(57)【要約】【課題】ペリクルフレームとその上面に設けられたペリクル膜とからなるペリクル構造体がマスクに装着された状態で、ペリクル構造体内部雰囲気の確認を行うことで、容易にペリクル構造体内部のパージガス置換状況を判定し、酸素、水分、有機化合物等についても濃度確認が可能なペリクル構造体及びその内部の雰囲気確認システム並びに雰囲気置換判定方法を提供することを目的とする。【解決手段】ペリクルフレームとペリクルフレームの上面に設けられたペリクル膜とからなり、パージガス導入のためのガス導入口と、内部雰囲気ガス排出のためのガス排出口とが設けられたペリクル構造体において、該ペリクルフレームの少なくとも一部を透光性材料からなる透光部とし、ペリクルフレームの内壁に光を反射する反射体を備えたペリクル構造体及びその内部の雰囲気確認システム並びに雰囲気置換判定方法を提供する。【選択図】図１
2004054081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペリクルフレームとペリクルフレームの上面に設けられたペリクル膜とからなり、パージガス導入のためのガス導入口と、内部雰囲気ガス排出のためのガス排出口とが設けられたペリクル構造体において、該ペリクルフレームの少なくとも一部を透光性材料からなる透光部とし、ペリクルフレームの内壁に光を反射する反射体を備えたことを特徴とするペリクル構造体。
【請求項２】
請求項１に記載のペリクル構造体がフォトマスクに装着された状態で、前記ガス導入口及びガス排出口にそれぞれパージガス供給部とパージガス排出部を接続し、ペリクル構造体内部雰囲気をパージガスで置換し、その確認を行うペリクル構造体内部の雰囲気確認システムであって、
前記透光部へ光を照射する発光部と、前記同一あるいは別の透光部から光を受ける受光部を設けた光学的測定装置を備えることを特徴とするペリクル構造体内部の雰囲気確認システム。
【請求項３】
前記光学的測定装置がフーリエ変換赤外分光光度計であることを特徴とする請求項２に記載のペリクル構造体内部の雰囲気確認システム。
【請求項４】
請求項２または３に記載のペリクル構造体内部の雰囲気確認システムを用いて、ペリクル構造体内部ガスを分析し、該分析結果からペリクル構造体内部のパージガス雰囲気の置換を判定することを特徴とするペリクル構造体内部の雰囲気置換判定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集積回路の製造工程で使用されるレチクル又はフォトマスク（以下、これらを併せてマスクと呼ぶ。）に異物付着防止の目的で装着されるペリクル構造体及びその内部の雰囲気確認システム並びに雰囲気置換判定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
集積回路の製造工程で使用されるフォトリソグラフィ技術は、レジスト材を塗布したシリコンウェハを露光することによりパターンを形成する。この際、使われるマスクにキズ、異物等が存在していると、パターンと共にキズ、異物がウェハ上に転写され、回路の短絡・断線等の原因となる。この為、マスク表面の異物防止としてマスクの片面または両面にペリクル構造体を装着する方法がとられている。本明細書において、ペリクル構造体とは平面上のペリクル膜（本明細書において、有機樹脂からなる膜状のもの及び合成石英等からなる板状のもの共に含む。）と、ペリクル膜とマスクの間に空間を設けるために所定の厚みを持つペリクルフレームからなり、ペリクルフレームの上面にペリクル膜を設けたものをいう。
【０００３】
シリコンウェハ上に集積回路パターンを描画するフォトリソグラフィ技術においては、近年ＬＳＩの高集積化に伴い、より狭い線幅で微細な回路パターンを描画するための技術が要求されており、これに対応するために露光光源の短波長化が進められている。例えば、リソグラフィ用ステッパの光源は、従来のｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）から進んで、ＫｒＦエキシマレーザー（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）、Ｆ２レーザー（波長１５７ｎｍ）等のより短波長の光源に移行されている。
【０００４】
従来のフォトリソグラフィ工程は大気中で行われていたが、露光光源の短波長化に伴い光吸収が大きくなり、大気中の酸素や水分及び有機化合物により露光光が吸収されるため、不活性ガス雰囲気中での露光が必要とされる。しかし、従来のペリクル構造体内部の雰囲気を不活性ガス雰囲気に置換することは容易ではなかった。
【０００５】
この問題を解決する方法として、特開２００１−１３３９６１号公報に記載されているようにマスクにペリクル構造体が装着された状態で、ペリクル構造体内部に不活性ガスを導入するために、ペリクル構造体内部に不活性ガス導入口とペリクル構造体内部ガス排出口を設け、容易にペリクル構造体内部を不活性ガス雰囲気に置換し酸素濃度の低減を行うことによりペリクル構造体に対する露光光の透過率を高める方法が知られている。
【０００６】
しかしペリクル構造体内部の酸素濃度の確認を行っていないため、不活性ガスの置換状況を保証するまでには至っていない。また、露光光の吸収は、酸素のみでなく水分や有機化合物等によっても起こるため、ペリクル構造体内部の水分や有機化合物等についても濃度を確認し保証する必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、これらの問題点を解決するためになされたものであり、パージガスを導入するためのガス導入口及び内部雰囲気ガスを排出するためのガス排出口が設けられているペリクルフレームとペリクルフレームの上面に設けられたペリクル膜とからなるペリクル構造体がマスクに装着された状態で、ペリクル構造体内部の雰囲気の確認を行うことにより、容易にペリクル構造体内部のパージガス置換状況を保証し、酸素のみでなく水分や有機化合物等についても濃度を確認することができるペリクル構造体及びその内部の雰囲気確認システム並びに雰囲気置換判定方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の第１の発明は、ペリクルフレームとペリクルフレームの上面に設けられたペリクル膜とからなり、パージガス導入のためのガス導入口と、内部雰囲気ガス排出のためのガス排出口とが設けられたペリクル構造体において、該ペリクルフレームの少なくとも一部を透光性材料からなる透光部とし、ペリクルフレームの内壁に光を反射する反射体を備えたことを特徴とするペリクル構造体である。
ペリクルフレームに透光部を設けたことで、ペリクル構造体内部に内部ガス測定用の光を導くことができ、さらに内壁の反射体によってペリクル構造体内部での光路を長くすることができ、フォトマスクとペリクル構造体で作る内部空間の雰囲気確認をより正確に行うことが出来る。
【０００９】
また、本発明の第２の発明は、請求項１に記載のペリクル構造体がフォトマスクに装着された状態で、前記ガス導入口及びガス排出口にそれぞれパージガス供給部とパージガス排出部を接続し、ペリクル構造体内部雰囲気をパージガスで置換し、その確認を行うペリクル構造体内部の雰囲気確認システムであって、前記透光部へ光を照射する発光部と、前記同一あるいは別の透光部から光を受ける受光部を設けた光学的測定装置を備えることを特徴とするペリクル構造体内部の雰囲気確認システムである。
このような構成とすることで、パージガスをペリクル構造体内部に供給しながら内部雰囲気を容易に確認することができる。
【００１０】
また、本発明の第３の発明は、前記光学的測定装置がフーリエ変換赤外分光光度計であることを特徴とする請求項２に記載のペリクル構造体内部の雰囲気確認システムである。
このような構成とすることで、パージガスをペリクル構造体内部に供給しながら内部雰囲気を容易に且つリアルタイムに確認することができる。
【００１１】
また、本発明の第４の発明は、請求項２または３に記載のペリクル構造体内部の雰囲気確認システムを用いて、ペリクル構造体内部ガスを分析し、該分析結果からペリクル構造体内部のパージガス雰囲気の置換を判定することを特徴とするペリクル構造体内部の雰囲気置換判定方法である。
このような構成とすることで、ペリクル構造体内部の雰囲気を容易にかつ確実に判定することができ、フォトマスクの透過率を保証することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のペリクル構造体及びその内部の雰囲気確認システム並びに雰囲気置換判定方法について、図を用いて詳細に説明する。図１は本発明のペリクル構造体の一実施例を用いた雰囲気確認システムの一例を示す説明図である。
【００１３】
まず、本発明のペリクル構造体は、図１に示すようなペリクルフレーム１とペリクルフレーム１の上面に設けられたペリクル膜４からなるペリクル構造体である。このペリクルフレーム１には、パージガス導入のためのガス導入口２と内部雰囲気ガス排出のためのガス排出口３を設け、ガス導入口２には図示しないガス供給管を接続して、パージガスを供給できるようにしている。また、ペリクルフレーム１には、透光性材料からなる透光部としての入射窓６及び出射窓７が設けてあり、ペリクルフレーム１の内壁には反射体８が設けられている。
【００１４】
このガス導入口２及びガス排出口３は、露光の妨げにならないようにペリクルフレームに設けられることが好ましいが、これに限定されるものではない。また、パージガス導入時のペリクル構造体内部雰囲気ガスの流れを考慮し、短時間でペリクル構造体内部のパージガスが置換するような位置にこれらの口が形成されることが好ましい。ペリクル構造体内部のパージガス置換を促進させるため、ガス導入口を２個以上形成することもでき、ガス排出口２を２個以上形成することもできる。口の大きさは、特に限定されないが、パージガスの置換効率の観点と口開けによるペリクルフレームの強度低下を防止する観点とを考慮すると、口径は０．０１〜２．０ｍｍ程度が好ましい。また、ガスの圧力損失を最小限にするためには、口形状は丸形が好ましいが、特に丸形に限定するものではない。さらに、ガス導入口２及びガス排出口３に逆止弁等を設けることができる。
【００１５】
ペリクルフレーム１に設けた透光部としての入射窓６及び出射窓７は、露光の妨げにならないようにペリクルフレームに設けられることが好ましい。窓の大きさは特に限定されないが、ペリクルフレームの強度低下を防止する観点から、口径は０．０１〜１．０ｍｍ程度が好ましい。
入射窓及び出射窓として、ＣａＦ２、ＬｉＦ、ＭｇＦ２、ＢａＦ２、ＫＲＳ−５（臭沃化タリウム）、ＫＲＳ―６（臭塩化タリウム）、ＳｉＯ２、ＺｎＳｅ等の合成光学結晶から光学的測定装置で使用する光線の波長に合わせて、光線が透過する材料を用いることができる。
図１では、入射窓と出射窓を一つずつ形成しているが、入射角度と出射角度を変えることで、一つの窓で入射と出射を共用することもできる。また、ペリクルフレーム自体を透光性材料、例えば合成石英ガラスなどで形成すれば、特別の入射窓や出射窓を作る必要はない。
【００１６】
ペリクルフレーム１としては、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｒ等の金属材料又は、セラミックス、ゼオライト等の多孔質材料、テトラフロロエチレン、パーフロロアルコキシ、フッ化エチレンプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリアリレート、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート等の高分子樹脂材料、合成石英等からなるフレームを用いることができる。
ペリクル膜４として、フッ素系樹脂などの有機樹脂又は、合成石英等を用いることができる。
【００１７】
反射体８は、ペリクルフレーム１の内壁の反射体を作製する位置を研磨し、研磨面にＡｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｔｉ等の金属材料を真空蒸着法、抵抗加熱法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等により成膜し、反射体を作製する。特に、光学的測定装置が可視・赤外光を用いる場合は、Ａｇ、紫外光を用いる場合はＡｌで成膜を行うことがより好ましい。また、反射体は透光部を除く内壁全面に形成しても構わない。
この反射体８を設けることで、ペリクル構造体内部雰囲気中における光線の光路長を十分に確保することができる。
【００１８】
次に、ペリクル構造体内部の雰囲気確認システムについて説明する。まず前述のペリクル構造体をマスクに装着する。
次にパージガス供給部を接続したガス導入口２よりパージガスを導入しつつ、ガス排出口３に接続したパージガス排出部より内部雰囲気ガスを排出し、ペリクル構造体内部雰囲気をパージガスで置換する。パージガスとしてＮ２ガス又はＡｒやＨｅ等の希ガスを用いることが出来る。
【００１９】
パージガス供給部には、図示しないが、必要に応じて流量コントローラー、流量計、前処理用トラップ管を設けたガス供給管を設けて、これをガス導入口２に接続することができる。前記流量コントローラー、流量計を設けることによりパージガスの流量を正確に調整することができる。また前記前処理用トラップ管を設けることによりパージガス内に混入されている有機化合物を除去することができ、クリーンなパージガスを安定してペリクル構造体内部へ供給することができる。
【００２０】
パージガスの供給方法としては、ガス供給管よりパージガスを加圧導入することにより行っても良く、パージガス排出部が接続されたガス排出口３からパージガスを吸引し、結果としてガス供給口２からペリクル構造体内部にパージガスを供給することにより行っても良い。具体的には、ガス供給管に接続される場合には、加圧ポンプやガスボンベ等、ガス排出口３に接続する場合は吸引ポンプ等が挙げられる。
【００２１】
このペリクル構造体内部雰囲気をパージガスで置換を行う時に、光学的測定装置９の発光部１０および受光部１２をそれぞれペリクルフレーム１に設けられた透光部としての入射窓６及び出射窓７に光学的に接続し、発光部１０からの光線１１をペリクル構造体内部雰囲気ガスに照射し、ペリクル構造体内部雰囲気ガスを透過した光線を受光部１２に入れて計測することによりペリクル構造体内部雰囲気中の酸素、水分、有機化合物等の濃度を確認することができる。
さらに、ペリクル構造体内部雰囲気中の酸素、水分、有機化合物等の濃度が基準値以下になることを確認するまでパージガスを導入し続けることによりペリクル構造体内部の雰囲気置換の保証をすることができる。
【００２２】
光学的測定装置９としては、光学的手段により迅速で正確な測定を行うことができる測定装置であれば特に限定されないが、その中でもフーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ）を用いると、リアルタイムな測定を容易に行うことができ、好適である。
【００２３】
次に、本発明を実施例を用いてさらに詳しく説明する。
＜実施例１＞
まず、外寸１２２ｍｍ×１４９ｍｍ、厚さ２ｍｍ、高さ５ｍｍの合成石英製ペリクルフレーム１にガス導入口２とガス排出口３として直径０．３ｍｍの口と、入射窓６と出射窓７として直径０．１ｍｍのＭｇＦ２をそれぞれ１個ずつ、反射鏡８としてＡｇを真空蒸着することによりペリクルフレーム内壁の必要箇所に３ｍｍ×３ｍｍの蒸着面を設け、ペリクルフレームの上面にエポキシ系接着剤を用いて厚さ８００μｍの合成石英製ペリクル膜４を接着したペリクル構造体をアクリル系粘着剤により光透過部の透過率が９０％であるマスク５に装着した。（図１参照）
【００２４】
次に有機化合物が除去されたＮ２ガスをパージガスとしてガス導入口２よりペリクル構造体内部に供給しつつ、ペリクル構造体内部雰囲気ガスをガス排出口３より排出し、ペリクル構造体内部雰囲気の置換を行った。
【００２５】
ペリクル構造体内部雰囲気の置換を行いつつ、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ）９の発光部１０からの光線１１をペリクルフレーム内壁の反射鏡８に反射させ、ペリクル構造体内部雰囲気中を透過した光線１１をフーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ）９の受光部１２に入れてリアルタイムにペリクル構造体内部雰囲気の測定を行い、酸素濃度が１ｐｐｍ以下となるまでパージガスを供給し続けた。
【００２６】
このペリクル構造体内部の雰囲気確認システムによりペリクル構造体内部の雰囲気を保証したペリクル構造体装着マスクの透過率を測定したところ、露光波長１５７．６ｎｍで透過率８９．８％であった。
このペリクル構造体内部の雰囲気確認システムを用いることによりペリクル構造体内部の雰囲気置換の保証が可能となった。
【００２７】
【発明の効果】
本発明のペリクル構造体によると、ペリクルフレームに透光部を設けたことで、ペリクル構造体内部に内部ガス測定用の光を導くことができ、さらに内壁の反射体によってペリクル構造体内部での光路を長くすることができ、フォトマスクとペリクル構造体で作る内部空間の雰囲気確認をより正確に行うことが出来る。
【００２８】
また、本発明の雰囲気確認システムによれば、容易にペリクル構造体内部のパージガス置換状況を確認でき、酸素のみでなく水分や有機化合物についても濃度を置換判定することができるペリクル構造体内部の雰囲気確認システム及び雰囲気置換判定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のペリクル構造体の一実施例を用いた雰囲気確認システムの一例を示す説明図である。
【００２０】
【符号の説明】
１・・・ペリクルフレーム
２・・・ガス導入口
３・・・ガス排出口
４・・・ペリクル膜
５・・・マスク
６・・・入射窓（透光部）
７・・・出射窓（透光部）
８・・・反射体
９・・・光学的測定装置
１０・・・発光部
１１・・・光線
１２・・・受光部
【図１】
2004054081.tif 000003