ったがマウント不良となったものはなかった。また、マウントに要する全作業は、１組当たり２〜３分程度と短時間で容易に行うことができた。さらに、得られた転写マスク搭載マスクホルダーの放熱作用及び帯電防止（チャージアップ防止）作用、並びに転写精度を調べたところ優れていることを確認した。
【００３７】
比較例１
図５に示すマスクホルダーを作製した。マスクホルダーの材料はリン青銅とした。マスクホルダーの作製は１．５時間程度かかり、作製作業も煩雑であった。
マスクホルダーへの転写マスク（ＳＯＩ基板を加工して形成された転写マスク）のマウント作業を１０組行ったがそのうちの９組はマウント不良となった。また、マウントに要する全作業は、２１０分程度かかり、マウント作製も煩雑であった。さらに、描画を行うと、ビーム照射部に歪みが安易に生じてしまい、それ以降正確な描画が不可能であった。
【００３８】
以上、実施例をあげて本発明を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。
【００３９】
例えば、転写マスクやマスクホルダーの形状等は特に限定されず、正方形、矩形、円形形状などとすることができる。
【００４０】
なお、本発明の転写マスク用ホルダーは、電子線露光マスクの他、イオンビーム露光用マスクやＸ線露光用マスク等のマスクホルダーとしても使用できる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の転写マスク用ホルダーは、開口パターンの上下にマスクホルダーが接触しない構造としてあるため、マスクホルダーに貫通孔を形成する必要がなく、マスクホルダーの作製が容易である。
【００４２】
また、マスクホルダーに貫通孔を形成していないので、転写マスクをマスクホルダーにマウントする際に、開口と貫通孔との位置合わせを行う必要がなく、マウント作業が容易であるとともに、マウント作業の失敗が非常に少ない。
【００４３】
さらに、薄膜部（メンブレン）からなる開口パターンの上下にマスクホルダーが接触しない構造であることから、薄膜部に歪みやゆがみを生じ、転写精度に悪影響を及ぼす恐れがない。また、薄膜部である開口パターン形成領域にマスクホルダーが接触しない構造であるため、転写マスクが破損しにくい構造である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の転写マスク用ホルダーの第一の実施の形態を示す断面図である。
【図２】本発明の転写マスク用ホルダーの第二の実施の形態を示す断面図である。
【図３】本発明の転写マスク用ホルダーの第三の実施の形態を示す断面図である。
【図４】本発明の転写マスク用ホルダーの第四の実施の形態を示す断面図である。
【図５】従来の転写マスク用ホルダーの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 転写マスク用ホルダー
２ 上部ホルダー
３ 下部ホルダー
３ａ 荷電粒子線通過用の開口部
４ 固定用ねじ
５ ねじ構造部
６ 中間ホルダー
１０ 転写マスク
１１ 支持枠部
１２ 薄膜部
１３ 開口
１４ 開口パターン
１５ 開口パターン形成領域
１６ 転写マスクの上面
１７ 転写マスクの底面
２０ 緩衝材料層
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子線露光、イオンビーム露光、Ｘ線露光などに用いられる転写マスクを描画装置に搭載する際に使用されるマスクホルダー等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、次世代のサブハーフミクロン領域またはクオーターミクロン領域の超微細化素子等の製造技術として、電子線リソグラフィー、イオンビームリソグラフィー、Ｘ線リソグラフィー等が注目されているが、いずれが量産技術として主流となるかは未だ不透明な状況にある。
【０００３】
この中で、電子ビームを用いた電子ビーム露光については、従来から、電子線（細いビームスポット）で露光パターンを走査して描画を行う直接描画方式（いわゆる一筆書き方式）と呼ばれる露光方法が実用化されているが、この方法は、超微細パターンの描画が可能であるが、露光時間が極端に長く低スループットであることから、メモリーなどの量産のＬＳＩの製造には不向きであり、ＬＳＩ量産技術としては主役になり得ないとみられていた。
【０００４】
ところが、近年、露光パターン中に繰り返して現れる種々の要素的パターンを、マスクを用いた転写方式で部分的に一括露光できるようにし、これら種々の要素的パターン転写を組み合わせることによって所望のパターンの露光を迅速に行えるようにした、部分一括露光（ブロック露光あるいはセルプロジェクション露光という場合もある）と呼ばれる描画方式が提案され、描画時間が短く量産性があり超微細パターンの描画が可能であることから、次世代ＬＳＩ技術として急浮上し脚光を浴びている。
【０００５】
この方法に用いられるマスクは、通常、多数の互いに異なる要素的パターンを１枚のマスクに形成したものであり、このマスクを用いた露光は、要素的パターン（開口）で電子ビームを成形して所定の区画（ブロックまたはセル）を部分的に一括して露光し、一つの要素的パターンの転写が終了すると、電子ビームを偏向させるかもしくはマスクを移動させるかあるいはその双方を行うなどして次の要素的パターンの転写を行い、この操作を繰り返して描画を行うようにしている。
【０００６】
ところで、上述の電子ビームによる部分一括露光等の荷電粒子線露光に用いられる荷電粒子線露光用マスクは、一般に、支持枠部に支持された薄膜部に荷電粒子線を通過させる貫通パターン（開口）を形成した、いわゆる穴あきマスク（ステンシルマスク；Stencil mask）である。すなわち、荷電粒子線を良好に透過する物質は存在せず、荷電粒子線を通過させる部分にはいかなる物質も介在させることができないので、この部分は貫通されていなければならない。また、この貫通パターンを厚い基板等に形成すると、通過する荷電粒子線が貫通パターンの側壁の影響を受けて正確な転写ができなくなるので、貫通パターンを形成する部分（開口パターン形成領域）は薄膜としなければならない。また、薄膜を平面精度を保って支持するためには所定の強度を有する支持枠部が必要となる。
【０００７】
このような部分一括露光等に用いられる転写マスクは、従来より種々の方法で作製されているが、加工性や強度の点からシリコン基板（市販のシリコンウエハ等）をリソグラフィー技術やマイクロマシン加工技術を利用して作製するのが一般的である。具体的には、例えば、シリコン基板裏面を、エッチング加工して支持枠部とこの支持枠部に支持された薄膜部を形成し、この薄膜部に貫通孔を形成して転写マスクを作製する。
【０００８】
またこの場合、基板として、二枚のシリコン板をＳｉＯ2層を介して貼り合わせた構造のＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板を用い、ＳｉＯ2層をエッチング停止層（エッチングストッパー層）としてシリコン薄膜部を形成する方法（特開平６−１３０６５５号等）が多く使用されている。
【０００９】
ここで、上述した部分一括露光等に用いられる転写マスクは、外形寸法が１０〜２０ｍｍ□程度と小さく、ハンドリングが容易でない。また、これら転写マスクは、一般的にシリコン単結晶基板等にマイクロマシン加工技術を施して作製されており、薄膜部と支持枠部が一体となった構造であるため、外的な衝撃に非常に弱い。
【００１０】
そこで、通常、転写マスクを金属良導体からなるマスクホルダーにマウントして、これらの問題に対処しており、これにより、ハンドリングを容易にし、転写マスクを外的な衝撃から保護している。また、この転写マスクをマウントしたマスクホルダーはそのまま電子線露光装置等に装着されて使用され、電子ビーム照射時に転写マスクに生じる熱や電荷をマスクホルダーを通じて逃がす放熱作用および帯電防止（チャージアップ防止）作用を果たす。
【００１１】
転写マスクをマウントしたマスクホルダーの従来例（特開平９−９２６１０号公報）を図５に示す。同図において、転写マスク１０の開口１３を除く転写マスクの外郭面には、この外郭面と接触するマスクホルダーが設けられている。詳しくは、転写マスク１０の開口パターン１４の上部には接着剤２１を介して上部マスクホルダー２が接触し、開口パターン１４の下部には接着剤２１を介して下部マスクホルダー３が接触する構造となっている。また、上部マスクホルダー２及び下部マスクホルダー３における開口１３に対応する部分には貫通孔（逃穴）７が形成してある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例に示したマスクホルダーには、以下に示す問題がある。
【００１３】
まず、開口パターンの上下にマスクホルダーが接触する構造とするため、マスクホルダーにおいて開口に対応する部分に貫通孔（逃穴）を形成する必要があるが、この貫通孔の位置精度及び形状精度には高い精度が要求されるため、貫通孔の形成が煩雑であり、コスト高となる。
【００１４】
また、マスクホルダーに形成された貫通孔の位置精度及び形状精度が満たされたとしても、転写マスクをマスクホルダーにマウントする際に、開口と貫通孔との位置合わせ（アライメント）を高精度に行うことが要求されるため、マウント作業が煩雑である。高価で作製が難しい良品の転写マスクをマスクホルダーにマウントする際にマウント不良により無駄にすることは大きな損失となる。
【００１５】
さらに、開口パターンの上下にマスクホルダーが接触する構造であること、及び開口パターン形成領域は薄膜部（メンブレン）であることから、薄膜部に歪みやゆがみを生じ、転写精度に悪影響を及ぼす。また、薄膜部である開口パターン形成領域にマスクホルダーが接触する構造であるため、転写マスクが容易に破損しやすい構造である。
【００１６】
本発明は上述した問題点にかんがみてなされたものであり、マスクホルダーの作製が容易であり、マウント作業が容易であるとともに、マウントにより転写精度に悪影響を及ぼす恐れがなく、転写マスクが破損しにくい構造を有する転写マスク用ホルダーの提供を目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の転写マスク用ホルダーは、支持枠部に支持された薄膜部に開口を形成してなる転写マスクにおける開口パターン形成領域の上部及び／又は下部を除く転写マスクの外郭面を包囲する構造を有するとともに転写マスクの上面及び底面と接触する構造を有する構成としてある。
【００１８】
また、本発明の転写マスク用ホルダーは、上記本発明の転写マスク用ホルダーにおいて、
前記ホルダーが、少なくとも、上部ホルダー及び下部ホルダーで構成されているか、あるいは上部ホルダー、中間ホルダー及び下部ホルダーで構成されている構成、
前記ホルダーが、銀及び／又は銅を組成中に５０ｗｔ％以上含む材料からなる構成、
上部ホルダーが開口パターン形成領域を除く転写マスクの上面と密着するとともに、上部ホルダーを転写マスクの上面と密着させる距離が転写マスクの厚さより大きい構成、
下部ホルダーに上部ホルダーを固定する方法が、固定用ねじを用いた方法か、あるいは、下部ホルダーに上部ホルダー自体をねじ込み方式でねじ込む方法である構成、
上部ホルダーと下部ホルダーとの接合面、上部ホルダーと中間ホルダーと下部ホルダーとの各接合面、転写マスクの底面とホルダーとの接触面、転写マスクの上面とホルダーとの接触面、のうちのいずれか一以上の面に緩衝材料層を介在させる構成、
緩衝材料層が、金属又は合金からなる構成、あるいは、
前記ホルダーが、ＳＯＩ基板を加工して形成された転写マスク用のホルダーである構成としてある。
【００１９】
【作用】
本発明のマスクホルダーは、開口パターンの上下にマスクホルダーが接触しない構造としてあるため、マスクホルダーに貫通孔を形成する必要がなく、マスクホルダーの作製が容易である。
【００２０】
また、マスクホルダーに貫通孔を形成していないので、転写マスクをマスクホルダーにマウントする際に、開口と貫通孔との位置合わせを行う必要がなく、マウント作業が容易であるとともに、マウント作業の失敗が非常に少ない。
【００２１】
さらに、薄膜部（メンブレン）からなる開口パターンの上下にマスクホルダーが接触しない構造であることから、薄膜部に歪みやゆがみを生じ、転写精度に悪影響を及ぼす恐れがない。また、薄膜部である開口パターン形成領域にマスクホルダーが接触しない構造であるため、転写マスクが破損しにくい構造である。
【００２２】
また、ホルダー材料の硬度がシリコンと同レベルであるため、固定時に転写マスクにキズを生じにくいので、ＳＯＩ基板等を加工して形成された転写マスク用のホルダーとして好適に使用できる。
【発明の実施の形態】
次に、本発明について図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は本発明の転写マスク用ホルダーの第一の実施の形態を示す断面図である。同図に示すように、転写マスク用ホルダー１は、上部ホルダー２及び下部ホルダー３で構成されている。下部ホルダー３には荷電粒子線通過用の開口部３ａが形成してある。
【００２４】
転写マスク用ホルダー１は、支持枠部１１に支持された薄膜部１２に開口１３を形成してなる転写マスク１０における開口パターン形成領域（描画パターン領域）１５の上部及び下部を除く転写マスク１０の外郭面を包囲する構造を有する。すなわち、本発明のマスクホルダーは、開口パターン１４の上下にマスクホルダーが接触しない構造としてある。したがって、マスクホルダーに開口１３に対応した貫通孔を形成する必要がなく、マスクホルダーの作製が容易である。また、転写マスクをマスクホルダーにマウントする際に、開口と貫通孔との位置合わせを行う必要がなく、マウント作業が容易であるとともに、マウント作業の失敗が少ない。さらに、薄膜部（メンブレン）からなる開口パターンの上下にマスクホルダーが接触しない構造であることから、薄膜部に歪みやゆがみを生じ、転写精度に悪影響を及ぼす恐れがない。また、薄膜部である開口パターン形成領域にマスクホルダーが接触しない構造であるため、転写マスクが破損しにくい構造である。
【００２５】
また、転写マスク用ホルダー１は、転写マスク１０の上面１６及び底面１７と接触する構造を有する。この接触によって、荷電粒子線照射時に転写マスクに生じる熱や電荷をマスクホルダーを通じて逃がす放熱作用及び帯電防止（チャージアップ防止）作用を果たす。
【００２６】
この場合、上部ホルダー２が開口パターン形成領域１５を除く転写マスクの上面１６と密着するとともに、上部ホルダー２が転写マスクの上面１６と密着する距離ｓを転写マスクの厚さｔより大きくすることが、薄膜部（メンブレン）や転写マスク全体の歪み発生の低減化の観点から好ましい。
上部ホルダー２と下部ホルダー３との結合は、下部ホルダー３に固定用ねじ４を用いて上部ホルダー２を固定している。この場合、締め付け力を一様にするため、少なくとも２点以上好ましくは３点以上の箇所でねじ止めすることが望ましい。
【００２７】
マスクホルダーの形成材料としては、熱伝導性、電気伝導性、機械加工特性などの観点から、銀及び／又は銅を組成中に５０ｗｔ％以上含む材料（例えば、銀、銅、銀−銅合金、リン青銅など）等が好ましい。
また、マスクホルダーは、銀、銅、銀−銅合金、パラジウム、非磁性ステンレス、タンタル、タングステン、モリブデン、ジルコニウムのいずれかで形成され、かつ、マスクホルダーの表面酸化を防止するため、マスクホルダー全面に貴金属層をオーバーコートしたものであってもよい。
【００２８】
図２は本発明の転写マスク用ホルダーの第二の実施の形態を示す断面図である。同図に示す転写マスク用ホルダーは、下部ホルダー３に上部ホルダー２をねじ構造部５を介してねじ込む方式で、下部ホルダー３に上部ホルダー２を固定する方法を採用している。この方法を用いると、締め付け力が一様となり、かつ、締め付け力の調整が容易となる。その他の点は前述の実施の形態と同様である。
【００２９】
図３は本発明の転写マスク用ホルダーの第三の実施の形態を示す断面図である。同図に示す転写マスク用ホルダーは、上部ホルダー２と下部ホルダー３との接合面、及び転写マスクの底面とホルダーとの接触面に緩衝材料層２０を介在させている。
この緩衝材料層は、固定時のストレス緩和の役割とクッションの役割と接触面積拡大の役割を果たす。
なお、転写マスクの上面とホルダーとの接触面、あるいは、上部ホルダーと中間ホルダーと下部ホルダーとの各接合面、に緩衝材料層２０を上記と同様の理由から介在させることができる。
【００３０】
緩衝材料層は、熱的、電気的特性の観点から金属又は合金からなることが好ましい。なお、転写マスクとホルダーとを接着剤を介して接着すると、転写マスクの交換が困難となるので好ましくない。
【００３１】
緩衝材料層を構成する金属又は合金としては、Ａｌ、Ａｕや、Ｓｕ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｐｂなどの低融点金属、またはこれらの金属を少なくとも一種以上含む合金等が挙げられる。合金の具体例としては、例えば、Ａｕ−Ｓｎ、Ａｕ−Ｉｎ、Ｓｎ−Ｓｂ、Ａｇ−Ｓｎ、Ａｇ−Ｉｎなどが挙げられる。
また、緩衝材を加工後に、さらにやわらかくしたい場合には、低酸素あるいは真空中でアニールすればよい。
【００３２】
緩衝材料層の形成方法は特に制限されないが、例えば、緩衝材料層は、低融点金属材料からなる金属箔を作製し、加熱により金属箔を部分溶融して形成できる。また、緩衝材料層は、部分スパッタ、部分メッキ、部分蒸着法などを用いて低融点金属からなる層を形成しておき、この低融点金属層を加熱により溶融して、形成することもできる。
なお、その他の点は前述の実施の形態と同様である。
【００３３】
図４は本発明の転写マスク用ホルダーの第四の実施の形態を示す断面図である。同図に示す転写マスク用ホルダーは、上部ホルダー２、中間ホルダー６及び下部ホルダー３で構成されている。その他の点は前述の実施の形態と同様である。このように、中間ホルダー６を採用することで、ホルダーの加工性を容易にでき、かつ、加工精度を向上することが可能である。
【００３４】
なお、上述した本発明の転写マスク用ホルダーは、ホルダー材料の硬度がシリコンと同レベルであるため、固定時に転写マスクにキズを生じにくいので、ＳＯＩ基板等を加工して形成された転写マスク用のホルダーとして好適に使用できる。
【００３５】
【実施例】
以下、実施例にもとづき本発明をさらに詳細に説明する。
【００３６】
実施例１
図１に示すマスクホルダーを作製した。マスクホルダーの材料はＡｇとした。マスクホルダーの作製は０．５時間程度で容易に行うことができた。
マスクホルダーへの転写マスク（ＳＯＩ基板を加工して形成された転写マスク）のマウント作業を９０組行ったがマウント不良となったものはなかった。また、マウントに要する全作業は、１組当たり２〜３分程度と短時間で容易に行うことができた。さらに、得られた転写マスク搭載マスクホルダーの放熱作用及び帯電防止（チャージアップ防止）作用、並びに転写精度を調べたところ優れていることを確認した。
【００３７】
比較例１
図５に示すマスクホルダーを作製した。マスクホルダーの材料はリン青銅とした。マスクホルダーの作製は１．５時間程度かかり、作製作業も煩雑であった。
マスクホルダーへの転写マスク（ＳＯＩ基板を加工して形成された転写マスク）のマウント作業を１０組行ったがそのうちの９組はマウント不良となった。また、マウントに要する全作業は、２１０分程度かかり、マウント作製も煩雑であった。さらに、描画を行うと、ビーム照射部に歪みが安易に生じてしまい、それ以降正確な描画が不可能であった。
【００３８】
以上、実施例をあげて本発明を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。
【００３９】
例えば、転写マスクやマスクホルダーの形状等は特に限定されず、正方形、矩形、円形形状などとすることができる。
【００４０】
なお、本発明の転写マスク用ホルダーは、電子線露光マスクの他、イオンビーム露光用マスクやＸ線露光用マスク等のマスクホルダーとしても使用できる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の転写マスク用ホルダーは、開口パターンの上下にマスクホルダーが接触しない構造としてあるため、マスクホルダーに貫通孔を形成する必要がなく、マスクホルダーの作製が容易である。
【００４２】
また、マスクホルダーに貫通孔を形成していないので、転写マスクをマスクホルダーにマウントする際に、開口と貫通孔との位置合わせを行う必要がなく、マウント作業が容易であるとともに、マウント作業の失敗が非常に少ない。
【００４３】
さらに、薄膜部（メンブレン）からなる開口パターンの上下にマスクホルダーが接触しない構造であることから、薄膜部に歪みやゆがみを生じ、転写精度に悪影響を及ぼす恐れがない。また、薄膜部である開口パターン形成領域にマスクホルダーが接触しない構造であるため、転写マスクが破損しにくい構造である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の転写マスク用ホルダーの第一の実施の形態を示す断面図である。
【図２】本発明の転写マスク用ホルダーの第二の実施の形態を示す断面図である。
【図３】本発明の転写マスク用ホルダーの第三の実施の形態を示す断面図である。
【図４】本発明の転写マスク用ホルダーの第四の実施の形態を示す断面図である。
【図５】従来の転写マスク用ホルダーの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 転写マスク用ホルダー
２ 上部ホルダー
３ 下部ホルダー
３ａ 荷電粒子線通過用の開口部
４ 固定用ねじ
５ ねじ構造部
６ 中間ホルダー
１０ 転写マスク
１１ 支持枠部
１２ 薄膜部
１３ 開口
１４ 開口パターン
１５ 開口パターン形成領域
１６ 転写マスクの上面
１７ 転写マスクの底面
２０ 緩衝材料層
Claims (7)
- シリコンからなる支持枠部と、該支持枠部に支持されたシリコンからなる薄膜部と、前記支持枠部と前記薄膜部との間に形成されたＳｉＯ２層とを有し、前記薄膜部に開口パターンを形成してなる転写マスクと、
前記転写マスクの少なくとも前記薄膜部における開ロパターン形成領域の上部及び下部を除く転写マスクの外郭面を包囲するとともに該転写マスクの上面及び底面にそれぞれ接触し、電子線照射時に転写マスクに生じる熱や電荷を逃がす放熱作用及び帯電防止作用を有する上部ホルダー及び下部ホルダーを有し、前記転写マスクの上面と前記上部ホルダーとが密着する前記転写マスクの上面外周端から中心方向への距離sが、転写マスクの厚さtよりも大きくなるように前記転写マスクの上面と前記上部ホルダーとが密着するマスクホルダーと
を有し、
前記転写マスクは、前記マスクホルダーに装着された状態で電子線露光装置に装着され、使用されることを特徴とするマスクホルダー付き転写マスク。 - 前記上部ホルダーと前記下部ホルダーとの間に、中間ホルダーを有することを特徴とする請求項１記載のマスクホルダー付き転写マスク。
- 前記ホルダーが、銀及び／又は銅を組成中に５０ｗｔ％以上含む材料からなることを特徴とする請求項１又は２記載のマスクホルダー付き転写マスク。
- 前記上部ホルダーと前記下部ホルダーとを固定する手段を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のマスクホルダー付き転写マスク。
- 前記上部ホルダーと前記下部ホルダーとを固定する手段は、固定用ねじを用いた方法か、あるいは、下部ホルダーに上部ホルダー自体をねじ込み方式でねじ込む方法であることを特徴とする請求項４に記載のマスクホルダー付き転写マスク。
- 上部ホルダーと下部ホルダーとの接合面、上部ホルダーと中間ホルダーと下部ホルダーとの各接合面、転写マスクの底面とホルダーとの接触面、転写マスクの上面とホルダーとの接触面、のうちのいずれか一以上の面に緩衝材料層を介在させることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のマスクホルダー付き転写マスク。
- 前記緩衝材料層が、金属又は合金からなることを特徴とする請求項６記載のマスクホルダー付き転写マスク。
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