JPH0470749A - 高光線透過性防塵体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ＩＣ２ＬＳＩ等の半導体素子の製造工程にお
けるフォトリソグラフィ工程で使用するフォトマスクや
レチクル（以下、単にマスクという）に、塵埃等の異物
が付着することを防止するために使用する防塵体および
その製造方法に関する。

〔従来の技術〕

半導体素子の製造工程における露光処理で（礼ガラス板
の表面にクロム等の蒸着遮光膜で回路をパターンニング
したマスクを用いて、この回路パターンをレジスト等の
感光剤が塗布されたシリコンウェハ上に転写する作業が
行われている。

このとき、マスク上に塵埃等の異物が付着した状態で露
光処理が行われると、この塵埃の陰影がそのままウェハ
上にも転写されてしまうこととなり、製品不良を生じ、
いわゆる歩留りを低下させる要因となる。特に、マスク
としてレチクルを用いてウェハ上のチップ領域に順次回
路パターンを転写する縮小投影露光処理において６戴　
大半のチツブの製品良否を左右することとなり、塵埃付
着の問題は深刻である。

そこで、返歌　前記マスクの回路パターン上の所定距離
位置にニトロセルロース等の有機物からなる透明防蔦体
（ペリクル）を張設して、回路パターン上に塵埃が直接
付着するのを防止することが知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、半導体素子の集積度の向上にともない、露光
時の光線波長がｇ線（４３６ｎｍ）からｉ４１　（３６
５ｎｍ）、さらにエキシマレーザ（２４８ｎｍ）へと短
波長側にシフトしてくると１．従来の有機物からなる透
明薄膜を用いた防塵体では、分子の結合状態が弱く、薄
膜内で光分解を起こし膜自体が不透明化してしまい、短
波長に見合った安定的な光透過率が得られず、また薄膜
の機械的強度の劣化が生じることが明らかにされた本発
明の目的は、前記の点に鑑みてなされたものであり、エ
キシマレーザ等の短波長光を長期間にわたって照射して
も光分解をきたさない高光線透過性防塵体を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、マスクに装着される保持枠と、この保持枠に
取付けられる透明な高光線透過性膜とを備えた防塵体に
おいて、平滑面を有する基板上に蒸着法によって、膜厚
が０．２〜１０μｍで、２４０ないし５００ｎｍの光を
平均光線透過率で８５％以上透過する無機質膜を形成し
、この無機質膜を高光線透過性膜としたことを要旨とす
る。

ここで、基板とは、たとえばケイ素基板、すなわちシリ
コンウェハ５であり、このようなシリコンウェハ５の形
状としては、インゴットからスライスした状態の円板形
状であってもよいカー　縮小投影露光装置におけるマス
クに装着することを考慮すると、１辺が５０ｍｍ〜２０
０ｍｍ、　　好ましくは１００ｍｍ程度の四角形状の平
板であることが望ましい。また、基板の厚さは０．２〜
１．０ｍｍが好ましい。

なお、前記ケイ素基板の他に、サファイア基板等の酸化
物単結晶基板、さらにはアルミナ基板等を用いることも
できる。

また、基板として１）石英ガラス等の表面に有機薄膜等
を形成した多層構造のものを用意し　この上層に蒸着に
よって無機質膜を形成してもよい。

前記基板上に無機質膜を蒸着する方法として（転ＥＢ蒸
着法、スパッタリング法、あるいはＣＶＤ法等を用いる
ことができる。

前記方法で基板上に形成される無機質膜としてはたとえ
ばケイ素薄膜であり、前記蒸着法によって０．２μｍ〜
１０μｍ程度の厚さで形成される。

ここで、前記無機質膜　すなわち高光線透過性膜３の厚
さ檄　好ましくは１０μｍ未満で、特に好ましくは０．
２〜５．０μｍで２４０ないし５００ｎｍの光を平均光
線透過率で８５％以上透過するものである。ここで平均
光線透過率と１４２４０ないし５００ｎｍの間で起こる
光線透過率の干渉波の山部と谷部をとり平均した値であ
る。

膜厚１）前記１０μｍよりもさらに薄い方が好ましいが
、一般に０．２μｍ未満の場合には十分な強度が得られ
ないことが多い。しかし　強度の点で問題がなければこ
の数値未満の膜厚であってもよいことは勿論である。

なお、膜厚は１０μｍ以上であってもかまわない力（、
露光時の光収差の増大等を考慮すると、　１０μｍ以下
であることが好ましい。

高光線透過性膜３の厚さは、露光に使用する波長に対し
て透過率が高くなるように選択する。本発明において、
このような膜厚は、前記基板上に無機質膜を形成する際
のスパッタリングのＲＦ高出力エレクトロンビームの出
力、あるいはＣＶＤ時の反応ガスの濃度・温度条件また
は時間等により制御可能である。

ここで、高光線透過性膜３の厚さをｄ３、屈折率をｎｌ
、波長をλとした場合、 （ただしｍは１以上の整数） のとき反射が防止さ汰　透過率が最高になる。例えばｎ
、＝１．５の場合Ｌ　　ｇ線（４３６ｎｍ）の透過率を
高くするには、膜厚ｄ、を０．８７μｍとし、エキシマ
レーザ（２４８ｎｍ）の透過率を高くするには、膜厚ｄ
、　　を０．８３または２．４８μｍにする。

ここで、目的とする膜厚が得られないための透過率の低
下、あるいは波長の変動にともなう透過率の不安定化を
防止するために、また光線透過性膜の膜厚の制御を容易
にするために、第３図に示すように、高光線透過性膜３
の上層にさらに反射防止層１１を積層形成することが好
ましい。

このような反射防止層１１を積層形成した場合、高光線
透過性膜３の屈折率をｎｌ、反射防止層１１の屈折率を
０２、反射防止層１１の厚さをｄ２とした場合、 （Ｄ　Ｖ’ｎ　１＝　ｎ２゜ の両式を満たす屈折率と膜厚とを選択すると反射が防止
さ瓢　透過率は最高となる。また反射防止層１１番戴　
高光線透過性膜３の片面あるいは両面のいずれに積層し
てもよい。

このように、ケイ素基板上に形成されたケイ素薄膜を高
光線透過性膜３とした場合の屈折率ｎ１は１．５〜１．
６である。したがって、ｎ　２＝７ｎ　ｌ　は１．２２
〜１．２６）屈折率を有する物質を反射防止層１１とし
て積層すればよいことになる。このような物質としては
、たとえばフッ化カルシウム（ＣａＦ２）パーフルオロ
非晶質樹脂などをあげることができる。

このような化合物を積層するに１戴　真空蒸着法、スパ
ッタリング法等を用いることができる。

また、反射防止層１１を、第４図に示すようへ高屈折率
層１２ａ（第１の反射防止層）と、低屈折率層１２ｂ（
第２の反射防止層）との２層構造としてもよい。この場
合、高光線透過性膜３の屈折率をｎｌ、高屈折率層１２
ａの屈折率をｎ２、その膜厚をｄ２、低屈折率層１２ｂ
の屈折率をｎｓ、その膜厚をｄ、とした場合、 （Ｄ　ｖ’ｎ　１＝　ｎ　２／　ｎｓ、■ｄ２＝ｍλ／
４ｎ２、 ■ｄ３　＝ｍλ／４ｎ３ の３式を満たす屈折率と膜厚とを選択すると反射が完全
に防止さ汰　高い透過率を得ることができる。

高屈折率層１２ａの素材となる物質として、たとえばフ
ッ化セリウム（ＣｅＦ３）、臭化セシウム（ＣｓＢｒ）
、酸化マグネシウム（Ｍ　ｇ　Ｏ）、フッ化鉛（ＰｂＦ
２）などの無機物をあげることができる。

低屈折率層１２ｂの素材となる物質としては、たとえば
フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化マグネシウム（Ｍｇ
Ｆ２）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）等の無機物や、パ
ーフルオロ非晶質樹脂等の有機物をあげることができる
。また、前記高屈折率層１２ａおよび低屈折率層１２ｂ
を積層するには、スパッタリング法や真空蒸着法、スピ
ンコーティング法等を用いることができる。

前記高光線透過性膜３を単独膜化する方法としては、た
とえば基板上に成長された無機質膜を基板から物理的な
手段で剥離させる方法の弛、基板を加熱して該基板部分
を分解除去する方法、さらには溶剤等を用いて基板をエ
ツチング除去する方法等がある。特に、エツチング除去
を行う場合に屯　基板を枠状に残してその中央部分のみ
をエツチング除去することにより、基板の残部を保持枠
２として、高光線透過性膜３と保持枠２とを一体的に成
形することができる。

以上のようにして得られた高光線透過性防塵体１代　第
２図に示すよう＆−両面粘着テープ等によりマスク４に
取付けられる。このような高光線透過性防塵体１で表面
が保護されたマスク４を用いることにより、露光時にお
ける、塵埃等の異物の陰影のウェハ上への転写が防止さ
れる。

すなわち、マスク４の表面と、保持枠２の内側面と、高
光線透過性膜３の内面とで構成される保護空間Ｓにより
、マスク４の表面に直接塵埃が付着することが防止され
る構造となっている。このような構造により、たとえ塵
埃が高光線透過性膜３の外面側に付着したとしても、こ
の塵埃の陰影＋４　　焦点ず札　すなわちデッドフォー
カスとなり、塵埃の陰影がウェハ上に転写されることは
ない。

なお、前記高光線透過性防塵体１は、マスク４に対して
その片面のみならず両面に装着してもよい。

〔作用〕

前記した手段によれば、蒸着法によって形成された無機
質膜を高光線透過性膜として用いることによって、短波
長光を長期間にわたって照射しても光分解による膜の不
透明イし　　および薄膜の機械的強度の劣化を防止する
ことができる。

また、前記無機質膜に対してその片面または両面に無機
質膜からなる反射防止層を積層形成することによって、
高光線透過性膜の表面における光の反射を防止でき、透
過率を高めることができる。

〈実施例〉 〔実施例１〕 以下本発明の実施例を図に基づいて説明する。

まず、基板を構成するシリコンウェハ５を用意する。こ
のシリコンウェハ５は、単結晶引き上げ法によって得ら
れたインゴットを０．５ｍｍの厚さでスライスして得ら
れるものであり、その−面は鏡面加工が施されている。

なお、以下の説明では、説明の便宜上、シリコンウェハ
５において、鋭部側を表面、反鏡面側を裏面という。

前記シリコンウェハ５をスパッタリング装置のチャンバ
内に基板として載置し　ターゲットとして純度９９．９
９９％の５ｉ０２のインゴットを配置しへ そして、前記チャンバ内にＡｒが８０％、０２が２０％
の混合比の反応ガスを供給した次に、前記反応ガス雰囲
気中で出力３００Ｗにて６０分の放電を行った この結果、前記シリコンウェハ５上に、ｌｐｍの厚さの
ケイ素薄膜６を得た（第１図（ａ））。

続いて、前記ケイ素薄膜６の外面側にスピンコーターを
用いたフォトレジスト液の回転塗布および熱風乾燥を行
い、厚さ５μｍのフォトレジスト層７を形成した（第１
図（ｂ））。なお、ここで形成されるフォトレジスト層
７は、いわゆる分解型のフォトレジスト材を用いており
、その層厚は１〜１αμｍであることが好ましい。

次に、前記シリコンウェハ５の裏面側に遮光マスク９を
位置決めして遮光マスク９の外方より紫外線の照射を行
った　そして分解型のフォトレジスト層７に対して、紫
外線の照射を行い、この照射部分の化学的特性を変化さ
せた後、続く現像工程において照射部分のフォトレジス
ト層７を除去した（第１図（Ｃ））。

そして、前記第１図（Ｃ）で説明した工程で残ったフォ
トレジスト層７をマスクとして、露出状態となっている
部分のケイ素薄膜６を３０℃のフッ化水素等のエツチン
グ液によって除去し、シリコンウェハ５の裏面側を露出
させた状態とした（第１図（ｄ））。

さら＆ミ　シリコンウェハ５に対して５０℃の水酸化カ
リウム等の水溶液でエツチング処理を行い、前記露出部
分、すなわちシリコンウェハ５の中央部分を除去した（
第１図（ｅ））。

そして最後をミ　残着しているフォトレジスト層７を全
て除去することによって、シリコンウェハ５の残部が保
持枠２となり、ケイ素薄膜６が単独膜化して高光線透過
性膜３となった高光線透過性防塵体１を得た（第１図げ
））。

このようにして得られた高光線透過性防塵体１は、その
高光線透過性膜３が屈折率が１．５３、膜厚が１μｍで
あり、２４８％ｍにおける透過率は９８．０％、２４０
〜５００ｎｍにおける平均光線透過率は９５．０％であ
った 〔実施例２〕 実施例１で得られたケイ素薄膜６の両面に、真空蒸着法
により反射防止層１１としてＣａＦ２を５０℃ｍの厚さ
でコーティングした（第３図）。

このようにして反射コーティングを施した高光線透過性
膜３ｉ３２３０〜２６０ｎｍの範囲にわたって９５％以
上の高い光線透過率を示した〔実施例３〕 純度９９．９９９％のＳ　ｉ　Ｏ２をエレクトロンビー
ムの照射によって蒸発させ、シリコンウェハ５上＆ミ１
μｍの厚さのケイ素薄膜６を得た 続いて、実施例１で説明したものと同様の工程を経て、
シリコンウェハ５を枠状に残るように工ッチング除去し
て、第１図（ｆ）に示すような高光線透過性防塵体１を
得た このようにして得られた高光線透過性防塵体１における
高光線透過性膜３は、膜厚が約１μｍであり、２４８ｎ
ｍにおける透過率は９８％、２４０〜５００ｎｍにおけ
る平均光線透過率は９５％であった 〔実施例４〕 プラズマＣＶＤ装置のチャンバ内に、基板としてのシリ
コンウェハ５を載置して、ＳｉＨ４と０２　との混合ガ
スからなる反応流体をチャンバ内に供給しながらプラズ
マ照射を行っへ　そしてプラズマ励起によって、シリコ
ンウェハ５上に厚さ１μｍのケイ素薄膜６を析出させへ 続いて、実施例１で説明したものと同様の工程を経て、
シリコンウェハ５を枠状に残るようにエツチング除去し
て、第１図げ）に示すような高光線透過性防塵体１を得
ｔら このようにして得られた高光線透過性防塵体１における
高光線透過性膜３は、膜厚が約１．０μｍであり、２４
８ｎｍにおける透過率は９８％、２４０〜５００ｎｍに
おける平均光線透過率は９５％であった 〔発明の効果〕 本発明によれば、蒸着法によって形成された無機質膜を
高光線透過性膜として用いることによって、短波長光を
長期間にわたって照射しても光分解による膜の不透明（
Ｌ　　および薄膜の機械的強度の劣化を防止することが
できる。

また、前記無機質膜に対してその片面または両面に反射
防止層を積層形成することによって、高光線透過性膜の
表面における光の反射を防止でき、透過率を高めること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｆ）は、本発明の防塵体の製造方法を
順次示す断面図であり、第２図はこのようにしえ得られ
た防塵体をマスクに装着した状態で示す断面１　第３図
は反射防止層を形成した状態を示す断面は　第４図は反
射防止層を多層構造で形成した状態を示す断面図である
。 高光線透過性防塵体 保特徴　　　　　３・高光線透過性膜 マスク、 ケイ素薄膜（無機質膜）、 ・反射防止層、　　１２ａ・・高屈折率層、２ｂ　低屈
折率層。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）マスクに装着される保持枠と、この保持枠に取付
   けられる透明な高光線透過性膜とを備えた防塵体におい
   て、平滑面を有する基板上に蒸着法によって、膜厚が０
   ．２〜１０μｍで、２４０ないし５００ｎｍの光を平均
   光線透過率で８５％以上透過する無機質膜を形成し、こ
   の無機質膜を高光線透過性膜としたことを特徴とする高
   光線透過性防塵体の製造方法。
2. （２）前記無機質膜の片面または両面に反射防止層を積
   層形成したことを特徴とする請求項１記載の高光線透過
   性防塵体の製造方法。
3. （３）前記反射防止層は、高屈折率を有する第１の反射
   防止層と、低屈折率を有する第２の反射防止層との多層
   構造からなる請求項２記載の高光線透過性防塵体の製造
   方法。