JP2004294786A

JP2004294786A - ペリクル

Info

Publication number: JP2004294786A
Application number: JP2003087396A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Tanaka; 義之田中
Original assignee: Semiconductor Leading Edge Technologies Inc
Current assignee: Semiconductor Leading Edge Technologies Inc
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2004-10-21

Abstract

【課題】ペリクル内の空気を効率的に置換することのできるペリクルを提供する。
【解決手段】ペリクル膜２と、ペリクル膜２を支持する矩形状のペリクル枠３とを有し、ペリクル枠３の１の側面６およびこの１の側面６に対向する他の側面７には、開孔面積率が１の側面または他の側面に対して５０％〜９０％である通気孔８，９がそれぞれ設けられている。通気孔８，９には、防塵用フィルタおよびケミカルフィルタが設けられていることが好ましい。また、ペリクル枠３の四隅には補強板１５，１６，１７，１８が設けられていることが好ましい。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光工程で使用されるペリクル、特に高集積回路の製造に対応する露光光を光源とした露光工程で使用されるペリクルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＳＩなどの半導体装置の製造工程において使用されるフォトリソグラフィ技術には、被加工基板表面にレジスト組成物を塗布してレジスト膜を形成する工程、露光によりレジストパターン潜像を形成する工程、必要に応じ加熱処理する工程、次いでこれを現像して所望の微細パターンを形成する工程、および、この微細パターンをマスクとして被加工基板に対してエッチングなどの加工を行う工程が含まれる。
【０００３】
上記のレジストパターン潜像を形成する工程では、所定のレジストパターンが形成されたマスクを介してレジスト膜に露光光が照射される。したがって、マスクの表面にゴミや傷があると、これらもレジスト膜に転写されることとなるため、所望のレジストパターン潜像を形成することができなくなる。このような不都合を解消するために、マスクにペリクルを装着することが従来より行われてきた。ペリクルを使用することによって、ゴミはマスクではなくペリクルに付着するようになる。一方、露光の際の焦点は、マスクに形成されたパターンに合うように設定される。したがって、この方法によれば、ペリクルに付着したゴミがレジスト膜に転写されることはない。
【０００４】
ところで、近年、半導体装置の集積度の増加に伴い個々の素子の寸法は微小化が進み、各素子を構成する配線やゲートなどのパターンの幅も微細化されている。そこで、パターンの微細化を図る手段の一つとして、上記のレジストパターン潜像を形成する際に使用される露光光の短波長化が進められている。
【０００５】
従来、例えば６４Ｍビットまでの集積度のＤＲＡＭ（ＤｙｎａｍｉｃＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）の製造には、高圧水銀灯のｉ線（波長：３６５ｎｍ）が光源として使用されてきた。近年では、２５６メガビットＤＲＡＭの量産プロセスには、ＫｒＦ（フッ化クリプトン）エキシマレーザ（波長：２４８ｎｍ）を露光光源として用いた技術が実用化されている。また、１ギガビット以上の集積度を持つＤＲＡＭの製造には、ＡｒＦ（フッ化アルゴン）エキシマレーザ（波長：１９３ｎｍ）の実用化が検討されている。さらに、１００ｎｍ以下のデザイン・ルールに対応する微細パターンを実現する技術として、より波長の短いＦ_２（フッ素）エキシマレーザ（波長：１５７ｎｍ）を露光光源として用いることも考えられている。
【０００６】
ところで、このような短波長の光を露光光源として使用する場合には、空気中の酸素（Ｏ_２）による光の吸収が無視できないものとなる。例えば、Ｆ_２エキシマレーザの発振波長は真空紫外にあるが、この波長域では酸素分子による光の吸収が大きく空気はほとんど光を透過しない。また、酸素が光を吸収することにより生成したオゾン（Ｏ_３）によっても光は吸収されるため、透過率は一層低下するようになる。したがって、ＡｒＦエキシマレーザやＦ_２エキシマレーザなどの遠紫外線を光源とする露光装置においては、光路中に存在する酸素の濃度を数ｐｐｍ以下に抑える必要がある。
【０００７】
また、空気中に含まれる水分によっても露光光は吸収される。したがって、上記と同様に、光路中に存在する水の濃度も数ｐｐｍ以下に抑える必要がある。
【０００８】
そこで、ペリクルに通気孔を設けて、ペリクル内の空気を不活性ガスに置き換えることが行われている（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平９−１９７６５２号公報
【特許文献２】
特開２００１−１３３９６０号公報
【特許文献３】
特開２００１−１３３９６１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の通気孔を用いた手法では、ガスの置換に時間を要するという問題があった。また、ペリクルのコーナー部の空気が置換され難いという問題もあった。
【００１１】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものである。即ち、本発明の目的は、ペリクル内の空気を効率的に置換することのできるペリクルを提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のペリクルは、ペリクル膜と、このペリクル膜を支持する矩形状のペリクル枠とを有し、ペリクル枠の１の側面およびこの１の側面に対向する他の側面には、開孔面積率が１の側面または他の側面に対して５０％〜９０％である通気孔がそれぞれ設けられていることを特徴とする。
【００１４】
本発明のペリクルにおいて、通気孔には、防塵用フィルタおよびケミカルフィルタが設けられていることが好ましい。この場合、防塵用フィルタおよびケミカルフィルタは、一体的に構成されたものとすることができる。また、ペリクル枠の四隅には補強板が設けられていることが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本実施の形態において、マスクに接着されたペリクルの透視図の一例である。また、図２は、図１のＡ−Ａ′線に沿った断面図である。
【００１６】
図１および図２に示すように、本発明におけるペリクル１は、ペリクル膜２と、ペリクル膜２を支持するペリクル枠３とを有する。また、図２に示すように、ペリクル１は、接着層４を介してマスク５に接着されている。
【００１７】
ペリクル膜２は、露光光に対して透過率の高い透明な材料からなる。例えば、ニトロセルロースまたは酢酸セルロースなどを用いてペリクル膜を形成することができる。ＡｒＦエキシマレーザまたはＦ_２エキシマレーザなどを光源とする場合には、非晶質フッ素ポリマーなどを用いることが好ましい。一方、ペリクル枠３は矩形形状を有しており、例えば、黒色アルマイト処理を施したアルミニウム合金、ステンレス、ポリエチレン、ポリカーボネートまたは石英ガラスなどを用いて形成することができる。ペリクル膜２は、ペリクル枠３の上部端面に張設されている。例えば、ペリクル枠３の上部端面にペリクル膜２の良溶媒を塗り、この上にペリクル膜２を置いた後、乾燥させることによってペリクル膜２をペリクル枠３に貼ることができる。また、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂などの接着剤を介して、ペリクル膜２をペリクル枠３に貼ってもよい。
【００１８】
本発明のペリクルは、ペリクル枠３の１の側面６およびこの１の側面６に対向する他の側面７にそれぞれ通気孔８，９が設けられており、これらの通気孔８，９は、開孔面積率が１の側面６または他の側面７に対して５０％〜９０％であることを特徴としている。ここで、通気孔８と通気孔９とは、同じ開孔面積率を有していることが好ましい。但し、各通気孔が形成されている側面の面積に対する開孔面積率がそれぞれ５０％〜９０％の範囲内にあれば、厳密に同じ開孔面積率でなくても問題はない。
【００１９】
本発明におけるペリクルが通気孔を有しているのは、マスクにペリクルが装着された状態でペリクル内部の空気を不活性ガスに置換することを可能とするためである。また、通気孔を通ってペリクル内外の気体が流通するので、ペリクル内部とペリクル外部との気体の圧力差に起因してペリクル膜が変形するのを防ぐこともできる。
【００２０】
本発明によれば、このように大きな開孔面積率を有する通気孔をペリクルに設けることによって、ペリクル内の空気を速やかに置換することが可能となる。ここで、開孔面積率は５０％よりも小さくなると、置換に時間を要するようになることから好ましくない。一方、開孔面積率が９０％よりも大きくなると、ペリクルの機械的強度が低下することから好ましくない。
【００２１】
図１に示すペリクルでは、通気孔８は通気孔９と向き合う位置に設けられている。本発明においては、図３に示すように、通気孔１０と通気孔１１とが、側面１２および側面１３の中心線Ｌから互いに反対となる方向へずれた位置に設けられていてもよい。このような構造とすることによって、ペリクル１４のコーナー部の空気をより効率的に置換することが可能となる。
【００２２】
また、本発明のペリクルの通気孔には、防塵用フィルタおよびケミカルフィルタが設けられていることが好ましい。これにより、ペリクル外部からペリクル内部へ向かって、ゴミや不要なガスが入り込むのを防ぐことができる。また、ペリクル内部で接着剤などから発生したガスを除去することも可能となる。
【００２３】
防塵用フィルタは、本発明のペリクルの通気孔に取り付け可能なものであればよく、材質や形状などに特に制限はない。例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの樹脂またはアルミナなどのセラミクスなどからなるものを用いることができる。一方、ケミカルフィルタは、除去すべきガスの種類に応じて適宜選択することが好ましい。例えば、酸化チタン、活性炭またはイオン交換樹脂などを含むものを用いることができる。尚、ケミカルフィルタの形状は、本発明のペリクルの通気孔に取り付け可能なものであれば特に限定されない。
【００２４】
本発明においては、通気孔の内側に防塵用フィルタを設け、その外側にケミカルフィルタを設けることが好ましい。このようにすることによって、ケミカルフィルタから発生した塵などを防塵用フィルタによって捕らえることができるので、これらがペリクル内に侵入するのを防ぐことができる。
【００２５】
また、本発明においては、防塵用フィルタとケミカルフィルタとは別個のものである必要はなく、これらの機能を有しているものが通気孔に取り付けられていればよい。すなわち、防塵用フィルタおよびケミカルフィルタが一体的に構成されたものが、本発明のペリクルの通気孔に設けられていてもよい。例えば、微細な孔を有する有機または無機の繊維の表面に酸化チタン層が形成されたものを使用することができる。この場合、線維が防塵用フィルタとしての役割を果たし、酸化チタン層がケミカルフィルタとしての役割を果たす。
【００２６】
さらに、本発明のペリクルは、図１に示すように、ペリクル枠３の四隅に補強板１５，１６，１７，１８が設けられていることが好ましい。このような補強板１５，１６，１７，１８を設けることによって、ペリクル枠３の機械的強度を向上させることができる。したがって、通気孔８，９が５０％〜９０％という大きな開孔面積率を有していても、ペリクル枠３が変形するなどの不良を防止することができる。
【００２７】
補強板は、ペリクル枠の四隅に取り付け可能で、ペリクル枠の機械的強度を向上させることのできるものであれば、形状、材質および個数に特に制限はない。例えば、ステンレスなどの適当な強度を有する金属板を選び、ペリクル枠の四隅の角部に沿って取り付け可能なように９０度曲げ加工を行う。これをペリクル枠の四隅に接着剤を用いて貼り付けることによって、図１に示す構造とすることができる。尚、図１ではペリクル枠の各隅に１の補強板のみを取り付けたが、各隅毎に複数の小さな補強板を取り付けてもよい。
【００２８】
次に、本発明におけるペリクルを用いて露光を行う方法について説明する。後述するように、ペリクル内の空気を不活性ガスで置換する方法は、パッシブ置換およびアクティブ置換のいずれであってもよい。
【００２９】
露光装置にマスクを搬入する前に、本発明にかかるペリクルをマスクに貼り付ける。具体的には、図２に示すように、マスク５に接着層４を介してペリクル１を貼り付ける。この際、ペリクル１が接着される面はパターン１９が形成されているマスク面に一致し、ペリクル１はパターン１９を囲むようにして設置される。ここで、パターン１９は、露光光が照射されることによってレジスト膜（図示せず）に転写される所定のパターンであり、例えばクロム（Ｃｒ）膜などによって形成されている。また、接着層４としては、例えば、シリコーン系接着剤またはアクリル系接着剤などを用いることができる。
【００３０】
露光は、例えば、露光装置の内部と外部とを連絡する部分にロードロック機構が設けられた露光装置を用いて行うことができる。具体的には、まず、本発明にかかるペリクルが貼られたマスクをロードロック室に搬入する。次に、ロードロック室内をヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）または窒素（Ｎ_２）などの不活性ガスでパージし、ペリクル内部の空気を不活性ガスと置換する。この際の置換の推進力は、ペリクル内部とペリクル外部との不活性ガスの濃度差に起因する気体の拡散現象のみである。本発明によれば、ペリクルは５０％〜９０％という大きな開孔面積率を有しているので、拡散のみであっても速やかにペリクル内部全体の空気を不活性ガスと置換することができる。したがって、半導体製造工程におけるスループットの向上を図ることができる。また、このような通気孔が設けられていることによって、ペリクル内の気体とペリクル外の気体との圧力差に起因してペリクル膜が変形するのを防止することもできる。
【００３１】
また、本発明のペリクルの通気孔には、防塵用フィルタおよびケミカルフィルタが設けられているので、ロードロック室にパージされた不活性ガス雰囲気にゴミや不純物となるガスが混入していても、これらがペリクル内部に侵入するのを防ぐことができる。したがって、マスクに形成されたパターンの上にゴミなどが付着することによる欠陥の発生を防ぎ、歩留まりを向上させることが可能となる。また、露光雰囲気に不活性ガス以外のガスが存在するのを防ぐことができるので、ＡｒＦエキシマレーザやＦ_２エキシマレーザなどの高エネルギーの光を露光光源として用いた場合であっても、これらの光が不純物ガスに照射されることによって起こる反応物の生成を防止することができる。
【００３２】
ペリクル内の空気を不活性ガスによって置換した後は、マスクをロードロック室から露光装置内部の所定のステージ上へと移動する。この際、露光装置内部は不活性ガスでパージされているとする。一方、レジスト膜が形成された半導体ウェハを露光装置内部の所定位置に載置する。続いて、マスクを介して投影光学系からレジスト膜に露光光を照射することによって、マスクに形成されたパターンをレジスト膜に転写することができる。
【００３３】
上記の例はパッシブ置換によるものであるが、本発明においては、アクティブ置換によってペリクル内の空気を置換してもよい。例えば、本発明にかかるペリクルの各通気孔に適当なジョイントを介して配管をそれぞれ接続する。また、配管の一方を吸気系に接続し、配管の他方を排気系に接続する。このようにすることによって、吸気系から送り出された不活性ガスは、配管を通り１の通気孔からペリクル内に導入される。一方、ペリクル内の空気は、他の通気孔から排気系に接続された配管を通って排気される。すなわち、ペリクル内の空気を強制的に不活性ガスに置換することができるので、より短時間に置換作業を完了することが可能となる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、ペリクルに５０％〜９０％の開孔面積率を有する通気孔を設けることによって、ペリクル内の空気全体を効率的に不活性ガスで置換することが可能となる。
【００３５】
また、本発明によれば、通気孔に防塵用フィルタおよびケミカルフィルタを設けることによって、ペリクル内部にゴミや不純物ガスが侵入するのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるペリクルの透視図の一例である。
【図２】図１のＡ−Ａ′線に沿う断面図である。
【図３】本発明にかかるペリクルの透視図の一例である。
【符号の説明】
１，１４ペリクル、２ペリクル膜、３ペリクル枠、４接着層、
５マスク、６，７，１２，１３側面、８，９，１０，１１通気孔、
１５，１６，１７，１８補強板、１９パターン。

Claims

ペリクル膜と、
前記ペリクル膜を支持する矩形状のペリクル枠とを有し、
前記ペリクル枠の１の側面および該１の側面に対向する他の側面には、開孔面積率が前記１の側面または前記他の側面に対して５０％〜９０％である通気孔がそれぞれ設けられていることを特徴とするペリクル。
前記通気孔には、防塵用フィルタおよびケミカルフィルタが設けられている請求項１に記載のペリクル。
前記防塵用フィルタおよび前記ケミカルフィルタが一体的に構成されている請求項２に記載のペリクル。
前記ペリクル枠の四隅に補強板が設けられている請求項１〜３に記載のペリクル。