(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
当初のペリクル膜の平均膜厚を、このペリクル膜の膜厚と透過率との相関曲線における透過率極大値に対応する厚さよりも透過率スペックを満たす範囲で厚く設けられていることを特徴とするペリクル。
【請求項２】
ペリクル膜がフッ素樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載のペリクル。
【請求項３】
フッ化クリプトンエキシマレーザー光の波長２４８ｎｍの露光に使用される請求項１又は２に記載のペリクル。
【請求項４】
フッ化アルゴンエキシマレーザー光の波長１９３ｎｍの露光に使用される請求項１又は２に記載のペリクル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はペリクル、特にはＬＳＩ、超ＬＳＩなどの半導体デバイスあるいは液晶表示板を製造する際の露光原板のゴミよけとして有用なペリクル膜を備えたペリクルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＳＩ、超ＬＳＩなどの半導体デバイスあるいは液晶表示板などの製造において、半導体ウエハーあるいは液晶用原板に光を照射してパターニングをするが、このとき用いる露光原板にゴミが付着していると、このゴミが光を吸収したり光を反射するため、転写したパターンが変形したり、エッジががさついたりして、寸法、品質、外観などが損われ、半導体装置や液晶表示板などの性能や製造歩留まりの低下をきたしていた。
【０００３】
このため、これらの作業は通常クリーンルームで行われるが、クリーンルーム内でも露光原板を常に清浄に保つことが難しいので、露光用の光をよく通過させるペリクル膜を、ゴミよけのために露光原板の表面に貼着する方法が行われている。この場合、ゴミは露光原板に直接付着せずペリクル膜に付着するため、リソグラフィー時に焦点を露光原板のパターン面に合わせておけば、ペリクル膜面のゴミは転写に無関係となる。
【０００４】
ペリクルは、光をよく通過させるニトロセルロース、酢酸セルロース、フッ素樹脂などからなる透明なペリクル膜を、アルミニウム、ステンレスなどからなるペリクル枠の上面に接着・張設した構造となっている。ペリクル膜には異物、キズなどが無いこと、露光波長の光をよく透過させること、露光波長の光に対して耐性を有することなどが要求される。
【０００５】
透過率についてみると、ペリクル膜が光をよく透過するように、その膜厚はサブμｍ〜数μｍ程度となっている。このためペリクル膜に入射した光の干渉が激しく、ペリクル膜への入射光をある特定の波長に限定した場合、ペリクル膜の膜厚と入射光に対する透過率との間には、図１に示すような相関関係が認められる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のペリクル膜は、その透過率がピークとなるような膜厚に合わせて製造されてきたが、半導体デバイスあるいは液晶表示板などの露光工程の光に対して透過率の劣化が起こり、そのペリクル膜が使用できなくなるため、ある一定量の露光が終了した時点でペリクル膜を貼り替える必要があった。
この貼り替えにより、新規のペリクル膜が消費されコストが嵩むほか、貼り替え工程自体に非常に大きな労力を必要としていた。
【０００７】
近年、ＬＳＩの露光光にはｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）などの紫外線が使用されてきたが、昨今ではＬＳＩの集積度が増し、回路線幅が微細化されるに従い露光光の短波長化（光の強度増加）が進み、フッ化クリプトンエキシマレーザー光（波長２４８ｎｍ）が使用されはじめ、さらにフッ化アルゴンエキシマレーザー光（波長１９３ｎｍ）も近く使用される段階に至っている。
【０００８】
これに対応して、初期の高透過率を確保するため、ペリクル膜の材料に、これらの光に対して高い透過率を持つフッ素樹脂が使われることが多くなった。フッ素樹脂は、紫外線に対しては比較的劣化し難い性質を持っているが、フッ化クリプトンエキシマレーザー光（波長２４８ｎｍ）に対して劣化が認められ、フッ化アルゴンエキシマレーザー光（波長１９３ｎｍ）に対しては更に劣化が顕著となる。したがって、ＬＳＩの集積度が増し、露光光の短波長化が進むと、ペリクル膜の透過率劣化の問題がさらに大きくなる。
本発明は、短波長の露光光に対して、透過率劣化の進行を遅らせることができるペリクル膜を備えたペリクルの提供を課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、この課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、当初のペリクル膜の平均膜厚を、該ペリクル膜の膜厚と透過率の相関曲線における透過率の極大値に対応する厚さよりも透過率スペックを満たす範囲で厚くすることで、このペリクル膜の透過率劣化の進行を遅らせることができることを見出した。
【００１０】
ペリクル膜の貼り替えの原因には、ペリクル膜の透過率劣化以外に、ペリクル膜面への異物付着、ペリクル膜の破れなどがある。透過率劣化を原因とする貼り替えの割合は、露光光の短波長化に伴い大きくなるのに対し、他の異物、破れなどを原因とする割合は、短波長化されても変化はない。したがって、短波長露光光に対するペリクル膜の透過率の劣化は、相対的により重要となる。このため、短波長化が進む中で、ペリクル膜の透過率劣化を遅らせることのできる本発明のペリクルを使用することは特に有意義である。
【００１１】
したがって、本発明のペリクルは、短波長露光に対して、フッ素樹脂膜をペリクル膜として張設することが特に有用である。具体的には、フッ化クリプトンエキシマレーザー光の波長２４８ｎｍの露光に使用されるペリクルに対して、さらには、フッ化アルゴンエキシマレーザー光の波長１９３ｎｍの露光に使用されるペリクルに適用することで、有用性が非常に増大する。
このペリクルは、当初のペリクル膜の平均膜厚を、このペリクル膜の膜厚と透過率との相関曲線における透過率極大値に対応する厚さよりも透過率スペックを満たす範囲で厚く設けられていることを特徴とし、フッ素樹脂からなるペリクル膜が好ましく、波長２４８ｎｍのフッ化クリプトンエキシマレーザー光や、波長１９３ｎｍのフッ化アルゴンエキシマレーザー光の露光光に対しても使用することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
通常、未使用のペリクル膜の透過率スペックとしては、露光時の光を減衰させないために高い値（たとえば９９．０％以上）が要求される。このときの膜厚の範囲は、膜厚と透過率の相関曲線から、透過率が極大値のときの膜厚を中心として左右に均等の幅を持っている（図２参照）。
【００１３】
半導体デバイスあるいは液晶表示板などの露光工程の光に対するペリクル膜の透過率の劣化の原因は、主に光分解・昇華による膜厚の減少によるものである。従って、ペリクル膜が劣化すると、膜厚の減少すなわち透過率の変化として現れるため、当初のペリクル膜の厚さを上記スペックを満たす範囲で厚めに設定しておけば、膜の劣化すなわち膜厚の減少により、ペリクル膜の透過率は、膜厚と透過率との相関曲線上をＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅのように移行する。これにともない膜厚は４ｎｍずつ減少している（図３参照）。
【００１４】
従来のペリクル膜は、この相関曲線において、その透過率が極大値となるような膜厚に合わせて製造されてきた。したがって、ペリクル膜の透過率は、図３の相関曲線上を劣化によりＢ→Ｃ→Ｄ→Ｅのように移動する。Ｂ（膜厚８１６ｎｍ）→Ｅ（膜厚８０４ｎｍ）の膜厚減少は１２ｎｍで、透過率は９９．４％→９７．８％と１．６％減少する。
本発明のペリクルでは、例えば、ペリクル膜の透過率は、図３に示す相関曲線上をＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄのように移動する。
【００１５】
Ａ（膜厚８２０ｎｍ）→Ｄ（膜厚８０８ｎｍ）の膜厚減少は１２ｎｍで、透過率は９９．２％→９８．７％と０．５％減少する。その結果、膜の劣化すなわち膜厚減少が同じでも、本発明におけるペリクル膜を使用することで、透過率劣化の進行を遅らせることが可能となる。
図２の例で考えると、従来のペリクル膜では、透過率極大値での膜厚（８１６ｎｍ）から同じく１２ｎｍ減少すると、透過率は９９．４％から１．６％減少して９７．８％となってしまうのに対し、本発明におけるペリクル膜では透過率が０．５％の減少に抑えられて９８．７％である。
仮に、ペリクル膜の透過率が９８．０％以下になったときをペリクル膜の寿命とすると、従来の図２のペリクル膜では既に寿命を越えているが、本発明におけるペリクル膜は未だ寿命に達しておらず、更に継続使用が可能である。
【００１６】
本発明のペリクルに使用される膜材料としては、ニトロセルロース、酢酸セルロース、フッ素樹脂などが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。本発明のペリクルは、より短波長での露光に対して効果が大きいが、現在、フッ化クリプトンエキシマレーザーより短波長の露光に対しては透過率、耐光性の良好なフッ素樹脂膜を用いたペリクルが使用されている。したがって、本発明のペリクルでは膜材料としてフッ素樹脂がより好適である。膜材料に使用されるフッ素樹脂としてはサイトップ（旭硝子社製、商品名）やテフロンＡＦ（デュポン社製、商品名）などが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００１７】
本発明におけるペリクル膜の膜厚は、露光光に対する透過率と膜強度の関係から０．３〜５μｍ程度が好ましい。特に、フッ化クリプトンエキシマレーザーより短波長の露光に使用されるフッ素樹脂では０．５〜２μｍが好ましい。膜厚が０．３μｍよりも薄いと、膜強度が低くなり、取り扱い難くなる。膜厚が５μｍより厚くなると、膜の光吸収が大きくなり、結果として光の透過率が低くなり、露光工程で問題となる。
【００１８】
【実施例】
下記各例について、ペリクルの製造方法を以下に示す。
直径３００ｍｍφのＳｉウエハー基板上に、フッ素樹脂：サイトップ（旭ガラス社製、商品名）を用いてスピンコート法によりペリクル膜を形成した後、ペリクル膜を基板から剥離するため、アルミニウム製支持枠をペリクル膜面にエポキシ接着剤を用いて接着した。その後、室温２３℃、湿度９０％の雰囲気下で基板からペリクル膜を剥離した後、この膜を１４９ｍｍ×１２２ｍｍの四角形状のペリクルフレームに接着剤で接着し、最終製品としてのペリクルを得た。
【００１９】
（実施例１）
本発明のペリクルとなるようスピンコート法で膜厚を調整し、膜厚と透過率の相関曲線における透過率極大値９９．４％に対応する厚さ８１６ｎｍよりも厚い、平均膜厚が８２０ｎｍのペリクル膜を得た後、上記した方法で、このペリクル膜を張設したフッ化クリプトンエキシマレーザー：波長２４８ｎｍ露光用のペリクルを作製した。このペリクル膜の波長２４８ｎｍでの平均透過率は９９．２％であった。
【００２０】
（実施例２）
本発明のペリクルとなるようスピンコート法で膜厚を調整し、膜厚と透過率の相関曲線における透過率極大値９９．２％に対応する厚さ８２８ｎｍよりも平均膜厚が８３１ｎｍと厚いペリクル膜を得た後、上記した方法で、このペリクル膜を張設したフッ化アルゴンエキシマレーザー：波長１９３ｎｍ露光用のペリクルを作製した。このペリクル膜の波長１９３ｎｍでの平均透過率は９９．０％であった。
【００２１】
（比較例１）
膜厚と透過率の相関曲線における透過率極大値９９．４％に対応する厚さ８１６ｎｍのペリクル膜を得た後、上記した方法で、このペリクル膜を張設したフッ化クリプトンエキシマレーザー：波長２４８ｎｍ露光用のペリクルを作製した。このペリクル膜の波長２４８ｎｍでの平均透過率は９９．４％であった。
【００２２】
（比較例２）
膜厚と透過率の相関曲線における透過率極大値９９．４％に対応する厚さ８１６ｎｍよりも平均膜厚が８１２ｎｍと薄いペリクル膜を得た後、上記した方法で、このペリクル膜を張設したフッ化クリプトンエキシマレーザー：波長２４８ｎｍ露光用のペリクルを作製した。このペリクル膜の波長２４８ｎｍでの平均透過率は９９．２％であった。
【００２３】
（比較例３）
膜厚と透過率の相関曲線における透過率極大値９９．２％に対応する厚さ８２８ｎｍと同じ平均膜厚のペリクル膜を得た後、上記した方法で、このペリクル膜を張設したフッ化アルゴンエキシマレーザー：波長１９３ｎｍ露光用のペリクルを作製した。このペリクル膜の波長１９３ｎｍでの平均透過率は９９．２％であった。
【００２４】
上記実施例および比較例で作製したペリクル膜にレーザーを照射して透過率の変化を測定した。
フッ化クリプトンエキシマレーザー対応のペリクル膜（実施例１、比較例１、２）に対しては、フッ化クリプトンエキシマレーザー光を、照射強度：０．２ｍＪ／ｃｍ２  ／パルス、周波数：４００Ｈｚで、５０，０００Ｊ／ｃｍ２  まで照射した。フッ化アルゴンエキシマレーザー対応のペリクル膜（実施例２、比較例３）に対しては、フッ化アルゴンエキシマレーザー光を、照射強度：０．２ｍＪ／ｃｍ２  ／パルス、周波数：４００Ｈｚで、２０，０００Ｊ／ｃｍ２  まで照射した。照射条件としては、ともに実際の露光条件よりも強い強度の照射となっており、加速試験と考えられる。
以上の結果は、表１の通りであり、本発明のペリクル膜（実施例１，２）は、従来のペリクル膜（比較例１〜３）と比較して、露光光に対する透過率の劣化が極めて小さい。
【００２５】
【表１】
0003562790.tif 000002
【００２６】
【発明の効果】
本発明のペリクルでは、上記ペリクル膜を半導体デバイスあるいは液晶表示板を製造する際の露光工程でのゴミよけとして使用することで、ペリクル膜の透過率劣化の進行を遅らせることができる。その結果、ペリクル膜の寿命が延び、上記露光工程のコストを低減し、貼り替えに要する労力を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ペリクル膜の膜厚と透過率との相関関係を示すグラフである。
【図２】ペリクル膜の透過率スペックと膜厚との関係を示すグラフである。
【図３】ペリクル膜の劣化（膜厚の減少）と透過率の関係を示すグラフである。
【図１】
0003562790.tif 000003
【図２】
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【図３】
0003562790.tif 000005