JP7537494B2 - ペリクルフレーム、ペリクル、ペリクル付露光原版、露光方法、半導体の製造方法及び液晶表示板の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、リソグラフィ用フォトマスクに異物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、露光方法、半導体の製造方法及び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板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。）に異物が付着していると、この異物が光を吸収したり、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、露光原版の表面に異物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。
また、ＥＵＶ露光は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の圧力変化に耐える必要があり、ＥＵＶペリクルの通気面積が大きいことが要求される。
そこで、特許文献１では、ペリクルフレームの対向する２側面に、他側面に対して開孔面積率が５０～９０％である通気孔がそれぞれ設けられたペリクルフレームを有するペリクルが提案されている。しかしながら、ペリクル内外の圧力変化に影響を与えるのは、ペリクルの内部空間体積に対する通気面積であり、ペリクルフレームの開孔面積率のみで議論するには不十分である。
また、特許文献２では、セラミック製フレームに設けられた貫通孔の流路面積の合計が、ペリクルの内部空間の体積１ｃｍ3あたり０．００５ｃｍ2以上であるペリクルフレームを提案している。しかしながら、セラミック製の場合、素材に延性がないため、ペリクルを剥離する時など、ペリクルフレームに局所的に強い力が加わると、該ペリクルフレームが破損し、異物を発生させる場合があることが分かってきた。ペリクルフレームに強度を持たせるには、一般的にはペリクルフレームを厚くすればよいが、ＥＵＶ用のペリクルには最大高さ２．５ｍｍという制限があるため、ペリクルフレームを厚くして破損を防止することは難しい。
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、ＥＵＶ露光を真空下で行う際、大気圧から真空への圧力変化に耐えてペリクル膜の破損が生じにくく、また、ペリクルフレームの加工性が良好であり、且つ、ペリクルを剥離する際に破損しにくいペリクルフレームを用いたペリクル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端面の外側面から内側面に向かって切り欠き部を設け、内側面、外側面、ペリクル内空間側及びペリクル外空間側のいずれかの箇所における通気面積を、ペリクル内空間の体積１ｍｍ3あたり０．００１ｍｍ2以上に設定することにより、圧力変化時にペリクル膜の破損を抑制できることを見出した。また、多数の通気部を設けるには、ペリクルフレームに細かな加工を施す必要があるが、延性のある金属を材料に用いることで、ペリクルフレーム加工時のペリクルフレーム破損による損失を低減し、且つ、ペリクルをフォトマスクから剥離する際に、ペリクルフレームが破損するリスクが少ないことを見出し、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、露光方法、半導体の製造方法及び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において、該ペリクルフレームは金属製であると共に、上端面又は下端面が開放された切り欠き部を外側面から内側面に向かって設け、内側面における通気面積の合計が、ペリクルの内空間の体積１ｍｍ3あたり０．００１ｍｍ2以上であることを特徴とするペリクルフレーム。
２．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において、該ペリクルフレームは金属製であると共に、上端面又は下端面が開放された切り欠き部を外側面から内側面に向かって設け、ペリクルの内空間側における通気面積の合計が、ペリクルの内空間の体積１ｍｍ3あたり０．００１ｍｍ2以上であることを特徴とするペリクルフレーム。
３．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において、該ペリクルフレームは金属製であると共に、上端面又は下端面が開放された切り欠き部を外側面から内側面に向かって設け、外側面における通気面積の合計が、ペリクルの内空間の体積１ｍｍ3あたり０．００１ｍｍ2以上であることを特徴とするペリクルフレーム。
４．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において、該ペリクルフレームは金属製であると共に、上端面又は下端面が開放された切り欠き部を外側面から内側面に向かって設け、ペリクルの外空間側における通気面積の合計が、ペリクルの内空間の体積１ｍｍ3あたり０．００１ｍｍ2以上であることを特徴とするペリクルフレーム。
５．少なくとも内側面に開口部を有する貫通孔が設けられる上記１～４のいずれかに記載のペリクルフレーム。
６．ペリクルフレームの金属材料は、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１～４のいずれかに記載のペリクルフレーム。
７．上記通気面積の合計は、ペリクルの内空間の体積１ｍｍ3あたり０．０２ｍｍ2以下である上記１～４のいずれかに記載のペリクルフレーム。
８．上記切り欠き部の高さは、ペリクルフレームの厚みの５０％以下である上記１～４のいずれかに記載のペリクルフレーム。
９．ペリクルフレームの厚みは、２．５ｍｍ以下である上記１～４のいずれかに記載のペリクルフレーム。
１０．上記１～９のいずれかに記載のペリクルフレームと、該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。
１１．真空下又は減圧下における露光に使用される上記１０記載のペリクル。
１２．ＥＵＶ露光に使用される上記１０又は１１記載のペリクル。
１３．ペリクルの高さが２．５ｍｍ以下である上記１０又は１１記載のペリクル。
１４．上記ペリクル膜は、枠に支えられたペリクル膜である上記１０又は１１記載のペリクル。
１５．露光原板に上記１０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。
１６．露光原版が、ＥＵＶ用露光原版である上記１５記載のペリクル付露光原版。
１７．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１５記載のペリクル付露光原版。
１８．上記１５記載のペリクル付き露光原版を用いて露光することを特徴とする露光方法。
１９．上記１５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の製造方法。
２０．上記１５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。
２１．上記１５記載のペリクル付露光原版を用いて、基板をＥＵＶ露光する工程を備えることを特徴とする半導体の製造方法。
２２．上記１５記載のペリクル付露光原版を用いて、基板をＥＵＶ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。
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において、該ペリクルフレームは金属製であると共に、上端面又は下端面が開放された切り欠き部を外側面から内側面に向かって設け、内側面における通気面積の合計が、ペリクルの内空間の体積１ｍｍ3あたり０．００１ｍｍ2以上であることを特徴とするペリクルフレーム。
２．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において、該ペリクルフレームは金属製であると共に、上端面又は下端面が開放された切り欠き部を外側面から内側面に向かって設け、ペリクルの内空間側における通気面積の合計が、ペリクルの内空間の体積１ｍｍ3あたり０．００１ｍｍ2以上であることを特徴とするペリクルフレーム。
３．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において、該ペリクルフレームは金属製であると共に、上端面又は下端面が開放された切り欠き部を外側面から内側面に向かって設け、外側面における通気面積の合計が、ペリクルの内空間の体積１ｍｍ3あたり０．００１ｍｍ2以上であることを特徴とするペリクルフレーム。
４．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において、該ペリクルフレームは金属製であると共に、上端面又は下端面が開放された切り欠き部を外側面から内側面に向かって設け、ペリクルの外空間側における通気面積の合計が、ペリクルの内空間の体積１ｍｍ3あたり０．００１ｍｍ2以上であることを特徴とするペリクルフレーム。
５．少なくとも内側面に開口部を有する貫通孔が設けられる上記１～４のいずれかに記載のペリクルフレーム。
６．ペリクルフレームの金属材料は、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１～４のいずれかに記載のペリクルフレーム。
７．上記通気面積の合計は、ペリクルの内空間の体積１ｍｍ3あたり０．０２ｍｍ2以下である上記１～４のいずれかに記載のペリクルフレーム。
８．上記切り欠き部の高さは、ペリクルフレームの厚みの５０％以下である上記１～４のいずれかに記載のペリクルフレーム。
９．ペリクルフレームの厚みは、２．５ｍｍ以下である上記１～４のいずれかに記載のペリクルフレーム。
１０．上記１～９のいずれかに記載のペリクルフレームと、該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。
１１．真空下又は減圧下における露光に使用される上記１０記載のペリクル。
１２．ＥＵＶ露光に使用される上記１０又は１１記載のペリクル。
１３．ペリクルの高さが２．５ｍｍ以下である上記１０又は１１記載のペリクル。
１４．上記ペリクル膜は、枠に支えられたペリクル膜である上記１０又は１１記載のペリクル。
１５．露光原板に上記１０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。
１６．露光原版が、ＥＵＶ用露光原版である上記１５記載のペリクル付露光原版。
１７．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１５記載のペリクル付露光原版。
１８．上記１５記載のペリクル付き露光原版を用いて露光することを特徴とする露光方法。
１９．上記１５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の製造方法。
２０．上記１５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。
２１．上記１５記載のペリクル付露光原版を用いて、基板をＥＵＶ露光する工程を備えることを特徴とする半導体の製造方法。
２２．上記１５記載のペリクル付露光原版を用いて、基板をＥＵＶ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。
本発明のペリクルフレーム及びペリクルによれば、大気圧から真空への圧力変化時にペリクル膜の破損が生じにくく、ペリクルフレームの加工時やペリクルの剥離時において破損し難い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、本発明は、特に、ＥＵＶ露光用のペリクルに有用であり、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。
図１（Ａ）～（Ｃ）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。上記ペリクルフレーム１の上端面には切り欠き部２０が設けられ、符号２１は切り欠き部の幅、符号２２は切り欠き部の奥行、符号２３は切り欠き部の高さを示す。また、上記ペリクルフレーム１には貫通孔３０が複数個設けられている。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１（Ａ）～（Ｃ）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。上記ペリクルフレーム１の上端面には切り欠き部２０が設けられ、符号２１は切り欠き部の幅、符号２２は切り欠き部の奥行、符号２３は切り欠き部の高さを示す。また、上記ペリクルフレーム１には貫通孔３０が複数個設けられている。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、ペリクルをフォトマスクに装着したペリクル付フォトマスク１０を示すものであり、ペリクルフレーム１の上端面には、粘着剤又は接着剤４によりペリクル膜２が接着又は粘着されると共に張設されている。また、ペリクルフレーム１の下端面には、粘着剤又は接着剤５によりフォトマスク３に剥離可能に接着又は粘着されており、フォトマスク３上のパターン面を保護している。
図１に示すように、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。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（ここでは下端面とする。）がある。
図２に示すように、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は延性のある金属であることが好ましい。さらに、ＥＵＶ露光では、ＡｒＦ露光よりも高い精度が求められるため、フォトマスクに対して平坦性の要求が厳しい。フォトマスクに対する平坦性は、ペリクルの影響を受けることが知られている。ペリクルのフォトマスクへの影響を少しでも抑えるために、軽量なチタン、チタン合金やアルミニウム、アルミニウム合金を用いることが好ましい。
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以下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、ペリクル膜やフォトマスク用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には、上端面又は下端面が開放された切り欠き部が外側面から内側面に向かって設けられる。即ち、切り欠き部は、ペリクルフレームの上端面又は下端面に設けられ、外側面から内側面まで繋がったくぼみ（凹部）を意味する。例えば、図１（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、切り欠き部２０は、ペリクルフレームの外面からみて略コの字型のくぼみを有する。なお、略コの字型のくぼみは、角部が尖って四角形に削られた形状のほか、角部にＲ加工を施した形状も含まれる。また、図１（Ａ）に示すように、切り欠き部２０は、上面からみて、外側面から内側面に向けて同じ幅で凹部が形成されているが、これに限られず、外側面から内側面に向けて漸次幅狭又は幅広のテーパー形状であってもよい。さらに、切り欠き部の高さ方向（図１の符号２３参照）についても、外側面から内側面に向けて、高さが同一に限られず漸次拡張又は縮小となるようにテーパー形状になっていてもよい。なお、上記切り欠き部の配置場所や個数については特に制限はない。
また、切り欠き部は、その形状や寸法については特に制限はないが、切り欠き部の高さ（図１の符号２３）を大きくすれば、その分、ペリクルフレームの切り欠き部下方の厚みが減り、ペリクルを剥離する時に、最薄部を起点としてペリクルフレームが折曲がってしまい、その衝撃でペリクル膜が破損する可能性がある。ペリクルを剥離する時のペリクル膜の破損は、フォトマスクを再生する際に時間を要するので問題である。そのため、切り欠き部の高さは、ペリクルフレームの厚みの５０％以下であることが好ましく、３０％以下であることがより好ましく、１５％以下であることがさらに好ましい。一方、加工の容易さから、切り欠き部の高さは、ペリクルフレームの厚さの５％以上であることが好ましい。
なお、図１では、ペリクルフレーム１の上端面に切り欠き部２０を設けるものであるが、別のペリクルフレームの態様として、ペリクルフレーム１の下端面に切り欠き部２０を設けたペリクルフレームを図３（Ａ）～（Ｃ）に示す。
また、本発明では、大気圧から真空への圧力変化時にペリクル膜の破損を防ぐため、ペリクルフレームの内側面、外側面、ペリクル内空間側及びペリクル外空間側のいずれかの箇所における通気面積の合計を、ペリクル内空間の体積１ｍｍ3あたり０．００１ｍｍ2以上に設定する必要がある。ペリクル膜の破損のリスクを下げるために、通気面積は大きいほど好ましい。上記通気面積の合計の好ましい値は、ペリクル内空間の体積１ｍｍ3あた
りで、０．００１３ｍｍ2以上であり、より好ましい値は、０．００１５ｍｍ2以上である。上限値としては、ペリクルフレームの破損防止及び強度維持の点から、好ましくは０．０２ｍｍ2以下、より好ましくは０．０１５ｍｍ2以下である。
りで、０．００１３ｍｍ2以上であり、より好ましい値は、０．００１５ｍｍ2以上である。上限値としては、ペリクルフレームの破損防止及び強度維持の点から、好ましくは０．０２ｍｍ2以下、より好ましくは０．０１５ｍｍ2以下である。
また、本発明のペリクルフレームは、少なくとも内側面に開口部を有する貫通孔が設けられることが好適である。即ち、貫通孔の開口部の一方は内側面に設けられるとともに、貫通孔の開口部の他方は、ペリクルフレームの外側面やペリクル膜が位置する上端面に形成することができる。貫通孔の他方の開口部をペリクルフレームの上端面に形成する場合、該上端面にフィルタを設けることができ、特にフレーム厚さが薄いＥＵＶ用には有利である。
上記貫通孔（通気孔）は、その形状や寸法に特に制限はないが、円形、楕円形などの形状を採用することが好ましく、その開口面積は０．０３ｍｍ2以上であることが好適であ
る。また、加工の容易さから、ペリクル端面と通気孔との間の最薄部を０．２ｍｍ以上にすることが好ましい。
る。また、加工の容易さから、ペリクル端面と通気孔との間の最薄部を０．２ｍｍ以上にすることが好ましい。
図１のペリクルフレームでは、切り欠き部と貫通孔（通気孔）との両方が形成されているが、これに限定されるものではなく本発明では、切り欠き部のみを採用しても構わない。但し、後述するように、通気部として一定上の面積を確保し、本発明の所望の効果を十分に発揮させ、且つペリクルフレームの強度を十分に確保するためには、切り欠き部と貫通孔とを併用することが望ましい。この場合のペリクルフレームの長辺、短辺の各辺において、切り欠き部の面積は、０．０５～４００ｍｍ2で、個数は１～５０個の範囲であり
、一方、貫通孔の面積は、０．０３～１３０ｍｍ2で、個数は１～２５０個の範囲内で設
けることができる。
、一方、貫通孔の面積は、０．０３～１３０ｍｍ2で、個数は１～２５０個の範囲内で設
けることができる。
本発明のペリクルフレームにおいて、通気面積は、ペリクルを完成させた時の内側面、外側面、ペリクル内空間側及びペリクル外空間側のいずれかの箇所における通気面積として計算される。例えば、直径０．８ｍｍの通気孔を４０個、ペリクル膜側の端面に１０ｍｍ幅（図１の符号２１参照）、高さ０．２ｍｍ（図１の符号２３参照）の切り欠き部を４０個、切り欠き部以外の上端面に形成されたペリクル膜用粘着剤の厚みが０．１ｍｍとした場合、このペリクルに存在する通気面積の合計は１４０ｍｍ2となる。つまり、粘着剤
の厚み分も通気面積として計算する。
［通気孔の面積：式１] ０．４×０．４×３．１４×４０（個数）＝２０．０９６（ｍ
ｍ2）
［切り欠き部の開口面積：式２］ １０×（０．２＋０．１）×４０（個数）＝１２０（ｍｍ2）
の厚み分も通気面積として計算する。
［通気孔の面積：式１] ０．４×０．４×３．１４×４０（個数）＝２０．０９６（ｍ
ｍ2）
［切り欠き部の開口面積：式２］ １０×（０．２＋０．１）×４０（個数）＝１２０（ｍｍ2）
即ち、ペリクルフレームに切り欠き部を設けた場合、切り欠き部は通気孔より作製が容易であるとともに、切り欠き部以外の通気空間として、上記のとおり、積層される粘着剤層の厚みの分も加算されることとなり、本発明において、通気部として切り欠き部を必須とすることのメリットは大きい。
そして、本発明において、ペリクルの内部空間体積とは、ペリクルを完成させた時の、粘着剤厚みを含む真の内部空間体積を意味する。例えば、ペリクルフレームの内寸が縦１４３ｍｍ×横１１０ｍｍ×高さ１．５ｍｍであり、ペリクル膜用粘着剤とフォトマスク用粘着剤との厚みが０．１ｍｍであり、ペリクル膜が０．７２５ｍｍ高さのＳｉ枠に支えられた極薄単結晶シリコン膜の場合、極薄シリコン膜は十分に薄いので体積計算時には無視することができ、従って、ペリクルの内部空間体積は３８１４５ｍｍ3となる。
［ペリクルの内部空間体積：式３］ １４３×１１０×（１．５＋０．１＋０．１＋０．７２５）＝３８１４５．２５（ｍｍ3）
この時の通気面積の合計は、〔２０．０９６（ｍｍ2）＋１２０（ｍｍ2）〕／３８１４５ｍｍ3≒０．００３７である。ペリクル内空間の体積１ｍｍ3あたり約０．００３７ｍｍ2と計算できる。
［ペリクルの内部空間体積：式３］ １４３×１１０×（１．５＋０．１＋０．１＋０．７２５）＝３８１４５．２５（ｍｍ3）
この時の通気面積の合計は、〔２０．０９６（ｍｍ2）＋１２０（ｍｍ2）〕／３８１４５ｍｍ3≒０．００３７である。ペリクル内空間の体積１ｍｍ3あたり約０．００３７ｍｍ2と計算できる。
上記通気部には、必要に応じてフィルタを設けてもよい。
本発明のペリクルは、上記のようなペリクルフレームの上端面に、ペリクル膜用の粘着剤又は接着剤を介して、ペリクル膜が設けられる。ペリクル膜用粘着剤又は接着剤としては、特に制限はなく、公知のものを使用することができる。一般的に、粘着剤や接着剤は、ペリクルフレームの一端面の周方向全周に亘って、ペリクルフレーム幅と同じ又はそれ以下の幅に形成される。ペリクルフレームの一端面に切り欠き部がある場合は、切り欠き部以外の端面上に形成されることが好ましい。
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、Ｓｉ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。なお、ペリクル膜単独での取り扱いが難しい場合は、シリコン等の枠に支えられたペリクル膜を用いることができる。その場合、枠の領域とペリクルフレームとを接着することにより、ペリクルを容易に製造することができる。
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粘着剤又は接着剤が形成される。一般的に、粘着剤や接着剤は、ペリクルフレームの一端面の周方向全周に亘って、ペリクルフレーム幅と同じ又はそれ以下の幅に形成される。ペリクルフレームの一端面に切り欠き部がある場合は、切り欠き部以外の端面上に形成される。
上記フォトマスク用粘着剤としては、公知のものを使用することができ、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤等が好適に使用でき、特に、耐熱性の観点からシリコーン系粘着剤が好ましい。粘着剤は必要に応じて、任意の形状に加工されてもよい。
上記フォトマスク用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。
本発明のペリクルフレームは、外側又は内側に向けた突起部を設けてもよい。このような突起部を用いることで、フィルタを形成することもできる。また、外側に向けた突起部に露光原版との接続機構（ネジ、粘着剤等）を設けることで、フォトマスク用粘着剤を省略することもできる。
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、前述したフォトマスク用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。
本発明の実施形態に係る半導体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（内寸１４３ｍｍ×１１０ｍｍ×高さ１．５ｍｍ、フレーム幅４ｍｍ）を作製した。ペリクルフレーム各辺中央の上端面には、幅３０ｍｍ×高さ０．１ｍｍ×奥行４ｍｍの切り欠き部を設けた。さらに、各辺に直径０．８ｍｍの貫通孔を１２個設けた。
ペリクルフレームを洗浄し、ペリクルフレーム上端面の切り欠き部の無い箇所にシリコーン粘着剤（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」）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、ペリクルフレームの下端面には、フォトマスク用粘着剤として、アクリル粘着剤（綜研化学（株）製「ＳＫダイン１４９９Ｍ」）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１００℃で１２時間加熱して、上下端面の粘着剤を硬化させた。続いて、ペリクル膜として０．７２５ｍｍ厚のＳｉ枠に支えられた５０ｎｍ厚の極薄シリコン膜を、ペリクルフレームの上端面に形成した粘着剤に圧着させて、ペリクルを完成させた。
チタン製のペリクルフレーム（内寸１４３ｍｍ×１１０ｍｍ×高さ１．５ｍｍ、フレーム幅４ｍｍ）を作製した。ペリクルフレーム各辺中央の上端面には、幅３０ｍｍ×高さ０．１ｍｍ×奥行４ｍｍの切り欠き部を設けた。さらに、各辺に直径０．８ｍｍの貫通孔を１２個設けた。
ペリクルフレームを洗浄し、ペリクルフレーム上端面の切り欠き部の無い箇所にシリコーン粘着剤（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」）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、ペリクルフレームの下端面には、フォトマスク用粘着剤として、アクリル粘着剤（綜研化学（株）製「ＳＫダイン１４９９Ｍ」）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１００℃で１２時間加熱して、上下端面の粘着剤を硬化させた。続いて、ペリクル膜として０．７２５ｍｍ厚のＳｉ枠に支えられた５０ｎｍ厚の極薄シリコン膜を、ペリクルフレームの上端面に形成した粘着剤に圧着させて、ペリクルを完成させた。
［実施例２］
アルミ製のペリクルフレーム（内寸１４３ｍｍ×１１０ｍｍ×高さ１．５ｍｍ、フレーム幅４ｍｍ）を作製した。ペリクルフレーム各辺には、直径０．８ｍｍの貫通孔を４８個設けた。このフレームの形状以外は、実施例１と同じである。
アルミ製のペリクルフレーム（内寸１４３ｍｍ×１１０ｍｍ×高さ１．５ｍｍ、フレーム幅４ｍｍ）を作製した。ペリクルフレーム各辺には、直径０．８ｍｍの貫通孔を４８個設けた。このフレームの形状以外は、実施例１と同じである。
［比較例１］
チタン製のペリクルフレーム（内寸１４３ｍｍ×１１０ｍｍ×１．５ｍｍ、フレーム幅４ｍｍ）を作製した。ペリクルフレーム各辺中央の上端面には、幅３０ｍｍ×高さ０．１ｍｍ×奥行４ｍｍの切り欠き部を設けた。このペリクルフレームの形状以外は、実施例１と同じである。
チタン製のペリクルフレーム（内寸１４３ｍｍ×１１０ｍｍ×１．５ｍｍ、フレーム幅４ｍｍ）を作製した。ペリクルフレーム各辺中央の上端面には、幅３０ｍｍ×高さ０．１ｍｍ×奥行４ｍｍの切り欠き部を設けた。このペリクルフレームの形状以外は、実施例１と同じである。
［比較例２］
セラミックであるアルミナで実施例１のペリクルフレームの作製を試みたが、製作途中で破損してしまった。
セラミックであるアルミナで実施例１のペリクルフレームの作製を試みたが、製作途中で破損してしまった。
［真空テスト］
実施例１，２及び比較例１で作製したペリクルを６インチ角の石英マスクに貼り付け、真空テストを実施した。この真空テストは、上記のマスク付ペリクルを真空チャンバーに入れ、大気圧から１Ｐａまで１７０秒で減圧し、その後、１Ｐａから大気圧まで２５０秒で戻し、ペリクル膜に破損があるかを確認した。その結果を下記表１に示す。
実施例１，２及び比較例１で作製したペリクルを６インチ角の石英マスクに貼り付け、真空テストを実施した。この真空テストは、上記のマスク付ペリクルを真空チャンバーに入れ、大気圧から１Ｐａまで１７０秒で減圧し、その後、１Ｐａから大気圧まで２５０秒で戻し、ペリクル膜に破損があるかを確認した。その結果を下記表１に示す。
上記表１の結果から、実施例１及び実施例２では、ペリクル膜の破損は確認されず良好であったが、比較例１ではペリクル膜の破損を確認した。
１ ペリクルフレーム
１１ ペリクルフレームの内側面
１２ ペリクルフレームの外側面
１３ ペリクルフレームの上端面
１４ ペリクルフレームの下端面
２０ 切り欠き部
２１ 切り欠き部の幅
２２ 切り欠き部の奥行
２３ 切り欠き部の高さ
３０ 貫通孔（通気孔）
２ ペリクル膜
３ フォトマスク
４ ペリクル膜用粘着剤又は接着剤
５ フォトマスク用粘着剤又は接着剤
１０ ペリクル付フォトマスク
１１ ペリクルフレームの内側面
１２ ペリクルフレームの外側面
１３ ペリクルフレームの上端面
１４ ペリクルフレームの下端面
２０ 切り欠き部
２１ 切り欠き部の幅
２２ 切り欠き部の奥行
２３ 切り欠き部の高さ
３０ 貫通孔（通気孔）
２ ペリクル膜
３ フォトマスク
４ ペリクル膜用粘着剤又は接着剤
５ フォトマスク用粘着剤又は接着剤
１０ ペリクル付フォトマスク
Claims (18)
- ペリクル膜を設ける側の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において、該ペリクルフレームは金属製であると共に、上端面又は下端面が開放された切り欠き部を外側面から内側面に向かって設け、該切り欠き部の高さはペリクルフレームの厚みの１５％以下であり、少なくとも内側面に開口部を有する貫通孔が設けられ、内側面における通気面積の合計が、ペリクルの内空間の体積１ｍｍ3あたり０．００１ｍｍ2以上であることを特徴とするペリクルフレーム。
- ペリクル膜を設ける側の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において、該ペリクルフレームは金属製であると共に、上端面又は下端面が開放された切り欠き部を外側面から内側面に向かって設け、該切り欠き部の高さはペリクルフレームの厚みの１５％以下であり、少なくとも内側面に開口部を有する貫通孔が設けられ、ペリクルの内空間側における通気面積の合計が、ペリクルの内空間の体積１ｍｍ3あたり０．００１ｍｍ2以上であることを特徴とするペリクルフレーム。
- ペリクル膜を設ける側の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において、該ペリクルフレームは金属製であると共に、上端面又は下端面が開放された切り欠き部を外側面から内側面に向かって設け、該切り欠き部の高さはペリクルフレームの厚みの１５％以下であり、少なくとも内側面に開口部を有する貫通孔が設けられ、外側面における通気面積の合計が、ペリクルの内空間の体積１ｍｍ3あたり０．００１ｍｍ2以上であることを特徴とするペリクルフレーム。
- ペリクル膜を設ける側の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において、該ペリクルフレームは金属製であると共に、上端面又は下端面が開放された切り欠き部を外側面から内側面に向かって設け、該切り欠き部の高さはペリクルフレームの厚みの１５％以下であり、少なくとも内側面に開口部を有する貫通孔が設けられ、ペリクルの外空間側における通気面積の合計が、ペリクルの内空間の体積１ｍｍ3あたり０．００１ｍｍ2以上であることを特徴とするペリクルフレーム。
- 前記貫通孔と前記上端面又は下端面との間の最薄部が０．２ｍｍ以上である請求項１～４のいずれか１項記載のペリクルフレーム。
- 上記切り欠き部の高さは、ペリクルフレームの厚みの５％以上である請求項１～４のいずれか１項記載のペリクルフレーム。
- 上記枠状が四角形枠状であり、各辺において、１～５０個の上記切り欠き部及び１～２５０個の上記貫通孔が設けられており、各辺における切り欠き部の合計面積は０．０５～４００ｍｍ 2 であり、各辺における貫通孔の合計面積は０．０３～１３０ｍｍ 2 である請求項１～４のいずれか１項記載のペリクルフレーム。
- ペリクルフレームの金属材料は、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請求項１～４のいずれか１項記載のペリクルフレーム。
- 上記通気面積の合計は、ペリクルの内空間の体積１ｍｍ3あたり０．０２ｍｍ2以下である請求項１～４のいずれか１項記載のペリクルフレーム。
- ペリクルフレームの厚みは、２．５ｍｍ以下である請求項１～４のいずれか１項記載のペリクルフレーム。
- 請求項１～１０のいずれか１項記載のペリクルフレームと、ペリクル膜とを具備することを特徴とするペリクル。
- 真空下又は減圧下における露光に使用される請求項１１記載のペリクル。
- ＥＵＶ露光に使用される請求項１１又は１２記載のペリクル。
- 上記ペリクル膜は、枠に支えられたペリクル膜である請求項１１～１３のいずれか１項記載のペリクル。
- 露光原板に請求項１１～１４のいずれか１項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。
- 請求項１５記載のペリクル付き露光原版を用いて露光することを特徴とする露光方法。
- 請求項１５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の製造方法。
- 請求項１５記載のペリクル付露光原版を用いて、基板をＥＵＶ露光する工程を備えることを特徴とする半導体の製造方法。
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