(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
枠状のペリクルフレームと、前記ペリクルフレームの軸方向の一方の端部に張り渡されたペリクル膜と、前記ペリクルフレームの軸方向の他方の端部に設けられた接着剤層とを備えるペリクルを、前記接着剤層を介してマスクに貼り付けるペリクル貼付装置であって、  前記マスクを支持するマスク支持部と、  前記マスク支持部に支持された前記マスクに前記接着剤層を向けた状態で複数の押圧用突起部を介して前記マスクに対して離れる方向に移動不能に前記ペリクルフレームの前記軸方向の一方の端部を支持するペリクル支持部と、 前記ペリクル支持部を前記マスク支持部に対して離間接近する方向に移動させる移動手段と、 前記ペリクル支持部と前記移動手段との間にＸＹテーブルを介して設けられ、前記ペリクルを前記マスクに貼り付ける時の前記ペリクルと前記マスク間の平行方向ズレを緩衝させて両者の平行度を補正する平行度補正機構とを備え、  前記複数の押圧用突起部は、前記軸方向の一方の端部に当接して該端部に対してそれぞれ均一の押圧力が発揮されるように構成されると共に前記離間接近する方向に変形可能または移動可能に構成されており、 前記各押圧用突起部は、圧力媒体の給排により膨張伸縮する袋状の膜構造体で構成され、 前記各押圧用突起部を構成する前記膜構造体の内部は互いに連通されており、 前記膜構造体は、前記ペリクルフレームの端部の一辺において等間隔かつ各辺で同個数になるように配置され、かつ当該配置の重心が偏りなく、前記ペリクルフレーム全体に均一な圧力がかかるように配置され、 さらに、前記膜構造体への圧力媒体の給排を行なう給排手段を備えている、  ことを特徴とするペリクル貼付装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスなどの製造に用いられる露光用マスクの製造において、特にペリクルをマスクに装着するためのペリクル貼付装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体集積回路の製造におけるリソグラフィ工程、特に投影露光工程では、石英ガラスの透明基板上に遮光性膜や半透過性膜などの薄膜からなるパターンを形成したフォトマスク（以下、単にマスクともいう）をウェハへのパターン転写用原版として用いている。この工程ではステッパーと呼ばれる縮小投影露光装置を用いて、水平に設置されたマスクを介して光をウェハに照射し、ウェハ上の感光性樹脂層（フォトレジスト）に所定のパターンを露光転写する。
【０００３】
近年のリソグラフィ工程においては、マスクのパターン上に異物が付着するのを防ぐため、一般にペリクルと称する保護膜付き部材をマスク上に貼り付け、マスクパターンを異物付着から保護することが行われる。ここで、「ペリクル」とは、露光光を透過する高分子薄膜からなる透明なペリクル膜と、金属製または金属化合物製のペリクルフレーム（枠）とから構成されてなるものを指し、前記ペリクルフレームは上面および下面を開口部とした箱状の枠であり、前記ペリクル膜はペリクルフレーム上面の開口部に張り渡すように接着されている。
【０００４】
ペリクルをマスクに装着する作業の一例を説明する。近年、この作業は通称「ペリクルマウンタ」と呼ばれるペリクル貼付装置を用いて行われる。まず、予めフォトマスクをマウンタのステージ上に載置し、ペリクル貼付部で位置決めする。その後マスクをステージ上で固定し、ペリクルフレーム下面に接着剤層を形成してあるペリクルをマスク上の回路パターンを覆うように配置する。そしてペリクルに所定の押圧力を加えてマスクに圧着させ、所定時間その押圧力を維持して貼り付けることにより、ペリクルがマスクに強固に固定して装着される。
【０００５】
前記のペリクル付きマスクを用いて得られる具体的な効果としては、例えば半導体用ウェハへの投影露光を行う際にペリクル膜上に異物が付着したとしても、ペリクルフレームの高さは通常３〜６ｍｍ程度あり、マスク表面とペリクル膜表面とはこの高さ分の距離がある一方で、投影光学系の焦点はマスク表面のマスクパターンに合わせられるため、ペリクル膜上の異物はウェハの被露光面に焦点が合わず、光学像としていわゆる「ぼけ」を生じる。
【０００６】
そのため、前記ペリクル膜上に付着した異物がある程度小さければ、ウェハ上で欠陥パターンとしては転写形成されない。もちろん充分に大きい異物であれば転写されうるが、そのような大きい異物が露光工程でマスクに付着することは、少なくともマスク製造工場内および半導体製造工場の通常のクリーンルーム内の作業環境であれば、殆ど問題にならない程度の発生率である。
【０００７】
従って、このようなペリクル付きマスクを用いることによって微小な異物による欠陥パターンの転写形成を防止することができ、これにより露光工程における製品の欠陥発生率は大きく低下し、歩留まりが向上する。
【０００８】
ペリクルを貼り付けると、マスクの平坦度が変化する場合がある。マスクの平坦度が変化すると、ウェハへの投影露光工程においてマスクパターン面の焦点ずれを生じるため、ウェハ上の転写パターン特性において焦点深度特性が劣化し、転写パターンの位置ずれや寸法ずれ、形状不良が生じるなどの不具合が起きるという問題がある。
【０００９】
なお、前記のマスク平坦度とは、マスク基板の外周領域（一般的には基板の四辺の端部から内側に５ｍｍまでの枠状の領域）を除いた内側の領域を測定範囲として、ペリクルエリア内の最小二乗平面からのずれの最大値と最小値の差（TIR:Total In Range）の値を表す。実際には、平面に近い面でのごくわずかな曲面的歪みを測定することになるが、測定範囲内の測定位置をＸＹ軸座標で表し、測定した凹凸の値をＺ軸座標で表せば、測定値はＸＹ平面での２次元分布として表される。
【００１０】
ペリクル貼り付けに伴うマスク平坦度の変化には、ペリクル材料要因（ペリクルフレーム平坦度、接着剤平坦度）、マスク材料要因（温度膨張、初期形状、重力撓み）に圧着工程要因（マスク保持器具形状、ペリクル保持器具形状、圧着力分布、圧着後経時変化）が複雑に関係しているため、その因果関係を単純に分解することは出来ない。しかし、最近の調査の結果、ペリクルフレームの平坦度がマスク平坦度変化に非常に大きな影響を及ぼしていることが分かってきた。
【００１１】
ペリクルを貼り付けるためにマスクに圧力を加える際、圧力はマスクに均等にかけることが基本である。もし均等な圧力になっていない場合は、ペリクルもしくはマスク自体の平坦性に歪みが生じる可能性がある。
しかし、一般に半導体用マスクはパターン面で平坦度２μｍ以下が、最近では１μｍ以下の非常に均一な平坦度を有するのに対し、ペリクルフレームはそれより一桁大きい数十μｍ程度であることが現実である。
【００１２】
マスクは合成石英ガラスを基板材料としているが、そのヤング率（弾性係数）は一般に７×１０の１０乗（Ｎ／ｍ２）程度であって、前述のようにペリクル貼付時においてもマスクはわずかに歪みを生じ、マスク平坦度に影響を与える。
【００１３】
また、一般にペリクルは肉厚が２ｍｍ程度、高さが３〜６ｍｍ、外形１５０ｍｍ程度のアルミニウム製フレームに膜が貼られているもので、ペリクルが一般にステンレス製のペリクル保持機具を介し、２００〜３００Ｎの力でマスクに圧着されると、マスク材に比べヤング率が低いペリクルがマスクに合わせて変形することになる。しかし、これは弾性変形であり、ペリクル圧着工程が終了するとペリクルフレームが元に戻ろうとする。この際の変形応力によりマスクが歪んでしまうと考えられる。
【００１４】
また、ペリクルには０．５ｍｍ程度の厚さで粘着剤が塗布されており、これが本来の目的であるマスクへの接着効果の他に、マスク−ペリクル間の平坦度差を緩衝する役割もある程度果たしていると考えられる。しかし、実際は圧着時にペリクル保持機具によってペリクルが変形してしまう要素が強く働き、その緩衝効果を発揮できていないのが現実である。
【００１５】
特に近年は半導体回路の微細化が顕著に進展しており、ウェハパターンの欠陥やパターン寸法値の要求特性は非常に厳しくなっているので、マスクに対する要求特性も厳しく、防塵のためのペリクル装着は必須であると同時に、前記のようなペリクルの歪みによるマスク平坦度への影響が無視できなくなってきている。
【００１６】
具体的には、石英ガラス基板の平坦度は、例えば基板の外形寸法が１５２ｍｍ角で板厚が６．４ｍｍの場合、通常は平坦度の規格が、０．５μｍ以下の基板を用いている。前述のように近年は更に高い平坦度が要求されており、マスクとして、平坦度が０．３μｍ以下であることが必要となってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開平０４−７０６５７号公報
【特許文献２】特許第３２４２６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は以上の問題に鑑み、ペリクルの歪みによるマスク平坦度への影響を無視できるペリクル貼付装置を提供することを目的とする。
【００１９】
マスクにペリクルを貼り付ける際にペリクルを変形させずにマスクに貼り付けることを特徴とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明において、上記の課題を解決するために、請求項１記載のペリクル貼付装置は、枠状のペリクルフレームと、前記ペリクルフレームの軸方向の一方の端部に張り渡されたペリクル膜と、前記ペリクルフレームの軸方向の他方の端部に設けられた接着剤層とを備えるペリクルを、前記接着剤層を介してマスクに貼り付けるペリクル貼付装置であって、前記マスクを支持するマスク支持部と、前記マスク支持部に支持された前記マスクに前記接着剤層を向けた状態で複数の押圧用突起部を介して前記マスクに対して離れる方向に移動不能に前記ペリクルフレームの前記軸方向の一方の端部を支持するペリクル支持部と、前記ペリクル支持部を前記マスク支持部に対して離間接近する方向に移動させる移動手段と、前記ペリクル支持部と前記移動手段との間にＸＹテーブルを介して設けられ、前記ペリクルを前記マスクに貼り付ける時の前記ペリクルと前記マスク間の平行方向ズレを緩衝させて両者の平行度を補正する平行度補正機構とを備え、前記複数の押圧用突起部は、前記軸方向の一方の端部に当接して該端部に対してそれぞれ均一の押圧力が発揮されるように構成されると共に前記離間接近する方向に変形可能または移動可能に構成されており、前記各圧用突起部は、圧力媒体の給排により膨張伸縮する袋状の膜構造体で構成され、前記各押圧用突起部を構成する前記膜構造体の内部は互いに連通されており、前記膜構造体は、前記ペリクルフレームの端部の一辺において等間隔かつ各辺で同個数になるように配置され、かつ当該配置の重心が偏りなく、前記ペリクルフレーム全体に均一な圧力がかかるように配置され、さらに、前記膜構造体への圧力媒体の給排を行なう給排手段を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、ペリクルのマスクへの貼り付け時に、ペリクル膜が張られたペリクルフレームの軸方向の他方一方の端部の平坦度のばらつきを、複数の押圧用突起部が変形または移動することで吸収する。
また、ペリクル膜が張られていないペリクルフレームの軸方向の他方の端部の平坦度のばらつきを接着剤層が変形することで吸収する。
これによりペリクル支持部側からペリクルフレームへの力が均等となり、また、ペリクルフレームからマスクへの力が均等となる。
したがって、ペリクルを何ら変形することなくマスクへの貼り付けが可能となる。
すなわち、本発明のペリクル貼付装置によれば、マスクがペリクルフレームの歪みの影響を受けてマスク平坦度は変化することがなくなり、ウェハへの投影露光工程において転写パターンの位置ずれや寸法ずれ、形状不良が生じるなどの問題が無くなる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第一の実施態様におけるペリクル貼付装置の構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の第一の実施態様におけるペリクル貼付装置の構成の一例の一部を示す図である。
【図３】給排手段の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明のペリクル貼付装置およびペリクル貼付方法の実施形態を添付の図面を参照して詳細説明する。
【００２７】
ペリクル貼付装置１０は、ペリクル１２をマスク１４に貼り付ける装置である。
ペリクル１２は、枠状のペリクルフレーム１６と、ペリクルフレーム１６の軸方向の一方の端部に張り渡されたペリクル膜１８と、ペリクルフレーム１６の軸方向の他方の端部に設けられた接着剤層２０とを備えている。
ペリクル貼付装置１０は、筐体２２と、マスク支持部２４と、押圧用突起部である膜構造体２６と、ペリクル支持部２８と、移動手段３０と、給排手段３２とを備えている。
【００２８】
マスク支持部２４は、マスク１４をその厚さ方向に移動不能に支持するものである。
マスク支持部２４は、マスク載置部２４０２とマスク加圧フレーム２４０４とで構成されている。
マスク載置部２４０２は筐体２２の内部で支持され、マスク加圧フレーム２４０４はマスク載置部２４０２の上方に上下に移動可能に配設されている。
【００２９】
ペリクル支持部２８はマスク支持部２４の下方に設けられている。
ペリクル支持部２８は、膜構造体２６を支持しマスク支持部２４に支持されたマスク１４に接着剤層２０を向けた状態で膜構造体２６を介してマスク１４に対して離れる方向に移動不能にペリクルフレーム１６の一方の端部を支持するものである。
【００３０】
膜構造体２６は、柔軟性を有する膜から袋状に形成され、圧力媒体の給排により膨張伸縮する。
膜構造体２６は、ペリクルフレーム１６の軸方向の一方の端部に接触可能に設けられている。
膜構造体２６は、図２に示すように、ペリクルフレーム１６の軸方向の一方の端部の４辺に沿って互いに間隔をおいて複数配置されている。
膜構造体２６は、マスク支持部２４とペリクル支持部２８とが接近してペリクル１２をマスク１４に貼付する際、膜構造体２６からペリクルフレーム１６の軸方向の一方の端部に対してそれぞれ均一の力が作用するように構成され、かつ、軸方向の一方の端部の平坦度のばらつきに追従して、マスク支持部２４とペリクル支持部２８とが離間接近する方向に変形可能である。
なお、膜構造体２６の個数および配置位置は特に限定しないが、ペリクルフレーム１６の端部の一辺において等間隔かつ各辺で同個数になるように配置し、配置の重心が偏りなく、ペリクルフレーム１６全体に均一な圧力がかかるようにすることが好ましい。
【００３１】
ペリクル支持部２８は、移動手段３０であるサーボモータによりシリンダ３４、平行度補正機構３６、ＸＹテーブル３８を介して昇降される。
平行度補正機構３６は、貼り付け時のペリクル１２とマスク１４間の平行方向ズレの緩衝役割を果たすもので、シリンダ３４上で支持されている。
ＸＹテーブル３８は、ペリクル１２がマスク１４上の適正な位置に貼付けられるようにペリクル１２の位置を調整するものである。
ＸＹテーブル３８は、水平面内において直交する２方向にペリクル支持部２８を移動可能に支持し、平行度補正機構３６上で支持されている。
尚、図中４０は圧力センサを示している。
したがって、本実施の形態では、移動手段３０によりペリクル支持部２８が昇降し、ペリクル支持部２８で支持されたペリクル１２が、マスク支持部２４で支持されたマスク１４に対して離間接近する方向に移動する。
【００３２】
給排手段３２は、膜構造体２６への圧力媒体の給排を行なうものである。
給排手段３２は、図３に示すように、圧力媒体が収容されたタンク３２０２、タンク３２０２に接続するポンプ３２０４、ポンプ３２０４に接続する単一の圧力室３２０６、圧力室３２０６と各膜構造体２６とを接続する配管３２０８、不図示の圧力制御弁や流量制御弁などを含んで構成されている。
そして、このような構成により、各膜構造体２６どうしの内部が連通状態となり、各膜構造体２６からペリクルフレーム１６の軸方向の一方の端部に対してそれぞれ均一の力が作用するように構成されている。
本実施の形態では、圧力媒体として純水が用いられ、また、膜構造体２６を構成する膜として耐久性、柔軟性、防水性を持つ有機高分子塩素化合物フィルムを用いた。
なお、移動手段３０や、平行度補正機構３６、ＸＹテーブル３８、給排手段３２は制御手段により制御される。
【００３３】
次に、ペリクル貼付装置１０の動きを説明する。
制御手段によりサーボモータが駆動され、ペリクル支持部２８と共にペリクル１２が上昇する。
ペリクル１２５がマスク１４と接触すると、より詳細には、接着剤層２０がマスク１４に接触すると、圧力センサ１０が感知し制御手段に働きかけ、給排手段３２により膜構造体２６に圧力媒体が供給される。
それぞれの膜構造体２６の圧力媒体は共有なので、各膜構造体２６がペリクルフレーム１６に与える力は、ペリクルフレーム１６の平坦度によらず同一になる。
この状態でペリクル１２種の違い等でそれぞれ異なる所定の圧着圧力になるまでサーボモータによりシリンダ３４をさらに上昇し、所定時間圧着する。
これによりペリクルフレーム１６の平坦度によらずペリクルフレーム１６が均一に加圧される状態でマスク１４に圧着する。
すなわち、接着剤層２０を、軸方向の他方の端部の平坦度のばらつきに追従させて変形させ、かつ、膜構造体２６を、軸方向の一方の端部の平坦度のばらつきに追従させて変形させることで、ペリクルフレーム１６を変形させずに接着剤層２０を介してペリクルフレーム１６がマスク１４に貼り付けられる。
一例として、本実施例の装置１０にフレーム高さ５ｍｍ、平坦度３０ｕｍのＫｒＦレーザー光源用ペリクル１２を装填し、加圧力２００Ｎ、加圧時間１２０秒の条件にてマスク１４に貼り付けを行なった。
【００３４】
貼り付けの結果、従来のステンレス冶具をペリクル支持部として用いた場合と異なり、ペリクルフレームの変形が抑制され、接着剤層のみが変形してマスクに貼り付けることが可能となった。そのため、ペリクルフレームの歪に伴うペリクル貼り付け後のマスクの平坦度変化を抑制することが可能となった。
【００３５】
以上説明した本発明の実施態様では、ペリクル１２に均一な圧力を加える手段として可塑性を有する媒体を用いているが、これに限るものではなく、同様な機能を有するペリクル保持調節機構であれば他の器具を用いてもよく、複数の例えば圧力感知センサならびに調節機構を有する押圧用突起部ユニットに置き換えることもできる。この場合には、押圧用突起部は、例えば、シリンダに直線移動可能に組み込まれたピストンロッドで構成され、各シリンダのシリンダ室は連通されており、各押圧用突起部からペリクルフレームの一方の端部に対してそれぞれ均一の力が作用するように構成されると共に、マスク支持部とペリクル支持部とが離間接近する方向に移動可能に構成されている。そして、ペリクルフレームをマスクに貼り付ける際に、複数の押圧用突起部は、軸方向の一方の端部の平坦度のばらつきに追従してマスク支持部とペリクル支持部とが離間接近する方向に移動し、各押圧用突起部からペリクルフレームの一方の端部に対してそれぞれ均一の力が作用する。
【００３６】
また、図示したマスクの保持方向は水平であるが、本発明においてはこれに限定するものではなく、異物や塵埃等がマスク上に付着して異物混入となるような不具合を防ぐ目的、あるいはマスクの自重による歪みを防ぐ目的を考慮して、マスク、ペリクルの保持方向が垂直となる構成でもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明のペリクル貼付装置およびペリクル貼付方法を用いることにより、ペリクルフレームの平坦度に影響を受けずに、マスクの平坦度を保ったままペリクルを貼り付けたマスクを作成することが出来る。また、本発明のペリクル貼付方法を用いて製造されたマスクを使用して半導体を製造することで、高い寸法精度、位置精度の半導体製造が可能になる。
【符号の説明】
【００３８】
１０・・・ペリクル貼付装置
１２・・・ペリクル
１４・・・マスク
１６・・・ペリクルフレーム
１８・・・ペリクル膜
２０・・・接着剤層
２２・・・筐体
２４・・・マスク支持部
２６・・・膜構造体
２８・・・ペリクル支持部
３０・・・移動手段
３２・・・給排手段
３４・・・シリンダ
３６・・・平行度補正機構
３８・・・ＸＹテーブル
４０・・・圧力センサ
【図１】
0005600921.tif 000002
【図２】
0005600921.tif 000003
【図３】
0005600921.tif 000004