JP2009276521A - ペリクル - Google Patents

Abstract

【課題】成長性異物の原因となるものを含まないペリクルフレームを提供する。
【解決手段】従来使用していた黒色アルマイト処理を施したペリクルフレームの製造工程で、硫酸、アゾ染料を使用したことによる酸成分、アンモニアイオンの残留が、マスク上の成長性異物の原因と考えられる。ペリクルフレームに形状加工のみ、もしくは形状加工後に研磨加工のみを行ない、無着色のアルミニウムもしくはアルミニウム合金を使用することで、酸成分、アンモニアイオンの残留を回避することにより、マスク上の成長性異物を抑制する。
【選択図】なし

Description

本発明は、リソグラフィー用ペリクル、特にはＬＳＩ、超ＬＳＩなどの半導体装置を製造する際のゴミよけとして使用されるリソグラフィー用ペリクル、さらに特には高解像度を必要とする露光において使用される２００ｎｍ以下の紫外光露光に使用されるリソグラフィー用ペリクルに関する。

従来、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は、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わけであるが、この場合に用いる露光原版にゴミが付着していると、このゴミが光を吸収したり、光を反射してしまうため、転写したパターニングが変形したり、エッジががさついたりしてしまい、寸法、品質、外観などがそこなわれ、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来すという問題があった。

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、このクリーンルーム内でも露光原版を常に正常に保つことが難しいので、露光原版の表面にゴミよけの為の露光用の光を良く通過させるペリクルを貼着する方法が行われている。
この場合、ゴミは露光原版の表面には直接付着せず、ペリクル膜上に付着するため、リソグラフィー時に焦点を露光原版のパターン上に合わせておけば、ペリクル上のゴミは転写に無関係となる利点がある。

このペリクルは、光を良く通過させるニトロセルロース、酢酸セルロース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、ポリエチレン等からなるペリクル枠の上部にペリクル膜の良溶媒を塗布し、風乾して接着する（特許文献１参照）か、アクリル樹脂やエポキシ樹脂などの接着剤で接着し（特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）、ペリクル枠の下部にはポリブテン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等からなる粘着層及び粘着層を保護する離型層（セパレータ）を接着して構成されている。

近年、リソグラフィーの解像度は次第に高くなってきており、その解像度を実現するために徐々に波長の短い光が光源として用いられるようになってきている。具体的には紫外光でｇ線（４３６ｎｍ）、Ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザー（２４８ｎｍ）と移行しており、近年ではＡｒＦエキシマレーザー（１９３ｎｍ）が使用され始めた。
このように短波長の光では光エネルギーが大きい為、従来のセルロース系の膜材料では十分な耐光性を確保するのは困難となった。その為、ＫｒＦエキシマレーザー以降は膜材料に透明フッ素樹脂が使用されるようになった。

マスクを長期間使用すると、マスク表面に異物が析出し、パターンが劣化することがある。これは空気中のガス成分が反応しマスク表面で固体になり、それがプリントされる成長性異物（ヘイズ）に成長することによる。また、マスク表面の残留イオンもしくは残留有機成分が反応し、異物に成長する場合もある。特にＫｒＦ、ＡｒＦといった短波長の光を使用する露光の場合、短波長の光を吸収する物質が多い為、露光中にこれらの物質が光を吸収し活性化状態になり、異物の生成が加速されることがある。

この為、半導体露光工程を行う環境では、空気中のイオン濃度の制御、もしくは有機成分濃度の制御により、成長性異物の発生を抑制することがなされている。
また、特にＡｒＦを使用する露光では、硫酸アンモニウムが成長性異物として生成することが多い。マスク製造工程においては、一般的にマスクの洗浄工程で硫酸やアンモニアが使用されてきているが、これらの薬剤がマスク表面に残留した場合、その後の露光工程で、それらの残留物を元にして成長性異物が発生することがある。この為マスク洗浄工程では、硫酸もしくはアンモニアの使用を制限する動きがあり、替わりにオゾン水による洗浄等が使用され始めている（特許文献５参照）。

一方でペリクルをみた場合に、一般的にペリクルフレームはアルミニウム合金が使用されている。そしてそのアルミニウムフレームの表面は何らかの陽極酸化処理、例えば黒色アルマイト処理がなされている。アルマイト処理では一般的に硫酸が使用される為、そのようなペリクルフレームからは硫酸分が検出される。またアルマイト処理で硫酸以外の酸を使用した場合でも、その代替の酸分がアルマイト層の中に残る。
このように、アルマイト処理のなされたペリクルフレームの場合、アルマイト層の中に硫酸等の酸分が残留することになり、残留酸成分が、ペリクルがマスクに貼られた際に、マスク上の成長性異物の原因になる可能性がある。

また、黒色アルマイト処理には一般的に黒色染料としてアゾ染料が使用される。アゾ染料からは不純物としてアンモニアイオンが検出されることがある。このアンモニアイオンも、成長性異物の代表である硫酸アンモニウムの原因になる可能性が高い。このように、黒色アルマイト処理がなされているフレームでは、イオンの分析をすると硫酸イオン、アンモニアイオンが検出されることになり、硫酸アンモニアの成長性異物を抑制しようという場合に問題になる。

特開昭５８−２１９０２３号公報 米国特許第４８６１４０２号明細書 特公昭６３−２７７０７号公報 特開平７−１６８３４５号公報 特開２００１−９６２４１号公報

本発明は、上記事情に鑑み、成長性異物の原因となるものを含まないペリクルフレームを提供することを課題とする。

本発明のペリクルは、ペリクルフレームに形状加工のみ、もしくは形状加工後に研磨加工のみを行ない、無着色のアルミニウムもしくはアルミニウム合金を使用することを特徴とする。

本発明のペリクルによれば、たとえば黒色アルマイト処理のような成長性異物の原因となる酸成分やイオンを持ち来たす処理を行わず、ペリクルフレームとして形状加工のみを施し無着色のアルミニウム合金を使用する、もしくは形状加工後に表面処理として研磨のみを行い、無着色のアルミニウム合金を使用するものであるので、フレーム表面にこれらの酸成分、アンモニア成分が存在する可能性は無くなり、イオン的に非常にきれいなペリクルを提供できるという利点がある。

発明者は、ペリクルフレームにイオンを含有する表面処理を施さないアルミニウムを使用することで上記の不具合を回避できることを見出した。
上に述べたように、現状のペリクルフレームは、アルミニウムフレームの表面に何らかの陽極酸化処理、例えば黒色アルマイト処理がなされている。アルマイト層の中にはアルマイト処理時に使用される酸成分が残留し、更にはアルマイト層の中に含まれる黒色染料のアンモニア成分が存在する。これらの成分が、ペリクルがマスクに装着されて長期間使用される場合に、マスク表面の成長性異物の原因になる可能性がある。

しかし、このような黒色アルマイト処理等の処理のなされていない無着色のアルミニウムを加工用素材として用いて成形加工し、あるいは、成形加工した後にペリクルフレームに表面処理として研磨のみを行なえば、フレーム表面にこれらの酸成分、アンモニア成分が存在する可能性は無くなり、イオン的に非常にきれいなペリクルを提供できる。

以下本発明の実施例を示す。
［実施例１］
サイトップＣＴＸ−Ｓ（旭硝子（株）製）をパーフルオロトリブチルアミンに溶解させた５％溶液をシリコンウエハ上に滴下し、スピンコート法により８３０ｒｐｍでウエハを回転させウエハ上に広げた。その後室温で３０分間乾燥後、１８０℃で乾燥し均一な膜とした。これに接着剤を塗布したアルミニウム枠を貼り付け、膜だけを剥離しペリクル膜とした。
アルミニウム製で外寸が１４９ｍｍ×１２２ｍｍ×５．８ｍｍのペリクルフレームを製作した。このペリクルフレームには、形状加工のみを行った無着色のものを使用した。

このペリクルフレームの片端面にマスク粘着剤を塗布し、もう一方の片端面に膜接着剤を塗布した。その後膜接着剤側をアルミ枠に取ったペリクル膜に貼り付け、フレームの外周の膜を切断しペリクルを完成させた。
完成したペリクルを、ポリプロピレン製の袋に入れ、純水を１００ｍｌ注ぎペリクルが完全に浸漬するようにした。袋を熱シールし、その後８０℃で１時間加熱した。抽出水をイオンクロマトグラムで分析したところ、硫酸イオン、もしくは他の酸イオンを検出しなかった。またアンモニアイオンも検出しなかった。

［比較例１］
サイトップＣＴＸ−Ｓ（旭硝子（株）製）をパーフルオロトリブチルアミンに溶解させた５％溶液をシリコンウエハ上に滴下し、スピンコート法により８３０ｒｐｍでウエハを回転させウエハ上に広げた。その後室温で３０分間乾燥後、１８０℃で乾燥し均一な膜とした。これに接着剤を塗布したアルミ枠を貼り付け、膜だけを剥離しペリクル膜とした。
アルミニウム製で外寸が１４９ｍｍ×１２２ｍｍ×５．８ｍｍのペリクルフレームを製作した。このペリクルフレームには黒色アルマイトの表面処理を施してあった。

このペリクルフレームの片端面にマスク粘着剤を塗布し、もう一方の片端面に膜接着剤を塗布した。その後膜接着剤側をアルミ枠に取ったペリクル膜に貼り付け、フレームの外周の膜を切断しペリクルを完成させた。
完成したペリクルを、ポリプロピレン製の袋に入れ、純水を１００ｍｌ注ぎペリクルが完全に浸漬するようにした。袋を熱シールし、その後８０℃で１時間加熱した。抽出水をイオンクロマトグラムで分析したところ、硫酸イオンを０．１ｐｐｍ、アンモニアイオンを０．１ｐｐｍ検出した。

Claims (1)

1. 半導体リソグラフィーに使用されるペリクルにおいて、ペリクルフレームに形状加工のみ、もしくは形状加工後に研磨加工のみを行ない、無着色のアルミニウムもしくはアルミニウム合金を使用することを特徴とするペリクル。