(57)【要約】【課題】  ペリクルの露光光照射による強度劣化を抑える。【解決手段】  露光光を発射する露光光源と、露光光の光路に配置されたフォトマスクと、フォトマスクを透過した露光光を受ける位置に、被処理基板を保持する載置台と、少なくともフォトマスク及び載置台とを内部に収納する露光室とを備える露光装置により露光を行う。ここで、フォトマスクとしては、パターン形成面がペリクルにより保護されているものを用いるが、このペリクル周辺の雰囲気を、所定の濃度でフッ素を添加した不活性ガスとする。【選択図】      図１
2005302834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光光を発射する露光光源と、
前記露光光の光路に配置されたフォトマスクと、
前記フォトマスクを透過した露光光を受ける位置に、被処理基板を保持する載置台と、
少なくとも前記フォトマスク及び前記載置台とを内部に収納する露光室と、
を備え、
前記フォトマスクは、
一面にパターンが形成されたパターン形成面を有するマスク基板と、
前記パターン形成面に対向し、所定の間隔を空けて配置されたペリクルと、
前記パターン形成面と前記ペリクルとの間に、前記パターン外周を囲むように配置され、かつ、前記ペリクルを張設して保持するペリクルフレームと、
を含み、
前記ペリクル周辺の雰囲気を、所定の濃度でフッ素を添加した不活性ガスとしたことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記フッ素の所定の濃度は、０．０１〜１．０％であることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記ペリクル周辺の雰囲気は、少なくとも、前記フォトマスク基板と、前記ペリクルと、前記ペリクルフレームとによって囲まれた空間内の雰囲気を含み、
前記空間に、所定の濃度でフッ素を添加した不活性ガスを充填し、
前記露光室内に、不活性ガスを充填することを特徴とする請求項１または２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記露光光の光路に配置され、かつ、前記フォトマスクを前記露光室内の雰囲気から隔離して収納する筐体を備え、
前記ペリクル周辺の雰囲気は、少なくとも前記筐体内の雰囲気を含み、
前記筐体内に、所定の濃度でフッ素を添加した不活性ガスを充填し、
前記露光室内に、不活性ガスを充填することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の露光装置。
【請求項５】
不活性ガスで置換された露光室内において、
一面に前記パターンが形成されたパターン形成面を有するマスク基板と、前記パターン形成面に対向し、所定の間隔を空けて配置されたペリクルと、前記パターン形成面と前記ペリクルとの間に、前記パターン外周を囲むように配置され、かつ、前記ペリクルを張設して保持するペリクルフレームと、を含むフォトマスクに、
露光光を照射して、前記フォトマスクを透過した光を、被処理基板に照射する際、
前記ペリクル周辺の雰囲気を、所定の濃度でフッ素を添加した不活性ガスとすることを特徴とする露光方法。
【請求項６】
一面にパターンが形成されたパターン形成面を有するマスク基板と、
前記パターン形成面に対向し、所定の間隔を空けて配置されたペリクルと、
前記パターン形成面と前記ペリクルとの間に、前記パターン外部を囲むように配置され、かつ、前記ペリクルを張設して保持するペリクルフレームと、
前記マスク基板と、前記ペリクルと、前記ペリクルフレームとにより囲まれる空間内に配置されたフッ素樹脂と、
を備えることを特徴とするフォトマスク。
【請求項７】
前記フッ素樹脂は、前記マスク基板と、前記ペリクルと、前記ペリクルフレームに隣接して、前記ペリクルクレームの内側に配置され、
前記ペリクルフレームと前記フッ素樹脂とは、前記ペリクルフレームと前記フッ素樹脂とを貫通する通気孔を有することを特徴とする請求項６に記載のフォトマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は露光装置、露光方法、及び、フォトマスクに関するものである。更に、具体的には、マスク基板のパターン形成面がペリクルにより保護されたフォトマスク、及びこれを用いる露光装置、露光方法として好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体集積回路や液晶パネル等の製造において、電気回路のパターンを形成する際には、そのパターンが形成されているフォトマスクを用いて、露光により、そのフォトマスクのパターンを被処理基板に転写する、フォトリソグラフィ技術が用いられる。
【０００３】
一般に、フォトマスクのパターンに異物が付着するのを防ぐため、パターンが形成されたマスク基板の、パターンが形成された一面（以下、パターン形成面と称する）は、ペリクルにより保護されている。具体的には、マスク基板のパターン形成面に、パターンよりも外周を取り囲むように、所定の高さを有するペリクルフレームが配置されている。そして、このペリクルフレームには、パターン形成面に対向するようにペリクルが張設されて保持されている。なお、ペリクルフレームとマスク基板、あるいは、ペリクルフレームとペリクルとは、共に、有機系の接着剤や粘着材で接合されている。
【０００４】
露光の際には、ペリクルを張設したままの状態のフォトマスクを、露光装置内の露光光の光路内に配置する。したがって、露光の際には、ペリクルにも、直接露光光が照射される。このため、ペリクルは、露光光に対して、高度に透明であることが要求される。
【０００５】
近年の露光光の短波長化に伴い、その波長における所望の透過率が得られるように、ペリクル材料の開発が進められている。現在では、露光において、露光光源として、波長１５７．６nmのＦ２エキシマレーザを用いることが考えられるため、ペリクル材料として、Ｆ２エキシマレーザ光に対して、透過率９０％を有するペリクル材料が研究されている。具体的に、このＦ２エキシマレーザ用ペリクル材料は、一般には、合成樹脂製の透明膜を用いることが考えられている。
【０００６】
しかし、従来の、合成樹脂製のＦ２エキシマレーザ用ペリクル材料は、露光回数が増加するにつれて、ペリクルの膜質が劣化し、露光光に対する透過率が低下するという問題がある。
【０００７】
そこで、この問題に対応し、ペリクルの透過率低下を抑えるため、ペリクル周囲の雰囲気を、酸素を添加した窒素ガス等の不活性ガスで置換するといった方法が提案されている。この方法によれば、ペリクルの透過率の劣化をある程度抑えることができ、ペリクルの延命化を図ることができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１９６４７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ペリクルの周辺に、酸素を添加した不活性ガスを充填することにより、ペリクルの透過率の劣化をある程度抑えることができる。しかしながら、このように、酸素を含む不活性ガスを用いた場合、ペリクルの強度の劣化が顕著となってしまう。このため、ペリクルの破砕等の問題が発生することが考えられる。
【００１０】
従って、この発明は、上述の問題を解決し、ペリクルの透過率の低下を抑えつつ、同時に、ペリクルの強度劣化を抑えることができるように改良した露光装置及び露光方法及びフォトマスクを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明の露光装置は、露光光を発射する露光光源と、露光光の光路に配置されたフォトマスクと、フォトマスクを透過した露光光を受ける位置に、被処理基板を保持する載置台と、少なくともフォトマスク及び載置台とを内部に収納する露光室とを備える。また、フォトマスクは、一面にパターンが形成されたパターン形成面を有するマスク基板と、パターン形成面に対向し、所定の間隔を空けて配置されたペリクルと、パターン形成面とペリクルとの間に、パターン外周を囲むように配置され、かつ、ペリクルを張設して保持するペリクルフレームとを含む。そして、ペリクル周辺の雰囲気を、所定の濃度でフッ素を添加した不活性ガスとする。
【００１２】
この発明の露光装置としては、ペリクル周辺の雰囲気は、少なくとも、前記フォトマスク基板と、ペリクルと、ペリクルフレームとによって囲まれた空間内の雰囲気を含むものとし、空間に、所定の濃度でフッ素を添加した不活性ガスを充填し、露光室内に、不活性ガスを充填するものであってもよい。
【００１３】
また、この発明の露光装置としては、露光光の光路に配置され、かつ、フォトマスクを露光室内の雰囲気から隔離して収納する筐体を備えたものであり、かつ、ペリクル周辺の雰囲気は、少なくとも筐体内の雰囲気を含み、筐体内に、所定の濃度でフッ素を添加した不活性ガスを充填し、露光室内に、不活性ガスを充填するものであってもよい。
【００１４】
また、この発明の露光方法は、不活性ガスで置換された露光室内において、一面に前記パターンが形成されたパターン形成面を有するマスク基板と、パターン形成面に対向し、所定の間隔を空けて配置されたペリクルと、パターン形成面とペリクルとの間に、パターン外周を囲むように配置され、かつ、ペリクルを張設して保持するペリクルフレームと、を含むフォトマスクに、露光光を照射して、フォトマスクを透過した光を、被処理基板に照射する際、ペリクル周辺の雰囲気を、所定の濃度でフッ素を添加した不活性ガスとするものである。
【００１５】
また、この発明のフォトマスクは、一面にパターンが形成されたパターン形成面を有するマスク基板と、パターン形成面に対向し、所定の間隔を空けて配置されたペリクルと、
パターン形成面とペリクルとの間にパターン外部を囲むように配置されてペリクルを張設して保持するペリクルフレームと、マスク基板とペリクルとペリクルフレームとにより囲まれる空間内に配置されたフッ素樹脂とを備えるものである。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、フォトマスク内の雰囲気あるいは、ペリクル周辺の雰囲気を、フッ素を含む不活性ガスで充填する。これにより、ペリクルの延命化を図りつつ、同時に、ペリクルの強度劣化をおさることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
まず、この発明の実施の形態の概要を説明する。
実施の形態においては、ウェーハにパターンを転写する露光の際、フォトマスクのペリクル周辺の雰囲気を、所定量のフッ素を添加した不活性ガスとする。
一方、露光室内の全体に、フッ素が充満すると、フッ素と水分とが反応することにより、フッ酸等が発生し、露光装置内の部材を腐蝕する恐れがある。従って、ペリクル周辺以外の露光室内の雰囲気は、従来通り、不活性ガスでパージするものとする。
【００１８】
ペリクル周辺の雰囲気の置換方法としては、後に実施の形態において説明するが、フォトマスク内の空間のみを置換するものであってもよく、また、フォトマスク内の空間及び、外部のペリクル周辺の雰囲気をも置換するものであってもよい。
【００１９】
フッ素の含有量としては、約０．０１%〜１．０%程度が好適である。更に、より好適には、約０．０５%程度が好ましい。この範囲内においては、効果的に、ペリクル膜の強度劣化を防止することができ、また、透過率の変動を抑制することができる。しかしながら、この発明は、この範囲に限定されるものではなく、フッ素濃度は、露光における他の条件を考慮して、適宜決定すればよい。但し、フッ素濃度が高くなると、露光光の吸収が大きくなる点については、考慮する必要がある。
【００２０】
また、この雰囲気には、酸素等の活性ガスを含ませてもよい。これにより、ペリクル膜の透過率の劣化を同時に抑えることができる。活性ガスの量としては、約０．０１%〜１．０%程度が好適である。更に、より好適には、約０．０５%程度であることが好ましい。但し、この発明における活性ガスの量は、この範囲に限定されるものではない。しかし、多量の活性ガスが存在する場合、活性ガスにより露光光が吸収され、露光光量が低下することが考えられるため、その含有量は、露光光量の低下等を考慮して決定する必要がある。
【００２１】
なお、フッ素を添加する不活性ガス、及び、露光室内の雰囲気として用いる不活性ガスとしては、例えば、アルゴン、ヘリウム、窒素等が考えられる。
【００２２】
ペリクルは、高エネルギーの露光光が照射されると、ペリクルを構成する物質から、フッ素、炭素、あるいは、水素等が放出されることにより、劣化するものと考えられる。中でも、特に、フッ素の放出とペリクルの劣化とは、強い相関関係があり、同じ露光量でも、フッ素の脱ガスが多い場合には、ペリクルの劣化が早いものと考えられる。また、露光量が大ききなるほど、脱ガス量が増えて、同時に劣化が進行すると考えられる。
【００２３】
したがって、この発明の実施の形態においては、上述したように、ペリクル周辺の雰囲気に、少量のフッ素を含有させる。これにより、ペリクル周辺の雰囲気のフッ素分圧が大きくなるため、ペリクルからのフッ素の脱ガスを抑えることができ、ペリクルの強度劣化を抑えられることができると考えられる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について具体的に説明する。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簡略化ないし省略する。
【００２４】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における露光装置１００について説明するための模式図である。
図１に示すように、露光装置１００は、露光処理を施す露光室２を有する。露光室２内には、Ｆ２エキシマレーザ４が配置されている。Ｆ２エキシマレーザ４は、波長約１５７．６nmのレーザ光を発振する。Ｆ２エキシマレーザ４から発振されたレーザ光の光路には、光学系６、フォトマスク８、投影光学系１０、ウェーハステージ１２が、順に配置され、ウェーハステージ１２上には、ウェーハ１４が配置されている。ウェーハ１４の最表面には、パターンを転写するためのレジスト（図示せず）が塗布されている。
処理室２内全体は、アルゴン等の不活性ガスが充填されている。
【００２５】
図２は、この発明の実施の形態１において用いるフォトマスク８を説明するための断面模式図である。また、図３は、フォトマスク８の斜視図であり、図３（ａ）は、ペリクルを取り外した状態を示し、図３（ｂ）は、ペリクルを接着した状態を示す。
【００２６】
図２に示すように、フォトマスク８において、マスク基板２０には、露光によりウェーハに転写するパターン２２が形成されている。マスク基板２０は、波長１５７．６nmのエキシマレーザ光に対して、約８５%程度の透過率を有する。また、パターン２２は、Ｆ２エキシマレーザ光を遮光するクロム等の遮光膜により、マスク基板２０に遮光部分を設けることにより構成されている。
【００２７】
マスク基板２０のパターン２２が形成された面（以下、パターン２２形成面と称することとする）に、パターン２２より外側を囲むようにして、ペリクルフレーム２４が形成されている。また、パターン２２形成面に対向して、ペリクル２６が配置され、ペリクルフレーム２４の、パターン形成面とは反対側に接着されている。ここで、ペリクルフレーム２４の高さは、約６mm程度であり、従って、マスク基板２０のパターン形成面と、ペリクルとの間の距離は、約６mmとなっている。
【００２８】
また、ペリクルフレーム２４には、供給口２８及び排出口３０が設けられている。供給口２８は、マスク基板２０とペリクルフレーム２４とペリクル２６とで囲まれた空間３２（以下、フォトマスク内３２と称することとする）に、露光室２内の雰囲気と隔離された状態で、フッ素ガスを約０．０５%程度、酸素ガスを約０．０５%程度の濃度で、それぞれ添加した不活性ガスを供給する供給源（図示せず）に接続されている。また、排出口３０は、フォトマスク内３２の雰囲気を、露光室２外に排出する排出管（図示せず）に接続されている。
フォトマスク内３２の雰囲気は、フッ素及び酸素を添加した不活性ガスであり、そのフッ素及び酸素の濃度は、供給口２８から供給されるガスと、排出口３０からの排出ガス量を調節することにより、共に、約０．０５％に保たれている。
【００２９】
このように、構成されたフォトマスク８を露光装置１００内に配置して、ウェーハ１４へのパターン転写を行う。
ここでは、Ｆ２エキシマレーザ４から、レーザ光を発振し、光学系６により、集光させる。このレーザ光を、フォトマスク８に照射する。フォトマスク８に入射した光は、パターン２２を透過し、この透過光は、フォトマスク内３２を通過して、ペリクル２６を透過する。更に、投影光学系１０を経て、集光して所定の倍率に縮小（あるいは、等倍）し、ウェーハ１４表面において結像する。
【００３０】
露光の際、フォトマスク内３２は、フッ素ガス濃度を０．０５％、酸素ガス濃度を０．０５％に保った雰囲気となっている。また、露光室２内は、不活性ガスにより充填された状態となっている。
【００３１】
実際に、実施の形態１において説明したように、フッ素約０．０５%、酸素約０．０５%を添加したヘリウムガスで、フォトマスク内３２を充填して、露光を行った。その結果、ペリクル２６の透過率劣化に関して、従来技術においては、１０J/cm2程度の露光で、１０%程度劣化したのに対して、実施の形態１の場合、約２%程度の劣化に留めることができた。また実施の形態１の場合、ペリクルの機械的強度の劣化は確認されなかった。
【００３２】
以上説明したように、実施の形態１においては、露光の際、フォトマスク内３２内の雰囲気に、少量のフッ素及び酸素を添加したものを用いる。これにより、ペリクル周辺の雰囲気のフッ素分圧が大きくなり、ペリクル２６からのフッ素の発生が抑制される。したがって、ペリクルからのフッ素脱ガスを抑えることができ、ペリクルの劣化を抑えることができる。また、ここでは、更に、フォトマスク内３２の雰囲気には、少量の酸素を添加している。したがって、ペリクルの劣化による透過率の低下をも抑えることができる。
【００３３】
また、ここでは、露光室２内と隔離して、フォトマスク内３２にのみ、フッ素及び酸素を含む不活性ガスを供給する。従って、露光室２内の雰囲気中に、酸素が含有することによる露光光量の低下を抑えることができると共に、フッ素と水分等が反応することにより、露光室２内の、各部品、部材が腐蝕するのを抑えることができる。
【００３４】
実施の形態１においては、フォトマスク内３２を密閉されたものとし、その内部にのみフッ素及び酸素を添加した不活性ガスを充填し、一方、露光室２内は、不活性ガスのみを充填する場合について説明した。これは、フッ素が露光室２内全体に充満する場合、水分等と付着してフッ酸を発生し、露光室２内の部材を腐蝕させる可能性があるためであり、また、酸素が露光室２内全体に充満する場合、露光光の吸収が大きくなるためである。即ち、フッ素や酸素を含むガスの供給を、フォトマスク内３２の隔離された空間に限ることにより、このような腐蝕や露光光の吸収を抑えることができるためである。但し、この発明においては、フォトマスク内３２のみに、フッ素及び酸素を含ませるものに限るものではなく、ペリクル周辺の雰囲気、例えば、ペリクル２６直下付近の雰囲気にも、フッ素及び酸素を添加したものであってもよい。また、露光室２内の水分を極力排除すれば、露光室２内全体に、フッ素を添加した不活性ガスを満たしてもよい。
【００３５】
また、この発明における露光装置は、実施の形態１において説明した露光装置に必ずしも限定されるものではない。この発明においては、露光装置は、ペリクル周辺の雰囲気に、フッ素を添加した不活性ガスを用いて、露光を行うことができるものであればよい。
【００３６】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２における露光装置２００を説明するための模式図である。
図４に示すように、露光装置２００は、実施の形態１における露光装置１００と類似する。但し、実施の形態４において、フォトマスク８は、密閉可能な筐体３４に収納された状態で、露光装置２００の所定の位置に配置されている。また、筐体３４内には、フッ素と酸素とを添加した不活性ガスが充填されている。ここで、フッ素、酸素の濃度は、共に、約０．０５%程度とする。また、筐体３４は、露光室２内の雰囲気とは隔離された空間であり、露光室２内は、実施の形態１と同様に、不活性ガスが充填されている。
【００３７】
図５は、筐体３４を説明するための模式図である。
図５を参照して、筐体３４の主面３６及び背面３８は、Ｆ２エキシマレーザ光を透過する材料で構成されている。また、筐体３４の側壁を貫通して、供給口４０及び排出口４２が設けられている。供給口４０は、露光室２内の雰囲気と隔離した状態で、フッ素を添加した不活性ガスを供給する供給源（図示せず）に接続されている。また、排出口４２は、露光室２内の雰囲気とは隔離した状態で、筐体３４内の雰囲気を、外部に排出することができる。
【００３８】
また、筐体３４には、載置台（図示せず）が設けられ、フォトマスク８が載置されている。ここで用いるフォトマスク８は、実施の形態１において説明したものと同様であるが、供給口２８、排出口３０は、供給源、排出手段には接続されず、共に、開放された状態となっている。即ち、フォトマスク内３２は、筐体３４内に供給される雰囲気により、自動的に、パージされる状態になっている。
【００３９】
露光装置２００を用いて露光を行う場合にも、実施の形態１と同様に、Ｆ２エキシマレーザ４から、レーザ光を発振する。発振したレーザ光は、光学系６を透過した後、筐体３４の主面３６を透過して、フォトマスク８のマスク基板２０に入射する。マスク基板２０に形成されたパターン２２を透過した光は、ペリクル２６及び筐体３４の背面３８を通過して、投影光学系１０に入射する。投影光学系に入射した光は、集光され、所定の倍率縮小された後、ウェーハ１４上において結像する。
【００４０】
ここで、露光室２内は、不活性ガスによりパージされている。一方、筐体３４内は、供給口４０から、露光中、常に、同じ濃度で、フッ素及び酸素を添加したアルゴンガスが供給されている。また、筐体３４内の雰囲気は、反対側の側壁に設けられた排出口４２から、適宜排出されている。
【００４１】
また、フォトマスク８のペリクルフレーム２４には、供給口２８及び排出口３０が設けられている。従って、供給口２８からは、筐体３４内部の雰囲気、即ち、フッ素及び酸素ガスを添加したアルゴンガスが供給される。また、一方、排出口３０からは、フォトマスク内３２の雰囲気が排出される。更に、この雰囲気は、筐体３４の排気口４２を通過して、露光室２外部に排出される。
【００４２】
これにより、露光中、筐体３４内及びフォトマスク内３２に、フッ素ガス及び酸素ガスを含む不活性ガスを充填することができ、また、フッ素及び酸素の濃度をそれぞれ、ほぼ一定に保つことができる。
【００４３】
以上のようにすれば、ペリクル２６に接する雰囲気を、フッ素を添加した不活性ガスとすることができる。したがって、実施の形態１のように、単に、フォトマスク内３２のみに、このようなガスを添加した場合に比して、更に、ペリクルの強度劣化を抑えることができる。
【００４４】
また、このようにしても、筐体３４を、露光室２とは、隔離した空間としているため、筐体３４内に充填される雰囲気中の、酸素やフッ素が、露光室２内に拡散するのを抑えることができる。従って、酸素による露光光の吸収や、フッ素による露光装置の腐蝕を抑えることができる。
【００４５】
なお、実施の形態２においては、筐体３４が、供給口４０及び排出口４２を有す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、筐体３４が、供給口等を有さず、単に、内部に、フッ素ガスを含む不活性ガスを充填して密閉したようなものであってもよい。あるいは、筐体３４に、フッ素ガスを含む活性ガスを含む供給源が、直接、接続されているものであってもよい。
【００４６】
また、筐体３４内部に配置するフォトマスク８についても、実施の形態２において説明したものに限るものではない。例えば、フォトマスク８は、供給口２８、排出口３０を有さず、内部に、予めフッ素ガスを含む不活性ガスを充填したものであってもよい。また、例えば、実施の形態１のように、供給口２８、排出口３０が、独立して、外部の供給源や排出手段に接続されたものであってもよい。
その他は、実施の形態１と同様であるから説明を省略する。
【００４７】
実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３における露光装置３００を説明するための模式図である。また、図７及び図８は、露光装置３００において用いるフォトマスクを説明するための模式図であり、図７は断面を示し、図８は、投影図を示す。また、図８（ａ）は、ペリクルを外した状態の投影図を示し、図８（ｂ）は、ペリクルを装着した場合の投影図を示す。
【００４８】
図６に示すように、露光装置３００は、実施の形態１において用いた露光装置１００と類似するものである。但し、露光装置３００は、フォトマスク内３２の雰囲気に、フッ素を発生させる機構を有するものである。
以下、具体的に説明する。
【００４９】
図６を参照して、実施の形態３における露光装置３００には、露光光源としてのＦ２エキシマレーザ４とは別に、フォトマスク５０側面に照射するＦ２エキシマレーザ５２と、フォトマスク内３２から排出される雰囲気中のフッ素濃度を測定する濃度計５４と、濃度計５４に接続された制御手段５６とを備える。制御手段５６は、Ｆ２エキシマレーザ５２に接続されている。
【００５０】
また、図７及び図８を参照して、フォトマスク５０は、実施の形態１において説明したフォトマスク８と同様に、パターン２２の形成されたマスク基板２０と、マスク基板２０の外周部付近に配置されたペリクルフレーム２４と、ペリクルフレーム２４に張設されたペリクル２６とを備える。また、ペリクルフレーム２４は、供給口２８及び排出口３０を有する。
【００５１】
但し、ペリクルフレーム２４は、ここでは、特に、Ｆ２エキシマレーザ光に対して、約７０%程度の透過率を有するガラス等により構成されている。また、供給口２８は、フッ素を添加したガスではなく、単に、不活性ガスを供給する供給源に接続されている。また、排出口３０は、露光室２外部に雰囲気を排出する排出手段に接続されている。また、排出口３０には、濃度計５４が接続されている。
【００５２】
また、フォトマスク５０においては、ペリクルフレーム２４に内接して、ペリクルフレーム２４の内側に、フッ素樹脂５８が設けられている。フッ素樹脂５８は、波長１６０nm以下の光を照射すると、フッ素を含むガスを発生する材料である。また、フッ素樹脂５８は、波長１８０nm以下の光に対しては、不透明な材料である。
【００５３】
なお、供給口２８及び排出口３０は、ペリクルフレーム２４を貫通すると共に、フッ素樹脂５８も貫通するように設けられている。
【００５４】
露光装置３００において露光を行う場合について説明する。
供給口２８からは、窒素等の不活性ガスが供給され、フォトマスク内３２は、不活性ガスで満たされている。この状態で、フォトマスク５０の側面から、Ｆ２エキシマレーザ５２により、Ｆ２エキシマレーザ光が照射される。これにより、フッ素樹脂５８から、フッ素を含むガスが発生する。
【００５５】
排出口３０からは、フォトマスク内３２の雰囲気が排出される。このとき、排出口３０に設けられた濃度計５４により、この排出ガスのフッ素濃度が測られる。このフッ素濃度の測定結果が、制御手段５６に送信される。制御手段５６は、フォトマスク内の雰囲気のフッ素濃度が、約０．０５%程度になるように、Ｆ２エキシマレーザ５２による照射量を制御する。
【００５６】
フォトマスク内３２のフッ素濃度が所定の濃度に達し、安定した状態となった後、Ｆ２エキシマレーザ４から、レーザ光を発射する。発射したＦ２エキシマレーザ光は、光学系６、フォトマスク５０、投影光学系１０を通り、ウェーハ１２上で結像する。
【００５７】
以上説明したように、実施の形態３によれば、フォトマスク内部に配置したフッ素樹脂５８により、フッ素を発生させることができる。これにより、ペリクルに接する空間に、フッ素を含む雰囲気を充填することができるため、ペリクルの強度劣化を抑えることができる。
【００５８】
また、実施の形態１では、フォトマスク内３２において、フッ素を発生させることができる。従って、フォトマスク内３２の雰囲気のみをフッ素を含む不活性ガスとすることができ、フッ素が、処理室２内に拡散し、装置内を汚染するのを抑えることができる。
【００５９】
なお、実施の形態３においては、濃度計５４及び制御手段５６を設ける場合について説明した。しかし、この発明においては、必ずしもこのようなシステムに限定されるものではなく、濃度計５４や制御手段５６等を設けず、単に、フォトマスク内３２に、フッ素を発生させる物質を配置したものであってもよい。但し、この場合には、露光における障害とならないように配置する必要があり、フッ素発生物質の材料等を選択する必要がある。
【００６０】
また、この発明において、フッ素発生用の材料は、フッ素樹脂５８に限定されるものではない。この発明において、フッ素樹脂は、所定の波長の光照射により、フッ素を発生する材料であればよい。但し、実施の形態３において説明したように、約１６０nm以下の光照射によりフッ素を含むガスを発生し、また、約１８０nm以下の光に対して不透明である材料は、好適である。例えば、必ずしもこれに限られるものではないが、サイトップ（旭硝子株式会社製）等は好適な材料である。
【００６１】
また、実施の形態３においては、フッ素樹脂５８を、ペリクルフレーム２４の内周全面に渡って配置する場合について説明した。しかし、この発明において、フッ素樹脂５８はこれに限るものではなく、光の照射される所定の位置に、フッ素樹脂を配置したものであればよい。但し、この場合には、露光において、ウェーハ１４に転写されない位置に配置することを考慮する必要がある。
【００６２】
また、実施の形態３においては、フォトマスク５０を、直接露光室２内に入れて露光する場合につい説明した。しかし、この発明においては、これに限るものではなく、例えば、実施の形態２において説明したような筐体３４の側面に、フッ素樹脂を配置し、外部からレーザ光を照射して、筐体３４内部にフッ素を含む不活性ガスを発生させるものであっても良い。この場合、筐体３４内部において用いるフォトマスクは、実施の形態３において説明したフォトマスク５０のようにフッ素樹脂５８を有するものであってもよく、あるいは、フッ素樹脂５８を有さず、例えば、実施の形態１、２において説明したようなフォトマスク８等であってもよい。
その他は、実施の形態１、２と同様であるから説明を省略する。
【００６３】
以上、この発明の露光装置、露光方法の実施の形態について説明したが、この実施の形態における開示は、請求項における露光装置及び露光方法のみならず、次のような露光装置、露光方法、及び、これに用いるフォトマスクについて開示するものであると考えられる。
【００６４】
すなわち、この発明における露光装置は、フォトマスクと、フォトマスクに露光光を照射する露光光源と、フォトマスクを透過した露光光を受ける位置に、被処理基板を保持する載置台とフッ素樹脂に、光を照射する光源を有し、フォトマスクが、一面にパターンが形成されたパターン形成面を有するマスク基板と、パターン形成面に対向し、所定の間隔を空けて配置されたペリクルと、パターン形成面とペリクルとの間に、パターン外周を囲むように配置され、かつ、ペリクルを張設して保持するペリクルフレームと、フォトマスク基板と、ペリクルと、ペリクルフレームとによって囲まれた空間に配置されたフッ素樹脂と、を含むものであってもよい。
【００６５】
あるいは、この発明における露光装置は、マスク基板と、ペリクルフレームと、ペリクルとに囲まれる空間のフッ素濃度を検出する検出器と、検出器による検出結果に応じて、光源からのフッ素樹脂への光の照射を制御する制御手段とを備えるものであってもよい。
【００６６】
あるいは、この発明の露光装置は、露光光を発射する露光光源と、露光光の光路に配置されたフォトマスクと、フォトマスクを透過した露光光を受ける位置に、被処理基板を保持する載置台とフォトマスクを隔離して収納し、かつ、内部にフッ素樹脂を有する筐体と、フッ素樹脂に、光を照射する光源とを備えるものであってもよい。
【００６７】
あるいは、この発明の露光装置は、筐体内のフッ素濃度を検出する検出器と、検出器による検出結果に応じて、光源からのフッ素樹脂への光の照射を制御する制御手段と、を備えるものであってもよい。
また、このような露光装置において、フォトマスクは、フォトマスクは、一面にパターンが形成されたパターン形成面を有するマスク基板と、パターン形成面に対向し、所定の間隔を空けて配置されたペリクルと、パターン形成面とペリクルとの間に、パターン外周を囲むように配置され、かつ、ペリクルを張設して保持するペリクルフレームと、ペリクルフレームに形成された通気孔と、を含むものとしてもよい。
【００６８】
また、この発明の露光方法は、フォトマスクに形成されたパターンを被処理基板で転写する露光方法であって、一面にパターンが形成されたパターン形成面を有するマスク基板と、パターン形成面に対向し、所定の間隔を空けて配置されたペリクルと、パターン形成面とペリクルとの間に、パターン外周を囲むように配置され、かつ、ペリクルを張設して保持するペリクルフレームと、を含むフォトマスクを用いるものとする。そして、フォトマスクに露光光を照射して、フォトマスクを透過した光を被処理基盤に照射する際、ペリクル付近に配置されたフッ素樹脂に、光を照射して、ペリクル付近にフッ素を含むガスを発生させるものであってもよい。
【００６９】
あるいは、この発明のフォトマスクは、一面にパターンが形成されたパターン形成面を有するマスク基板と、パターン形成面に対向し、所定の間隔を空けて配置されたペリクルと、パターン形成面とペリクルとの間に、パターン外部を囲むように配置され、かつ、ペリクルを張設して保持するペリクルフレームと、マスク基板と、ペリクルと、ペリクルフレームとにより囲まれる空間内に配置されたフッ素樹脂とを備えるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】この発明の実施の形態１における露光装置を説明するための模式図である。
【図２】この発明の実施の形態１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３】この発明の実施の形態１におけるフォトマスクを説明するための斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態２における露光装置を説明するための模式図である。
【図５】この発明の実施の形態２におけるフォトマスク周辺部分を説明するための断面模式図である。
【図６】この発明の実施の形態３における露光装置を説明するための模式図である。
【図７】この発明の実施の形態３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８】この発明の実施の形態３におけるフォトマスクを説明するための斜視図である。
【符号の説明】
【００７１】
１００、２００、３００  露光装置
２  露光室
４  Ｆ２エキシマレーザ
６  光学系
８  フォトマスク
１０  投影光学系
１２  ウェーハステージ
１４  ウェーハ
２０  マスク基板
２２  パターン
２４  ペリクルフレーム
２６  ペリクル
２８  供給口
３０  排出口
３２  フォトマスク内
３４  筐体
３６  主面
３８  背面
４０  供給口
４２  排出口
５０  フォトマスク
５２  Ｆ２エキシマレーザ
５４  濃度計
５６  制御手段
５８  フッ素樹脂
【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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【図７】
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【図８】
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