(57)【要約】  本発明は、ａ）平坦度を有する機能領域（４）と、ｂ）前記機能領域（４）を少なくとも所定の区分にわたって取り囲む支承領域（５）と、ｃ）前記機能領域（４）の外側でかつ前記支承領域（５）の外側に配置された負荷領域（６）とを有する、プレート平面を備えたプレート（１）を支承する支承手段（２，２´，２´´，２´´´，２ＩＶ）を備えた半導体加工装置であって、前記支承手段（２，２´，２´´，２´´´，２ＩＶ）が、前記プレート（１）を前記支承領域（５）で支承するように形成されており、前記機能領域（４）の変形によって前記平坦度が調節可能でかつ／または変更可能でかつ／または影響付与可能でかつ／または調整可能となるように負荷手段が制御可能である、半導体加工装置に関する。本発明の半導体加工装置は、前記負荷手段が、前記支承領域（５）における前記プレート（１）の変形を可能にする少なくとも１つの真空路（７）を含むことにより特徴付けられている。さらに本発明は、対応する方法に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）平坦度を有する機能領域（４）と、
ｂ）前記機能領域（４）を少なくとも所定の区分にわたって取り囲む支承領域（５）と、
を有するプレート平面を備えたプレート（１）を支承する支承手段（２，２´，２´´，２´´´，２ＩＶ）を備えた半導体加工装置であって、
前記支承手段（２，２´，２´´，２´´´，２ＩＶ）が、前記プレート（１）を前記支承領域（５）で支承するように形成されており、前記機能領域（４）の変形によって前記平坦度が調節可能でかつ／または変更可能でかつ／または影響付与可能でかつ／または調整可能となるように負荷手段が制御可能である、
半導体加工装置において、
前記負荷手段が、前記支承領域（５）における前記プレート（１）の変形を可能にする少なくとも１つの真空路（７）を含むことを特徴とする、半導体加工装置。
【請求項２】
前記プレート（１）が、マスク、特にフォトリソグラフィマスクである、請求項１記載の半導体加工装置。
【請求項３】
前記機能領域（４）および／または前記支承領域（５）および／または負荷領域（６）が、前記プレート（１）の中心に対して対称的に配置されている、請求項１または２記載の半導体加工装置。
【請求項４】
前記機能領域（４）が、各負荷手段（３）によって、特に前記支承手段（２，２´，２´´，２´´´，２ＩＶ）により形成された当付け点を介して、ねじりモーメントを付与可能である、請求項５記載の半導体加工装置。
【請求項５】
半導体加工法であって、
ａ）平坦度を有する機能領域（４）と、
ｂ）前記機能領域（４）を少なくとも所定の区分にわたって取り囲む支承領域（５）と、
ｃ）前記機能領域（４）の外に配置された真空領域（７）と、
を有するプレート平面を備えたプレートを支承する半導体加工法において、
前記プレートに前記真空領域（７）において、前記機能領域（４）が前記支承領域（５）における前記プレート（１）の変形によって変形させられるように真空をかけることを特徴とする、半導体加工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１に記載の、プレート平面を有するプレートを支承するための支承手段を備えた半導体加工装置ならびに請求項５に記載の半導体加工法に関する。
【０００２】
半導体工業においては、マイクロ範囲および／またはナノ範囲で構造体（パターン）を迅速に、効率良くかつ廉価に製造することのできる種々異なる物理的および／または化学的な方法が知られている。極めて頻繁に使用される方法のうちの１つがリソグラフィである。リソグラフィとは、所定の構造体を別の材料へ転写することを意味する。
【０００３】
最も良く知られているリソグラフィ法はフォトリソグラフィである。フォトリソグラフィプロセスでは、構造化されたマスクを全面にわたって照明するために、周波数的には狭帯域で、幾何学的には相応して広幅の光ビームが使用される。マスクは、使用される光線の波長に対して透過性を有する基礎材料から成っている。互いに反対の側に位置する両表面のうちの少なくとも一方の表面には、使用される光線の波長に対して半透明の材料から成る、たいていは蒸着プロセスにより製作された薄層構造体が設けられている。この薄層構造体の半透明のエレメントは、相応する個所において光子の通過を阻止する。半透明の薄層構造体によって覆われていない透過性の個所は、光子のスムーズな通過を可能にする。これにより、マスクの透過性の領域を任意の表面に像転写することが可能となる。極めて頻度の高い実施態様では、この方法が、透過性の領域をポリマに像転写するために使用される。このポリマは、相応する波長の光子に敏感に反応して、照射によって化学的な反応を生ぜしめる。別のプロセスにより、マスクの相応するポジ型またはネガ型がポリマ層に形成され得る。このポジ型またはネガ型は、別のプロセスステップにおいて、基板上での相応するポリママスクとして使用される。
【０００４】
ますます重要になりつつある別のリソグラフィ法が、型押し（インプリント）である。この方法では、スタンプの表面に設けられた構造体が、型押し材料に、相応するネガ型を残すために使用される。型押し材料は、スタンプの離型前に硬化させられる。相応する構造体を製作するために必要とされるプロセスステップの回数は、フォトリソグラフィプロセスの場合よりも数回分だけ少なくなり得る。
【０００５】
構造体転写（パターン転写）のためのテクノロジは、構造体（パターン）が小さくなるにつれてますます複雑になる。その理由は、特に微視的な素子に対する巨視的な不均一性の作用にある。すなわち、たとえば少なくとも３つの支承部に支持される、慣用のいずれのプレートも、重力場においては撓みを有するが、この撓みは、多くの巨視的な使用のためには無視し得るものである。しかし、マスク上に位置するナノメートルサイズおよび／またはマイクロメートルサイズの構造体を、上で述べたフォトリソグラフィプロセスによって全面にわたって完全にかつ正確に転写しようとすると、このように小さな構造体のためには、マスクの撓みがもはや無視され得ないことが判る。フォトリソグラフィのマスクに関しては、この問題は、第１に構造体が小さくならなければならず、第２にマスクの直径がますます大きくならなければならないことにより一層大きくなる。構造体の減小は、既に述べた先進的な小型化のために役立つ。マスク直径の増大は、生産されるべき機能ユニット、たとえばマイクロチップ、ＭＥＭＳ等のスループットを向上させるために、照射されるポリマ層が塗布されるウェーハがますます大きくなっているという理由で必要である。それと同時に、マスクの透過性の領域にできるだけ多くの光線を通過させて強さを向上させるために、マスクはますます薄くなることが望まれる。
【０００６】
型押しリソグラフィ用のスタンプに関しても、同様の考察が存在する。
【０００７】
したがって、本発明の課題は、大きな面においても正確な構造体（パターン）が再現可能に製作され得るような半導体加工装置および半導体加工法を提供することである。
【０００８】
この課題は、請求項１および請求項５に記載の特徴により解決される。本発明の有利な改良形は、従属項形式の各請求項に記載されている。明細書、特許請求の範囲および／または図面に記載されている特徴のうちの少なくとも２つの特徴からのあらゆる組合せも本発明の枠内にある。記載された値範囲では、挙げられた範囲内にある値も、限界値として開示されているものとみなされ、かつ任意の組合せの形で請求可能である。
【０００９】
本発明の根底を成す思想は、機能領域および負荷手段を備えたプレートを支承するための支承手段を、負荷手段によってプレートの機能領域の変形が意図的に制御され得るように、すなわち特にプレートの機能領域の変形が調節可能でかつ／または変更可能でかつ／または影響付与可能でかつ／または調整可能となるように配置することである。支承手段はプレートを、特に機能領域を少なくとも所定の区分にわたって取り囲む支承領域においてのみ支承するために使用される。プレートの負荷領域は、特に機能領域の外部および／または支承領域の外部に配置されている。
【００１０】
したがって、本発明における負荷手段は、１つのプレートの非対称性および／または歪みを、力導入によって、特に主として負荷領域における垂直応力、好ましくはプレートの縁領域もしくは周縁部における垂直応力によって補償するために適している。特に本発明によれば、プレートの横断面に存在する曲げ線もしくは湾曲が、負荷手段により補償され得るので、プレートの平坦度、特に機能領域における平坦度が改善される。
【００１１】
機能領域とは、本発明によれば、プレートの、構造体の転写のために設けられている領域、特にフォトリソグラフィマスクのマスク領域またはスタンプの、構造体を有する領域を意味する。
【００１２】
プレートがマスク、特にフォトリソグラフィマスクである場合には、機能領域におけるマスクの改善された平坦度に基づき、できるだけ欠陥のない構造体を有する像転写が得られる。なぜならば、マスクの平坦度が負荷手段によって最適化可能であるからである。また、機能領域に場合によっては存在するマスクの歪みまたは撓みも補償され得る。特にマスクの場合には、ますます大きくなりつつある直径において、かつセンタ部、つまり機能領域におけるマスクの支持が存在しないことに基づき、たとえ小規模なものであっても、マスクの垂れ下がりが存在し、このことが像転写欠陥を招く、という問題が存在する。この場合には、やはり本発明が適用される。この場合、機能領域におけるマスクの変形を阻止するために、負荷領域もしくは支承領域外のマスクの周縁部において、垂直応力が意図的に導入され得る。
【００１３】
本発明の別の有利な実施態様では、機能領域および／または支承領域および／または負荷領域が、プレートの中心に対して対称的に配置されている。たいてい機能領域の歪みおよび／または撓みも対称的に延びるか、または対称的に配置されているので、あまり複雑ではない負荷手段を用いて最適に補償が達成され得る。対称的な配置に基づき、さらに、負荷手段による補償の算出および制御が一層容易になる。
【００１４】
負荷手段が点状に、特にそれぞれ別個に制御可能に、作用するように形成されていると特に有利である。特に周縁部における点状の負荷により、マスクの規定された領域を的確に変形させることができる。
【００１５】
本発明による方法は、特に以下のステップにより特徴付けられている：
−プレートの支承領域に設けられた支承手段によってプレートを支承するステップ、
−場合によっては、少なくともプレート平面に対して平行な自由度に関して前記支承手段によってプレートを位置固定するステップ、
−場合によっては、プレートの機能領域におけるプレートの平坦度を測定しかつ／または算出するステップ、
−前記機能領域が変形させられるように前記負荷領域においてプレートを負荷するステップ。
【００１６】
装置に関して記載した特徴は、方法に関しても適用され、方法に関して記載した特徴は、装置に関しても適用される。本発明の別の利点、特徴および詳細は、以下に図面につき説明する実施形態から明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１ａ】図１ｂのＡ−Ａ線に沿って断面した本発明の第１実施形態の横断面図である。
【図１ｂ】第１実施形態を下から見た図である。
【図２ａ】図２ｂのＢ−Ｂ線に沿って断面した本発明の第２実施形態の横断面図である。
【図２ｂ】第２実施形態を下から見た図である。
【図３ａ】図３ｂのＣ−Ｃ線に沿って断面した本発明の第３実施形態の横断面図である。
【図３ｂ】第３実施形態を下から見た図である。
【図４】本発明において作用する力の概略図である。
【図５】本発明において作用する負荷力の概略図である。
【図６】本発明における負荷手段を有する第１実施形態の斜視図である。
【図７】特殊な支承部と、本発明における負荷手段とを有する実施形態を示す概略図である。
【図８】特殊な支承部と、本発明における負荷手段とを有する実施形態を示す概略図である。
【００１８】
図面中、同一の特徴または同一作用の特徴は、同じ符号を用いて示されている。
【００１９】
本発明によれば、支持側１ａで支承領域５において支承部２，２´，２´´に支承されている、好ましくは方形のプレート１に、任意の数の力作用によって、その歪み状態がアクティブに変えられ得るように負荷を加えることのできる方法および装置が記載される。
【００２０】
支持部として形成された支承部２，２´，２´´は、固定側支承部および／または自由側支承部であってよい。力Ｆ１，…，Ｆｎ（引き続き「Ｆｎ」と呼ぶ）は、支持側１ａまたは支持側１ａとは逆向きの上側１ｏに加えられ得る。この場合、力は、負荷領域６において作用する負荷手段、特に別個にストローク制御されかつ／または力制御された押圧エレメントおよび／または引張エレメント３（図１〜図６に示した本発明の実施形態の第１のグループ）、好ましくはアクチュエータ、または流体路７（図７および図８に示した本発明の実施形態の第２のグループ）によって加えられ得る。好ましくは、力Ｆｎがプレート１の上側１ｏに作用し、しかもこの場合、垂直応力を発生させる力Ｆｎとして作用する。好適には、力Ｆｎはプレート１の最も外側の周縁部にのみ作用する。
【００２１】
制御は、好ましくはソフトウェア支援された制御装置（図示しない）により行われる。この制御装置は、前記装置の別の構成要素の制御および前記方法の別の機能の制御をも引き受ける。
【００２２】
プレート１が重力場ｇに位置していると、この重力場ｇはプレート１の撓みを生ぜしめる恐れがある（図４）。支持力Ｆａ１..Ｆａｎは、静力学の基本法則に相応して算出可能である。分かり易くするために、図４および図５には、プレート１が４つの支承部２に支持される、図１に示した実施形態の横断面が図示されている。当業者にとっては、支承部２が別の形状をも有し得ること、特に図２ａ，図２ｂおよび図３ａ，図３ｂに示した形状をも有し得ることは明らかである。相応して、その場合には、支持力Ｆａ１..Ｆａｎ、または、より良く言えば支持力分布が、算出されている。
【００２３】
力負荷Ｆ１..Ｆｎにより、図４で見て重力ｇにより生ぜしめられた撓みが補償され得る。本発明の思想は、プレート１およびプレート１を支承する支承手段（支承部２，２´，２´´）の規定の静力学に基づいたプレート１の一般的なグローバルな伸縮状態を変えることにある。この場合、プレート１の構造体、特にプレート１の、支承手段の内側に配置された機能領域４における構造体を測定することにより、プレート１に内在する凹凸も考慮され得る。
【００２４】
機能領域４は、特に、本発明の有利な実施形態においてフォトリソグラフィマスクとして形成されたプレート１の有効な（透射される）マスク領域である。
【００２５】
図６には、本発明による装置の極めて一般的な実施形態が示されている。支承部２に支承されたプレート１には、複数の押圧エレメントおよび／または引張エレメント３が作用する。これらの押圧エレメントおよび／または引張エレメント３は、好ましくはプレート１の周縁部に作用する。押圧エレメントおよび／または引張エレメント３もしくは支承部２は、本発明によれば、同一の側に位置していてもよい。このことは、特に自由な機能側の使用を可能にする。また、好ましくはプレート１の円形の外側輪郭の場合に使用される唯一つの円形の押圧エレメントおよび／または引張エレメント３も可能である。
【００２６】
本発明によれば、特に２個よりも多い押圧エレメントおよび／または引張エレメント３、好ましくは５個よりも多い押圧エレメントおよび／または引張エレメント３、さらに好ましくは１０個よりも多い押圧エレメントおよび／または引張エレメント３、極めて好ましくは２０個よりも多い押圧エレメントおよび／または引張エレメント３が、負荷領域６に、特に全周にわたって分配されて、配置されている。プレート１に作用する各押圧エレメントおよび／または引張エレメント３の制御可能な力Ｆ１..Ｆｎは、本発明によれば、０〜１０００００Ｎ、好ましくは０〜１００００Ｎ、一層好ましくは０〜１０００Ｎ、極めて好ましくは０〜１００Ｎ、最も好ましくは０〜１０Ｎである。
【００２７】
特に、前記装置の感度を高めるためには、支持力Ｆａ１…Ｆａｎと力Ｆ１..Ｆｎとの間のてこ腕ｒができるだけ大きく形成されている。てこ腕ｒは１ｍｍよりも大きく、好ましくは５ｍｍよりも大きく、一層好ましくは１０ｍｍよりも大きく、さらに一層好ましくは２０ｍｍよりも大きく、極めて好ましくは４０ｍｍよりも大きく、最も好ましくは６０ｍｍよりも大きく形成されている。プレートの平均長さＬと、てこ腕ｒとの間の比は、１／１００００よりも大きく、好ましくは１／１０００よりも大きく、さらに好ましくは１／１００よりも大きく、最も好ましくは１／１０よりも大きく形成されている。
【００２８】
図７に示した特別な実施形態では、支持部２´´´が、特にプレート１の周面に配置された少なくとも１つの、好ましくは複数の流体路７，８を有する。第１の流体路７は、真空路であり、この真空路は、吸込みにより発生する差圧によりプレート１を支持部２´´´に位置固定する。面にわたって積分された差圧は、図７にＦＮにより示される、面区分に作用する力を生ぜしめる。それと同時に、第２の流体路８内での正圧の形成によって、プレート１のアクティブな補償のために寄与する、外方に向けられた力Ｆｅｌが発生し得る。
【００２９】
付加的な力導入が望まれないか、可能でないか、または許されない場合には、第２の流体路８を不要にすることができる。
【００３０】
当業者にとっては、弾性理論の法則に相応してプレート１を変形させることが望まれる前記押圧エレメントおよび／または引張エレメントが、単純な保持エレメントによっても代えられ得ることが明らかである。その場合、保持エレメントは、プレート１を静的に位置固定するように、つまり固定側支承部として働くように構成されている。保持エレメントの熟練した選択および／または位置決めにより、相応するプレート１を常に所要の歪み状態にもたらすことができる。このような静的な位置固定の欠点は、相応するプレート１の困難にされた交換可能性である。
【００３１】
プレート１に対するコンタクト面における支持部２´´´の形状は、本発明によれば、プレート１の特にその機能区分における歪み状態のために寄与する。図７に示した実施形態では、支持部２´´´が外方に向かって降下しているが、しかし真空路として働く第１の流体路７がこの丸みに沿ってプレート１を強制するので、プレート１の外側の縁部は、相応する歪み状態にもたらされる。この歪み状態は、機能領域４に対する安定化作用および／または変形作用を有する。相応する支持部は、有限要素法および相応するソフトウェアによって算出可能である。
【００３２】
図７に示したプレート１は、支持部２´´´に位置するフォトリソグラフィマスクであると好適である。
【００３３】
図７を１８０°回転させることにより、マイクロインプリントプロセスおよび／またはナノインプリントプロセス用のスタンプとして使用可能であるプレート１が示される。
【００３４】
支持部２´´´は、本発明によれば、達成したい変形に相応して成形されていてよく、特に上方から見て凹面状に成形されていてよい。
【００３５】
支持部は、たとえば図８に図示したように十分に平坦に形成されていてよい。支承部２ＩＶのこの実施形態は、極めて簡単に製造され得る。真空領域を形成する流体路７は、支持領域におけるプレート１の局所的な撓みを可能にし、これによって、プレート１の歪みの、本発明における相応する補正をもたらす。
【００３６】
図８に示したプレート１は、支持部２ＩＶに位置するフォトリソグラフィマスクであると好適である。
【００３７】
図７または図８を１８０°回転させることにより、マイクロインプリントプロセスおよび／またはナノインプリントプロセス用のスタンプとして使用可能であるプレート１が示される。
【００３８】
真空路７，７´によるプレート１の信頼性良い吸込みは、相応する機械工学的な要素、たとえばシールリップにより確保され得る。
【００３９】
本発明による方法および実施形態は、プレート１の、重力により生じる撓みを補償するだけでなく、いかなる種類の「内因性」の、つまりプレートに既に内在している、平面度／平坦度からの偏差をも補償し、それどころか、このような偏差を取り除くか、または少なくとも十分に補償することができる。
【００４０】
図１〜図６に示した実施形態の第１のグループに対する構成は、前記説明や図面に別記されていない限り、第２のグループにも同様に該当する。
【符号の説明】
【００４１】
１  プレート
１ａ  支持側
１ｏ  上側
２，２´，２´´，２´´´，２ＩＶ  支承手段
３  押圧エレメントおよび／または引張エレメント
４  機能領域
５  支承領域
６  負荷領域
７  真空路
８  圧力路
ｒ  てこ腕
Ｆ１…Ｆｎ  力
Ｆａ１…Ｆａｎ  支持力
Ｆｅｌ  力
Ｌ  プレートの平均長さ
【図１ａ】
2015536481.tif 000003
【図１ｂ】
2015536481.tif 000004
【図２ａ】
2015536481.tif 000005
【図２ｂ】
2015536481.tif 000006
【図３ａ】
2015536481.tif 000007
【図３ｂ】
2015536481.tif 000008
【図４】
2015536481.tif 000009
【図５】
2015536481.tif 000010
【図６】
2015536481.tif 000011
【図７】
2015536481.tif 000012
【図８】
2015536481.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成26年9月10日(2014.9.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）平坦度を有する機能領域（４）と、
ｂ）前記機能領域（４）を少なくとも所定の区分にわたって取り囲む支承領域（５）と、
を有するプレート平面を備えたプレート（１）を支承する支承手段（２，２´，２´´，２´´´，２ＩＶ）を備えた半導体加工装置であって、
前記支承手段（２，２´，２´´，２´´´，２ＩＶ）が、前記プレート（１）を前記支承領域（５）で支承するように形成されており、前記機能領域（４）の変形によって前記平坦度が調節可能でかつ／または変更可能でかつ／または影響付与可能でかつ／または調整可能となるように負荷手段が制御可能である、
半導体加工装置において、
前記負荷手段が、前記支承領域（５）における前記プレート（１）の変形を可能にする少なくとも１つの真空路（７）を含み、
前記負荷手段が、前記プレート（１）の非対称性および／または歪みを、主として負荷領域における垂直応力によって補償するために適しており、
前記負荷手段と前記支承手段（２，２´，２´´，２´´´，２ＩＶ）とが、前記プレート（１）の同一の側に位置している、
ことを特徴とする、半導体加工装置。
【請求項２】
前記プレート（１）が、マスク、特にフォトリソグラフィマスクである、請求項１記載の半導体加工装置。
【請求項３】
前記機能領域（４）および／または前記支承領域（５）および／または負荷領域（６）が、前記プレート（１）の中心に対して対称的に配置されている、請求項１または２記載の半導体加工装置。
【請求項４】
前記機能領域（４）が、各負荷手段（３）によって、特に前記支承手段（２，２´，２´´，２´´´，２ＩＶ）により形成された当付け点を介して、ねじりモーメントを付与可能である、請求項３記載の半導体加工装置。
【請求項５】
半導体加工法であって、
ａ）平坦度を有する機能領域（４）と、
ｂ）前記機能領域（４）を少なくとも所定の区分にわたって取り囲む支承領域（５）と、
ｃ）前記機能領域（４）の外に配置された真空領域（７）と、
を有するプレート平面を備えたプレートを支承する半導体加工法において、
前記プレートに前記真空領域（７）において、前記機能領域（４）が前記支承領域（５）における前記プレート（１）の変形によって変形させられるように真空をかけることを特徴とする、半導体加工法。
【国際調査報告】
2015536481.tif 000014
2015536481.tif 000015
2015536481.tif 000016
2015536481.tif 000017
2015536481.tif 000018
2015536481.tif 000019