JP2010211021A - ペリクル - Google Patents

Abstract

【課題】 アルマイト層の中に残留する酸成分ないしアンモニア成分による成長性異物の原因を取り除き、紫外光露光に際してペリクルフレームから異物の生成・析出が起こらないペリクルを提供することを課題とする。
【解決手段】 ペリクルフレームに金属メッキを施したアルミニウムを使用することを特徴とする。前記金属メッキが、金メッキまたは銀メッキであることが好ましい。
【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、特に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２〜４参照）、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（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。

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

マスクを長期間使用すると、マスク表面に異物が析出することがある。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。一方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。

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、一般的に、黒色アルマイト処理がなされている。しかしアルマイト処理では、一般的に硫酸が使用される為、ペリクルフレームからは硫酸が検出される。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、その代替の酸がアルマイト層の中に残る。このように、アルマイト付きのフレームの場合、アルマイト層の中に硫酸等の酸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。

また、ペリクルはマスクに貼り付けらて使用される場合、マスクからの散乱光がペリクルフレームに当たる可能性がある。ＡｒＦ等の紫外線の場合がアルマイトフレームに当たった場合は、黒色色素が分解し脱色する場合がある。この時、光分解物がペリクル閉空間に放出される為、その分解物がヘイズ（成長性異物）の原因になる可能性がある。

以上に述べた背景技術に鑑みて、本発明は、紫外光露光に際してペリクルフレームから異物の生成・析出が起こらないペリクル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金属メッキを施したアルミニウムを使用することを特徴とする。前記金属メッキが、金メッキまたは銀メッキであることが好ましい。

本発明は、黒色アルマイト処理の代わりにメッキされたアルミニウムを使用するので、フレーム表面にリソグラフィーの伴う紫外光露光に際して異物の生成の元となる硫酸、その他の酸成分、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。また、メッキとしては、金メッキ、銀メッキ、クロムメッキ等が使用可能であり、メッキは非常に化学的、物理的に安定な為、例えばペリクル使用中に散乱光がペリクルフレームに当たっても、フレームが劣化することは無く、光分解物の放出を抑制することができる。

上記に述べたように、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は一般的に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った。
本発明者は、上記の不具合が、表面にメッキを施したペリクルフレームを使用することで解消できることを見出し、本発明に至った。

すなわち、このような黒色アルマイト処理されたアルミニウムの代わりにメッキされたアルミニウムを使用すれば、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。メッキとしては、金メッキ、銀メッキ等が使用可能である。

なお、メッキは非常に化学的、物理的に安定な為、例えばペリクル使用中に散乱光がペリクルフレームに当たっても、フレームが劣化することは無く、光分解物の放出を抑制することができる。

以下、本発明の実施例を示す。
［実施例１］
アルミニウム製で外寸が１４９ｍｍ×１２２ｍｍ×５．８ｍｍのフレームを製作した。このフレームの表面に無電解メッキを施した。このニッケルメッキ層の厚みは１０μｍであった。このニッケルメッキ層の表面に無電解金メッキを施した。置換型金メッキ液ディップＧ−２００（商品名：小島化学薬品（株）製）を用いて、８０℃で３分間処理を行った。この金メッキ層の厚みは０．１μｍであった。この完成した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。

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。

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。
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ニウム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。

[実施例２]
アルミニウム製で外寸が１４９ｍｍ×１２２ｍｍ×５．８ｍｍのフレームを製作した。このフレームの表面に無電解ニッケルメッキを施した。このニッケルメッキ層の厚みは１０μｍであった。このニッケルメッキ層の表面に無電解銀メッキを施した。無電解銀メッキ液ＩＭ ＳＩＬＶＥＲ（商品名：日本高純度化学（株）製）を用いて、３５℃で５分間処理を行った。この銀メッキ層の厚みは０．１μｍであった。この完成した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。

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。

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ニウム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]
アルミニウム製で外寸が１４９ｍｍ×１２２ｍｍ×５．８ｍｍのフレームを製作した。このフレームの表面に黒色アルマイト処理を施し、ペリクルフレームを完成させた。この時黒色アルマイト層の厚みは１５μｍであった。この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。
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。

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ニウム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 (3)

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、ペリクルフレームとしてメッキを施したアルミニウムを使用することを特徴とするペリクル。
2. 請求項１に記載のペリクルで、メッキを金メッキとする請求項１に記載のペリクル。
3. 請求項１に記載のペリクルで、メッキを銀メッキとする請求項１に記載のペリクル。