(57)【要約】光学ペリクル（6）が、真空システム（7）又は静電性フィルム（10）のような非接着剤取付部材でフォトマスク（2）に可逆的に貼り付けられるように構成されたフォトマスク（2）用の光学ペリクル（6）。該光学ペリクル（6）は、フォトマスク（2）から容易に取り外され、且つ、接着剤の使用なしに再取り付けされ、且つ、自動化方法による使用にとって都合が良い。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの側を有するペリクル・フレームと、
該ペリクル・フレームの第１の側に亘って取り付けられたペリクル薄膜と、
前記光学ペリクルの第２の側をフォトマスクに可逆的に貼り付けるように構成された少なくとも１つの非接着剤取付部材と
を備える光学ペリクル。
【請求項２】
各取付部材は、ハンドルを具備している請求項１記載の光学ペリクル。
【請求項３】
前記光学ペリクルは、各取付部材が前記フォトマスクに完全に係合されるときに、前記ペリクル・フレームの第２の側が前記フォトマスク表面と本質的に同一平面内にあるように構成されている請求項１記載の光学ペリクル。
【請求項４】
各非接着剤取付部材は、真空取付部材である請求項１記載の光学ペリクル。
【請求項５】
各真空取付部材は、吸着カップである請求項４記載の光学ペリクル。
【請求項６】
前記非接着剤取付部材は、静電性取付部材である請求項１記載の光学ペリクル。
【請求項７】
各静電性取付部材は、前記ペリクル・フレームの第２の側と同一平面内で該ペリクル・フレームの第２の側から外方へ延びる静電性フィルムである請求項６記載の光学ペリクル。
【請求項８】
前記静電性フィルムは、前記ペリクル・フレームの第２の側の全周囲から延びている請求項７記載の光学ペリクル。
【請求項９】
２つの側を有するペリクル・フレームと、
該ペリクル・フレームの第１の側に亘って取り付けられたペリクル薄膜と、
前記光学ペリクルの第２の側をフォトマスクに可逆的に貼り付けるように構成された少なくとも１つの真空取付部材と
を備える光学ペリクル。
【請求項１０】
複数の真空取付部材を備え、各真空取付部材は、該取付部材の下に真空を適用するように構成された真空導管を具備している請求項９記載の光学ペリクル。
【請求項１１】
吸着カップである複数の真空取付部材を備え、各吸着カップは、ハンドルを具備しており、前記光学ペリクルは、各吸着カップが前記フォトマスクに係合されるときに、前記ペリクル・フレームの第２の側が前記フォトマスク表面と本質的に同一平面内にあるように構成されている請求項９記載の光学ペリクル。
【請求項１２】
前記吸着カップのハンドルは、前記光学ペリクルが自動化方法によって貼り付けられ又は分離されることができるように構成されている請求項９記載の光学ペリクル。
【請求項１３】
各吸着カップは、化学的に不活性で柔軟性のあるポリマーから構成されている請求項１１記載の光学ペリクル。
【請求項１４】
前記化学的に不活性で柔軟性のあるポリマーは、シリコーン・ポリマー又はフルオロカーボン・ポリマーである請求項１３記載の光学ペリクル。
【請求項１５】
ペリクル・フレームと、
該ペリクル・フレームの１つの側に亘って取り付けられたペリクル薄膜と、
前記光学ペリクルをフォトマスクに可逆的に貼り付けるように構成された静電性取付部材と
を備える光学ペリクル。
【請求項１６】
前記静電性取付部材は、前記ペリクル・フレームの第２の側と同一平面内で該ペリクル・フレームの第２の側の周囲から外方へ延びる静電性フィルムである請求項１５記載の光学ペリクル。
【請求項１７】
前記光学ペリクルは、前記静電性取付部材が前記フォトマスクに係合されるときに、前記ペリクル・フレームの第２の側が前記フォトマスク表面と本質的に同一平面内にあるように構成されている請求項１５記載の光学ペリクル。
【請求項１８】
前記静電性取付部材は、前記光学ペリクルが自動化方法によって貼り付けられ又は分離されることができるように構成された少なくとも１つのハンドルを具備している請求項１５記載の光学ペリクル。
【請求項１９】
前記静電性取付部材は、化学的に不活性で柔軟性のあるポリマーから構成されている請求項１５記載の光学ペリクル。
【請求項２０】
前記化学的に不活性で柔軟性のあるポリマーは、シリコーン・ポリマー、ビニル・ポリマー、又はフルオロカーボン・ポリマーである請求項１８記載の光学ペリクル。
【請求項２１】
照明源を設けるステップと、
その上にフォトレジストの層を有する基板を設けるステップと、
フォトマスクを設けるステップとを有し、該フォトマスクは、
透明な基板と、
透過及び非透過部分を規定する前記基板の表面上のパターンと、
光学ペリクルとを備え、該光学ペリクルは、
２つの側を有するペリクル・フレームと、
該ペリクル・フレームの第１の側に亘って取り付けられたペリクル薄膜と、
前記光学ペリクルの第２の側を前記フォトマスクに可逆的に貼り付け、前記フォトレジストの層を前記ペリクル薄膜及び前記フォトマスクの両方を介して前記照明源に露出する少なくとも１つの非接着剤取付部材と
を具備するフォトリソグラフィ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトリソグラフィ生産において使用されるフォトマスク用の光学ペリクルに関する。特に、本発明は、接着剤なしでフォトマスクに取り付けることが可能であり、また、取り外し及び再取り付けが可能な光学ペリクルに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造は、典型的には、対象ウエハの表面に感光性物質（フォトレジスト）の層を適用することを含んでいる。フォトレジストは、フォトマスクを使用して、選択されたパターンで露光され、また、その後、フォトレジストは、ウエハの露出した領域を残すように現像される。典型的には、露出した領域は、続いて、エッチング除去され、又は、そうでなければ修正されて、そして、残余のフォトレジストが除去される。フォトマスクのパターンは、典型的には、非常に素晴らしい細部を有し、また、フォトマスク表面上の小さな粒子の存在でさえ、対象ウエハ上のパターンの正確な再現を阻害する。
【０００３】
マスク表面での微粒子状の汚染を最小限にするために、フォトマスクを保護する光学ペリクルが開発されてきた。光学ペリクルは、フォトマスク表面に取り付けられるフレーム取付の透明薄膜であり、その結果、汚染粒子は、フォトマスク表面ではなく、ペリクル薄膜上に落ちる。ペリクル・フレームは、マスク表面上方の十分な距離でペリクル薄膜を支持し、その結果、薄膜上に落ち得るすべての粒子が照明光の焦点面の外側に及び、投影されたマスク・パターンに阻害されて落ちる。半導体製造における光学ペリクルの使用は、ほこり及び他の微粒子による汚染の影響を緩和することを支援し、そして、産業において広く知れ渡っている。
【０００４】
しかしながら、より小さく、より速く、そして、より強力なマイクロプロセッサの定常的な需要は、かつて無いほど小さくて速い半導体回路を作り上げることを半導体産業に要求してきた。製造技術は、生産される回路のサイズが、結果として生じる回路構造においてより素晴らしい細部を可能にする、より短い波長の照明と共に、フォトリソグラフィ処理において使用される光の波長によって有効に制限されるというポイントに向かって進んできた。したがって、248 nm、193 nm、及び157 nm（深紫外線、又はDUV）の照明を使用するフォトリソグラフィは、一般的になってきており、また、13.5 nm（超紫外線、又はEUV）の照明の使用さえも知られている。
【０００５】
しかしながら、照明光の波長が短くなるほど、その光のエネルギは増大する。より長い波長で良性だった多くの空気伝送の有機化合物が、エネルギ性の紫外線照明に露出されたときに光分解的に活性化されるようになる。例えば、248 nmの波長を備えた光は、ほとんどのハロゲン化された有機化合物と反応し、いくつかの非ハロゲン化有機化合物と相互作用するかも知れない。193 nmの波長を有する光は、広範囲の有機的な空気伝送の汚染物質と容易に反応し、また、157 nmの光は、空気中に存在する湿気にさえ、より効率的に吸収され、反応を生じる。これらの反応の反応的なブレークダウン製品は、マスク・パターン自体と相互作用することができ、様々な欠陥を生じさせる。
【０００６】
不運にも、有機的な汚染物質の１つの源は、光学ペリクル自身である。図１において示されるように、典型的な光学ペリクルは、ペリクル・フレーム5に取り付けられたペリクル薄膜6を備えている。ペリクル・フレームは、接着剤3を使用して、フォトマスク2に典型的には取り付けられる。光学ペリクルの運用上の寿命は、与えられたフォトマスクの運用上の寿命よりも典型的には短い。したがって、光学ペリクルは、時々交換されなければならない。不運にも、光学ペリクルの取り外しには、特別なツールがしばしば要求され、フォトマスク自体を破損する可能性がある。光学ペリクルをフォトマスク表面に接着するために使用される、さらに問題の現在の方法及び接着剤は、光学ペリクルが取り外されるときには、常に、付加的な微粒子状の汚染物を生じさせるように作用する。
【０００７】
光学ペリクルを取り付ける接着剤の使用は、潜在的な汚染物（接着剤の残留物）の源の原因となり、現代の半導体製造技術によって要求されている迅速な取り外し及び交換にあまり適していない。必要なのは、望まれたときに容易に取り外すことができて、フォトマスクに容易に再取り付けすることができる光学ペリクルであって、フォトマスク自体の上に接着剤の残留物を残さず、自動化方法による使用に適合することができる光学ペリクルである。
【発明の開示】
【０００８】
本発明は、２つの側を有するペリクル・フレームと、該ペリクル・フレームの第１の側に亘って取り付けられたペリクル薄膜と、光学ペリクルの第２の側をフォトマスクに可逆的に貼り付けるように構成された少なくとも１つの非接着剤取付部材とを備える光学ペリクルである。該取付部材は、随意的に、真空取付部材又は静電性取付部材である。本発明の光学ペリクルは、フォトマスクから容易に取り外され、且つ、容易に再取り付けされて、自動化方法による使用によく適している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の光学ペリクルは、２つの側を有するペリクル・フレームと、該ペリクル・フレームの第１の側に亘って取り付けられたペリクル薄膜と、前記光学ペリクルの第２の側をフォトマスクに可逆的に貼り付けるように構成された少なくとも１つの非接着剤取付部材を備えている。
【００１０】
前記ペリクル・フレームは、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、ポリエチレン樹脂、又はその他の適切な金属か、若しくはポリマーのような剛性のある材料から典型的には形成される。軽いにも拘わらず高い機械的強度及び硬さを備えたペリクル・フレーム材料が好ましい。典型的には、ペリクル・フレームは、フレームの化学的安定性を改善するために陽極処理され、フォトリソグラフィの露出中に逸れた光の影響を最小限にするために黒色に着色されたアルミニウム製又はアルミニウム合金製である。
【００１１】
ペリクル薄膜には、使用される照明源に対して光透過性のものが概して選択される。ペリクル薄膜は、ガラス又は石英ガラスの鏡板であることが可能であり、それは、典型的には、ニトロセルロース、酢酸セルロース、改良ポリビニル・アルコール、又はフルオロカーボン・ポリマーのようなポリマーである。ペリクル薄膜は、随意的に、耐反射性コーティングで処理される。ペリクル薄膜は、接着剤によってペリクル・フレーム上に取り付けられ、ペリクル薄膜の下側及び／又はペリクル・フレームの内部表面は、ペリクル薄膜の下方の空気伝送粒子の存在を最小限にするために接着剤で随意的にコーティングされる。
【００１２】
本発明の光学ペリクルが特定のフォトマスクに関連してそれらの使用を容易にする任意の形状であってもよいことは理解されるべきである。光学ペリクルは、長方形のものとして概してここに図示されているが、随意的に、正方形又は円形、又はそのマスク・パターンのどの部分も不明瞭にすることなく、フォトマスクのマスク・パターン全体を保護するためによく適した任意のその他の形状である。
【００１３】
以前の光学ペリクルとは異なり、本発明の光学ペリクルは、接着剤を使用してフォトマスクに貼り付けられない。むしろ、本発明の光学ペリクルは、フォトマスクへの取り付けのための一又は複数の非接着剤取付部材に依存している。本発明の非接着剤取付部材は、日常的な取り扱いに対して十分にしっかりと光学ペリクルを貼り付けるためにフォトマスク表面に迅速且つ容易に係合させることができるが、この取付部材は、さらに、フォトマスク自体の表面上に接着剤の残留物を残すことなく容易に係合解除することができる。典型的には、本発明の光学ペリクルは、光学ペリクルの各取付部材がフォトマスク表面に完全に係合されるときに、ペリクル・フレームの下側がフォトマスク表面と実質的に同一平面内にあるように構成されている。１つの観点においては、光学ペリクルがフォトマスクに貼り付けられるときに、光学ペリクルの下側は、フォトマスク表面に本質的に接している。光学ペリクルの接触の箇所は、随意的に、ペリクル・フレーム自体、光学ペリクルの取付部材、又は、フォトマスク表面の損傷を最小限にし、さらに、フォトマスク表面に対してよい密閉性を保証するように選択されたペリクル・フレームの下側の材料の付加層である。
【００１４】
図２において示されているように、本発明の１つの観点においては、上記取付部材は、真空取付部材7である。該真空取付部材7は、接着剤8を使用してペリクル・フレーム5に取り付けられるが、この取付部材7とフォトマスク2との間には、接着剤はない。むしろ、真空取付部材は、周囲の気圧よりも比較的低い、取付部材の下方の気圧によってフォトマスク表面に係合される。本発明の１つの観点においては、上記真空取付部材は、柔軟性及び弾力性を有する吸着カップであり、該吸着カップは、フォトマスク表面に対してしっかりと押されることによってフォトマスクに係合され、取付部材内に部分的な真空を生成し、フォトマスクに対してそれをしっかりと保持する。本発明の別の観点においては、上記真空取付部材は、図１３における真空導管23のような、能動的な真空システムを組み込んでいる。本実施の形態においては、上記真空取付部材は、該取付部材を、気密性シールなすためにフォトマスク表面に接して配置し、そして、真空導管を通じて真空を適用することにより、フォトマスクに係合される。
【００１５】
上記光学ペリクルは、一又は複数の真空取付部材を具備することが可能であり、該真空取付部材は、光学ペリクルのフォトマスク表面へのしっかりとした取り付けを容易にする任意の方法でペリクル・フレームの周囲に配置されることが可能である。取付部材の数及び向きは、部分的に、使用される製造設備の必要条件に影響されるかも知れない。ペリクル・フレームの角近傍に取り付けられた４つの吸引取付部材を具備する長方形の光学ペリクルの２つの例は、図４及び図５において平面図で示されている。
【００１６】
代わって、上記非接着剤取付部材は、静電性取付部材である。本発明のこの観点においては、上記光学ペリクルは、「クリング・フィルム」としても知られている静電性材料の一又は複数のフィルムによって所定の位置に保持される。該静電性材料は、典型的には、ガラス又はその他の滑らかな表面に適用されたときに、しばしば実質的な保持力で即座に接着する滑らかで柔軟性のあるフィルムである。このフィルムは、容易に取り外され、再適用することができる。学説によって拘束されることは望まないが、そのようなフィルムは、薄いフィルム上の静電荷の存在に大部分起因して、静電気誘引力によって滑らかな表面に付着すると考えられる。ファン・デル・ワールス力のようなその他の分子間力もまた、静電性フィルムの付着に対して寄与しているのかも知れない。
【００１７】
静電性取付部材を利用する本発明の光学ペリクルは、図３において断面で示されている。ここでは、該取付部材10は、接着剤8を備えたペリクル・フレーム5に取り付けられており、フィルムとフォトマスク表面との間の誘引力によってフォトマスク2に接着する。
【００１８】
本発明の光学ペリクルは、一又は複数の静電性取付部材を備えることが可能である。典型的には、各静電性取付部材は、ペリクル・フレームの第２の側と同一平面内で該ペリクル・フレームの第２の側から外方へ延びる薄いフィルムである。２つ以上の静電性取付部材がある場合には、それらは、典型的には、図６において平面図で示されているように、フィルム・タブ又はストリップの形態を取っている。それは、ペリクル・フレーム5の各側に２つの静電性フィルム・タブ10を有している光学ペリクルを示している。これに代えて、静電性取付部材は、図７においてスカート10によって示されるように、ペリクル・フレームの第２の側の全周囲から延びる静電性フィルム・スカートであることが可能である。
【００１９】
本発明の非接着剤取付部材は、典型的には、半導体製造工程と互換性を有する材料から製造されるが、取付部材の希望する物理的性質は、フォトマスク表面に係合する目的に対して有用であるように与える。一般に、取付部材は、化学的に不活性で、弾力性があり、柔軟性がなければならない。取付部材は、したがって、典型的には、化学的に不活性で柔軟性のあるポリマーから構成される。適切なポリマーの例は、限定されることなく、シリコーン・ポリマー、ビニル・ポリマー、及びフルオロカーボン・ポリマーを含んでいる。フルオロカーボン・ポリマーは、優れた化学的不活性を呈するが、ビニル・ポリマーは、静電性接着に関して有利な特性を有している。ポリフルオロカーボン（フルオロカーボン）から製作された様々な生産物、及びそれらの製造方法は、スクワイアの米国特許第４，５３０，５６９号（１９８５年）、スクワイアの第４，９４８，８５１号（１９９０年）、スクワイアの第４，９７５，５０５号（１９９０年）、スクワイアの第４，９８２，０５６号（１９９１年）、スクワイアの第５，０００，５４７号（１９９１年）、スクワイアの第４，９７７，０２５号（１９９０年）、スクワイアの第４，９７７，０２６号（１９９０年）、スクワイアの第４，９７７，００８号（１９９０年）、スクワイアの第４，９７７，２９７号（１９９０年）、スクワイアの第４，９７３，１４２号（１９９０年）、スクワイアの第４，９９９，２４８号（１９９１年）、スクワイアの第４，９８５，３０８号（１９９１年）、スクワイアの第５，００６，３８２号（１９９１年）、フロガットの第５，２９６，２８３号（１９９４年）、フロガットの第５，３０８，６８５号（１９９４年）、ベキアリアンらの第５，０７６，６５９号（１９９１）、及びネムザーらの第５，０５１，１１４号（１９９１）に記述されており、その各々は、参照することによってここに取り込まれる。
【００２０】
本発明の非接着剤取付部材は、随意的に、取付部材のフォトマスク表面との係合を容易にするか、又は取付部材のフォトマスク表面からの分離を容易にするハンドルを組み込んでいる。特に、取付部材が吸着カップ又は静電性フィルムである場合には、取付部材の１つの端を持ち上げるハンドルの使用は、フォトマスク表面からの取付部材の分離を非常に容易にする。ハンドルは、オペレータによって物理的に操作されるように構成されることが可能であるか、又は、ハンドルは、それを、自動化機械によって操作されるツール若しくはマニピュレータと互換性を有するようにするための特徴を組み込むことが可能である。
【００２１】
適切なハンドルは、多数の窪み、突起、隆線、溝、こぶ、又は該ハンドルの操作を補助するように意図されたその他の表面的特徴の任意のものを備えた適切なツールと接続するように設計された様々な形状の任意のものを含んでいる。例えば、図９は、穴を組み込んだハンドル12を示しており、該ハンドルは、真空取付部材7に取り付けられている。ハンドル12の穴は、取り外しツール20上のマッチング・プローブと対になるように意図されている。真空取付部材7と、ハンドル12と、ツール20との間の関係もまた、図９において上面図で示されている。図１０において、フランジ又はボタンを組み込んだ代替のハンドルの設計は、取り外しツール21に関連して静電性取付部材10に取り付けられて示されている。図１１において上方から示されているように、取り外しツール21は、取り外しのためのハンドルに確実に係合するように、ハンドル14上のフランジ又はボタンの下にスライドするスロットを組み込まれている。ハンドルの設計及び取付部材の設計の特定のコンビネーションの選択は、使用される半導体製造工程の必要条件によって大部分は影響され、当業者にとってはルーチン最適化の問題である。
【００２２】
フォトマスクに光学ペリクルを貼り付けることは、正確なポジショニングを要求し、その結果、フォトマスクのマスク・パターンは保護されるが、光学ペリクルはパターン自体のいずれの部分も不明瞭にしない。非接着剤取付部材が能動的な真空システムを組み込んでいる場合には、光学ペリクルは、フォトマスク上にそれを配置することにより、且つ、図１３に概して示されているように、真空導管23を備えた取付部材に真空を適用することにより、概して貼り付けられる。能動的な真空システムの１つの利点は、ペリクル取り外し処理中に、一又は複数の吸着カップ7がそれぞれの真空を開放されてもよく、したがって、光学ペリクルのフォトマスク表面からの緩やかな取り外し又は剥離を可能にする。これは、いくつかの用途においては、すべての吸着カップの同時取り外しよりも望ましいかも知れない。
【００２３】
非接着剤取付部材が一又は複数の吸着カップのような受動的な真空システムを組み込んでいる場合には、各吸着カップは、典型的には、吸着カップにフォトマスク表面に垂直な方向に穏やかな圧力を加えることにより、物理的に係合する。そのような圧力を加えるための典型的なツールは、図１２において22で示されている。加圧ツール22は、個別のツールであることが可能であるか、又は、それは、随意的に、取り外しツールとしてのその使用を可能にするスロット又はプローブのような付加的な物理的特徴を組み込んでいることが可能である。受動的な真空システムを組み込んだ光学ペリクルもまた、選択された取付部材上のハンドルの段階的な操作を通じていくらかゆっくりと取り外されることが可能である。
【００２４】
一又は複数の静電性取付部材を組み込んでいる光学ペリクルの配置は、光学ペリクルがフォトマスク表面上に一旦配置されれば接着が典型的には瞬間的であるように、典型的には、表面上の光学ペリクルの正確な位置決めだけを要求する。光学ペリクルの取り外しは、典型的には付属のハンドルの操作によって、徐々にフォトマスク表面から静電性フィルム（複数可）を剥離することにより典型的には達成される。
【００２５】
本発明は先の運用原理及び好ましい実施の形態を参照しながら示され且つ記述されているが、当業者にとっては、形態及び細部において様々な変更が本発明の精神及び範疇から逸脱することなしになされ得ることは明白であろう。本発明は、添付された請求の範囲の範疇内にある代替、修正、及び変化をすべて包含するように意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】接着剤を使用するフォトマスク上に取り付けられた光学ペリクルの断面図である。
【図２】本発明にかかる真空取付部材を備えた光学ペリクルの断面図である。
【図３】本発明にかかる静電性取付部材を備えた光学ペリクルの断面図である。
【図４】本発明にかかる真空取付部材を備えた光学ペリクルの平面図である。
【図５】本発明にかかる真空取付部材を備えた光学ペリクルの代替の実施の形態の平面図である。
【図６】本発明にかかる静電性取付部材を備えた光学ペリクルの平面図である。
【図７】本発明にかかる静電性取付部材を備えた光学ペリクルの代替の実施の形態の平面図である。
【図８】ハンドル及び取り外しツールを含む、本発明にかかる真空取付部材の細部の断面図である。
【図９】図８の細部の平面図である。
【図１０】ハンドル及び取り外しツールを含む、本発明にかかる静電性取付部材の細部の断面図である。
【図１１】図１０の細部の平面図である。
【図１２】取付部材に係合するツールを含む、本発明にかかる真空取付部材の断面図である。
【図１３】真空導管を含む、本発明にかかる真空取付部材の断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
2  フォトマスク
5  ペリクル・フレーム
6  ペリクル薄膜
7  真空取付部材（吸着カップ）
8  接着剤
10  静電性取付部材（静電性フィルム・タブ、静電性スカート）
12，14  ハンドル
20，21  取り外しツール
22  加圧ツール
23  真空導管
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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