JP2010256434A

JP2010256434A - リソグラフィ用ペリクルおよびその製造方法

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Publication number: JP2010256434A
Application number: JP2009103628A
Authority: JP
Inventors: Shoji Akiyama; 昌次秋山; Yoshihiro Kubota; 芳宏久保田
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2009-04-22
Filing date: 2009-04-22
Publication date: 2010-11-11
Anticipated expiration: 2029-04-22
Also published as: EP2423747A1; KR101717615B1; CN102405440A; WO2010122697A1; US8518612B2; JP5394808B2; TW201039051A; EP2423747A4; EP2423747B1; US20120045714A1; TWI428690B; KR20120013931A

Abstract

【課題】極端紫外光(ＥＵＶ光)に対する高い透過性を有し且つ化学的に安定な材料であるシリコン単結晶膜をペリクル膜として備えたリソグラフィ用ペリクルおよびその製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明のリソグラフィ用ペリクルは、単結晶シリコンのペリクル膜１０を備えており、当該ペリクル膜１０は、外枠部２０ａと該外枠部２０ａの内側領域の多孔部２０ｂ（メッシュ構造）を有する支持部材２０により支持されている。また、ペリクル膜１０の表面の酸化を防止するために、単結晶シリコン膜が外部に露出される部分を被覆する酸化防止膜３０ａ、３０ｂが形成されている。支持部材２０はＳＯＩ基板のハンドル基板を加工することにより得られ、単結晶シリコンのペリクル膜１０はＳＯＩ基板のＳＯＩ層から得られる。ペリクル膜１０は支持部材２０と強固に結合しているから、十分な機械的強度を確保することができる。
【選択図】図２Ｂ

Description

本発明はリソグラフィ用ペリクルおよびその製造方法に関し、より詳細には、極端紫外光(ＥＵＶ光)に対する高い透過性を有し且つ化学的に安定な材料であるシリコン単結晶膜をペリクル膜として備えたリソグラフィ用ペリクルおよびその製造方法に関する。

半導体デバイスの高集積化および微細化は年々加速してきており、現在では線幅が４５ｎｍ程度のパターニングも実用化されつつある。このような微細なパターニングに対しては、従来のエキシマ露光技術の改良により、即ちＡｒＦ液浸露光技術や二重露光技術などの手法によっても対応可能であるとされている。

しかし、次世代に予定されている更に微細化した線幅３２ｎｍ以下のパターニングには、最早、エキシマレーザを用いた露光技術では対応が難しいとされ、エキシマレーザに比較してより短波長な光である主波長１３．５ｎｍの極端紫外(EUV: Extreme Ultra Violet)光を使用するＥＵＶ露光技術が本命視されている。

このＥＵＶ露光技術の実用化のためには、光源、レジスト、および、フォトマスク上への異物の付着を防止するための防塵用ペリクルなどの各要素技術における技術的課題の解決が不可欠である。これらの要素技術のうち、光源とレジストについては、現状において既にかなりの進展がみられている。一方、半導体デバイス等の製造歩留まりを左右する防塵用ペリクルについては、現状においても種々の未解決な課題が残されており、ＥＵＶ露光技術の実用化の大きな障害となっている。

ＥＵＶ露光に用いられるペリクルが抱える未解決の技術的課題は、具体的には、（１）ＥＵＶ光に対する高い透過性を有し且つ化学的に安定な材料の開発、（２）超薄膜とならざるを得ない透過膜（ペリクル膜）を緩みなく一定の張力の下で保持する構成とすること、（３）常圧下でフォトマスクに貼り付けを行なった後に真空下での使用を可能にすること、などである。これらの未解決な課題の中でも、特に上記（１）の問題は深刻であり、ＥＵＶ光の透過率が高くしかも酸化などによる経時変化のない化学的に安定な透過膜の材料開発には、未だ目処が立っていないのが実情である。

従来のペリクル膜に用いられてきた材料（主として有機材料）は、ＥＵＶ光の波長帯では透明性を有しておらず、ＥＵＶ光を透過しないことに加え、光照射によって分解したり劣化したりするという問題がある。ＥＵＶ光の波長帯において完全な透明性を示す材料は現在のところ知られていないが、比較的透明性が高い材料としてシリコンが注目されており、文献等でも紹介されている（非特許文献１：Shroff et al. “EUV pellicle Development for Mask Defect Control,” Emerging Lithographic Technologies X, Proc of SPIE Vol.6151 615104-1(2006)、非特許文献２：Livinson et al.,United States Patent US6,623,893 B1, “PELLICLE FOR USE IN EUV LITHOGRAPHIY AND METHOD OF MAKING SUCH A PELLICLE”）。

しかし、上記非特許文献１で報告されているＥＵＶ露光用ペリクルに用いられているシリコンはスパッタリング等の方法で堆積されたシリコン膜であり、必然的に非晶質の膜となってしまうためにＥＵＶ波長帯の光の吸収率（吸収係数）が高くなってしまう。

また、上記非特許文献２で報告されているＥＵＶ露光用ペリクルに用いられているシリコンはＣＶＤ法などで堆積された膜であることが前提となっており、この場合もシリコン膜は非晶質膜もしくは多結晶膜となり、ＥＵＶ波長帯の光の吸収率（吸収係数）が高くなってしまう。

加えて、ペリクル膜としてフレームに貼られた状態のシリコン膜には多少の引っ張り応力が加わっていることが望ましいが、応力が加わり過ぎると破損につながるため、シリコン膜を貼る際の温度は室温もしくは室温よりも若干高い程度が望ましい。ところが、上述したような従来方法のシリコン膜には、その堆積過程（スパッタリング工程やＣＶＤ工程など）で既に強い応力が導入されてしまう。

また、これらのシリコン膜は単結晶シリコン膜ではないため、膜中に含まれる非晶質部分や粒界が起因となってＥＵＶ光の吸収率（吸収係数）を高くし、透過率を低下させてしまう。さらに、化学的にも不安定で容易に酸化され易いため、時間とともにＥＵＶ光に対する透過率が低下してしまい、実用には耐えられない膜であった。

Shroff et al. "EUV pellicle Development for Mask Defect Control," Emerging Lithographic Technologies X, Proc of SPIE Vol.6151 615104-1(2006). Livinson et al.,United States Patent US6,623,893 B1, "PELLICLE FOR USE IN EUV LITHOGRAPHIY AND METHOD OF MAKING SUCH A PELLICLE". Edward D. Palik, ed., "Handbook of Optical Constants of Solids," Academic Press, Orlando(1985). L. Dong et al. Journal of Applied physics, vol.84, No.9, pp.5261-5269, 1998. 山田公編著「クラスターイオンビーム基礎と応用」第四章日刊工業

本発明は上述の問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、極端紫外光(ＥＵＶ光)に対する高い透過性を有し且つ化学的に安定な材料であるシリコン単結晶膜をペリクル膜として備えたリソグラフィ用ペリクルおよびその製造方法を提供することにある。

上述の課題を解決するために、本発明に係るリソグラフィ用ペリクルは、外枠部と該外枠部の内側領域の多孔部を有する支持部材と、前記多孔部により支持された単結晶シリコンのペリクル膜とを備えている。

上記リソグラフィ用ペリクルは、前記ペリクル膜の表面を被覆する酸化防止膜を備えていることが好ましい。このような酸化防止膜は、例えば、ＳｉＯ_ｘ（ｘ＝２を含む）、Ｓｉ_ｘＮ_ｙ（ｘ：ｙ＝３：４を含む）、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、Ｙ_２Ｏ_３、ＹＮ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈの群のうちの少なくとも１種の材料からなる。

上記リソグラフィ用ペリクルは、前記支持部材の枠部に気体を透過するフィルタが設けられていることが好ましい。また、前記支持部材はシリコン結晶からなるものとすることができる。

本発明に係るリソグラフィ用ペリクルの製造方法は、外枠部と該外枠部の内側領域の多孔部を有する支持部材と、前記多孔部により支持された単結晶シリコンのペリクル膜とを備えたリソグラフィ用ペリクルの製造方法であって、ハンドル基板の表面上に絶縁層を介して単結晶シリコン層が設けられているＳＯＩ基板の前記ハンドル基板を部分的に除去して前記外枠部と前記多孔部とを形成する支持部材形成工程を備えている。

前記ハンドル基板の部分的除去は、シリコンＤＲＩＥ(Silicon Deep Reactive Ion Etching)法によりドライエッチングして実行することができる。

上記リソグラフィ用ペリクルの製造方法は、前記支持部材形成工程の後に、前記多孔部に露出された絶縁層部分を除去する工程を備えている構成とすることもできる。

また、上記リソグラフィ用ペリクルの製造方法は、前記支持部材形成工程に先立ち、前記ハンドル基板の裏面から研磨して該ハンドル基板を４００μｍ以下に薄板化する工程を備えている構成とすることもできる。

また、上記リソグラフィ用ペリクルの製造方法は、前記支持部材形成工程に先立ち、前記単結晶シリコン層が設けられている面に補強基板を設ける工程を備えている構成とすることもできる。

また、上記リソグラフィ用ペリクルの製造方法は、前記支持部材形成工程に先立ち、前記単結晶シリコン層が設けられている面に保護膜を形成する工程を備えている構成とすることもできる。

前記保護膜形成工程は、酸化珪素膜（ＳｉＯ_ｘ）、窒化珪素膜（ＳｉＮ_ｘ）、酸窒化珪素膜（ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ）の何れかの膜を堆積することにより実行されることが好ましい。

上記リソグラフィ用ペリクルの製造方法は、前記支持部材形成工程に先立ち、前記単結晶シリコン層が設けられている面に酸化防止膜を形成する工程を備えている構成とすることもできる。

また、上記リソグラフィ用ペリクルの製造方法は、前記支持部材形成工程の後に、前記多孔部に露出された単結晶シリコン層部分に酸化防止膜を形成する工程を備えている構成とすることもできる。

前記酸化防止膜の形成は、ＳｉＯ_ｘ（ｘ＝２を含む）、Ｓｉ_ｘＮ_ｙ（ｘ：ｙ＝３：４を含む）、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、Ｙ_２Ｏ_３、ＹＮ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈの群のうちの少なくとも１種の材料からなる膜を堆積することにより実行されることが好ましい。

また、前記酸化膜防止膜の堆積はイオンビーム援用蒸着法または援用ガス・クラスター・イオンビーム（ＧＣＩＢ）蒸着法により実行されることが好ましい。

さらに、上記リソグラフィ用ペリクルの製造方法は、前記外枠部に気体を透過するフィルタを設ける工程を備えている構成とすることもできる。

本発明のリソグラフィ用ペリクルは、外枠部と該外枠部の内側領域の多孔部を有する支持部材と、前記多孔部により支持された単結晶シリコンのペリクル膜とを備えている構成としたので、極端紫外光(ＥＵＶ光)に対する高い透過性を有し且つ化学的に安定な材料であるシリコン単結晶膜をペリクル膜として備えたリソグラフィ用ペリクルを提供することが可能となる。

また、本発明のリソグラフィ用ペリクルの製造方法は、ハンドル基板の表面上に絶縁層を介して単結晶シリコン層が設けられているＳＯＩ基板の前記ハンドル基板を部分的に除去して前記外枠部と前記多孔部とを形成して支持部材を形成し、前記多孔部により支持された前記単結晶シリコン層をペリクル膜として利用することとしたので、極端紫外光(ＥＵＶ光)に対する高い透過性を有し且つ化学的に安定な材料であるシリコン単結晶膜をペリクル膜として備えたリソグラフィ用ペリクルの製造方法を提供することが可能となる。

１３．５ｎｍ近傍の波長の光に対する単結晶シリコン膜の吸収係数を、非晶質シリコン膜の吸収係数と比較して示した図である。図２Ａは本発明のリソグラフィ用ペリクルの構造を例示して示す下面図である。図２Ｂは図２Ａ中に示したＡ−Ａに沿う断面図である。本発明のリソグラフィ用ペリクルの上記メッシュ構造部を拡大して示す光学顕微鏡写真である。図４Ａ乃至Ｇは本発明のリソグラフィ用ペリクルの製造方法の第１例を説明するための図である。図５Ａ乃至Ｊは本発明のリソグラフィ用ペリクルの製造方法の第２例を説明するための図である。

以下に、図面を参照して、本発明に係るリソグラフィ用ペリクルおよびその製造方法について説明する。

上述したとおり、シリコンはＥＵＶ光の波長帯において比較的透明性が高い材料ではあるものの、従来報告されているＥＵＶ露光用ペリクル用のシリコン膜はスパッタリング法やＣＶＤ法により形成されたものであるために非晶質や多結晶の膜となってしまい、ＥＵＶ波長帯の光の吸収率（吸収係数）が高くなってしまう等の問題がある。そこで、本発明者らは、単結晶シリコン膜をぺリクル膜として用いる検討を重ねて本発明をなすに至った。

図１は、１３．５ｎｍ近傍の波長の光に対する単結晶シリコン膜の吸収係数を、非晶質シリコン膜の吸収係数と比較して示した図である（非特許文献３： Edward D. Palik, ed., “Handbook of Optical Constants of Solids,” Academic Press, Orlando (1985) 参照）。この図に示されているように、単結晶シリコン膜は、その吸収係数が非晶質シリコン膜の吸収係数に比較して約４割程度であり、ＥＵＶ波長帯の光に対する透過性が高く、ペリクル膜としての優れた特性を有している。

本発明者らは、単結晶シリコン膜をペリクル膜として備えたリソグラフィ用ペリクルを実現するために、単結晶シリコン層をＳＯＩ層として備えるＳＯＩ基板を用いることとし、当該単結晶シリコン層をペリクル膜とするとともに、上記ＳＯＩ基板の下地基板（ハンドル基板）を加工してペリクル膜の支持部材を形成する手法について検討を重ねた。このような手法により得られるペリクルには、ＥＵＶ波長帯の光に対する透過性が高いという利点のみならず、従来のもののようにペリクル膜とこれを支えるフレームとを別々に形成した後にぺリクル膜をフレームに張設するという手間を不要とするという利点もある。

図２Ａおよび図２Ｂは、本発明のリソグラフィ用ペリクルの構造を例示して示す図で、図２Ａは下面図、図２Ｂは図２Ａ中に示したＡ−Ａに沿う断面図である。これらの図に示すとおり、本発明のリソグラフィ用ペリクルは、単結晶シリコンのペリクル膜１０を備えており、当該ペリクル膜１０は、外枠部２０ａと該外枠部２０ａの内側領域の多孔部２０ｂ（メッシュ構造）を有する支持部材２０により支持されている。

この例では、ペリクル膜１０の表面の酸化を防止するために、単結晶シリコン膜が外部に露出される部分を被覆する酸化防止膜３０ａ、３０ｂが形成されている。なお、図中に符号４０で示したものは、ＳＯＩ基板の絶縁体層（ＢＯＸ層）であった部分である。また、図中に符号５０ａ、５０ｂで示したものは、支持部材２０の枠部２０ａに設けられたフィルタで、当該フィルタを気体が透過することでペリクル使用時の内部圧力の調節を可能とするものである。

図３は、本発明のリソグラフィ用ペリクルの上記メッシュ構造部を拡大して示す光学顕微鏡写真である。図中「Ｍ」で示した部分は支持部材のメッシュ構造部であり、「Ｐ」で示した部分はメッシュ構造部の孔部から覗く単結晶シリコンのペリクル膜部分である。この例では、支持部材の外枠部の内側領域には直径が約２００μｍの略６角形状の孔部が多数形成されており、孔部と孔部との間隔は概ね２０μｍである。これらの孔部からは単結晶シリコンのペリクル膜部分を観察することができ、露光時の光は当該部分からフォトマスク（レチクル）へと照射されることとなる。

以降の説明においては、ＳＯＩ基板のハンドル基板はシリコン基板であるものとして説明するが、他の基板（例えば、ガラス基板や石英基板）であってもよい。

上述の構成を有するペリクルを作製するためのＳＯＩ基板としては、例えば、ＣＺ法で結晶育成された単結晶シリコンウエーハ同士を酸化膜を介して張り合わせて作製されたＳＯＩ基板を用いることができる。

このようなＳＯＩ基板は、例えば、以下のような手順で得ることができる。先ず、第１の単結晶シリコン基板の表面（貼り合せ面）に熱酸化などの方法によって予め酸化膜を形成しておき、この単結晶シリコン基板の表面に水素イオンを注入して表面近傍の所定の深さ（平均イオン注入深さＬ）に均一なイオン注入層を形成し、さらにプラズマ処理等により表面活性化を図る。次に、表面活性化を施した第１の単結晶シリコン基板と第２の単結晶シリコン基板とを密着させて貼り合わせ、上述のイオン注入層を利用して、第１の単結晶シリコン基板からシリコン層を機械的に剥離する。このような手順により、第２の単結晶シリコン基板上にシリコン層（ＳＯＩ層）を有するＳＯＩ基板が得られる。

本発明のリソグラフィ用ペリクルが備える支持部材の外枠部の内側領域に多孔部（メッシュ構造）を設ける理由は、ＥＵＶ用ペリクルの単結晶シリコンのペリクル膜の厚みは数十ｎｍ〜数百ｎｍ程度と薄くせざるを得ず、かかる薄いペリクル膜をペリクルフレーム（外枠部）のみで安定的且つ機械的強度を担保した状態で担持することは極めて困難だからである。

上述した非特許文献１では、メッシュ構造を金属で作製し、非晶質シリコンのペリクル膜を有機物を接着剤として利用して上記メッシュ構造に接着する方法が採用されている。しかし、このような方法では、ペリクル膜の全面を均一且つ高精度でメッシュ構造に密着させることは困難である。また、ペリクルを真空下で使用する際に発生する接着剤起因の有機物汚染も懸念される。さらに、ペリクル膜の応力調整は極めて難しい。

このような問題点に鑑みて、本発明ではＳＯＩ基板のハンドル基板を支持部材として加工するという手法を選択することとしている。つまり、ハンドル基板を所望の厚みとなるまで裏面から研削・研磨等し、さらにハンドル基板を部分的に除去して孔部を形成してメッシュ構造とする。このようなハンドル基板の部分的除去には、例えば、ＭＥＭＳ等で広く用いられているシリコンＤＲＩＥ(Silicon Deep Reactive Ion Etching)法によるドライエッチングを利用することができる。

このようなドライエッチングを施した場合には、シリコン酸化膜などの絶縁体層（ＢＯＸ層）でエッチングが停止する（若しくはエッチング速度が極端に遅くなる）ため、ペリクル膜として利用されることとなる単結晶シリコン層（ＳＯＩ層）がエッチングされてしまうことがない。また、単結晶シリコンのペリクル膜は支持部材と強固に結合しているから、十分な機械的強度も確保することができる。さらに、接着剤を用いることがないために有機物等の残存による汚染も回避される。

なお、図２Ａおよび図２Ｂに示した態様のように酸化防止膜を形成すると、高出力の光源を用いて露光する際に求められる高い耐酸化性を得ることができる。このような酸化防止膜は、例えば、Ｍｏ，Ｒｕ，Ｒｈなどの耐酸化性の金属、或いは、ＳｉＯ_ｘ（ｘ＝２を含む）、Ｓｉ_ｘＮ_ｙ（ｘ：ｙ＝３：４を含む）、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、Ｙ_２Ｏ_３、ＹＮなどの無機物、または、これらの群のうちの少なくとも１種の材料からなる膜を、単結晶シリコン層の表面に形成することで得ることができる。

なお、酸化防止膜の形成は、ＣＶＤ法、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法などの手法によっても可能であるが、イオンビーム援用蒸着法や援用ガス・クラスター・イオンビーム（ＧＣＩＢ）蒸着法によれば、理論密度に近い高密度の緻密な膜を形成することができ、酸化防止膜を薄くしたとしても高い耐酸化性が得られるため、高い透過率を損なうことがない（非特許文献４：L. Dong et al. Journal of Applied physics, vol.84, No.9, pp.5261-5269, 1998、非特許文献５：山田公編著「クラスターイオンビーム基礎と応用」第四章日刊工業などを参照）。

また、通常ペリクルは真空下で使用されるため、内部の圧力調整が必要となるが、かかる圧力調整の機構には気体の流出入時における異物の混入を防止し得るものであることが求められる。このような機構としては、極めて微細な異物をも捕獲し得るＵＬＰＡの様なフィルタや金属フィルタが好適である。また、かかるフィルタは、ペリクル膜が不均一な圧力差によって伸縮したり破損することがない程度の面積のものとすることが重要である。

図４Ａ乃至Ｇは、本発明のリソグラフィ用ペリクルの製造方法の第１例を説明するための図である。先ず、ＳＯＩ基板を準備する（図４Ａ）。このＳＯＩ基板は、ハンドル基板２０の上に、シリコン酸化膜のＢＯＸ層４０を介して単結晶シリコンのＳＯＩ層２０が設けられている。

通常、８インチ（２００ｍｍ）基板の場合、その厚さは７００μｍ程度あるので、所望の厚さ（例えば、４００μｍ以下）まで研削・研磨等でハンドル基板側を薄くしておいてもよい。これは、支持部材の高さが必要以上に高いと後のエッチング工程において負担が掛かるためである。また、ハンドル基板側を予め薄くしておくと、エッチング工程に要する時間を短縮することもできる。

次に、必要に応じて、単結晶シリコンのＳＯＩ層２０の上に酸化防止膜３０ａを形成する（図４Ｂ）。また、必要に応じて、ＳＯＩ層２０が設けられている面（ここでは酸化防止膜３０ａの上）に、ＳＯＩ層１０を保護するための保護膜６０を設けても良い（図４Ｃ）。このような保護膜としては、例えば、酸化珪素膜（ＳｉＯ_ｘ）、窒化珪素膜（ＳｉＮ_ｘ）、酸窒化珪素膜（ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ）を例示することができる。

次いで、ハンドル基板（裏面）にメッシュ構造を形成するためのエッチングマスク７０を形成し（図４Ｄ）、このエッチングマスク７０により被覆されていない領域が多孔部となるようにドライエッチングしてメッシュ構造を形成する。

そして、エッチングマスク７０およびＳＯＩ層側に設けた保護膜６０を除去するとともに多孔部により露出されている部分の絶縁層であるＢＯＸ層４０を除去して、単結晶シリコンのペリクル膜を有するリソグラフィ用ペリクルを得る（図４Ｆ）。なお、多孔部により露出されることとなった部分のＳＯＩ層１０の酸化を防止するために、酸化防止膜３０ｂを設けてもよい。また、図４Ｇに示したように、保持部材の外枠部２０ａには、気体を透過するフィルタ５０ａ，５０ｂが設けられる。

図５Ａ乃至Ｊは、本発明のリソグラフィ用ペリクルの製造方法の第２例を説明するための図である。上述した第１例との相違点は、ＳＯＩ基板の機械的強度を補うために、支持部材の形成工程に先立ち、ＳＯＩ基板の単結晶シリコン層が設けられている面に補強基板８０を設ける工程（図５Ｄ）を備えている点にある。

これは、ハンドル基板を薄くする場合（例えば２００μｍ以下）にはＳＯＩ基板が自立できずに反ってしまうため、機械的強度を補うことでかかる不都合を回避するためである。なお、補強基板８０は、暫定的に機械的強度を付与ものであり、最終的には取り除かれるものである（図５Ｇ）ので、その材質には特別な制限はない。

以下に、本発明をより具体的に説明するための実施例について説明する。

直径２００ｍｍ、厚み７２５μｍのシリコン基板（ハンドル基板）の上に、ＣＯＰ等の結晶欠陥が極めて低密度のシリコン単結晶(Nearly Perfect Crystal: NPC)の厚み３００ｎｍのＳＯＩ層が、５００ｎｍの膜厚のシリコン熱酸化膜を介して貼り付けられているＳＯＩ基板を用いた。このＳＯＩ基板のハンドル基板を研削および研磨により３００μｍまで薄化した後、リソグラフィによりハンドル基板側にエッチングマスクをパターニングし、メッシュ構造をＤＲＩＥによって作り込み、最後にＨＦ処理して孔部に露出されているシリコン熱酸化膜（ＢＯＸ層）を除去してペリクルを完成させた。このペリクルでは、単結晶シリコンのペリクル膜の破損は観察されなかった。

実施例１と同様に、直径２００ｍｍ、厚み７２５μｍのシリコン基板（ハンドル基板）の上に、ＣＯＰ等の結晶欠陥が極めて低密度のシリコン単結晶(Nearly Perfect Crystal: NPC)の厚み３００ｎｍのＳＯＩ層が、５００ｎｍの膜厚のシリコン熱酸化膜を介して貼り付けられているＳＯＩ基板を用いた。このＳＯＩ基板をテンパックスガラス製の補強基板に貼り合わせた後、ハンドル基板を研削・研磨で１００μｍまで薄化した後、リソグラフィによりハンドル基板側にエッチングマスクをパターニングし、メッシュ構造をＤＲＩＥによって作り込み、最後にＨＦ処理して孔部に露出されているシリコン熱酸化膜（ＢＯＸ層）を除去するとともに補強基板を剥離してペリクルを完成させた。このペリクルでは、単結晶シリコンのペリクル膜の破損は観察されなかった。

（比較例１）
直径２００ｍｍ、厚み７２５μｍのシリコン基板（ハンドル基板）の上に、ＣＯＰ等の結晶欠陥が極めて低密度のシリコン単結晶(Nearly Perfect Crystal: NPC)の厚み１００ｎｍのＳＯＩ層が、５００ｎｍの膜厚のシリコン熱酸化膜を介して貼り付けられているＳＯＩ基板を用いた以外は、上述の実施例２と同様の手順によりペリクルを完成させた。このペリクルでは、用いたＳＯＩ基板の単結晶シリコン層の厚みが１００ｎｍと薄いため、ペリクル膜の一部に破損が観察された。

比較例１と同様に、直径２００ｍｍ、厚み７２５μｍのシリコン基板（ハンドル基板）の上に、ＣＯＰ等の結晶欠陥が極めて低密度のシリコン単結晶(Nearly Perfect Crystal: NPC)の厚み１００ｎｍのＳＯＩ層が、５００ｎｍの膜厚のシリコン熱酸化膜を介して貼り付けられているＳＯＩ基板を用いた。このＳＯＩ基板のＳＯＩ層の上に、保護膜となる酸化膜をＰＥＣＶＤ法で３μｍ堆積させた後、この保護膜をテンパックスガラス製の補強基板に貼り合わせた。

続いて、ハンドル基板を研削及び研磨により１００μｍまで薄化した後、リソグラフィによりハンドル基板側にエッチングマスクをパターニングし、メッシュ構造をＤＲＩＥによって作り込み、最後にＨＦ処理して孔部に露出されているシリコン熱酸化膜（ＢＯＸ層）を除去するとともに補強基板を剥離し、さらに保護膜をＨＦ処理により除去してペリクルを完成させた。このペリクルでは、単結晶シリコンのペリクル膜の破損は観察されなかった。このようにして得られたペリクルのメッシュ構造部を拡大して示す光学顕微鏡写真が図３である。この写真のように、単結晶シリコンのペリクル膜には撓みもなく、良質のペリクル膜が得られている。

上述したように、本発明によれば、極端紫外光(ＥＵＶ光)に対する高い透過性を有し且つ化学的に安定な材料であるシリコン単結晶膜をペリクル膜として備えたリソグラフィ用ペリクルおよびその製造方法が提供される。

１０ペリクル膜
２０支持部材
２０ａ外枠部
２０ｂ多孔部
３０ａ、３０ｂ酸化防止膜
４０絶縁体層（ＢＯＸ層）
５０ａ、５０ｂフィルタ
６０保護膜
７０エッチングマスク
８０補強基板

Claims

外枠部と該外枠部の内側領域の多孔部を有する支持部材と、前記多孔部により支持された単結晶シリコンのペリクル膜とを備えているリソグラフィ用ペリクル。
前記ペリクル膜の表面を被覆する酸化防止膜を備えている請求項１に記載のリソグラフィ用ペリクル。
前記酸化防止膜は、ＳｉＯ_ｘ（ｘ＝２を含む）、Ｓｉ_ｘＮ_ｙ（ｘ：ｙ＝３：４を含む）、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、Ｙ_２Ｏ_３、ＹＮ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈの群のうちの少なくとも１種の材料からなる請求項１又は２に記載のリソグラフィ用ペリクル。
前記支持部材の枠部に気体を透過するフィルタが設けられている請求項１乃至３の何れか１項に記載のリソグラフィ用ペリクル。
前記支持部材はシリコン結晶からなる請求項１乃至４の何れか１項に記載のリソグラフィ用ペリクル。
外枠部と該外枠部の内側領域の多孔部を有する支持部材と、前記多孔部により支持された単結晶シリコンのペリクル膜とを備えたリソグラフィ用ペリクルの製造方法であって、
ハンドル基板の表面上に絶縁層を介して単結晶シリコン層が設けられているＳＯＩ基板の前記ハンドル基板を部分的に除去して前記外枠部と前記多孔部とを形成する支持部材形成工程を備えているリソグラフィ用ペリクルの製造方法。
前記ハンドル基板の部分的除去を、シリコンＤＲＩＥ(Silicon Deep Reactive Ion Etching)法によりドライエッチングして実行する請求項６に記載のリソグラフィ用ペリクルの製造方法。
前記支持部材形成工程の後に、前記多孔部に露出された絶縁層部分を除去する工程を備えている請求項６又は７に記載のリソグラフィ用ペリクルの製造方法。
前記支持部材形成工程に先立ち、前記ハンドル基板の裏面から研磨して該ハンドル基板を４００μｍ以下に薄板化する工程を備えている請求項６乃至８の何れか１項に記載のリソグラフィ用ペリクルの製造方法。
前記支持部材形成工程に先立ち、前記単結晶シリコン層が設けられている面に補強基板を設ける工程を備えている請求項６乃至９の何れか１項に記載のリソグラフィ用ペリクルの製造方法。
前記支持部材形成工程に先立ち、前記単結晶シリコン層が設けられている面に保護膜を形成する工程を備えている請求項６乃至１０の何れか１項に記載のリソグラフィ用ペリクルの製造方法。
前記保護膜形成工程は、酸化珪素膜（ＳｉＯ_ｘ）、窒化珪素膜（ＳｉＮ_ｘ）、酸窒化珪素膜（ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ）の何れかの膜を堆積することにより実行される請求項１１に記載のリソグラフィ用ペリクルの製造方法。
前記支持部材形成工程に先立ち、前記単結晶シリコン層が設けられている面に酸化防止膜を形成する工程を備えている請求項６乃至１２の何れか１項に記載のリソグラフィ用ペリクルの製造方法。
前記支持部材形成工程の後に、前記多孔部に露出された単結晶シリコン層部分に酸化防止膜を形成する工程を備えている請求項６乃至１３の何れか１項に記載のリソグラフィ用ペリクルの製造方法。
前記酸化防止膜の形成は、ＳｉＯ_ｘ（ｘ＝２を含む）、Ｓｉ_ｘＮ_ｙ（ｘ：ｙ＝３：４を含む）、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、Ｙ_２Ｏ_３、ＹＮ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈの群のうちの少なくとも１種の材料からなる膜を堆積することにより実行される請求項１３又は１４に記載のリソグラフィ用ペリクルの製造方法。
前記酸化膜防止膜の堆積はイオンビーム援用蒸着法または援用ガス・クラスター・イオンビーム（ＧＣＩＢ）蒸着法により実行される請求項１５に記載のリソグラフィ用ペリクルの製造方法。
前記外枠部に気体を透過するフィルタを設ける工程を備えている請求項６乃至１６の何れか１項に記載のリソグラフィ用ペリクルの製造方法。