(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペリクル板とペリクルフレームを接着剤により接着する際に、前記ペリクル板の前記ペリクルフレームとの接着部分より内側の部分を選択的に加熱する工程と、
前記接着剤が硬化した後、前記ペリクル板を常温に戻す工程と、
前記ペリクルフレームと、前記ペリクルフレームに接着されたペリクル板とを含むペリクルが装着されたフォトマスクに露光光を照射して、被処理体上に半導体パターンを転写する工程とを含むことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項２】
前記露光光として、Ｆ２レーザ光を用いることを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項３】
前記ペリクルとして、無機ペリクルを用いることを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項４】
前記ペリクル板として、合成石英からなるものを用いることを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項５】
前記ペリクルフレームとして、アルミニウムからなるものを用いることを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項６】
前記選択的加熱をホットプレートを用いて行うことを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項７】
前記ホットプレートとして、前記ペリクル板のたるみにあわせて湾曲しているものを用いることを特徴とする請求項６に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項８】
前記選択的加熱を赤外線ランプと遮蔽板を用いて行うことを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ペリクル板とペリクルフレームを接着するペリクル製造方法及びペリクル製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路あるいは液晶表示装置の製造において、パターニングの際にパターン原版であるフォトマスクに異物・パーティクルが付着しないように、ペリクルをフォトマスクのパターン面に取り付けて露光作業を行うのが一般的である。ここで、ペリクルとは、高さ４〜６．３ｍｍのペリクルフレームに、写真製版で用いられる露光光を透過するペリクル膜を接着したものである。
一方、半導体パターンの微細化に伴い、写真製版のリソグラフィで用いられる露光光が短波長化されてきている。パターン寸法１８０〜２５０ｎｍの半導体装置の製造では、KrFエキシマレーザ光源（波長：２４８ｎｍ）を用いたリソグラフィが使われてきた。そして、近年のパターン寸法１００〜１３０ｎｍの半導体製造では、ArFエキシマレーザ光源（波長：１９３ｎｍ）を用いたリソグラフィが使われつつある。さらに、パターン寸法５０〜７０ｎｍの半導体を製造するリソグラフィ技術として、F2レーザ（波長：１５７ｎｍ）が開発されている。
【０００３】
これらの光源に対して透過性や耐光性に優れたペリクル膜が必要となる。現在、KrFやArFリソグラフィ用のペリクル膜として、数μｍ厚のフッ素系有機ポリマー膜が使われている。ところが、この従来のフッ素系有機ポリマー膜は、F2レーザーに対しては、透過性は９５％以上であるが、耐光性が悪く、実用的ではない。そこで、これに代わるペリクルとして、厚さ数１００μｍの合成石英ガラス基板をペリクル膜に用いた無機ペリクルの開発が進められている。この無機ペリクルは、透過性や耐光性の点では有機ペリクルに比べて優れているが、厚さが数１００μｍとなるため、露光光の光路に影響し、平面度がリソグラフィの転写精度に影響を与える。しかし、合成石英ガラス基板の自重たわみや露光中の振動によって平面度が保たれず、転写制度が劣化するという問題がある。
【０００４】
このような無機ペリクルの問題を解決する方法として、ペリクルフレームに接着した状態で、ペリクル膜にガラス基板を用いたもの（以下、ペリクル板と呼ぶ）に引っ張り応力を与え、平面度を維持する方法がある。この引っ張り応力を与える方法として、ペリクル板に比べて熱膨張率の小さいフレームを用いて、高温で貼り付けて、常温でガラス板に引っ張り応力を与える方法がある（例えば、特許文献１参照）。また、ペリクル板に比べて熱膨張率の大きいペリクルフレームを用いて、低温で接着して、常温でガラスのペリクル板に引っ張り応力を与える方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−４０６２８号公報
【特許文献２】
特開２００２−４０６２９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のペリクルでは、ペリクル板に引っ張り応力を与えるために、ペリクル板とペリクルフレームに熱膨張率係数の異なる材料を選択しなければならず、材料選択の自由度が小さくなっていた。また、高温もしくは低温でクリーン度の高い環境を作って、ペリクル板とペリクルフレームを接着しなければならず、製造設備が大掛かりとなり、コストが大幅に高くなっていた。さらに、ペリクル全体の高温化もしくは低温化の処理には時間がかかるため、生産性が悪いという問題もあった。
【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、ペリクル板に引っ張り応力を与えたペリクルを製造するにあたって、ペリクル板とペリクルフレームの材料選択の自由度があり、製造設備の規模増大・高コスト化が少なく、生産性がよいペリクル製造方法及びペリクル製造装置を得るものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る半導体集積回路装置の製造方法は、ペリクル板とペリクルフレームを接着剤により接着する際に、ペリクル板のペリクルフレームとの接着部分より内側の部分を選択的に加熱する工程と、接着剤が硬化した後、ペリクル板を常温に戻す工程と、ペリクルフレームと、ペリクルフレームに接着されたペリクル板とを含むペリクルが装着されたフォトマスクに露光光を照射して、非処理体上に半導体パターンを転写する工程とを含む。この発明のその他の特徴は以下に明らかにする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１におけるペリクル製造装置を示す断面図である。ここで製造されるペリクルは、F2レーザー光源（波長：１５７ｎｍ）を用いたリソグラフィ用フォトマスクに装着され、フォトマスクに異物・パーティクルが付着するのを防ぐためのものである。
【００１２】
図１において、ペリクル板１は、F2レーザー光に対し透過性の高い合成石英などからなるガラス基板で形成され、厚みが８００μｍ、外形が１５０ｍｍ×１２０ｍｍである。このペリクル板１は、その外周部が接触するように筒状の台２に載せられている。一方、ペリクルフレーム３は、アルミニュウムなどの材料で形成され、高さが４ｍｍ、外形がペリクル板１と同じ１５０ｍｍ×１２０ｍｍである。そして、ペリクル板１のペリクルフレーム３との接着部分より内側の部分に対向してホットプレート４が設けられている。このホットプレート４は、ペリクル板１と数１０μｍ隔てられており、５０〜２００℃の範囲で全面にわたって均一に加熱されている。
【００１３】
ペリクルフレーム３の下部に接着剤５を塗布してペリクル板１に押し当てることにより、ペリクル板１とペリクルフレーム３は接着される。この接着の際に、ホットプレート４を用いて、ペリクル板１のペリクルフレーム３との接着部分より内側の部分を選択的に加熱する。これにより、ペリクルフレーム３を常温のまま加熱せずに、ペリクル板１を加熱することができる。そして、接着剤５が硬化した後に、ペリクル板１を常温に戻すと、ほとんど熱膨張していなかったペリクルフレーム３はそのままで、熱膨張していたペリクル板１だけが収縮するため、ペリクル板１に引っ張り応力が発生する。
【００１４】
以上のように実施の形態１では、ホットプレート４を用いてペリクル板に引っ張り応力を与えている。よって、ペリクル板とペリクルフレームの材料選択に特別な制限は無く、材料選択の自由度がある。また、ホットプレート４を設けることによる製造設備の規模増大・高コスト化は少ない。そして、ホットプレート４によりペリクル板１は短時間で加熱されるため、生産性がよい。
【００１５】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２におけるペリクル製造装置を示す断面図である。図１と同じ構成要素は同じ番号を付し、説明は省略する。図２において、ペリクル板１のペリクルフレーム３との接着部分より内側の部分に対向してホットプレート１０が設けられている。このホットプレート１０の上側表面は、ペリクル板１とペリクルフレーム３との接着の際のペリクル板１のたるみに合わせて、下方に窪むように湾曲している。そして、ホットプレート１０はペリクル板１と数１０μｍ隔てられており、５０〜２００℃の範囲で全面にわたって均一に加熱されている。また、ホットプレート１０には、ガス供給部の一部として、無数の微小の穴からなるガス噴出孔１１が設けられている。このガス噴出孔１１から、ペリクル板１とホットプレート１０の間に、空気より熱伝導性の高いガスであるＨｅガス１２が供給される。さらに、ペリクルフレーム３に接触してペリクルフレーム冷却機構１３が設けられている。
【００１６】
ここで、ホットプレート１０はペリクル板１のたるみに合わせて湾曲しているため、ホットプレート１０とペリクル板１の間隔が均一になっている。また、ペリクル板１とホットプレート１０の間の空気をＨｅガス１２で置換させている。さらに、ペリクルフレーム冷却機構１３によりペリクルフレーム３は冷却され、接着中のペリクルフレーム３の熱膨張を更に減少させている。
【００１７】
このようなペリクル製造装置を用いて、ペリクル板１とペリクルフレーム３の接着の際に、ペリクル板１のペリクルフレーム３との接着部分より内側の部分を選択的に加熱する。そして、接着剤５が硬化した後に、ペリクル板１を常温に戻すと、ペリクル板１に引っ張り応力が発生する。
【００１８】
以上のように実施の形態２では、実施の形態１と同様の効果を有し、さらに、ホットプレート１０とペリクル板１の間隔を均一にすることで、ペリクル板１とホットプレート１０が接触又は離れすぎるのを防ぐことができる。また、ペリクル板１とホットプレート１０の間の空気をＨｅガス１２で置換することで、ホットプレート１０からペリクル板１への熱の伝達効率を高めることができる。さらに、ペリクルフレーム冷却機構１３により、ペリクルフレーム３の熱膨張を更に減少させ、効率よくペリクル板１に引っ張り応力を発生させることができる。
【００１９】
実施の形態３．
図３はこの発明の実施の形態３におけるペリクル製造装置を示す断面図である。図１と同じ構成要素は同じ番号を付し、説明は省略する。図３において、ペリクル板１のペリクルフレーム３との接着部分より内側の部分に対向してホットプレート１５が設けられている。このホットプレート１５の中央部に接触してヒーター１６が設けられ、ホットプレート１５の外周部にホットプレート冷却機構１７が設けられている。このホットプレート冷却機構１７は、ホットプレート１５の外周部の内部に設けられた穴に冷却水を流すことによって、ホットプレート１５の周囲を水冷するというものである。冷却水の流量を制御することで、ホットプレート冷却機構１７の冷却度を制御することができる。また、長方形のペリクルフレーム３に用いる長方形のホットプレート１５の場合は、縦の辺と横の辺に沿ったホットプレート冷却機構１７をそれぞれ別制御にすることもできる。
【００２０】
このようなペリクル製造装置を用いて、ペリクル板１とペリクルフレーム３の接着の際に、ペリクル板１のペリクルフレーム３との接着部分より内側の部分を選択的に加熱する。そして、接着剤５が硬化した後に、ペリクル板１を常温に戻すと、ペリクル板１に引っ張り応力が発生する。また、この接着時に、ホットプレート１５のヒーター１６とホットプレート冷却機構１７を制御することによって、加熱するペリクル板１のペリクルフレーム３との接着部分より内側の部分温度分布を制御することができる。
【００２１】
以上のように実施の形態３では、実施の形態１と同様の効果を有する。そして、接着時のペリクル板１の温度分布を制御することにより、ペリクル板１の引っ張り応力の大きさや面内分布を制御することができる。よって、長方形のペリクルフレーム３にペリクル板１を接着させる場合でも、ペリクル板１の引っ張り応力の面内分布の偏りを緩和して、ペリクル板１の平面度や機械的強度を向上させることができる。また、ホットプレート１５を中央に向かって温度が高くなるようにしているので、ペリクル板１の最もたるみの大きい中央部の温度を高くし、引っ張り応力をより効率的に発生させることができる。
【００２２】
実施の形態４．
図４はこの発明の実施の形態４におけるペリクル製造装置を示す断面図である。図１と同じ構成要素は同じ番号を付し、説明は省略する。図４において、ペリクル板１に赤外線２０を照射する赤外線ランプ２１と、ペリクル板１のペリクルフレーム３との接着部分へ照射される赤外線２０を遮蔽する遮蔽板２２を設けている。なお、ここではペリクル板１を載せる台２の図示を省略している。
【００２３】
ペリクル板１とペリクルフレーム３の接着の際に、赤外線ランプ２１を用いて、ペリクル板１のペリクルフレーム３との接着部分より内側の部分を選択的に加熱する。そして、接着剤５が硬化した後に、ペリクル板１を常温に戻すと、ペリクル板１に引っ張り応力が発生する。ここで、遮蔽板２２として、ペリクル板１のペリクルフレーム３との接着部分より内側の部分を部分的に遮蔽するものを用いれば、ペリクル板１の温度分布を制御することができる。例えば、遮蔽板２２として、図５（ａ）または図５（ｂ）に示すようなものを用いれば、ペリクル板１の中心部に向かうほどより多くの赤外線２０が照射されるようにすることができる。
【００２４】
以上のように実施の形態４では、実施の形態１と同様の効果を有する。さらに、ペリクル板１のペリクルフレーム３との接着部分より内側の部分も部分的に遮蔽するような遮蔽板２２を用いれば、実施の形態３と同様の効果も有する。
【００２５】
上記の実施の形態１〜４の構成を適宜組み合わせることも可能である。また、上記実施の形態では、ペリクルフレーム３としてＡｌの場合について述べたが、その他の金属、ガラス、セラミックなどの材料でも良い。そして、熱伝導用のガスとしてＨｅについて説明したが、空気よりも熱伝導率の高いガスであれば効果は得られる。
【００２６】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、ペリクル板に引っ張り応力を与えたペリクルを製造するにあたって、ペリクル板とペリクルフレームの材料選択の自由度があり、製造設備の規模増大・高コスト化が少なく、生産性がよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態１におけるペリクル製造装置を示す断面図である。
【図２】  実施の形態２におけるペリクル製造装置を示す断面図である。
【図３】  実施の形態３におけるペリクル製造装置を示す断面図である。
【図４】  実施の形態４におけるペリクル製造装置を示す断面図である。
【図５】  実施の形態４におけるペリクル製造装置で用いられる遮蔽板を示す上面図である。
【符号の説明】
１  ペリクル板
３  ペリクルフレーム
４  ホットプレート
１０  ホットプレート
１１  ガス噴出口
１２  Ｈｅガス
１３  ペリクルフレーム冷却機構
１５  ホットプレート
１６  ヒーター
１７  ホットプレート冷却機構
２０  赤外線
２１  赤外線ランプ
２２  遮蔽板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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