(57)【要約】【課題】  ペリクル板のたわみによる枠体との隙間を封止し、マスク表面の保護を図るとともに露光装置内への窒素ガス注入によるペリクル板の振動を防いでペリクル板の光源に対するたわみ量を一定にし、ペリクル内に注入した窒素を逃がさないペリクルを提供する。【解決手段】  矩形枠体７と、該枠体７に貼り付けられるペリクル板８からなり、該ペリクル板８の一方の対辺８ａが前記枠体７の接着面に対し平行に接着され、前記ペリクル板の他方の対辺８ｂが下側に凸状となり前記枠体７の接着面に対し隙間９が形成されたペリクル４であって、前記隙間９を封止する封止材１０ｂを備えた。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形枠体と、
該枠体に貼り付けられるペリクル板からなり、
該ペリクル板の一方の対辺が前記枠体の接着面に対し平行に接着され、
前記ペリクル板の他方の対辺が下側に凸状となり前記枠体の接着面に対し隙間が形成されたペリクルであって、
前記隙間を封止する封止材を備えることを特徴とするペリクル。
【請求項２】
前記封止材は接着剤であることを特徴とする請求項１に記載のペリクル。
【請求項３】
前記隙間にスペーサを介入することを特徴とする請求項１又は２に記載のペリクル。
【請求項４】
前記封止材は前記隙間の外側に取付けられる封止部材であることを特徴とする請求項１に記載のペリクル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子等の基板に回路パターンを印刷する際のマスクを保護するペリクルに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体プロセスのフォトリソグラフィ工程における露光装置によるウェーハへのパターン形成において、回路パターンが形成されたマスクの表面の傷や異物混入を防止するため、ペリクルが取付けられる。このペリクルは矩形枠体とこれに貼り付けられるペリクル板で構成される。一方、近年のパターン微細化や高密度化により波長１５７ｎｍのＦ２レーザ等の短波長の光を用いた露光が行われている。このため、ペリクル板もこのＦ２レーザ等の短波長の光に対する耐久性が高い合成石英ガラスを用いることが検討されている。
【０００３】
この合成石英ガラスからなるペリクル板は従来用いていたフッ素樹脂等からなるペリクル膜よりも厚いため、板に反り等があった場合、露光光がペリクル板により屈折する等して確実なウェーハへのパターン形成が行われないおそれがあった。
【０００４】
このペリクル板の反りを低減するため、ペリクル板やフレームの加工精度を向上させる考案がされてきた（特許文献１）。一方、ペリクル板は、透過率と加工精度を両立させるために０．１〜２．０（ｍｍ）範囲で厚みが決定される。しかしながら、この厚みの範囲のペリクル板の場合、高精度に加工された反りの少ないペリクル板を使用しても自重によりたわんでしまい露光制度が悪化するという問題があった。
【０００５】
ここで、露光装置による露光は光源が一方向に移動してマスクのパターンをウェーハ上に形成するものであるため、ペリクル板の変位は光源の移動方向に対して一定であればよく、光源の移動方向と垂直方向の変位がたとえ異なっていたとしても数次の近似式で表せる曲率であれば、光学系で補正が可能である。したがってペリクル板の光源の移動方向と平行な対辺が枠体の接着面と平行に接着されていれば、すなわち、矩形枠体の一方の対向二辺の接着面が平坦で、この接着面にペリクル板が接着剤を介して密着していれば他方の対向二辺、すなわち光源の移動方向と垂直な対辺が枠体に対してたわんでいたとしても、このたわみを補正して半導体ウェーハへのパターン形成は可能である。しかし、ペリクル板がたわんで枠体との間に隙間が生じるとそこから異物等が混入し、マスク表面を保護する役目が滅殺されてしまうという問題がある。
【０００６】
また、露光に用いる短波長のＦ２レーザは大気中では透過しないため、露光装置内を窒素ガス等でパージし、露光を窒素雰囲気で行うことが必要である。しかしペリクル板と枠体との間に上記のような隙間からの異物の侵入を防止するため枠体に注入すると多量の窒素ガスが隙間を通る際にペリクル板が振動を起こすことがあり、ペリクル板のたわみ量が変化して光学系による補正が不正確になるおそれがある。同様に、露光装置内でマスクに貼り付けられたペリクルは高速で移動するため、２辺が固定されていないと、ペリクル板が振動する場合がある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３１２０４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、ペリクル板のたわみによる枠体との隙間を封止し、マスク表面の保護を図るとともに露光装置内でのペリクル板の振動を防いでペリクル板の光源に対するたわみ量を一定にしたペリクルの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、請求項１の発明では、矩形枠体と、該枠体に貼り付けられるペリクル板からなり、該ペリクル板の一方の対辺が前記枠体の接着面に対し平行に接着され、前記ペリクル板の他方の対辺が下側に凸状となり前記枠体の接着面に対し隙間が形成されたペリクルであって、前記隙間を封止する封止材を備えることを特徴とするペリクルを提供する。
【００１０】
請求項２の発明では、前記封止材は接着剤であることを特徴としている。
【００１１】
請求項３の発明では、前記隙間にスペーサを介入することを特徴としている。
【００１２】
請求項４の発明では、前記封止材は前記隙間の外側に取付けられる封止部材であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、ペリクル板の自重によるたわみが形成する枠体との間の隙間を封止材で封止するため、この隙間から異物が混入することを防ぐことができ、マスク表面の確実な保護を図ることができる。また、ペリクル枠体内を窒素雰囲気にする際に窒素ガスが隙間を通して流れることはないので、ペリクル板が振動することはなく常に光源に対するたわみ量を一定に保つことができる。したがって、たわみ量に応じた光学系による高精度な露光補正ができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、隙間を接着剤で充填してペリクル板と枠体との間の隙間を封止することができる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、隙間の幅（ペリクル板と枠体との距離）を一定に保つことができるので、接着剤の硬化時の収縮などによる隙間の変化を抑えてペリクル板の光源に対するたわみ量をさらに確実に一定に保ち、光学系による露光補正によって平坦面と同等な光の透過を実現することができる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、ペリクル板と枠体との間の隙間をその外側から例えばフィルム等の封止部材で覆うことにより簡単に確実に封止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は露光装置の概略図であり、図２はペリクルの斜視図である。
図示したように、露光装置は光源１と、回路パターンの金属膜２が形成されたマスク３、及びこのマスク３に取付けられるペリクル４、さらに支持台５で構成される。支持台５上には露光（矢印Ｅ）によりパターン形成するウェーハ６が載置される。マスク３は例えば合成石英ガラスからなり、これにスパッタリング等により全面に形成される金属膜２は例えば酸化クロム等の金属膜であり、この金属膜２にＥＢ（エレクトロンビーム）加工等によりパターンが刻み込まれる。光源１による露光はスキャン方式であり、ウェーハ６上を一定方向に移動してチップごとに露光を行う。
【００１８】
ペリクル４は枠体７とペリクル板８で構成される。枠体７は矩形枠体であり、第１の辺（例えば長辺）７ａと第２の辺（例えば短辺）７ｂを有する。ペリクル板８は合成石英からなり、接着剤を用いて第１の辺側の対辺（対向する第１の辺８ａ，８ａ）は押えながら枠体７に接着し、第２の辺側の対辺（対向する第２の辺８ｂ，８ｂ）は押えないで接着する。したがって、ペリクル板８はその自重により第２の辺側の対辺がたわみ、枠体７の第２の辺７ｂの接着面（下面）との間に隙間９を生じる。露光装置の光学系による露光補正はこのたわみの形状を数値解析し、露光光路がたわみがない場合と同等となるように露光の光学特性（形状や配置及び屈折率等の材質）を演算で求めて設定するものである。なお、１４８．９×１１２．９（ｍｍ）で厚さ８００（μｍ）のペリクル板８を用いて８（μｍ）の接着剤で枠体７に接着した場合、隙間が生じる辺の中央部の長さ（たわみ量）は１８（μｍ）程度である。
【００１９】
図３は本発明に係るペリクルの（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
本実施例に係るペリクル４は枠体７の第１の辺７ａとペリクル板８の第１の辺側を接着する接着剤１０ａの量は、両者が平行すなわちペリクル板８の第１の辺８ａが枠体の第１の辺７ａの下面にほぼ密着する量とする。一方、第２の辺８ｂ側は、枠体７の第２の辺７ｂとペリクル板８の第２の辺側を接着する接着剤１０ｂの量を密着する場合より多量に隙間９が埋まるくらいの量として充填する。この第２の辺側の接着剤１０ｂの厚さは例えば第１の辺側の接着剤１０ａが１（μｍ）であれば２０（μｍ）である。また、接着剤は紫外線硬化型の接着剤を用いるがことが好ましいが、露光光に用いられる短波長のＦ２レーザに分解されないものであれば何でもよい。これにより、隙間９を封止することができるので、この隙間９から異物が混入することを防ぎ、マスク３表面の金属膜２の保護を図ることができる。また、露光装置内を窒素雰囲気にする際に窒素ガスが隙間を通ることはないので、ペリクル板８が振動することなく常に光源１に対するたわみ量を一定に保つことができる。これによりたわみ量に応じた光学系による高精度な露光補正ができる。
【００２０】
図４は本発明に係る別のペリクルの（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
本実施例に係るペリクル４は、枠体７の第１の辺７ａと第２の辺７ｂをペリクル板８に接着する接着剤が異なるものである。すなわち、第１の辺７ａ側を先に紫外線硬化接着剤１０ａでペリクル板８の第１の辺８ａと接着し、接着剤１０ａが硬化した後、熱硬化性のフッ素樹脂系接着剤１１（例えばサイトップ  ＣＴＬ８０９Ｍ  旭硝子社製）を用いて第２の辺７ｂ側を接着する。このとき、接着剤１１の量は隙間９を充填できる程度とし、これにより隙間９が封止され、上述した効果を得ることができる。
【００２１】
すなわち、図３の場合は、最初から第２の辺と第１の辺の両方に接着剤を前述の量だけ塗布しておいて、第１の辺側のみ押し付けながら同時に接着剤を硬化させるのに対し、図４の場合は最初に第１の辺側にのみ接着剤を塗布して第１の辺側を先に硬化させて接着し、その後第２の辺側が自重でたわんだところで隙間に接着剤を充填して埋めるものである。なお、接着剤は第１の辺、第２の辺とも同じ物でもよい。
【００２２】
図５は本発明に係るさらに別のペリクルの（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
本実施例に係るペリクル４は、隙間９に球状や円柱状のスペーサ１２が介入される。このスペーサ１２は例えばガラスビーズやファイバーであり、ペリクル板８の第１の辺８ａを枠体７の第１の辺７ａと接着剤１０ａにより接着した後、第２の辺側がたわんだ後にその隙間にスペーサ１２を介入し、その後、接着剤１１を充填して硬化させる。このようにスペーサ１２を隙間９に介入させることにより、接着剤が硬化する際に収縮しても隙間９の幅（ペリクル板８と枠体７との距離）、すなわちペリクル板８のたわみ量を一定に保つことができる。したがって、ペリクル板８の光源１（図１）に対するたわみ量を確実に一定に保ち、光学系による確実な露光補正を実現することができる。これにより、ウェーハ６への高精度なパターン形成が確実なものとなる。なお、スペーサ１２の形状は角柱状であってもよく、接着剤を充填した後に介入してもよい。また、使用する接着剤は露光光のＦ２レーザに耐えうるものであれば何でもよい。
【００２３】
図６は本発明に係るさらに別のペリクルの（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
本実施例に係るペリクル４は、円柱部材１３により隙間９が覆われたものである。この場合、ペリクル板８の第１の辺８ａ側は枠体７の第１の辺７ａよりも円柱部材１３の直径分だけ短く、円柱部材１３は第２の辺７ｂとペリクル板８の第２の辺８ｂ側に接着されて接着剤（不図示）と円柱部材１３により隙間９を封止する。円柱部材１３は例えばガラスファイバーである。このような構成としても隙間９を封止することが可能であり、上述した効果を得ることができる。
【００２４】
図７は本発明に係るさらに別のペリクルの（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
本実施例に係るペリクル４は、板状部材１４により隙間９が覆われたものである。この板状部材１４は、露光中の合成石英のペリクル板８との間の熱膨張の差により両者に熱応力が発生することを防止するために、ペリクル板８と同じ熱膨張係数のものが好ましく、同一材料の合成石英を使用することが好ましい。その他の構成、作用、効果は図６と同様である。なお、この場合ペリクル板８は枠体７と同じ大きさのものを用い、板状部材１４が枠体７の外周からはみ出た位置で隙間９を覆う構成としてもよい。
【００２５】
図８は本発明に係るさらに別のペリクルの（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
本実施例に係るペリクル４は、フィルム１５を側面に貼り付けることにより隙間９が覆われたものである。このフィルム１５は例えばフッ素樹脂等を用いる。その他の構成、作用、効果は図７と同様である。
【００２６】
なお、枠体７の第２の辺７ｂ自体のペリクル板８との接着面側をペリクル板８のたわみ形状に合わせて下に凸形状となるように湾曲させて、隙間９を覆って封止してもよい。また、上記説明したペリクルにおいて、第１の辺と第２の辺との関係を逆にしてもよいし、ペリクルを正方形にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】露光装置の概略図。
【図２】ペリクルの斜視図。
【図３】本発明に係るペリクルの（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図。
【図４】本発明に係る別のペリクルの（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図。
【図５】本発明に係るさらに別のペリクルの（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図。
【図６】本発明に係るさらに別のペリクルの（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図。
【図７】本発明に係るさらに別のペリクルの（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図。
【図８】本発明に係るさらに別のペリクルの（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図。
【符号の説明】
【００２８】
１：光源、２：金属膜、３：マスク、４：ペリクル、５：支持台、６：ウェーハ、７：枠体、８：ペリクル板、９：隙間、１０：接着剤、１１：接着剤、１２：スペーサ、１３：円柱部材、１４：板状部材、１５：フィルム。
【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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