JP5022241B2 - 露光に用いられるフォトマスク - Google Patents

Description

本発明は、フィルム状のフォトマスクの周縁に力を加えて該フォトマスクを弾性的に変形させることにより、該フォトマスク上に描かれた、複数の位置合わせマークを含むパターンの寸法および／または形状を変え、それによって前記フォトマスクと基板とを位置合わせした後、前記パターンを前記基板上に転写する露光方法に用いられるフォトマスクに関する。

上述した露光方法は、特許第３４０２６８１号に開示されている。その原理を図５および図６に基づいて説明する。図示するように、フォトマスク１０１の周囲には、フォトマスク１０１の周縁部に引っ張り力を与えるための複数のアクチュエータ１０２が力付与手段として設けられている。アクチュエータ１０２は、フォトマスク１０１を取り囲むようにしてベース部材１０３に取り付けられている。アクチュエータ１０２の可動端部１０４にはフック１０５が形成されている。

一方、フォトマスク１０１の周縁部には複数の孔（長孔）１０６が形成されている。孔１０６は、アクチュエータ１０２のフック１０５を受け入れてこれと係合し、力付与手段としてのアクチュエータ１０２の引っ張り力をフォトマスク１０１に伝達する連結部を構成している。

フォトマスク１０１の平面性を維持するための透明なガラス板１０７が、ベース部材１０３によって支持されている。
基板１０８がフォトマスク１０１に対向する位置に配置される。基板１０８は、基板支持部材１０９上に支持されており、フォトマスク１０１との間の間隙量を可変とされている。

フォトマスク１０１の、基板１０８と反対の側には、ＣＣＤカメラ１１０が配置されている。ＣＣＤカメラ１１０は、その位置を変えることができ、フォトマスク１０１上に描かれた位置合わせマーク１１１（図５）と基板１０８上に描かれた位置合わせマーク１１６（図８）とを同時に読みとることができる。なお、フォトマスク１０１上の位置合わせマーク１１１間のピッチは、基板１０８上の位置合わせマーク１１６間のピッチよりも若干小さくなるようになされている。

図５において二点鎖線Ｂで囲んだフォトマスク１０１の領域は、その中に位置合わせマーク１１１を含むパターンが描かれるところのパターン表示領域１１２として認識することができる。また、パターン表示領域１１２の周囲を取り囲むフォトマスク１０１の領域は、フォトマスク１０１を力付与手段としてのアクチュエータ１０２に連結して力を伝えるための領域である力伝達領域１１３として認識することができる。

フォトマスク１０１と基板１０８とを位置合わせするには、まず、双方に描かれた位置合わせマークが重なった状態をＣＣＤカメラ１１０で読みとり、位置ずれ量のデータに基づいてフォトマスク１０１または基板１０８を移動させ、各位置合わせマークにおける位置ずれ量を平均化する。

次いで、アクチュエータ１０２を作動させてフォトマスク１０１に引っ張り力を与えることにより、位置合わせマーク１１１を含むパターンの寸法および／または形状を変え、フォトマスク１０１の位置合わせマーク１１１と基板１０８の位置合わせマーク１１６とが高い精度で重なり合うようにする。

このようにしてフォトマスク１０１と基板１０８との位置合わせが終了したならば、フォトマスク１０１を通して露光用の光１１４（図６）を基板１０８に照射し、フォトマスク１０１のパターン表示領域１１２内に描かれたパターンを基板１０８上に転写する。パターンは高い寸法精度および高い位置合わせ精度で基板１０８上に転写される。
特許第３４０２６８１号

上述した露光方法に用いられてきた従来のフォトマスクは、それ以前に用いられていたフォトマスクよりも必然的に大きかった。パターンが描かれるところのパターン表示領域１１２の周囲に、力伝達領域１１３を設ける必要があるからである。露光時にフォトマスクの外周縁を単に支持するだけであれば、パターン表示領域１１２の周囲に狭幅の「支持用領域」を設ければよい。しかし、力付与手段を連結するとなると、連結用の孔を形成する必要があるばかりでなく、個々のアクチュエータの引っ張り力によるフォトマスクの局所的歪みがパターンに直接影響しないようにするため、力伝達領域１１３の幅をかなり大きくとらなければならない。その結果、高価な材料から構成されるフォトマスクを大きくせざるを得なかった。

従来のフォトマスク１０１の大きさとそれ以前のフォトマスクの大きさとを図７で比較してみる。二点鎖線Bで囲まれたパターン表示領域１１２の面積に対して、従来のフォトマスク１０１の面積は約２．６倍であるが、二点鎖線Cで示されるそれ以前のフォトマスクの面積はパターン表示領域１１２の約１．６倍だった。これは、パターン表示領域１１２の周囲の領域が、従来のフォトマスク１０１では大きな力伝達領域１１３とせざるを得ないのに対し、それ以前のフォトマスクでは小さな支持用領域１１５でよかったためである。

図８は、フォトマスクに対向して配置される基板１０８とその上に形成された位置合わせマーク１１６とを示す平面図である。フォトマスクと基板１０８とを位置合わせした後、フォトマスク上に描かれたパターンが露光によって基板１０８上に転写される。基板１０８に比べ、フォトマスク１０１は約２．５倍以上の大きさを有するが、その半分以上は高価なフォトマスク材料で作成される必要性のない力伝達領域１１３である。

フォトマスクが大きくなることによってもたらされる問題は、フォトマスク製作費の増大だけではない。大きなフォトマスクは現状のフォトマスク描画装置では対応できないのである。対応可能な描画装置を求めるために、新たな設備投資が必要となる。

そこで本発明の課題は、力伝達領域を含む部分とパターン表示領域を含む中央部分とを別個に作成した後に接合してフォトマスクを形成することにより、材料費の低減および新たな設備投資の回避の可能性をもたらすことである。

上記課題を解決するため、本発明によれば、
フィルム状のフォトマスクの周縁に力を加えて該フォトマスクを弾性的に変形させることにより、該フォトマスク上に描かれた、複数の位置合わせマークを含むパターンの寸法および／または形状を変え、それによって前記フォトマスクと基板とを位置合わせした後、前記パターンを前記基板上に転写する露光に用いられるフォトマスクであって、
前記パターンが描かれた中央部分と、
該中央部分とは別個に作成され、全体として前記中央部分の外周縁部を取り囲むように配置され且つ該中央部分の外周縁部に接合された力伝達部分にして、前記中央部分を弾性的に変形させるための力付与手段と連結するための連結部を有する力伝達部分と、
を備えてなるフォトマスクが提供される。

前記力伝達部分を、前記中央部分の各辺ごとに個別に作成された複数の帯状部材からなるものとし、該帯状部材を前記中央部分の各辺ごとに接合することによりフォトマスクを形成してもよい。

あるいはまた、前記力伝達部分を、単一の額縁状部材として作成し、該額縁状部材を前記中央部分に接合することによりフォトマスクを形成してもよい。
あるいはまた、前記力伝達部分を、前記中央部分の互いに隣接する２つの辺ごとに作成された一対のＬ字状部材からなるものとし、該一対のＬ字状部材を前記中央部分に接合することによりフォトマスクを形成してもよい。

前記中央部分および前記力伝達部は、互いの縁端面を対面させた状態で、該対面部の少なくとも片面側に粘着テープを貼ることにより互いに接合することができる。
前記連結部は、力付与手段としてのアクチュエータの可動端部に形成されたフックを掛けるための複数の孔を構成することができる。

前記力伝達部分は、前記中央部分を構成する材料と同等のヤング係数を有する材料で構成することができる。

本発明のフォトマスクによれば、パターンが描かれる中央部分と、中央部分の周囲において、中央部分を弾性的に変形させる力を伝達する力伝達部分とが別個に作成されるので、力伝達部分を高価なフォトマスク材料で作る必要はなく、より安価な材料で構成することができる。それにより、高価なフォトマスク材料を使用する部分が少なくなり、フォトマスク全体としての製作費を低減させることができる。

また、フォトマスクにパターンを描く場合には、力伝達部分とは分離した状態の中央部分のみを描画装置にセットすればよい。中央部分は現状の描画装置で対応できる大きさなので、新たな設備投資は必要ない。

さらに、力伝達部分を、中央部分を構成する材料と同等のヤング係数を有する材料で構成した場合には、力伝達部分が中央部分と同じように伸びるので、２つの異なる部材を接合した構造であっても、全体として捩れたり歪んだりすることがない。

図１は、本発明の一実施形態によるフォトマスク１の平面図である。フォトマスク１は、複数の位置合わせマーク２を含むパターンが描かれた中央部分３と、全体として中央部分３の外周縁部を取り囲むように配置された力伝達部分４とを備える。力伝達部分４は、中央部分３とは別個に作成される。

中央部分３は、二点鎖線Dで囲んだ領域、すなわち、その中にパターンが描かれるところのパターン表示領域５と、その周囲を取り囲む取り付け用領域６とに区分することができる。中央部分３は、従来のフォトマスクを形成する材料と同じまたは同等の材料で構成される。

この実施態様において、力伝達部分４は、図２に示すように、中央部分３の各辺ごとに個別に作成された４つの帯状部材４ａ−４ｄからなる。それぞれの帯状部材４ａ−４ｄは、中央部分３の各辺ごとに接合される。

接合に際しては、中央部分３の取り付け用領域６の外周縁端面とこれに対向する各帯状部材４ａ−４ｄの縁端面とを対面させた状態にし、双方の縁端面に沿って粘着テープ７（図１）を貼り付ける。粘着テープ７は、縁端面の対面部の片側面にのみ貼ってもよいし、両面に貼ってもよい。双方の縁端面は互いに接触させてもいいし、近接させるようにしてもよい。また、粘着テープ７に代えて、または、粘着テープ７とともに、中央部分３の取り付け用領域６の外周縁端面およびこれに対向する各帯状部材４ａ−４ｄの縁端面間に接着剤を塗布してもよい。他の適当な機械的接合手段を利用してもよい。接合寸法精度を高くするために、冶具を使用することが好ましい。

各帯状部材４ａ−４ｄには、力付与手段としてのアクチュエータの可動端部に形成されたフック（図示せず）を掛けるための複数の孔（長孔）８が設けられている。これらの孔８は、中央部分３をその面内で弾性的に変形させるための力付与手段と連結するための連結部を構成する。

他の連結部の態様としては、力付与手段の可動端部と互いに係合して力を伝達可能なように各帯状部材４ａ−４ｄに形成された凹凸形状部（図示せず）などを挙げることができる。

力伝達部分４にはパターンは描かれない。したがって、力伝達部分４を中央部分３と同じように高価なフォトマスク材料で構成する必要はない。より安価な材料を採用することができる。具体的には、中央部分３は通常のフォトマスク材料である、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）に感光材を塗布したもので作成し、力伝達部分４は、感光材を塗布しない状態のＰＥＴで作成するとよい。両者のヤング率は実質的に同一なので、張力が加わったときに同じ伸び方をする。したがって、別部材を接合した構造であるにもかかわらず、引っ張ったときに捩れや歪みが生じない。なお、力伝達部分４に用いるＰＥＴ材は、感光材を塗布しなくてよいばかりでなく、中央部分３に用いるＰＥＴ材のように「無傷」を要求されないので、その点でも安価である。

図３は、本発明の別の実施形態によるフォトマスク１１の平面図である。フォトマスク１１は、複数の位置合わせマーク２を含むパターンが描かれた中央部分３と、全体として中央部分３の外周縁部を取り囲むように配置された力伝達部分１４とを備える。力伝達部分１４は、中央部分３とは別個に作成される。

この実施形態においては、力伝達部分１４は図４に示すように単一の額縁状部材として作成される。力伝達部分１４の内周縁部の寸法および形状は、力伝達部分１４と中央部分３とを合わせたときに、力伝達部分１４の内周縁部が画成する空間内に中央部分３の外周縁部がぴったりと嵌るように決められる。

図３に示すように、額縁状の力伝達部分１４の空間内に中央部分３が嵌るような状態とした後、粘着テープ７で力伝達部分１４および中央部分３の双方を互いに接合する。接合および力伝達部分１４を構成する材料については、図１および図２の実施形態に関して説明したように、さまざまな手段を選択することができる。

さらに別の実施形態（図示せず）においては、力伝達部分が、中央部分の互いに隣接する２つの辺ごとに作成された一対のＬ字形部材からなる。一対のＬ字形部材は、互いに組み合わせることにより中央部分の外周縁部を取り囲むような寸法および形状とされる。力伝達部分と中央部分との接合および力伝達部分を構成する材料については、他の実施形態の場合と同様である。

本発明の一実施形態によるフォトマスクの平面図。 図１のフォトマスクの構成要素を接合する前の状態を示す分解平面図。 本発明の別の実施形態によるフォトマスクの平面図。 図３のフォトマスクを形成する前の力伝達部分を示す分解平面図。 従来のフォトマスクを力付与手段と組み合わせて示す平面図。 図５のフォトマスクおよび力付与手段を基板とともに示す縦断面図であり、図５におけるＶＩ−ＶＩ矢視図に相当する。 従来のフォトマスクとそれ以前のフォトマスクの大きさを比較するための平面図。 基板をその上に描かれた位置合わせマークとともに示す平面図。

符号の説明

１ フォトマスク、２ フォトマスクの位置合わせマーク、３ 中央部分、４ 力伝達部分、５ パターン表示領域、６ 取り付け用領域、７ 粘着テープ、８ 孔（連結部）、１１ フォトマスク、１４ 力伝達部分、１０１ フォトマスク、１０２ アクチュエータ（力付与手段）、１０３ ベース部材、１０４ 可動端部、１０５ フック、１０６ 孔、１０７ ガラス板、１０８ 基板、１０９ 基板支持部材、１１０ ＣＣＤカメラ、１１１ フォトマスクの位置合わせマーク、１１２ パターン表示領域、１１３ 力伝達領域、１１４ 光、１１５ 支持用領域、１１６ 基板の位置合わせマーク。

Claims (7)

1. フィルム状のフォトマスクの周縁に力を加えて該フォトマスクを弾性的に変形させることにより、該フォトマスク上に描かれた、複数の位置合わせマークを含むパターンの寸法および／または形状を変え、それによって前記フォトマスクと基板とを位置合わせした後、前記パターンを前記基板上に転写する露光に用いられるフォトマスクであって、
   前記パターンが描かれた中央部分と、
   該中央部分とは別個に作成され、全体として前記中央部分の外周縁部を取り囲むように配置され且つ該中央部分の外周縁部に接合された力伝達部分にして、前記中央部分を弾性的に変形させるための力付与手段と連結するための連結部を有する力伝達部分と、
   を備えてなるフォトマスク。
2. 請求項１に記載のフォトマスクにおいて、前記力伝達部分が、前記中央部分の各辺ごとに個別に作成された複数の帯状部材からなり、該帯状部材が前記中央部分の各辺ごとに接合されている、フォトマスク。
3. 請求項１に記載のフォトマスクにおいて、前記力伝達部分が、単一の額縁状部材として作成され、該額縁状部材が前記中央部分に接合されている、フォトマスク。
4. 請求項１に記載のフォトマスクにおいて、前記力伝達部分が、前記中央部分の互いに隣接する２つの辺ごとに作成された一対のＬ字状部材からなり、該一対のＬ字状部材が前記中央部分に接合されている、フォトマスク。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載のフォトマスクにおいて、前記中央部分および前記力伝達部は、互いの縁端面を対面させた状態で、該対面部の少なくとも片面側に粘着テープを貼ることにより互いに接合されている、フォトマスク。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載のフォトマスクにおいて、前記連結部が、力付与手段としてのアクチュエータの可動端部に形成されたフックを掛けるための複数の孔を構成している、フォトマスク。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載のフォトマスクにおいて、前記力伝達部分が、前記中央部分を構成する材料と同等のヤング係数を有する材料で構成されている、フォトマスク。

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