JP2001312047A - ペリクルおよびその製造方法 - Google Patents

ペリクルおよびその製造方法

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JP2001312047A
JP2001312047A JP2000131268A JP2000131268A JP2001312047A JP 2001312047 A JP2001312047 A JP 2001312047A JP 2000131268 A JP2000131268 A JP 2000131268A JP 2000131268 A JP2000131268 A JP 2000131268A JP 2001312047 A JP2001312047 A JP 2001312047A
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pellicle
plate
quartz glass
synthetic quartz
polishing
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Hiroshi Arishima
浩 有島
Shinya Kikukawa
信也 菊川
Hitoshi Mishiro
均 三代
Katsuhiro Matsumoto
勝博 松本
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Asahi Glass Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/62Pellicles, e.g. pellicle assemblies, e.g. having membrane on support frame; Preparation thereof

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】ぺリクル板として必要な厚さバラツキ±0.3
μm/150mm以内の精度を持つ合成石英ガラス製ペ
リクル板を備えたペリクルを得る。 【解決手段】ペリクルフレームの寸法より10mm以上
外形寸法の大きい合成石英ガラス板を研磨し、次いで合
成石英ガラス板を所定の寸法に切断することにより、ペ
リクル板を製造する工程を含む。

Description

【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
で使用されるマスクまたはレチクル(以降、両者をあわ
せてマスクと称する。)に異物付着防止の目的で装着さ
れるペリクルおよびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】集積回路の製造工程で使用される光リソ
グラフィ工程においては、レジスト材を塗布した半導体
ウェハを露光することによりパターン形成が行われる。
この際に用いるマスクに傷・異物が存在していると、パ
ターンとともに傷・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。このため、マスクの表面の
異物よけとして、マスクの片面または両面にペリクルを
装着する方法がとられている。
【0003】ペリクルは図1の正面図および側面図に示
すような外形で、アルミニウムなどからなるフレーム1
にニトロセルロースまたはフッ素樹脂からなる数nm〜
数μmの厚さのペリクル膜2を接着剤3で貼り付けたも
のが用いられており、これをマスク上のパターンを覆う
ように固定して用いられていた。
【0004】しかし、このような有機膜等を使用したぺ
リクルでは露光精度を上げるために使用される波長が短
くなるにつれその透過率に限界が生じ、F2レーザー
(波長157nm)を用いた露光にいたっては充分な透
過率を有さなかった。また、上記の有機膜の組成の変更
や添加物の添加により透過率自体の改善は試みられてき
たが、ArFエキシマレーザーやF2レーザーの光学的
エネルギーは強大であり、有機分の分解等を促すため実
際の露光で使用するエネルギーでのショット数、すなわ
ち使用時間に対して充分な耐久性を持たないことがあ
る。
【0005】一方、i線、g線を透過する材料としては
合成石英ガラスが知られており、特開平8−16059
7では、ペリクルフレームに合成石英ガラス板をペリク
ル板として接着し、ぺリクルとして使用することが提案
されている。ここでは、ペリクル板の厚さは0.01〜
0.5mmであることが望ましいとされているが、実際
の露光では、ペリクル板の板内に厚さのばらつきがある
と屈折光の光路が変わるため転写パターンの位置がずれ
良好なリソグラフィが行えない。この様子を概念的に示
したのが図2であり、傾いた表面を有するペリクル板4
を透過する露光光線5は矢印の方向に屈折する。このた
めに、ペリクル板に許容される板厚のばらつきは±0.
3μm/150mm以内と考えられる。
【0006】一方、合成石英ガラス板は成形された合成
石英ガラスブロックからスライスして板に加工される。
ぺリクル板には露光の障害となる表面のキズがないこと
が求められることから、合成石英ガラス板をぺリクル板
として使用するためにはスライス後の合成石英ガラス板
を研磨して所定の厚さまで加工する必要がある。この研
磨は両面研磨装置を用いて行なうのが一般的である。
【0007】ぺリクル板の加工は、粗削りであるラップ
工程と鏡面出しであるポリシング工程とからなり、いず
れの工程でも両面研磨装置が使用される。両面研磨装置
としては図3の部分側面図および図4の部分斜視図に示
すような研磨装置が知られている。この研磨装置は下定
盤6と上定盤7からなりラップ工程では鋳鉄等の表面自
体で、ポリシング工程では研磨布が貼られ研磨に使用さ
れる。
【0008】また、ワークホルダであるキャリア8は外
周部にギアが加工されている。装置本体にある太陽ギア
9とインターナルギア10の間にキャリア8をセットし
て上下定盤またはどちらか片側の定盤を回転することに
より、キャリア8が自転し、ワーク11の両面が同時に
研磨できる。なお、図示はしていないが、上定盤側には
研磨材の供給孔を有しており研磨中にワーク11に研磨
材が供給できるようになっている。
【0009】しかし、このような装置で加工する場合、
ワークの外周部と中心部とで単位時間当たりの研磨量を
均一にすることが難しいこと、研磨材がワークの面内に
均一に働くよう供給することが困難であることなどの理
由により、ワークを面内均一に研磨すること、特に前述
の板厚バラツキ±0.3μm/150mm以内の精度に
加工することは困難であった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】かかる現状を鑑み、本
発明はArFエキシマレーザ以下の短波長光に対して、
充分な光透過率を有しかつ充分なエネルギー耐性を持つ
材料として合成石英ガラス材料を使用し、かつ、光路の
ズレによる露光精度の悪化を回避するために面内の板厚
バラツキを±0.3μm/150mm以内に抑制したぺ
リクル板を備えたペリクルおよびその製造方法を提供す
ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】発明者らは、ペリクル板
の製造にあたって従来から使用されている両面研磨装置
で試験を重ねた結果、板厚が外周部分が小さく、中心部
分が大きい傾向にあり、かつその変位が大きい箇所が外
周の限られた範囲であること、すなわち、研磨されたペ
リクル板の外周部のみが薄くなるダレの発生が基板の板
厚ばらつきを大きくしていることを知見した。またこの
傾向は、キャリアの内側にいくにつれて小さくなること
から、キャリアの外周部と中心部とで研磨速度に差があ
ることを知見した。本発明は、これらの知見に基づいて
なされたものである。
【0012】すなわち、本発明は、ペリクルフレームと
ペリクルフレームの上面に接着された合成石英ガラス製
ペリクル板とを備えたペリクルの製造方法であって、ペ
リクルフレームの寸法より10mm以上外形寸法の大き
い合成石英ガラス板を研磨し、次いで合成石英ガラス板
を所定の寸法に切断することにより、ペリクル板を製造
する工程を含むことを特徴とするペリクルの製造方法、
および、ペリクルフレームとペリクルフレームの上面に
接着された合成石英ガラス製ペリクル板とを備えたペリ
クルの製造方法であって、合成石英ガラス板の外周部に
ダミー加工部を装着した状態で合成石英ガラス板を研磨
することにより、ペリクル板を製造する工程を含むこと
を特徴とするペリクルの製造方法、である。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明では、図5に示すようにペ
リクル板として使用する外形寸法12より少なくとも1
0mm大きい基板(以下、素板13という。)を研磨
し、所定の板厚に仕上げた後、外周部分を切断する。こ
れにより良好な板厚バラツキを有するぺリクル板が得ら
れる。また、この切断しろの代わりに、図6に示すよう
にぺリクル板14の外周に加工すべきぺリクル板と同等
の厚さをもつダミー加工部15を設けて、ぺリクル板と
同様にキャリアにセットすることにより外周部ダレが低
減される。
【0014】このとき、ダミー加工部15の幅は10m
m以上であることが好ましい。また、研磨スピードが加
工されるぺリクル板と同等であり、かつ、研磨によって
生じる微粉が加工中にぺリクル板を傷付けることを防止
できるため、ダミー加工部15は合成石英ガラス製であ
ることが好ましいが同等の性質を満たす樹脂でもよい。
【0015】この素板を研磨する場合、研磨装置は少な
くともキャリアの半径内に素板131枚が収納できる大
きさ、または、半径内にダミー加工部15全体が保持で
きる大きさを有することが好ましい。キャリアの中心部
と外周部とで生じる研磨速度の差の影響をなるべく受け
ないようにするためである。
【0016】また、図7に示すように、素板17の形状
を円形にすれば、キャリア内で素板が固定されることが
ないので研磨中にキャリアのホール内で自由運動するこ
とになり、キャリアの外周部と内周部で生じる研磨速度
の差を小さくできる。さらに、この円形状の素板の代わ
りに図8で示すように矩形の素板14を保持できる円形
状の補助キャリア18を本来のワークホルダであるキャ
リア16に装着することで、円形状の素板17を研磨す
るのと同等の効果が得られる。
【0017】この方法によれば、素板外周部の切断部分
を低減、または不要とすることができるので、材料のロ
スを最少限にすることができる。この円形の補助キャリ
ア18としては、前述のダミー加工部15と同様の厚
さ、材質を選択することでダミー加工部15と同様の機
能を持たせることができる。
【0018】次に本発明の具体例を説明する。公知の方
法で合成された目標の厚さで所定の波長の光を85%以
上透過する合成石英材料のインゴットを内周刃スライサ
で152mm×152mm×2.3mm厚に切断した
後、市販のNC面取り機で外形寸法が122mm×14
9mmでかつ、端面部がR形状になるよう面取り加工を
実施した。
【0019】次に、切断によるクラックおよび面取りに
よるクラックの進行を止めるため、この合成石英ガラス
板を5質量%HF溶液に浸漬した。次いで、この合成石
英ガラス板をスピードファム製16B両面ラップ機を使
用し、研磨材としてFO#1200(フジミコーポレー
ション社製商品名)を濾過水に10〜12質量%懸濁さ
せたスラリーを用いて、厚さ0.35mmになるまでラ
ップ加工を施した。
【0020】さらに、ラップ加工後の合成石英ガラス板
に対して前述と同様のエッチング処理を行った。続い
て、この合成石英ガラス板をスピードファム社製16B
両面ポリッシュ機を用いて酸化セリウムを主体としたス
ラリーとポリウレタンパッドで研磨し、その後、同型機
で酸化セリウムを主体としたスラリーと発泡ポリウレタ
ンパッドとで仕上げ研磨を行い、厚さ305μmのぺリ
クル板を得た。
【0021】このぺリクル板をレーザー光を利用した厚
さ測定器(キーエンス社製レーザーフォーカス変位計)
で測定した結果を図9に示す。図9から明らかなよう
に、板外周部は薄いものの、外周部から5mmを除いた
部分の板厚バラツキは良好である(例1)。この結果を
元に、あらかじめ、寸法を132mm×159mmとし
た素板を前述の工程で加工して、周辺部を切断して12
2mm×149mmのペリクル板を得たところ、122
mm×149mmの範囲内での板厚バラツキを±0.3
μm/150mm以内に抑制できた(例2)。なお、上
記の例で用いた装置、研磨材、研磨布に限定されず、同
等の性能、目的を果たすものであれば種類は問わない。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、ぺリクル板として必要
な厚さバラツキ±0.3μm/150mm以内の精度を
持つ合成石英ガラス製ペリクル板を備えたペリクルを得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ぺリクルを示す正面図と側面図。
【図2】板厚バラツキによる露光光線のズレの概念図。
【図3】両面研磨装置の部分側面図。
【図4】両面研磨装置の部分斜視図。
【図5】本発明のぺリクル板を示す概念図。
【図6】本発明におけるぺリクル板とダミー加工部との
関係を示す概念図。
【図7】本発明におけるぺリクル板と円形素板との関係
を示す概念図。
【図8】本発明における補助キャリアとキャリアとの関
係を示す概念図。
【図9】本発明の例における板厚バラツキの測定結果を
示すグラフ。
【符号の説明】
1:フレーム 2:ぺリクル膜 3:接着剤 4:ぺリクル板 5:露光光線 6:下定盤 7:上定盤 8:キャリア 9:太陽ギア 10:インターナルギア 11:ワーク 12:外形寸法 13:素板 14:ぺリクル板 15:ダミー加工部 16:キャリア 17:素板 18:補助キャリア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 勝博 神奈川県横浜市鶴見区末広町1丁目1番地 旭硝子株式会社内 Fターム(参考) 2H095 BC33 BC34 5F046 AA25 CB17 DA06

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ペリクルフレームとペリクルフレームの上
    面に接着された合成石英ガラス製ペリクル板とを備えた
    ペリクルの製造方法であって、 ペリクルフレームの寸法より10mm以上外形寸法の大
    きい合成石英ガラス板を研磨し、次いで合成石英ガラス
    板を所定の寸法に切断することにより、ペリクル板を製
    造する工程を含むことを特徴とするペリクルの製造方
    法。
  2. 【請求項2】ペリクルフレームとペリクルフレームの上
    面に接着された合成石英ガラス製ペリクル板とを備えた
    ペリクルの製造方法であって、 合成石英ガラス板の外周部にダミー加工部を装着した状
    態で合成石英ガラス板を研磨することにより、ペリクル
    板を製造する工程を含むことを特徴とするペリクルの製
    造方法。
  3. 【請求項3】請求項1または2記載のペリクルの製造方
    法により得られたペリクル。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019191488A (ja) * 2018-04-27 2019-10-31 日本特殊陶業株式会社 ペリクル枠及びその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019191488A (ja) * 2018-04-27 2019-10-31 日本特殊陶業株式会社 ペリクル枠及びその製造方法
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