JP2000055642A - ペリクル膜高さの変動量の測定方法及びその測定装置 - Google Patents

ペリクル膜高さの変動量の測定方法及びその測定装置

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JP2000055642A
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pellicle
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pellicle film
ultrasonic
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Taku Matsuoka
卓 松岡
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ペリクル膜と非接触で且つ簡便、高精度でペ
リクル膜高さの変動量を測定する。 【解決手段】 ペリクル膜高さの変動量を超音波にて測
定することを特徴とするペリクル膜高さの変動量の測定
方法、及び気圧調節可能な測定室内に超音波センサを配
置したペリクル膜高さの変動量の測定装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ペリクル膜高さの
変動量の測定方法及びその測定装置に関する。より詳し
くは本発明は、気圧変化により生ずるペリクル膜高さの
変動量を簡便且つ高精度に測定できるペリクル膜高さの
変動量の測定方法及び測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】LSIや超LSIなどの半導体装置、及
び液晶表示板等の製造に於ては、半導体ウエーハや液晶
用原版を、フォトマスクを介して露光しパターニングを
行う。この際、フォトマスクに異物が付着していると、
この異物が光を吸収したり散乱させたりする。そのた
め、得られる転写パターンが変形したものとなったりエ
ッジががさついたものとなる他、白地が黒く汚れたもの
となる。その結果、寸法、品質、外観等が損なわれた半
導体ウエーハや液晶用原版が製造されてしまうこととな
る。これは、半導体装置や液晶標示板などの性能や製造
歩留りの低下を来す。
【0003】そこでフォトマスクに異物が付着しないよ
うに、これらの作業は通常クリーンルーム内で行われ
る。しかし、このクリーンルーム内でもフォトマスクを
常に清浄に保つことが難しいので、従来よりフォトマス
クの表面に露光用の光を良く通過させる異物よけのため
のペリクルを貼付することが行われる。
【0004】ところで、上記ペリクルは通常大気圧下で
使用するものであるが、輸送時や使用地点の状態でいく
らかの気圧変化を受けることがある。例えば、空輸時や
使用地が高原などの場合は気圧が低くなり気圧変化を受
ける。特にペリクルを空輸する場合、飛行機の貨物室内
の気圧は最大で大気圧より250mmHgも低くなり、
ペリクルは非常に大きな気圧変化を受ける。
【0005】しかし、例えばフォトマスクに貼付したペ
リクルにおいては、ペリクル膜とフォトマスクとの間に
ペリクルフレームを介して密閉状の間隙が形成されてい
る。そのため、周囲の気圧変化により上記間隙の内部気
圧と周囲気圧とが平衡を保てなくなると、ペリクル膜は
膨張し又は収縮し、ペリクル膜の高さに変動が生じる。
その結果、フォトマスクのケースとペリクル膜が接触し
たり、ペリクル膜上の異物検出ができなかったりするな
ど、使用上大きな問題となっていた。
【0006】そこで、この問題を解消するためにペリク
ルに気圧調整用フィルターを設ける場合もあるが、十分
には問題解消には到っていない。そして、根本的に問題
解決するためには、実際にどの程度ペリクル膜の高さが
変動しているかを正確に評価する方法が必要とされてい
た。従来そのようなペリクル膜高さの変動量の測定方法
としては、目視による測定法、光学顕微鏡の焦点深度を
利用した測定法、レーザーを用いた測定法、又は荷重の
小さな接触子をペリクル膜上に直接接触させる測定法等
が知られる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら測定対象
であるペリクル膜は、透明で極めて薄く機械的強度も小
さい膜であるため、上記従来の測定法では正確にペリク
ル膜高さの変動量を測定することが困難であった。
【0008】例えば目視による測定の場合、客観的且つ
正確な測定ができない。また光学顕微鏡の焦点深度を利
用した測定法やレーザーを用いた測定法の場合、ペリク
ル膜上にマーキングを施す必要があり膜を傷付ける恐れ
があった。更に、ごく小さな荷重の接触子をペリクル膜
上にセットし直接測定を行う方法の場合、露光工程の短
波長化に伴うペリクル膜の薄膜化に伴う膜の機械的強度
の低下により、正確な測定も難しくなる方向に進んでい
る。本発明は上記事情に鑑み、ペリクル膜と非接触で且
つ簡便、高精度に測定できるペリクル膜高さの変動量の
測定方法及びその測定装置を提供することを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたもので請求項1に記載した発明は、
ペリクル膜高さの変動量を超音波にて測定することを特
徴とするペリクル膜高さの変動量の測定方法である。
【0010】上記発明方法においては、超音波を利用す
る。一般に音波の伝搬速度は、気圧変動を受けず一定で
ある。そのため、気圧変動に伴う変動誤差が生じない。
又、非常に波長の短い超音波を利用するので測定誤差も
小さい。従って、本発明の測定方法は非常に高精度であ
る。
【0011】又、本発明法においては、単に超音波をペ
リクル膜に照射するだけなので非常に簡便である。更
に、ペリクル膜と何等接触することがないので膜を傷付
けることがなく、どんなに薄く強度の小さいペリクル膜
でも測定することができる。本発明の請求項2に記載し
た発明は、所望の気圧下にて測定することを特徴とする
上記ペリクル膜高さの変動量の測定方法である。
【0012】上述のように、一般に音波の伝搬速度は、
気圧変動を受けず一定である。そのため、一つの測定装
置にて種々の気圧下、測定することができる。更に、気
圧変動に伴う機器の微調整等も必要なく、測定が簡便で
ある。更に本発明の請求項3に記載した発明は、気圧調
節可能な測定室内に超音波センサを配置したペリクル膜
高さの変動量の測定装置である。本発明の測定装置を使
用することにより、ペリクル膜と非接触で且つ簡便、高
精度にペリクル膜高さの変動量を測定できる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を用いて説明するが、本発明はこれに限定されな
い。本発明の測定方法は、ペリクル膜高さの変動量を測
定する。「ペリクル膜高さ」とは、図1に示すようにペ
リクル膜1上の任意な測定点2とペリクルフレーム3の
底面を含む平面4との距離5である。例えば、「ペリク
ル膜中央部の膜高さ」とは、ペリクル膜中央部とペリク
ルフレーム底面を含む平面との距離である。通常、単に
「ペリクル膜高さ」という場合はこの「ペリクル膜中央
部の膜高さ」を指す。
【0014】ペリクル膜高さの「変動量」とは、図2に
示すように基準となるペリクル膜(以後、単に「基準ペ
リクル膜」ということがある。)6の高さと実際に測定
・検査しようとするペリクル膜(以後、単に「被検ペリ
クル膜」ということがある。)7の高さとの差8をい
う。基準ペリクル膜としては、ペリクル膜が気圧変化を
受けず何等膨張も収縮もしていない状態のペリクル膜を
通常採用する。従ってこの場合、基準ペリクル膜高さは
一般にペリクルフレームの高さと一致する。
【0015】尚、上記測定対象のペリクルは、公知の如
何なるものであってよい。典型的には、ペリクルフレー
ムの上面にペリクル膜が貼付され、ペリクルフレームの
底面が被接着物、例えばフォトマスク等と接着できるよ
うになっているものである。上記ペリクルフレームも、
公知の如何なるものであってよく、例えばアルミニウム
又はその合金製等であってよい。又、ペリクル膜も従来
使用されている如何なるものも、本発明では測定対象と
することができる。例えば、本発明ではペリクル膜と非
接触なので膜を傷付けることがない。従って、従来測定
が困難であった非常に薄い膜や機械的強度の小さい膜で
も測定できる。又、膜の材質も特に限定されず、例えば
ニトロセルロース製等であってもよい。
【0016】本発明の測定法では上述のように、基準ペ
リクル膜高さと被検ペリクル膜高さとの差を求めること
で、被検ペリクル膜高さの「変動量」が与えられる。基
準ペリクル膜高さと被検ペリクル膜高さとの差は、例え
ば以下のようにして求められる。先ず、基準ペリクル膜
と超音波発信源9との距離10を求める。これは、超音
波発信源9から基準ペリクル膜に超音波を発射し、その
反射波が超音波センサ(通常、超音波センサは超音波発
信源を内蔵している)に届くまでの時間を計測すること
により求められる。次いで、同じ測定位置に被検ペリク
ル膜を設置し上記と同様にして、被検ペリクル膜と超音
波発信源9との距離10を求める。そして、この差異を
算出することにより基準ペリクル膜高さと被検ペリクル
膜高さとの差、即ち被検ペリクル膜高さの変動量が与え
られる。
【0017】尚、被検ペリクル膜高さ自体は、基準ペリ
クル膜高さに上記変動量を加えることにより求まる。上
記基準ペリクル膜高さは、例えば超音波等の公知の計測
手段により予め測定しておけばよい。
【0018】上記超音波の伝搬速度は、気圧変化を受け
ないので上記本発明の測定方法は原則的には如何なる所
望の気圧下においても実行することができる。但し、気
圧が低くなると音波の伝搬媒体である空気等が薄くなる
ので、超音波発信源の出力や超音波センサの感度等を上
げておくのが好ましい。
【0019】気圧変化により膨張又は収縮したペリクル
膜高さは、例えば以下のようにして求めることができ
る。先ず、ペリクルを適当な被接着物、例えばフォトマ
スク、液晶用原版、その他石英基板等に密閉的に接着す
る。次いでこれを測定位置に配置し、加圧又は減圧ポン
プ等の圧力調節手段で周囲大気圧を調整する。すると、
ペリクル膜と被接着物とにより形成された密閉空間内の
気圧と周囲大気圧とが平衡を保てなくなるので、ペリク
ル膜は膨張又は収縮する。その後、上述の本発明の測定
方法に従い、膨張又は収縮したペリクル膜高さの変動量
及びペリクル膜高さが求まる。
【0020】上記所望の気圧下にて測定を行うには、例
えば図3のような本発明の測定装置を使用するのが好ま
しい。この装置では測定室壁11に穴12が設けられて
おり、この穴は上記圧力調整手段に接続されている。測
定室壁11内の測定室13は密閉性が保てるようになっ
ている。この測定室13内の適当な位置に、超音波セン
サを備えた超音波発信源9が配置されている。一方、被
接着物15を接着した被検ペリクル14を、ペリクル膜
が上記超音波発信源9に向くように測定室13内の適当
な測定位置に配置してある。尚、測定室13内に上記超
音波発信源9や上記被検ペリクル14を導入するため
に、測定室壁11に密閉的に開閉できる不図示の開閉口
が設けられている。測定は上記本発明の測定方法に従っ
て、測定室13内の気圧を必要に応じ所望の気圧に調整
して、行われる。
【0021】
【実施例】(実施例)図3に示すように、穴12を真空
ポンプに接続した内壁11の寸法(長さ×幅×高さ)が
200×200×300mmの真空デシケータの天井部
に、5mmφの穴を開けた。この穴に超音波発信源を備
えた超音波センサ9[UD−310、(株)キーエンス
製]のワイヤーを通し、真空デシケータの天井部から超
音波センサ9を吊り下げた。尚、穴の隙間を完全に無く
し、真空デシケータの密閉性を保持した。
【0022】一方、石英基板15に貼付したペリクル1
4を、ペリクル膜1が超音波センサ9側になるように超
音波センサ9の真下に設置した。ペリクル膜1と超音波
センサ9との距離は150mmであった。ペリクルフレ
ーム3は、120×98×6.3(長さ×幅×高さ)m
mであった。ペリクル膜1は、ニトロセルロース製で厚
さ1.4μmであった。石英基板15は、140×14
0×3(長さ×幅×高さ)mmであった。
【0023】そして大気圧下、超音波センサ9より波長
400kHzの超音波を上記ペリクル膜1に照射して超
音波センサ9とペリクル膜1との距離を測定した。次い
で真空ポンプで、真空デシケータ内の気圧を510mm
Hgまで減圧した。そして減圧直後、減圧5分後及び減
圧30分後にそれぞれ、超音波センサ9より波長kHz
の超音波を上記ペリクル膜1に照射して超音波センサ9
とペリクル膜1との距離を測定した。上記大気圧下の測
定距離と各減圧下の測定距離との差を、各ペリクル膜1
の高さの変動量とした。得られたペリクル膜1の高さの
変動量を表1に示す。
【0024】
【表1】
【0025】(超音波測定における気圧変化の影響試
験)気圧変化による超音波測定の誤差を検討するため、
石英基板15にペリクル14を貼付しなかった以外は、
上記実施例と同様に超音波測定を行って、各気圧下にお
ける超音波センサ9と石英基板15との距離を測定し
た。大気圧下の測定距離及び各減圧下の測定距離を表2
に示す。
【0026】
【表2】 表2より、測定誤差は気圧変化によっては全く生じない
ことが判る。従って、本発明による測定方法は、如何な
る気圧下においても信頼性の高いものである。
【0027】尚、本発明は、上記実施形態に限定される
ものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の
特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一
な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかな
るものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【0028】例えば、本発明ではペリクル膜高さを求め
ることができることを述べたが、その他ペリクル膜と任
意の形状をした被接着物との距離等も本発明方法により
求めることができる。
【0029】
【発明の効果】本発明により、ペリクル膜と非接触で且
つ簡便、高精度に測定できるペリクル膜高さの測定方法
及びその測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の測定方法を説明するための、ペリクル
と超音波発信源との相対配置図である。
【図2】ペリクルの拡大断面略図である。
【図3】本発明の測定装置の断面略図である。
【符号の説明】
1…ペリクル膜、2…測定点、3…ペリクルフレーム、
4…平面、5…距離、6…基準ペリクル膜、7…被検ペ
リクル膜、8…変動量、9…超音波発信源兼センサ、1
0…距離、11…測定室壁、12…穴、13…測定室、
14…被検ペリクル、15…被接着物

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ペリクル膜高さの変動量を超音波にて測
    定することを特徴とするペリクル膜高さの変動量の測定
    方法。
  2. 【請求項2】 所望の気圧下にて測定することを特徴と
    する請求項1記載のペリクル膜高さの変動量の測定方
    法。
  3. 【請求項3】 気圧調節可能な測定室内に超音波センサ
    を配置したペリクル膜高さの変動量の測定装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006179902A (ja) * 2004-12-22 2006-07-06 Asml Netherlands Bv 超音波距離センサ
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