JPS615518A

JPS615518A - 露光用マスク

Info

Publication number: JPS615518A
Application number: JP59125041A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Hayashi; 豊林
Original assignee: Nikon Corp; Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1984-06-20
Filing date: 1984-06-20
Publication date: 1986-01-11

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】〔発明の技術分野〕。

本発明は、半導体装置例えばＩＣなどの製造プ□ロセス
において使用される露光装置用のマスクにかかるもので
あり、特にＸ線露光用のマスクに関するものである。　
□ 〔従来技術〕Ｉ　Ｃ、ＬＳＩあるいはＶＬＳＩなどの製造プロセスに
は、所定のウェハ上にデバイスを形成するため、必要な
パターンを該ウェハ上に描画するプロセスが含まれてい
る。

このパターン描画には写真製版技術が応用されておシ、
一定の露光装置を用いてウェハ上へのパターン描画が行
なわれる。露光源としては、一般に紫外線あるいは遠紫
外線が用いられて１！りが、■、ＳＩ用としては電子ビ
ーム、Ｘ＠あるいはイオンビームなどが微細加工の必要
性から使用されるようになっている。また、Ｘ線などを
使用すると、パターンの精度が向上するという利点もあ
る。

露光方式としては、まず密着方式（コンタクト露光）が
ある。この方式は簡便ではあるが、マスクあるいはウエ
ノ・に傷が付きやすいという不都合がある。そこでマス
クとウニ／・の接触を避けるため、マスクとウエノ・を
極くわずか離すようにした近接方式（プロキシミテイ露
光）がある。

他方、ウエノ・上に同一のパターンを転写する方式とし
ては、一括形と、ステップアンドリピート形がある。一
括形では、マスクに同一パターンが複数配列され、一度
の露光操作で同一パターンがウェハ上に複数転写される
。ステップアンドリピート形では、マスクにはパターン
が１つ又は数個（マルチダイ）のみ形成され、ウエノ・
を載置したウェハステージをマスクに対して相対的に移
動させて複数回の露光操作が行なわれる。

従来のプロキシミテイ露光用のマスク装置は、マスクパ
ターン面とウエノ・表面とを平行状態のまま近距離例え
ば１０ないし５０μｍ程度に接近させて露光を行なうよ
うになっている。このためマスクの上面がマスクホルダ
下面に真空吸着され、これによってマスクが位置保持さ
れるようになっている。

しかしながらこのような保持方法では、例えば真空吸着
を行う真空排気系の気密が何らかの原因で破られて真空
圧が低下した場合には、マスクがマスクホルダから落下
する。このような現象は、制御系の誤動作によシ真空配
気系がしゃ断された場合にも生ずる。マスクがウエノ・
上あるいはウェハステージ上に落下すると、マスクに損
傷が生ずるのみならず、ウエノ・ステージの補修点検を
行う必要があシ、装置を動作可能な状態に復起させるた
めには長時間を必要とする。

また、マスク保持の別の形態として、マスクがマスクホ
ルダ上面に真空吸着されて保持されている場合には、真
空圧が低下した場合であっても、マスクがウェハあるい
はウェハステージ上に落下することはない。しかしこの
タイプでは、マスクホルダによってウェハステージの移
動が規制される。従って、ウエノ・をマスクのパターン
領域外に　　　”移動させることが困難となり、ステッ
プアンドリピート形の露光を行うには好適ではない。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであシ、その
目的は、真空配気系の故障等が生じてもマスクがマスク
ホルダから落下することなく良好に保護される露光用マ
スクを提供することである・本発明の他の目的は、装置
機能特に真空配気系の機能回復彼達やかに露光操作を再
開できる露光用マスクを提供することである。

本発明の更に他の目的は、ステップアンドリピート形の
露光を行うに好適な露光用マスクを提供することである
。

〔発明の概要〕

本発明による露光用マスクによれば、原画パターン（１
３４、２３４、３，１５４’）が形成された薄膜（１３
６，２３６，３３＋５　）の周辺部は、原画パターンの
露光可能なように支持部材（本体１３０　、２３０　。

３３０、フレーム１３２　、２３２　、３３２　）に支
持されている。この支持部材のうち、前記薄膜の支持位
置から所定量前れた位置には、係止手段（１０８。

２６８）が設けられている。この係止手段が露光装置に
懸架されることによシ薄膜が支持される。

本発明の主要な実施態様の１つによれば、前記支持部材
は、薄膜を支持する円形の枠体（フレーム１３２　、２
３２　、３３２　）と、一端が該円形枠体に固着された
筒状部材（１３０、２３０、５５０）とを各々含み、前
記係止手段は、該筒状部材の他端外方に突出して形成さ
れたフランジ部１０８　、２３８　を含ｔｒ。

〔発明の実施例°〕

以下、本発明にかかる露光用マスクを添附図面に示す実
施例に基づいて詳細に説明する。

第１図には、本発明にかかる露光用マスクが使用される
Ｘ線露光装置（以下「Ｘ線ステッパ」という）の−例が
示されている。この図において、矢印ＦＡ　、　ＦＢの
如く移動可能々テーブル１００の左方には、後述するマ
スク搬送機構１０２が設けられている。

パターンの転写対象であるウェハ１０４は、テーブル１
００上に載置される。とのウェハ１０４の上方には、本
発明に係るマスク１０６が配置されておシ、マスク１０
６はウェハ１０４と対向するパターン面から一定距離の
高さ位置の周縁に設けられたフランジ１０８によってマ
スクホルダ１１０に懸架状態で保持されている。

このマスクホルダ１１０の上方には、アライメント用の
顕微鏡１１２が配置されておシ、更にこの上方には、Ｘ
線源用の真空チャンバ（以下「Ｘ線チャンバ」という）
１１４が配置されている。Ｘ線チャンバ１１４内には、
電子銃１１６及びＸ線用ターゲット１１８が備えられて
おり、電子銃１１６から発射された電子がＸ線用ターゲ
ット１１８に衝突することによって軟Ｘ線が発生するよ
うになっている。

このＸ線は、Ｘ線チャンバ１１４に設けられた窓１２０
及びヘリウムガスを満したベリラムチャンバー１１９を
介してマスク１０６に達し、露光が行なわれるようにな
っている。

次に、本発明にかかる露光用マスクの第１実施例につい
て説明する。第２図には、かかる実施例におけるマスク
ホルダの平面図が示されている・また、第６図には、か
かる実施例におけるマスクの平面図が示されている。こ
のマスクを第１図に示すマスク搬送機構１０２によって
マスクホルダに装着した状態における端面図が示されて
いる。この端面の方向は、第２図における■−ｗ線に担
った端面の方向に対応する。　　　　１．．４１，７２
、これら第２図ないし！４図において、マスクホルダー
１０は、中央部に開口１２２を有する円板状に形成され
ている。開口１２２に臨む端縁は、約６００の角度で分
割されておシ、□フランジ部１２４が交互に設けられて
いる。これらのフランジ部１２４は、上方に突出して形
成されておシ、上面には円弧状のマスク吸着用溝（以下
「吸着用溝」という）１２６が各々形成されている。他
方、フランジ部１２４の間には、開口１２２に臨む端縁
に沿って円弧状の切欠き部１２８が形成されている。す
なわち、マスクホルダー１０の内側端縁には約６０°の
角度をもって、フランジ部１２４と切欠き部１２８とが
交互に形成されている。

を次に、マスク１０６ハ、円筒状の本体１３０を中心とし
て構成されている。この本体１３０の下側には、中央に
開口を有するシリコンなどによって形成された環状のフ
レーム１３２が固着されており、このフレーム１３２に
は、パターン１３４を有する薄膜１６６が張設されてい
る。本体１３０の上方外周端には、約６０°の角度をも
って扇状のフランジ部１０８゛が設けられている。本体
１６０の外径は、前述したマスクホルダ１１０の開口１
２２の径に対応しておシ、第４図に示すように、マスク
１０６のフランジ部１０８がマスクホルダ１１０のフラ
ンジ部１２４の上面に当接し得るように形成されている
。また、マスク１０６のフランジ部１０８の間には、マ
スクホルダ１１０のフランジ部１２４が挿通できる切欠
き部１４０が形成されている。このマスク１０６のパタ
ーン１３４には、位置合せ用のマーク１４２　、１４４
が付されている。

他方、前述したマスク搬送機構１０２は、そのテーブル
が第４図に示す矢印ＦＣ，’ＦＤの如く回転及び上下動
可能に構成されている。ま穴、マスク搬送機構１０２の
テーブルの上面には、吸着用溝１４６が円周状に形成さ
れている。

次に、上記実施例の全体的作用について説明する。まず
、第３図に示すマスク１０（５は、マスク搬送機構１０
２のテーブル上に載置される（手動又畔自動）。次に、
マスク搬送機構１０２においてマ、スク１０６の真空吸
着が行なわれるとともに、マスクホルダ１１０の真、下
にマスク１ｏ６が位置するようにテーブル１００を移動
させる。

次に、マスク搬送機構１０２のテーブルを回転させて、
マスク１０６のフランジ部１０８が、マスクホルダ１１
０の切欠き部１２８の位置と対応するようにマスク１０
６の配置を変更する。第２図及び第３図に示されている
マスクホルダ１１０及びマスク１ｏ６の位置は、ちょう
どそのような位置となっている。

この位置合せには、マスク１０６のパターン１３４に付
随して設けたマーク１４２　、１４４が使用される。

すなわち、マーク１４２　、１４４は、フランジ部１３
８又は切欠き部１４０に対して一定の方向を示すＭ−Ｍ
＠に沿った位置上に設けられている。従っ下、アライメ
ント用顕微鏡１１２を用いてマーク１４２゜１４４を確
認しつつマスク搬送機構１０２のテープルの回転を行い
、上述した位置合せを行うようにする。ただし、ここで
はマスク搬送機構１０′２のテーブルの回転以置決め精
度がよければ、アライメント用顕微鏡１１２をわざわざ
用いる必要はない。

かかる位置合せの後、マスク搬送機構１０２のテーブル
が上方に移動される。このとき、マスク１０６のフラン
ジ部１０８は、マスクホルダ１１０の切欠き部１２８を
通過して７ランク部１２４の上面よシ上方に移動される
。

次に、マスク搬送機構１０２のテーブルが回転され、マ
スク１０６のフランジ部１０８がマスクホルダ１１０の
フランジ部１２４の上面に位置するようにマスク１０８
の回転移動が行なわれる。この位置決めにおいても、前
述したマーク１４２　、１４４が使用される。すなわち
、２本のアライメント用顕微鏡１１２によってマーク１
４２　、１４４がともに検出されるようにマスク搬送機
構１０２のテーブルの回転が行なわれ、マスク１０６の
フランジ部１０８がマスクホルダ１１０のフランジ部１
２４に重なるように位置決めされる。

次に、マスク搬送機構１０２のテーブルが降下されると
ともに、マスクホルダ１和において真空吸着が行なわれ
、吸着用溝１２６によってマスク１ｏ６がマスクホルダ
１１０に懸架状態で吸着固定される。

この後、マスク搬送機構１０２における吸着用溝１４６
による吸着が解除され、マスク搬送機構１０２のテーブ
ルが更に下降し、また、テーブル１００によってマスク
搬送機構１０２は第１図に示す位置に退避する。

以上の操作によってマスク１０６のマスクホルダ１１０
に対するセツティングが完了する。この状態について考
察すると、マスク１０＜５は、フランジ部１０日がマス
クホルダ１１０のフランジ部１２４に対して真空吸着さ
れることによって保持されている。

このため、真空排気系に故障等が生じたような場合であ
っても、マスク１０６がマスクホルダ１１０がら落下す
るおそれがない。さらにマスク１ｏ６のパターン１３４
は、本体１３０によってマスクホルダ１１０よシ下方に
突出するように配置されることと　　　　（なる。す力
わちマスク１０６のパターン面からフランジ部１０８の
下面までの高ざを、マスクホルダ１１０のフランジ部１
２４の上面から下面までの厚さよりも大きくなるように
定めた。このため、第１図に示すように、ウェハ１０４
の移動がマスクホルダ１１０によって妨げられるおそれ
がない。従って、ステップアンドリピート形の露光を良
好に行うことができる。

次に、本発明の第２実施例について第５図及び第６図を
参照しながら説明する。

第５図にはマスクホルダに対しマスクを装着した状態の
端面が示されている。なお、一部に破断されて諭ない部
分が含まれている。第６図には、マスクホルダの平面図
が示されている。第５図の破断は、第６図ではｖ−Ｖ＃
に沿りた方向に対応する。これら第５図及び第６図にお
いて、マスクホルダ２１０は、中央部に開口２２２を有
する円環状に形成されている。開口２２２に臨む端縁は
約１８０の角度で２分割され、フランジ部２２４が各々
円弧状に設けられている。これらの７ランク部２２４は
、上方に突出して形成さ五ており、上面には円弧状の吸
着用＠２２６が各々形成されてφる。他方、７ランク部
２２４の端部間には、略コ字状の窓部２２８が切欠いて
形成されている。

次に、１スク２０８は、円筒状の本体２３０を中心に構
成されている。この本体２３０の下側には、第５図に示
すように、中央に開口を有するフレーム２３２が固着さ
れておシ、このフレーム２３２ＫＦｉ、パターン２３４
を有する薄膜２３６が張設されている。

本体２３０の上方外周端には、全周にわたってフランジ
部２３８が設けられている。本体２３ｏの外径は、マス
クホルダ２１０の開口２２２の径に対応しておシ２マス
ク２０８が上方からマスクホルダ２１０の開口２２２内
に挿通し得るようになっている。

他方、本実施例では、マスク搬送機構２０２は、マスク
ホルダ２１０の上方に配置されており、矢印ＦＥの如く
上下動可能な腕部２５０と、該腕部２５０の端部に一組
設けられた矢印ＦＦの如く回動可能なつめ部２５２とが
各々設けられている。これらのつめ部２５２には、先端
が略し字状に曲折されて保持部２５４が各々形成されて
おり、保持部２５４の内側には吸着用溝２５６が各々形
成されている。

次に上記実施例の全体的作用について説明する。

まず、マスク搬送機構２０２のつめ部２５２を開閉して
マスク゛２０Ｂのフランジ部２３８を保持部２５４によ
って保持する。次に、マスク２０８をマスクホルダ゛２
１０の開口２２２内に嵌入させ、引き続いて真空排気系
を動作させ、吸着用溝２２６によって真空吸着を開始す
る。この状態で、マス負部２５０を下降に移動きせる。このとき、りめ部ルダ
２１０の窓部２２８を挿通する。

以上の動作により、マスク２０Ｂのフランジ部２３８ジ
部２２４の上面に当接することとなる。この時点で、マスクホルダ６により
てマスク２０８を吸着する。同時に、マスク搬送機構２０２の真空排気系を停止
し、吸着ｔｌ！２５６によるマスク２０８の吸着を解除
する。以上の操作によりマスク２０８は、マスクホルダ
２１０に装着されることとなる。

次に、マスク搬送機構２０２のつめ部２５２を開き、腕
部２５０を上昇させる。７このとき、つめ部２５２は。

マスクホルダ２１０の窓部２２８を通して上方に移動す
ることとなる。以上の操作によυ、マスク搬送機構２０
２が退避し、マーｉ　ｆｉ　２０８のマスクホルダ２１
０に対するセツティングが完了する。この□秋癲が第５
図に示されている。

この実施例にお―ても、前述した第１実１１と同様に―
マスク２０８のマスクホルダ２１０カらア鴬下が良好に
防止され、また、ステツプア・ノドリピート形の露光が
可能でろる。

なお、上記絶ずれの実施例においても、マスクのセツテ
ィングが完了した後は、ウエノ’ｌるいはアライメント
用顕微鏡１１２がマスクの上方の所定位置にセットされ
、マスクとウニ・・の相対酷な位置決め動作の状態に移
行することとなる。しかるのに、アライメント用顕−鏡
１１２が軟Ｘ線路から退避して、露光が行なわれる。　
　− 次に、本発明のｉ３実施例について第７図を参照しなが
ら説明する。第７図には、マスクホルダに対′してマス
クを装着した状態の端面が示されて　　　２いる。この
第７図において、〜・クホ見ダ３１０は。

中央部に開口３２２を有する円板状に形成されている。

開口３２２に臨む端縁にはフランジ部３２４が全周にわ
たって形成されている。このフランジ部３２４は、開口
３２２の方向に延般して形成されておシ、下側には、円
周状に吸着用溝３２６が設けられて−る。　　　　　　
　　゛　　　　　□また、前１ランジ部′６２４の下側
の段部３５０に、Ｆｉ、、バネ３５２によって水平方−
向に移動可能にクリックストップ扇のボールクリヅ゛り
３５４が設けられている。このボールクリック３５４　
Ｖ！、、段部６５０の周囲に複数個設けられている。

他方、マスク３０８は、円筒状の本体３３０を中心に構
成されている。この本体３６０の下側には、中央に開口
を有するフレーム３３２が固着されておシ。

このフレ下ムロ５２にはパターン６６４を有する薄膜次
に・、上記実施例の全体的作用にりいて説明する。この
実施例では、第１図るるいは第４図に示されているマス
ク搬送機構１０２が使用される。このマスク搬送機構１
０２によってマス□り３０８　ｔｉ、マスクホルダ３１
０の直下に移動される。次に、マスク搬送機構１０２に
よってマスク３０８が上方に移□動されるが、このとき
、ポールクリック６５４が水平方向に移動してマスク３
０８の切欠き溝６５０に係合することとなる。同時にマ
スクホルダ３１０の一真□空排気系が動作し、吸着用溝
３２６によりてマスク６０８が吸着される。従って、！
スフ３０８は、ボールクリック３５４によるクリックス
トップ及び吸着溝６２６による吸着の両者によってマス
クホルダ３１０に支持されることとなる。このため、真
空排気系の故障等が生じてもマスク３０８の落下は生じ
ない。また、本体３３０によってパターン６６４がマス
クホルダ６１０よシも下方に位置しているので、ステッ
プアンドリピート形の露光を良好に行うことができる。

なお、以１の第３実施例において、マスク６ｏ８をポー
ルクリック３５４のみによって支持するようにしてもよ
い。

更に、上記−ずれの実施例においそも、マスクのセツテ
ィングの後は、マスクホルダを上下左右方向に移動させ
、ろるいは適轟な軸を中心として回動させることによっ
てウェハとマスクのギャップ合せやウェハに対するパタ
ーンの位置合せが行な、わ、れる。、、この操作は、例
えば第６図に示されて、、、ＶＳるマークをアライメン
ト用顕微鏡で確認すること、によって行なわれる。

なお、本発明は、何ら上記実施例に限定されるものでは
なく、形状９寸法を支障のない範囲内で変更することは
任意でろる。例えば、第５図及び第６図に示す実施例で
は、マスクをその平面が四角形状となるようにし、マス
クホルダの７ランク部をかか企四角形状の周縁に対応す
るように形成し、適宜箇所に切欠き部や窓部を形成する
ようにしても、同様の作用効果を得ることができる。

また、いずれの実施例も、露光源がＸ線の場合に限定で
れるものではなく、他の光源例えば遠紫外（Ｄｅｅｐ　
ＵＶ）　　領域の光が使用される場合でろっても本発明
は適用されるものでるる。その他、パターンが形成され
ている薄膜は、シリコンなどで形成した円板に対して張
設し、この円板を円環状の本体に対して固着す右ことと
したが、フレーム１３２、２３２．　り３２を省略して
、本体１３０．２３０．３３０に対して直接薄膜を張設
するようにしてもよ―。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明による露光用マスクによれば
、真空排気系の故障等が生じてもマスクがマスクホルダ
から落下するおそれがなく、マスクの損傷、ウェハステ
ージの汚損などが防止されるとともに、露光操作を速や
かに再開でき、また、パターン面がマスクホルダよりも
ウェハ側に位置しているので、ウェハの移動がマスクホ
ルダによって制限されるおそれがなくステップアンドリ
ピート形の露光操作を容易に行うことができるという効
果がある。

また、実施例においてマスクのパターン面とウェハ面と
の平行をとる場合においても１円環状の本体ろるいはこ
の本体に設けられた７ランク部の　　　　”下面からパ
ターン面までの高さを調整することによって容易に平行
の調整を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる露光用マスクが使用されるＸ線
ステッパーの一例を示す一部破断した正面図、第２図は
本発明の第１実施例におけるマスクホルダを示す平面図
、第６図は第１実施例におけるマスクを示す平面図、第
４図、は第１実施例におけるマスクのセット状態を示す
端面図、第５図は本発明の第２実施例を示す端面図、第
６図は第２実施例のマスクホルダを示す平面図、第７図
は本発明の第３実施例を示す端面図でめる。１０４・・・ウェハ、１０６．２０８　、３０８・・・
マスク、１１０．２１０　、３１０・・・マスクホルダ
、　１０８　、１２４　。２２４　、２３８　、３２４・・・フランジ部、１２８
　、１４０・・・切欠き部、　　１！ｉ４　、２３４　
、５５４・・・パターン、１３６　、２３６　。６６６・・・薄膜％２２８・・・窓部、１４２　、１４
４・・・マーク、６５２・・・バネ、６５４・・・ポー
ルクリック。代理人　弁理士　木　村　三　朗第１図第Ｚ図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）所定の原画パターンを露光装置を使用して被露光
基板に転写するための露光用マスクにおいて、前記原画
パターンが形成された薄膜と、該薄膜の一方の面側に固
着されるとともに、該薄膜のうち前記原画パターンが形
成されている部分を除く周辺部を支持する支持部材と、
該支持部材のうち前記薄膜を支持する位置から薄膜面に
対して高さ方向に所定量離れた位置に設けられるととも
に、前記薄膜を前記支持部材を介して前記露光装置に懸
架状態に係止する係止手段とを各々含むことを特徴とす
る露光用マスク。
（２）前記保持部材は、前記薄膜を支持する円形の枠体
と、該円形枠体に一端が固着された筒状部材とを各々含
み、前記係止手段は、該筒状部材の他端外方に突出して
形成されたフランジである特許請求の範囲第１項記載の
露光用マスク。