JP2012078729A - ペリクル及び露光装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ペリクル50のペリクルフレーム52に、ペリクル膜51の表面上を伝搬する弾性表面波を発生させる弾性表面波素子20Aと、弾性表面波を受信する弾性表面波素子20Bとを設け、当該弾性表面波によってペリクル膜51上の異物の有無を検出する。このとき、ペリクル50を装着したフォトマスク1を、露光機100のマスクステージ103に載置した状態で異物検査を行う。また、弾性表面波素子20A,20Bをペリクルフレーム52に複数組設ければ、ペリクル膜51上の異物の位置を特定できる。
【選択図】 図1
Description
ところで、ペリクルは、マスク表面に異物などの汚れが無い状態を検査機などにより確認した後にマスク面に貼り付けられる。一方で、ペリクル自体については、マスクへの貼り付け前に異物検査は行われず、マスクに搭載された後に光学的な反射散乱手法による検査にてペリクル表面への異物の有無を確認している。
また、上記のようにして発生した異物は、シリコンウエハに転写露光された半導体回路の断線で発見される場合が多い。そのため、露光機の一部に検査機を併設し、ペリクル付きフォトマスクのマスク表面の異物を検査するものが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
そこで、本発明は、露光機内のマスクステージにマスクを装着した状態で、ペリクル上の透明性異物の検査を行うことができるペリクル及び露光装置を提供することを課題としている。
さらに、請求項3に係るペリクルは、請求項1又は2に係る発明において、前記ペリクルフレームに、前記弾性表面波素子の入出力端子を設置することを特徴としている。
また、請求項4に係るペリクルは、請求項1〜3の何れかに係る発明において、前記弾性表面波素子を、前記ペリクルフレームに複数備えることを特徴としている。
また、請求項5に係るペリクルは、請求項1〜4の何れかに係る発明において、前記ペリクル膜は、樹脂、珪素薄板、石英、金属及び金属酸化物の少なくとも1つから形成される単層または複数層の膜であることを特徴としている。
また、請求項7に係る露光装置は、請求項6に係る発明において、前記フォトマスク台は、真空環境に配置されていることを特徴としている。
さらに、請求項3に係る発明によれば、弾性表面波素子の入出力端子をペリクルフレームに設けるので、ペリクル単体でもペリクルをフォトマスクに装着した状態でも容易に弾性表面波素子を駆動させることができる。
また、請求項5に係る発明によれば、樹脂や珪素薄板、石英、金属、金属酸化物からなる単層もしくは複数層のペリクル膜を用いた場合であっても、適切に異物検査が可能となる。
また、請求項7に係る発明によれば、マスクステージを真空環境に設けるので、異物の侵入を抑制した環境で異物検査及び露光転写を行うことができる。
本発明に係るペリクルは、半導体やLCD等の露光工程で使用されるフォトマスク(レチクルなどを含む)の保護に用いられるものである。
(第1の実施形態)
(構成)
図1は、本発明におけるペリクルの構造を示す断面図である。また、図2は、本発明におけるペリクルの構造を示す平面図である。なお、図2では、説明の便宜上、後述するペリクルフレームの対向する2つの側面を平面展開した図としている。
ペリクルフレーム52は、例えば石英基板や珪素基板で形成する。ペリクルフレーム52は、対向する側面のうち一方の側面に弾性表面波素子20Aを備え、他方の側面に弾性表面波素子20Bを備える。弾性表面波素子20Aは、ペリクル膜51の表面上を伝搬する弾性表面波を発生させる送信側の素子である。弾性表面波素子20Bは、弾性表面波素子20Aからペリクル膜51の表面上を伝搬した弾性表面波を受信する受信側の素子である。これら弾性表面波素子20A及び20Bを1組として扱う。なお、弾性表面波素子20Aと弾性表面波素子20Bとは同一構造を有する。
弾性表面波素子20Aの櫛歯電極(第1櫛歯電極)22には電極23(電極23A及び電極23B)が接続されており、弾性表面波素子20Bの櫛歯電極(第2櫛歯電極)22には電極24(電極24A及び電極24B)が接続されている。弾性表面波素子20A,20Bにおける櫛歯電極22は、それぞれ櫛歯電極22Aと櫛歯電極22Bとで構成されており、圧電基板21上に櫛歯電極22A,22Bが互いの電極が噛み合うように対向して配置されている。
この電極23から弾性表面波素子20Aへの電気信号供給を行い、電極24から弾性表面波素子20Bの電気信号出力を得るようになっている。つまり、電極23及び24は、弾性表面波素子20A及び20Bの入出力端子として機能する。電極23には、電源60から信号線61を介して電気信号が印加される。
このように、弾性表面波素子20Aと弾性表面波素子20Bとは、ペリクル膜51が弾性表面波素子20Aと弾性表面波素子20Bとの間に配置されるよう、ペリクルフレーム52の対向する側面にそれぞれ設ける。すなわち、弾性表面波素子20Aの櫛歯電極22と弾性表面波素子20Bの櫛歯電極22とを、弾性表面波が伝搬する伝搬領域を挟んで対向配置し、その伝搬領域内にペリクル膜51が配置されるようにする。
次に、第1の実施形態の動作について説明する。
先ず、電源60から信号線61を介して電極23A、23Bへ電極周期長に相当する周波数を有する電気信号(電力)を印加する。すると、圧電効果により、弾性表面波素子20Aの櫛歯電極22A、22B間に互いに逆位相の歪が生じ、弾性表面波が励起される。この弾性表面波は、図1及び図2の矢印で示す方向に、ペリクル膜51の表面上を伝搬する。
このとき、弾性表面波のマスク基板10表面上の矢印で示す伝搬経路上に異物Dが存在すると、その振幅の減衰や異物の物質密度に伴う位相変化が生じる。つまり、受信側素子からは、結果として異物Dが存在しない場合とは異なる電気信号が得られる。したがって、得られた電気信号により異物Dの有無が検知できる。
これに対して、本実施形態では、弾性表面波素子を用いてペリクル膜の表面上の異物検査を行うので、弾性表面波に変化をもたらす異物であれば、その組成や光学特性を問わず適切に検出することができる。
このように、第1の実施形態では、ペリクル膜の表面上を伝搬する弾性表面波を発生させると共にこれを受信可能な弾性表面波素子を備えるので、当該弾性表面波によってペリクル膜の表面上の異物の有無を検査することができる。
また、弾性表面波素子と弾性表面波素子の入出力端子とをペリクルフレームに設けるので、ペリクル単体でもペリクルをフォトマスク基板に装着した状態でも、確実に弾性表面波素子を駆動することができ、適切に異物検査を行うことができる。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
この第2の実施形態は、前述した第1の実施形態において、ペリクルフレーム52に弾性表面波素子を1組のみ設置しているのに対し、ペリクルフレーム52に複数組の弾性表面波素子を設置し、ペリクル膜51上に発生した異物の位置を特定可能とするようにしたものである。
図3は、第2の実施形態のペリクル50及びペリクル膜51の異物検査部の構造を示す図である。この図3では、説明の便宜上、ペリクルフレーム52の4つの側面を平面展開した図としている。
図3に示すように、複数組の弾性表面波素子20A,20Bを、X,Y方向にそれぞれ設置する。ここでは、X,Y方向にそれぞれn組の弾性表面波素子20A,20Bを設置した場合について説明する。なお、弾性表面波素子20A,20Bの組数は、X方向とY方向とで異なる数としてもよい。
スイッチアレイ63〜66、電源60、X増幅器67、Y増幅器68、X検波器69、Y検波器70、CPU81、表示器82、メモリ83A及びメモリ83Bでペリクル膜51の異物検査部を構成している。
この異物検査処理では、先ずステップS1で、CPU81は、カウント値Nを初期値=1にセットし、ステップS2に移行する。
ステップS2では、CPU81は、カウント値Nに応じて、スイッチアレイ65のスイッチXiNとスイッチアレイ66のスイッチXoNとをオン状態とし、ステップS3に移行する。
ステップS4では、CPU81は、X増幅器67に対して電流増幅指令を出力する。これにより、前記ステップS2でオン状態としたスイッチXoNを介して当該スイッチXoNに接続された電極24に発生した電流を増幅する。増幅した電流はX検波器69で受信し、その後A/Dコンバータ91で信号レベルを階調化した数値に変換する。このとき、CPU81は、A/Dコンバータ91から出力する数値データを取得する。
次に、ステップS6では、CPU81は、カウント値NをインクリメントしてからステップS7に移行し、このステップS7でカウント値Nがスイッチアレイ65に設けたスイッチXiの数nを超えたか否かを判定する。そして、N≦nである場合には前記ステップS2に移行し、N>nである場合にはステップS8に移行する。
ステップS9では、CPU81は、カウント値Nに応じて、スイッチアレイ63のスイッチYiNとスイッチアレイ64のスイッチYoNとをオン状態とし、ステップS10に移行する。
ステップS10では、CPU81は、電源60に対して電力供給指令を出力しステップS11に移行する。これにより、電源60から供給された電気信号(電力)が前記ステップS9でオン状態としたスイッチYiNを介して当該スイッチYiNに接続された電極23に印加される。
次に、ステップS13では、CPU81は、カウント値NをインクリメントしてからステップS14に移行し、このステップS14でカウント値Nがスイッチアレイ63に設けたスイッチYiの数nを超えたか否かを判定する。そして、N≦nである場合には前記ステップS9に移行し、N>nである場合にはステップS15に移行する。
CPU81は、図4に示すマップ作成処理を、ある一定期間を経てマスク検査を所望する時期に再度実行する。このとき、前記ステップS5及びS12では、データをメモリ83Bに蓄積する。また、前記ステップS15では、メモリ83Bに蓄積されたA/Dコンバータ91及び92で階調化した信号レベルを、X,Yマップに展開し、これをメモリ83Bに格納する。
この異物検査処理では、ステップS21で、CPU81は、メモリ83Aに格納された図6(a)に示すX,Yマップを読み出し、ステップS22に移行する。
ステップS22では、CPU81は、メモリ83Bに格納された図6(b)に示すX,Yマップを読み出し、ステップS23に移行する。
そして、ステップS24に移行して、CPU81は、前記ステップS23で作成した差分マップCをもとに異物の有無判断を行って異物検査処理を終了する。ここでは、差分マップCにおいてゼロ以外を示す座標が存在するか否かを確認し、ゼロ以外を示した座標からペリクル膜51上で欠陥が発生した位置を特定する。
次に、第2の実施形態の動作について説明する。
先ず、CPU81は、信号線72を介してオン/オフ制御指令を出力することで、スイッチアレイ65の1組目のスイッチXi1及びスイッチアレイ66の1組目のスイッチXo1をオン状態とする(図4のステップS2)。続いてCPU81は、電源60に対して電力供給指令を出力する(ステップS3)。このとき、スイッチXi1に接続された1組目の弾性表面波素子20Aが発振し、弾性表面波が対向する1組目の弾性表面波素子20Bに到達して、電荷が発生する。
一方、ペリクル膜51上に異物等の欠陥が発生している場合、差分マップCでゼロ以外を示す座標が確認される。したがって、その座標から欠陥が発生した位置を特定できる(ステップS24)。
このように、第2の実施形態では、弾性表面波素子をペリクルフレームに複数組設置する。このとき、弾性表面波の伝搬方向が互いに直交する2方向となるように、弾性表面波素子をX方向とY方向とに並設するので、ペリクル膜の表面上に異物等の欠陥が発生している場合には、その位置を確実に特定することができる。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
この第3の実施形態は、ペリクル膜51の異物検査ユニットを露光機に搭載し、露光機のマスクステージにペリクル50を装着したフォトマスクを載置した状態で、異物検査を行えるようにしたものである。
図7は、第3の実施形態の露光機100及び異物検査ユニット200を示す構成図である。
この図7に示すように、露光機100は、光源101と、集光光学系102と、マスクステージ103と、投影光学系104と、ウェハステージ105と、を含んで構成される。
光源101は、露光光を集光光学系102に対して照射する。この光源101としては、例えば波長257nmのKrFレーザー、193nmのArFレーザー、157nmのF2レーザー,13.5nmのEUV放射光源などを用いることができる。
ここで、フォトマスク1には、そのパターン面にペリクル50が装着されているものとする。
マスクステージ103の一部には前述したスイッチアレイ63〜66を形成する。これらスイッチアレイ63〜66は、フォトマスク1をマスクステージ103に載置した際に、ペリクルフレーム52のX,Y方向にそれぞれ配置された弾性表面波素子20A及び20Bの電極23及び24に、それぞれ接続可能となっている。
なお、光源101が露光光源に対応し、マスクステージ103がフォトマスク台に対応し、スイッチアレイ63〜66が駆動手段に対応し、図4及び図5の処理が異物検査手段に対応している。
次に、第3の実施形態について説明する。
先ず、露光機100のマスクステージ103にフォトマスク1を載置する。次に、ウェハステージ105にウェハを載置し、露光を開始する。ここでは、光源101から露光光を照射することで、フォトマスク1に形成された半導体回路パターンをウェハに転写する。
このとき、フォトマスク1をマスクステージ103に載置した状態で、CPU81は、図4に示すマップ作成処理および図5に示す異物検査処理を実行する。これにより、上述した差分マップCを得て、異物付着の有無を判断すると共に異物が付着している場合にはその位置を特定し、その結果を表示器82に表示する。
ところで、近年、“くもり”ないし“ヘイズ(Haze)”と呼ばれる成長性欠陥が新たにペリクル面に発生する現象が認められており、このようなマスク使用時において発生した異物等は、シリコンウエハに露光転写された半導体回路の断線で発見される場合が多い。
本実施形態では、露光機100のマスクステージ103にフォトマスク1を装着した状態でペリクル膜51上に発生した異物を検査することができるので、上記のように半導体回路の断線が発生する前に異物が有ることを検知し、適切に対処することができる。
このように、第3の実施形態では、露光機のマスクステージにフォトマスクを載置した状態で異物検査を行うことが可能である。そのため、一連の露光転写動作において異物検査を行うことができる。したがって、従来のように、フォトマスクをマスクステージとは異なる検査スペースに移送し、異物検査を行ってからフォトマスクをマスクステージに載置して露光転写を行う必要がなく、効率化が図れる。
また、真空環境にマスクステージを設置した露光機においても、マスクステージにフォトマスクを載置した状態で異物検査を行うことができるので、異物の侵入を抑制した状態で異物検査及び露光転写を行うことができる。
なお、上記第3の実施形態においては、異物検査ユニット200を露光機100の外部に設ける場合について説明したが、露光機100の内部にその一機能として包含することもできる。
また、上記第3の実施形態においては、露光機100は、フォトマスク1を透過する屈折光学系とした構造とする場合について説明したが、反射系の構造とすることもできる。
Claims (7)
- 転写用パターンが形成されたマスク基板の表面と所定間隔をおいて張設されるペリクル膜と、前記マスク基板に装着されて前記ペリクル膜を保持するペリクルフレームと、を備えるペリクルであって、
弾性表面波を励起し前記ペリクル膜の表面上を伝搬させる第1櫛歯電極と、前記第1櫛歯電極によって励起された弾性表面波を受信し該弾性表面波に応じた信号を出力する第2櫛歯電極とを対向配置した弾性表面波素子を備えることを特徴とするペリクル。 - 前記弾性表面波素子は、前記ペリクルフレームに設置されていることを特徴とする請求項1に記載のペリクル。
- 前記ペリクルフレームに、前記弾性表面波素子の入出力端子を設置することを特徴とする請求項1又は2に記載のペリクル。
- 前記弾性表面波素子を、前記ペリクルフレームに複数備えることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のペリクル。
- 前記ペリクル膜は、樹脂、珪素薄板、石英、金属及び金属酸化物の少なくとも1つから形成される単層または複数層の膜であることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載のペリクル。
- 露光光を照射する露光光源と、
前記露光光源からの露光光を受ける位置に配置され、前記請求項1〜5の何れか1項に記載のペリクルを装着したフォトマスクを載置するためのフォトマスク台と、
前記フォトマスクを前記フォトマスク台に載置した状態で、前記弾性表面波素子を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段で前記弾性表面波素子を駆動したときに前記弾性表面波素子が出力する信号に基づいて、前記ペリクル膜の表面上の異物検査を行う異物検査手段と、を備えることを特徴とする露光装置。 - 前記フォトマスク台は、真空環境に配置されていることを特徴とする請求項6に記載の露光装置。
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