(57)【要約】【課題】２００ｎｍ未満の露光波長を用いた場合に発生するフォトマスクの遮光膜劣化を防ぐ為に、帯電防止機能を持たせたペリクルを提供する。【解決手段】波長２００ｎｍ未満の深紫外線に対して高い透過性を有し、かつ帯電防止機能を持つペリクルであって、波長２００ｎｍ未満の深紫外線に対して高い透過性を有する基板の少なくとも一方の面に、波長２００ｎｍ未満の深紫外線に対して高い透過性を有し、かつ導電性を有する帯電防止層が形成されていることを特徴とするペリクルで、２００ｎｍ未満の露光波長を透過しかつ導電性材料である金属フッ化物を帯電防止層として高純度合成石英ガラス上に真空蒸着したものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長２００ｎｍ未満の深紫外線に対して高い透過性を有し、かつ帯電防止機能を持つペリクルであって、
波長２００ｎｍ未満の深紫外線に対して高い透過性を有する基板の少なくとも一方の面に、
波長２００ｎｍ未満の深紫外線に対して高い透過性を有し、かつ導電性を有する帯電防止層が形成されていることを特徴とするペリクル。
【請求項２】
前記帯電防止層として、金属フッ化物薄膜を用いたことを特徴とする請求項１記載のペリクル。
【請求項３】
前記基板として、石英ガラス基板を用いたことを特徴とする請求項１〜２記載のペリクル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペリクル基板とフレームからなるペリクルとフォトマスク基板の表面に遮光膜を備えるフォトマスクの、露光による遮光膜の劣化に起因する膜の太りや脹れの抑制、寸法精度の不均一性の抑制に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ウエハ等を用いた半導体を製造する場合には、フォトマスクに形成されたパターンをフォトレジスト等の感光剤を塗布した基板上に投影光学系にて露光する投影露光方式が使用されている。近年、パターン形状の微細化に伴い、使用される露光光は短波長化される傾向にあり、ＫｒＦ（波長２４８ｎｍ）やＡｒＦ（波長１９３ｎｍ）を用いた露光装置が実用化され、１つの半導体回路に対して数十枚に及ぶフォトマスクが使用されている。
【０００３】
これらのフォトマスクは露光時、または保管時、または搬送時に周囲を浮遊する浮遊埃が付着して異物となる。フォトマスク上の異物は、露光時、その部分の結像を妨げるため、製品に欠陥が現れる。このようなフォトマスク表面に付着する異物による解像不良を防ぐため、フォトマスクは表面に透光性を有する防塵カバーとしてペリクルを装着している。
【０００４】
ペリクルを装着したフォトマスクにおいても、近年では、使用環境によっては欠陥が発生している。これは、周囲を浮遊する異物以外にも、露光、保管を繰り返す事で、ペリクルを構成する部材内部の曇り原因物質が変質して異物となり、フォトマスク上に該異物が徐々に堆積する影響によるものである。
【０００５】
フォトマスク上に異物が一定以上堆積すると、フォトマスクに曇りが発生し、製品に欠陥が現れる。このため、曇りを除去するためにフォトマスクを洗浄する必要があるが、洗浄により、製品製造のためのコストが増大したり、フォトマスクのパターンが磨耗したりする。
【０００６】
さらに近年においてはペリクルとフォトマスクの空間中に露光により発生するオゾンによる有機物の酸化や、ペリクル部材の酸化に起因するＨＡＺＥの発生も懸念されており、ペリクル内側の露光される空間の有機ガス、発ガス性部材の挙動に注目が集まっている。
【０００７】
従来、この操作で発生するＨＡＺＥのサイズは非常に小さく、ウエハに露光する際の影響も小さく、検査時にも検出されず大きな問題とされてこなかった。しかし、ウエハに露光されるパターンの微細化が進んだことや、検査技術の進歩によりこれまで見過ごされてきた異物についても検出されるようになり、これらの問題が顕在化してきた。
【０００８】
このため、露光部でＨＡＺＥを発生させないために、硫酸系ＨＡＺＥに対しては硫酸残渣の低減、有機系ＨＡＺＥに対してはペリクル部材の低発ガス化等により改善が進められてきた。
【０００９】
これらのＨＡＺＥ抑制策の効果によりフォトマスクの長寿命化が進んだ。さらに、露光機の露光スループットの向上に従い、ウエハ処理枚数の増加が進み、その結果、フォトマスクに加わる露光量はさらに上がり、フォトマスクへのダメージも増大した。
【００１０】
その結果、フォトマスク上の遮光膜は、フォトマスクの寸法精度を変えるレベルに達し、露光されるウエハの製造に深刻な影響を与えるレベルに達した。
以下に公知の文献を記す。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】ＡＣＬＶ  Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ：  Ｒｏｏｔ  Ｃａｕｓｅ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ａｎｄ  Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｓｔｒａｔｅｇｙ（ＳＰＩＥ  Ｖｏｌ．  ７０２８  ７０２８１６−１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑み考案されたもので、露光による遮光膜劣化を防ぐ為に、ペリクルに帯電防止機能を持たせることで、遮光膜劣化抑制手法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に係る発明は、波長２００ｎｍ未満の深紫外線に対して高い透過性を有し、かつ帯電防止機能を持つペリクルであって、
波長２００ｎｍ未満の深紫外線に対して高い透過性を有する基板の少なくとも一方の面に、
波長２００ｎｍ未満の深紫外線に対して高い透過性を有し、かつ導電性を有する帯電防止層が形成されていることを特徴とするペリクル、としたものである。
【００１４】
このような構成とすることにより、２００ｎｍ未満の深紫外線を用いた露光が可能でありながら、露光によってペリクルが帯電しないので、遮光膜劣化を予防することが可能なペリクルとなる。
【００１５】
請求項２に係る発明は、前記帯電防止層として、金属フッ化物薄膜を用いたことを特徴とする請求項１記載のペリクルとしたものである。金属フッ化物薄膜は、深紫外線に対して高い透過性と帯電防止機能を持つので、帯電防止層として使用することが可能である。
【００１６】
請求項３に係る発明は、前記基板として、石英ガラス基板を用いたことを特徴とする請求項１〜２記載のペリクルとしたものである。石英ガラス基板（特に合成石英ガラス基板）は、平坦性と、深紫外線に対して高い透過性を有するので、本発明のペリクルの基板として使用することが可能である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によるペリクルによれば、２００ｎｍ未満の波長を用いて露光を行っても、遮光膜劣化の原因となるペリクル帯電・放電を抑制可能になるため、長時間露光を行っても遮光膜劣化を抑制することが可能になる。すなわちフォトマスクの長寿命化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による帯電防止ペリクルの説明図
【図２】従来のペリクルの説明図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に本発明の実施の形態を詳しく説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るフォトマスクの概略断面図である。図１に示すように、本発明の実施の形態に係るフォトマスクは基板１１の表面上に遮光膜１２を備えている。さらに、基板１１の遮光膜１２が形成されている部分を取り囲むようにフレーム１３が配置されている。さらに帯電防止層１５を有するペリクル基板１４を、フレーム１３で支持するようになっている。
【００２０】
遮光膜１２は、Ｃｒ（クロム）、Ｏ（酸素）、Ｎ（窒素）で構成されており、遮光膜１２の表面はＣｒ２Ｏ３が常温にて安定した状態で存在する。通常Ｃｒの融点は１９０３℃、Ｃｒ２Ｏ３は２４３５℃である為に溶解されないが、波長１９３ｎｍのＡｒＦ光の影響で発生したオゾン等活性種と、２００℃程度の熱が加わることにより、Ｃｒ２Ｏ３はＣｒＯ３に分解される。（詳細は例えば、鈴木亮輔、太田勝也、小野勝敏、第１０回日本オゾン協会年次研究講演会概要集（２０００）  ８３−８６．）
【００２１】
さらに、発明者らは、図２に示したような有機ペリクル１６を使用した従来の構成の場合、フォトマスクに加わる温度が２００℃に達しなくても、ＡｒＦ光によって有機ペリクル１６に帯電した電荷が、放電時に２００℃に相当するエネルギーを満たすことで分解が始まることを見出した。以下に、その化学式を示す。
Ｃｒ２Ｏ３（ｓ）→  ＣｒＯ３（ｌ）
↑Ｏ３＋放電エネルギー
【００２２】
すなわち、Ｃｒ２Ｏ３がＣｒＯ３化し溶解することで、遮光膜の膜太りが形成される可能性がある事がわかった。また、Ｃｒ２Ｏ３がＣｒＯ３化するためには、Ｏ３だけではなく、ペリクルに帯電した電荷が放電される必要があることが分かった。
【００２３】
すなわち、遮光膜の膜太りはペリクルが帯電しやすいことが補助的な原因となって発生しており、ペリクルに電荷が帯電しないような機構とすることで、遮光膜の膜太りが抑制可能となる。
【００２４】
ペリクル基板に作製する帯電防止層に要求されるのは、導電性と同時に２００ｎｍ未満波長の透過性である。このような要求を満たす物質としては金属フッ化物が知られている。たとえば、ＬｉＦ、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＮａＦ、ＳｒＦ，ＢａＦ２がある。中でもＬｉＦとＭｇＦ２は透過波長領域が広く透過率も高いため好適である。
【００２５】
帯電防止層１５をペリクル基板１４上に形成する方法としては、高真空中での熱蒸着法がある。基板上に前述した金属フッ化物を１−２００ｎｍ蒸着することで十分な導電性と透過性のある帯電防止層が得られる。
【００２６】
帯電防止層を設けるペリクル基板としては、２００ｎｍ未満の波長透過性と帯電防止層を均一に真空蒸着可能な材料であることが必要である。こうした条件を満たす材料としては、不純物レベルの低い高純度合成石英ガラスがある。
【００２７】
このようにして得られた帯電防止層１５付きのペリクル基板１４を、フォトマスク基板上に設置するために、フレーム１３を用いる。
【００２８】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものでない。
【実施例】
【００２９】
＜実施例１＞
ペリクル基板として、光学研磨された５インチ角、厚さ０．０２５インチの合成石英ガラスを用い、帯電防止層としてＬｉＦを５０ｎｍ真空蒸着した。この帯電防止層付ペリクル基板をＡｌ製の５インチ角のフレームに接着剤で固定することで、ペリクル基板を製造した。
【００３０】
次にフォトマスク基板として、光学研磨された６インチ角、厚さ０．２５インチの合成石英ガラス上に遮光膜としてＣｒ膜を用いて微細パターンを形成したフォトマスク基板を用意した。このフォトマスク基板上にペリクル基板を接着剤で固定した。
【００３１】
次に、ＡｒＦレーザー（ｘｉｍｅｒ−３００  ＭＰＢ社製）をフォトマスク上において、５０ｍＷ／ｃｍ２、２００Ｈｚの波長で一定量を照射した。この時、エネルギーの劣化などの変動はなかった。露光雰囲気はＮ２：Ｏ２＝４：１の比率とし、湿度は０％の環境で実施した。露光環境は環境由来の汚染が含有されない条件とした。
【００３２】
露光後にペリクル基板を剥がし、フォトマスク基板を断裁し、透過型電子顕微鏡（ＪＯＥＬ社製ＪＥＭ２１００Ｆ）で遮光膜の断面を観察した結果、Ｃｒ膜側壁の膜太りは確認されなかった。
【００３３】
＜比較例１＞
フォトマスク基板として、光学研磨された６インチ角、厚さ０．２５インチの合成石英ガラス上に遮光膜としてＣｒ膜を用いて微細パターンを形成したフォトマスク基板を用意した。このフォトマスク基板上に有機ペリクル膜を接着剤で固定した。
【００３４】
この後、ＡｒＦレーザー（ｘｉｍｅｒ−３００  ＭＰＢ社製）をフォトマスク上において、実施例１と同一条件、同一環境で照射した。
【００３５】
露光後にペリクル膜を剥がし、フォトマスク基板を断裁し、透過型電子顕微鏡（ＪＯＥＬ社製ＪＥＭ２１００Ｆ）で遮光膜の断面を観察した結果、Ｃｒ膜側壁に１０ｎｍ程度の膜太りが確認された。  
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明のペリクルによれば、２００ｎｍ未満の露光波長を用いた先端技術品の、膜劣化の促進を抑制する事ができ安定的なフォトマスクの使用が可能となる。
【符号の説明】
【００３７】
１１・・・フォトマスク基板
１２・・・遮光膜パターン
１３・・・フレーム
１４・・・ペリクル基板
１５・・・帯電防止層
１６・・・有機ペリクル膜
【図１】
2010276828.tif 000003
【図２】
2010276828.tif 000004