(57)【要約】【課題】フォトマスク基板へのペリクルの装脱着を容易に行えるようにする。【解決手段】一面に所定のパターンの形成されたフォトマスク基板と、フォトマスク基板のこの一面に対して垂直に、パターンの外周を囲むように配置されたフレームと、フレームに張設され、フォトマスク基板の一面に対向し、所定の間隔を置いて配置されたペリクル膜と、を備えるフォトマスクにおいて、フレームは、フォトマスク基板の一面と接する部分において開放する中空のフレームであり、フレームの少なくとも一箇所に孔部を備える。フレームを、フォトマスク基板に装着するときには、支持台に配置されたフォトマスク基板に、フレームを配置して、後部から、フレーム内部の空間のガスを排気する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面に所定のパターンの形成されたフォトマスク基板と、
前記フォトマスク基板の前記一面に対して垂直に、前記パターンの外周を囲むように配置されたフレームと、
前記フレームに張設され、フォトマスク基板の前記一面に対向し、所定の間隔を置いて配置されたペリクル膜と、
を備え、
前記フレームは、前記フォトマスク基板の前記一面と接する部分において開放する中空のフレームであり、
前記フレームの少なくとも一箇所に孔部を備えることを特徴とするフォトマスク。
【請求項２】
前記孔部に、前記孔部を閉じる栓部材を備えることを特徴とする請求項１に記載のフォトマスク。
【請求項３】
フォトマスクを支持する支持台と、
前記支持台に配置されたフォトマスクのペリクル膜を張設して支持する中空のフレーム内部の空間のガスを排気する排気手段と、
を備えることを特徴とするペリクル装脱着装置。
【請求項４】
前記排気手段は、
前記フレームに設けられた孔部に接続するエアノズルと、
前記エアノズルを介してガスを吸引するポンプと、
を備えることを特徴とする請求項３に記載のペリクル装脱着装置。
【請求項５】
前記フレーム内部の空間にガスを供給するガス供給手段を備えることを特徴とする請求項３または４に記載のペリクル装脱着装置。
【請求項６】
フォトマスクを支持する支持台と、
前記支持台に配置されたフォトマスクのペリクル膜を張設して支持する中空のフレーム内部の空間にガスを供給するガス供給手段と、
を備えることを特徴とするペリクル装脱着装置。
【請求項７】
前記供給手段は、
前記フレームに設けられた孔部に接続するエアノズルと、
前記エアノズルを介してガスを供給する供給源と、
を備えることを特徴とする請求項５または６に記載のペリクル装脱着装置。
【請求項８】
請求項３から７のいずれかに記載のペリクル装脱着装置の配置されたペリクル装脱着装置部と、
フォトマスクを収納して保管するフォトマスク収納部と、
前記フォトマスクの検査を行う検査部と、
前記フォトマスクに形成されたパターンを基板に転写する基板処理部と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項９】
前記ペリクル装脱着装置部と、前記フォトマスク収納部との間で、フォトマスクを自動的に搬送する第一のロボットハンドと、
前記ペリクル装脱着装置部と、前記検査部との間で、フォトマスクを自動的に搬送する第二のロボットハンドと、
前記フォトマスク装脱着装置部と、前記基板処理部との間で、フォトマスクを自動的に搬送する第三のロボットハンドと、
を備えることを特徴とする請求項８に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フォトマスク、ペリクル装脱着装置及び基板処理装置に関する。更に、具体的には、所望のパターンが形成されたフォトマスク基板と、このパターンを保護するペリクル膜と、このペリクル膜を張設するフレームとを備えるフォトマスクと、このフォトマスクのペリクル装脱着装置及びこれを用いた基板処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造におけるリソグラフィ工程においては、フォトマスク基板に形成されたパターンに、光を照射し、このフォトマスクを透過した光を、ウェーハ上で結像させて、ウェーハ上の感光剤を感光させることにより、ウェーハに所定のパターンを転写する。
【０００３】
ここで用いられるフォトマスク基板のパターン上に、異物が直接付着すると、その異物がそのままパターンと共に転写されるため、半導体チップの欠陥につながる場合がある。これを防止するため、一般に、パターンの形成されたフォトマスク基板を、ペリクル膜と呼ばれる薄膜により保護する方法が採られている。
【０００４】
具体的に、ペリクル膜は、フォトマスク基板のパターン形成面の外側を囲むように配置されたペリクルフレームに保持され、これにより、フォトマスク基板のパターン形成面と所定の間隔を置いて張設される。即ち、フォトマスク基板のパターンの形成された部分は、ペリクルフレームと、これに張設されたペリクル膜とにより、パターン形成面に異物が付着しないように保護されている。
【０００５】
一方、近年の半導体集積回路の微細化に伴い、リソグラフィ工程においても、露光光の短波長化が進み、次世代の露光光として、波長１５７ｎｍのＦ２エキシマレーザ光を用いる研究が進められている。このＦ２エキシマレーザ光は、空気により吸収される性質をもつため、吸収の少ない窒素等の不活性ガス中での使用が必要となる。
【０００６】
露光の際、基板処理装置内では、ペリクル装着済みのフォトマスクの保管されたフォトマスクライブラリから、ロボットハンドにより、所定のフォトマスクが取り出され、パーティクル検査室において、フォトマスク基板やペリクル表面の異物の有無について検査された後、再びロボットハンドにより搬送され露光装置に移動される。この時、基板処理装置内は、全体が窒素ガス等の不活性ガスにより置換され、一連の動作は、窒素等の不活性ガス内で行われる。
【０００７】
また、フォトマスク基板と、ペリクルフレームと、ペリクル膜とで閉じられる空間の内部の空気によっても、Ｆ２エキシマレーザ光が吸収されるため、フォトマスク内部の空間内のガスを、基板処理装置内で置換できるように、ペリクルフレームには通気孔が多数設けられているものが提案されている。このようなフォトマスクを用いる場合、パーティクル検査の前に、フォトマスク内のガスを、ペリクルフレームの通気孔から、窒素等の不活性ガスに置換させる。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−１３３９６１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のようなフォトマスクにおいて、ペリクルフレームは、フォトマスク基板に、シリコン系の粘着剤などにより接着されている。このため、ペリクル膜に傷が生じた等の理由により、ペリクルの剥離が必要となる場合には、ペリクルフレームを剥離した後、この接着剤の残留を落とす洗浄等の工程が必要となる。このとき、フォトマスクのパターンに、ダメージを与えてしまう場合がある。
【００１０】
また、ペリクル膜の再装着には再び接着剤を用いた装着が必要となる。従って、ペリクル膜の剥離や再装着には長時間を要し、半導体製造におけるスループットを低下させるという問題がある。
【００１１】
また、Ｆ２エキシマレーザ光を使用するためには、フォトマスク内の雰囲気を窒素ガス等の不活性ガスに置換する必要がある。しかし、上述のような、フレームの通気孔からの置換では、フォトマスクが完全に置換されるまで長時間を要し、このため、スループットを低下させるという問題があった。
【００１２】
従って、この発明は、上記問題を解決しスループットの向上を図ることを目的として、フレームの脱着を容易にし、及び、フォトマスク内部のガス置換のための時間を短縮できるように改良したフォトマスク、フォトマスク装脱着装置及び基板処理装置を提案するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
従って、この発明におけるフォトマスクは、一面に所定のパターンの形成されたフォトマスク基板と、
前記フォトマスク基板の前記一面に対して垂直に、前記パターンの外周を囲むように配置されたフレームと、
前記フレームに張設され、フォトマスク基板の前記一面に対向し、所定の間隔を置いて配置されたペリクル膜と、
を備え、
前記フレームは、前記フォトマスク基板の前記一面と接する部分において開放する中空のフレームであり、
前記フレームの少なくとも一箇所に孔部を備えるものである。
【００１４】
また、この発明におけるペリクル装脱着装置は、フォトマスクを支持する支持台と、
前記支持台に配置されたフォトマスクのペリクル膜を張設して支持する中空のフレーム内部の空間のガスを排気する排気手段と、を備えるものである。
【００１５】
また、この発明の基板処理装置は、この発明のペリクル装脱着装置の配置されたペリクル装脱着装置部と、
フォトマスクを収納して保管するフォトマスク収納部と、
前記フォトマスクの検査を行う検査部と、
前記フォトマスクに形成されたフォトマスクパターンを基板に転写する基板処理部と、
を備えるものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
【００１７】
実施の形態
図１は、この発明の実施の形態におけるフォトマスク１００を説明するための断面模式図であり、図２は、図１のＡ−Ａ´方向におけるフォトマスク１００の断面模式図である。
図１に示すように、フォトマスク１００は、フォトマスク基板２と、ペリクルフレーム４と、ペリクル膜８とを含んで構成される。
【００１８】
フォトマスク基板２には、所定のパターン（図示せず）が形成されている。このパターンの形成されたパターン形成面の外周部分には、この面に対して垂直に、ペリクルフレーム４が配置されている。ペリクルフレーム４は、石英ガラスにより形成されている。ペリクルフレーム４は、フォトマスク基板２のパターン形成面と接する部分において開放面を有する中空の枠体であり、その断面は、角張ったＵ字形状である。また、ペリクルフレーム４は、このＵ字の枠体と、フォトマスク基板２とによって閉じられる空間６を有する。
【００１９】
ペリクル膜８は、ペリクルフレーム４に張設され、これにより、フォトマスク基板と所定の間隔をおいて、パターン形成面に対向するようにペリクル膜８が配置されている。ペリクル膜４は、石英ガラスにより形成されている。
また、ペリクルフレーム４の外枠の１箇所には、ペリクルフレーム４の外枠を、空間６から外側にまで貫通する通気孔１０が設けられている。通気孔１０には、栓１２が設けられている。
【００２０】
フォトマスク１００においては、ペリクルフレーム４内の空間６は、通気孔１０が栓１２により閉じられ、ペリクルフレーム４が、フォトマスク基板２に装着されている状態においては、ペリクルフレーム４の内の空間６は、ペリクルフレーム４とフォトマスク基板２とにより密閉されている。また、このとき、フォトマスク基板２と、ペリクルフレーム４と、ペリクル膜８とにより閉じられる空間もまた、密閉された状態にある。
【００２１】
図３は、この発明の実施の形態におけるペリクル装脱着装置２００を説明するための一部透視部を含む概念図である。
図３に示すように、ペリクル装脱着装置２００には、フォトマスク基板２を載置するフォトマスク支持台２０が備えられている。フォトマスク支持台２０付近の１箇所には、ペリクル用ロボットハンド２２が設置されている。ペリクル用ロボットハンド２２は、ペリクルフレーム４を保持し、または、搬送する。また、ペリクルフレーム４の栓１２付近には、栓用ロボットハンド２４が設置されている。栓用ロボットハンド２４は、栓１２の開閉を行うことができる。
【００２２】
また、ペリクル装脱着装置２００は、装着機構３０を備える。装着機構３０は、真空ポンプ３２と、これに接続するエアチューブ３４と、エアチューブ３４の先端に形成されたエアノズル３６とにより構成される。エアノズル３６は、ペリクルフレーム４に設けられた通気孔１０に係合するようになっている。
【００２３】
また、ペリクル装脱着装置２００は、脱着機構４０を備える。脱着機構４０は、窒素供給源４２と、これに接続するエアチューブ４４とを備える。また、エアチューブ４４の途中、１箇所には、フィルタ４６が設けられ、エアチューブ４４の先端には、エアノズル４８が設けられている。窒素ガス供給源４２は、酸素濃度が１００ｐｐｍ程度の窒素ガスを供給することができる。また、エアノズル４８は、ペリクルフレーム４に設けられた通気孔１０に係合するようになっている。
【００２４】
図４は、この発明の実施の形態における基板処理装置３００を説明するための概念図である。
図４に示すように、基板処理装置３００には、フォトマスクライブラリ５０、ペリクル装脱着装置室５２、パーティクル検査室５４、及びチャンバ５６の各部屋が設けられている。フォトマスクライブラリ５０には、複数のフォトマスク１００が保管されている。ペリクル装脱着室５２には、ペリクル装脱着装置２００が設置されている。パーティクル検査室５４では、フォトマスク基板２に異物の付着や傷等の異常がないかどうか検査され、また、チャンバ５６においては、露光が行われるようになっている。
【００２５】
また、フォトマスクライブラリ５０と、ペリクル装脱着室５２との間には、フォトマスク１００を保持して搬送するロボットハンド６０が設けられている。また、ペリクル装脱着室５２と、パーティクル検査室５４との間のフォトマスク基板２の搬送用には、ロボットハンド６２が設けられている。またロボットハンド６２と、チャンバ５６との間の搬送用には、アライメント用ロボットハンド６４が設けられている。
【００２６】
基板処理装置３００には、エアフィルタ６６が配置され、エアフィルタ６６を介して、常に、窒素ガスが処理装置３００内全体に供給されるようになっている。
【００２７】
次に、以上のように構成されたペリクル装脱着装置２００及び基板処理装置３００の動作について説明する。
【００２８】
図３を参照して、フォトマスク基板２にペリクルフレーム４を装着する際には、ペリクル装脱着装置２００の装着機構３０を用いる。具体的には、まず、フォトマスク支持台２０に、フォトマスク基板２が、パターン形成面を上側にして載置される。その後、ペリクル用ロボットハンド２２により、ペリクル膜８の張設されたペリクルフレーム４が搬送される。ペリクルフレーム４は、栓１２が、栓用ロボットハンド２４側に来るようにしてフォトマスク基板２上に載置される。
【００２９】
次に、栓用ロボットハンド２４により、栓１２が引き抜かれ、通気孔１０に、エアノズル３６が挿入される。その後、真空ポンプ３２により吸引を開始し、ペリクルフレーム４内の空間６のガスを排気する。その後、エアノズル３６を外し、栓用ロボットハンド２４により、再び、栓１２を通気孔１０に嵌め込む。これにより、ペリクルフレーム４内の空間６は陰圧になり、フォトマスク基板２に密着する。このようにして、接着剤なしで、フォトマスク基板２に、ペリクルフレーム４を装着することができる。
【００３０】
フォトマスク１００の、ペリクルフレーム４を外す場合には、ペリクル装脱着装置２００の脱着機構４０を用いる。具体的には、まず、フォトマスク１００が、フォトマスク支持台２０に載置される。このとき、フォトマスク１００は、栓１２が、栓用ロボットハンド２４側に来るように載置される。
【００３１】
次に、ペリクル用ロボットハンド２４により、ペリクルフレーム４を保持し、この状態で、栓用ロボットハンド２４により、栓１２を取り外す。その後、通気孔１０に、エアノズル４８を挿入し、窒素供給源４２から、酸素濃度が１００ｐｐｍ程度の窒素ガスの供給を開始する。窒素ガスは、エアチューブ４４内を通り、フィルタ４６を通過して異物が取り除かれた後、エアノズル４８から、ペリクルフレーム４の空間６内に充填される。これにより、ペリクルフレーム４内の空間６は陽圧になり、フォトマスク基板２から、ペリクルフレーム４が取り外される。
【００３２】
次に、基板処理装置３００内の動作について説明する。
基板処理装置３００のフォトマスクライブラリ５０には、フォトマスク１００が複数保管されている。このフォトマスクライブラリ５０から、ロボットハンド６０により、所定のフォトマスク１００を選択して、ペリクル装脱着室５２に搬送する。フォトマスク基板２は、ペリクル装脱着室５２内の、ペリクル装脱着装置２００のフォトマスク支持台２０に配置される。ペリクル装脱着室５２内では、上述したように、ペリクル装脱着装置２００の脱着機構４０により、ペリクルフレーム４内の空間６に窒素ガスが供給され、これにより、ペリクルフレーム４が外される。
【００３３】
次に、ロボットハンド６２により、パーティクル検査室５４に、フォトマスク基板２が搬送される。パーティクル検査室５４内では、フォトマスク基板２に、異物の付着や、傷等の異常がないかどうか検査される。
【００３４】
検査終了後、ロボットハンド６２により、フォトマスク基板２がアライメント用ロボットハンド６４に搬送される。アライメント用ロボットハンド６４により、フォトマスク基板２のアライメントが行われた後、チャンバ５６内に搬送され、フォトマスク基板２のパターンがウェーハに転写される。
【００３５】
露光後、フォトマスク基板２は、アライメント用ロボットハンド６４により、チャンバ５６から、ロボットハンド６２に搬送され、ロボットハンド６２により、ペリクル装脱着室５２内のフォトマスク支持台２０に載置される。ペリクル装脱着室５２では、上述したように、フォトマスク基板２上に、ペリクルフレーム４が載置され、装着機構３０により、ペリクルフレーム４内の空間６のガスが吸引され、これにより、再び、フォトマスク基板２に、ペリクルフレーム４が装着される。なお、ここで、ペリクル装脱着室５２内は、窒素ガスによりパージされているため、フォトマスク１００の内部の空間も窒素ガスが充填される。
【００３６】
以上説明したように、この実施の形態によれば、ペリクルフレーム４内の空間６を陰圧にして、ペリクルフレーム４とフォトマスク基板２とによりこの空間を密封し、これによって、フォトマスク基板２に、ペリクルフレーム４を装着することができる。また、ペリクルフレーム４内の空間６に、窒素ガスを供給し、これによって、フォトマスク基板２から、ペリクルフレーム４を取り外すことができる。従って、フォトマスク基板２や、ペリクル膜８等に異常が発見され、ペリクル膜８を取り外さなければならない時などでも、ガスの吸引や供給のみで、ペリクルフレーム４の脱着を容易に行うことができる。従って、ペリクルフレーム４を取り外す際に、特別な洗浄工程を必要とせず、フォトマスク基板２のパターンにダメージを与えることを防ぐことができる。また、ペリクルフレーム４の装脱着に、粘着剤等の接着手段を必要とせず、また、取り外し後の洗浄の工程を必要としないため、スループットの向上を図ることができる。
【００３７】
また、この実施の形態によれば、ペリクルフレーム４は、基板処理装置内で、装着を行うことができる。従って、ペリクルフレーム４を取り外して、フォトマスク基板２のみを露光装置内で用いることができる。従って、フォトマスク１００内の空間を、窒素ガスに置換する工程を省略することができ、従って、半導体装置の製造のスループットの向上を図ることができる。また、この実施の形態によれば、窒素ガス内で容易にペリクルフレーム４を装着できるため、装着と同時に、フォトマスク１００内の空間に窒素ガスを充填することができる。従って、ペリクル膜８を装着した状態のままフォトマスク１００を用いて露光を行う場合にも、フォトマスク１００内の空間に窒素ガスを充填する時間を短縮することができ、スループットの向上を図ることができる。
【００３８】
なお、この実施の形態においては、ペリクル装脱着装置２００に、装着機構３０と、脱着機構４０の両方を備える場合について説明した。しかし、この発明は、これに限るものではなく、例えば、装着機構３０のみを備え、ペリクルフレーム４の取り外しについては、栓１２を取り外すのみで対応するもの等であってもよい。
【００３９】
また、この実施の形態においては、通気孔１０に栓１２が設けられているものについて説明した。しかし、この発明は、栓１２が設けられているものに限るものではない。例えば、栓１２の代わりに、通気孔１０を、シールで閉じるもの等でもよく、また、通気孔１０に弁を設けて、ガスの逆流を防止できるようにしたもの等であっても良い。
【００４０】
また、この実施の形態において、装着機構３０、脱着機構４０は、ポンプ３２あるいは、供給源４２と、エアチューブ３４、４４、エアノズル３６、４８を備える場合について説明した。しかし、この発明においては、装脱着の手段は、これに限るものではなく、ペリクルフレーム４内の空間６から、適切にガスを排気し、あるいは、適切にガスを供給できるものであれば、他の手段を用いたものであってもよい。また、脱着機構４０の窒素供給源４２からは、酸素濃度１００ｐｐｍ程度の窒素ガスを供給する場合について説明した。しかし、この発明において、供給するガスは、このガスに限るものではなく、他のガスであってもよい。好適には、供給するガスとしては、酸素濃度が異なる窒素ガス等の不活性ガスや、また酸素が含まれない窒素ガス等の不活性ガス等が望ましい。
【００４１】
また、この実施の形態においては、基板処理装置３００内に、複数の部屋を設け、その部屋の間をロボットハンドが、フォトマスク１００あるいはフォトマスク基板２を搬送する場合について説明した。しかし、この発明においては、これらの部屋の全てを基板処理装置３００内に備える場合に限るものではなく、また、ロボットハンドにより、自動搬送できるようなものに限るものでもない。基板処理装置としては、ペリクル装脱着装置２００と、露光装置とを組み合わせて使用できるものであれば、他の構成であってもよい。
【００４２】
また、基板処理装置３００内は、常に、フィルタ６６を介して窒素ガスを供給している場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、基板処理装置３００内を先に窒素ガスなどで、充填し、ガスの供給は行わないものであっても良い。また、供給するガスは、窒素ガスに限るものではなく、他の不活性ガスであってもよい。また、窒素ガス等の不活性ガスに、少量の酸素を含むものであっても良い。
【００４３】
また、この実施の形態において、ペリクルフレーム４や、ペリクル膜８の材料を石英ガラスとしたが、この発明は、これに限るものではなく、他の材料で形成されたものであってもよい。但し、例えば、ペリクル膜８を装着したまま露光装置内で使用する場合には、露光光の透過率などは考慮する必要がある。
【００４４】
尚、この発明において、孔部には、例えば、実施の形態における通気孔１０が該当し、栓部材には、例えば、実施の形態における栓１２が該当する。また、この発明において、排気手段には、例えば、この実施の形態における装着機構３０が該当し、ガス供給手段には、例えば、脱着機構４０が該当する。
【００４５】
また、この発明において、ペリクル装脱着装置部には、例えば、実施の形態におけるペリクル装脱着室５２が該当し、フォトマスク収納部には、例えば、フォトマスクライブラリ５０が該当し、検査部には、例えば、パーティクル検査室５４が該当し、基板処理部には、例えば、チャンバ５６が該当する。
【００４６】
また、この発明において、第一、第二、第三のロボットハンドには、例えば、それぞれ、ロボットハンド６０、ロボットハンド６２及び、アライメント用ロボットハンド６４が該当する。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、フォトマスクのフレーム内部の空間のガスを吸引することにより、フレームを、フォトマスク基板に、容易に装着することが出来る。また、この空間にガスを供給することにより、フレームを容易に取り外すことができる。従って、フォトマスク基板や、ペリクル膜に異常があった場合にも、ペリクルの取り外しが容易であり、従って、スループットの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の実施の形態におけるフォトマスクを説明するための断面模式図である。
【図２】図１のＡ−Ａ´方向におけるフォトマスクの断面模式図である。
【図３】この発明の実施の形態におけるペリクル装脱着装置を説明するための概念図である。
【図４】この発明の実施の形態における基板処理装置を説明するための概念図である。
【符号の説明】
１００  フォトマスク
２００  ペリクル装脱着装置
３００  基板処理装置
２  フォトマスク基板
４  ペリクルフレーム
６  空間
８  ペリクル膜
１０  通気孔
１２  栓
２０  フォトマスク支持台
２２  ペリクル用ロボットハンド
２４  栓用ロボットハンド
３０  装着機構
３２  真空ポンプ
３４  エアチューブ
３６  エアノズル
４０  脱着機構
４２  窒素供給源
４４  エアチューブ
４６  エアフィルタ
４８  エアノズル
５０  フォトマスクライブラリ
５２  ペリクル装脱着室
５４  パーティクル検査室
５６  チャンバ
６０、６２  ロボットハンド
６４  アライメント用ロボットハンド
６６  エアフィルタ
【図１】
2004240221.tif 000003
【図２】
2004240221.tif 000004
【図３】
2004240221.tif 000005
【図４】
2004240221.tif 000006