(57)【要約】【課題】ペリクル装着後のフォトマスクの光学式検査では、検査光がペリクルフレームに当たる部分は影となり、検査不可領域（ペリクルシャドー）となるため、転写露光が可能な、フォトマスクのパターン領域の広さが制限を受けていた。【解決手段】フォトマスクに２個以上のペリクルを装着して成るペリクル付きフォトマスクであって、前記２個以上のペリクルは、フォトマスクに近い側から第１のペリクル、第２のペリクル、・・・の順に重ねて装着されており、前記第１のペリクルは、厚さ３．５ｍｍ以下のペリクルフレームにペリクル膜を張設して構成されているペリクル付きフォトマスクとし、２個以上の前記ペリクルを１個装着する毎に光学式検査を行う工程を含むペリクル付きフォトマスクの製造方法とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトマスクに２個以上のペリクルを装着して成るペリクル付きフォトマスクであって、
前記２個以上のペリクルは、フォトマスクに近い側から第１のペリクル、第２のペリクル、・・・の順に重ねて装着されており、
前記第１のペリクルは、厚さ３．５ｍｍ以下のペリクルフレームにペリクル膜を張設して構成されている
ことを特徴とする、ペリクル付きフォトマスク。
【請求項２】
請求項１に記載の前記ペリクル付きフォトマスクを製造するための方法であって、
前記２個以上のペリクルを１個装着する毎に光学式検査を行う工程を含む
ことを特徴とする、ペリクル付きフォトマスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーティクル、塵埃等の異物の付着を防止するペリクルを付設したフォトマスク、及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
微細なパターンをフォトリソグラフィ法により露光して転写するために使用されるフォトマスクにおいて、パターン面にパーティクル、塵埃等の異物が付着すると、異物自体、あるいは異物が露光を遮って被露光基板に影を作ることにより欠陥パターンとして転写される。このようなフォトマスク表面に付着する異物による解像不良を防ぐため、通常フォトマスクは表面に透光性を有する防塵カバーとしてペリクルを装着している（例えば特許文献１参照）
【０００３】
すなわち、図３に示すように、フォトマスク１１のパターン側の表面にペリクルフレーム１３と称する、金属や樹脂材料からなる、厚さ（ｔ０）数ｍｍの枠体を配置し、その頂部に、露光光源波長に対して透明な、厚さ数百ｎｍから数μｍのペリクル膜１２を、フォトマスク面とほぼ平行に、フォトマスクのパターン領域を覆うように張設して配置する。その結果、パターン面に接触することなくフォトマスクの表面を保護する。
【０００４】
ペリクル膜１２により、パーティクル、塵埃等の異物はパターン面まで降りず、ペリクル膜１２上に留まることになる。一方、露光時、投影光学系の焦点はマスク表面に合わせるので、ペリクル膜１２上の異物は被露光基板面に焦点を結ばず、光学像として「ぼけ」を生じる。その結果、前記ペリクル膜上に付着した異物がある程度以下のサイズであれば、被露光基板面上で欠陥パターンとしては転写形成されない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−０１７８３３号公報
【０００６】
フォトマスクの製造工程における最終段階では、外観検査、及び異物検査にてパターニング欠陥と、パーティクル等の異物を検査した後、ペリクルを装着する。さらに、品質保証のための最終的な検査工程として、ペリクル装着後に、パターン面の外観検査と異物検査、及びペリクル膜の表裏面の異物検査を行う。
【０００７】
通常、ＬＳＩ製造のための１／４縮小投影露光では、規格外異物欠陥と判断されるサイズは、最小パターン寸法の１／３〜１／４程度とされている。従って、近年の先端ＬＳＩを製造するためのフォトマスクのパターン面では、３５ｎｍ以下のサイズの欠陥、パーティクル等の異物まで検出する必要がある。一方、ペリクル膜の表裏面の異物は、上述のように、焦点を結ばず「ぼけ」を生じるために、通常３〜５μｍ程度以上のパーティクル、塵埃等の異物を検出対象とすればよい。ペリクルフレームの厚さ（図３（ｂ）のｔ０）は、フォトマスク仕様に応じ、通常型（一般に３．５ｍｍ厚以上）、又は薄型（一般に３．５ｍｍ厚以下）のペリクルフレームが使用される。
【０００８】
フォトマスクの光学式検査機には、実際に作製したパターンの画像同士を比較するＤｉｅ−ｔｏ−Ｄｉｅ方式、作製したパターンの画像と設計データから作成した画像を比較するＤｉｅ−ｔｏ−Ｄａｔａｂａｓｅ方式の２方式がある。いずれの方式においても、実際に作製したパターンの画像を取得する必要があり、光源から導いた光を対物レンズで縮小し、フォトマスクに照射して、その反射像又は／及び透過像を画像センサに取り込む。その後、画像データは論理回路部へ送られ、比較判定処理が行われる。
【０００９】
図４は、ペリクル膜１２とペリクルフレーム１３からなるペリクル（以後、ペリクル膜とペリクルフレームを合わせてペリクルと記す）を装着後に、パターン面の光学式検査を行うときの、フォトマスク近傍の断面模式図である。図のように、マスクステージ（図示せず）上でペリクル付きフォトマスク１１を左右に移動させつつパターン面の検査を行う。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ペリクル装着後の光学式検査には特有の課題が存在する。図４のように、ペリクル付きフォトマスク１１を移動させつつパターン面の検査を行うが、検査光１５は、検査機のレンズ系１４を通過しフォトマスク１１上に焦点を合わせるため、ペリクルフレーム１３に当たる部分は影となり、図中にＳ０で示す、検査不可領域（ペリクルシャドーと呼ばれる）が生じてしまう。
【００１１】
デバイスメーカーとしては、可能な限り露光機の最大露光エリアに近い、フォトマスクの広い領域にパターンを作製し有効エリアとすることが望ましいが、マスクサイズには規格があり、従ってフォトマスク上に装着できるペリクルのサイズにも上限が存在する。
【００１２】
ペリクルフレーム１３の高さを低くすればペリクルシャドーＳ０は小さくなるが、ペリクル膜上の異物が、被露光基板面で「ぼけ」となり欠陥パターンとしては転写形成されないためには、ペリクルフレーム１３の高さは露光機仕様に依存した、特定の高さ以上でなければならない。
【００１３】
また、仮に装置構成を変え、対物レンズの焦点距離を長く（開口数ＮＡを小さく）したとしても、ペリクルシャドーＳ０は小さくなるが、ＮＡが小さくなれば、分解能が低下し、検査精度が低下する。
【００１４】
本発明は、上記のような課題を解決するためのものであり、従来必要とされているペリクルフレームの高さを有するとともに、従来よりもペリクルシャドーが小さく、フォトマスクのパターン面の検査可能領域を拡大できるペリクル付きフォトマスク、及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、フォトマスクに２個以上のペリクルを装着して成るペリクル付きフォトマスクであって、前記２個以上のペリクルは、フォトマスクに近い側から第１のペリクル、第２のペリクル、・・・の順に重ねて装着されており、前記第１のペリクルは、厚さ３．５ｍｍ以下のペリクルフレームにペリクル膜を張設して構成されていることを特徴とする、ペリクル付きフォトマスクとしたものである。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の前記ペリクル付きフォトマスクを製造するための方法であって、前記２個以上のペリクルを１個装着する毎に光学式検査を行う工程を含むことを特徴とする、ペリクル付きフォトマスクの製造方法としたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のペリクル付きフォトマスク、及びその製造方法によれば、パターン面から最上のペリクル膜までの高さは、従来の１枚ペリクル型フォトマスクのペリクル膜までの高さと同等とするので、問題となる異物のサイズも同等であるとともに、フォトマスクのパターン面の検査可能領域が拡大することで、従来よりもペリクルフレームに近い位置までをフォトマスクの有効なパターン面とするペリクル付きフォトマスクを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のペリクル付きフォトマスクの断面模式図である。
【図２】本発明のペリクル付きフォトマスクの光学式検査を行うときの断面模式図である。
【図３】従来構造のペリクル付きフォトマスクの（ａ）パターン面側からの平面視、（ｂ）断面を示す模式図である。
【図４】従来構造のペリクル付きフォトマスクのパターン面の光学式検査を行うときの断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る実施形態を、図面を用いて説明する。尚、本発明のペリクル付きフォトマスクでは２個以上のペリクルを用いるが、以下では、主に２個の場合について説明し、３個以上についても同様とする。
【００２０】
図１は、本発明のペリクル付きフォトマスクの断面模式図である。本発明のペリクル付きフォトマスクは、第１のペリクルフレーム３−１に第１のペリクル膜２−１を張設した第１のペリクルの上に、第２のペリクルフレーム３−２に第２のペリクル膜２−２を張設した第２のペリクルを具備する。さらに第２のペリクルの上に、必要に応じ、適宜第３以降のペリクルを具備する。
【００２１】
第１のペリクルフレーム３−１の厚さ（ｔ１）、第２のペリクルフレーム３−２の厚さ（ｔ２）、（さらに必要に応じて第３以降のペリクルフレームの厚さ）を合計した厚さは、フォトマスク仕様に応じ、従来の１枚ペリクル型フォトマスクで使用していたペリクルフレームの厚さと同等とする。それ故、本発明の複数のペリクル付きフォトマスクでは、第１のペリクルフレーム３−１の厚さ（ｔ１）は、少なくとも３．５ｍｍ以下となる。
【００２２】
第１のペリクルフレーム３−１の幅（ｗ１：図２（ａ）参照）は、特に制限はなく、従来のペリクルフレームと同等であってもよい。第２のペリクルフレーム３−２の幅（ｗ２：図２（ｂ）参照）は、装着時の利便性を上げるため、第１のペリクルフレーム３−１の幅（ｗ１）と同等か、より小さい方が好ましい。
【００２３】
第１のペリクルフレーム３−１、第２のペリクルフレーム３−２、（さらに必要に応じて第３以降のペリクルフレーム）に用いる材料は、特に制限はなく、従来のペリクルフレームと同様に、金属や樹脂材料を使用することができる。また、第１のペリクル膜２−１、第２のペリクル膜２−２、（さらに必要に応じて第３以降のペリクル膜）の厚さ、材料についても特に制限はない。
【００２４】
本発明のペリクル付きフォトマスクの製造方法では、ペリクル装着前までの工程が終了した後、まず第１のペリクルを装着（貼付）する。貼付方法は、従来のペリクルの装着方法と同様であればよい。
【００２５】
第１のペリクルを貼付した後、光学式検査機にて、第１の外観検査、及び異物検査を行う。図２（ａ）は、第１の外観検査、及び異物検査を行うときの断面模式図である。ここで、第１のペリクルフレーム３−１の厚さ（ｔ１）は３．５ｍｍ以下であり、従来の通常型のペリクルフレームよりも薄いので、ペリクルシャドー（Ｓ１）を、従来のペリクルシャドー（Ｓ０：図４参照）よりも小さくすることができる。従って、フォトマスクのパターン面の検査可能領域を拡大することができ、従来よりもペリクルフレームに近い位置までをフォトマスクの有効なパターン面とすることができる。
【００２６】
第１の外観検査、及び異物検査における検出対象は、フォトマスクのパターン面では、従来の外観検査、及び異物検査と同じであり、フォトマスク保証仕様に定められる大きさの欠陥、及びパーティクル等の異物である。また、第１のペリクル膜の表裏面での対象サイズもパターン面に比べれば十分に大きいため、従来と同様に３μｍ程度以上のパーティクル、塵埃等の異物を対象とすればよく、特に難度が増すことはない。
【００２７】
第１の外観検査、及び異物検査を行った後は、第２のペリクルを装着（貼付）する。貼付方法は、従来のペリクルの装着方法と同様でもよく、第１のペリクルフレーム３−１上に第２のペリクルフレーム３−２を貼付することになるので、特に位置ずれを抑えて加重がかけられるよう、改良した器具を用いてもよい。
【００２８】
第２のペリクルを貼付した後、光学式検査機にて、第２の異物検査を行う。検出対象について考えると、フォトマスクのパターン面については、すでに第１のペリクル貼付後に第１の外観検査、及び異物検査で終了しているため、第２のペリクル貼付後の第２の異物検査では、第１のペリクル膜２−１の表面、及び第２のペリクル膜２−２の表裏面に存在するパーティクル、塵埃等の異物を検出すればよい。
【００２９】
検出対象のサイズは、第１のペリクル膜２−１の表面では、前述の第１の異物検査同様、３μｍ程度以上であり、第２のペリクル膜２−２の表裏面では、フォトマスクのパターン面から遠い分、従来のペリクル膜の対象サイズよりも緩和することができる。
【００３０】
図２（ｂ）は、第２の異物検査を行うときの断面模式図である。第２の異物検査では、上記のようにパターン面を含む第１の外観検査、及び異物検査よりも分解能を下げることができるので、装置構成、あるいは検査モードを変え、対物レンズの焦点距離を長くしたり、検査光の照射領域を広げることにより、第２の異物検査のペリクルシャドーＳ２をより小さくしたり、検査速度を速めることができる。
【００３１】
第２の異物検査の後は、納入先のデバイスメーカーも含めた、保管、搬送、露光等の環境下に置かれ、周囲を浮遊する塵埃等の異物が付着することが考えられるが、本発明によれば、パターン面から第２のペリクル膜までの高さは、従来必要とされているペリクルフレームの高さと同等とするので、問題となる異物のサイズも同等であるとともに、従来よりもペリクルフレームに近い位置までをフォトマスクの有効なパターン面とできるペリクル付きフォトマスクを得ることができる。
【００３２】
さらに、前述の保管、搬送、露光等の環境下で、転写に影響を与える異物が付着し、洗浄等で取りきれない場合、ペリクルの貼り替えを行うことが考えられるが、本発明のペリクル付きフォトマスクでは、第２のペリクルだけを貼り替え、その後上述の第２の異物検査同様、第１の外観検査、及び異物検査よりも分解能を下げた、速度の早い検査を行うことによって対処することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１、１１  ・・・  フォトマスク
２−１  ・・・  第１のペリクル膜
２−２  ・・・  第２のペリクル膜
３−１  ・・・  第１のペリクルフレーム
３−２  ・・・  第２のペリクルフレーム
４、１４  ・・・  検査機のレンズ系
５−１、５−２、１５  ・・・  検査光
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ０  ・・・  ペリクルシャドー
１２  ・・・  ペリクル膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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