(57)【要約】      （修正有）【課題】光リソグラフィに使用するための改善されたモノリシック・ペリクルの提供。【解決手段】出発ペリクル・プレートの元の厚さが約４ｍｍから約５ｍｍである場合には、バルク・ペリクル・プレート材料は、陥凹部分２４の底部に残るペリクル・プレート材料２３が、その最終的な使用又は取り付け位置に応じて、約２００μｍから約９００μｍ、より好ましくは約３００μｍから約８００μｍの範囲の厚さを有するように、膜の中央部を除去することができる。しかしながら、残ったペリクル・プレート材料２３は、その最終的な使用だけではなく、結果として得られるペリクル２０底部の光学ペリクル部分の予め決められた所望の厚さに応じて、２００μｍより薄いか、又は９００μｍより厚い厚みを有することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の厚さを有する透明プレートと、
前記第１の厚さより薄い第２の厚さを有する、前記透明プレートの陥凹部分と、
第３の厚さを有し、前記透明プレートがモノリシック光学ペリクルとなるように前記陥凹部分を完全に取り囲む、該透明プレートの周辺部と、
を備える光学ペリクル。
【請求項２】
前記透明プレートが、シリカ、改質シリカ、石英、及び改質溶融シリカ石英から構成される群から選択された材料を含む、請求項１に記載の光学ペリクル。
【請求項３】
前記第１の厚さが前記透明プレートの元の厚さである、請求項１に記載の光学ペリクル。
【請求項４】
前記透明プレートの前記周辺部の前記第３の厚さが前記元の厚さである、請求項３に記載の光学ペリクル。
【請求項５】
前記第３の厚さが前記第１の厚さより薄い、請求項１に記載の光学ペリクル。
【請求項６】
前記透明プレートが、約１５７ｎｍ以下の波長範囲の照射放射線を通す材料を含む、請求項１に記載の光学ペリクル。
【請求項７】
前記透明プレートの前記第１の厚さが、約３ｍｍから約６ｍｍの範囲である、請求項１に記載の光学ペリクル。
【請求項８】
前記陥凹部分の前記第２の厚さが、約２００μｍから約９００μｍの範囲である、請求項７に記載の光学ペリクル。
【請求項９】
前記陥凹部分の前記第２の厚さが、少なくとも、前記モノリシック光学ペリクルに加えられる力によって該陥凹部分がたわまないようにするのに十分な厚さである、請求項１に記載の光学ペリクル。
【請求項１０】
前記モノリシック光学ペリクルが、該モノリシック光学ペリクルに対するいかなる損傷及び歪みも防止するために、十分な剛性を持つ材料を含む、請求項１に記載の光学ペリクル。
【請求項１１】
前記陥凹部分が、前記透明プレートの単一の表面から該透明プレート内に延び、該透明プレート内部のある深さで止まる、請求項１に記載の光学ペリクル。
【請求項１２】
前記モノリシック光学ペリクルが、単一の熱膨張度を有する単一の材料を含む、請求項１に記載の光学ペリクル。
【請求項１３】
前記周辺部がフレーム部分を構成し、前記陥凹部分が前記モノリシック光学ペリクルの光学ペリクル部分を構成し、前記フレーム部分及び前記光学ペリクル部分が一様な一体型構造体である、請求項１に記載の光学ペリクル。
【請求項１４】
前記モノリシック光学ペリクルが、実質的に平坦な表面を露出する第１の面と、前記陥凹部分及び前記周辺部を露出する第２の面とを備え、少なくとも該陥凹部分が、光学的平面領域を有する、請求項１に記載の光学ペリクル。
【請求項１５】
前記モノリシック光学ペリクルが、長方形、正方形、及び円形から構成される群から選択された形状を有する、請求項１に記載の光学ペリクル。
【請求項１６】
前記モノリシック光学ペリクルをフォトマスクに取り付けた状態で前記透明プレートの前記陥凹部分全体に気体流を導入するために、該透明プレートの前記周辺部を横切って通る複数の開口部をさらに含む、請求項１に記載の光学ペリクル。
【請求項１７】
前記周辺部を横切って通る前記複数の開口部が、円形、楕円形、長方形、正方形、及びこれらの組み合わせから構成される群から選択された形状を有する、請求項１６に記載の光学ペリクル。
【請求項１８】
光学ペリクルを形成する方法であって、
第１の厚さを有する透明材料のペリクル・プレートを準備し、
前記透明材料の一部分を除去して、前記ペリクル・プレートを、前記第１の厚さより薄い第２の厚さを有し、該ペリクル・プレートの第３の厚さを有する周辺フレームに完全に取り囲まれ、前記周辺フレームと一体的に形成された、該ペリクル・プレートの陥凹部分を備えるモノリシック光学ペリクルに変換する、
ステップを含む方法。
【請求項１９】
前記透明材料が、前記モノリシック光学ペリクルにいかなる応力及び損傷も生じないようにするために、十分な剛性を持つ材料を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記透明材料が、単一の熱膨張度を有し、約１５７ｎｍ以下の波長範囲の照射放射線を通す単一の材料を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の厚さが前記ペリクル・プレートの元の厚さである、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記ペリクル・プレートの前記周辺フレームの前記第３の厚さが前記元の厚さである、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記モノリシック光学ペリクルと、該モノリシック光学ペリクルが取り付けられることになるフォトマスクとの間の隔離距離に合わせて調節するステップをさらに含み、前記隔離距離に合わせて調節するステップが、
前記ペリクル・プレートの前記周辺フレームが、当初は前記第１の厚さを持つようにし、
前記周辺フレームの前記第１の厚さから所定の厚さを除去して、該周辺フレームに該第１の厚さより薄い前記第３の厚さを与える、
ステップを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２４】
前記陥凹部分の前記第２の厚さが、少なくとも、前記モノリシック光学ペリクルに加えられる力によって該陥凹部分がたわまないようにするのに十分な厚さである、請求項１８に記載の方法。
【請求項２５】
前記ペリクル・プレートを前記モノリシック光学ペリクルに変換する前記ステップが、
前記ペリクル・プレートを処理チャンバ内に準備し、
前記ペリクル・プレートの第１の面に、該ペリクル・プレートの周辺領域のみを覆うようにマスクを設けて、該ペリクル・プレートの前記第１の面の中央部分を露出させるようにし、
前記第１の面の前記露出した中央部分から前記ペリクル・プレートの前記透明材料を除去し、前記周辺領域の該透明材料が維持されるように前記マスクにより該ペリクル・プレートの該周辺領域を保護し、
前記陥凹部分と前記周辺フレームとを前記ペリクル・プレートの前記第１の面に一体的に形成するように、該ペリクル・プレート内部の所定の距離で前記除去を止め、
前記マスクを除去して、前記モノリシック光学ペリクルを形成する、
ステップを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２６】
前記モノリシック光学ペリクルの前記陥凹部分に第１の光学的平面を与えるように、前記ペリクル・プレートの前記第１の面の該陥凹部分を平坦化し、
前記モノリシック光学ペリクルに第２の光学的平面を与えるように、前記ペリクル・プレートの反対側の第２の面を平坦化する、
ステップをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記ペリクル・プレートの前記陥凹部分全体に気体流を導入するために、前記モノリシック光学ペリクルの該ペリクル・プレートの前記周辺フレームを横切って通る複数の開口部を設けるステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２８】
前記周辺フレームをフォトマスクに取り付けることによって前記モノリシック光学ペリクルを前記フォトマスクに取り付けるステップをさらに含み、取り付けられた前記モノリシック光学ペリクルが、後続の処理の間、該フォトマスクを保護する、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
再加工プロセスのために前記モノリシック光学ペリクルを前記フォトマスクから取り外すステップをさらに含み、前記陥凹部分が前記周辺フレームと一体的に形成された結果として、該モノリシック光学ペリクルに対する損傷が防止される、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
光リソグラフィの間にフォトマスクを保護する方法であって、
フォトマスクを準備し、
後続の光リソグラフィ処理の間に前記フォトマスクを保護するために、モノリシック光学ペリクルを該フォトマスクに取り付ける、
ステップを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に光学ペリクルに関し、より具体的には、光リソグラフィに使用するためのモノリシック・ハード・ペリクル、及び該ペリクルを形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ペリクルは、半導体回路の製造に重要な役割を果たしてきた。従来のペリクルは、剛性金属フレーム上に張られた光学的に透明な薄い膜であり、こうしたフレームを介してフォトマスクに取り付けられる。その際、ペリクルは、膜がフォトマスクから一定の間隔を置いて位置決めされるように、該フォトマスクに取り付けられる。次に、ペリクルは、パターン形成されたフォトマスク表面を浮遊微粒子による汚染から保護するために、光リソグラフィに用いられる。すなわち、ペリクル・プレートに落ちる微小粒子及び塵は、光リソグラフィ工程の際に焦点外れとなり、従って、シリコン・ウェハに転写されないことになる。
【０００３】
ペリクルを製造するためには、まず、標準的には０．５から３．０ミクロンの範囲の、通常は有機ポリマー又はフッ素樹脂から作られる極めて薄い膜を、基板上に形成する。次いで、この膜を取り外し、剛性フレームに取り付ける。これらのペリクル・フレームは、ペリクルが最終的に用いられることになる光リソグラフィ装置に応じて、多くの形状をとる。フレームは、常にマスクのプリント可能範囲全体を取り囲み、該フレームが支持するペリクルがこの重要な範囲から微粒子を遠ざけておくことができるようにする。
【０００４】
新たな光リソグラフィ技術は、１５７ｎｍ（ナノメートル）の波長を有する放射線を使用して、所望の回路パターンをフォトマスクからウェハ基板上のレジスト層に露光するものである。光学リソグラフィを１５７ｎｍまで拡張することは、数十年の光学リソグラフィの経験に基づく解像度を改善する可能性をもたらすため、広い支持を得た。しかしながら、１５７ｎｍのリソグラフィに使用するためのペリクルの開発は、フォトンのもつ約７．９ｅＶといった高エネルギーのせいで困難なものであった。これは、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、及び１９３ｎｍの露光波長で用いられる薄い（０．５μｍから２．０μｍ）保護ペリクルの製造に使用可能な最も一般的なリソグラフィ材料が、十分に透明ではなく、１５７ｎｍの波長を強く吸収すること、又は、１５７ｎｍの露光波長で激しく劣化することなく数分以上の露光に耐えるだけの十分な耐久性がないことが、理由である。
【０００５】
１５７ｎｍの露光波長でフォトマスクを汚染から保護するためのペリクルとして用いられるのに十分な放射線耐久性をもつポリマーが見つからなかったため、厚い又は固い石英（結晶シリカ）プレート・ペリクルが、１５７ｎｍの波長で用いられ続けている。このような波長で使用するためのハード・ペリクルは、従来は、改質溶融シリカ・プレートを、接合、シーリング、気密封止などにより溶融シリカ・フレームに取り付けることによって作られる。次いで、ペリクル及びフレーム・ユニットは、パターン形成されたフォトマスク基板を浮遊微粒子による汚染から保護するために、溶融シリカ・フレームを介してフォトマスク基板に取り付けられる。
【０００６】
フレームを溶融シリカ・プレートに取り付けることによってペリクルを形成するこの従来方法は、典型的には、このようなペリクルによって保護されているフォトマスクだけでなく、ペリクル自体に様々な影響を与える可能性がある微少な歪み又は応力の原因となる。例えば、フレームをマスク基板に取り付けてハード・ペリクルを形成した結果として歪み又は応力が発生すると、これらの歪み及び／又は応力は、次にハード・ペリクルに伝わり、ウェハの露光の際に投射光を歪ませる光学歪み又は収差を生じさせる。さらに、望ましくないことに、このような応力は、レチクルを歪ませるか、場合によっては応力により引き起こされる複屈折（ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ又はｄｏｕｂｌｅ  ｒｅｆｒａｃｔｉｏｎ）、すなわち光波を２つの不均等な反射波又は伝送波に分離させる原因となり、これがウェハのプリントに問題をもたらすことになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、従来の方法、並びにこうした方法の結果として形成される厚い及び／又は堅いハード・ペリクルは、１５７ｎｍの露光波長で、効率的、効果的、及び確実にフォトマスクを汚染から保護するのに適したものではない。結果として、１５７ｎｍの露光波長で使用するためのペリクルを形成する改善された方法についての必要性が存在する。
【０００８】
従って、従来技術の問題及び欠陥を念頭において、本発明の目的は、光リソグラフィに使用するための改善されたモノリシック・ペリクルと、このようなペリクルを形成する方法とを提供することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、光リソグラフィ露光及び保管の際に、効率的、効果的、及び確実にフォトマスクを汚染から保護するのに適するように形成され、処理過程にあるウェハにいかなる汚染像も形成することがないモノリシック・ペリクルを形成する方法及びモノリシック・ペリクルを提供することである。
【００１０】
本発明のさらなる目的は、１５７ｎｍの露光波長又はそれを下回る波長で使用するのに適したモノリシック・ペリクルを形成する方法及びこうした方法で形成されたモノリシック・ペリクルを提供することである。
【００１１】
本発明のさらに別の目的は、モノリシック・ハード・ペリクルが本質的に低い応力レベルを有するように単一の熱膨張度を持つモノリシック・ペリクルを形成する方法及びモノリシック・ハード・ペリクルを提供することである。
【００１２】
本発明の別の目的は、ステッパー露光工程に対し光学的に両立性があるモノリシック・ペリクルを形成する方法及びモノリシック・ハード・ペリクルを提供することである。
【００１３】
本発明のさらに別の目的は、取り外し工程及び再利用工程の際にペリクル自体が損傷を受けず、それにより従来のようなペリクルのプレート／フレーム接合の再加工が必要なくなるように、マスク製造時の取り付け及び再取り付けに対して堅牢なモノリシック・ペリクルを形成する方法及びモノリシック・ハード・ペリクルを提供することである。
【００１４】
本発明のさらに他の目的及び利点は、一部分は自明であり、一部分は明細書から明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
当業者に明らかとなるであろう上の目的及び他の目的は、第１の厚さを有する透明プレートと、該第１の厚さより薄い第２の厚さを有する、該透明プレートの陥凹部分と、第３の厚さを有し、該透明プレートがモノリシック光学ペリクルとなるように該陥凹部分を完全に取り囲む、該透明プレートの周辺部と、を含む光学ペリクルに向けられる本発明において達成される。第１の厚さは透明プレートの元の厚さとすることができ、したがって周辺部の第３の厚さは該元の厚さと同じである。代替的に、第３の厚さは、第１の厚さより薄くすることもできる。
【００１６】
この態様においては、透明プレートは、シリカ、改質シリカ、改質溶融シリカ石英、及び同様なもののような材料を含むことができる。モノリシック光学ペリクルは、単一の熱膨張度を有する単一の材料からなるものであることが好ましい。モノリシック光学ペリクルは、約１５７ｎｍの波長か、場合によってはそれより短い波長の照射野に対して透明な材料とすることもできる。例えば、透明プレートの第１の厚さが約３ｍｍから約６ｍｍまでの範囲の場合には、陥凹部分の第２の厚さは、約２００μｍから約９００μｍまでの範囲とすることができる。
【００１７】
本発明によると、陥凹部分の第２の厚さは、少なくとも、モノリシック光学ペリクルに加えられる力によって該陥凹部分がたわまないようにするのに十分な厚さであることが好ましい。モノリシック光学ペリクルは、該モノリシック光学ペリクルに対するいかなる損傷及び歪みも防止するために、十分な剛性を持つ材料からなることも好ましい。陥凹部分は、透明プレートの単一の表面から該透明プレート内に延び、該透明プレート内部のある深さで止まる。その際、周辺部がフレーム部分を構成し、陥凹部分がモノリシック・ペリクルの光学ペリクル部分を構成して、該フレーム部分及び該光学ペリクル部分が一様な一体型構造体であるようにする。
【００１８】
モノリシック光学ペリクルにはまた、第１及び第２の光学的平面と、透明プレートの周辺部を通って横切る複数の開口部が備わったペリクルの周辺部とが設けられる。これらの開口部は、様々な形状及び大きさを有することができ、モノリシック光学ペリクルをフォトマスクに取り付けた状態で、透明プレートの陥凹部分全体に気体流を導入するために用いられる。
【００１９】
本発明の第２の態様においては、本発明は、光学ペリクルを形成する方法に向けられる。この方法は、第１の厚さを有する透明材料のペリクル・プレートを準備することを含む。次に、この透明材料の一部分を除去して、ペリクル・プレートをモノリシック光学ペリクルに変換する。結果として得られるモノリシック光学ペリクルは、第１の厚さより薄い第２の厚さを有し、ペリクル・プレートの第３の厚さを有する周辺フレームに完全に取り囲まれ、該周辺フレームと一体的に形成された、ペリクル・プレートの陥凹部分を備える。
【００２０】
透明材料は、モノリシック光学ペリクルに生じるいかなる応力及び損傷も防止するために、十分な剛性を持つ材料からなる。透明材料は、単一の熱膨張度を有し、約１５７ｎｍの波長か、場合によってはそれより短い波長の照射野に対して透明な単一の材料からなるものとすることもできる。
【００２１】
第１の厚さはペリクル・プレートの元の厚さであり、したがって周辺フレームの第３の厚さもこうした元の厚さとすることができる。代替的に、ペリクル・プレートの周辺フレームは、モノリシック光学ペリクルと該モノリシック光学ペリクルが取り付けられることになるフォトマスクとの間の隔離距離に合わせて調節することができる。これは、当初は第１の厚さを有し、該第１の厚さから所定の厚さが除去されて、該第１の厚さより薄い第３の厚さを持つようになった周辺フレームによって達成される。陥凹部分の第２の厚さは、少なくとも、モノリシック光学ペリクルに加えられる力によって該陥凹部分がたわまないようにするのに十分な厚さであることが好ましい
【００２２】
本発明のこの態様においては、ペリクル・プレートは、該ペリクル・プレートを処理チャンバ内に準備することによって、モノリシック光学ペリクルに変換される。ペリクル・プレートは、該ペリクル・プレートの周辺領域のみを覆うように第１の面がマスキングされ、該ペリクル・プレートの該第１の面の中央部分が露出されたままとなるようにする。次に、この中央部分は、第１の面の露出した中央部分からペリクル・プレートの透明材料を除去することによって処理される。その際、マスクは、周辺領域の透明材料が維持されるように、ペリクル・プレートの該周辺領域を保護する。この除去処理は、ペリクル・プレートの第１の面の陥凹部分と周辺フレームとを一体的に形成するように、該ペリクル・プレート内部の所定の距離で止まる。次いで、マスクが除去され、本モノリシック光学ペリクルが形成される。
【００２３】
本モノリシック光学ペリクルはさらに、ペリクルに第１及び第２の光学的平面を与えるために、第１及び第２の面が平坦化される。ペリクル・プレートの陥凹部分全体に気体流を導入するために、周辺フレームを横切って複数の開口部が設けられる。
【００２４】
別の態様においては、本発明は、光リソグラフィの際にフォトマスクを保護する方法に向けられる。この方法は、フォトマスクを準備し、後続の光リソグラフィ処理の間、該フォトマスクを保護するために、モノリシック光学ペリクルを該フォトマスクに取り付けることを含む。
【００２５】
新規であると考えられる本発明の特徴及び本発明の要素の特性は、添付の特許請求の範囲に具体的に記述される。図面は、単なる説明目的のものであって、縮尺に合わせて描かれてはいない。本発明自体は、その構成及び動作方法ともに、添付の図面と合わせて以下の詳細な説明を参照することによって、最も良く理解することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本明細書では、本発明の好ましい実施形態を説明するに当たって、同様の番号が本発明の同様の特徴を示す図面の図１から図６を参照する。
本発明は、光リソグラフィに使用するための剛性モノリシック・ハード・ペリクルと、該ペリクルを形成する方法とに向けられる。本発明の本質的な特徴は、本モノリシック・ハード・ペリクルが、改質溶融シリカ・プレートをシリカ・フレームに結合する必要を無くし、上述のような透明膜に取り付けられたフレームを有する従来のペリクルに付随して誘発されるいかなる応力及び／又は歪みも防ぐようにする利点があることである。本発明のモノリシック・ハード・ペリクルは、一様な一体型構造体であるため、特にそのフレーム部分及びペリクル部分が位置する領域で、歪むことも、損傷することも、その特性が変化することもなく取り外し、再取り付けできる利点がある。
【００２７】
図を参照すると、図１及び図２は、処理して本発明のモノリシック・ペリクルを形成するための、単一の出発ハード・ペリクル・プレート１０を示す。この単一ペリクル・プレート１０は、本発明に従って処理するのに十分な剛性を有し、光学リソグラフィ処理に用いられる所望の波長範囲のいずれか、好ましくは１５７ｎｍの波長か、場合によってはそれより短い波長に対して透明な適切な既知材料のいずれかから構成することができる。１５７ｎｍ以下の波長を使用するための出発ペリクル・プレート１０は、好ましくはシリカの単一基板であり、より好ましくは、「乾燥」した（５０重量ｐｐｍを下回るＯＨ濃度、好ましくは１重量ｐｐｍより低いＯＨ濃度の）フッ素添加シリカ・ガラスのような改質溶融シリカの単一基板である。
【００２８】
単一の出発ハード・ペリクル・プレート基板１０、好ましくは出発溶融シリカ・プレートの剛性は、元の厚さが約３ｍｍから約６ｍｍの範囲であるプレートのような、十分な元の厚さを持つプレートを準備することによって達成される。出発ペリクル・プレートのこの十分な剛性は、結果として得られるモノリシック・ペリクルに対するあらゆる応力及び／又は歪みを防ぐのに役立つ。本発明は、特に約３ｍｍから約６ｍｍの範囲の元の厚さを有する溶融シリカ・プレートに向けられるものの、他の材料、大きさ、及び厚さの出発基板でも、前述の発明の利益を享受できることを理解すべきである。
【００２９】
本モノリシック・ペリクルを形成する際には、単一の剛性出発ペリクル・プレート１０を、処理チャンバ１００内部の回転プラテン１０５上に備え付ける。処理チャンバ１００は、プラズマ補助化学エッチング・チャンバ、石英（溶融シリカ）エッチング・チャンバ、ウェット処理チャンバ、及びイオン補助ミリング・チャンバなどといった、既知の基板エッチング・チャンバ又はカッティング・チャンバのいずれかとすることができるが、これらに制限されるものではない。好ましくは、本モノリシック・ペリクル２０を形成するのに用いられる工程は、ペリクル・プレート１０の周辺部を未処理のまま残しながら該ペリクル・プレート１０の中心部の所望のペリクル材料のみを除去し、結果として得られるモノリシック・ペリクルのフレーム部分が一体的に形成されるようにする等方性工程である。
【００３０】
例えば、図１及び図２を参照すると、単一の出発ペリクル基板プレート１０は、プラズマ補助化学エッチング・チャンバ１００内で処理することができる。本発明のモノリシック・ペリクル２０は、結果として得られるモノリシック・ペリクル２０が一体型構造を維持するように、この単一の一体型ペリクル基板プレート１０から形成される。出発ペリクル基板プレート１０は、所定の表面品質と、ｘｙ平面領域の座標と、初期厚さ（すなわち、ｚ面）とを有する。
【００３１】
ペリクル基板プレート１０は、処理チャンバ１００内部の架台１０２に位置決めされて固定され、次に、マスク５０が、該ペリクル基板プレート１０の露出面上に形成される。図２に示されるように、マスク５０は、本発明の結果として得られる一体型モノリシック・ペリクルのフレーム部分を形成するために、該マスクが出発ペリクル・プレートの露出面の周辺部を完全に覆うように形成される。マスク５０は、既知の技術によって形成することができ、フォトレジスト・マスク、物理的に固いマスクなどを含む様々な既知のマスクからなるものとすることができるが、これらに制限されるものではない。
【００３２】
マスク５０がペリクル・プレート１０に備え付けられると、次に、図３〜図６に示されるように、該マスク５０を通して露出されたペリクル・プレート１０の表面領域１２が、該ペリクル・プレート１０内部の所望の深さまで除去され、モノリシック・ペリクル２０を形成する。これは、図２の構造体全体にプラズマを供給し、それにより、該プラズマが、マスク５０とその下にあるペリクル・プレート１０の材料の両方を実質的に無傷で残しながら、該ペリクル・プレート１０の露出領域１２のみを所望の深さまで除去することによって達成されるのが好ましい。例えば、ペリクル・プレート１０の主体部分を、処理チャンバ内部でプラズマ補助化学エッチングを用いて、ミリングによって除去することができる。
【００３３】
プラズマは、マスク５０がその下にあるペリクル・プレート材料を保護してモノリシック・ペリクル２０のフレーム２２を形成するように、その化学的性質が該マスク５０の材料に対して選択されることが好ましい。その際、ペリクル・プレートの単一の表面でミリングが行われ、マスク５０がその下にある該ペリクル・プレートの周辺領域を保護することにより、単一の出発ペリクル・プレート１０の中心又は中央部分のみで材料が除去され、結果として、フレーム２２を有するモノリシック・ペリクル２０が一体型構造体として一体的に形成されるようになる。
【００３４】
ペリクル材料の主体部分除去は、時限エッチングによって、又は代替的に、ペリクル・プレート内部のエッチング停止点を決める、すなわち所望の位置（マーカー層）を通過した時点を示すためのマーカー層を用いて、達成することができる。単一の出発ペリクル基板プレート１０が改質シリカ基板からなる本発明によると、マーカー層は、シリカ基板成長プロセスの際に改質シリカ基板内部の所定の位置に設けられた窒化物層から構成することができる。
【００３５】
図３〜図６を参照すると、ペリクル・プレート材料の主体部分の除去は、ペリクル・プレートの中心部分が所望の深さまで陥凹し、該ペリクル・プレートの元の厚さを完全に越えて通り抜けないようにプレート内部のある深さで停止する。ペリクル・プレートの中心部で除去されるペリクル・プレート材料の主体部分の量すなわち深さは、結果として得られるモノリシック・ペリクル２０の中央部における最終的な所望のペリクル厚に応じて、変わることになる。この所望の中央ペリクル厚は、単一の出発ペリクル基板プレートの元の厚さを測定するか又は予め決定し、その元の厚さに基づいて、単一の出発ペリクル基板の中央部、すなわちペリクル範囲で所望の量を除去することによって、達成することができる。
【００３６】
例えば、出発ペリクル・プレートの元の厚さが約４ｍｍから約５ｍｍである場合には、バルク・ペリクル・プレート材料は、陥凹部分２４の底部に残るペリクル・プレート材料２３が、その最終的な使用又は取り付け位置に応じて、約２００μｍから約９００μｍ、より好ましくは約３００μｍから約８００μｍの範囲の厚さを有するように、膜の中央部を除去することができる。しかしながら、残ったペリクル・プレート材料２３は、その最終的な使用だけではなく、結果として得られるペリクル２０底部の光学ペリクル部分の予め決められた所望の厚さに応じて、２００μｍより薄いか、又は９００μｍより厚い厚みを有することができることを理解すべきである。
【００３７】
理解を深めるために、本発明のモノリシック・ペリクル２０が、フォトマスクの保護のために該フォトマスクの垂直面に垂直に取り付けられることになる場合には、陥凹部分２４の底部に残るペリクル・プレート材料２３は、約３００μｍの厚さを有することができる。ペリクルは、透明性のためには可能な限り薄くすべきであるが、リソグラフィ処理の際に機械的に安定し、加えられる重力及び他の力によって実質的に影響を受けないように十分に厚くすべきである。代替的に、本発明のモノリシック・ペリクル２０が、フォトマスクの保護のために該フォトマスクの水平面に水平に取り付けられることになる場合には、陥凹部分２４の底部に残るペリクル・プレート材料２３は、こうした水平方向のモノリシック・ペリクルにかかる付加的な引力を相殺するように、約８００μｍの厚さを有することが好ましい。
【００３８】
モノリシック・ペリクル２０の水平取り付け又は垂直取り付けのいずれにおいても、該モノリシック・ペリクル２０の陥凹部分の底部は、引力によって生じる場合がある陥凹部分の底部領域のあらゆるたわみを防ぐのに十分な厚さであるのが望ましいことを理解すべきである。しかしながら、これらの力が、モノリシック・ペリクルの垂直取り付けによって、又は、ペリクル領域を狭くするか、若しくは支持支柱を追加するといった他の方法によって減少する場合には、陥凹したペリクル部分２４の底部領域の厚さは、水平に取り付けられたモノリシック・ペリクルの陥凹したペリクル部分の底部領域の厚さと比べて、薄くすることができる。
【００３９】
フレーム２２の高さすなわち厚さは、該フレーム２２がマスク５０によって保護され、上述のエッチング処理の際にエッチングされない結果として、出発ペリクル・プレートの元の厚さによって決まるか、又はそれに基づくものであることが好ましい。すなわち、フレーム２２は出発ペリクル・プレート１０の元の厚さを有することになる。代替的に、必要に応じて、既知の方法などによってマスク５０を取り外したあとに、フレーム２２を薄くして、所定の又は所望の厚さにすることもできる。本モノリシック・ペリクルと、該モノリシック・ペリクルが取り付けられることになるフォトマスクとの間の隔離距離を調整するか、又は隔離距離に適合させるために、フレーム２２を薄くすることが望ましい場合がある。本モノリシック・ペリクル２０が約１５７ｎｍの波長の照射野で使用される場合には、陥凹した光学ペリクル部分２４の厚さは、約２００μｍから約９００μｍの範囲であるが、フレーム２２は、約３ｍｍから約１０ｍｍの範囲の幅２３と、約３ｍｍから約６ｍｍの範囲の高さ２５とを有することができる。代替的に、フレーム２２の幅は、１５７ｎｍの露光波長より短いか又は長いような照射野の大きさに合わせて、３ｍｍより短いか又は１０ｍｍより長い幅に変えることができる。
【００４０】
モノリシック・ペリクルの中央部分の凹みが完成すると、本発明に従って、マスク５０を取り除き、陥凹部分２４の底部に残ったペリクル・プレート材料２３の露出した内面２５を平坦化して、光学的に平らで滑らかな表面領域を提供することによって、処理が継続する。さらに、モノリシック・ペリクルの外側底面２６も、光学的に平らで滑らかな底部表面領域に平坦化される。表面領域２５及び２６は、干渉計測定法などのマッピング技術を用いて、表面２５及び２６の平坦化が必要な範囲を探し出して特定し、次いでこうした集中的で局所的な平坦化を可能にするツールを用いてこれらの特定された範囲のみを平坦化するように処理することができる。例えば、局所的な大気プラズマエッチングを用いて、モノリシック・ペリクル２０の上面２５及び底面２６の両方の表面形状におけるこれらの局所的な変化を除去することができる。
【００４１】
続いて、ペリクル２０の表面２５、２６は、既知の技術を用いて最終的な光学面研磨処理を施すことができる。このように、本発明の上記説明に従って、本モノリシック・ペリクル２０には、陥凹部分２４の底部における露出した内面領域２５と、ペリクルの外側の底面領域２６との両方に、光学的な平坦性が与えられる。
【００４２】
結果として得られるモノリシック・ペリクル２０は、長方形、正方形、円形などを含む様々な形状のいずれかを有することができるが、これらに制限されるものではない。モノリシック・ペリクルは、フレーム２２と陥凹部分２４とを備える剛性の単一構造ペリクルからなる。フレーム２２は、陥凹部分２４を完全に取り囲み、出発ペリクル・プレート１０の元の厚さか、又は実質的に元の厚さに近い厚さを維持する。本発明によると、単一の剛性モノリシック・ペリクル２０は、一体型の連続的な構造体として一体的に形成される。したがって、このモノリシック・ペリクルは、従来手法の二段階取り付け処理、すなわちフレームをレチクルに取り付ける前にペリクルを該フレームに取り付ける処理を回避するという利点がある。その際、本発明の単純化によって、関連するフォトマスクに歪み又は複屈折が発生する恐れがなくなる。
【００４３】
図５〜図６を参照すると、本モノリシック・ペリクル２０は、次にフォトマスク４０に取り付けることができる。取り付けに先立って、モノリシック・ペリクル２０には、洗浄又は露光用の気体を導入し、気圧を等しくするための開口部３０が設けられる。これらの開口部３０は、モノリシック・ペリクルが取り付けられるフォトマスク４０に面する陥凹した光学ペリクル部分２４の表面領域全体に気体流を導入するために、該モノリシック・ペリクルのフレーム２２を横切って通ることが好ましい。このような開口部３０の大きさ及び位置は、モノリシック・ペリクルがその十分な剛性及び物理的特性を維持することができるように、フレーム２２を通って位置決めされ、形成される。好ましくは、少なくとも２つの開口部３０が、好ましくは例えば既知のシリカ／石英穿孔技術などの既知の穿孔技術によって、フレーム２２を通って形成される。開口部３０は、制限されるものではないが、円形、楕円形、長方形など、及びそれらの組み合わせを含む様々な形状からなるものとすることができ、約１．０ｍｍから約２．０ｍｍの範囲の寸法を有することができる。さらに、フレーム２２に複数のこうした開口部３０が設けられる場合には、該開口部は、約５．０ｍｍごとから約８．０ｍｍごとの範囲の距離で該フレーム全体にわたって設けることができる。開口部３０には、既知の技術を用いてエアフィルタを挿入することができる。これらのエアフィルタは、微粒子がフレームを通ってレチクル表面に通過しないようにする利点がある。
【００４４】
開口部３０がハード・モノリシック・ペリクル２０に形成されると、次に、該ペリクルをフォトマスク４０に取り付けて接合することができ、それによってフレーム２２は取り付けフレームとして機能し、一方、中央の陥凹した光学ペリクル部分２４は、１５７ｎｍ以下の波長で使用するための光学ペリクルとして機能する。モノリシック・ペリクル２０の取り付けは、接着剤、固着剤、結合剤などを用いてフレーム部分２２をフォトマスク４０に取り付けるといった既知のペリクル取り付け技術によって、達成することができる。
【００４５】
取り付けられたあとは、ハード・モノリシック・ペリクル２０は、再加工のために、容易にフォトマスク４０から取り外すことができ、この場合には、フレームをフォトマスクに保持する取り付け／接合手段、すなわち、接着剤、固着剤、結合剤などのみを除去しなければならないだけである。すなわち、モノリシック・ペリクル２０のフレーム部分２２及び光学ペリクル部分２４は単一の一体型構造体であるため、フレームが光学ペリクルに接合されて再加工処理の際に互いに離れることが多い従来のものに比べて、該フレーム部分及び該光学ペリクル部分が、こうした再加工処理の間に互いに離れることがないという利点がある。この剛性モノリシック・ペリクル２０の別の利点は、その十分な剛性の結果として、再加工処理によって、又は再加工処理中に損傷を受けることも歪むこともないということである。
【００４６】
このように、本発明によると、このモノリシック・ペリクル２０は、１５７ｎｍ以下の露光波長で特に有用な単一で一体の光学ペリクル部分及びフレーム部分として一体的に形成される。このモノリシック・ペリクルは、構造的に、単一のペリクル・プレートから形成される単一の一体型モノリシック・ペリクルであるため、これまでのようなフレームを光学ペリクルに接合する必要性を無くし、それと同時にフレーム部分と光学ペリクル部分との間の材料の不適合を防ぐ。モノリシック・ペリクル２０は、単一の材料からなり、単一の熱膨張度を有する。モノリシック・ペリクル２０がマーカー層を含む場合には、マーカー層材料の濃度がホスト材料すなわちペリクルの透明材料に対して極めて小さいため、マーカー層材料は、本質的には、測定できるほどの影響を熱特性に対して及ぼさない。モノリシック・ペリクル２０は、その単一の熱膨張度のため本質的に応力レベルが低く、マスク製造時の取り付け及び／又は再取り付けの結果として持続するいかなる応力にも十分に耐える程度に堅牢である。さらに、本発明のハード・モノリシック・ペリクル２０は、光学プレートをフレームに接合する必要性を無くし、このペリクルが取り付けられるフォトマスクに歪み又は複屈折を発生させるいかなるリスクも減少させるようにすることによって、従来技術に優る利点を達成する。本モノリシック・ペリクルの一体型構造により、本モノリシック・ペリクルは、互いが容易に離れ、損傷を受け、及び／又は歪み、それにより耐用年数を終えることになる、光学ペリクルに取り付けられたフレームを有する従来のペリクルと比べて、耐用年数が延びるという利点を有する。
【００４７】
本発明は、特定の好ましい実施形態と共に特定的に記述されたが、当業者であれば、前述の記述に照らして多くの代替的構成、修正、及び変形を認識することが明らかであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の本質的な範囲及び精神に含まれるものとして、このようないかなる代替的構成、修正及び変更も包含することを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明のモノリシック・ハード・ペリクルを形成するための処理チャンバ内部の出発固体プレート基板の立面図である。
【図２】本発明に係る処理のために表面にマスクを有する図１の出発固体プレート基板の立面図である。
【図３】図１及び図２に従って処理された本発明の結果として得られるモノリシック・ハード・ペリクルの立面図である。
【図４】単一の一体化された固体構造としてペリクルを示す図３のモノリシック・ハード・ペリクルの一部の立面図である。
【図５】図３のモノリシック・ハード・ペリクルの上面図である。
【図６】図３のモノリシック・ハード・ペリクルの断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０：出発ペリクル・プレート
１２：表面領域
２０：モノリシック・ペリクル
２２：フレーム
２３：ペリクル・プレート材料
２４：陥凹部分
２５：内面領域
２６：底面領域
３０：開口部
４０：フォトマスク
５０：マスク
１００：処理チャンバ
１０２：架台
【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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