KR20190102273A

KR20190102273A - 펠리클, 노광 원판, 노광 장치 및 반도체 장치의 제조 방법

Info

Publication number: KR20190102273A
Application number: KR1020197023454A
Authority: KR
Inventors: 가즈오 고무라; 요스케 오노; 아츠시 오쿠보; 다이키 다네이치; 히사코 이시카와; 츠네아키 비야지마
Original assignee: 미쯔이가가꾸가부시끼가이샤
Priority date: 2017-02-17
Filing date: 2018-02-09
Publication date: 2019-09-03
Also published as: US20200064729A1; TWI761451B; CN110325908A; US11137677B2; WO2018151056A1; TW201836121A; EP3584636A1; SG11201907482YA; EP3584636A4; JPWO2018151056A1; KR102237878B1; JP6816170B2

Abstract

EUV 투과성이 높고, 아웃 가스가 적으며, 콘타미네이션이 적은 EUV용 펠리클, 및 그의 제조 방법을 제공한다. 펠리클(100)은 펠리클막(101)과, 지지 프레임(103)과, 지지 프레임의 펠리클막이 매달린 단부와 반대측의 단부에 마련된 제1 접착층(109)을 가지고, 제1 접착층에 있어서 펠리클막면과 교차하는 방향의 측면이며, 펠리클막이 매달린 측의 측면에, 무기물층(111)을 가지고, 상기 무기물층의 질량 흡수 계수(μ_m)가 5×10³cm²/g 내지 2×10⁵cm²/g의 범위인 것을 특징으로 한다.

Description

펠리클, 노광 원판, 노광 장치 및 반도체 장치의 제조 방법

본 발명은, 반도체 디바이스 등을 리소그래피 기술에 의해 제조할 때에 사용하는 포토마스크 또는 레티클(이하, 이들을 총칭하여 「포토마스크」 또는 「마스크」라고도 한다.), 및 진애가 부착되는 것을 방지하는 포토마스크용 방진 커버인 펠리클 등에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 극단 자외(Extreme Ultraviolet: EUV)광 리소그래피용 펠리클, 및 그의 제조 방법, 그리고 이들을 사용한 노광 원판, 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.

반도체 소자는 리소그래피라 칭해지는 공정을 거쳐 제조된다. 리소그래피에서는, 스캐너나 스테퍼라고 불리는 노광 장치를 사용하여, 회로 패턴이 묘화된 마스크에 노광광을 조사하여, 포토레지스트가 도포된 반도체 웨이퍼에 회로 패턴을 전사한다. 그 때, 마스크 위에 진애 등의 이물이 부착되면, 해당 이물의 그림자가 반도체 웨이퍼에 전사되어, 회로 패턴이 정확하게 전사되지 않는다. 그 결과로서, 반도체 소자가 정상적으로 작동하지 않아 불량품이 되어버리는 일이 있다.

그것에 대해, 펠리클막이 첩부된 프레임체로 이루어지는 펠리클을 마스크에 장착함으로써, 진애 등의 이물을 펠리클막 위에 부착시켜, 마스크에 부착되는 것을 방지하는 것이 알려져 있다. 노광 장치의 노광광의 초점은, 마스크면과 반도체 웨이퍼면에 설정되어 있고, 펠리클막의 면에는 설정되어 있지 않다. 따라서, 펠리클막에 부착된 이물의 그림자가 반도체 웨이퍼 위에서 결상되는 일은 없다. 그 때문에, 펠리클막에 이물이 부착된 경우에는, 마스크에 이물이 부착된 경우와 비교하여, 회로 패턴의 전사를 방해하는 정도는 대폭 경감되어, 반도체 소자의 불량품 발생율은 현저하게 억제된다.

펠리클에 사용되는 펠리클막에는, 노광광을 고투과율로 투과시키는 특성이 요구된다. 펠리클막의 광 투과율이 낮으면, 회로 패턴이 형성되어 있는 마스크로부터의 노광광의 강도가 저하되어, 반도체 웨이퍼 위에 형성되어 있는 포토레지스트가 충분히 감광되지 않기 때문이다.

현재까지 리소그래피의 파장은 단파장화가 진행되고, 차세대 리소그래피 기술로서 EUV 리소그래피의 개발이 진행되고 있다. EUV광은 연X선 영역 또는 진공 자외선 영역의 파장의 광을 가리키며, 13.5nm±0.3nm 정도의 광선을 가리킨다. 포토리소그래피에서는, 패턴의 해상 한계는 노광 파장의 1/2 정도이고, 액침법을 사용해도 노광 파장의 1/4 정도라고 일컬어지고 있으며, ArF 레이저(파장: 193nm)의 액침법을 사용해도 그 노광 파장은 45nm 정도가 한계로 예상되고 있다. 따라서, EUV 리소그래피는, 종래의 리소그래피로부터 대폭적인 미세화가 가능한 혁신적인 기술로서 기대되고 있다.

여기서, EUV 노광용 펠리클을 마스크에 접속하는 방법으로서는, 마스크와 펠리클에 공통으로 마련된 고정구를 통해, 펠리클에 설치된 누름 스프링과 마스크에 설치된 스터드라고 불리는 핀으로 (기계적으로) 고정하는 방법이 검토되어 있다(특허문헌 1). 또한, EUV 노광용이 아닌 펠리클, 예를 들어 ArF용 펠리클에서는, 마스크로의 펠리클의 접속에 접착제가 사용되고 있다.

국제 공개 제2016/124536호

그러나, 발명자들이 검토한바, 핀을 사용하여 접속시킨다고 하면, 착탈 시의 수고의 개선이 요구되는 경우가 있는 것을 알았다. 또한, 기계적 접속이기 때문에 탈착 시에 작은 티끌이 발생해버리는 경우가 있는 것을 알았다. 또한, 마스크와 펠리클 프레임 사이에는, 환기를 위해서 200㎛ 내지 300㎛ 정도의 갭이 펠리클 프레임의 전체 둘레에 걸쳐 마련되어 있기 때문에, 갭으로부터 티끌이 침입하는 경우가 있는 것을 알았다. 또한, 티끌이 마스크에 부착되면, 반도체 소자의 제조 효율이 저하되기 때문에, 티끌의 부착의 저감이 요구되는 경우가 있는 것을 알았다.

또한, 발명자들이 검토한바, EUV 노광용이 아닌 펠리클용 접착제를 사용하면, 아웃 가스가 발생하는 경우가 있는 것을 알았다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 접착제를 사용하면서도 아웃 가스가 적은 EUV용 펠리클, 노광 원판, 노광 장치 및 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적 중 하나로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 실시 형태에서는, 펠리클막과, 펠리클막을 지지하는 지지 프레임과, 상기 지지 프레임의 펠리클막이 매달린 단부와 반대측의 단부에 마련된 제1 접착층을 가지고, 상기 제1 접착층에 있어서 상기 펠리클막면과 교차하는 방향의 측면이며, 상기 펠리클막이 매달린 측의 측면에, 무기물층을 가지고, 상기 무기물층의 질량 흡수 계수(μ_m)가 5×10³cm²/g 내지 2×10⁵cm²/g의 범위인 것을 특징으로 하는 펠리클이 제공된다.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 지지 프레임이, 상기 펠리클막에 접속되는 제1 프레임체와, 상기 제1 프레임체에 접속되는 제2 프레임체를 가져도 된다.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 제1 프레임체와 상기 제2 프레임체가 제2 접착층에 의해 접속되고, 상기 제2 접착층의 펠리클막면과 교차하는 방향의 측면 중 어느 하나에 제2 무기물층을 가져도 된다.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 무기물층은 두께 400nm일 때, 파장 13.5nm의 EUV광의 투과율이 10퍼센트 이하여도 된다.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 무기물층의 두께가 50nm 이상이어도 된다.

또한, 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 무기물층은 금속층이어도 된다.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 금속층은, 알루미늄, 티타늄, 크롬, 철, 니켈, 구리, 루테늄, 탄탈륨 및 금의 군에서 선택된 어느 1종의 금속, 이 군에서 선택된 2종 이상의 원소를 포함하는 합금, 또는 이 군에서 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 원소를 포함하는 산화물이어도 된다.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 제1 접착층의 펠리클막이 형성된 것과 반대측의 단부면에 보호층을 가져도 된다.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 원판과, 원판의 패턴을 갖는 측의 면에 장착된 펠리클을 포함하는 노광 원판이 제공되어도 된다.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 노광 원판을 갖는 노광 장치가 제공되어도 된다.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 노광광을 방출하는 광원과, 상기 노광 원판과, 상기 광원으로부터 방출된 노광광을 상기 노광 원판으로 유도하는 광학계를 가지고, 상기 노광 원판은, 상기 광원으로부터 방출된 노광광이 상기 펠리클막을 투과하여 상기 원판에 조사되도록 배치되어 있는 노광 장치가 제공되어도 된다.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 노광광이 EUV광이어도 된다.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 광원으로부터 방출된 노광광을, 상기 노광 원판의 펠리클막을 투과시켜 원판에 조사하고, 상기 원판에서 반사시키고, 상기 원판에 의해 반사된 노광광을, 상기 펠리클막을 투과시켜 감응 기판에 조사함으로써, 상기 감응 기판을 패턴상으로 노광하는, 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다. 상기 노광광이 EUV광이어도 된다.

각 실시 형태에 의하면, 접착제를 사용하면서도, 아웃 가스가 적은 EUV용 펠리클, 노광 원판, 노광 장치 및 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다. 또한, 각 실시 형태에 의하면, EUV광을 조사하지 않은 진공 상태에 있어서 접착제로부터 발생하는 아웃 가스가 억제되어, 마스크와 펠리클에 의해 형성되는 공간 내의 EUV광이 조사되는 영역에 있어서의 콘타미네이션이 억제되고, 또한 접착제의 EUV광의 조사에 대한 내성이 향상된 펠리클을 제공할 수 있다. 또한, 이 펠리클을 사용하여, 이물에 의한 해상 불량이 저감된 패턴 노광을 행할 수 있는 노광 원판, 노광 장치 및 반도체 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 1a는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 펠리클의 단면도의 모식도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 펠리클의 단면도의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 펠리클의 단면도의 모식도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 펠리클의 단면도의 모식도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 펠리클의 단면도의 모식도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 펠리클의 단면도의 모식도이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 펠리클의 단면도의 모식도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 펠리클의 단면도의 모식도이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 펠리클의 단면도의 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 펠리클의 단면도의 모식도이다.
도 7은 본 발명의 시험예 3의 콘타미네이션 부착 평가에 사용한 시험 장치의 단면도의 모식도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 펠리클의 단면도의 모식도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 펠리클을 하방으로부터 본 모식도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 펠리클의 단면도의 모식도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 펠리클을 하방으로부터 본 모식도이다.
도 12는 다른 구성의 펠리클의 단면도의 모식도이다.
도 13은 다른 구성의 펠리클의 단면도의 모식도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 형태에 노광 장치의 모식도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를, 도 1a 내지 도 14를 참조하면서 설명한다. 단, 본 발명은 많은 다른 양태로 실시하는 것이 가능하며, 이하에 예시하는 실시 형태의 기재 내용으로 한정하여 해석되는 것은 아니다. 또한, 도면은 설명을 보다 명확하게 하기 위해서, 실제 양태에 비해, 각 부의 폭, 두께, 형상 등에 대하여 모식적으로 표시되는 경우가 있지만, 어디까지나 일례이며, 본 발명의 해석을 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 명세서와 각 도면에 있어서, 기출 도면에 관하여 전술한 것과 동일한 요소에는, 동일한 부호를 부여하고, 상세한 설명을 적절히 생략하는 경우가 있다.

[정의]

본 명세서에 있어서, 어떤 부재 또는 영역이, 다른 부재 또는 영역의 「위에(또는 아래에)」 있다고 하는 경우, 특별한 한정이 없는 한, 이것은 다른 부재 또는 영역의 바로 위(또는 바로 아래)에 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재 또는 영역의 상방(또는 하방)에 있는 경우를 포함하고, 즉 다른 부재 또는 영역의 상방(또는 하방)에 있어서 사이에 다른 구성 요소가 포함되어 있는 경우도 포함한다.

본 명세서에 있어서 EUV광이란, 파장 5nm 이상 30nm 이하의 광을 가리킨다. EUV광의 파장은 5nm 이상 14nm 이하가 바람직하다.

본 명세서에 있어서 펠리클막이란, 펠리클에 사용되는 박막을 의미한다. 펠리클이란, 펠리클막과, 펠리클막의 한쪽 면에 마련되어 펠리클막을 지지하는 지지 프레임을 갖는 것을 의미한다. 지지 프레임은 적어도 펠리클막과 접속되는 제1 프레임체를 포함한다. 지지 프레임은 추가로 제1 프레임체에 접속되는 제2 프레임체를 포함하고 있어도 된다.

본 명세서에 있어서, 펠리클막을 남기고 기판의 일부를 제거하는 공정을 백 에칭이라고 칭한다. 명세서 중, 백 에칭의 예로서 배면(기판의, 펠리클막이 형성된 면과는 반대측의 면)으로부터 에칭하는 공정을 나타내고 있다.

본 명세서에 있어서 제1 접착층이란, 「마스크에 펠리클을 설치하기 위한 접착층」이다. 「마스크에 펠리클을 설치하기 위한 접착층」이란, 펠리클의 지지 프레임의 펠리클막이 매달린 단부와는 반대측의 단부에 마련되는 접착층이며, 당해 접착층은 마스크와 펠리클을 접속할 때에 사용되는 것이다.

펠리클의 제1 접착층에는 2개의 측면과 단부면이 있고, 각각 제1 측면, 제2 측면, 제1 단부면이다. 본 명세서에 있어서 「면」이란, 평면에 한정되는 것은 아니며, 곡면을 포함한다. 제1 측면, 제2 측면, 제1 단부면은 평면에 한정되는 것은 아니라 곡면인 경우도 포함한다.

본 명세서에 있어서 제1 접착층의 제1 측면이란, 제1 접착층에 있어서 펠리클막면과 교차하는 방향의 측면이며, 펠리클이 매달린 측의 측면이다.

본 명세서에 있어서 제1 접착층의 제2 측면이란, 제1 접착층에 있어서 펠리클막면과 교차하는 방향의 측면이며, 펠리클이 매달린 측의 측면과는 반대측의 측면이다.

본 명세서에 있어서, 제1 접착층의 제1 단부면이란, 제1 접착층에 있어서 펠리클막면과 대략 평행인 면이며, 펠리클이 형성되는 면과는 반대측의 면이다.

본 명세서에 있어서 제2 접착층이란, 제1 프레임체와 제2 프레임체를 접속하는 층을 의미한다.

본 명세서에 있어서, 접착층에 사용되는 「접착제」에는 접착제뿐만 아니라 점착제도 포함된다.

[본 발명에 있어서 발견한 종래 기술의 문제점]

EUV 노광용 펠리클을 마스크에 접속하는 방법으로서는, 마스크와 펠리클에 공통으로 마련된 고정구를 통해, 펠리클에 설치된 누름 스프링과 마스크에 설치된 스터드라고 불리는 핀으로 (기계적으로) 고정하는 방법이 검토되고 있다. 그러나, 이 방법에서는, 착탈 시의 수고를 경감할 것이 요구되는 경우가 있다. 또한, 장착 및 탈착 시의 진동 등에 의해 발생한 분진이, 마스크 표면에 이물로서 부착되는 것을 억제할 것이 요구되는 경우가 있다. 나아가, 마스크와 펠리클 프레임 사이에 환기를 위한 갭이 마련되면, 갭으로부터 침입하는 이물이 마스크 표면에 부착되는 것을 억제할 것이 요구되는 경우가 있다. 한편, 접착제에 의해 갭을 막음으로써 펠리클 내부로의 이물 침입 경로를 없애는 방법으로서, 종래부터 ArF 레이저를 사용하는 경우의 펠리클에 사용되는 접착제를 사용하는 것이 고려되고 있다. 그러나, 발명자들은, EUV광 리소그래피에 있어서는 진공 하에서 노광이 행해지기 때문에, 접착제로부터 아웃 가스가 발생하기 쉬운 것을 발견하였다. 또한, 접착제로부터 발생하는 아웃 가스가 마스크 표면의 EUV광을 조사하는 조사부에 탄소 성분이 되어 퇴적되어, 콘타미네이션(마스크의 반사율 저하)의 원인이 되는 것, 및 마스크 표면에서 산란하는 EUV광이 접착제에 닿음으로써 접착제가 대미지를 받고, 또한 아웃 가스가 발생하는 것을 순차로 발견하였다.

여기서, 접착층에 직접 EUV광이 닿으면, 접착층이 대미지를 받아 아웃 가스가 발생한다. EUV광이 한번 닿으면, 2번째 이후에는 EUV광이 닿아도 아웃 가스의 발생량은 감소한다. 그러나, 접착층의 대미지를 받은 개소는 유연성을 잃고 물러지기 때문에, 이물 발생의 원인이 될 가능성이 있다.

그래서, 이하에서 설명하는 실시 형태에서는, (1) EUV광을 조사하지 않은 진공 상태에 있어서 접착제로부터 발생하는 아웃 가스를 억제하는 것, (2) 마스크와 펠리클에 의해 형성되는 공간 내의 EUV광이 조사되는 영역에 있어서의 콘타미네이션을 억제하는 것, 및 (3) 접착제의 EUV광의 조사에 대한 내성을 향상시키는 것을 과제로 한다.

[펠리클(100)]

도 1a 내지 도 5b를 사용하여 본 발명의 일 실시 형태에 관한 펠리클을 설명한다. 전제로서, 본 발명에 있어서 사용할 수 있는 펠리클(100)은 EUV 포토리소그래피용 펠리클이다. 본 발명과의 관계에서는 사용하는 EUV 포토리소그래피용 펠리클막에 특별한 한정은 없다. 예를 들어, 기판(예를 들어 실리콘 웨이퍼, 사파이어, 탄화규소 등) 위에, CVD법(Chemical Vapor Deposition)(예를 들어, LP-CVD 성막, PE-CVD 성막 등)이나 스퍼터 제막 등의 방법에 의해, 펠리클막(101)(SiN, 탄소계 막(예를 들어, 그래핀막, 스핀 코팅법으로 제막한 카본 나노튜브의 막, 카본 나노시트 등), 폴리실리콘, 또는 그들 복수의 층이 적층된 적층 구조체)을 형성한다. 그 후, 펠리클막이 노출되도록 기판측으로부터 기판을 에칭(백 에칭)함으로써, 펠리클막(101)을 제조한다.

이때, 기판을 프레임상으로 남기고 에칭을 함으로써, 남은 프레임 부분을 펠리클의 지지 프레임(103)으로서 활용할 수 있다(도 1a). 지지 프레임(103)은 펠리클막(101)의 한쪽 면에 마련되어, 펠리클막(101)을 지지하는 프레임체이다. 기판을 프레임상으로 남기고 에칭을 함으로써 남은 프레임 부분을 지지 프레임(103)으로 하지 않고, 별도의 지지 프레임을 준비하여 펠리클막(101)과 지지 프레임(103)을 고정해도 된다. 펠리클막(101)을 지지 프레임(103)에 고정하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 펠리클막(101)을 지지 프레임(103)에 직접 첩부해도 되고, 지지 프레임(103)의 한쪽 단부면에 있는 막 접착제층을 개재해도 되고, 기계적으로 고정하는 방법이나 자석 등의 인력을 이용하여 펠리클막(101)과 지지 프레임(103)을 고정해도 된다. 기판을 프레임상으로 남기고 에칭을 함으로써 남은 프레임 부분을, 펠리클막(101)에 접속되는 제1 프레임체(104)로 하고, 제1 프레임체(104)에 알루미늄 등의 제2 프레임체(107)를 접속하여, 지지 프레임(103)으로 할 수도 있다(도 3a). 즉, 지지 프레임(103)은, 프레임체로서 펠리클막(101)에 접속되는 제1 프레임체(104)만을 포함하고 있어도 되고, 제1 프레임체(104)에 접속되는 제2 프레임체(107)를 포함하고 있어도 된다.

펠리클의 제조 시에 있어서의 펠리클막(101)으로의 이물의 부착을 방지하는 관점에서, 지지 프레임(103)은, 기판이 제1 프레임체(104)로서 남도록 에칭하여 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 지지 프레임(103)은, 그 지지 프레임(103)의 강도를 높이는 관점에서, 제2 프레임체(107)를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 지지 프레임(103)은, 펠리클막(101)으로의 이물의 부착을 방지하면서, 그 지지 프레임(103)의 강도를 높이는 관점에서, 기판을 프레임상으로 남기고 에칭하여 형성한 제1 프레임체(104)와, 제2 프레임체(107)를 갖는 것이 바람직하다. 제1 프레임체(104)의 재질은 특별히 제한되지 않지만, 실리콘, 사파이어 또는 탄화규소가 바람직하고, 실리콘이 보다 바람직하다. 제2 프레임체(107)의 재질은 특별히 제한되지 않지만, 경량 및 강도를 양립하는 관점에서, 알루미늄 또는 알루미늄 합금(5000계, 6000계, 7000계 등)이 바람직하다.

본 발명에서는, 이와 같이 하여 제조한 펠리클(100)을 포토마스크와 접속할 때의 접속 방법에 대하여, 제1 접착층(109)(도 1a)을 마련하는 수단을 사용한다. 상기 설명한 대로, 펠리클을 사용하기 전에 접착제의 일측면에 대하여 EUV광을 조사하고, 미리 가스를 발생시킴으로써 사용 시의 아웃 가스 발생량을 저감시키는 방법은, 분진의 저감이라는 관점에서 적절하지 않다. 또한, 프리베이크 등으로 아웃 가스를 저감시키는 수단도, 분진의 저감이라는 관점에서 적합하지 않다.

[제1 접착층(109)]

본 발명에서는, 제1 접착층(109)(도 1a), 즉 마스크(도시하지 않음)에 펠리클(100)을 설치하기 위한 제1 접착층(109)의 제1 측면(121)(도 1a에서 나타내었다.)을, EUV광의 투과율이 낮은 재료(금속, 세라믹 등)로 코팅한다. 여기서 「마스크에 펠리클을 설치하기 위한 접착층」이란, 펠리클의 지지 프레임의 펠리클막이 매달린 단부와 반대측의 단부에 마련되는 접착층이다. 당해 접착층은 마스크와 펠리클을 접속할 때에 사용된다. 제1 측면(121)은 상기에서 정의한 제1 접착층의 제1 측면이다. 제1 측면(121)은 마스크와 펠리클로 둘러싸인 부분이라고도 칭할 수 있고, 제1 접착층의 일측면이며, 마스크에 접속되었을 때, 마스크와 펠리클에 둘러싸인 폐쇄 공간을 형성하는 측의 측면이라고 칭할 수도 있다. 제1 접착층(109)의 두께, 즉 펠리클막(101)의 막면에 직교하는 방향에 있어서의 제1 접착층(109)의 길이는, 10㎛ 내지 1mm인 것이 바람직하다. 예를 들어, 제1 접착층(109)의 두께가 10㎛ 이상이면, 지지 프레임(103)과 제1 단부면(136)에 접촉하는 마스크의 밀착성이 우수하다. 제1 접착층(109)의 두께가 1mm 이하이면, 가스 배리어성이 양호해진다.

도 1a, 도 1b 및 도 2는, 도 3a에 나타내는 제2 프레임체(107) 및 제2 접착층(105)을 갖지 않는 경우의 도면이다. 도 3a, 도 3b, 도 4a 및 도 4b는 제2 프레임체(107) 및 제2 접착층(105)을 갖는 경우의 도면이다. 제1 접착층(109)에 있어서 코팅을 실시할 수 있는 개소는, 상기에서 정의한 제1 측면(121)(도 1a 및 도 3a), 제2 측면(131)(도 1a 및 도 3a) 및 제1 단부면(136)(도 1a 및 도 3a)인바, 코팅이 필수적인 것은 제1 측면(121)이다. 제1 측면(121)을 무기물층(111)으로 코팅한 상태를, 도 1b 및 도 3b에 모식적으로 도시하였다.

[제2 측면(131)]

제1 접착층(109)의 제2 측면(131)도 무기물층(113)에 의해 코팅되어 있어도 된다(도 2 및 도 4a). 제1 접착층(109)의 제2 측면(131)은 마스크 표면에서 산란한 EUV광이 닿는 일은 없다. 따라서, 코팅은 필수적이지 않다. 그러나, 제1 접착층(109)의 제2 측면(131)으로부터 발생하는 아웃 가스가, 마스크와 펠리클(100)에 둘러싸인 폐쇄 영역 이외에 있어서의 콘타미네이션을 초래하는 것을 방지하기 위해서, 나아가, 그 아웃 가스의 일부가 마스크와 펠리클(100)의 폐쇄 영역에 침입하여 마스크 표면에 콘타미네이션을 초래하는 것을 방지하기 위해서, 제2 측면(131)도 코팅되어 있는 것이 보다 바람직하다.

[제1 단부면(136)]

제1 접착층(109)의 제1 단부면(136)(도 1a 및 도 3a에서 나타낸다)은, 접착력이 유지 가능한 한, 일부 코팅되어 있어도 된다. 제1 접착층(109)의 제1 단부면(136)은 EUV광이 닿는 일은 없다. 따라서, 코팅은 필수적이지 않다. 그러나, 접착제로부터의 아웃 가스에 의한, 마스크와 펠리클(100)로 둘러싸인 폐쇄 영역 이외에 있어서의 콘타미네이션을 방지하기 위해서, 코팅되어 있는 것이 보다 바람직하다.

또한, 상기와는 다른 접착층에 대하여 코팅이 행해져도 된다. 예를 들어, 상기에서 정의한 제2 접착층(105)에 있어서의 측면(141) 및/또는 측면(143)(도 3a)이 무기물층(115) 및 무기물층(117)에 의해 코팅되어 있어도 된다(도 5a에는 측면(141) 및 측면(143)이 각각 무기물층(115) 및 무기물층(117)에 의해 코팅되는 예를 도시하였다.). 또한, 무기물층(111)에 의해 제2 프레임체(107)와 함께 코팅되어 있어도 된다(도 4b). 또한, 무기물층(111) 및 무기물층(113)에 의해 제2 프레임체(107)와 함께, 제1 접착층(109)의 측면, 제2 접착층(105)의 측면이 코팅되어 있어도 된다(도 5b). 제2 접착층(105)은, 펠리클막(101)에 접속되는 제1 프레임체(104)와, 제2 프레임체(107)(알루미늄 등)를 접착하고 있는 접착층이다. 마스크와 펠리클(100)로 둘러싸인 측 및/또는 외측이 무기물층으로 코팅되어 있으면 보다 바람직하다. EUV광이 제2 접착층(105)에 닿지 않도록 하기 위해서, 제2 프레임체(107)에도 무기물층(111) 및 무기물층(113)이 마련되는 것이 바람직하다.

제2 접착층(105)은, 제1 접착층(109)보다도 두께를 얇게 할 수 있는 점, 또한 제1 접착층(109)은 마스크 표면으로부터 이격된 높이에 있고, 제2 프레임체(107)에 의해 그림자가 될 수 있기 때문에, 마스크 표면에서 산란한 EUV광이 닿지 않는 위치인 점에서, 코팅은 필수적이지 않은, 즉 무기물층을 형성하는 것은 필수적이지 않다.

[무기물층의 재질]

무기물층으로서는, EUV 내성을 가지고, EUV광의 투과율이 10퍼센트 이하인 조건을 만족시키는 것이 바람직하다. 이러한 조건을 만족시키는 것은, 아웃 가스도 적다. 또한, 수소 라디칼에 대한 내성이 있다면 보다 바람직하다. 무기물층의 두께는 50nm 내지 1㎛ 정도가 바람직하다.

EUV광의 투과율이 10퍼센트 이하라는 것은, 소정의 무기물층에 대하여, 그 무기물층의 두께가 400nm인 경우에, 파장 13.5nm의 EUV광을 조사하여, 그 EUV광의 투과율이 10퍼센트 이하인 것을 의미한다.

무기물층의 재질로서는, EUV의 투과율이 낮은 재료(금속, 세라믹 등)를 들 수 있다. 펠리클을 마스크에 설치할 때에 접착층에 설치 방향의 힘이 걸리는 점, 노광 장치 내에서는 접착층에 설치 방향에 교차하는 방향의 힘(전단)이 걸리는 점에서, 접착층의 형상에 대한 추종성을 갖게 하기 위해서, 무기물층은 금속인 것이 바람직하다.

무기물층을 접착층에 코팅하는 방법으로서는, 증착, 스퍼터링 등을 들 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 접착제 표면에 형성 가능한 방법이면 구애받지 않는다.

무기물층으로서 사용할 수 있는 금속으로서는, 질량 흡수 계수(μ_m)가 5×10³cm²/g 내지 2×10⁵cm²/g의 범위에 있는 것이 바람직하다. 이러한 수치의 기술적 의미에 대해서는 후술한다.

무기물층으로서 사용할 수 있는 금속으로서는, Al(알루미늄), Ti(티타늄), V(바나듐), Cr(크롬), Mn(망간), Fe(철), Co(코발트), Ni(니켈), Cu(구리), Zn(아연), Ga(갈륨), Ge(게르마늄), Rb(루비듐), Sr(스트론튬), Y(이트륨), Zr(지르코니아), Nb(니오븀), Mo(몰리브덴), Ru(루테늄), Rh(로듐), Pd(팔라듐), Ag(은), Hf(하프늄), Ta(탄탈륨)W(텅스텐), Pt(백금) 및 Au(금)의 군에서 선택된 어느 1종의 금속이 바람직하다. 무기물층은 이들로부터 선택되는 2 이상의 원소를 사용한 합금이어도 되고, 산화물이어도 된다.

상기 중, 무기물층으로서 사용할 수 있는 금속으로서는, Al(알루미늄), Ti(티타늄), Cr(크롬), Fe(철), Ni(니켈), Cu(구리), Ru(루테늄), Ta(탄탈륨) 및 Au(금)의 군에서 선택된 어느 1종의 금속이 보다 바람직하다.

무기물층은 상기 Al(알루미늄), Ti(티타늄), Cr(크롬), Fe(철), Ni(니켈), Cu(구리), Ru(루테늄), Ta(탄탈륨) 및 Au(금)의 군에서 선택되는 2 이상의 원소를 사용한 합금이어도 되고, 산화물이어도 된다.

상기한 질량 흡수 계수에 관해서 이하에 설명한다. 먼저, 무기물층을 투과하는 광의 투과율 T는, 무기물층의 두께 d, 밀도 ρ 및 무기물층의 흡수 계수 μ에 기초하여, 이하와 같이 산출할 수 있다.

전제로서 투과율 T는 이하의 식 (1)로 정의된다.

또한, 식 (1) 중, I는 투과광 강도, I₀은 입사광 강도를 나타낸다. 투과광 강도 I 및 입사광 강도 I₀, 코팅의 두께 d 및 무기물층의 흡수 계수 μ에는, 이하의 식 (2)로 표시되는 관계가 성립된다.

상기 식 (2)에 있어서의 흡수 계수 μ는 이하와 같이 구해진다.

또한, 여기서, N은 단위 체적 중의 원자수, r₀=2.82×10^-13[cm](고전 전자 반경), λ는 파장, f₂는 파장 λ에 있어서의 원자 산란 인자이다.

흡수 계수 μ는 무기물층의 질량 흡수 계수 μ_m과 무기물층의 밀도 ρ의 곱으로 표시된다. 또한, μ_m은 이하의 식으로 나타낼 수도 있다.

또한, N_A는 아보가드로수, A는 무기물층을 구성하는 원소의 원자량이다.

이하에서는, 무기물층이 복수의 원소로 구성되는 경우에 대하여 생각한다. 광자의 에너지가 약 30eV보다 크고, 게다가 광자의 에너지가 원자의 흡수단으로부터 충분히 이격되어 있는 경우, 질량 흡수 계수 μ_m은 원자끼리의 결합 상태 등에 의존하지 않는다. 파장 13.5nm의 광자 에너지는 92.5eV 부근이며, 원자의 흡수단으로부터도 충분히 이격되어 있다. 따라서, 상기 질량 흡수 계수 μ_m은, 무기물층을 구성하는 화합물의 원자끼리의 결합 상태에 의존하지 않는다. 그 때문에, 무기물층을 구성하는 질량 흡수 계수 μ_m은, 무기물층을 구성하는 각 원소(1, 2, ···, i)의 질량 흡수 계수 μ_mi와, 각 원소의 질량 분율 W_i로부터, 이하의 식 (5)로 구해진다.

또한, W_i는 W_i=n_iA_i/Σn_iA_i로 구해지는 값이며, 질량 분율을 나타낸다. A_i는 각 원소 i의 원자량, n_i는 각 원소 i의 수이다.

상기 식 (5)에 있어서의 각 원소의 질량 흡수 계수 μ_mi, 또는 각 원소의 원자 산란 인자 f₂에 대해서는, Henke 등에 의해 정리되어 있는 이하의 참고 문헌의 값을 적용할 수 있다.(B. L. Henke, E. M. Gullikson, and J. C. Davis, “X-Ray Interactions: Photoabsorption, Scattering, Transmission, and Reflection at E=50?30,000eV, Z=1-92," At. Data Nucl. Data Tables 54, 181(1993) 이들 수치의 최신판은 http://wwwcxro.lbl.gov/optical#constants/에 게재되어 있다.)

무기물층의 흡수 계수 μ(또는 질량 흡수 계수 μ_m과 무기물층의 밀도 ρ)와 무기물층의 두께 d를 특정할 수 있으면, 식 (1) 및 식 (2)에 기초하여, 무기물층의 파장 13.5nm의 광의 투과율을 산출할 수 있다. 또한, 상기 투과율은 로렌스 버클리 국립 연구소의 X선 광학 센터의 광학 상수 웹 사이트에서도 계산할 수 있다.

여기서, 상기한 무기물층으로서 사용할 수 있는 금속 재료의 흡수 계수 μ를 나타내면, Al(알루미늄)=0.027nm^-1, Cr(크롬)=0.036nm^-1, Ni(니켈)=0.068nm^-1, Ru(루테늄)=0.017nm^-1, Ta(탄탈륨)=0.038nm^- ¹이다. 질량 흡수 계수 μ_m은 Al(알루미늄)=1.0×10⁵cm²/g, Cr(크롬)=5.0×10⁴cm²/g, Ni(니켈)=7.6×10⁴cm²/g, Ru(루테늄)=1.3×10⁴cm²/g, Ta(탄탈륨)=2,3×10⁴cm²/g이다. 이들은 모두 질량 흡수 계수(μ_m)가 5×10³ 내지 2×10⁵cm²/g의 범위에 존재한다.

[접착제]

상기한 바와 같이 본 명세서의 「접착제」는 광의의 접착제를 가리키며, 「접착제」의 개념에는 점착제도 포함된다. 접착제로서는, 아크릴 수지 접착제, 에폭시 수지 접착제, 폴리이미드 수지 접착제, 실리콘 수지 접착제, 무기계 접착제, 양면 점착 테이프, 실리콘 수지 점착제, 아크릴계 점착제, 폴리올레핀계 점착제 등을 들 수 있다. 특별히 종류는 구애받지 않는다.

접착제와 무기물층 사이에는, 무기물층의 크랙 발생을 방지하기 위하는 등의 이유로부터, 중간층을 마련해도 된다. 중간층에는 무기물층이 적층되는 점에서, EUV 투과율 및 아웃 가스에 관한 물성에는 한정이 없다. 예를 들어, 파릴렌, 폴리이미드, 세라믹, 금속 등을 들 수 있고, 증착, 스퍼터링, CVD 등의 방법에 의해 형성되어도 된다.

제1 접착층(109)의 펠리클막(101)이 형성되는 면과 반대측의 면(제1 단부면(136))에, 보호층(120)이 마련되어도 된다(도 6). 보호층(120)은 상기한 실시 형태 모두에 있어서 적용할 수 있고, 박리 라이너(박리 필름이나 세퍼레이터라고도 부르고 있다.) 등의 공지된 것을 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 보호층(120)을 마련함으로써, 반송 시에 접착층의 점착력이 저하되는 것을 억제할 수 있다.

펠리클(100)은, 감압이나 벤트 과정에 있어서, 펠리클 내부와 외부에서 기체를 이동시키고, 펠리클 내외의 차압을 해소하기 위한 환기 기구를 갖고 있는 것이 바람직하다. 나아가 감압이나 벤트 과정에 있어서, 펠리클 외부로부터 이물이 침입하여 마스크 표면에 이물이 부착되는 것을 억제하기 위한 이물 포착 기능을 갖고 있어도 된다. 예를 들어, 지지 프레임(103)(제1 프레임체(104)여도 되고, 제2 프레임체(107)여도 된다.)에 관통 구멍을 형성하고, 이물 포착 성능을 갖는 필터를 붙여도 된다.

실시예

시험예 1

바깥쪽 치수 151mm×118.5mm, 안쪽 치수 147mm×114.5mm, 높이 1.6mm 내지 2.0mm의 알루미늄 프레임의 상면에, 수소 첨가 스티렌계 핫 멜트 접착제(ArF 레이저 노광용 펠리클에서 사용되고 있는 접착제)를 두께 약 100㎛, 폭 1.5 내지 2.0mm로 도포하였다. 접착제의 알루미늄 프레임과 접한 면과는 반대측의 표면의 중심 부분으로부터 약 0.5mm의 폭으로, 마스킹 필름을 첩부하였다. 접착제의 노출된 부분에, 마그네트론 스퍼터링으로 니켈을 약 100nm의 두께로 코팅하였다. 니켈 코팅 후에 마스킹 필름을 박리하여 접착제 부분의 일부를 노출시키고, 스테인리스제 기판에 첩부하여 평가 샘플을 얻었다. 얻어진 샘플을 고진공 챔버(1×10^-6Pa) 내에 삽입하고, 사중극형 질량 분석계(QMS)를 사용하여 샘플로부터 발생하는 아웃 가스의 질량 분석을 행하였다. 질량 분석의 측정 범위는 질량 전하비 m/z가 1 내지 200의 범위로 하였다.

콘타미네이션의 원인이 된다고 생각되는, m/z가 45 내지 200인 범위에 있어서의 탄화수소쇄 유래의 피크 강도는, 접착제를 도포하지 않은 알루미늄 프레임만의 피크 강도 및 샘플을 삽입하지 않은 빈 상태에서의 피크 강도와 동일하였다. m/z가 45 내지 200의 범위에 있어서의 피크 강도의 총합은 약 1000이었다.

접착제에 코팅을 함으로써, 접착제로부터 발생하는 m/z가 45 내지 200인 범위에 있어서의 아웃 가스가 억제되었다고 생각된다.

비교 시험예 1

상기 니켈 코팅 공정을 행하지 않은 것 이외에는 상기 시험예 1과 동일한 샘플을 제작하고, 아웃 가스의 질량 분석을 행하였다(비교 시험예 1). 비교 시험예 1에 있어서는, m/z가 45 이상인 범위에 있어서, 약 14 주기로 피크가 관찰되었다. 14는 탄화수소쇄의 단위인 CH₂의 질량과 동등한 점에서, 이들 피크는 접착제로부터 발생하는 탄화수소쇄 유래의 아웃 가스에서 유래한다고 생각된다. m/z가 45 내지 200인 범위에 있어서의 피크 강도의 총합은 약 8000이었다. 시험예 1과 비교 시험예 1의 대비에 의해, 접착제에서 유래되는 아웃 가스량을 저감시킬 수 있는 것을 알았다.

시험예 2

실리콘 웨이퍼 위에 수소 첨가 스티렌계 핫 멜트 접착제를 두께 약 100㎛ 도포하였다. 접착제의 실리콘 웨이퍼와 접한 면과는 반대측의 표면에, 마그네트론 스퍼터링으로 니켈을 약 100nm의 두께로 코팅하여 샘플을 얻었다. 얻어진 샘플을 1.5cm×2cm로 커트하고, EUV 조사 장치(뉴스바루(시설명) BL-9, 효고현립대)로 파장 13.5nm의 광(EUV광)을 조도 강도 약 500mW/cm²로 15분간, 니켈 코팅면에 대하여 수직 방향으로부터 조사하였을 때의 챔버 내 압력 변화를 보았다. 빔 사이즈는 약 2mm×4mm로 하였다.

EUV 조사 전과 비교하여 조사 후에는 챔버 내의 압력이 1.7μPa 상승하였다. 이 압력 상승값은, 샘플을 넣지 않고 EUV광을 조사하였을 때, 및 접착제를 도포하지 않은 실리콘 웨이퍼에 대하여 EUV광을 조사하였을 때의 압력 상승값과 오차 범위 내에서 동일하였다. EUV광의 조사 후 니켈면의 EUV 조사 부분은, 변색이나 변형은 특별히 보이지 않았다.

비교 시험예 2

접착제에 니켈 코팅을 행하지 않은 것 이외에는 상기 실시예와 동일하게 하여 EUV광의 조사를 행하였다(비교예 2). EUV광의 조사 전과 비교하여 조사 후에는 챔버 내의 압력이 24μPa 상승하였다. 이 압력 상승값은, 샘플을 넣지 않고 EUV광을 조사하였을 때, 및 접착제를 도포하지 않은 실리콘 웨이퍼에 대하여 EUV광을 조사하였을 때의 압력 상승값과 비교하여 1자리 이상 높은 값이었다. 이 압력 상승은, EUV광의 조사에 의해 발생한 접착제로부터의 분해물에서 유래한다고 생각된다. EUV광의 조사 후 접착제면의 EUV 조사 부분은 검게 변색되어 있으며, 또한 오목부가 관찰되었다. 시험예 2와 비교 시험예 2의 대비에 의해, EUV광의 조사에 의한 접착제의 열화(변색)가 없고, 또한 아웃 가스가 발생하지 않기 때문에, 접착제의 EUV광의 조사 내성이 향상되어 있는 것을 알았다.

<콘타미네이션 부착 평가>

시험예 3

도 7은, 시험예 3의 콘타미네이션 부착 평가에 사용한 시험 장치(400)의 단면도의 모식도이다. 바깥쪽 치수 151mm×118.5mm, 안쪽 치수 147mm×114.5mm, 높이 1.6mm 내지 2.0mm의 알루미늄 프레임(410)의 한쪽 면에, 수소 첨가 스티렌계 핫 멜트 접착제(420)를 두께 약 100㎛, 폭 1.5 내지 2.0mm로 도포하였다.

접착제(420) 중, 알루미늄 프레임(410)과 접하는 면(420A)과는 반대측의 면(420B)에, 그의 중심 부분으로부터 약 0.5mm의 폭으로 마스킹 필름을 첩부하였다. 접착제(420)의 노출된 부분에, 마그네트론 스퍼터링으로 니켈을 약 100nm의 두께로 코팅함으로써 무기 물질층(430)을 마련하였다. 니켈 코팅 후에 마스킹 필름을 박리하여 접착제(420)의 부분을 일부 노출시켜, 평가 샘플을 얻었다.

접착제(420)의 노출부에서 샘플을 스테인리스제 기판(440)에 첩부하였다. 이어서, 알루미늄 프레임(410)과, 두께 50nm의 SiN막(SiN 자립막이라고도 한다.)(460)을 마련하기 위한 관통 구멍(452) 및 환기를 위한 관통 구멍(454, 456)의 양쪽을 구비한 스테인리스제 박판(450)을, 나사 및 누름판을 사용하여 기계적으로 첩합시켰다. 알루미늄 프레임(410)과 박판(450)의 외주 사이즈는 동일하다. 이어서, 직사각형상의 프레임에 유지된 SiN막(460)을 나사 및 누름판을 사용하여, 박판(450)에 기계적으로 첩합시켰다.

폐공간 내에, 콘타미네이션의 부착 상황을 관찰하기 위한 EUV광의 조사용 기판으로서, 실리콘 웨이퍼 표면에 EUV 마스크용 흡수체로서 사용되고 있는 TaN층을 스퍼터링으로 형성한 EUV 조사용 기판(470)을 설치하였다.

EUV 조사 장치(뉴스바루(시설명) BL-9, 효고현립대)로 파장 13.5nm의 광(EUV광 L)을 SiN막(460) 너머로 EUV 조사용 기판(470)의 TaN면에 조사하였다. 조사 강도는 약 110mW/cm², 조사 시간은 135분간으로 하였다. 빔 사이즈는 약 2mm×4mm로 하였다. SiN막(460)은 1cm×1cm의 정사각형이다. SiN막(460)용 프레임의 크기는 3cm×3cm의 정사각형이다.

EUV 조사 후의, EUV 조사용 기판(470) 위의 조사 영역은, 특별히 변색은 보이지 않고, 라만 스펙트럼에 있어서도 탄소의 부착은 보이지 않았다.

(단면 TEM에 의한 콘타미네이션층의 두께 측정)

EUV광의 조사 후의 EUV 조사용 기판 위의 조사 영역에 대하여, 집속 이온빔을 사용하여 기판 단면의 박편을 제작하고, 투과형 전자 현미경(TEM)을 사용하여 콘타미네이션층의 두께의 직접 관찰을 행하였다. EUV광의 조사 영역에 있어서의 콘타미네이션층의 두께는 2.9±0.9nm였다. 또한, EUV광의 조사 후의 EUV 조사용 기판(470) 위의 조사 영역에 대하여, XPS의 와이드 스캔 측정을 행하여, 탄소의 존재비를 산출한바, 탄소의 존재비는 65.0±5.2％였다. 또한, 탄소 성분은, 장치 내의 오염에서 기인하여 발생하였다고 생각된다. 구체적으로는, 시험 장치(400)를 놓는 스테이지를 이동시키기 위해 그리스가 사용된다. 따라서, 그리스의 휘발된 성분이 펠리클 내부까지 확산되어, EUV 조사부에서 콘타미네이션으로 변화되었다고 생각된다.

한편, 접착제(420)를 사용하지 않고, 샘플을 스테인리스제 기판(440)에 대하여 기계적으로 첩부한 것 이외에는, 상기 시험예 3과 동일하게, EUV 조사용 기판(470) 위에 EUV광을 조사하여, 단면의 TEM 관찰 및 XPS 측정을 행한바, 콘타미네이션층의 두께는 2.7±1.1nm, 탄소의 존재비 62.1±9.1이었다.

비교 시험예 3

접착제(420)의 표면에 니켈 코팅을 행하지 않은 것 이외에는 상기 시험예 3과 동일하게 한 샘플(비교 시험예 3)을 제작하고, EUV광의 조사를 행하였다. EUV광의 조사 후의, EUV 조사용 기판 상의 조사 영역은 검게 변색되어 있으며, 라만 스펙트럼에 있어서 탄소 퇴적물 유래의 피크가 관찰되었다. EUV광의 조사 후의 EUV 조사용 기판(470) 위의 조사 영역에 대하여, 집속 이온빔을 사용하여 기판 단면의 박편을 제작하고, 투과형 전자 현미경(TEM)을 사용하여 콘타미네이션층의 두께의 직접 관찰을 행하였다. EUV 조사 영역에 있어서의 콘타미네이션층의 두께는 17.5±3.5nm였다. EUV 조사 후의 EUV 조사용 기판 위의 조사 영역에 대하여, XPS의 와이드 스캔 측정을 행하여, 탄소의 존재비를 산출한바, 탄소의 존재비는 90.5±0.6％이었다.

시험예 3의 콘타미네이션층의 두께 및 탄소의 존재비는, 접착제(420)를 사용하지 않은 것과 오차 범위 내에서 일치하였다. 한편, 접착제를 사용하였지만 니켈 코팅을 행하지 않은 비교 시험예 3은, 콘타미네이션층의 두께 및 탄소의 존재비가 증가하였으며, 콘타미네이션의 부착이 억제되지 않은 것을 알 수 있다. 이 때문에, 시험예 3과 비교 시험예 3의 대비에 의해, EUV광의 조사에 의한 콘타미네이션의 부착을 억제할 수 있는 것을 알았다.

표 1은, 이상의 시험예 1 내지 3 및 비교 시험예 1 내지 3의 결과를 정리한 표이다. 또한, 시험예 1 내지 3으로서 사용한 샘플은, 측정 방법이 다르기 때문에 다소의 차이는 존재하지만, 모두 무기물층을 코팅한 펠리클의 시험예로서는 동일한 것이기 때문에, 통합하여 「시험예」라고 표기한다. 동일한 이유에 의해 비교 시험예 1 내지 3은 통합하여 「비교 시험예」라고 표기한다.

상기 표 1에 의하면, 니켈 코팅에 의해, EUV광의 비조사 시에 있어서의 아웃 가스의 억제, EUV 내성, 콘타미네이션 부착 평가라는 3개의 점에 있어서 유의한 차가 있음을 알 수 있다. 이러한 실험 결과에 의하면, 동일하게 접착층에 코팅을 할 수 있고, 아웃 가스가 적으며, EUV광에 의한 영향을 받지 않는, Al(알루미늄), Cr(크롬), Ni(니켈), Ru(루테늄), Ta(탄탈륨), 또는 Au(금)을 비롯한 금속 코팅이어도, 충분한 효과를 발휘하는 것을 알 수 있다. 또한, 이들 금속 코팅에 의하면, EUV광의 조사에 의해 발생하는 수소 라디칼에 대한 내성을 접착제에 부여할 수 있다고 생각된다.

이하, 상술한 제1 접착층의 제1 단부면이 일부 코팅되어 있는 양태에 대하여 예시한다.

[제1 접착층(109) 및 지지 프레임(103)의 주변 구성의 다른 예]

도 8은, 펠리클(100)에 있어서의 제1 접착층(109) 및 지지 프레임(103)의 주변 구성의 다른 예를 나타내는 도면이다. 이 예에서는, 무기물층(111)은 제1 측면(121)에 더하여, 제1 접착층(109)의 제1 단부면(136)의 적어도 일부의 영역과 접한다. 구체적으로는, 무기물층(111)은 제1 단부면(136) 중 제1 측면(121)에 인접하는 영역(136A)에 접해 있다. 제1 단부면(136) 중 영역(136A)에 인접하는 영역(136B)은, 제1 접착층(109) 아래의 마스크(200)의 표면과 접해 있다. 무기물층(111)의 두께, 즉 펠리클막(101)의 막면에 직교하는 방향의 길이는, 영역(136B)에 근접할수록 작아져 있다. 지지 프레임(103)은 제2 프레임체를 더 갖고 있어도 된다. 제2 프레임체를 갖는 경우의 양태는 상술한 바와 같다. 도 8 중, 「101」은 펠리클막을 나타내고, 「131」은 제2 측면을 나타낸다.

도 9는, 도 8의 구성의 펠리클(100)을 하방으로부터 본 도면(즉, 제1 단부면(136)에 수직인 방향으로부터 본 도면)이다. 도 9에 있어서는, 지지 프레임(103) 및 펠리클막(101)의 도시를 생략하고 있다. 무기물층(111)은 직사각형(정사각형이어도 된다.)의 프레임상으로 형성되어 있다. 제1 접착층(109)은 무기물층(111)의 외주를 따라서, 직사각형(정사각형이어도 된다.)의 프레임상으로 형성되어 있다. 이에 의해, 무기물층(111)의 내측 영역 T는 마스크(200), 무기물층(111)(제1 접착층(109)), 지지 프레임(103) 및 펠리클막(101)에 의해 폐쇄된 폐쇄 영역이다. 도 8 및 도 9에 기재된 예에 있어서, 무기물층(111)을 형성하는 방법으로서는, 예를 들어 제1 접착층(109) 중, 영역(136B)을 마스킹 테이프로 보호하면서 예를 들어 마그네트론 스퍼터링으로 무기물을 코팅하고, 그 후에 마스킹 테이프를 박리하는 방법을 들 수 있다.

도 10은, 펠리클(100)에 있어서의 제1 접착층(109) 및 지지 프레임(103)의 주변 구성의 다른 예를 나타내는 도면이다. 이 예에서는, 무기물층(111)은 제1 측면(121)에 더하여, 제1 접착층(109)의 제1 단부면(136)의 적어도 일부의 영역과 접한다. 구체적으로는, 무기물층(111)은 제1 단부면(136) 중 제1 측면(121)에 인접하는 영역(136C)에 접해 있다. 무기물층(113)은 제2 측면(131)에 더하여, 제1 접착층(109)의 제1 단부면(136)의 적어도 일부의 영역과 접한다. 구체적으로는, 무기물층(113)은 제1 단부면(136) 중 제2 측면(131)에 인접하는 영역(136D)에 접해 있다. 제1 단부면(136) 중 영역(136C)과 영역(136D) 사이에 위치하고, 또한 영역(136C)과 영역(136D)에 인접하는 영역(136E)은, 제1 접착층(109) 아래의 마스크(200)의 표면과 접해 있다. 무기물층(111) 및 무기물층(113)의 두께, 즉 펠리클막(101)의 막면에 직교하는 방향의 길이는, 영역(136E)에 근접할수록 작아져 있다. 지지 프레임(103)은 제2 프레임체를 더 갖고 있어도 된다. 제2 프레임체를 갖는 경우의 양태는 상술한 바와 같다. 도 10 중 「101」은 펠리클막을 나타낸다.

도 11은, 도 10의 구성의 펠리클(100)을 하방으로부터 본 도면이다. 도 11에 있어서는, 지지 프레임(103) 및 펠리클막(101)의 도시를 생략하고 있다. 무기물층(111) 및 무기물층(113)은 직사각형(정사각형이어도 된다.)의 프레임상으로 형성되어 있다. 제1 접착층(109)은 무기물층(111)의 외주와 무기물층(113)의 내주에 협지되고, 전체 둘레를 따라서, 직사각형(정사각형이어도 된다.)의 프레임상으로 형성되어 있다. 이에 의해, 무기물층(111)의 내측 영역 T는, 마스크(200), 무기물층(111)(제1 접착층(109)), 지지 프레임(103), 제2 접착층(105) 및 펠리클막(101)에 의해 폐쇄된 폐쇄 영역이다. 도 10 및 도 11에 기재된 예에 있어서, 무기물층(111)을 형성하는 방법으로서는, 예를 들어 제1 접착층(109) 중, 영역(136E)을 마스킹 테이프로 보호하면서 예를 들어 마그네트론 스퍼터링으로 무기물을 코팅하고, 그 후에 마스킹 테이프를 박리하는 방법을 들 수 있다. 이 방법으로 무기물층(111)을 제작한 구체예가 시험예 3에 기재되어 있다.

이상과 같이, 무기물층(111)이 제1 접착층(109)과 마스크(200) 사이의 영역의 적어도 일부에 개재되어 있어도 된다. 또한, 도 8 내지 11에 나타내는 제1 접착층(109) 및 무기물층(111)의 형상은 일례이며, 각종 변형이 가능하다. 또한, 무기물층(111)이 제1 접착층(109)과 지지 프레임(103) 사이의 영역 일부에 개재되어 있어도 된다.

도 12는, 다른 구성의 펠리클 단면도의 모식도이다. 발명자들은, 도 12에 나타내는 바와 같이, 지지 프레임(103)의 제1 접착층(109)이 형성되는 측의 단부면의 전체면을 무기물층(111)으로 코팅하고, 무기물층(111)의 지지 프레임(103)과는 반대측의 면에 오목부(1112)를 형성하고, 오목부(1112)에 접착제를 충전하여 제1 접착층(109)을 형성하는 구성에 대하여 검토하였다. 오목부(1112)는 여기에서는 반원구상이다. 그러나, 이 경우, 오목부(1112)에 배치하는 접착제의 양을 제어하는 것이 곤란하다. 이 때문에, 접착제가 오목부(1112)로부터 비어져 나와버려 무기물층(111)을 코팅한 의미가 없어져버리거나, 또는 접착제가 충분하지 않아 무기물층(111)과 마스크(200)의 밀착성이 불량하여, 분진이 들어가고, 마스크(200)의 표면에 부착되는 경우가 있다. 그 때문에, 도 12의 구성에서는, 아웃 가스의 추가 억제 및 마스크(200)로의 분진 부착의 추가 억제가 요구되는 경우가 있다.

도 13은, 다른 구성의 펠리클 단면도의 모식도이다. 발명자들은, 도 13에 나타내는 구성에 대해서도 검토하였다. 이 구성은, 지지 프레임(103)의 제1 접착층(109)이 형성되는 측의 단부면에 오목부(1032)를 형성하고, 오목부(1032) 중에 접착제를 충전하여 제1 접착층(109)을 형성하는 구성이다. 오목부(1032)는 여기에서는 반원구상이다. 그러나, 이 경우, 오목부(1032)에 배치하는 접착제의 양을 제어하는 것이 곤란하다. 이 때문에, 접착제가 오목부(1032)로부터 비어져 나와버려, 무기물층(111)을 코팅하지 않은 것과 동일한 상태가 되어버리거나, 또는 접착제가 충분하지 않아 지지 프레임(103)과 마스크(200)의 밀착성이 불량하여, 분진이 들어가고, 마스크(200)의 표면에 부착되는 경우가 있다. 또한, 지지 프레임(103)의 재질에 따라서는 EUV광을 차단할 수 없다. 그 때문에, 도 13의 구성에서는 아웃 가스의 추가 억제, 마스크(200)로의 분진의 부착의 추가 억제가 요구되는 경우가 있다.

[노광 원판]

본 실시 형태의 노광 원판은, 원판과, 원판에 장착된 본 실시 형태의 펠리클을 갖는다. 본 실시 형태의 노광 원판은 본 실시 형태의 펠리클을 구비하므로, 본 실시 형태의 펠리클과 동일한 효과를 발휘한다.

여기서, 원판으로서는, 지지 기판과, 이 지지 기판 위에 적층된 반사층과, 반사층 위에 형성된 흡수체층을 포함하는 원판을 사용할 수 있다. 흡수체층이 EUV광을 일부 흡수함으로써, 감응 기판(예를 들어, 포토레지스트막 부착 반도체 기판) 위에 원하는 상이 형성된다. 반사층은 몰리브덴(Mo)과 실리콘(Si)의 다층막일 수 있다. 흡수체층은 크롬(Cr)이나 질화탄탈륨 등, EUV광 등의 흡수성이 높은 재료일 수 있다.

[노광 장치]

본 실시 형태의 노광 장치는 본 실시 형태의 노광 원판을 구비한다. 이 때문에, 본 실시 형태의 노광 원판과 동일한 효과를 발휘한다.

본 실시 형태의 노광 장치는, 노광광(바람직하게는 EUV광 등, 보다 바람직하게는 EUV광. 이하 동일하다.)을 방출하는 광원과, 본 실시 형태의 노광 원판과, 광원으로부터 방출된 노광광을 노광 원판으로 유도하는 광학계를 구비하고, 노광 원판은, 광원으로부터 방출된 노광광이 펠리클막을 투과하여 원판에 조사되도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.

이 양태에 의하면, EUV광 등에 의해 미세화된 패턴(예를 들어 선폭 32nm 이하)을 형성할 수 있을 뿐 아니라, 이물에 의한 해상 불량이 문제가 되기 쉬운 EUV광을 사용한 경우에도, 이물에 의한 해상 불량이 저감된 패턴 노광을 행할 수 있다.

[반도체 장치의 제조 방법]

본 실시 형태의 반도체 장치의 제조 방법은, 광원으로부터 방출된 노광광을, 본 실시 형태의 노광 원판의 상기 펠리클막을 투과시켜 상기 원판에 조사하고, 상기 원판에서 반사시켜, 상기 원판에 의해 반사된 노광광을, 상기 펠리클막을 투과시켜 감응 기판에 조사함으로써, 상기 감응 기판을 패턴상으로 노광한다.

본 실시 형태의 반도체 장치의 제조 방법에 의하면, 이물에 의한 해상 불량이 문제가 되기 쉬운 EUV광을 사용한 경우에도, 이물에 의한 해상 불량이 저감된 반도체 장치를 제조할 수 있다.

도 14는, 본 실시 형태의 노광 장치의 일례인 EUV 노광 장치(180)의 개략 단면도이다.

도 14에 도시된 바와 같이, EUV 노광 장치(180)는, EUV광을 방출하는 광원(182)과, 본 실시 형태의 노광 원판의 일례인 노광 원판(181)과, 광원(182)으로부터 방출된 EUV광을 노광 원판(181)으로 유도하는 조명 광학계(183)를 구비한다.

노광 원판(181)은, 펠리클막(101) 및 지지 프레임을 포함하는 펠리클(100)과, 원판(184)을 구비하고 있다. 이 노광 원판(181)은, 광원(182)으로부터 방출된 EUV광이 펠리클막(101)을 투과하여 원판(184)에 조사되도록 배치되어 있다.

원판(184)은 조사된 EUV광을 패턴상으로 반사하는 것이다.

펠리클막(101) 및 펠리클(100)은 각각, 본 실시 형태의 펠리클막 및 펠리클의 일례이다.

EUV 노광 장치(180)에 있어서, 광원(182)과 조명 광학계(183) 사이 및 조명 광학계(183)와 원판(184) 사이에는, 필터·윈도우(185 및 186)가 각각 설치되어 있다.

또한, EUV 노광 장치(180)는, 원판(184)이 반사한 EUV광을 감응 기판(187)으로 유도하는 투영 광학계(188)를 구비하고 있다.

EUV 노광 장치(180)에서는, 원판(184)에 의해 반사된 EUV광이, 투영 광학계(188)를 통해 감응 기판(187) 위로 유도되어, 감응 기판(187)이 패턴상으로 노광된다. 또한, EUV에 의한 노광은 감압 조건 하에서 행해진다.

EUV 광원(182)은 조명 광학계(183)를 향해, EUV광을 방출한다.

EUV 광원(182)에는, 타깃재와 펄스 레이저 조사부 등이 포함된다. 이 타깃재에 펄스 레이저를 조사하고, 플라스마를 발생시킴으로써, EUV광이 얻어진다. 타깃재를 Xe로 하면, 파장 13nm 내지 14nm의 EUV광이 얻어진다. EUV 광원이 발하는 광의 파장은 13nm 내지 14nm에 한정되지 않고, 파장 5nm 내지 30nm의 범위 내의 목적에 적합한 파장의 광이면 된다.

조명 광학계(183)는 EUV 광원(182)으로부터 조사된 광을 집광하고, 조도를 균일화하여 원판(184)에 조사한다.

조명 광학계(183)에는, EUV광의 광로를 조정하기 위한 복수매의 다층막 미러(189)와, 광 결합기(옵티컬 인테그레이터) 등이 포함된다. 다층막 미러는, 몰리브덴(Mo), 실리콘(Si)이 교대로 적층된 다층막 등이다.

필터·윈도우(185, 186)의 장착 방법은 특별히 제한되지 않고, 접착제 등을 통해 부착하는 방법이나, 기계적으로 EUV 노광 장치 내에 고정하는 방법 등을 들 수 있다.

광원(182)과 조명 광학계(183) 사이에 배치되는 필터·윈도우(185)는, 광원으로부터 발생하는 비산 입자(파편)를 포착하여, 비산 입자(파편)가 조명 광학계(183) 내부의 소자(예를 들어 다층막 미러(189))에 부착되지 않도록 한다.

한편, 조명 광학계(183)와 원판(184) 사이에 배치되는 필터·윈도우(186)는, 광원(182)측으로부터 비산하는 입자(파편)를 포착하여, 비산 입자(파편)가 원판(184)에 부착되지 않도록 한다.

또한, 원판에 부착된 이물은, EUV광을 흡수 또는 산란시키기 때문에, 웨이퍼에 대한 해상 불량을 야기한다. 따라서, 펠리클(100)은 원판(184)의 EUV광의 조사 에어리어를 덮도록 장착되어 있다. EUV광은 펠리클막(101)을 통과하여 원판(184)에 조사된다.

원판(184)에서 반사된 EUV광은 펠리클막(101)을 통과하여, 투영 광학계(188)를 통해 감응 기판(187)에 조사된다.

투영 광학계(188)는 원판(184)에서 반사된 광을 집광하여, 감응 기판(187)에 조사한다. 투영 광학계(188)에는, EUV광의 광로를 조제하기 위한 복수매의 다층막 미러(190, 191) 등이 포함된다.

감응 기판(187)은, 반도체 웨이퍼 위에 레지스트가 도포된 기판 등이며, 원판(184)에 의해 반사된 EUV광에 의해, 레지스트가 패턴상으로 경화된다. 이 레지스트를 현상하고, 반도체 웨이퍼의 에칭을 행함으로써, 반도체 웨이퍼에 원하는 패턴을 형성한다.

또한, 펠리클(100)은 원판용 접착제층 등을 통해 원판(184)에 장착된다. 원판에 부착된 이물은, EUV광을 흡수 또는 산란시키기 때문에, 웨이퍼에 대한 해상 불량을 야기한다. 따라서, 펠리클(100)은 원판(184)의 EUV광의 조사 에어리어를 덮도록 장착되고, EUV광은 펠리클막(101)을 통과하여 원판(184)에 조사된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 의한 펠리클막의 제조 방법에 대하여 설명하였다. 그러나, 이들은 단순한 예시에 지나지 않고, 본 발명의 기술적 범위는 그것들에 한정되지는 않는다. 실제로, 당업자라면 특허 청구 범위에 있어서 청구되고 있는 본 발명의 요지를 일탈하지 않고, 다양한 변경이 가능하다. 따라서, 그들 변경도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속한다고 해석되어야 한다.

100: 펠리클, 101: 펠리클막, 103: 지지 프레임, 104: 제1 프레임체, 105: 제2 접착층, 107: 제2 프레임체, 109: 제1 접착층, 111: 무기물층, 113: 무기물층, 115: 무기물층, 117: 무기물층, 120: 보호층, 121: 제1 측면, 131: 제2 측면, 136: 제1 단부면, 136A: 영역, 136B: 영역, 136C: 영역, 136D: 영역, 136E: 영역, 141: 측면, 143: 측면, 180: 노광 장치, 181: 노광 원판, 182: 광원, 183: 조명 광학계, 184: 원판, 185: 필터·윈도우, 186: 필터·윈도우, 187: 감응 기판, 188: 투영 광학계, 189: 다층막 미러, 190: 다층막 미러, 191: 다층막 미러, 200: 마스크, 400: 시험 장치, 410: 알루미늄 프레임, 420: 접착제, 420A: 면, 420B: 면, 430: 무기 물질층, 440: 기판, 450: 박판, 452: 관통 구멍, 454: 관통 구멍, 456: 관통 구멍, 460: 막, 470: 조사용 기판, 1032: 오목부, 1112: 오목부

Claims

펠리클막과,
펠리클막을 지지하는 지지 프레임과,
상기 지지 프레임의 펠리클막이 매달린 단부와 반대측의 단부에 마련된 제1 접착층을 가지고,
상기 제1 접착층에 있어서 상기 펠리클막면과 교차하는 방향의 측면이며, 상기 펠리클막이 매달린 측의 측면에, 무기물층을 가지고,
상기 무기물층의 질량 흡수 계수(μ_m)가 5×10³cm²/g 내지 2×10⁵cm²/g의 범위인 것을 특징으로 하는
펠리클.
제1항에 있어서, 상기 지지 프레임이, 상기 펠리클막에 접속되는 제1 프레임체와, 상기 제1 프레임체에 접속되는 제2 프레임체를 갖는 펠리클.
제2항에 있어서, 상기 제1 프레임체와 상기 제2 프레임체가 제2 접착층에 의해 접속되고, 상기 제2 접착층의 펠리클막면과 교차하는 방향의 측면 중 어느 하나에 제2 무기물층을 갖는 펠리클.
제1항에 있어서, 상기 무기물층은
두께 400nm일 때, 파장 13.5nm의 EUV(Extreme Ultraviolet)광의 투과율이 10퍼센트 이하인 펠리클.
제1항에 있어서, 상기 무기물층의 두께가 50nm 이상인 펠리클.
제1항에 있어서, 상기 무기물층이 금속층인 펠리클.
제6항에 있어서, 상기 금속층은, 알루미늄, 티타늄, 크롬, 철, 니켈, 구리, 루테늄, 탄탈륨 및 금의 군에서 선택된 어느 1종의 금속, 상기 군에서 선택된 2종 이상의 원소를 포함하는 합금, 또는 상기 군에서 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 원소를 포함하는 산화물인 펠리클.
제1항에 있어서, 상기 제1 접착층의 펠리클막이 형성된 것과 반대측의 단부면에 보호층을 갖는 펠리클.
원판과, 상기 원판의 패턴을 갖는 측의 면에 장착된, 제1항에 기재된 펠리클을 포함하는 노광 원판.
제9항에 기재된 노광 원판을 갖는 노광 장치.
노광광을 방출하는 광원과,
제9항에 기재된 노광 원판과,
상기 광원으로부터 방출된 노광광을 상기 노광 원판으로 유도하는 광학계를 가지고,
상기 노광 원판은, 상기 광원으로부터 방출된 노광광이 상기 펠리클막을 투과하여 상기 원판에 조사되도록 배치되어 있는 노광 장치.
제11항에 있어서, 상기 노광광이 EUV(Extreme Ultraviolet)광인 노광 장치.
광원으로부터 방출된 노광광을, 제9항에 기재된 노광 원판의 펠리클막을 투과시켜 상기 원판에 조사하고, 상기 원판에서 반사시키고,
상기 원판에 의해 반사된 노광광을, 상기 펠리클막을 투과시켜 감응 기판에 조사함으로써, 상기 감응 기판을 패턴상으로 노광하는, 반도체 장치의 제조 방법.