(57)【要約】【課題】  本発明は、上記の事情に鑑み、ペリクルをマスクに貼着しても、マスクの平坦度が損なわれないようなペリクルを提供することを課題とする。【解決手段】  本発明のペリクルは、そのペリクルフレームのマスクに張り付く側の平坦度が３０μｍ以下であり、かつそのペリクルフレームのペリクル膜側の平坦度が１５μｍ以下であることを特徴とする。【選択図】  無し【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体リソグラフィーに使用されるペリクルにおいて、そのペリクルフレームのマスクに張り付く側の平坦度が３０μｍ以下であり、かつそのペリクルフレームのペリクル膜側の平坦度が１５μｍ以下であることを特徴とするペリクル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィー用ペリクル、特にはＬＳＩ、超ＬＳＩなどの半導体装置を製造する際のゴミよけとして使用されるリソグラフィー用ペリクルに関し、特に高解像度を必要とする露光において使用される２００ｎｍ以下の紫外光露光に使用されるリソグラフィー用ペリクルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、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は、半導体ウエハ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場合にリソグラフィーという手法が用いられる。リソグラフィーでは、パターニングの原版としてマスクが用いられ、マスク上のパターンがウエハあるいは液晶用基板に転写される。
この場合に、用いる露光原版にゴミが付着していると、このゴミが光を吸収したり、光を反射してしまうため、転写したパターニングが変形したり、エッジががさついたりしてしまい、寸法、品質、外観などがそこなわれ、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来すという問題があった。
【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、このクリーンルーム内でも露光原版を常に清澄に保つことが難しいので、露光原版の表面にゴミよけの為の露光用の光を良く通過させるペリクルを貼着する方法が行われている。
この場合、ゴミは露光原版の表面には直接付着せず、ペリクル膜上に付着するため、リソグラフィー時には、焦点を露光原版のパターン上に合わせておけば、ペリクル上のゴミは転写に無関係となる利点がある。
【０００４】
このペリクルは、光を良く通過させるニトロセルロース、酢酸セルロース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、ポリエチレン等からなるペリクル枠の上部にペリクル膜の良溶媒を塗布し、風乾して接着する（特許文献１参照）か、アクリル樹脂やエポキシ樹脂などの接着剤で接着し（特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）、ペリクル枠の下部にはポリブテン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等からなる粘着層及び粘着層を保護する離型層（セパレータ）を接着して構成されている。
【０００５】
近年、リソグラフィーの解像度は次第に高くなってきており、その解像度を実現するために、徐々に波長の短い光が光源として用いられるようになってきている。具体的には、紫外光で、ｇ線（４３６ｎｍ）、Ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザー（２４８ｎｍ）と移行してきており、近年では、ＡｒＦエキシマレーザー（１９３ｎｍ）が使用され始めた。
半導体用露光装置では、マスクに描かれたパターンを短波長の光によってシリコンウエハに焼き付けるわけであるが、マスクおよびシリコンウエハに凹凸があると露光時に焦点ズレが発生し、ウエハに焼き付けられるパターンに問題が発生する。微細化が進むと、マスクおよびシリコンウエハに要求される平坦性は、ますます厳しくなっている。
【０００６】
例えば、マスクに要求される平坦性も、パターン面で平坦度２μｍの要求から、徐々に厳しくなっており、６５ｎｍノード以降では、０．５μｍ、０．２５μｍという要求が出て来ている。
ペリクルは、マスクが完成した後でパターンのゴミよけの為にマスクに貼り付けられるが、ペリクルをマスクに貼り付けると、マスクの平坦度が変化することがある。マスクの平坦度が悪くなると、上記で述べたように、焦点ズレ等の問題が発生する可能性がある。また平坦度が変化すると、マスク上に描かれたパターンの形状が変化し、マスクの重ね合わせ精度に問題がでるという問題もある。
【０００７】
逆に、ペリクルを貼り付けることによりマスクの平坦性が良くなる場合もある。この場合は、焦点ズレの問題は発生しないが、パターン形状は変化するので、マスクの重ね合わせ精度に問題がでるという問題は、依然として、発生する。
このように、最先端のマスクでは、ペリクルを貼り付けてもマスク平坦度が変化しないことが要求される。しかし、一般には、ペリクルを貼り付けるとマスク平坦度が変化する場合が多い。ペリクル貼り付けによるマスク平坦度の変化の要因は幾つかあるが、一番大きな要因は、ペリクルフレームの平坦度であることが分かってきた。
【０００８】
ペリクルフレームは、一般にアルミニウムで出来ている。幅が１５０ｍｍ程度、長さが１１０〜１３０ｍｍ程度であり、厚みが２ｍｍ程度の、中央部が抜けた形状になっている。一般には、アルミニウムの板からペリクルフレーム形状に切り出したり、フレーム形状にアルミニウム材を押し出し成型することで、フレームを製作している。
一般に、ペリクルフレームの平坦度は２０〜８０μｍ程度であるが、このように平坦度が大きいフレームを用いたペリクルをマスクに貼り付けると、フレームの形状がマスクに転写され、マスクが変形する。
【０００９】
ペリクルは、貼り付けの時に２．０〜３．９ＭＰａ（２０〜４０ｋｇｆ）の大きな力でマスクに押し付けられるが、マスク表面の平坦度は数μｍ以下と、フレームに比べて平らで、かつ剛性が高い為、押し付け時にフレームが平坦に弾性変形すると考えられる。
しかし、押し付けが終わると、フレームは元の形状に戻ろうとするが、フレームはマスク表面に接着されているので、その時マスクも変形させてしまう。
ペリクルには粘着剤が塗布されており、この粘着剤によりマスクに貼り付く。粘着剤は、マスクおよびフレームに比べて柔らかいため、応力を吸収するが、その厚みは、一般に、０．４ｍｍ以下と薄い為、十分な吸収効果を発揮できない。従って、フレームの形状が平坦でないと、マスクの変形を引き起こすことになる。
【００１０】
ペリクルがマスクに貼り付けられる場合は、ペリクルフレームのペリクル膜が付く側に力がかかるが、この時にフレームのペリクルが付く側の平坦度が悪いと、凸の部分に局所的に大きな力がかかり、その部分のフレームがより大きく変形することになる。ペリクルが付く側の平坦度が十分に良いと上記に述べたような局所的に力がかかることが無くなり、ペリクルのマウントによるフレームの変形が抑制され、その結果マスクの変形が抑制される。
一方でマスクに貼り付く側の平坦度が悪い場合を考えてみると、この場合にフレームのペリクルが付く側の平坦度が十分に良い場合は、ペリクルのマウントによるフレームの変形が抑制されるので、マスクの変形はそれほど大きくない。
【００１１】
しかし、フレームのマスクに貼り付く側に形成されているマスク粘着剤層が、ペリクルフレームとマスクの間に挟まれ、この時にフレームのマスクに貼り付く側の平坦度が悪いと、局所的にマスク粘着剤の圧縮が大きくなり、結果としてマスクの変形を引き起こす。しかし、粘着剤層はフレーム、およびマスクと比較して柔らかいので、フレームのマスクに貼り付く側の平坦度の影響というのはペリクル膜側の平坦度と比較して小さくなる。
【００１２】
ペリクルフレームの平坦度を考えた場合、もしペリクルフレームの厚みが均一な場合は、ペリクルフレームのマスクに張り付く側とペリクル膜が付く側の平坦度は同一になる。しかし一般にフレームには厚みムラがあるため、マスクに張り付く側とペリクル膜が付く側の平坦度は異なる。
上記に述べたように、マスクの変形を抑制するにはペリクルフレームの平坦度を良くすることが重要であるが、マスクの変形に対する影響はペリクル膜が付く側の平坦度の方が大きいので、特にこの部分の平坦度を良くすることにより、マスクの変形を効果的に抑制することができる。
【００１３】
【特許文献１】特開昭５８−２１９０２３号公報
【特許文献２】米国特許第４８６１４０２号明細書
【特許文献３】特公昭６３−２７７０７号公報
【特許文献４】特開平７−１６８３４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記の事情に鑑み、ペリクルをマスクに貼着しても、マスクの平坦度が損なわれないようなペリクルを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のペリクルは、そのペリクルフレームのマスクに張り付く側の平坦度が３０μｍ以下であり、かつそのペリクルフレームのペリクル膜側の平坦度が１５μｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のペリクルによれば、マスクに貼り付けた状態においても、ペリクルにも、また、マスクにも、歪みが生じ難く、高性能なリソグラフィー処理が行い得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
上記の不具合を解消する為に、本発明者は、ペリクルフレームのマスクに張り付く側の平坦度を３０μｍ以下、かつそのペリクルフレームのペリクル膜側の平坦度を１５μｍ以下に抑制することにより、マスクの変形を小さく抑えることができることを見出した。
上に述べたように、ペリクルフレームの平坦度が悪い場合、ペリクルをマスクに貼り付けた場合、その形状がマスク形状に転写される。例えば、ペリクルフレームの１辺が、粘着剤を塗布する側から見て凹形状の場合、その辺をマスクに貼り付けた時に、そのペリクルの辺に沿って、マスクは凸形状に変形する。逆に、ペリクルフレームの１辺が凸形状の場合、その辺をマスクに貼り付けた時に、そのペリクルの辺に沿って、マスクは凹形状に変形する。
【００１８】
なお、マスクの平坦度の変化は、ペリクルフレームの平坦度の絶対値とともに、フレームの形状とマスクの形状の関係によっても左右される。つまりは、フレームの平坦度が同じ値でも、フレームの形状が異なる場合、同じマスクに貼り付けた時に、マスクの平坦度の変化は異なる場合がある。また、逆に、同じ形状のフレームを形状が異なるマスクに貼り付けた場合、マスクの平坦度の変化が異なる場合がある。
フレームが十分に平らな場合は、このような形状依存性も小さくなることになるので、フレームの平坦度を出来るだけ良好にすることが、ペリクルをマスクに貼り付けた時にマスクの変形を少なくすることになる。
【００１９】
ペリクルフレームの平坦度は、一般に、フレームを平滑な面に置き、フレーム端面の高さを測定し、その各点の値から仮想平面を算出し、各点の仮想平面からの変位の最大−最小の値を平坦度とする。
フレーム平坦度の測定は、フレーム上を何点測定しても良いが、通常、各４隅と各直線の中央４点の計８点を測定すれば、フレーム全体の平坦度の算出には十分である。
【００２０】
上に述べたように、マスクの平坦度は、フレームのそれと比較して非常に良い。フレームの平坦度も、マスクのそれ並に向上させることによりペリクル貼り付けによる変形は少なくなるが、実際は、アルミニウム製フレームの平坦性を、石英製の平板上のマスクの平坦性並に仕上げることは、非常に困難であり、また非経済的である。
ここでフレームの平坦性を検討した結果、フレーム平坦度をペリクルフレームのマスクに張り付く側の平坦度を３０μｍ以下、かつペリクル膜側の平坦度を１５μｍ以下に抑制することにより、そのフレームを用いて製作したペリクルをマスクに貼り付けても、マスクの変形は０．１μｍ以下に抑えることができ、ほぼ満足できる結果を得られることが分かった。
なおフレームの平坦度を向上させると、それに伴いマスクの平坦度変化は小さくなる。更にマスク平坦度の変化を小さくする必要がある場合は、フレームの平坦度を例えば10μm以下、もしくは5μm以下にすることにより、よりマスクの平坦度変化を抑制することができ、高品質なペリクル付きマスクを供給することができる。
【実施例】
【００２１】
以下に、本発明の実施例を示すが、これに限定されるものではない。
［実施例１］
サイトップＣＴＸ−Ｓ（旭硝子（株）製商品名）をパーフルオロトリブチルアミンに溶解させた５％溶液をシリコンウエハ上に滴下し、スピンコート法により８３０ｒｐｍでウエハを回転させウエハ上に広げた。その後室温で３０分間乾燥後、１８０℃で乾燥し均一な膜とした。これに接着剤を塗布したアルミ枠を貼り付け、膜だけを剥離しペリクル膜とした。
【００２２】
アルマイト処理されたアルミニウム製のフレーム（外寸：１４９ｍｍ×１２２ｍｍ×５．８ｍｍ）の平坦度を、マスクに貼り付く側から測定したところ３０μｍであり、ペリクル膜側から測定したところ１５μｍであった。このフレームのマスクに貼り付く側の片端面にマスク粘着剤を塗布し、もう一方の片端面に膜接着剤を塗布した。その後膜接着剤側をアルミニウム枠に取ったペリクル膜に貼り付け、フレームの外周の膜を切断しペリクルを完成させた。
完成したペリクルを、１４２ｍｍ角の、平坦度が０．２５μｍであるマスクに荷重２０ｋｇで貼り付けた。その後再度ペリクル付きマスクの平坦度を測定したところ、０．３３μｍとなり、平坦度は０．０８μｍ悪化したものの、満足いく平坦度に抑えることができた。
【００２３】
［実施例２］
サイトップＣＴＸ−Ｓ（旭硝子（株）製商品名）をパーフルオロトリブチルアミンに溶解させた５％溶液をシリコンウエハ上に滴下し、スピンコート法により８３０ｒｐｍでウエハを回転させウエハ上に広げた。その後室温で３０分間乾燥後、１８０℃で乾燥し均一な膜とした。これに接着剤を塗布したアルミニウム枠を貼り付け、膜だけを剥離しペリクル膜とした。
【００２４】
アルマイト処理されたアルミニウム製のフレーム（外寸：１４９ｍｍ×１２２ｍｍ×５．８ｍｍ）の平坦度を、マスクに貼り付く側から測定したところ１２μｍであり、ペリクル膜側から測定したところ６μｍであった。このフレームのマスクに貼り付く側の片端面にマスク粘着剤を塗布し、もう一方の片端面に膜接着剤を塗布した。その後膜接着剤側をアルミニウム枠に取ったペリクル膜に貼り付け、フレームの外周の膜を切断しペリクルを完成させた。
完成したペリクルを、１４２ｍｍ角平坦度が０．２５μｍであるマスクに荷重２０ｋｇで貼り付けた。その後再度ペリクル付きマスクの平坦度を測定したところ、０．２４μｍとなった。マスクの平坦度の変化量は０．０１μｍと非常に小さな変化になり、非常に満足いく結果になった。またマスクの形状には殆ど変化は無かった。
【００２５】
［実施例３］
サイトップＣＴＸ−Ｓ（旭硝子（株）製商品名）をパーフルオロトリブチルアミンに溶解させた５％溶液をシリコンウエハ上に滴下し、スピンコート法により８３０ｒｐｍでウエハを回転させウエハ上に広げた。その後室温で３０分間乾燥後、１８０℃で乾燥し均一な膜とした。これに接着剤を塗布したアルミ枠を貼り付け、膜だけを剥離しペリクル膜とした。
【００２６】
アルマイト処理されたアルミニウム製のフレーム（外寸：１４９ｍｍ×１２２ｍｍ×５．８ｍｍ）の平坦度を、マスクに貼り付く側から測定したところ６μｍであり、ペリクル膜側から測定したところ１２μｍであった。このフレームのマスクに貼り付く側の片端面にマスク粘着剤を塗布し、もう一方の片端面に膜接着剤を塗布した。その後膜接着剤側をアルミニウム枠に取ったペリクル膜に貼り付け、フレームの外周の膜を切断しペリクルを完成させた。
完成したペリクルを、１４２ｍｍ角平坦度が０．２５μｍであるマスクに荷重２０ｋｇで貼り付けた。その後再度ペリクル付きマスクの平坦度を測定したところ、０．２１μｍとなった。マスク平坦度の変化量は０．０４μｍとなり、満足行く結果になった。実施例１よりも良い結果になったが、実施例２よりは悪い結果になった。またマスクの形状には大きな変化は無かった。
【００２７】
［比較例１］
サイトップＣＴＸ−Ｓ（旭硝子（株）製商品名）をパーフルオロトリブチルアミンに溶解させた５％溶液をシリコンウエハ上に滴下し、スピンコート法により８３０ｒｐｍでウエハを回転させウエハ上に広げた。その後室温で３０分間乾燥後、１８０℃で乾燥し均一な膜とした。これに接着剤を塗布したアルミ枠を貼り付け、膜だけを剥離しペリクル膜とした。
【００２８】
アルマイト処理されたアルミニウム製のフレーム（外寸：１４９ｍｍ×１２２ｍｍ×５．８ｍｍ）の平坦度を、マスクに貼り付く側から測定したところ５８μｍであり、ペリクル膜側から測定したところ５２μｍであった。このフレームのマスクに貼り付く側片端面にマスク粘着剤を塗布し、もう一方の片端面に膜接着剤を塗布した。その後膜接着剤側をアルミニウム枠に取ったペリクル膜に貼り付け、フレームの外周の膜を切断しペリクルを完成させた。
完成したペリクルを、１４２ｍｍ角平坦度が０．２５μｍであるマスクに荷重２０ｋｇで貼り付けた。その後再度マスクの平坦度を測定したところ、０．４８μｍとなり、マスク平坦度は大きく悪化した。またこの時のペリクルフレームは、ペリクル膜側からみて、長辺の中央が凸になっている形状であったが、ペリクル貼り付け後のマスクの形状は、フレームの形状が転写され、ペリクル長辺方向に対して凸形状に変形した。
【００２９】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明によれば、マスクに貼り付けた状態においても、ペリクルにも、また、マスクにも、歪みが生じ難く、高性能なリソグラフィー処理が行い得るもので、半導体リソグラフィーを利用する産業分野において寄与する処大である。