JP2000347388A - ペリクル - Google Patents

ペリクル

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JP2000347388A JP15463499A JP15463499A JP2000347388A JP 2000347388 A JP2000347388 A JP 2000347388A JP 15463499 A JP15463499 A JP 15463499A JP 15463499 A JP15463499 A JP 15463499A JP 2000347388 A JP2000347388 A JP 2000347388A
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    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/62Pellicles, e.g. pellicle assemblies, e.g. having membrane on support frame; Preparation thereof

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 短波長の露光光に対して、透過率劣化の進行
を遅らせることができるペリクル膜を備えたペリクルを
提供する。 【解決手段】 このペリクルは、ペリクル膜の平均膜厚
が、このペリクル膜の膜厚と透過率との相関曲線におけ
る透過率極大値に対応する厚さよりも厚く設けられてい
ることを特徴としている。なかでもフッ素樹脂からなる
ペリクル膜が好ましく、波長248nmのフッ化クリプ
トンエキシマレーザー光や、波長193nmのフッ化ア
ルゴンエキシマレーザー光の露光光に対して使用するこ
とができる。

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、特にはL
SI、超LSIなどの半導体デバイスあるいは液晶表示
板を製造する際の露光原板のゴミよけとして有用なペリ
クル膜を備えたペリクルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】LSI、超LSIなどの半導体デバイス
あるいは液晶表示板などの製造において、半導体ウエハ
ーあるいは液晶用原板に光を照射してパターニングをす
るが、このとき用いる露光原板にゴミが付着している
と、このゴミが光を吸収したり光を反射するため、転写
したパターンが変形したり、エッジががさついたりし
て、寸法、品質、外観などが損われ、半導体装置や液晶
表示板などの性能や製造歩留まりの低下をきたしてい
た。
【0003】このため、これらの作業は通常クリーンル
ームで行われるが、クリーンルーム内でも露光原板を常
に清浄に保つことが難しいので、露光用の光をよく通過
させるペリクル膜を、ゴミよけのために露光原板の表面
に貼着する方法が行われている。この場合、ゴミは露光
原板に直接付着せずペリクル膜に付着するため、リソグ
ラフィー時に焦点を露光原板のパターン面に合わせてお
けば、ペリクル膜面のゴミは転写に無関係となる。
【0004】ペリクルは、光をよく通過させるニトロセ
ルロース、酢酸セルロース、フッ素樹脂などからなる透
明なペリクル膜を、アルミニウム、ステンレスなどから
なるペリクル枠の上面に接着・張設した構造となってい
る。ペリクル膜には異物、キズなどが無いこと、露光波
長の光をよく透過させること、露光波長の光に対して耐
性を有することなどが要求される。
【0005】透過率についてみると、ペリクル膜が光を
よく透過するように、その膜厚はサブμm〜数μm程度
となっている。このためペリクル膜に入射した光の干渉
が激しく、ペリクル膜への入射光をある特定の波長に限
定した場合、ペリクル膜の膜厚と入射光に対する透過率
との間には、図1に示すような相関関係が認められる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来のペリクル膜は、
その透過率がピークとなるような膜厚に合わせて製造さ
れてきたが、半導体デバイスあるいは液晶表示板などの
露光工程の光に対して透過率の劣化が起こり、そのペリ
クル膜が使用できなくなるため、ある一定量の露光が終
了した時点でペリクル膜を貼り替える必要があった。こ
の貼り替えにより、新規のペリクル膜が消費されコスト
が嵩むほか、貼り替え工程自体に非常に大きな労力を必
要としていた。
【0007】近年、LSIの露光光にはg線(436n
m)、i線(365nm)などの紫外線が使用されてき
たが、昨今ではLSIの集積度が増し、回路線幅が微細
化されるに従い露光光の短波長化(光の強度増加)が進
み、フッ化クリプトンエキシマレーザー光(波長248
nm)が使用されはじめ、さらにフッ化アルゴンエキシ
マレーザー光(波長193nm)も近く使用される段階
に至っている。
【0008】これに対応して、初期の高透過率を確保す
るため、ペリクル膜の材料に、これらの光に対して高い
透過率を持つフッ素樹脂が使われることが多くなった。
フッ素樹脂は、紫外線に対しては比較的劣化し難い性質
を持っているが、フッ化クリプトンエキシマレーザー光
(波長248nm)に対して劣化が認められ、フッ化ア
ルゴンエキシマレーザー光(波長193nm)に対して
は更に劣化が顕著となる。したがって、LSIの集積度
が増し、露光光の短波長化が進むと、ペリクル膜の透過
率劣化の問題がさらに大きくなる。本発明は、短波長の
露光光に対して、透過率劣化の進行を遅らせることがで
きるペリクル膜を備えたペリクルの提供を課題としてい
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者は、この課題を
解決するため鋭意検討を重ねた結果、ペリクル膜の平均
膜厚を、該ペリクル膜の膜厚と透過率の相関曲線におけ
る透過率の極大値に対応する厚さよりも厚くすること
で、このペリクル膜の透過率劣化の進行を遅らせること
ができることを見出した。
【0010】ペリクル膜の貼り替えの原因には、ペリク
ル膜の透過率劣化以外に、ペリクル膜面への異物付着、
ペリクル膜の破れなどがある。透過率劣化を原因とする
貼り替えの割合は、露光光の短波長化に伴い大きくなる
のに対し、他の異物、破れなどを原因とする割合は、短
波長化されても変化はない。したがって、短波長露光光
に対するペリクル膜の透過率の劣化は、相対的により重
要となる。このため、短波長化が進む中で、ペリクル膜
の透過率劣化を遅らせることのできる本発明のペリクル
を使用することは特に有意義である。
【0011】したがって、本発明のペリクルは、短波長
露光に対して、フッ素樹脂膜をペリクル膜として張設す
ることが特に有用である。具体的には、フッ化クリプト
ンエキシマレーザー光の波長248nmの露光に使用さ
れるペリクルに対して、さらには、フッ化アルゴンエキ
シマレーザー光の波長193nmの露光に使用されるペ
リクルに適用することで、有用性が非常に増大する。こ
のペリクルは、ペリクル膜の平均膜厚が、このペリクル
膜の膜厚と透過率との相関曲線における透過率極大値に
対応する厚さよりも厚く設けられていることを特徴と
し、フッ素樹脂からなるペリクル膜が好ましく、波長2
48nmのフッ化クリプトンエキシマレーザー光や、波
長193nmのフッ化アルゴンエキシマレーザー光の露
光光に対しても使用することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】通常、未使用のペリクル膜の透過
率スペックとしては、露光時の光を減衰させないために
高い値(たとえば99.0%以上)が要求される。この
ときの膜厚の範囲は、膜厚と透過率の相関曲線から、透
過率が極大値のときの膜厚を中心として左右に均等の幅
を持っている(図2参照)。
【0013】半導体デバイスあるいは液晶表示板などの
露光工程の光に対するペリクル膜の透過率の劣化の原因
は、主に光分解・昇華による膜厚の減少によるものであ
る。従って、ペリクル膜が劣化すると、膜厚の減少すな
わち透過率の変化として現れるため、当初のペリクル膜
の厚さを上記スペックを満たす範囲で厚めに設定してお
けば、膜の劣化すなわち膜厚の減少により、ペリクル膜
の透過率は、膜厚と透過率との相関曲線上をA→B→C
→D→Eのように移行する。これにともない膜厚は4n
mずつ減少している(図3参照)。
【0014】従来のペリクル膜は、この相関曲線におい
て、その透過率が極大値となるような膜厚に合わせて製
造されてきた。したがって、ペリクル膜の透過率は、図
3の相関曲線上を劣化によりB→C→D→Eのように移
動する。B(膜厚816nm)→E(膜厚804nm)
の膜厚減少は12nmで、透過率は99.4%→97.
8%と1.6%減少する。本発明のペリクルでは、例え
ば、ペリクル膜の透過率は、図3に示す相関曲線上をA
→B→C→Dのように移動する。
【0015】A(膜厚820nm)→D(膜厚808n
m)の膜厚減少は12nmで、透過率は99.2%→9
8.7%と0.5%減少する。その結果、膜の劣化すな
わち膜厚減少が同じでも、本発明におけるペリクル膜を
使用することで、透過率劣化の進行を遅らせることが可
能となる。図2の例で考えると、従来のペリクル膜で
は、透過率極大値での膜厚(816nm)から同じく1
2nm減少すると、透過率は99.4%から1.6%減
少して97.8%となってしまうのに対し、本発明にお
けるペリクル膜では透過率が0.5%の減少に抑えられ
て98.7%である。仮に、ペリクル膜の透過率が9
8.0%以下になったときをペリクル膜の寿命とする
と、従来の図2のペリクル膜では既に寿命を越えている
が、本発明におけるペリクル膜は未だ寿命に達しておら
ず、更に継続使用が可能である。
【0016】本発明のペリクルに使用される膜材料とし
ては、ニトロセルロース、酢酸セルロース、フッ素樹脂
などが挙げられるが、特にこれらに限定されるものでは
ない。本発明のペリクルは、より短波長での露光に対し
て効果が大きいが、現在、フッ化クリプトンエキシマレ
ーザーより短波長の露光に対しては透過率、耐光性の良
好なフッ素樹脂膜を用いたペリクルが使用されている。
したがって、本発明のペリクルでは膜材料としてフッ素
樹脂がより好適である。膜材料に使用されるフッ素樹脂
としてはサイトップ(旭硝子社製、商品名)やテフロン
AF(デュポン社製、商品名)などが挙げられるが、特
にこれらに限定されるものではない。
【0017】本発明におけるペリクル膜の膜厚は、露光
光に対する透過率と膜強度の関係から0.3〜5μm程
度が好ましい。特に、フッ化クリプトンエキシマレーザ
ーより短波長の露光に使用されるフッ素樹脂では0.5
〜2μmが好ましい。膜厚が0.3μmよりも薄いと、
膜強度が低くなり、取り扱い難くなる。膜厚が5μmよ
り厚くなると、膜の光吸収が大きくなり、結果として光
の透過率が低くなり、露光工程で問題となる。
【0018】
【実施例】下記各例について、ペリクルの製造方法を以
下に示す。直径300mmφのSiウエハー基板上に、
フッ素樹脂:サイトップ(旭ガラス社製、商品名)を用
いてスピンコート法によりペリクル膜を形成した後、ペ
リクル膜を基板から剥離するため、アルミニウム製支持
枠をペリクル膜面にエポキシ接着剤を用いて接着した。
その後、室温23℃、湿度90%の雰囲気下で基板から
ペリクル膜を剥離した後、この膜を149mm×122
mmの四角形状のペリクルフレームに接着剤で接着し、
最終製品としてのペリクルを得た。
【0019】(実施例1)本発明のペリクルとなるよう
スピンコート法で膜厚を調整し、膜厚と透過率の相関曲
線における透過率極大値99.4%に対応する厚さ81
6nmよりも厚い、平均膜厚が820nmのペリクル膜
を得た後、上記した方法で、このペリクル膜を張設した
フッ化クリプトンエキシマレーザー:波長248nm露
光用のペリクルを作製した。このペリクル膜の波長24
8nmでの平均透過率は99.2%であった。
【0020】(実施例2)本発明のペリクルとなるよう
スピンコート法で膜厚を調整し、膜厚と透過率の相関曲
線における透過率極大値99.2%に対応する厚さ82
8nmよりも平均膜厚が831nmと厚いペリクル膜を
得た後、上記した方法で、このペリクル膜を張設したフ
ッ化アルゴンエキシマレーザー:波長193nm露光用
のペリクルを作製した。このペリクル膜の波長193n
mでの平均透過率は99.0%であった。
【0021】(比較例1)膜厚と透過率の相関曲線にお
ける透過率極大値99.4%に対応する厚さ816nm
のペリクル膜を得た後、上記した方法で、このペリクル
膜を張設したフッ化クリプトンエキシマレーザー:波長
248nm露光用のペリクルを作製した。このペリクル
膜の波長248nmでの平均透過率は99.4%であっ
た。
【0022】(比較例2)膜厚と透過率の相関曲線にお
ける透過率極大値99.4%に対応する厚さ816nm
よりも平均膜厚が812nmと薄いペリクル膜を得た
後、上記した方法で、このペリクル膜を張設したフッ化
クリプトンエキシマレーザー:波長248nm露光用の
ペリクルを作製した。このペリクル膜の波長248nm
での平均透過率は99.2%であった。
【0023】(比較例3)膜厚と透過率の相関曲線にお
ける透過率極大値99.2%に対応する厚さ828nm
と同じ平均膜厚のペリクル膜を得た後、上記した方法
で、このペリクル膜を張設したフッ化アルゴンエキシマ
レーザー:波長193nm露光用のペリクルを作製し
た。このペリクル膜の波長193nmでの平均透過率は
99.2%であった。
【0024】上記実施例および比較例で作製したペリク
ル膜にレーザーを照射して透過率の変化を測定した。フ
ッ化クリプトンエキシマレーザー対応のペリクル膜(実
施例1、比較例1、2)に対しては、フッ化クリプトン
エキシマレーザー光を、照射強度:0.2mJ/cm
/パルス、周波数:400Hzで、50,000J/
cm まで照射した。フッ化アルゴンエキシマレーザ
ー対応のペリクル膜(実施例2、比較例3)に対して
は、フッ化アルゴンエキシマレーザー光を、照射強度:
0.2mJ/cm /パルス、周波数:400Hz
で、20,000J/cm まで照射した。照射条件
としては、ともに実際の露光条件よりも強い強度の照射
となっており、加速試験と考えられる。以上の結果は、
表1の通りであり、本発明のペリクル膜(実施例1,
2)は、従来のペリクル膜(比較例1〜3)と比較し
て、露光光に対する透過率の劣化が極めて小さい。
【0025】
【表1】
【0026】
【発明の効果】本発明のペリクルでは、上記ペリクル膜
を半導体デバイスあるいは液晶表示板を製造する際の露
光工程でのゴミよけとして使用することで、ペリクル膜
の透過率劣化の進行を遅らせることができる。その結
果、ペリクル膜の寿命が延び、上記露光工程のコストを
低減し、貼り替えに要する労力を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 ペリクル膜の膜厚と透過率との相関関係を示
すグラフである。
【図2】 ペリクル膜の透過率スペックと膜厚との関係
を示すグラフである。
【図3】 ペリクル膜の劣化(膜厚の減少)と透過率の
関係を示すグラフである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ペリクル膜の平均膜厚が、このペリクル
    膜の膜厚と透過率との相関曲線における透過率極大値に
    対応する厚さよりも厚く設けられていることを特徴とす
    るペリクル。
  2. 【請求項2】 ペリクル膜がフッ素樹脂からなることを
    特徴とする請求項1に記載のペリクル。
  3. 【請求項3】 フッ化クリプトンエキシマレーザー光の
    波長248nmの露光に使用される請求項1又は2に記
    載のペリクル。
  4. 【請求項4】 フッ化アルゴンエキシマレーザー光の波
    長193nmの露光に使用される請求項1又は2に記載
    のペリクル。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007088862A1 (ja) * 2006-02-01 2007-08-09 Mitsui Chemicals, Inc. 高開口数露光装置用ペリクル
JP2007293036A (ja) * 2006-04-25 2007-11-08 Shin Etsu Chem Co Ltd リソグラフィー用ペリクル
JP2008040469A (ja) * 2006-04-07 2008-02-21 Shin Etsu Chem Co Ltd リソグラフィー用ペリクル

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2007088862A1 (ja) * 2006-02-01 2007-08-09 Mitsui Chemicals, Inc. 高開口数露光装置用ペリクル
JP2008040469A (ja) * 2006-04-07 2008-02-21 Shin Etsu Chem Co Ltd リソグラフィー用ペリクル
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