JP2001117211A - ペリクル - Google Patents
ペリクルInfo
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- JP2001117211A JP2001117211A JP29448499A JP29448499A JP2001117211A JP 2001117211 A JP2001117211 A JP 2001117211A JP 29448499 A JP29448499 A JP 29448499A JP 29448499 A JP29448499 A JP 29448499A JP 2001117211 A JP2001117211 A JP 2001117211A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pellicle
- spin concentration
- spin
- radical
- semiconductor mask
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals 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
- G03F1/62—Pellicles, e.g. pellicle assemblies, e.g. having membrane on support frame; Preparation thereof
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高エネルギー光、特に200nm以下の波長の高
エネルギー光を照射した場合にも、膜の劣化が小さいペ
リクルを提供することにある。 【解決手段】 スピン濃度が１ｇ当たり1×1013個以下
の材料である事を特徴とするペリクルに用いられるペリ
クル材料。
エネルギー光を照射した場合にも、膜の劣化が小さいペ
リクルを提供することにある。 【解決手段】 スピン濃度が１ｇ当たり1×1013個以下
の材料である事を特徴とするペリクルに用いられるペリ
クル材料。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体デバイス等の製造
プロセスにおける微細加工技術に関する。さらに具体的
には、半導体マスク基板上にかぶせるペリクル又はその
材料、その材料のスピン濃度の測定方法、そのペリクル
のかぶせられた半導体マスク、その半導体マスクを用い
る半導体デバイスの製造方法に関する。
プロセスにおける微細加工技術に関する。さらに具体的
には、半導体マスク基板上にかぶせるペリクル又はその
材料、その材料のスピン濃度の測定方法、そのペリクル
のかぶせられた半導体マスク、その半導体マスクを用い
る半導体デバイスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体デバイスは微細化の一途を
たどり、0.15μm以下のパターン形成技術が必要となっ
てきており、 ArFエキシマレーザー（１９３nm）を用い
たリソグラフィの開発の重要性が高まっている。ペリク
ルはフォトマスクへごみが付着することを防止する目的
で用いられており、ArFエキシマレーザーを用いたリソ
グラフィーにおいてもその重要性は変わらない。
たどり、0.15μm以下のパターン形成技術が必要となっ
てきており、 ArFエキシマレーザー（１９３nm）を用い
たリソグラフィの開発の重要性が高まっている。ペリク
ルはフォトマスクへごみが付着することを防止する目的
で用いられており、ArFエキシマレーザーを用いたリソ
グラフィーにおいてもその重要性は変わらない。
【０００３】ペリクルはフォトマスクにかぶせる形で張
られる。このフォトマスクに光を照射することによっ
て、フォトマスクに描かれたパターンをウェハに転写す
る。ところがArFエキシマレーザーを従来のペリクルに
照射すると、ペリクルの膜厚が減少したり、透過率が減
少したり、位相が変化するといったペリクルの劣化が生
じる。これらの劣化が生じると、レジストの解像性の低
下、レジストプロセスマージンの低下、露光感度の低下
といった問題が生じる。従来はKrFエキシマレーザーや
ｉ線といったエネルギーの低い光を使用していたため、
上記の問題は生じなかった。
られる。このフォトマスクに光を照射することによっ
て、フォトマスクに描かれたパターンをウェハに転写す
る。ところがArFエキシマレーザーを従来のペリクルに
照射すると、ペリクルの膜厚が減少したり、透過率が減
少したり、位相が変化するといったペリクルの劣化が生
じる。これらの劣化が生じると、レジストの解像性の低
下、レジストプロセスマージンの低下、露光感度の低下
といった問題が生じる。従来はKrFエキシマレーザーや
ｉ線といったエネルギーの低い光を使用していたため、
上記の問題は生じなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高エ
ネルギー光、特に200nm以下の波長の高エネルギー光を
照射した場合にも、膜の劣化が小さいペリクルを提供す
ることにある。本発明の他の目的は、高エネルギー光、
特に200nm以下の波長の高エネルギー光を照射した場合
にも、膜の劣化が小さいペリクルを用いることにより、
鮮鋭で微細化されたパターンをリソグラフィーにより長
期にわたって形成できる半導体デバイスの製造方法を提
供することにある。
ネルギー光、特に200nm以下の波長の高エネルギー光を
照射した場合にも、膜の劣化が小さいペリクルを提供す
ることにある。本発明の他の目的は、高エネルギー光、
特に200nm以下の波長の高エネルギー光を照射した場合
にも、膜の劣化が小さいペリクルを用いることにより、
鮮鋭で微細化されたパターンをリソグラフィーにより長
期にわたって形成できる半導体デバイスの製造方法を提
供することにある。
【０００５】
【課題を解決する為の手段】本発明によれば、ペリクル
材料中のスピン濃度を下げることにより、上記課題を解
決する。ペリクル中のスピン濃度を下げる方法として
は、膜材料として使用している有機ポリマーに対して、
水素添加処理を行う、フッ素添加処理を行う、可溶溶媒
に溶かしたポリマーを再析出させることにより不純物を
除去する等を例示することができる。また、これらの処
理方法を組み合わせても良い。
材料中のスピン濃度を下げることにより、上記課題を解
決する。ペリクル中のスピン濃度を下げる方法として
は、膜材料として使用している有機ポリマーに対して、
水素添加処理を行う、フッ素添加処理を行う、可溶溶媒
に溶かしたポリマーを再析出させることにより不純物を
除去する等を例示することができる。また、これらの処
理方法を組み合わせても良い。
【０００６】すなわち、本発明は、スピン濃度が１ｇ当
たり1×1013個以下の材料である事を特徴とするペリク
ルに用いられるペリクル材料又はペリクルに関する。こ
れらペリクル材料又はペリクルのスピン濃度をコントロ
ールする際の、スピンの種類としては、ラジカルがあ
り、炭素ラジカルまたは酸素ラジカルが例示される。
たり1×1013個以下の材料である事を特徴とするペリク
ルに用いられるペリクル材料又はペリクルに関する。こ
れらペリクル材料又はペリクルのスピン濃度をコントロ
ールする際の、スピンの種類としては、ラジカルがあ
り、炭素ラジカルまたは酸素ラジカルが例示される。
【０００７】スピン濃度を調整するには、一旦可溶溶媒
に溶かし析出させることにより不純物を除去した有機ポ
リマーをペリクル膜材料として用いることにより、或い
は、水素添加処理及び／又はフッ素添加処理を行うこと
により不完全な分子構造を除去した有機ポリマーをペリ
クル材料として用いることにより行われる。なお、スピ
ン濃度の測定は、電子スピン共鳴法又は磁化率測定法を
使用して決定することができる。
に溶かし析出させることにより不純物を除去した有機ポ
リマーをペリクル膜材料として用いることにより、或い
は、水素添加処理及び／又はフッ素添加処理を行うこと
により不完全な分子構造を除去した有機ポリマーをペリ
クル材料として用いることにより行われる。なお、スピ
ン濃度の測定は、電子スピン共鳴法又は磁化率測定法を
使用して決定することができる。
【０００８】本発明は、また半導体マスク基板上に本発
明のペリクルを装着することにより得られる半導体マス
クを用い、これに200nm以下の波長の高エネルギー線を
照射してパターンを得ることを特徴とする半導体デバイ
スの製造方法に関する。
明のペリクルを装着することにより得られる半導体マス
クを用い、これに200nm以下の波長の高エネルギー線を
照射してパターンを得ることを特徴とする半導体デバイ
スの製造方法に関する。
【０００９】本発明に利用されるペリクル材料として
は、パーフルオロカーボンのポリマーが好適に用いられ
る。中でも、式１又は、式２で構成されるペリクル材料
が好適である。
は、パーフルオロカーボンのポリマーが好適に用いられ
る。中でも、式１又は、式２で構成されるペリクル材料
が好適である。
【００１０】 ただし、ｘは0または1、ｙは０または1、ｚは1から3で
ある。
ある。
【００１１】
【作用】本発明で提供される各種の処理方法によって、
ペリクル中のスピン濃度を下げることにより、高エネル
ギー光を照射しても劣化しない安定なペリクル膜を得る
ことができる。
ペリクル中のスピン濃度を下げることにより、高エネル
ギー光を照射しても劣化しない安定なペリクル膜を得る
ことができる。
【００１２】［実施例１］下記の繰り返し単位から構成
されるペリクル材料からスピンコーティング法を用いて
ペリクル膜を形成した。 式2 −(CF2−CF−CF−CF2)n− ／ ＼ O CF2 ＼ ／ CF2 なお、ペリクル材料はパーフルオロ溶剤を溶媒として溶
液とし、シリコンウェハ上にこの溶液を滴下し、ウェハ
を回転させてペリクル膜を形成した。サンプルはA、B、
Cの三種類の材料を用意した。いずれのサンプルも上記
の式２で示すようなパーフルオロカーボンを主成分にし
ていた。なお、サンプルＡは、購入したパーフルオロカ
ーボンポリマーをそのままペリクル膜材料として用いた
もの、サンプルＢ及びＣは、購入したパーフルオロカー
ボンポリマーをパーフルオロ溶剤に溶解し、貧溶媒を加
えて析出させ、上澄み液を除去することにより有機不純
物を取り除いたものである。
されるペリクル材料からスピンコーティング法を用いて
ペリクル膜を形成した。 式2 −(CF2−CF−CF−CF2)n− ／ ＼ O CF2 ＼ ／ CF2 なお、ペリクル材料はパーフルオロ溶剤を溶媒として溶
液とし、シリコンウェハ上にこの溶液を滴下し、ウェハ
を回転させてペリクル膜を形成した。サンプルはA、B、
Cの三種類の材料を用意した。いずれのサンプルも上記
の式２で示すようなパーフルオロカーボンを主成分にし
ていた。なお、サンプルＡは、購入したパーフルオロカ
ーボンポリマーをそのままペリクル膜材料として用いた
もの、サンプルＢ及びＣは、購入したパーフルオロカー
ボンポリマーをパーフルオロ溶剤に溶解し、貧溶媒を加
えて析出させ、上澄み液を除去することにより有機不純
物を取り除いたものである。
【００１３】［実施例２］実施例１で作成したペリクル
膜にArFエキシマレーザーを照射して、照射後の膜厚変
化を測定した。図１にサンプルA（シリコン基板上）の
総照射エネルギーに対する膜厚の変化量を示す。各マー
クはペリクル膜にパルスエネルギー（基板からの反射光
の影響を考慮して算出したペリクル膜のみへの実質的な
照射量）を変えて照射した時の結果である。この結果か
ら、総エネルギー量の増加と共に膜厚が減少し、またパ
ルス数の増加と共に膜厚が減少することが分かる。各サ
ンプルについて下記のフィッティング式を用い、データ
フィッティングを行い寿命を推定した。 推定された寿命を表1に示す。なお、寿命は0.0125mJ/(c
m2 pulse)のパルスエネルギーにおいて膜厚が6.6nm減
少した時の総照射エネルギーとして定義した。このパル
スエネルギーはデバイスの作成で実際に使用されるパル
スエネルギーに相当する。また6.6nmの膜厚減少は透過
率が1%減少することに相当し、こうなるとレジストのパ
ターンが劣化する。
膜にArFエキシマレーザーを照射して、照射後の膜厚変
化を測定した。図１にサンプルA（シリコン基板上）の
総照射エネルギーに対する膜厚の変化量を示す。各マー
クはペリクル膜にパルスエネルギー（基板からの反射光
の影響を考慮して算出したペリクル膜のみへの実質的な
照射量）を変えて照射した時の結果である。この結果か
ら、総エネルギー量の増加と共に膜厚が減少し、またパ
ルス数の増加と共に膜厚が減少することが分かる。各サ
ンプルについて下記のフィッティング式を用い、データ
フィッティングを行い寿命を推定した。 推定された寿命を表1に示す。なお、寿命は0.0125mJ/(c
m2 pulse)のパルスエネルギーにおいて膜厚が6.6nm減
少した時の総照射エネルギーとして定義した。このパル
スエネルギーはデバイスの作成で実際に使用されるパル
スエネルギーに相当する。また6.6nmの膜厚減少は透過
率が1%減少することに相当し、こうなるとレジストのパ
ターンが劣化する。
【００１４】表１． ペリクル膜の寿命 サンプル 寿命（ＫＪ／ｃｍ２） サンプルＡ ２．６７ サンプルＢ １１．３ サンプルＣ １３．３
【００１５】［実施例３］実施例１で使用したサンプル
について電子スピン共鳴を用いてスピン濃度を測定し
た。サンプルは光未照射のものを使用した。装置はBruk
er社のESP350Eを用い、測定温度10K、マイクロ波の周波
数9.45GHz、パワー1.0mWで測定した。この測定から見積
もったスピン濃度を図２に示す。横軸にスピン濃度、縦
軸に実施例２で見積もった寿命（シリコン基板上）をプ
ロットした。スピン濃度が増加するとペリクルの寿命が
短くなることが分かる。これらのスピンの起源はｇ値が
2.005であったことから炭素ラジカルまたは酸素ラジカ
ルに由来するものであることが分かった。
について電子スピン共鳴を用いてスピン濃度を測定し
た。サンプルは光未照射のものを使用した。装置はBruk
er社のESP350Eを用い、測定温度10K、マイクロ波の周波
数9.45GHz、パワー1.0mWで測定した。この測定から見積
もったスピン濃度を図２に示す。横軸にスピン濃度、縦
軸に実施例２で見積もった寿命（シリコン基板上）をプ
ロットした。スピン濃度が増加するとペリクルの寿命が
短くなることが分かる。これらのスピンの起源はｇ値が
2.005であったことから炭素ラジカルまたは酸素ラジカ
ルに由来するものであることが分かった。
【００１６】ArFエキシマレーザーを使用したリソグラ
フィーにおいてペリクル膜に必要な寿命を計算する。感
度が10mJ/cm2のレジストを使用した時、1年間にペリク
ルに照射される総照射エネルギーは10kJ/cm2になる。こ
のペリクルを3年間使用とすると仮定すると、必要な寿
命は30kJ/cm2の総照射エネルギーに相当する。この寿命
はペリクル膜を剥がして型枠にはめて使用した時の値
で、シリコン基板上ではその3分の1、10kJ/cm2である。
この値を図２に点線で示す。この寿命を達成するために
はペリクル膜中のスピン濃度が１ｇ当たり1×1013個以
内であれば良いことがわかる。今回は電子スピン共鳴法
からスピン濃度を決定したが、磁気天秤等を用いた磁化
率の測定からもスピン濃度を決定することができる。
フィーにおいてペリクル膜に必要な寿命を計算する。感
度が10mJ/cm2のレジストを使用した時、1年間にペリク
ルに照射される総照射エネルギーは10kJ/cm2になる。こ
のペリクルを3年間使用とすると仮定すると、必要な寿
命は30kJ/cm2の総照射エネルギーに相当する。この寿命
はペリクル膜を剥がして型枠にはめて使用した時の値
で、シリコン基板上ではその3分の1、10kJ/cm2である。
この値を図２に点線で示す。この寿命を達成するために
はペリクル膜中のスピン濃度が１ｇ当たり1×1013個以
内であれば良いことがわかる。今回は電子スピン共鳴法
からスピン濃度を決定したが、磁気天秤等を用いた磁化
率の測定からもスピン濃度を決定することができる。
【００１７】［実施例４］実施例１のようにして作成し
たペリクル膜を基板からはがし、型枠にはめ、フォトマ
スクにかぶせた。このフォトマスクをArFエキシマレー
ザーを光源とする光露光機に入れ、レジストパターンを
形成した。図３に0.16μmの孤立ラインパターンのフォ
ーカス特性を示す。新品のペリクル（without）を使用
した時には、フォーカスがセンターからずれても寸法は
ほとんど変化せず、0.8μmの焦点深度が得られた。とこ
ろがArFエキシマレーザーをあらかじめ27kJ/cm2（これ
は約3年間のペリクル使用量に対応する）照射しておい
たペリクル（with）を使用した時には、フォーカスがセ
ンターからずれると寸法が大きくなり、焦点深度は0.4
μmしか得られなかった。このことからペリクル膜の劣
化がパターンの劣化を引き起こすことが分かる。これ以
上劣化したペリクルは使用できない。
たペリクル膜を基板からはがし、型枠にはめ、フォトマ
スクにかぶせた。このフォトマスクをArFエキシマレー
ザーを光源とする光露光機に入れ、レジストパターンを
形成した。図３に0.16μmの孤立ラインパターンのフォ
ーカス特性を示す。新品のペリクル（without）を使用
した時には、フォーカスがセンターからずれても寸法は
ほとんど変化せず、0.8μmの焦点深度が得られた。とこ
ろがArFエキシマレーザーをあらかじめ27kJ/cm2（これ
は約3年間のペリクル使用量に対応する）照射しておい
たペリクル（with）を使用した時には、フォーカスがセ
ンターからずれると寸法が大きくなり、焦点深度は0.4
μmしか得られなかった。このことからペリクル膜の劣
化がパターンの劣化を引き起こすことが分かる。これ以
上劣化したペリクルは使用できない。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、ペリクル膜の光照射に
対する耐性を上げることができる。
対する耐性を上げることができる。
【図１】実施例２に関わるペリクル膜の膜厚変化を示
す。
す。
【図２】実施例３に関わるペリクル膜のスピン濃度と寿
命との関係を示す。
命との関係を示す。
【図３】実施例４に関わるレジストのフォーカス特性を
示す。
示す。
フロントページの続き (72)発明者 宮崎 順二 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292 株式会 社半導体先端テクノロジーズ内 (72)発明者 植松 政也 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292 株式会 社半導体先端テクノロジーズ内 (72)発明者 岡川 崇 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292 株式会 社半導体先端テクノロジーズ内 (72)発明者 小川 透 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292 株式会 社半導体先端テクノロジーズ内 (72)発明者 重松 茂人 山口県玖珂郡和木町和木六丁目１番２号 三井化学株式会社内 (72)発明者 中川 広秋 山口県玖珂郡和木町和木六丁目１番２号 三井化学株式会社内 Ｆターム(参考） 2H095 BC33 4J100 AC26P AR32Q BB07Q CA04 JA46
Claims (12)
- 【請求項１】 スピン濃度が１ｇ当たり1×1013個以下
の材料である事を特徴とするペリクルに用いられるペリ
クル材料。 - 【請求項２】 スピン濃度が１ｇ当たり1×1013個以下
の材料であることを特徴とするペリクル。 - 【請求項３】 請求項１又は２におけるスピンがラジカ
ルであることを特徴とするペリクル材料又はペリクル。 - 【請求項４】 請求項３におけるラジカルが炭素ラジカ
ルまたは酸素ラジカルであることを特徴とするペリクル
材料又はペリクル。 - 【請求項５】 請求項１又は２におけるスピン濃度を、
一旦可溶溶媒に溶かし析出させることにより不純物を除
去した有機ポリマーをペリクル膜材料として用いること
により、調整したことを特徴とする請求項１又は２に記
載のペリクル材料又はペリクル。 - 【請求項６】 請求項１又は２におけるスピン濃度を、
水素添加処理及び／又はフッ素添加処理を行うことによ
り不完全な分子構造を除去した有機ポリマーをペリクル
材料として用いることにより、調整したことを特徴とす
る請求項１又は２に記載のペリクル材料又はペリクル。 - 【請求項７】 請求項１又は２におけるペリクル材料又
はペリクルのスピン濃度を電子スピン共鳴法又は磁化率
測定法を使用して決定することを特徴とするペリクル材
料又はペリクル材料のスピン濃度測定法。 - 【請求項８】 半導体マスク基板上に請求項２に記載の
ペリクルが装着されていることを特徴とする半導体マス
ク。 - 【請求項９】 請求項８に記載の半導体マスクに200nm
以下の波長の高エネルギー線を照射してパターンを得る
ことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。 - 【請求項１０】 パーフルオロカーボンのポリマーで構
成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の
ペリクル材料又はペリクル。 - 【請求項１１】 請求項１０のパーフルオロカーボンの
ポリマーが式１で構成されていることを特徴とするペリ
クル材料又はペリクル。 ただし、ｘは0または1、ｙは０または1、ｚは1から3で
ある。 - 【請求項１２】 請求項１０のパーフルオロカーボンの
ポリマーが式２で構成されていることを特徴とするペリ
クル材料又はペリクル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29448499A JP2001117211A (ja) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | ペリクル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29448499A JP2001117211A (ja) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | ペリクル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001117211A true JP2001117211A (ja) | 2001-04-27 |
Family
ID=17808371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29448499A Pending JP2001117211A (ja) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | ペリクル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001117211A (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02133413A (ja) * | 1988-11-14 | 1990-05-22 | Nippon Zeon Co Ltd | ノルボルネン系開環重合体の製造方法 |
| JPH03284827A (ja) * | 1990-03-30 | 1991-12-16 | Hoya Corp | 金属元素の単一同位体を封入したランプおよびそのランプを用いた露光装置 |
| JPH1039493A (ja) * | 1996-07-18 | 1998-02-13 | Asahi Chem Ind Co Ltd | ペリクルの製造方法 |
| JP2000275817A (ja) * | 1999-01-22 | 2000-10-06 | Shin Etsu Chem Co Ltd | リソグラフィー用ペリクルおよびその製造方法 |
| JP2001089170A (ja) * | 1999-09-16 | 2001-04-03 | Shinetsu Quartz Prod Co Ltd | Ｆ２エキシマレーザー透過用光学シリカガラス部材及びその製造方法 |
-
1999
- 1999-10-15 JP JP29448499A patent/JP2001117211A/ja active Pending
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