JPH023062A

JPH023062A - 照射されるマスクを安定化する装置

Info

Publication number: JPH023062A
Application number: JP1011754A
Authority: JP
Inventors: Hilton F Glavish; ヒルトン　エフ　グラビッシュ; Hans Loschner; ハンス　レッシュナー; Gerhard Stengel; ステングルゲルハルト; Alfred Chalupka; アルフレッド　シャルプカ
Original assignee: Ims Ionen Mikrofabrikations Systems GmbH
Current assignee: Ims Ionen Mikrofabrikations Systems GmbH
Priority date: 1988-01-22
Filing date: 1989-01-20
Publication date: 1990-01-08
Anticipated expiration: 2010-10-11
Also published as: AT393334B; JPH0795520B2; ATE111239T1; EP0325575B1; EP0325575A2; ATA11888A; US4916322A; EP0325575A3; DE58908291D1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、照射線を透過性の構造を有する電磁的又は粒
子線（Ｔｅｉｌｃｈｅｎｓｔｒａｈｌｕｎｇ）を使用す
るリトグラフィー装置のための照射されたマスクを安定
化するための装置に関するものである。

〔従来技術］現在、稼動中に高い熱応力にさらされそしてその際平ら
で許容可能な限界内でひずみなしでなければならない、
十分にストレスのないマスクフォイルを作る方法は、ミ
クロ製造システム（Ｍｉｋｒｏｒａｂｒｉｋａｔｉｏｎ
ｓｓｙｓｔｅｍｅｎ）に繁栄、の問題を示ｊ−ている６
古い特許出１ｔｆｆ　（オース）　’）　−［］ｌＡ３
３１ｉ）／８５　号、ヨーロノ・バ第２２３７７０号、
米国第０６／９３０８０６号、Ｈ本昭６１〜２７０８２
］号及びオーストリー国第Ａ３３１］／８５号、ヨーロ
ッパ第２２２７３７号、米国第０６／９３０８０５号、
日本昭６１〜２７０８２２号）ではマスクフォイルの安
定化が熱的初期応力により、もしくはマスクフォイルの
枠加熱により達成される方法が開示されている。

熱的初期応力を加えられたマスクフォイルに写像物質（
Ａｂｂｉｌｄｕｎｇｓｍｅｄｉｕｍ）により、つまり電
子線又はイオン線等により負荷を加える場合、照射線負
荷（ＳｔｒａｈｌａｎｇｓｂｅｌａｓＬｕｎｇ）により
単に熱的初期応力が低減されるだけであるので、マスク
フォイルの構造の状態は温度上昇により決定される負荷
領域の内で実際には変わらないままである。初期応力を
加えられたマスクの構造の状態と形は、しかし、応力を
加えられないマスクに対しては変わっている。この方法
では稼動中にマスクフォイルは平らのままであるがマス
クフォイルの寸法とマスク構造のａ′態は初期応力によ
り変オられるごとが欠点である。この理由がら、この方
法はテストマスクには使用可能である。更に熱的初期応
力を加えられたマスクフォイルにおいては、マスクが弾
性領域内でのみ許容される熱的初期応力が十分に使いつ
くされるような高さの照射線負荷にさらされるときには
初期応力は十分でない。

枠加熱の場合、マスクフォイルを保持する枠がマスクフ
ォイルの温度お同じが、若干高い温度に加熱され、それ
によりマスクフォイルの温度は可動中文−様であり十分
にストレスがないままであるので、許容できないゆがみ
が回避される。枠加熱においてはマスク交換に問題があ
り、しかも特にマスクフォイルが製造機械の場合のよう
に頻繁に急速に交換されなければならないときに問題が
ある口上に欠点が認められる。そのためにはマスク枠は
急速に加熱しなければならないだけでなく、又マスクを
取り除くために急速に冷却されることができなければな
らない、更にこの形態では温度変化に際して、マスクの
寸法が変わる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、照射線負荷の下で透過性領域の構造部が変わ
らぬ写像を基体に確保するために、マスクフォイルが稼
動中許容される応力範囲内にあるように、十分にストレ
スのないそしてゆがみのないマスクフォイルを使用する
ことができる頭初に記載した種類の装置を提供すること
を課題としている。

〔課題を解決するための手段〕

前記の課題は、本発明により、マスクと照射線源の間と
マスクの後の少なくとも一方に、照射線路を囲むように
、導電材料特に金属がら作られマスクより低い温度を有
する一つ又は複数の冷却面が照射線路の軸線から同じ間
隔で取付られており、その際冷却面の照射線路の軸線が
らの間隔が前記構造部を含むマスクフォイルの領域の縁
部の照射線路の軸線からの間隔より大であることと、マ
スクが壁の加熱により一定温度に、特に室温に調節され
た室内に配置されており、該室内では照射線路内にあり
室壁の閉鎖可能な穴の後に可動であることと、前記穴が
前記室壁の一部を形成する絞り装置（シャッタ）により
閉鎖可能であることと、前記穴の後で照射線路内にマス
クが配置されているときに冷却面がマスクの視野内にあ
り、それによりマスクへの照射線の温度作用が冷却面に
より補正可能であり、マスクが又照射の際ほぼ室温を維
持することにより解決されている。したがってマスク温
度は、マスクが又照射線負荷の下でも平らで十分にひず
みないのままでいる限り一定に保持される。

〔作用及び効果〕

本発明に係る装置では、その際、写像物質の予め与えら
れた照射線出力（Ｓｔｒａｈｌｕｎｇｓｌｅｉｓｔｕｎ
ｇ）において、例えばマスク枠とマスクフォイルからな
るマスクを温室のままにし、そのため冷却面を低温に（
場合によっては冷却材を使用の下で）するか、又は逆に
マスクを室温以上の温度に維持し、冷却面を、技術的に
簡単にすることができるように、室温にすることが可能
である。第２番目の場合、すなわちマスクを囲むリトグ
ラフィー系自体は冷却面を室温に維持することができる
。別の可能性は、尚、マスクを室温以上の温度に維持し
冷却面を室温以下の温度に維持することにより与えられ
る。

枠加熱（及びマスクを取外すために枠を冷却する）の方
法に対する本質的な違いは、本発明に係る装置により、
前記課題が技術的に本質的に簡単に解決されることがで
きることにあり、それは全マスクがマスクを囲む室の熱
線により室温に、又は前記のように、場合によっては高
温にされることができ、したがってマスク枠が単独で加
熱（もしくは冷却）されなければならないということが
ないからである。室温はその際熱線を介してマスク温度
を与える。したがってマスクの形状安定性を確保するた
めに、マスク枠に温度サイクルが生じないようにすべき
であり、それによりマスクが簡単且つ迅速に交換される
ことができる。

マスクフォイルの温度は、一方では（写像物質の）照射
線の、他方では放出される熱の出力密度（Ｌｅｉｓｔｕ
ｎｇｓｄｉｃｈＬｅ）により定められる。マスクフォイ
ルは実際に熱伝導が生じない程薄いので、熱放出は実際
には輻射によってのみ行われる。輻射冷却、つまり周囲
に与えられる出力密度と周囲から与えられる出力密度と
の間の差が（Ｔｓ’Ｔ、４）に比例し、その際ＴＨはマ
スクフォイルの温度を、ＴＫは周囲の温度を”Ｋで示し
たものである。周囲温度は冷却面の調節された温度から
最も広く定められるので、マスクから出る熱線が冷却面
に穴対することができる立体角Ωはできるだけ大きくシ
、なければならない。更に「相対輻射能（ｒｅｌａｔｉ
ｖｅｎ　Ｓｔｒａｈｌｕｎｇｓｅｍｉｓｓｉｏｎｖｅｒ
ｍＯｇｅｎ）　Ｊεの輻射冷却、すなわち同温の黒体の
輻射（Ａｂｓｔｒａｈｌｕｎｇ）に対する対象面の輻射
との間の関係はフォイル表面に依有する。

できるだけ均一な輻射冷却を達成するために冷却面は特
に照射線路の軸線に同心的に配置された冷却管により形
成されることができる。

冷却効果を高めるために、マスクの線源とは反対側に付
加的に１個又は複数の冷却面が、特に軸線に同軸に配置
される別の冷却管が配置されることができる。

その際冷却管の材料と表面積は冷却管に当たる熱線がで
きるだけ完全に吸収されるような物理的特性をもつよう
にすべきである。冷却要素は、写像物質の綿線の作用か
ら見て外側からマスクフォイルに熱線が達することがで
きないように準備作業されるべきである。更に冷却管の
材料が、受は入れた熱は放出することができるように良
好な熱伝導性をもつことが重要である。更に電子及びイ
オンリトグラフィー系においては表面に時間的に一定で
ない妨害場を作り出す可能性のある電気的負荷が形成さ
れる可能性がないように、冷却管の材料は導電性でなけ
ればならない。

単数又は複数の冷却管の内壁には有利には循環溝を具備
することができ、該循環溝は優先的にはねじにより、特
に傾斜側面（Ｆｌａｎｋｅｎ）をもったねじにより形成
され、その際内壁は場合によっては吸収強化する（ａｂ
ｓｏｒｐｔｉｏｎｓｖｅｒｓｔＭｒｋｅｎｄ）材料によ
り、特にグラファイトにより被覆されている。

したがって一方では反射された熱線の成分が強く低減さ
れ、他方では反射される成分は大部分が再び冷却管に当
りそこに吸収されることができるので、冷却管の良好な
吸収特性が得られる。

周囲温度が冷却される表面の温度から立体角で定められ
る。その立体角（Ｒａｕｍｗｉｎｋｅｌ）を大きくする
ため、冷却面でもしくは冷却管のマスクからずっと離さ
れた端部に接続するように１つ又は複数の照射線軸線近
くまで達する蓋面が設けられることができる。

マスクフォイルの輻射能εを高めるためにマスクの冷却
面に面した表面は放射助勢材料（ｅｍｉｓｓｉｏｎｓｆ
６ｒｄｅｒｎｄｅｎ　Ｍａｔｅｒｉａｌ）により、特に
炭素により被覆され、それによりマスクフォイルのでき
るだけ最大の輻射冷却が達成される。

本発明に係る装置の別の形態では、マスクが可動に配置
されている室内にマスクに付加的にリトグラフィー装置
の別の要素が、例えばマスク交換器と緻し蓋（シャンク
）が照射線の一部又は全部を絞るために配置されている
。単数又は複数のマスクはその際マスクの室内での配置
により熱線を介して室壁に温度が吸収される。

マスクはこの室内でマスク交換器を用いて、マスクフォ
イルのマスク交換器に対する温度関係及び構造関係なし
に、動かされることができる。室の一部はリトグラフィ
ー装置の照射線路内にあり、その際室の照射線が当たる
部分には１つ又は複数のシャンクが配置される。シャッ
タは閉じた状態では室壁の一部として把握すべきである
。ツヤツタが閉じた場合、線源に面したシャッタ表面は
同時に又冷却管に面しくａｕｓｓｅｔｚｅｎ）、それに
よりシャッタ材料が適切な場合、もしくはシャンクの被
覆が適切な場合シャンタ温度は変わらない。シャンク閉
鎖位置では、つまりマスクは急速且つ簡単に例えば回転
可能なマスク交換器を介して、室の露光ステーションに
つまり、室の照射線が通る部分に動かされ、そこで固定
されることができる。

シャッタが線源とマスクの間で開放位置におかれると、
マスクフォイルはシャ・ン夕又はシャンクの上の開口に
より予め与えられた領域が照射される。

同時にこの照射された領域は冷却要素に面する。

マスク材料の放射能と、穴対線力率及び冷却要素の温度
に応じて、本発明によると、照射効果と冷却効果との間
の平衡が作り出されることができ、したがって照射され
るマスクフォイルの温度が今や照射されないマスクの温
度に対して許容される量だけ変わる。したがってマスク
は継続的に照射線及び冷却線にさらされることができる
。ツヤツタを閉しることにより更に、マスク温度の変化
は生じない。それは今やシャッタは室壁の一部として作
用しているからである。それからマスクは而単に露光ス
テーションから遠くへ動かされることができ、場合によ
っては別のマスクが露光ステーションにもたらされるこ
とができる。新しいマスクは簡単に室からもしくは室内
に通される（Ｓｃｈｌｅｕｓｅｎ）ことができ、それは
マスクフォイルとマスクフォイルを担持するマスク枠と
からなるマスク全体が、マスク枠加熱の場合のような複
雑な機械的過程を必要とすることなしに、交換されるこ
とができるからである。

シャッタ等がリトグラフィー系の軸線上ではマスクとは
別の位置に配置されているので、シャッタ表面及びマス
ク表面の放射能が同じである場合には、冷却面が作用す
ることができる立体角の変化により、シャッタのために
達成可能な照射線と冷却線との補正がマスクフォイルと
共にでは最適にすることができない。このことはしかし
、一方ではツヤツタにおいて又熱伝導により温度均衡が
生じ、他方ではシャッタのために基本的に大きな温度許
容がマスク用として許されるので欠点でないことを意味
する。その際マスク交換器はマスク担持体としてマスク
車を有することができ、マスク車の軸線は照射線路外に
ある。しかし又マスク交換器は直線状に移動可能なマス
ク担持体をもつこともできる。マスクを、望まない時点
で照射もしくは冷却もしくは照射を冷却を行うのを避け
るシャッタは、冷却間とマスク交換器もしくは室の上部
ケーソング部とマスク交換器との間に配置されることが
でき、その際シャッタは照射線もしくは冷却線が生じる
場合に自動的に閉じる。このツヤツタは移動可能な要素
として又は回転要素として形成されることができ、その
際、回転ツヤツタの場合にはシャックの回転軸線は照射
線路外に配置されている。このシャッタを用いて、照射
負荷の生じる場合にはフォイル温度は冷却管により、マ
スクフォイルの塑性変形が、も早強い冷却により生じる
だけ低減されるのが回避される。マスクフォイルは照射
されるときはいつも同時に冷却管にさらされる。その際
付加的冷却面を配置する場合はマスクの下に別のシャン
クを設けられることができ、該シャッタはマスクと付加
的冷却面との間に配置されている。

マスクフォイルの構造の基体上への結像の位置決めを簡
単にするため、冷却面をもつ装πであるか冷却面をもた
ない装置であるかに無関係に別のシャッタが回転要素又
は直線可動要素として設けられることができる。シャン
クは室内に配置されることができるか又は室の一部とし
て形成されることができる、例えばマスクフォイルに平
行に延びる室壁の一部として形成されることができる。

本発明の特別の形態では、その際シャッタの運動方向に
延び、運動方向に対して横に互いに離れる（ｂｅａｂｓ
ｔａｎｄｅｔ）長穴対が配置されることができ、その際
該長穴対はシャンクの運動方向に間隔をおいて前後に続
き、各長穴対間に夫々１つの、特に四角形の穴が、マス
クを選択的に開放し、覆いするために配置されており、
長穴対の夫々の穴はマスクドの位置合わせマークに関連
している照射路の領域にある。斯かる形態により、支持
細条から見て、ノ・ヤソタの夫々の位置にマスクの位置
合わせマークの照射が保証されることが達成されるそれ
は長く延びシャンクの運動方向に延在する穴領域を通し
てマスクの位置合わせマークが永続的に照射３れること
ができるからである。両方の長穴領域の間に夫々配置さ
れる穴をあらかじめ備えることにより、次いで基体は開
放されるか、又は穴を動かして離すことにより運動方向
に穴に続くシャッタの全領域により覆われる。その際、
多対の長穴の間に配置される穴が長穴対の夫々の長穴よ
り短いときは好都合であり、その際場合によってはシャ
ッタの運動方向に対して横に延びる穴の縁が長穴の端部
と一線に並ぶ。シャンクが１つの軸線のまわりに回転可
能に支承され長穴対が互いに半径方向に間隔をおいてシ
ャッタの回転軸線に同軸状に延びる円環セクター（Ｋｒ
ｅｉｓｒｉｎｇｓｅｋｔｏｒｅｎ）であると、特に四角
穴はシャッタの回転軸線に対して同軸状に延びる２つの
円弧状縁を有する。

そのｆｉｌつの軸線のまわりに回転可能なシャックの場
合は、照射線の照射線路の外側にある１つの軸線のまわ
りのシャッタの連続回転により円弧セグメント穴がマス
クの活性的作用場にわたってもたらされるように行われ
る。シャッタの特別の別の形態では、シャッタの運動方
向に前後に続く複数の穴を有するシャンクは、シャッタ
の運動方向に延び互いに平行な縁（Ｂｅｒａｎｄｕｎｇ
）を具備することと、互いに前後に続く穴が中央に拡が
り部をもつ１つの細条により互いに分離されており、拡
がり部はマスクのデザイン場（Ｄｅｓｉｇｎｆｅｌｄ）
に関連する照射線路を覆うことが行われることができる
。

その際細条の拡がり部には窓が配置されることができ、
段窓はマスクの位置合わせマークに関連している照射線
の通過のために定められている。窓に関連する位置合わ
せマークは、その際当然、シャッタが一定の位置で変わ
らぬ間だけは使用可能である。したがって窓には、一定
不変にはもたらされない位置決めマークが関連する。具
体的にはこのことはゆがみ補正に役立つマークとされる
。

リトグラフィー系内に若干のゆがみは短時間には変わら
ないので、ゆがみ補正は絶えず行われチエツクされ（ｇ
ｅｃｈｅｃｋｔ）なければならないのではなく、単に一
部マスク稼動の長い時間間隔の間に行われればよい。

使用可能なリトグラフィー装置毎に、位置決めシャッタ
がマスクの上側もしくは下側に配置されることができる
。位置決めシャンクの機能態様は、その際、位置決めシ
ャッタが開放位置で全作用場及びマスクの位置決めマー
ク構造を開放し、しがし閉じられた状態で位置決めマー
ク構造のみが、しかしデザイン構造は基体上に写像され
ないように確定されている。

本発明に係る冷却装置の基本的利点は室も又室壁から来
る熱線により条件づいて室内にある個々の要素も予め与
えられた温度に特に室温に、もしくは若干高い温度に保
持されることができることにあり、したがってマスク交
換が室内で問題なく急速に進捗する。この利点は全ての
リトグラフィー装置において重要な意味があるが、しか
し特にマスクフォイルが製造機械の場合のように頻繁に
急速に交換されなければならばないときに意味がある。

更に室の別の部分への到達は容易に可能である。したが
ってマスクはマスク車から容易に取外されもしくは車に
取付けられることができる。

本発明に係る装置の別の利点は同文、マスクフォイルが
最小初期張力だけを加えられ、したがってマスクフォイ
ルは丁度平らであり、つまりマスクフォイルが照射線の
条件による応力水準を下げる温度負荷にさらされないの
で、たるまないことにある。

Ｊ　、、Ｎ　％　ｌ？ａ　ｎ　ｄ　ａ　ｌ　１等による
理論的作業Ｍａｔ、　Ｒｅｓ　　−Ｓａｃ　　、Ｓｙｍ
ｐ、Ｐｒｏｃ、Ｖｏｌ、７６、ｐｐ７３〜７７（１，８
８７）から、例えば５０Ｘ５０關の表面をもつ２μｍＨ
さの３１マスクフオイルでの２Ｘ１０’Ｎ　／　ｍ　２
の初期応力が、０．５　ａ　ｍより僅かの製造誘導され
る１・ｐがみを、フォイル中に構造部がエツチングされ
るときに、生しることが認められる。

このようなシリコンマスクフォイルは本発明の方法のた
めにこの許容されるゆがみで使用されることができる。

〔実施例〕

本発明の詳細を以下に図面により説明する。

第１図と第２図はマスク温度ｔ、の冷却管の温度ｔｘ＋
及び穴対照射線力率１との関係を示し、室温（ｔｘｉ）
に２５゛Ｃがとられている。第１図からマスクは放射能
ε−０，６及び平均立体角Ω−０，６×２π及び］Ｏｍ
Ｗ／ｃｍ’の穴対照射線力率■においてはＬ□の温度の
冷却管に１により約−４０°Ｃに冷却されなければなら
ないことが認められ、したがってマスク温度ＬＨは室内
の温度すなわち奮、、＝２５°Ｃに同じにされる。

例えばＩ　＝　２０　ｍＷ／ｃｍ”の高い照射線力率に
おいては、第１図から明らかなように、マスクは室加熱
を介して最初から若干高い温度に（ほぼ１、＝１□−３
５°Ｃ）にもたらされなければらないが、それにより、
技術的に簡単に冷却管温度ｔＫＩ≧−１００’Ｃを実現
することが可能であり、マスク温度を又照射の闇値ＣＷ
ｔに保持することが可能である。

冷却管でなく、例えば２５°Ｃ（つまり　Ｌ□＝ｔ　ｗ
ｔ＝’２５　”Ｃ）の周囲温度において、約５０゛Ｃの
温度で２０ｍＷ／ｃｍ”の負荷においてマスクフォイル
が加熱され（破線）、それにより温度誘導されるゆがみ
が誘起される可能性があり、マスクフォイルを使用する
場合には僅かの初期張力で、マスク構造の脱応力及びた
るみが引き起こされる可能性がある。

第２図はｔｗ＋＝　　５０℃、Ｌｇｉ（＝Ｌ／２）＝２
５℃、ε＝０．６、Ω−０，６Ｘ　２πのための照射線
力率■に依存してマスク温度１Ｈを示す。結果は１１ｍ
Ｗ／ｃｍ”の負荷のためにｔｘｔ＝−’５０’Ｃの照射
線冷却の場合と＝０．６の表面のためのマスク温度は室
温ｔ　ｘｔ＝　２５°Ｃに維持され、一方マスク温度は
例えば約Ｂθ℃まで高められ、そのときε＝０．１の放
射能を有する別の表面材料が使用される。ε＝０．６の
放射能はシリコン表面のために有効で−あり、一方ε＝
０．１は普通には金属表面のために得られる。金属マス
クはしたがって有利には例えばグラファイト（ε≧０．
９）のような材料で被覆すべきである。

ｌはイオン投射リトグラフィー装置の照射線源を示し、
照射線光路２には室４があり、該室内にはマスク交換器
６並びに回転シャッタ７及び照射線の中止（Ａｕｓｆａ
ｌｌ）の場合に自動的に綴じるシャッタ５とが配置され
ている。シャッタは又直進運動可能に形成されることも
できる。

室４と照射線源１との間には冷却間３（Ｋｌ）が配置さ
れており、該冷却間は照射線路を囲むよように、本装置
の光軸と同軸状に配置され、その際冷却間の直径はマス
クフォイルの直径より大である。冷却間はしたがって照
射線ｉ！Ｉｉ！ｌの照射線路にはない。３′で別の冷却
管（Ｋ２）が示されている。

周囲温度の冷却管内の空間への流入を小さく保持するた
めに、冷却管には好ましくは尚覆い面３′を形成する別
の冷却要素が、冷却管に対して一定の傾斜をし、照射線
源の近くまで延びるように取付けられる、それは照射線
源と冷却管との間の間隔を出来るだけ僅かに保持するた
めでもある。

冷却管３の内壁は溝を具備し、段溝は図示された実施例
ではねし３′として形成され、その際ねじの個々の部分
は断面三角形を有する。ねしの傾斜側面の傾きはその際
多数反射のための条件が充足されるように設定されるの
で、マスク８から放出される熱線６の周囲から穴対する
熱線も、高々、熱線がマスク８に戻りつかず、内壁の上
記実施の故に再び冷却管に当り最後には完全に吸収され
ることができるように反射される。

照射線路２の外側にある軸線のまわりに回転するシャッ
タ７の一実施例は第５図に拡大断面図で再現されており
、２つの同心的長穴９を有し、該長穴は優勢には貫通リ
ングセクタ状穴として形成され、その際両方の穴９の間
にあるリングは支持細条１０を介してシャッタ７の担持
円板と連結されるでいる０両方のリングセクタ状穴９の
間に夫々あるリングセクタは穴１１を具備し、その際隣
合う穴９は穴９の間にあるリングの全領域がマスク８の
活性的作用場（ａｋｔｉｖｅ　Ｗｉｒｋｆｅｌｄ）　（
デザイン構造）１２を覆うに十分であるだけ互いに離さ
れている。

長穴９はその際、長穴がマスク８の位置合わせマーク１
３のいつも上側にあるように配置されている。リングセ
クタ状穴９が狭い支持細条１０の上まで貫通しているの
で、したがってマスク８の位置合わせマーク１３のほぼ
永続的照射が照射線により与えられ、それにより処理す
べき構造部に関するマスクの非常に正確な整向（位置合
わせ）が、マスク８のデザイン構造１２が基体上に照射
されることなしに可能とされる。両方の夫々の長穴９の
間のリング内の穴１１の間に夫々位置する全領域により
、夫々必要に応じて、マスク８の活性作用場１２を覆う
こと、もしくはこの場を照射することは、シャッタ７が
穴１１がマスク８の全活性作用場１２を開放する位置に
旋回されるとき、可能である。すでに引用したように、
シャッタ７の夫々の可能な位置では、マクス８の位置決
めマーク１３は照射線により掴まれる場の中にある。

したがっていつも処理すべき構造に関するマスクの正確
な調節の永続的コントロールが可能である。

したがって投射される領域の基体上への位置決めは又デ
ザイン構造の照射の間で可能とされる。

イオン投射リトグラフィー系のために適切な位置決め方
法は、前記の特許出願（オーストリー第Ａ　１３１４／
８６号、ヨーロッパ第８７８９０．１０−２．４号、米
国第０７１０５６５９８号、日本昭６２−１１８７３３
号、もしくはオーストリー第Ａ　１４（１４／８７号）
に詳しく開示されている。

位置決めマスク構造の第５図に示された装置は投射され
るイオン像のＸ方向及びＸ方向、回転及び縮尺の整向を
可能にする。更に基体上でチップ領域１８としてのデザ
イン構造１２は、位置合わせマスク構造に適当するテス
ト線が基体の記録マーク１９の上に向けられるように、
照射され、記録マークは第７ａ図に示すように、チップ
領域１８間の割れ目溝（Ｒｉｔｚｇｒ；１ｂｅｎ）　　
２０の中に配置されることができる。この理由から非常
に長い記録マーク、したがって又適当に長い位置合わせ
テスト線が使用されることができ、そのことは位置決め
の正確さと速度のために大きな意味がある０位１合わせ
マスク開口をマスク８上のイオンの照射場の縁に配置す
ることにより、位１合わせ照射と記録マークができるだ
け大きく互いに離され、そのことは回転と縮尺の調節の
精度のために非常に有利である。

本発明は又４以上の位置合わせマスク穴もしくは構造部
を有するマスクを使用することを可能にする。８個の位
置合わせ構造のための配置の一例は、それに適し、具体
的例では回転可能である位置合わせシャンクと共に、第
６図に示されている。

その際、この例では、マスク８の位置合わせ穴１３はマ
スク８の中心から間隔ａだけ離れており、位置合わせ穴
１４はＸもしくはＸ方向に間隔すである。第６図に再現
された位置ではシャンク１５の支持細条１６の拡がり部
１７がマスク８のデザイン場１２を覆い、一方、位置合
わせ穴の領域は開放したままである。したがって４以上
のステト線との位置合わせが可能である。このテスト線
は割れ日清２０内の第７ｂ図に示された登録マーク２１
もしくは２２の上に向けられることができる。

その際この登録マークはａ　／　Ｍもしくはｂ／Ｍだけ
チップ領域中心（投射されるデザイン構造）から離され
ており、そのＩＩＷＭでリトグラフィー系の写像尺度が
示される。したがって投射されるイオン像の整向はＸ方
向、Ｘ方向、回転及び縮尺でのみ可能ではなく、特に投
射されたイオン像のアナモルフィック（ａｎａｎ＋ｏｒ
ｐｈｉｓｔｉｓｃｈｅ）な　、例えば台形及び菱面体状
（ｒｈｏｍｂｏｅｄｒｉｓｃｈｅ）のゆがみが検知され
ることができる０例えば、アナモルフィックなゆがみは
Ｘ方向にはＸ方向とは違っている写像縮尺により招く。

この場合、この違いをＭ、とＭ、で検知するため、基体
に適当する登録マークと共に第５の位置合わせテスト線
が十分である。

そのように設定されたこの像ゆがみはイン投射系では電
子的に補正される二とができ、それは特許出願（縮小結
像のためにはオーストリー第Ａ３３１３／８５号、ヨー
ロッパ８７８９００２０．８、米国Ａ　００９４１４、
日本昭６２−２１６４３、影投射（Ｓｃｈａｔｔｅｎｐ
ｒｏｊｅｋｔｉｏｎ）のためにはオーストリー第Ａ３１
７３／８６）に示されている。

位置合わせ工程が行われた後、位置合わせツヤツタ１５
の運動によりデザイン場１２の構造を有するチップ照射
が行われる。ツヤツタの運動により、位置合わせ工程は
短時間たけ中断され、したがって又はとんど千ノブ照射
の全時間の間、投射されるイオン写像のウェハ登録マー
クへの位置合わせが維持されることができる。

第８図の実施例では、シャッタはシャッタの運動方向に
、つまり互いに平行にシャッタの運動方向に延びる縁（
Ｂｅｒａｎｄｕｎｇｅｎ）を有する６前後に続く穴２４
は中央に拡がり部２８を有する細条２９により互いに分
離されている。拡がり部２８はその際マスク８のデザイ
ン場１２に関連する照射線路を覆うことができる。

第８図には今や細条２９の拡がり部２８に１つの窓２７
が配置されている。この窓はマスク８の上の位置合わせ
マーク１４に関連あ、る照射線路の貫通を可能にする。

窓２７とシャ。ツタ７の穴２４との間にある細条２９の
拡がり部２８の領域はマスクのデザイン場に関連ある照
射線路を覆う。最適の配置を示す第８回に係るツヤツタ
により、チップ照射が貫通する前に８つの照射線を用い
てウェハとマスクの間の正しい相対位置が調節される。

その際全部で８つの照射線もくしは照射線路が入れられ
ることができ、それによりＸ方向、Ｘ方向、回転、縮尺
で所望の整向を達成することだけが可能ではなく、又投
射される像の例えばＸ方向の縮尺がＸ方向の縮尺と異な
ることにより生しるゆがみが補正されることができる。

斯かるアナモルヒスムス（＾ｎａｒｎｏｒｐｈｉｓｍｕ
ｓ）を避けることはその際照射線路を囲むイオン光学的
補正素子の適当する制御により行われることができる。

第８図から判るように、構造１３は又マスクのデザイン
場１２が細条２９の拡がり部２８により覆われていると
きは穴２４の内側にある。したがって、しかし、ウェハ
のマーク２１がマスクのマーク１３から生じるテスト線
と一致するかどうか、すなわちマーク１３がテスト線に
より実際ウェハのマーク２１に写像されるかどうか、絶
えず制御可能である。マスクのマークに関連する照射線
は窓２７を貫通する。シャッタの運動によりこの照射線
は確かにすでに遮断され、すなわち位置合わせはチップ
照射の間中断される。しかしこのことは妨害でない限り
ゆがみコントロールのためにこのテスト線が、例えばい
くらかのアナモルヒイムスを避けるために投入される。

ここでは時々この補正を実施することだけで十分である
。

一方第７ｂ図によると全ての参照マークは直接ウェハに
あり、８つの照射線によりウェハ上のマークとの直接の
関連が可能である間、このような関連は第９図に示すよ
うに絶対的に必要ではない。

それ故又マスクのマーク１４はイオンテスト線により今
やウェハの上でなく参照板３１の上に配置されているマ
ーク２２に写像されることができ、それに対し、ウェハ
の別のマーク、すなわちマーク２１は割れ日清内にある
。したがって参照板３１を用いて、投射されるイオン像
をＸ方向、　Ｘ方向の空間に、回動及び縮尺に関して、
そこからウェハとの関連が作り出されることができるよ
うに安定して位置決めされることができる面を作ること
がうまくいく、このことは例えば、ウェハがマーク２１
をすでに装備していることなしに、照射を行うことを可
能にする。例えばリトグラフィー装置を用いてマーク構
造の尚登録マークをもたないウェハ上への第１の照射が
行われると、マスク構造に属する参照板３１の構造への
位置合わせ照射線の捕捉（Ｅｉｎｒａｓｔｅｎ）により
投射されるイオン像のための空間安定的系が作り出され
ることができる。ウェハでの正確に位置決めされたチッ
プ照射は参照板に対してテーブルの相対位置をレーザイ
ンタフヱロメータを介してコントロールされるときには
、参照板の下にあるテーブルの運動により行われること
ができる。

第５図、第６図、第８図で回転可能に実施されるシャッ
タは類似の方法で又直線状に運動可能なシャッタとして
実施されることができる。

更に具体的に第５図と６図に示されたシャッタ装置と使
用方法はイオン投射系に限定されず、類イ以又は光学リ
トグラフィー系、レントゲンリトグラフィー系及び電子
リトグラフィー等にも使用されることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図はマスク温度１．の冷却管の温度Ｌ□及
び穴対照射線力率Ｉとの関係を示す図、第３図は冷却管
とイオン源により照射されるマスク並びにシャッタの配
置を示す略図、第４回は本発明により形成されるイオン
投射リトグラフィー装置の上部を後続のイオンレンズ系
なしに示す略図、第５図はマスク及び照射線源に対し視
野の方向で回転する本発明に係るシャッタの断面図、第
６図は位置合わせシャッタの第５図を変形した実施例を
示す図、第７ａ図と第７ｂ図はマスクのデザイン構造を
もつテンプ状照射の可能性を示す回で、第７ａ図は４つ
の位置合わせマーク開口部と第５図のシャッタを有する
マスクの使用に相当し、第７ｂ図は位置合わせマーク開
口に相当する８つの照射線まで適当するウェファ−登録
マークにより使用される第６図に示す場合を示す図、第
８図はシャッタの特に有利な実施例を示す図、第９図は
参照板の斜視図である。１・・・照射線源　　　　２・・・照射線路３・・・冷
却面　　　　　４・・・室５・・・ンヤソタ　　　　８・・・マスク代理人　　弁
理士　小　林　和　憲（ほか１名）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）照射線用透過性構造部を有する、電磁的又は粒子
線を使用するリトグラフィー装置のための照射されるマ
スクを安定化するための装置において、マスク（８）と照射線源（１）の間とマスクの後の少な
くとも一方に、照射線路（２）を囲むように、導電材料
から作られマスクより低い温度を有する一つ又は複数の
冷却面（３）が照射線路（２）の軸線から同じ間隔で取
付られており、その際冷却面（３）の照射線路（２）の
軸線からの間隔が前記構造部を含むマスクフォイルの領
域の縁部の照射線路（２）の軸線からの間隔より大であ
ることと、マスク（８）が壁の加熱により一定温度に調
節された室（４）内に配置されており、該室（４）内で
は照射線路内にあり室壁の閉鎖可能な穴の後に可動であ
ることと、前記穴が前記室壁の一部を形成する絞り装置
（シャッタ５）により閉鎖可能であることと、前記穴の
後で照射線路内にマスクが配置されているときに冷却面
（３）がマスク（８）の視野内にあり、それによりマス
クへの照射線の温度作用が冷却面により補正可能であり
、マスクが又照射の際ほぼ室温を維持することを特徴と
する装置。
（２）室（４）内にマスク交換器（６）と絞り装置（５
、７）とが照射線を部分的に又は全体的に絞るために配
置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
（３）絞り装置（５、５′、７）が照射線もしくは冷却
線の中止の際に自動的に閉じることを特徴とする請求項
１又は２に記載の装置。
（４）絞り装置（５′、７）がそれ自身公知の態様で回
転素子又は直進動素子として形成されており、回転素子
の場合に絞り装置として回転軸が照射線路（２）の外側
に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の装
置。
（５）マスク（８）の下に付加的冷却面（３′）を配置
する場合、絞り装置（７）はマスク（８）と付加的冷却
面（３′）との間に配置されていることを特徴とする請
求項１〜４のいずれか１つに記載の装置。
（６）冷却面（３）が照射線路（２）の軸線に共軸状に
配置されたそれ自身公知の冷却管として形成されている
ことを特徴とする請求項１又は５に記載の装置。
（７）単数又は複数の冷却面が、その照射線路に面した
面に溝を有し、該溝は傾斜側面を有するねじ（１４）に
より形成されることを特徴とする請求項１又は６に記載
の装置。
（８）冷却面（３）の内壁が吸収助勢材料、特にグラフ
ァイトにより被覆されていることを特徴とする請求項６
又は７に記載の装置。
（９）単数又は複数の冷却面（３）に、上を閉じるよう
に照射線源（１）の近くまで達する１つ又は複数の覆い
面（３″）が設けられていることを特徴とする請求項１
、６、７又は８に記載の装置。
（１０）マスク（８）の冷却面（３）に面した表面は熱
放射を助勢する材料、特にグラファイトにより被覆され
ていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに
記載の装置。
（１１）マスクを囲むリトグラフィー装置を形成する、
マスクの照射線冷却用冷却面を特徴とする請求項１〜１
０のいずれか１つに記載の装置。
（１２）シャッタの運動方向に延び、運動方向に対して
横に互いに雌された長穴（９）の対が配置されているこ
とと、斯かる穴の対がシャッタの運動方向に間隔をおい
て前後が続いていることと、各長穴対の間に夫々１つの
四角穴（１１）がマスク（８）を選択的に開放及び覆い
をするために配置されていることと、１対の穴の各穴が
マスク（８）上の位置合わせマークに関連する照射線路
の領域にあることとを特徴とする、請求項１〜１１のい
ずれか１つに記載のマスクを安定化する装置を有する照
射線リトグラフィー装置のため、特にリトグラフィー装
置のためのシャッタ。
（１３）各対の長穴（９）の間に配置された穴（１１）
が穴対の長穴（９）の夫々より短く、穴（１１）のシャ
ッタの運動方向に対して横に延びる緑が長穴（９）の端
部と一線に並んでいることを特徴とする請求項１２に記
載のシャッタ。
（１４）シャッタは１つの軸線のまわりに回転可能に支
承され、長穴対が半径方向に互いに間隔をおいてシャッ
タの回転軸線に同軸状に延びる円環セクタを形成するこ
とと、四角穴（１１）がシャッタの回転軸線に対し同軸
状に延びる２つの円弧縁を有することを特徴とする請求
項１２又は１３に記載のシャッタ。
（１５）シャッタの運動方向に前後して続く穴（３０、
２４）を有するシャッタ（７）がシャッタの運動方向に
延ぴる互いに平行な縁（Ｂｅｒａｎｄｕｎｇｅｎ）を具
備することと、前後して続く穴（３０、２４）は中央に
拡がり部（１７、２８）を有する細条（１６、２９）に
より互いに分離されていることと、拡がり部（１７、２
８）がマスク（８）のデザイン場（１２）に関連する照
射線路を覆うこととを特徴とする請求項１〜１１のいず
れか１つに記載のマスク冷却装置を有する照射線リトグ
ラフ線路を覆うことを特徴とする請求項１６に記載のシ
ャッタ。