(57)【要約】【課題】マスクのアウトガス成分捕集を高真空下にすることにより実施し、捕集後もマスクを使用できる状態に保ちつつ、アウトガス成分の定性分析および定量分析を実施できるフォトマスクのアウトガス成分検査装置及び方法を提供する。【解決手段】内部に所望のパターンが形成されたリソグラフィー用フォトマスク７を設置するチャンバー１と、チャンバーに接続され、フォトマスク７から発生するアウトガス成分を捕集する捕集部２と、捕集部２を介してチャンバーに接続され、チャンバー内を高真空にする真空ポンプ６と、捕集部２に接続され、捕集部２から脱離したアウトガス成分を分析する分析部３とを有することを特徴とするフォトマスクのアウトガス成分検査装置。【選択図】  図１
2008235416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望のパターンが形成されたリソグラフィー用フォトマスク上に存在するアウトガス成分の捕集を高真空下で行なうことを特徴とするフォトマスクのアウトガス成分検査装置。
【請求項２】
請求項１記載のフォトマスクのアウトガス成分検査装置において、さらに、前記アウトガス成分の分析をするガスクロマトグラフ質量分析装置を有することを特徴とするフォトマスクのアウトガス成分検査装置。
【請求項３】
内部に所望のパターンが形成されたリソグラフィー用フォトマスクを設置するチャンバーと、
前記チャンバーに接続され、前記フォトマスクから発生するアウトガス成分を捕集する捕集部と、
前記捕集部を介して前記チャンバーに接続され、前記チャンバー内を高真空にする真空ポンプと、
前記捕集部に接続され、前記捕集部から脱離した前記アウトガス成分を分析する分析部と
を有することを特徴とするフォトマスクのアウトガス成分検査装置。
【請求項４】
請求項３記載のフォトマスクのアウトガス成分検査装置において、さらに、前記チャンバー又は前記捕集部に不活性ガスを供給するガス供給部を有することを特徴とするフォトマスクのアウトガス成分検査装置。
【請求項５】
請求項３記載のフォトマスクのアウトガス成分検査装置において、さらに、前記捕集部を加熱するヒータを有することを特徴とするフォトマスクのアウトガス成分検査装置。
【請求項６】
請求項３記載のフォトマスクのアウトガス成分検査装置において、さらに、前記分析部による分析結果を表示する表示部を有することを特徴とするフォトマスクのアウトガス成分検査装置。
【請求項７】
所望のパターンが形成されたリソグラフィー用フォトマスク上に存在するアウトガス成分の捕集を高真空下で行なうことを特徴とするフォトマスクのアウトガス成分検査方法。
【請求項８】
請求項７記載のフォトマスクのアウトガス成分検査方法において、前記アウトガス成分をガスクロマトグラフ質量分析装置で分析することを特徴とするフォトマスクのアウトガス成分検査方法。
【請求項９】
内部に所望のパターンが形成されたリソグラフィー用フォトマスクをチャンバー内に設置し、
前記チャンバーの内部を前記フォトマスクから発生するアウトガス成分を捕集する捕集部を経由して真空ポンプで真空引きすることにより前記アウトガス成分を前記捕集部に吸着させ、
前記捕集部に吸着された前記アウトガス成分を脱離させて分析を行うことを特徴とするフォトマスクのアウトガス成分検査方法。
【請求項１０】
請求項９記載のフォトマスクのアウトガス成分検査方法において、前記アウトガス成分を前記捕集部に吸着させる前に、前記チャンバー内に不活性ガスを供給して前記チャンバーの内部を不活性ガスに置換することを特徴とするフォトマスクのアウトガス成分検査方法。
【請求項１１】
請求項９記載のフォトマスクのアウトガス成分検査方法において、前記アウトガス成分の脱離は、前記捕集部をヒータで加熱することにより行うことを特徴とするフォトマスクのアウトガス成分検査方法。
【請求項１２】
請求項９記載のフォトマスクのアウトガス成分検査方法において、さらに、前記分析はガスクロマトグラフ質量分析装置により行うことを特徴とするフォトマスクのアウトガス成分検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトマスクのアウトガス成分検査装置及びフォトマスクのアウトガス成分検査方法に関する。より詳細には、例えば半導体集積回路などの製造工程において、短波長の光源を用いて実施される超微細な回路パターン転写の際に用いられるレチクルおよびフォトマスク（以下、これらを併せてマスクと呼ぶ。）の検査装置及び検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩの回路パターン等ナノレベルの微細加工にはリソグラフィー技術が用いられている。近年高集積化に伴い、より微細なパターンを作製するための技術が要求されており、露光光源の短波長化が進められている。例えば、露光光源は、ＫｒＦエキシマレーザー（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）へと移行されている。また、さらに短波長の軟Ｘ線（波長１３．５ｎｍ）を露光光源とする開発も行われている。
【０００３】
軟Ｘ線を露光光源とするリソグラフィーをＥＵＶ(Extreme Ultra Violet)リソグラフィーと呼ぶ。ＥＵＶリソグラフィーでは、その露光光の波長領域における物質の屈折率が１よりわずかに小さい程度であることから従来用いられている屈折光学系が使用できず、反射光学系を使用することによりパターン転写を実施する。また、ＥＵＶ光は窒素や水分によっても吸収されてしまい、従来の透過型のフォトマスクは使用できないため、反射型のフォトマスクが用いられる。以上のようにＥＵＶリソグラフィーは、今までのリソグラフィーとは顕著に異なる部分が多く、周辺技術の早急な対応が求められている。
【０００４】
ステッパー等の露光装置についても例外ではない。ほとんどの物質がＥＵＶ光を吸収してしまうため、装置内部を１０−５〜１０−６Ｐａ程度の高真空に保つ必要があり、微量なアウトガス成分についても光学系ミラー等の汚染対象として問題視されている。アウトガス成分の発生源はクリーンルーム環境や装置部材等様々であるが、露光装置内へ設置されるＥＵＶ用フォトマスクに対しても高い清浄度が要求される。
【０００５】
フォトマスク表面のアウトガス成分を調べる手段の一つとしては、下記特許文献１に記載されているような、ガスクロマトグラフ質量分析装置が挙げられる。ガスクロマトグラフ質量分析装置は定性分析と定量分析が高い感度で同時に実施できる利点がある。しかし、サンプルに付着したアウトガス成分を捕集する際に１００℃〜３００℃程度の熱処理を行うため、マスクを形成している膜材質の熱膨張や応力変化等の点から、アウトガス捕集後のマスクは使用できない。
【特許文献１】特開平５−２５６８４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はマスクのアウトガス成分捕集を高真空下で実施し、捕集後もマスクを使用できる状態に保ちつつ、アウトガス成分の定性分析および定量分析を実施できるフォトマスクのアウトガス成分検査装置およびフォトマスクのアウトガス成分検査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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一実施態様においては、所望のパターンが形成されたリソグラフィー用フォトマスク上に存在するアウトガス成分の捕集を高真空下で行なうことを特徴とするフォトマスクのアウトガス成分検査装置が提供される。
【０００８】
さらに、アウトガス成分の分析をするガスクロマトグラフ質量分析装置を有してもよい。
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の他の実施態様においては、内部に所望のパターンが形成されたリソグラフィー用フォトマスクを設置するチャンバーと、チャンバーに接続され、フォトマスクから発生するアウトガス成分を捕集する捕集部と、捕集部を介してチャンバーに接続され、チャンバー内を高真空にする真空ポンプと、捕集部に接続され、捕集部から脱離したアウトガス成分を分析する分析部とを有することを特徴とするフォトマスクのアウトガス成分検査装置が提供される。
【００１０】
さらに、チャンバー又は捕集部に不活性ガスを供給するガス供給部、捕集部を加熱するヒータ、分析部による分析結果を表示する表示部等を有してもよい。
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の他の実施態様においては、所望のパターンが形成されたリソグラフィー用フォトマスク上に存在するアウトガス成分の捕集を高真空下で行なうことを特徴とするフォトマスクのアウトガス成分検査方法が提供される。
【００１２】
アウトガス成分はガスクロマトグラフ質量分析装置で分析してもよい。
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の他の実施態様においては、内部に所望のパターンが形成されたリソグラフィー用フォトマスクをチャンバー内に設置し、チャンバーの内部をフォトマスクから発生するアウトガス成分を捕集する捕集部を経由して真空ポンプで真空引きすることによりアウトガス成分を捕集部に吸着させ、捕集部に吸着されたアウトガス成分を脱離させて分析を行うことを特徴とするフォトマスクのアウトガス成分検査方法が提供される。
【００１４】
アウトガス成分を捕集部に吸着させる前に、チャンバー内に不活性ガスを供給してチャンバーの内部を不活性ガスに置換してもよい。
【００１５】
アウトガス成分の脱離は、捕集部をヒータで加熱することにより行ってもよい。
【００１６】
さらに、分析はガスクロマトグラフ質量分析装置により行ってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明はマスク表面に付着したアウトガス成分の捕集を高真空下で実施し、マスクを形成する膜材質などを劣化させず、捕集後も正常に使用することが可能なマスク状態を保持しつつ、アウトガス成分の定性分析および定量分析を実施することが可能となる。この装置並びに方法を用いることにより、出荷前にマスクのアウトガス状態をチェックすることができ、出荷先からのクレーム等を未然に防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、フォトマスクのアウトガス成分検査方法および装置について詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明のフォトマスクのアウトガス成分検査方法および装置の一例を示す概略構成図である。本発明のフォトマスクのアウトガス成分検査装置はアウトガス成分を調べるフォトマスク基板を設置するチャンバー１と、アウトガス成分を捕集する捕集部２と、アウトガス成分の定性分析を行う分析部３と、分析結果を表示する表示部４とから構成される。
【００２０】
本発明のフォトマスクのアウトガス成分検査装置は、さらに、不活性ガスを供給するガス供給部５、捕集部２を経由してチャンバー１の内部を真空引きする真空ポンプ６を有する。
【００２１】
チャンバー１内部には、付着しているアウトガスを分析するフォトマスク７を設置する。
【００２２】
チャンバー１には排気用バルブ８が接続されている。チャンバー１と捕集部２との間には捕集用バルブ９が、ガス供給部５とチャンバー１との間にはチャンバーガス供給バルブ１０がそれぞれ取り付けられている。
【００２３】
ガス供給部５と捕集部２との間には分析用ガス供給バルブ１１が、捕集部２と真空ポンプ６との間には真空引き用バルブ１２が、捕集部２と分析部３との間には分析用バルブ１３がそれぞれ取り付けられている。
【００２４】
本発明のフォトマスクのアウトガス成分検査装置の使用態様は以下のとおりである。まず、付着しているアウトガスを分析するフォトマスク７をチャンバー１に設置する。この段階でチャンバー１の内部には装置を設置している環境雰囲気成分が存在している。フォトマスクのみから発生するアウトガス成分を調べる場合、環境雰囲気成分が混入していると切り分けが困難になるため、できる限り除去された状態で捕集を行うことが望まれる。
【００２５】
そこでチャンバー１の内部を分析の妨げにならない不活性ガスに置換する必要がある。ガス供給部５から不活性ガスをチャンバー１に供給する。不活性ガスの一例としてはＨｅやＡｒ等の不活性ガスが挙げられる。このとき、排気用バルブ８、チャンバーガス供給バルブ１０を開き、置換が効率的に行えるようガス流量を調節する。最適なガス流量と置換時間はチャンバーのサイズや形状、配管の位置により変化するが、６インチのフォトマスクが設置できる容積約６Ｌ程度のチャンバーの場合は１０〜３０Ｌ/ｍｉｎ程度で１５〜６０分程度行えばよい。
【００２６】
チャンバー１のガス置換終了後、排気用バルブ８、チャンバーガス供給バルブ１０を閉め、捕集用バルブ９を開く。次に真空引き用バルブ１２を開いて、フォトマスク７のアウトガス成分捕集を開始する。真空ポンプ６でチャンバー１の内部を１０−５〜１０−６Ｐａ程度の高真空状態にし、フォトマスク７から発生したアウトガス成分を捕集部２に設置された吸着物質に捕集する。吸着物質はアウトガス成分を効率良く吸着すれば何れでも構わないが、樹脂製吸着剤であるＴｅｎａｘ（２，６‐Ｄｉｐｈｅｎｙｌ−ｐ−Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  Ｏｘｉｄｅをベースにした弱極性のポーラスポリマービーズあり、アルコール、ポリエチレングリコール、ジオール、フェノール、アミン、アルデヒド、ケトンといった、高沸点極性化合物の分析に適している。）やＣａｒｂｏｔｒａｐ（グラファイトカーボンブラックかなるビーズでありで大気中のＣ５〜Ｃ８化合物の捕集に適している。）、またはシリカビーズ等を用いることができる。捕集時間は特に限定されないが、３０〜６０分程度とする。
【００２７】
次にアウトガス分析を行う。真空引き用バルブ１２を閉じ、分析用ガス供給バルブ１１と分析用バルブ１３を開く。ガス供給部５から分析の妨げにならないＨｅやＡｒ等の不活性ガスを捕集部に供給し、捕集部２に吸着しているアウトガス成分を分析部３に送る。このとき、捕集部２は１５０〜３００℃程度まで加熱し、吸着剤からアウトガス成分が脱離しやすいようにする。分析部３ではガスクロマト質量分析装置を用いて、アウトガス成分の定性および定量分析が行われ、結果が表示部４に示される。
【実施例１】
【００２８】
本発明のフォトマスクのアウトガス成分検査方法および装置の一実施例を以下に示す。しかし、本発明は実施例により何ら限定されるものではない。
【００２９】
通常の工程で作製された６インチのフォトマスクのアウトガス成分を調査した。まず、フォトマスクをチャンバー内に設置し、チャンバー内部のガス置換を実施した。不活性ガスとしてＨｅを選択し、ガス流量を２０Ｌ/ｍｉｎ、置換時間を３０分とした。次に真空ポンプでチャンバー内部を１０−６Ｐａ程度の真空状態にし、フォトマスクから発生するアウトガス成分をＴｅｎａｘという樹脂製吸着剤に捕集した。
【００３０】
つづいて、Ｈｅを供給しながらＴｅｎａｘ吸着剤を２８０℃まで加熱し、アウトガス成分をガスクロマトグラフ質量分析装置へ導入し、定性および定量分析を行った。
【００３１】
その結果、数種類の鎖状炭化水素が検出され、フォトマスクから検出された全成分の合計はヘキサデカン換算で２３．４ｎｇであることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明のフォトマスクのアウトガス成分検査装置の一例を示した概略構成図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    チャンバー
２    捕集部
３    分析部
４    表示部
５    ガス供給部    
６    真空ポンプ
７    フォトマスク
８    排気用バルブ
９    捕集用バルブ
１０  チャンバーガス供給バルブ
１１  分析用ガス供給バルブ
１２  真空引き用バルブ
１３  分析用バルブ
【図１】
2008235416.tif 000003