JP2007225720A - ペリクル - Google Patents

Abstract

【課題】ペリクルに起因するフォトマスクの曇りを防止し、フォトマスクの洗浄の回数を少なくするペリクルを提供する事を目的とする。
【解決手段】本発明は、ペリクルに含有する曇り原因物質が、一定値以下であることを特徴とするため、曇り原因物質がフォトマスク上で異物になったとしても製品に欠陥が起こることを防止することが出来る。このため、フォトマスクの再洗浄によるコスト増や、再洗浄による不良発生を防止する事が出来、フォトマスクの安定的な使用が可能となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、フォトマスク用防塵カバーであるペリクルに関するものである。

ウエハー等を用いた半導体を製造する場合には、フォトマスクに形成されたパターンをフォトレジスト等の感光剤を塗布した基板上に投影光学系にて露光する投影露光方式が使用されている。近年、パターン形状の微細化に伴い、使用される露光光は短波長化される傾向にあり、ＫｒＦ（波長２４８ｎｍ）やＡｒＦ（波長１９３ｎｍ）を用いた露光装置が実用化され、１つの半導体回路に対して、数十枚に及ぶフォトマスクが使用されている。

これらのフォトマスクは露光時、または保管時、または搬送時に周囲を浮遊する異物を付着する。フォトマスク上の異物は、露光時、その部分の結像を妨げるため、製品に欠陥が現れる。このようなフォトマスク表面に付着する異物による解像不良を防ぐため、フォトマスクは表面に透光性を有する防塵カバーとしてペリクルを装着している。（特許文献１参照）

しかしながら、ペリクルを装着したフォトマスクにおいても、近年では、使用環境によっては欠陥が発生している。これは、周囲を浮遊する異物以外にも、露光、保管を繰り返す事で、ペリクルを構成する部材内部の曇り原因物質が変質して異物となり、フォトマスク上に該異物が徐々に堆積する影響によるものである。フォトマスク上に異物が一定以上堆積すると、フォトマスクに曇りが発生し、製品に欠陥が現れる。このため、曇りを除去するためにフォトマスクを洗浄する必要があるが、洗浄により、製品製造のためのコストが増大したり、フォトマスクのパターンが磨耗したりする。

つまり、ペリクル作成時にペリクル内部に含まれた曇り原因物質が、露光、保管、搬送を繰り返す内に、フォトマスク上に異物として吸着することにより、フォトマスクに曇りが発生し、製品に欠陥が現れるという問題がある。また、フォトマスクの曇りの洗浄を行うことにより、製品の製造コストが増大したり、フォトマスクのパターンが磨耗したりするという問題がある。また、洗浄の工程は製品に欠陥がでた時点で行うため、突発的に製造工程が滞ることとなり、安定して製品を製造するためには、洗浄の工程を行うことは好ましくない。
特開昭６３−０６４０４８公報

そこで、本発明は、上記問題点に鑑み考案されたもので、ペリクルに起因するフォトマスクの曇りを防止することにより、フォトマスクの洗浄の回数を少なくし、安定してフォトマスクを使用することを可能とするペリクルを提供する事を目的とする。

請求項１に記載の本発明は、フォトマスクを保護するペリクルにおいて、ペリクルに含有する酢酸の総量が１．０μｇ以下であることを特徴とするペリクルである。

請求項２に記載の本発明は、フォトマスクを保護するペリクルにおいて、ペリクルに含有する蟻酸の総量が１．０μｇ以下であることを特徴とするペリクルである。

請求項３に記載の本発明は、フォトマスクを保護するペリクルにおいて、ペリクルに含有する硫酸の総量が０．１μｇ以下であることを特徴とするペリクルである。

請求項４に記載の本発明は、フォトマスクを保護するペリクルにおいて、ペリクルに含有するシュウ酸の総量が０．１μｇ以下であることを特徴とするペリクルである。

請求項１に記載の本発明より、ペリクルに含有する酢酸がフォトマスクに吸着し、異物となったとしても、製品に欠陥がでるほどの曇りの発生となることを防ぐことが出来る。このため、フォトマスクの再洗浄によるコスト増や、再洗浄による不良発生を防止する事が出来、フォトマスクの安定的な使用が可能となる。

請求項２に記載の本発明より、ペリクルに含有する蟻酸がフォトマスクに吸着し、異物となったとしても、製品に欠陥がでるほどの曇りの発生となることを防ぐことが出来る。このため、フォトマスクの再洗浄によるコスト増や、再洗浄による不良発生を防止する事が出来、フォトマスクの安定的な使用が可能となる。

請求項３に記載の本発明より、ペリクルに含有する硫酸がフォトマスクに吸着し、異物となったとしても、製品に欠陥がでるほどの曇りの発生となることを防ぐことが出来る。このため、フォトマスクの再洗浄によるコスト増や、再洗浄による不良発生を防止する事が出来、フォトマスクの安定的な使用が可能となる。

請求項４に記載の本発明より、ペリクルに含有するシュウ酸がフォトマスクに吸着し、異物となったとしても、製品に欠陥がでるほどの曇りの発生となることを防ぐことが出来る。このため、フォトマスクの再洗浄によるコスト増や、再洗浄による不良発生を防止する事が出来、フォトマスクの安定的な使用が可能となる。

本発明は、ペリクルに含有する曇り原因物質が、一定値以下であることを特徴とするため、曇り原因物質がフォトマスク上に吸着し、異物になったとしても製品に欠陥が起こることを防止することが出来る。このため、フォトマスクの再洗浄によるコスト増や、再洗浄による不良発生を防止する事が出来、フォトマスクの安定的な使用が可能となる。

以下、本発明のペリクルの一例を、図１、図２を用いて説明する。

ペリクルとは、フォトマスク上に設置する透光性を有する防塵カバーであり、
ペリクル膜２を保持し、展開するためのペリクルフレーム１と、
透光性を有し、異物をトラップするためのペリクル膜２と、
ペリクルフレーム１とペリクル膜２とを接着するためのペリクル接着剤３と、
ペリクルフレーム１とフォトマスク８とを接着するためのマスク接着剤４と、
ペリクルフレーム１内外の圧力差を調節するための気圧調整穴７から異物が入り込まないようにするためのフィルター５と
を具備してなる。

ペリクルフレーム１はペリクル膜２を保持し、展開するために設けられる。また、露光時の光の散乱を防ぐために黒化処理を施されていることが望ましい。また、形状は露光部に影響を与えない形で作成される。また、内外圧力差を緩和する為に気圧調整穴７が設けてある。また、ペリクルフレーム１には、異物を防ぐ目的と、他から来た異物を露光部に存在させないことを目的として、内壁部に内壁粘着材６を備えてもよい。ペリクルフレーム１としては、例えば、アルミなどの金属系フレームや、樹脂系フレームなどを用いることが出来る。

ペリクル膜２は、ペリクルフレーム１により保持され、フォトマスク８の露光エリアを覆うように設けられる。このため、ペリクル膜２は露光によるエネルギーを遮断させないよう透光性を有する。また、シワなどによりフォトマスク８表面に影を作らせず、ペリクルフレームと均一の力がかかるようにペリクルフレーム１に貼られている。ペリクル膜２としては、フッ素系や酢酸セルロース等の透明性膜や、石英ガラスなどを用いることが出来る。

ペリクル接着剤３は、ペリクルフレーム１とペリクル膜２を接着するために用いられる。ペリクル接着剤としては、シリコン系やアルカリ系の接着剤を好適に用いることが出来る。

マスク接着剤４は、ペリクルフレーム１とフォトマスク８を接着するために用いられる。マスク接着剤としては、シリコン系やアルカリ系の接着剤を好適に用いることが出来る。

フィルター５は、ペリクルフレーム１の側面の気圧調整穴７から、異物が入り込まないようにするため設けられる。フィルター５は、ＨＥＰＡフィルターであることが望ましく、ポリプロピレン（ＰＰ）やパーテトラフルオロフラン（ＰＴＦＥ）などを用いることが出来る。ＨＥＰＡフィルターとは、Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ａｉｒ Ｆｉｌｔｅｒの略称であり、一般には定格風量に対し、粒径０．３μｍのジオクタルフタレート（ＤＯＰ）粒子を９９．９７％以上の効率で捕集するものである。

本発明のペリクルは、フォトマスク８に付着する異物に焦点が合わさる事を防ぎ、ウエハーへの解像不良を防ぐため、フォトマスク８上に装着される。このとき、ペリクルはフォトマスク８の露光エリアを覆うように装着される。

フォトマスク８は、ガラス基板上に単層または複数層構造を有するＣｒやＭｏＳｉ等の金属または樹脂等で覆われた遮光膜を有し、露光エリアとして遮光膜でパターンが形成されている。

曇り原因物質とは、フォトマスク８上に現れる曇りの原因となる物質のことである。曇り原因物質としては、例えば、酢酸、蟻酸、硫酸、シュウ酸等が挙げられる。このような曇り原因物質は、周囲に存在する物質、例えば、アンモニア等と結合することにより塩となり異物となる。このような異物がフォトマスク上に堆積することにより曇りとなり、製品に欠陥を招くこととなる。

請求項１に係わる発明は、ペリクルを構成する部材、例えば、具体的には、ペリクルフレーム１、ペリクル膜２、ペリクル接着剤３、マスク接着剤４、フィルター５に含有する酢酸の総量が１．０μｇ以下である。これにより、ペリクルに含有する酢酸がフォトマスクに吸着し、例えば、周囲に存在するアンモニア等と結合して異物となったとしても、製品に欠陥がでるほどの曇りの発生となることを防ぐことが出来る。このため、フォトマスクの再洗浄によるコスト増や、再洗浄による不良発生を防止する事が出来、フォトマスクの安定的な使用が可能となる。

請求項２に係わる発明は、ペリクルを構成する部材、例えば、具体的には、ペリクルフレーム１、ペリクル膜２、ペリクル接着剤３、マスク接着剤４、フィルター５に含有する蟻酸の総量が１．０μｇ以下である。これにより、ペリクルに含有する蟻酸がフォトマスクに吸着し、例えば、周囲に存在するアンモニア等と結合して異物となったとしても、製品に欠陥がでるほどの曇りの発生となることを防ぐことが出来る。このため、フォトマスクの再洗浄によるコスト増や、再洗浄による不良発生を防止する事が出来、フォトマスクの安定的な使用が可能となる。

請求項３に係わる発明は、ペリクルを構成する部材、例えば、具体的には、ペリクルフレーム１、ペリクル膜２、ペリクル接着剤３、マスク接着剤４、フィルター５に含有する硫酸の総量が０．１μｇ以下である。これにより、ペリクルに含有する硫酸がフォトマスクに吸着し、例えば、周囲に存在するアンモニア等と結合して異物となったとしても、製品に欠陥がでるほどの曇りの発生となることを防ぐことが出来る。このため、フォトマスクの再洗浄によるコスト増や、再洗浄による不良発生を防止する事が出来、フォトマスクの安定的な使用が可能となる。

請求項４に係わる発明は、ペリクルを構成する部材、例えば、具体的には、ペリクルフレーム１、ペリクル膜２、ペリクル接着剤３、マスク接着剤４、フィルター５に含有するシュウ酸の総量が０．１μｇ以下である。これにより、ペリクルに含有するシュウ酸がフォトマスクに吸着し、例えば、周囲に存在するアンモニア等と結合して異物となったとしても、製品に欠陥がでるほどの曇りの発生となることを防ぐことが出来る。このため、フォトマスクの再洗浄によるコスト増や、再洗浄による不良発生を防止する事が出来、フォトマスクの安定的な使用が可能となる。

＜実施例１＞
ＫｒＦ露光用のペリクルを、ペリクルフレーム、ペリクル膜、ペリクル接着剤、マスク接着剤、フィルターのペリクル部材ごとに分解した。

次に、分解したペリクル部材を、純水によって加熱抽出を行った。

次に、イオンクロマトグラフ分析装置（ＤＩＯＮＥＸ社製 機種名ＤＸ−３２０ 濃縮ポンプ付）を用いて抽出液のイオン分析を実施した。

このとき、酢酸イオンを測定した。測定結果から上記ペリクルに含有する酢酸の総量を算出すると１．０μｇであった。

次に、上記測定したペリクルと同一水準のペリクルを用意し、フォトマスクの露光エリアに装着した。このとき、フォトマスクはＣｒ膜を石英ガラス全面に１０００Åの厚さで蒸着を施したフォトマスクであり、露光部のパターンの線幅は１３０ｎｍに加工されたフォトマスクを用いた。

また、この時使用したフォトマスクは事前に有機酸、硫酸イオン系の曇り原因物質を除去し、環境起因による有機酸、硫酸イオンの影響もケミカルフィルタにより除去し、ペリクル由来による汚染以外の影響を排除した。

次に、ＵＶ光（波長２５４ｎｍ）を曝光した状態で４週間保存した。

次に、フォトマスク表面をラマン分析装置（日本電子社製 機種名 ＷＰＡ−１００）にて検査を行った。このとき、製品に影響が出るほどの異物の堆積は確認されず、製品に影響が出るほどの曇りは発生していなかった。

＜比較例１＞
実施例１と同様に、分解し、純水で抽出し、イオン分析し、酢酸イオンを測定した。このとき、ペリクルに含有する酢酸の総量は１．２μｇであった。

上記測定したペリクルと同一水準のペリクルを用意し、実施例１と同様に、露光し、保存し、ラマン分析を行った。このとき、製品に影響が出るほどの異物の堆積が確認され、製品に影響が出るほどの曇りが発生していた。

＜実施例２＞
実施例１と同様に、分解し、純水で抽出し、イオン分析し、蟻酸イオンを測定した。このとき、ペリクルに含有する蟻酸は１．０μｇであった。

上記測定したペリクルと同一水準のペリクルを用意し、実施例１と同様に、露光し、保存し、ラマン分析を行った。このとき、製品に影響が出るほどの異物の堆積は確認されず、製品に影響が出るほどの曇りは発生していなかった。

＜比較例２＞
実施例１と同様に、分解し、純水で抽出し、イオン分析し、蟻酸イオンを測定した。このとき、ペリクルに含有する蟻酸は１．１μｇであった。

上記測定したペリクルと同一水準のペリクルを用意し、実施例１と同様に、露光し、保存し、ラマン分析を行った。このとき、製品に影響が出るほどの異物の堆積が確認され、製品に影響が出るほどの曇りが発生していた。

＜実施例３＞
実施例１と同様に、分解し、純水で抽出し、イオン分析し、硫酸イオンを測定した。このとき、ペリクルに含有する硫酸は０．１μｇであった。

上記測定したペリクルと同一水準のペリクルを用意し、実施例１と同様に、露光し、保存し、ラマン分析を行った。このとき、製品に影響が出るほどの異物の堆積は確認されず、製品に影響が出るほどの曇りは発生していなかった。

＜比較例３＞
実施例１と同様に、分解し、純水で抽出し、イオン分析し、硫酸イオンを測定した。このとき、ペリクルに含有する硫酸は０．２μｇであった。

上記測定したペリクルと同一水準のペリクルを用意し、実施例１と同様に、露光し、保存した。このとき、製品に影響が出るほどの異物の堆積が確認され、製品に影響が出るほどの曇りが発生していた。

＜実施例４＞
実施例１と同様に、分解し、純水で抽出し、イオン分析し、硫酸イオンを測定した。このとき、ペリクルに含有するシュウ酸は０．１μｇであった。

上記測定したペリクルと同一水準のペリクルを用意し、実施例１と同様に、露光し、保存し、ラマン分析を行った。このとき、製品に影響が出るほどの異物の堆積は確認されず、製品に影響が出るほどの曇りは発生していなかった。

＜比較例４＞
実施例１と同様に、分解し、純水で抽出し、イオン分析し、シュウ酸イオンを測定した。このとき、ペリクルに含有するシュウ酸は０．２μｇであった。

上記測定したペリクルと同一水準のペリクルを用意し、実施例１と同様に、露光し、保存し、ラマン分析を行った。このとき、製品に影響が出るほどの異物の堆積が確認され、製品に影響が出るほどの曇りが発生していた。

＜評価＞
実施例１、比較例１、実施例２、比較例２、実施例３、比較例３、実施例４、比較例４で得られた結果を表１に示す。

表１より、ペリクルに含有する酢酸の総量が１．０μｇ以下のとき、ペリクル起因の曇りは、製品に影響与える程度ではなかった。また、ペリクルに含有する蟻酸の総量が１．０μｇ以下のとき、ペリクル起因の曇りは、製品に影響与える程度ではなかった。また、ペリクルに含有する硫酸の総量が０．１μｇ以下のとき、ペリクル起因の曇りは、製品に影響与える程度ではなかった。また、ペリクルに含有するシュウ酸の総量が０．１μｇ以下のとき、ペリクル起因の曇りは、製品に影響与える程度ではなかった。

本発明のペリクルの概略図である。 本発明のペリクルの鳥瞰図である。

符号の説明

１……ペリクルフレーム
２……ペリクル膜
３……ペリクル接着剤
４……マスク接着剤
５……フィルター
６……内壁粘着材
７……気圧調整穴
８……フォトマスク

Claims (4)

1. フォトマスクを保護するペリクルにおいて、
   ペリクルに含有する酢酸の総量が１．０μｇ以下であること
   を特徴とするペリクル。
2. フォトマスクを保護するペリクルにおいて、
   ペリクルに含有する蟻酸の総量が１．０μｇ以下であること
   を特徴とするペリクル。
3. フォトマスクを保護するペリクルにおいて、
   ペリクルに含有する硫酸の総量が０．１μｇ以下であること
   を特徴とするペリクル。
4. フォトマスクを保護するペリクルにおいて、
   ペリクルに含有するシュウ酸の総量が０．１μｇ以下であること
   を特徴とするペリクル。