JP2022000709A - ペリクルフレーム、ペリクル、ペリクル付露光原版及び露光方法、並びに半導体装置又は液晶表示板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】フレーム由来の散乱光を防止し、フレーム表面に付着した異物を確実かつ容易に検出することができるペリクルフレーム、ペリクル、ペリクル付露光原版及び露光方法、並びに半導体装置又は液晶表示板の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、ペリクル膜を設ける上端面とフォトマスクに面する下端面とを有する枠状のペリクルフレームであって、該ペリクルフレームの内側面には、粗さ曲線のクルトシス（Rku）が３．０以下である領域を有することを特徴とするペリクルフレーム、ペリクル、ペリクル付露光原版及び露光方法、並びに半導体装置又は液晶表示板の製造方法を提供する。【選択図】図１
Description
本発明は、リソグラフィ用フォトマスクにゴミ除けとして装着されるペリクルフレーム、ペリクル、ペリクル付露光原版及び露光方法、並びに半導体装置又は液晶表示板の製造方法に関する。
近年、ＬＳＩのデザインルールはサブクオーターミクロンへと微細化が進んでおり、それに伴って、露光光源の短波長化が進んでいる。すなわち、露光光源は水銀ランプによるｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）から、ＫｒＦエキシマレーザー（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（１９３ｎｍ）等に移行しており、さらには主波長１３．５ｎｍのＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）光を使用するＥＵＶ露光が検討されている。
ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の半導体製造又は液晶表示板の製造においては、半導体ウエハ又は液晶用原版に光を照射してパターンを作製するが、この場合に用いるリソグラフィ用フォトマスク及びレチクル（以下、総称して「露光原版」と記述する）にゴミが付着していると、このゴミが光を吸収したり、光を曲げてしまうために、転写したパターンが変形したり、エッジが粗雑なものとなるほか、下地が黒く汚れたりして、寸法、品質、外観等が損なわれるという問題があった。
これらの作業は、通常クリーンルームで行われているが、それでも露光原版を常に清浄に保つことは難しい。そこで、露光原版表面にゴミ除けとしてペリクルを貼り付けた後に露光をする方法が一般に採用されている。この場合、異物は露光原版の表面には直接付着せず、ペリクル上に付着するため、リソグラフィ時に焦点を露光原版のパターン上に合わせておけば、ペリクル上の異物は転写に無関係となる。
このペリクルの基本的な構成は、アルミニウムやチタン等からなるペリクルフレームの上端面に露光に使われる光に対し透過率が高いペリクル膜が張設されるとともに、下端面に気密用ガスケットが形成されているものである。気密用ガスケットは一般的に粘着剤層が用いられ、この粘着剤層の保護を目的とした保護シートが貼り付けられる。ペリクル膜は、露光に用いる光（水銀ランプによるｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザー（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（１９３ｎｍ）等）を良く透過させるニトロセルロース、酢酸セルロース、フッ素系ポリマー等からなるが、ＥＵＶ露光用では、ペリクル膜として極薄シリコン膜や炭素膜が検討されている。
ペリクルは、露光原版に異物が付着しないよう保護することが目的であるため、ペリクルには非常に高い清浄度が求められる。そのため、ペリクルの製造工程において、出荷前にペリクル膜、ペリクルフレーム、粘着剤及び保護シートに異物が付着していないかの検査を行う必要がある。
通常、ペリクルフレームへの異物検査は暗室で集光をフレームに当て、異物からの散乱光を目視で検出する。あるいは、異物検査装置を用いて、Ｈｅ−Ｎｅレーザーや半導体レーザーをペリクルフレームに照射し、異物からの散乱光を半導体検出器（ＣＣＤ）等によって検出する。
特許文献１では、フレーム内面での検査光に対する反射率を低くすることで検査性を向上させることが提案されている。しかし、反射率を低減しても、フレーム表面に存在する凹部あるいは凸部が散乱光を発生させることがあり、検知した散乱光が異物由来なのか、フレーム由来なのか、判断することが難しいという問題があった。
また、ＥＵＶ露光は高真空下で行われるため、ＥＵＶ用ペリクルは大気圧から真空へ、および真空から大気圧へと圧力変化に晒される。この際、ペリクルフレームに設けられた通気部を通って空気の移動が発生する。ＥＵＶ用ペリクルでは、ＡｒＦ用ペリクルでは存在しなかった、ペリクル内部の空気の移動が生じるため、ペリクルフレーム表面に付着する異物が露光原版に落下するリスクが高い。そのため、ＥＵＶ用ペリクルでは、ＡｒＦ用ペリクルよりも厳しい異物検査が必要になってくる。
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、フレーム由来の散乱光を防止し、フレーム表面に付着した異物を確実かつ容易に検出することができるペリクルフレーム、ペリクル、ペリクル付露光原版及び露光方法、並びに半導体装置又は液晶表示板の製造方法を提供することを目的とする。
本発明者は、ペリクル膜を設ける上端面とフォトマスクに面する下端面とを有する枠状のペリクルフレームであって、該ペリクルフレームの内側面において、粗さ曲線のクルトシス（Rku）が３．０以下である領域を有するように該ペリクルフレームに対して表面処理を行ったところ、ペリクルフレーム表面の尖り部を抑えることができ、該ペリクルフレーム表面の微小な異物を検査することが可能であることを知見した。一般的に、ペリクルフレームの表面粗さは算術平均粗さＲａで示されるものであるが、単純にＲａを低減しても、検査性が悪い場合があり、本発明者は、上記表面粗さの指標に代えてクルトシス（Ｒｋｕ）に着目することにより、その結果、ペリクルフレーム表面の異物を確実かつ容易に検出できることを見出し、本発明をなすに至ったものである。
従って、本発明は、下記のペリクルフレーム、ペリクル、ペリクル付露光原版及び露光方法、並びに半導体装置又は液晶表示板の製造方法を提供する。
１．ペリクル膜を設ける上端面とフォトマスクに面する下端面とを有する枠状のペリクルフレームであって、該ペリクルフレームの内側面には、粗さ曲線のクルトシス（Rku）が３．０以下である領域を有することを特徴とするペリクルフレーム。
２．粗さ曲線のクルトシス（Rku）が３．０以下である領域は、ペリクルフレームの内側面全部の領域又はペリクルフレームの表面全部の領域である上記１記載のペリクルフレーム。
３．上記粗さ曲線のクルトシス（Rku）が、０．１以上である上記１又は２記載のペリクルフレーム。
４．ペリクルフレームの少なくとも内側面の一部において、平均粗さ（Ｒａ）が０．００１〜１．０の範囲である上記１又は２記載のペリクルフレーム。
５．ペリクルフレームの少なくとも内側面の一部において、二乗平均平方根高さ（Ｒｑ）が０．００１〜１．０の範囲である上記１又は２記載のペリクルフレーム。
６．検査光に対する反射率が２０％以下である上記１又は２記載のペリクルフレーム。
７．検査光の波長が５５０ｎｍである上記６記載のペリクルフレーム。
８．ペリクルフレームの材料は、チタン、チタン合金、アルミニウム及びアルミニウム合金からなる群から選ばれる上記１又は２記載のペリクルフレーム。
９．ペリクルフレームの厚みが、２．５ｍｍ未満である上記１又は２記載のペリクルフレーム。
１０．ペリクルフレームの厚みが、１．０ｍｍ以上である上記１又は２記載のペリクルフレーム。
１１．ペリクルフレームの表面に酸化膜が形成されている上記１又は２記載のペリクルフレーム。
１２．ペリクルフレームの表面が黒色化されている上記１又は２記載のペリクルフレーム。
１３．ペリクルフレームの表面に物理的研磨又は化学的研磨が施されている上記１又は２記載のペリクルフレーム。
１４．ＥＵＶ用ペリクルに用いられるペリクルフレームである上記１又は２記載のペリクルフレーム。
１５．上記１記載のペリクルフレームと、該ペリクルフレームの一端面に粘着剤又は接着剤を介して設けられるペリクル膜とを具備することを特徴とするペリクル。
１６．ペリクル膜が、ペリクルフレームの上端面に設けられる上記１５記載のペリクル。
１７．ペリクル膜が、シリコン膜又は炭素膜である上記１５又は１６記載のペリクル。
１８．ペリクルの高さが２．５ｍｍ以下である上記１５又は１６記載のペリクル。
１９．真空下又は減圧下における露光に使用される上記１５又は１６記載のペリクル。
２０．ＥＵＶ露光に使用される上記１５又は１６記載のペリクル。
２１．露光原版に、上記１５記載のペリクルが装着されていることを特徴とするペリクル付露光原版。
２２．露光原版が、ＥＵＶ用露光原版である上記２１記載のペリクル付露光原版。
２３．ＥＵＶリソグラフィに用いられるペリクル付露光原版である上記２１記載のペリクル付露光原版。
２４．上記２１記載のペリクル付露光原版によって露光が行われることを特徴とする露光方法。
２５．露光の光源が、ＥＵＶ光を発する露光光源である上記２４記載の露光方法。
２６．上記２１記載のペリクル付露光原版を用いて、真空下又は減圧下において基板を露光する工程を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
２７．露光の光源が、ＥＵＶ光を発する露光光源である上記２６記載の半導体装置の製造方法。
２８．上記２１記載のペリクル付露光原版を用いて、真空下又は減圧下において基板を露光する工程を備えることを特徴とする液晶表示板の製造方法。
２９．露光の光源が、ＥＵＶ光を発する露光光源である上記２８記載の液晶表示板の製造方法。
１．ペリクル膜を設ける上端面とフォトマスクに面する下端面とを有する枠状のペリクルフレームであって、該ペリクルフレームの内側面には、粗さ曲線のクルトシス（Rku）が３．０以下である領域を有することを特徴とするペリクルフレーム。
２．粗さ曲線のクルトシス（Rku）が３．０以下である領域は、ペリクルフレームの内側面全部の領域又はペリクルフレームの表面全部の領域である上記１記載のペリクルフレーム。
３．上記粗さ曲線のクルトシス（Rku）が、０．１以上である上記１又は２記載のペリクルフレーム。
４．ペリクルフレームの少なくとも内側面の一部において、平均粗さ（Ｒａ）が０．００１〜１．０の範囲である上記１又は２記載のペリクルフレーム。
５．ペリクルフレームの少なくとも内側面の一部において、二乗平均平方根高さ（Ｒｑ）が０．００１〜１．０の範囲である上記１又は２記載のペリクルフレーム。
６．検査光に対する反射率が２０％以下である上記１又は２記載のペリクルフレーム。
７．検査光の波長が５５０ｎｍである上記６記載のペリクルフレーム。
８．ペリクルフレームの材料は、チタン、チタン合金、アルミニウム及びアルミニウム合金からなる群から選ばれる上記１又は２記載のペリクルフレーム。
９．ペリクルフレームの厚みが、２．５ｍｍ未満である上記１又は２記載のペリクルフレーム。
１０．ペリクルフレームの厚みが、１．０ｍｍ以上である上記１又は２記載のペリクルフレーム。
１１．ペリクルフレームの表面に酸化膜が形成されている上記１又は２記載のペリクルフレーム。
１２．ペリクルフレームの表面が黒色化されている上記１又は２記載のペリクルフレーム。
１３．ペリクルフレームの表面に物理的研磨又は化学的研磨が施されている上記１又は２記載のペリクルフレーム。
１４．ＥＵＶ用ペリクルに用いられるペリクルフレームである上記１又は２記載のペリクルフレーム。
１５．上記１記載のペリクルフレームと、該ペリクルフレームの一端面に粘着剤又は接着剤を介して設けられるペリクル膜とを具備することを特徴とするペリクル。
１６．ペリクル膜が、ペリクルフレームの上端面に設けられる上記１５記載のペリクル。
１７．ペリクル膜が、シリコン膜又は炭素膜である上記１５又は１６記載のペリクル。
１８．ペリクルの高さが２．５ｍｍ以下である上記１５又は１６記載のペリクル。
１９．真空下又は減圧下における露光に使用される上記１５又は１６記載のペリクル。
２０．ＥＵＶ露光に使用される上記１５又は１６記載のペリクル。
２１．露光原版に、上記１５記載のペリクルが装着されていることを特徴とするペリクル付露光原版。
２２．露光原版が、ＥＵＶ用露光原版である上記２１記載のペリクル付露光原版。
２３．ＥＵＶリソグラフィに用いられるペリクル付露光原版である上記２１記載のペリクル付露光原版。
２４．上記２１記載のペリクル付露光原版によって露光が行われることを特徴とする露光方法。
２５．露光の光源が、ＥＵＶ光を発する露光光源である上記２４記載の露光方法。
２６．上記２１記載のペリクル付露光原版を用いて、真空下又は減圧下において基板を露光する工程を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
２７．露光の光源が、ＥＵＶ光を発する露光光源である上記２６記載の半導体装置の製造方法。
２８．上記２１記載のペリクル付露光原版を用いて、真空下又は減圧下において基板を露光する工程を備えることを特徴とする液晶表示板の製造方法。
２９．露光の光源が、ＥＵＶ光を発する露光光源である上記２８記載の液晶表示板の製造方法。
本発明のペリクルフレーム及びペリクルは、フレーム由来の散乱光を防止し、フレーム表面に付着した異物を確実かつ容易に検出することができ、検査性の良好なペリクルフレーム及びペリクルを提供することができる。また、上記ペリクルを用いることにより、ペリクル付露光原版を用いて基板を露光する工程を備える半導体装置又は液晶表示板の製造方法において非常に有用である。
以下、本発明につき、更に詳しく説明する。
本発明のペリクルフレームは、ペリクル膜を設ける上端面とフォトマスクに面する下端面とを有する枠状のペリクルフレームである。
本発明のペリクルフレームは、ペリクル膜を設ける上端面とフォトマスクに面する下端面とを有する枠状のペリクルフレームである。
ペリクルフレームは枠状であれば、その形状はペリクルを装着するフォトマスクの形状に対応する。一般的には、四角形（長方形又は正方形）枠状である。四角形枠状のほかには、三角形枠状、五角形枠状、六角形枠状、八角形枠状等の多角形枠状や、丸形枠状、楕円形枠状などの、フォトマスクの形状に変更することができる。ペリクルフレームの角部（エッジ部）の形状については、そのまま角ばった（尖った）形状であってもよく、或いは、Ｒ面取り又はＣ面取り等の面取りを施し、曲線形状等の他の形状であってもよい。
また、ペリクルフレームには、ペリクル膜を設けるための面（ここでは上端面とする）と、フォトマスク装着時にフォトマスクに面する面（ここでは下端面がとする）がある。
通常、ペリクルフレームの上端面には、接着剤等を介してペリクル膜が設けられ、下端面には、ペリクルをフォトマスクに装着するための粘着剤等が設けられるが、この限りではない。
ペリクルフレームの材質に制限はなく、公知のものを使用することができる。ＥＵＶ用のペリクルフレームでは、高温にさらされる可能性があるため、熱膨張係数の小さな材料が好ましい。例えば、Ｓｉ、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、石英、インバー、チタン、チタン合金、アルミニウム、アルミニウム合金等が挙げられる。中でも、加工容易性や軽量なことからチタン、チタン合金、アルミニウム及びアルミニウム合金からなる群から選ばれることが好ましい。また、低熱膨張係数の観点からはチタン又はチタン合金から選ばれることが好ましい。
ペリクルフレームの寸法は特に限定されないが、ＥＵＶ用ペリクルの高さが２．５ｍｍ以下に制限される場合には、ＥＵＶ用のペリクルフレームの厚みはそれよりも小さくなり２．５ｍｍ未満であることが好ましい。特に、ＥＵＶ用のペリクルフレームの厚みは、ペリクル膜やマスク粘着剤等の厚みを勘案すると、１．５ｍｍ以下であることが好ましい。また、上記ペリクルフレームの厚みの下限値は１．０ｍｍ以上であることが好ましい。
本発明のペリクルフレームでは、例えば、該ペリクルフレームの内側面において、粗さ曲線のクルトシス（Rku）が３．０以下である領域を有するように該ペリクルフレームの表面処理が施される。この表面処理の方法については特に制限はなく、物理的研磨（手作業による金属磨き、バフ研磨、機械化学研磨、ブラスト処理等）や化学的研磨（化学研磨や電解研磨等）が使用でき、これらの研磨方法を組み合わせても良い。これらの研磨方法において、研磨材種類、研磨材粒径、研磨時間等の研磨条件を適宜変化させることにより、Rkuの値を調整することが可能である。また、本発明では、粗さ曲線のクルトシス（Rku）が３．０以下である領域がペリクルフレームの内側面の一部に有していればよい。製造効率の観点から、好ましくは内側面の全部、より好ましくはフレーム表面全部（即ち、フレームの上端面、下端面、内側面及び外側面の全表面）においてRku値が３．０以下とするように、ペリクルフレームに対して表面処理を行うことができる。この場合、ペリクルフレームは部分的に表面処理が行われていなくてもよい。
また、本発明では、上記クルトシス（Rku）については３．０以下であるが、２．９以下であることが好ましく、２．８以下であることがより好ましく、２．７以下であることが特に好ましい。下限値は特に制限されないが、０．１以上であることが好ましく、０．５以上であることがより好ましい。
クルトシス（Rku）の測定方法は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０１３により規定される。クルトシス（Rku）は、表面の鋭さの尺度である尖度を意味し、高さ分布のとがり（鋭さ）を表す。クルトシス（Rku）の値が３．０であると正規分布を示し、３．０より大きいと高さ分布が尖っている、３．０より小さいと表面凹凸の高さ分布がつぶれている形状になっていることを意味する。
クルトシス（Rku）は、以下の式により算出されるものである。即ち、クルトシス（Rku）は、粗さ曲線のＲｑ（二乗平均平方根粗さ）の４乗によって無次元化した基準長さにおけるＺ（ｘ）の４乗平均の値であり、表面凹凸の突出した山又は谷の影響を強く受ける。
（Ｒｑ：二乗平均平方根粗さ、ｌ：基準長さ）
上記のクルトシス（Rku）の測定方法としては、例えば、市販の３Ｄ測定レーザー顕微鏡を用い、この測定機により得られる測定断面曲線によりクルトシス（Rku）を測定することができる。このような測定機としては、例えば、製品名「LEST OLS4000」（オリンパス社製）や製品名「VK-X1000」（キーエンス社製）が挙げられる。
また、上記のクルトシス（Rku）以外の表面粗さの指標として、平均粗さ（Ｒａ）及び二乗平均平方根高さ（Ｒｑ）が挙げられる。本発明では特に制限はないが、ペリクルフレームの少なくとも内側面の一部において、Ｒａが０．００１〜１．０の範囲であることが好ましく、また、Ｒｑが０．００１〜１．０の範囲であることが好ましい。これらＲａ及びＲｑの値についても、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０１３の規定により測定することができ、製品名「LEST OLS4000」（オリンパス社製）や製品名「VK-X1000」（キーエンス社製）等の測定機により測定することができる。
また、さらに検査性を向上させるために、フレームを着色し、検査光に対する反射率を低減させても良い。その場合、検査光に対する反射率が２０％以下であることが好ましい。着色方法に制限はないが、陽極酸化等により表面に酸化膜を形成し、干渉の色により発色させることが、他物質の添加が不要であるので、好ましい。
また、通常、ペリクルフレームの側面には、ハンドリングやペリクルをフォトマスクから剥離する際に用いられる冶具穴が設けられる。冶具穴の大きさは、ペリクルフレームの厚み方向の長さ（円形の場合は直径）を意味し、０．５〜１．０ｍｍであることが好ましい。穴の形状に制限はなく、円形や矩形であっても構わない。
また、ペリクルフレームには通気部が設けられていてもよく、通気部には異物の侵入を防ぐため、フィルタを設けることができる。なお、ペリクルフレームの表面（即ち、フレームの上端面、下端面、内側面及び外側面の任意の箇所）には、無機膜や有機膜を設けてもよい。
本発明のペリクルは、ペリクルフレームの上端面に、粘着剤又は接着剤を介して、ペリクル膜が設けられる。粘着剤や接着剤の材料に制限はなく、公知のものを使用することができる。ペリクル膜を強く保持するために、接着力の強い粘着剤又は接着剤が好ましい。
上記ペリクル膜の材質については、特に制限はないが、露光光源の波長における透過率が高く耐光性の高いものが好ましい。例えば、ＥＵＶ露光に対しては極薄シリコン膜や炭素膜等が用いられる。これら炭素膜としては、例えば、グラフェン、ダイヤモンドライクカーボン、カーボンナノチューブ等の膜が挙げられる。上記ペリクル膜は薄膜のみに限定されず、ペリクル膜を支持する支持枠を含むものも採用できる。例えば、シリコンウエハ上にペリクル膜を形成し、ペリクル膜として使用される箇所のみをバックエッチングでシリコンウエハを除去することで、ペリクル膜を作製する方法を採用できる。この場合、ペリクル膜はシリコン枠で支持された状態で得られる。
さらに、ペリクルフレームの下端面には、フォトマスクに装着するためのマスク粘着剤が形成される。一般的に、マスク粘着剤は、ペリクルフレームの全周に亘って設けられることが好ましい。
上記マスク粘着剤としては、公知のものを使用することができ、アクリル系粘着剤やシリコーン系粘着剤が好適に使用できる。粘着剤は必要に応じて、任意の形状に加工されてもよい。
上記マスク粘着剤の下端面には、粘着剤を保護するための離型層（セパレータ）が貼り付けられていてもよい。離型層の材質は、特に制限されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等を使用することができる。また、必要に応じて、シリコーン系離型剤やフッ素系離型剤等の離型剤を離型層の表面に塗布してもよい。なお、ペリクルのフォトマスクへの装着は、マスク粘着剤以外にも物理的な固定手段により固定することが可能である。この固定手段としては、ねじ、ボルト、ナット、リベット、キー、ピン等が挙げられる。マスク粘着剤と物理的な固定手段を併用することも可能である。
ここで、図１は、本発明のペリクルフレーム１の一例を示し、符号１１はペリクルフレームの内側面、符号１２はペリクルフレームの外側面、符号１３はペリクルフレームの上端面、符号１４はペリクルフレームの下端面を示す。なお、通常、ペリクルフレームの長辺側にはペリクルをフォトマスクから剥離するために用いられる治具穴が設けられるが、図１では特に図示していない。
図２は、ペリクル１０を示すものであり、ペリクルフレーム１の上端面には接着剤４によりペリクル膜２が接着、張設されている。また、ペリクルフレーム１の下端面には、粘着剤５によりフォトマスク３に剥離可能に接着されており、フォトマスク３上のパターン面を保護している。
本発明のペリクルは、ＥＵＶ露光装置内で、露光原版に異物が付着することを抑制するための保護部材としてだけでなく、露光原版の保管時や、露光原版の運搬時に露光原版を保護するための保護部材としてもよい。ペリクルをフォトマスク等の露光原版に装着し、ペリクル付露光原版を製造する方法には、前述したマスク粘着剤で貼り付ける方法の他、静電吸着法、機械的に固定する方法等がある。
本実施形態に係る半導体装置又は液晶表示板の製造方法は、上記のペリクル付露光原版によって基板（半導体ウエハ又は液晶用原板）を露光する工程を備える。例えば、半導体装置又は液晶表示板の製造工程の一つであるリソグラフィ工程において、集積回路等に対応したフォトレジストパターンを基板上に形成するために、ステッパーに上記のペリクル付露光原版を設置して露光する。一般に、ＥＵＶ露光ではＥＵＶ光が露光原版で反射して基板へ導かれる投影光学系が使用され、これらは減圧又は真空下で行われる。これにより、仮にリソグラフィ工程において異物がペリクル上に付着したとしても、フォトレジストが塗布されたウエハ上にこれらの異物は結像しないため、異物の像による集積回路等の短絡や断線等を防ぐことができる。よって、ペリクル付露光原版の使用により、リソグラフィ工程における歩留まりを向上させることができる。
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
［実施例１］
チタン製のペリクルフレーム（外寸１５０ｍｍ×１１８ｍｍ×１．５ｍｍ、フレーム幅４．０ｍｍ）を作製した。チタン製のフレーム表面（フレームの上端面、下端面、内側面及び外側面の全表面）を、サンドペーパー（粒度１，０００）で表面の加工キズを除去した後、手作業により金属磨き粉（日本研磨工業（株）製のピカール液）で研磨した。このペリクルフレームを純水と中性洗剤による超音波洗浄により洗浄し、該フレームの上端面には、ペリクル膜接着剤としてシリコーン粘着剤（信越化学工業（株）製Ｘ−４０−３２６４）１００質量部に硬化剤（信越化学工業（株）製ＰＴ−５６）を１質量部加えて撹拌した材料を、幅１ｍｍ、厚み０．１ｍｍになるよう塗布した。また、フレームの下端面には、マスク粘着剤として、アクリル粘着剤（綜研化学（株）製ＳＫダイン１４９５）１００質量部に硬化剤（綜研化学（株）製Ｌ−４５）を０．１質量部加えて撹拌した材料を、全周に亘り幅１ｍｍ、厚み０．１ｍｍになるよう塗布した。その後、ペリクルフレームを９０℃で１２時間加熱して、上下端面のペリクル膜接着剤及びマスク粘着剤を硬化させた。続いて、ペリクル膜として極薄シリコン膜を、フレームの上端面に形成したペリクル膜接着剤に圧着させて、ペリクルを完成させた。
チタン製のペリクルフレーム（外寸１５０ｍｍ×１１８ｍｍ×１．５ｍｍ、フレーム幅４．０ｍｍ）を作製した。チタン製のフレーム表面（フレームの上端面、下端面、内側面及び外側面の全表面）を、サンドペーパー（粒度１，０００）で表面の加工キズを除去した後、手作業により金属磨き粉（日本研磨工業（株）製のピカール液）で研磨した。このペリクルフレームを純水と中性洗剤による超音波洗浄により洗浄し、該フレームの上端面には、ペリクル膜接着剤としてシリコーン粘着剤（信越化学工業（株）製Ｘ−４０−３２６４）１００質量部に硬化剤（信越化学工業（株）製ＰＴ−５６）を１質量部加えて撹拌した材料を、幅１ｍｍ、厚み０．１ｍｍになるよう塗布した。また、フレームの下端面には、マスク粘着剤として、アクリル粘着剤（綜研化学（株）製ＳＫダイン１４９５）１００質量部に硬化剤（綜研化学（株）製Ｌ−４５）を０．１質量部加えて撹拌した材料を、全周に亘り幅１ｍｍ、厚み０．１ｍｍになるよう塗布した。その後、ペリクルフレームを９０℃で１２時間加熱して、上下端面のペリクル膜接着剤及びマスク粘着剤を硬化させた。続いて、ペリクル膜として極薄シリコン膜を、フレームの上端面に形成したペリクル膜接着剤に圧着させて、ペリクルを完成させた。
［実施例２］
チタン製フレームを作製した後、サンドペーパーによる表面の加工キズの除去に代えてサンドブラスト装置によるブラスト処理を行い、金属磨き粉による研磨に代えて化学研磨処理を行った以外は実施例１と同様にしてペリクルを完成させた。ここで使用したサンドブラスト条件及び化学研磨処理条件は以下である。
〈サンドブラスト条件〉
・研磨剤：（株）不二製作所製のガラスビーズ（中心粒径≦３０μｍ）
・吐出圧：７ｋｇｆ／ｃｍ2
・時間：３０秒
〈化学研磨処理条件〉
・薬液：佐々木化学薬品（株）製の「エスクリーンS-22」
・温度：３０℃
・処理時間：１０秒
チタン製フレームを作製した後、サンドペーパーによる表面の加工キズの除去に代えてサンドブラスト装置によるブラスト処理を行い、金属磨き粉による研磨に代えて化学研磨処理を行った以外は実施例１と同様にしてペリクルを完成させた。ここで使用したサンドブラスト条件及び化学研磨処理条件は以下である。
〈サンドブラスト条件〉
・研磨剤：（株）不二製作所製のガラスビーズ（中心粒径≦３０μｍ）
・吐出圧：７ｋｇｆ／ｃｍ2
・時間：３０秒
〈化学研磨処理条件〉
・薬液：佐々木化学薬品（株）製の「エスクリーンS-22」
・温度：３０℃
・処理時間：１０秒
［実施例３］
化学研磨処理に続いて陽極酸化により紫色に着色した以外は実施例２と同様にしてペリクルを完成させた。
化学研磨処理に続いて陽極酸化により紫色に着色した以外は実施例２と同様にしてペリクルを完成させた。
［実施例４］
チタン製のペリクルフレームの代わりにアルミニウム合金製のペリクルフレームを作製し、サンドペーパーによる表面の加工キズの除去に代えて実施例２と同条件のブラスト処理を行い、金属磨き粉による研磨に代えて陽極酸化、黒色染色及び封孔処理して表面に黒色の酸化被膜を形成した以外は実施例１と同様にしてペリクルを完成させた。
チタン製のペリクルフレームの代わりにアルミニウム合金製のペリクルフレームを作製し、サンドペーパーによる表面の加工キズの除去に代えて実施例２と同条件のブラスト処理を行い、金属磨き粉による研磨に代えて陽極酸化、黒色染色及び封孔処理して表面に黒色の酸化被膜を形成した以外は実施例１と同様にしてペリクルを完成させた。
［比較例１］
サンドペーパーによる表面の加工キズの除去に代えて実施例２と同条件のブラスト処理を行い、金属磨き粉による研磨に代えて陽極酸化により紫色に着色した以外は実施例１と同様にしてペリクルを完成させた。
サンドペーパーによる表面の加工キズの除去に代えて実施例２と同条件のブラスト処理を行い、金属磨き粉による研磨に代えて陽極酸化により紫色に着色した以外は実施例１と同様にしてペリクルを完成させた。
［比較例２］
金属磨き粉による研磨に代えて実施例２と同条件の化学研磨処理を行った以外は実施例１と同様にしてペリクルを完成させた。
金属磨き粉による研磨に代えて実施例２と同条件の化学研磨処理を行った以外は実施例１と同様にしてペリクルを完成させた。
実施例１〜４並びに比較例１及び２で得られたペリクルに対し、目視検査及び表面粗さ測定を実施した。また、実施例１〜４並びに比較例１及び２と同様のフレームの材質を用い、該材質に表面処理を施したサンプルピースを用いて、各サンプルの反射率測定を実施した。
［反射率測定］
３ｃｍ×３ｃｍ、厚み５ｍｍのサンプルピースを準備し、実施例１〜４並びに比較例１及び２と同様の表面処理を施し、サンプルを準備した。「分光光度計Ｖ−７８０」（日本分光（株）製、型式名）を用いて、５５０ｎｍの反射率を測定した。
３ｃｍ×３ｃｍ、厚み５ｍｍのサンプルピースを準備し、実施例１〜４並びに比較例１及び２と同様の表面処理を施し、サンプルを準備した。「分光光度計Ｖ−７８０」（日本分光（株）製、型式名）を用いて、５５０ｎｍの反射率を測定した。
［表面粗さ測定］
各例のペリクルのフレーム各辺内側面の中央部４点（図１の符号Ｐ,Ｐ,Ｐ,Ｐ）における、算術平均粗さＲａ、二乗平均平方根高さＲｑ及びクルトシス（Rku）を３Ｄ測定レーザー顕微鏡「LEXT OLS4000」（オリンパス（株）製、型式名）を用いて以下の条件で測定した。
<LEXT OLS4000 測定条件>
・評価長さ：４ｍｍ
・カットオフ：λc ８００μｍ、λｓ ２．５μｍ、λｆ なし
・フィルタ：ガウシアンフィルタ
・解析パラメータ：粗さパラメータ
・対物レンズ：×５０
各例のペリクルのフレーム各辺内側面の中央部４点（図１の符号Ｐ,Ｐ,Ｐ,Ｐ）における、算術平均粗さＲａ、二乗平均平方根高さＲｑ及びクルトシス（Rku）を３Ｄ測定レーザー顕微鏡「LEXT OLS4000」（オリンパス（株）製、型式名）を用いて以下の条件で測定した。
<LEXT OLS4000 測定条件>
・評価長さ：４ｍｍ
・カットオフ：λc ８００μｍ、λｓ ２．５μｍ、λｆ なし
・フィルタ：ガウシアンフィルタ
・解析パラメータ：粗さパラメータ
・対物レンズ：×５０
［目視検査］
得られたペリクルの内壁面に２０μｍの標準粒子を一部分に付着させ、暗室にて集光ランプを照射しながら、異物の検査性の良否について下記の基準により評価した。
〈判定基準〉
〇：粒子が付着していない部分では散乱光は確認されず、粒子が付着する部分のみ散乱光を確認した。
×：粒子が付着していない部分においても散乱光を確認した。
得られたペリクルの内壁面に２０μｍの標準粒子を一部分に付着させ、暗室にて集光ランプを照射しながら、異物の検査性の良否について下記の基準により評価した。
〈判定基準〉
〇：粒子が付着していない部分では散乱光は確認されず、粒子が付着する部分のみ散乱光を確認した。
×：粒子が付着していない部分においても散乱光を確認した。
上記表１の結果からは下記の点が考察される。
比較例１及び比較例２のペリクルフレームは、低反射率あるいは算術平均粗さＲａが小さいものではあるが、クルトシス（Rku）が３を超えてしまい、その結果として、目視による異物検査性が悪いことが分かる。
一方、フレーム表面のクルトシス（Rku）が３以下である実施例１〜４のペリクルフレームについては、反射率や粗さ曲線の別の高さパラメータであるＲａやＲｑの値の大小に関係なく、目視による異物検査性が良好であることが分かる。
比較例１及び比較例２のペリクルフレームは、低反射率あるいは算術平均粗さＲａが小さいものではあるが、クルトシス（Rku）が３を超えてしまい、その結果として、目視による異物検査性が悪いことが分かる。
一方、フレーム表面のクルトシス（Rku）が３以下である実施例１〜４のペリクルフレームについては、反射率や粗さ曲線の別の高さパラメータであるＲａやＲｑの値の大小に関係なく、目視による異物検査性が良好であることが分かる。
１ ペリクルフレーム
２ ペリクル膜
３ フォトマスク
４ ペリクル膜接着剤
５ マスク粘着剤
１０ ペリクル
Ｐ 内側面の中央部
２ ペリクル膜
３ フォトマスク
４ ペリクル膜接着剤
５ マスク粘着剤
１０ ペリクル
Ｐ 内側面の中央部
Claims (1)
- ペリクル膜を設ける上端面とフォトマスクに面する下端面とを有する枠状のペリクルフレームであって、該ペリクルフレームの内側面には、粗さ曲線のクルトシス（Rku）が３．０以下である領域を有することを特徴とするペリクルフレーム。
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