JP2005017978A

JP2005017978A - ペリクル

Info

Publication number: JP2005017978A
Application number: JP2003186263A
Authority: JP
Inventors: Kaname Okada; 要岡田; Shinya Kikukawa; 信也菊川; Hitoshi Mishiro; 均三代; Ichiro Ishikawa; 一郎石川
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2005-01-20

Abstract

【課題】ペリクル内部を短時間で不活性ガスにより置換でき、分解ガスや異物を発生させないペリクルを提供する。
【解決手段】ペリクルフレーム１０に、合成石英ガラスで構成されたペリクル板１２が接着され、ペリクルが形成されている。ペリクルフレーム１０には、不活性ガスを導入するためのガス導入孔１８が形成され、ガス導入孔１８にはペリクル内部に不活性ガスを供給するためのガス導入管２２が接続されている。このガス導入管２２にはハウジング２８が設けられ、ここにフィルター２４が取り付けられている。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は集積回路の製造工程で使用されるフォトマスクまたはレチクル（以下、これらを併せてマスクという）に異物付着防止の目的で装着されるペリクル、特にＦ_２レーザー（波長１５７ｎｍ）等の短波長の光源を用いる光リソグラフィに好適なペリクルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
集積回路の製造工程で使用される光リソグラフィ工程においては、マスクに付着している塵埃等の異物がウエハ上に転写されることを防止するため、マスクの片面又は両面に異物よけとしてのペリクルが装着される。
【０００３】
このペリクルは、平面状のペリクル板（合成石英ガラスなどからなる光線透過性防塵板）またはフッ素樹脂などからなるペリクル膜と、ペリクル板またはペリクル膜をマスクから離隔するために所定の厚みを持つペリクルフレームとからなり、ペリクルフレームの上面にペリクル板またはペリクル膜が接着され、容器状に形成されている。
【０００４】
近年、半導体デバイス製造プロセスでは、回路パターンの微細化による高集積化を図るために、光リソグラフィ工程で使用される露光光源の短波長化が進められている。例えば、リソグラフィ用ステッパの光源は、従来のｇ線（波長４３６ｎｍ、）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）から進んでＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）、Ｆ_２レーザ（波長１５７ｎｍ）等のより短波長の光源が用いられようとしている。
【０００５】
これらの短波長光源、特にＦ_２レーザを使用する場合には、大気中の酸素分子が露光波長である１５７ｎｍに吸収を持つため、不活性ガス雰囲気中での露光が必要とされる。このため、下記特許文献１には、ペリクルとマスクとで形成される空間（以下、ペリクル内部という）を不活性ガスで置換するために、ペリクルフレームに不活性ガスの導入、排出を行うガス導入孔とガス排出孔とを設ける例が開示されている。
【０００６】
ここで、回路パターンの微細化に伴い、マスク上の異物の許容範囲もより厳しくなっているため、導入ガス中の異物を捕捉するために、上記ガス導入孔が設けられたペリクルフレームの内側面もしくは外測面に、ガス導入孔を覆うようにフィルターを接着して使用することが試みられている。このフィルターとしては、例えばフッ素樹脂等からなる厚さ０．１〜０．３ｍｍ、捕集効率が０．３μｍ粒子で９９．９７％程度のものが使用される。
【０００７】
【特許文献１】特開平２００１−１３３９６１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例においては、ペリクルフレームの内側面に、ガス導入孔を覆うように接着されたフィルターにもＦ_２レーザが照射されるので、フィルター材質及び接着剤が分解され、ガスや異物が発生し、レーザ光の透過率の低下及び異物のウエハ上への転写による回路の短絡・断線の発生という問題があった。また、外側面にフィルターを接着する場合においても、露光面に照射する紫外洗浄光によりフィルター材質及び接着剤が分解する。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、ペリクル内部を短時間で不活性ガスにより置換でき、分解ガスや異物を発生させないペリクルを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、不活性ガスを導入するためのガス導入孔と不活性ガスを排出するためのガス排出孔とを有するペリクルフレームと、ペリクルフレームの一方の開口部に接着されたペリクル板とを備えるペリクルであって、ガス導入孔には、不活性ガスを供給するためのガス導入管が接続され、ガス導入管には、ガス導入孔への接続部より所定距離手前の位置にフィルターが取り付けられていることを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、ガス導入管に取り付けられたフィルターが、ガス導入管のガス導入孔への接続部より所定距離手前に位置しているので、レーザ光が照射されず、フィルター材質及び接着剤が分解されてガスや異物が発生することを防止できる。
【００１２】
また、上記ペリクルは、ガス導入孔の表面が平滑化処理されていることを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、ガス導入孔の表面が平滑化処理されることにより、異物の発生を抑制できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。図１には、本発明にかかるペリクルの実施形態の断面図が示される。図１において、石英ガラス等で構成されたペリクルフレーム１０に、合成石英ガラスで構成されたペリクル板１２（または、フッ素樹脂からなるペリクル膜でも良い）が接着され、ペリクルが形成されている。また、ペリクルフレーム１０には、不活性ガスを導入するためのガス導入孔１８と不活性ガスを排出するためのガス排出孔２０とが形成されており、ペリクル内部を不活性ガスで強制的に置換できる構成となっている。これにより、ペリクル内部を短時間で容易に不活性ガスで置換できる。なお、ペリクルフレーム１０は、マスク１４に接着剤１６により接着されて使用される。
【００１５】
図２には、図１に示されたペリクルのガス導入孔１８周辺の部分断面図が示される。図２において、ガス導入孔１８にはペリクル内部に不活性ガスを供給するためのガス導入管２２が接続されており、このガス導入管２２には、フィルター２４が取り付けられている。フィルター２４の取り付け位置は、ガス導入孔１８とガス導入管２２との接続部２６より所定距離手前すなわちペリクルフレーム１０からボンベ側に所定距離離れた位置とされている。これにより、マスク１４に照射されるＦ_２レーザ等のレーザ光がフィルター２４に当たらず、フィルター２４の分解によりガスや異物が発生することを防止できる。
【００１６】
また、図２に示されるように、フィルター２４は、ガス導入管２２に設けられたハウジング２８に装着される。ハウジング２８は、接着剤を使用せずにフィルター２４を固定できるように構成されている。例えば、ガス導入管２２の内径よりハウジング２８の内径を大きくし、ハウジング２８の内径とほぼ同じ径のフィルター２４をハウジング２８に挿入するようにすれば、接着剤を使用せずにフィルター２４を固定できる。これにより、フィルター２４の取り付けに接着剤を使用する必要がなくなるので、万一レーザ光が当たっても、より分解生成物の発生しにくいフィルターとすることができる。なお、ハウジング２８としては、塵埃を発生せず、レーザ光による劣化が生じない材質とするため、ステンレス鋼等の金属、ガラスまたはセラミックス等を使用するのが好適である。
【００１７】
上述したフィルター２４としては、メンブレンフィルターの他、不織布で構成されたデプスタイプフィルターまたはメンブレンを波状に折り込んだプリーツタイプフィルター等を使用できる。特に、デプスタイプフィルター及びプリーツタイプフィルターを使用した場合には、濾過面積を大きく取れるので、捕捉効率を上げつつ圧力損失を低減することができる。フィルター２４の材質は、フッ素樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）またはポリエチレン（ＰＥ）等が好適である。
【００１８】
また、本実施形態にかかるペリクルにおいては、ガス導入孔１８の表面が平滑化処理されている。さらに、ペリクルフレーム１０の内側面及びフィルター２４通過以降のガス導入管２２の内側面も平滑化処理されるのが好適である。この平滑化処理は、例えば機械的な研磨加工、電解研磨、化学的なエッチングまたは無機物、特に酸化クロム等の金属酸化物を蒸着法若しくはスパッタ法でコーティングすることにより実施可能である。また、特にペリクルフレーム１０が石英ガラス製の場合には、ＨＦ等のガラスを浸食する薬液でエッチングすることによっても平滑化処理を実施可能である。さらに、ガス導入孔１８をレーザ加工等により形成することによっても、孔の表面を平滑にすることができる。
【００１９】
上述したような平滑化処理を実施すると、ガス導入孔１８等の表面からマイクロクラックをなくすことができる。これにより、表面の欠落によるカレットの発生及び表面での異物のトラップを防止でき、表面からの発塵を抑制できる。なお、この平滑化処理の実施により、表面粗さがＲｍａｘで１０ｎｍ以下とするのが好適である。
【００２０】
【実施例】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は本実施例に限定されない。
【００２１】
一辺に等間隔に３個のガス導入孔を有し、対向する一辺に等間隔に３個のガス排出孔を有する、外形寸法１２２ｍｍ×１４２ｍｍ、高さ３．２ｍｍの合成石英ガラス製のペリクルフレームに、厚さ０．８ｍｍの合成石英ガラス製のペリクル板を接着したペリクルを準備した。上記各ガス導入孔、ガス排出孔は、エンドミルにより径が１．６ｍｍの孔として開けられ、孔開け加工後にペリクルフレームを０．５％のＨＦ溶液で１５分間エッチング処理した後、超純水でリンスし、乾燥した。
【００２２】
次に、ペリクルフレームの開放されている（ペリクル板が接着されていない）側に弾性のあるスペーサーを貼り付けた後、マスクブランクス上に載置し、マスクブランクスとスペーサーとの間に隙間が生じないようにクランプして固定した。このマスクブランクスには合成石英ガラス製の基板を使用し、予め十分に洗浄した後、自動欠点検査機（レーザーテック社製Ｍ１３２０）を用いて表面の付着物を計測したものを準備した。
【００２３】
次に、ＳＵＳ製のフィルターハウジングに、０．１μｍのパーティクルの捕集効率が９９．９９５％のフィルターを取り付け、電解研磨を行ったＳＵＳ製のガス導入管の出口側を上記ペリクルフレームのガス導入孔に接続した。また、ガス排出孔にサンプリング用の管を取り付け、排出されるガス中の酸素濃度を酸素濃度測定機（東レ社製ＬＦ７５０）で測定し、排出ガス内の酸素濃度が１０ｐｐｍになるまでの時間を計測した。
【００２４】
以上のようにして準備したペリクル内部にガスボンベからフィルター付のガス導入管を介して０．２リットル／分の流量で窒素ガスを供給した。
【００２５】
排出ガス中の酸素濃度が１０ｐｐｍになるのに要した時間は、４分２０秒であった。この程度の時間で酸素濃度が１０ｐｐｍまで低下すれば、露光装置内で使用可能なレベルであると判断される。
【００２６】
また、その後も同じ流量の窒素ガスを流入しつづけ、１２時間経過した後窒素ガスを停止した。ついで、クランプを外し、ペリクルをマスクブランクスから分離し、マスクブランクス上のパーティクルを前述した自動欠点検査機で計測した。この結果、窒素ガスの流入を続けた間のパーティクルの付着量は、１個であることが確認された。この程度のパーティクルの発生であれば、露光装置内で使用可能なレベルであると判断される。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ペリクル内部のガス置換が容易で、かつペリクル内部の分解ガスや異物による汚染の少ないＦ_２レーザ露光に最適なペリクルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるペリクルの実施形態の断面図である。
【図２】図１に示された実施形態のガス導入孔周辺の部分断面図である。
【符号の説明】
１０ペリクルフレーム、１２ペリクル板、１４マスク、１６接着剤、１８ガス導入孔、２０ガス排出孔、２２ガス導入管、２４フィルター、２６接続部、２８ハウジング。

Claims

不活性ガスを導入するためのガス導入孔と前記不活性ガスを排出するためのガス排出孔とを有するペリクルフレームと、前記ペリクルフレームの一方の開口部に接着されたペリクル板またはペリクル膜とを備えるペリクルであって、
前記ガス導入孔には、不活性ガスを供給するためのガス導入管が接続され、前記ガス導入管には、前記ガス導入孔への接続部より所定距離手前の位置にフィルターが取り付けられていることを特徴とするペリクル。
前記ガス導入孔の表面が平滑化処理されていることを特徴とする請求項１記載のペリクル。