JP2002049145A - マスク保護装置、マスク保護装置の製造方法、マスク、並びに露光装置 - Google Patents
マスク保護装置、マスク保護装置の製造方法、マスク、並びに露光装置Info
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- JP2002049145A JP2002049145A JP2000232333A JP2000232333A JP2002049145A JP 2002049145 A JP2002049145 A JP 2002049145A JP 2000232333 A JP2000232333 A JP 2000232333A JP 2000232333 A JP2000232333 A JP 2000232333A JP 2002049145 A JP2002049145 A JP 2002049145A
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals 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
- G03F1/62—Pellicles, e.g. pellicle assemblies, e.g. having membrane on support frame; Preparation thereof
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ペリクルの撓みを抑制し、ペリクルの撓みに
伴う光学的特性の低下を防止することができるマスク保
護装置及びマスク保護装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 ペリクルPEの表面に、ペリクルPEの
撓みを補正する応力を有する膜TSF,CSFを形成す
る。
伴う光学的特性の低下を防止することができるマスク保
護装置及びマスク保護装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 ペリクルPEの表面に、ペリクルPEの
撓みを補正する応力を有する膜TSF,CSFを形成す
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子、液晶
表示素子、撮像素子(CCDなど)、または磁気ヘッド
等のデバイスを製造するために用いられるマスクを保護
するマスク保護装置、及び、このマスク保護装置の製造
方法、このマスク保護装置を備えたマスク、並びに、露
光装置に関する。
表示素子、撮像素子(CCDなど)、または磁気ヘッド
等のデバイスを製造するために用いられるマスクを保護
するマスク保護装置、及び、このマスク保護装置の製造
方法、このマスク保護装置を備えたマスク、並びに、露
光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】デバイスを製造するためのフォトグラフ
ィ工程では、マスク(あるいはレチクル)に形成された
回路パターンの像を、露光装置の光学系を介して感光基
板上のレジスト層に転写する。マスクには、一般に、パ
ターン領域への塵埃などの異物の付着を防止するマスク
保護装置が装着されており、このマスク保護装置は、パ
ターン領域を囲んで配設されるフレーム(ペリクルフレ
ーム)と、パターン領域を覆うようにペリクルフレーム
に張設されるペリクルとを備えて構成されている。ペリ
クルとしては、従来、ニトロセルロース等の有機物を主
成分とする厚さが数百nm〜数μm程度の透明な薄い膜
状の部材が用いられている。
ィ工程では、マスク(あるいはレチクル)に形成された
回路パターンの像を、露光装置の光学系を介して感光基
板上のレジスト層に転写する。マスクには、一般に、パ
ターン領域への塵埃などの異物の付着を防止するマスク
保護装置が装着されており、このマスク保護装置は、パ
ターン領域を囲んで配設されるフレーム(ペリクルフレ
ーム)と、パターン領域を覆うようにペリクルフレーム
に張設されるペリクルとを備えて構成されている。ペリ
クルとしては、従来、ニトロセルロース等の有機物を主
成分とする厚さが数百nm〜数μm程度の透明な薄い膜
状の部材が用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、露光装置に
おいては、近年、回路パターンの微細化に対応するため
に、その露光波長が、より短波長側にシフトする傾向に
ある。すなわち、これまで主流だった水銀ランプに代わ
って、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArF
エキシマレーザー(193nm)といった短波長の光源
が用いられるようになり、さらに短波長のF2 レーザー
(157nm)を用いた露光装置が実用化される段階に
ある。
おいては、近年、回路パターンの微細化に対応するため
に、その露光波長が、より短波長側にシフトする傾向に
ある。すなわち、これまで主流だった水銀ランプに代わ
って、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArF
エキシマレーザー(193nm)といった短波長の光源
が用いられるようになり、さらに短波長のF2 レーザー
(157nm)を用いた露光装置が実用化される段階に
ある。
【0004】前述したニトロセルロース等の有機物は、
120〜200nm程度の真空紫外域の光束に対するエ
ネルギー吸収が極めて大きく、しかもエネルギーの吸収
に伴って劣化が生じやすい。そのため、露光用照明光
(露光光)に真空紫外域の光束を用いる場合、マスク保
護装置のペリクルとして、従来の有機物の薄膜に代え
て、数十〜数百μm程度の厚さを有する石英ガラスなど
の無機材料の使用が検討されている。
120〜200nm程度の真空紫外域の光束に対するエ
ネルギー吸収が極めて大きく、しかもエネルギーの吸収
に伴って劣化が生じやすい。そのため、露光用照明光
(露光光)に真空紫外域の光束を用いる場合、マスク保
護装置のペリクルとして、従来の有機物の薄膜に代え
て、数十〜数百μm程度の厚さを有する石英ガラスなど
の無機材料の使用が検討されている。
【0005】しかしながら、こうした無機材料からなる
ペリクル(ハードペリクル)を備えたマスク保護装置で
は、従来の有機物の薄膜に比べてペリクルの厚みが増す
ために、図9に示すように、ペリクルPEの自重による
撓み(重力撓み)によって、光軸が変化するなど、光学
的特性の低下を招きやすい。したがって、露光精度の低
下を招く恐れがある。
ペリクル(ハードペリクル)を備えたマスク保護装置で
は、従来の有機物の薄膜に比べてペリクルの厚みが増す
ために、図9に示すように、ペリクルPEの自重による
撓み(重力撓み)によって、光軸が変化するなど、光学
的特性の低下を招きやすい。したがって、露光精度の低
下を招く恐れがある。
【0006】本発明は、上述する事情に鑑みてなされた
ものであり、ペリクルに生じる撓みを抑制し、ペリクル
の撓みに伴う光学的特性の低下を防止することができる
マスク保護装置、マスク保護装置の製造方法、並びにマ
スクを提供することを目的とする。また、本発明の他の
目的は、露光精度を向上させることができる露光装置を
提供することにある。
ものであり、ペリクルに生じる撓みを抑制し、ペリクル
の撓みに伴う光学的特性の低下を防止することができる
マスク保護装置、マスク保護装置の製造方法、並びにマ
スクを提供することを目的とする。また、本発明の他の
目的は、露光精度を向上させることができる露光装置を
提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1に記載の発明は、フレーム(PF)と、該
フレーム(PF)の一端部に取り付けられたペリクル
(PE)とを備えるマスク保護装置(10)において、
前記ペリクル(PE)の表面に、該ペリクル(PE)の
撓みを補正する応力を有する膜(TSF,CSF)を設
けたことを特徴とする。このマスク保護装置では、ペリ
クルの撓みを補正する応力を有する膜をペリクルの表面
に設けたので、膜の応力によってペリクルの撓みが補正
される。
め、請求項1に記載の発明は、フレーム(PF)と、該
フレーム(PF)の一端部に取り付けられたペリクル
(PE)とを備えるマスク保護装置(10)において、
前記ペリクル(PE)の表面に、該ペリクル(PE)の
撓みを補正する応力を有する膜(TSF,CSF)を設
けたことを特徴とする。このマスク保護装置では、ペリ
クルの撓みを補正する応力を有する膜をペリクルの表面
に設けたので、膜の応力によってペリクルの撓みが補正
される。
【0008】この場合において、請求項2に記載の発明
のように、前記膜(TSF,CSF)は、前記応力が前
記ペリクル(PE)の第1面と、該第1面と反対側の第
2面とで異なる状態となるように、前記ペリクル(P
E)の第1面及び第2面の少なくとも一方に形成されて
いるのが好ましい。
のように、前記膜(TSF,CSF)は、前記応力が前
記ペリクル(PE)の第1面と、該第1面と反対側の第
2面とで異なる状態となるように、前記ペリクル(P
E)の第1面及び第2面の少なくとも一方に形成されて
いるのが好ましい。
【0009】また、このようなマスク保護装置(10)
は、請求項3に記載の発明のように、前記ペリクル(P
E)の撓みに関する情報に基づいて、前記ペリクル(P
E)の表面に該ペリクル(PE)の撓みを補正する膜を
形成することにより製造することができる。
は、請求項3に記載の発明のように、前記ペリクル(P
E)の撓みに関する情報に基づいて、前記ペリクル(P
E)の表面に該ペリクル(PE)の撓みを補正する膜を
形成することにより製造することができる。
【0010】この場合において、請求項4に記載の発明
のように、所定の波長の光に対して反射率が低くなるよ
うに前記膜(TSF,CSF)を形成することにより、
ペリクル表面での反射による光学的特性の低下を抑制す
ることが可能となる。
のように、所定の波長の光に対して反射率が低くなるよ
うに前記膜(TSF,CSF)を形成することにより、
ペリクル表面での反射による光学的特性の低下を抑制す
ることが可能となる。
【0011】また、請求項5に記載の発明は、エネルギ
ービーム(IL)により感光基板(W)に転写されるパ
ターンが形成されたマスク(M)において、請求項1ま
たは請求項2に記載のマスク保護装置(10)が前記フ
レーム(PF)の他端部を介して前記パターンが形成さ
れた面に取り付けられたことを特徴とする。また、請求
項6に記載の発明は、露光用のエネルギービーム(I
L)を射出する照明系(51)と、前記エネルギービー
ム(IL)により感光基板(W)に転写されるパターン
が形成された請求項5に記載のマスク(M)とを備える
ことを特徴とする。
ービーム(IL)により感光基板(W)に転写されるパ
ターンが形成されたマスク(M)において、請求項1ま
たは請求項2に記載のマスク保護装置(10)が前記フ
レーム(PF)の他端部を介して前記パターンが形成さ
れた面に取り付けられたことを特徴とする。また、請求
項6に記載の発明は、露光用のエネルギービーム(I
L)を射出する照明系(51)と、前記エネルギービー
ム(IL)により感光基板(W)に転写されるパターン
が形成された請求項5に記載のマスク(M)とを備える
ことを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】次に、本発明に係るマスク保護装
置について説明する。図2は、本発明のマスク保護装置
10が装着されたマスクMの斜視図である。マスク保護
装置10は、マスクMに形成されたパターン領域PAを
保護するペリクルPEと、一端部にペリクルPEを支持
し、他端部がマスクMに取り付けられるペリクルフレー
ムPFとを備えており、パターン領域PAを覆う閉空間
11を形成するように、パターン領域PAを囲んで装着
されている。
置について説明する。図2は、本発明のマスク保護装置
10が装着されたマスクMの斜視図である。マスク保護
装置10は、マスクMに形成されたパターン領域PAを
保護するペリクルPEと、一端部にペリクルPEを支持
し、他端部がマスクMに取り付けられるペリクルフレー
ムPFとを備えており、パターン領域PAを覆う閉空間
11を形成するように、パターン領域PAを囲んで装着
されている。
【0013】ペリクルPEは、波長120〜200nm
程度の真空紫外線光を良好に透過させるために、例えば
100〜300μm程度の厚さを有する板状の石英ガラ
ス(フッ素ドープ石英等)からなる。ペリクルPEの材
質としては、石英ガラスのほかに、蛍石や、フッ化マグ
ネシウム、フッ化リチウム等の他の無機材料を用いても
よい。一方、ペリクルフレームPFは、アルミニウム等
の金属や石英ガラスを矩形の枠状に形成したものであ
り、ペリクルフレームPFの各辺にはパターン領域PA
を覆う閉空間11と外部空間とを連通するための通気孔
12が設けられている。なお、この連通孔12は、閉空
間11と外部空間との間の気圧変動を抑制するためのも
のであり、大きさや数は任意に定められるとともに、他
の手段によってその気圧差が良好に制御される場合には
必ずしも設ける必要はない。さらに、通気孔12には所
定の大きさの異物の通過を防止するためのフィルタを配
設するのが好ましい。
程度の真空紫外線光を良好に透過させるために、例えば
100〜300μm程度の厚さを有する板状の石英ガラ
ス(フッ素ドープ石英等)からなる。ペリクルPEの材
質としては、石英ガラスのほかに、蛍石や、フッ化マグ
ネシウム、フッ化リチウム等の他の無機材料を用いても
よい。一方、ペリクルフレームPFは、アルミニウム等
の金属や石英ガラスを矩形の枠状に形成したものであ
り、ペリクルフレームPFの各辺にはパターン領域PA
を覆う閉空間11と外部空間とを連通するための通気孔
12が設けられている。なお、この連通孔12は、閉空
間11と外部空間との間の気圧変動を抑制するためのも
のであり、大きさや数は任意に定められるとともに、他
の手段によってその気圧差が良好に制御される場合には
必ずしも設ける必要はない。さらに、通気孔12には所
定の大きさの異物の通過を防止するためのフィルタを配
設するのが好ましい。
【0014】図1(a)はマスクMに装着されたマスク
保護装置10の縦断面図、図1(b)はペリクルPEの
断面を拡大して示す模式図であり、ここでは、後述する
露光装置のマスクステージにマスクMが載置された状
態、すなわち、パターン領域PAが形成された面を下に
向けて配されるものとする。本発明のマスク保護装置1
0は、図1(b)に示すように、ペリクルPEの表面
に、ペリクルPEの自重による撓み(重力撓み)を補正
するための撓み補正膜TSF,CSFが形成されてい
る。撓み補正膜TSF,CSFは、応力(引張応力もし
くは圧縮応力)を内部に保有しており、その応力の作用
方向及び大きさの少なくとも一方がペリクルPEの上下
で異なる状態となっている。ここで、符号TSFは引張
応力(tensile stress)を保有する撓み補正膜を示し、
符号CSFは圧縮応力(compressive stress)を保有す
る撓み補正膜を示すものとする。また、撓み補正膜TS
F,CSFの主原料としては、フッ化イットリウム(Y
F3)、フッ化ストロンチウム(SrF2 )、フッ化ガ
ドリニウム(GdF3 )、フッ化ランタン(La
F3 )、フッ化マグネシウム(MgF2 )、フッ化ルテ
チウム(LuF3 )、クリオライト(Na3Al
F6 )、フッ化アルミニウム(AlF3 )、フッ化リチ
ウム(LiF)、フッ化バリウム(BaF2 )、フッ化
ジスプロシウム(DyF3 )、フッ化カルシウム(Ca
F2 )、フッ素ドープシリカ、などのフッ化物を用いる
のが好ましい。なお、単一のフッ化物のみならず、2種
以上のフッ化物を混合したものを主原料として使用して
もよい。さらに、撓み補正膜TSF,CSFは、波長1
20〜200nm程度の真空紫外線光を良好に透過する
ものであれば、フッ化物に限定されるものではない。次
に、図3(a)〜(e)に、撓み補正膜TSF,CSF
が形成されたペリクルPEの概念図を示す。
保護装置10の縦断面図、図1(b)はペリクルPEの
断面を拡大して示す模式図であり、ここでは、後述する
露光装置のマスクステージにマスクMが載置された状
態、すなわち、パターン領域PAが形成された面を下に
向けて配されるものとする。本発明のマスク保護装置1
0は、図1(b)に示すように、ペリクルPEの表面
に、ペリクルPEの自重による撓み(重力撓み)を補正
するための撓み補正膜TSF,CSFが形成されてい
る。撓み補正膜TSF,CSFは、応力(引張応力もし
くは圧縮応力)を内部に保有しており、その応力の作用
方向及び大きさの少なくとも一方がペリクルPEの上下
で異なる状態となっている。ここで、符号TSFは引張
応力(tensile stress)を保有する撓み補正膜を示し、
符号CSFは圧縮応力(compressive stress)を保有す
る撓み補正膜を示すものとする。また、撓み補正膜TS
F,CSFの主原料としては、フッ化イットリウム(Y
F3)、フッ化ストロンチウム(SrF2 )、フッ化ガ
ドリニウム(GdF3 )、フッ化ランタン(La
F3 )、フッ化マグネシウム(MgF2 )、フッ化ルテ
チウム(LuF3 )、クリオライト(Na3Al
F6 )、フッ化アルミニウム(AlF3 )、フッ化リチ
ウム(LiF)、フッ化バリウム(BaF2 )、フッ化
ジスプロシウム(DyF3 )、フッ化カルシウム(Ca
F2 )、フッ素ドープシリカ、などのフッ化物を用いる
のが好ましい。なお、単一のフッ化物のみならず、2種
以上のフッ化物を混合したものを主原料として使用して
もよい。さらに、撓み補正膜TSF,CSFは、波長1
20〜200nm程度の真空紫外線光を良好に透過する
ものであれば、フッ化物に限定されるものではない。次
に、図3(a)〜(e)に、撓み補正膜TSF,CSF
が形成されたペリクルPEの概念図を示す。
【0015】図3(a)及び(b)は、ペリクルPEの
片面のみに撓み補正膜TSF,CSFが形成されたマス
ク保護装置10を示している。図3(a)に示すマスク
保護装置10では、引張応力を保有する撓み補正膜TS
FがペリクルPEの下面(パターン領域PAに対向する
面と反対側の面;本発明の第1面に対応する)に形成さ
れており、撓み補正膜TSFの引張応力によってペリク
ルPEの下面に対して収縮方向の力が作用することによ
り、ペリクルPEの撓み(重力撓み)が補正されるよう
になっている。一方、図3(b)に示すマスク保護装置
10では、圧縮応力を保有する撓み補正膜CSFがペリ
クルPEの上面(パターン領域PAに対向する面;本発
明の第2面に対応する)に形成されており、撓み補正膜
CSFの圧縮応力によってペリクルPEの上面に対して
膨張方向の力が作用することにより、ペリクルPEの撓
みが補正される。
片面のみに撓み補正膜TSF,CSFが形成されたマス
ク保護装置10を示している。図3(a)に示すマスク
保護装置10では、引張応力を保有する撓み補正膜TS
FがペリクルPEの下面(パターン領域PAに対向する
面と反対側の面;本発明の第1面に対応する)に形成さ
れており、撓み補正膜TSFの引張応力によってペリク
ルPEの下面に対して収縮方向の力が作用することによ
り、ペリクルPEの撓み(重力撓み)が補正されるよう
になっている。一方、図3(b)に示すマスク保護装置
10では、圧縮応力を保有する撓み補正膜CSFがペリ
クルPEの上面(パターン領域PAに対向する面;本発
明の第2面に対応する)に形成されており、撓み補正膜
CSFの圧縮応力によってペリクルPEの上面に対して
膨張方向の力が作用することにより、ペリクルPEの撓
みが補正される。
【0016】また、図3(c),(d),(e)は、ペ
リクルPEの上下両面に撓み補正膜TSF,CSFが形
成されたマスク保護装置10を示している。図3(c)
に示すマスク保護装置10では、引張応力を保有する撓
み補正膜TSFがペリクルPEの下面に、圧縮応力を保
有する撓み補正膜CSFがペリクルPEの上面に形成さ
れている。このマスク保護装置10では、撓み補正膜C
SFの圧縮応力によってペリクルPEの上面に対して膨
張方向の力が作用し、撓み補正膜TSFの引張応力によ
ってペリクルPEの下面に対して収縮方向の力が作用す
ることにより、ペリクルPEの撓みが補正される。ま
た、図3(d)に示すマスク保護装置10では、引張応
力を保有する撓み補正膜TSFがペリクルPEの上面
に、上面よりも大きい引張応力を保有する撓み補正膜T
SFがペリクルPEの下面に形成されている。このマス
ク保護装置10では、ペリクルPEの上下における撓み
補正膜TSFの引張応力の差によって収縮方向の力がペ
リクルPEの下面に作用することにより、ペリクルPE
の撓みが補正される。さらに、図3(e)に示すマスク
保護装置10では、圧縮応力を保有する撓み補正膜CS
FがペリクルPEの下面に、下面よりも大きい圧縮応力
を保有する撓み補正膜CSFがペリクルPEの上面に形
成されている。このマスク保護装置10では、ペリクル
PEの上下における撓み補正膜CSFの圧縮応力の差に
よって膨張方向の力がペリクルPEの上面に作用するこ
とにより、ペリクルPEの撓みが補正される。
リクルPEの上下両面に撓み補正膜TSF,CSFが形
成されたマスク保護装置10を示している。図3(c)
に示すマスク保護装置10では、引張応力を保有する撓
み補正膜TSFがペリクルPEの下面に、圧縮応力を保
有する撓み補正膜CSFがペリクルPEの上面に形成さ
れている。このマスク保護装置10では、撓み補正膜C
SFの圧縮応力によってペリクルPEの上面に対して膨
張方向の力が作用し、撓み補正膜TSFの引張応力によ
ってペリクルPEの下面に対して収縮方向の力が作用す
ることにより、ペリクルPEの撓みが補正される。ま
た、図3(d)に示すマスク保護装置10では、引張応
力を保有する撓み補正膜TSFがペリクルPEの上面
に、上面よりも大きい引張応力を保有する撓み補正膜T
SFがペリクルPEの下面に形成されている。このマス
ク保護装置10では、ペリクルPEの上下における撓み
補正膜TSFの引張応力の差によって収縮方向の力がペ
リクルPEの下面に作用することにより、ペリクルPE
の撓みが補正される。さらに、図3(e)に示すマスク
保護装置10では、圧縮応力を保有する撓み補正膜CS
FがペリクルPEの下面に、下面よりも大きい圧縮応力
を保有する撓み補正膜CSFがペリクルPEの上面に形
成されている。このマスク保護装置10では、ペリクル
PEの上下における撓み補正膜CSFの圧縮応力の差に
よって膨張方向の力がペリクルPEの上面に作用するこ
とにより、ペリクルPEの撓みが補正される。
【0017】このように、本発明のマスク保護装置10
では、ペリクルPEの表面に、ペリクルPEの撓みを補
正する応力を有する撓み補正膜TSF,CSFが形成さ
れているので、ペリクルPEが石英ガラスなどの無機材
料からなる場合にも、撓み補正膜TSF,CSFの応力
によって、ペリクルPE表面に圧縮方向もしくは膨張方
向の力が作用し、ペリクルPEの撓みが抑制される。
では、ペリクルPEの表面に、ペリクルPEの撓みを補
正する応力を有する撓み補正膜TSF,CSFが形成さ
れているので、ペリクルPEが石英ガラスなどの無機材
料からなる場合にも、撓み補正膜TSF,CSFの応力
によって、ペリクルPE表面に圧縮方向もしくは膨張方
向の力が作用し、ペリクルPEの撓みが抑制される。
【0018】次に、本発明のマスク保護装置10の製造
方法について説明する。本発明のマスク保護装置10
は、ペリクルPEの撓み(重力撓み)に関する情報に基
づいて、ペリクルPEの撓みを補正する前述した撓み補
正膜TSF,CSFをペリクルPEの表面に形成すると
ともに、ペリクルPEとペリクルフレームPFとを接合
することにより製造することができる。
方法について説明する。本発明のマスク保護装置10
は、ペリクルPEの撓み(重力撓み)に関する情報に基
づいて、ペリクルPEの撓みを補正する前述した撓み補
正膜TSF,CSFをペリクルPEの表面に形成すると
ともに、ペリクルPEとペリクルフレームPFとを接合
することにより製造することができる。
【0019】ペリクルPEの撓みは、例えば、ペリクル
PEの物性値(比重、ヤング率など)を用いた有限要素
法による近似解析や、ペリクルPEの撓みを実際に計測
することによって求めることができる。ここで、図4
は、ペリクルPEの撓みを計測する撓み計測装置20の
構成例を示している。
PEの物性値(比重、ヤング率など)を用いた有限要素
法による近似解析や、ペリクルPEの撓みを実際に計測
することによって求めることができる。ここで、図4
は、ペリクルPEの撓みを計測する撓み計測装置20の
構成例を示している。
【0020】図4に示す撓み計測装置20は、計測対象
であるペリクルPE(撓み補正膜が形成される前のも
の)を保持するXYステージ21と、ペリクルPE表面
の高さ位置を検出する検出装置22と、検出装置22の
検出結果に基づいてペリクルPEの撓みを算出する制御
装置23とを備えており、XYステージ21に保持され
たペリクルPE表面の高さ位置を所定ピッチで計測する
ことにより、ペリクルPEの全表面の撓みを算出するよ
うに構成されている。
であるペリクルPE(撓み補正膜が形成される前のも
の)を保持するXYステージ21と、ペリクルPE表面
の高さ位置を検出する検出装置22と、検出装置22の
検出結果に基づいてペリクルPEの撓みを算出する制御
装置23とを備えており、XYステージ21に保持され
たペリクルPE表面の高さ位置を所定ピッチで計測する
ことにより、ペリクルPEの全表面の撓みを算出するよ
うに構成されている。
【0021】この撓み計測装置20において、ペリクル
PEは、ペリクルフレームPFに接合された状態でXY
ステージ21に保持部材24を介して保持され、XYス
テージ21によって所定ピッチで2次元的にステップ移
動する。制御装置23は、XYステージ21の各停止位
置において、検出装置22によってペリクルPE表面
(図4では下面)の高さ位置を検出し、干渉計システム
25によって検出されるXYステージ21の座標位置と
ともにその検出結果を記憶する。検出装置22として
は、例えば、ペリクルPE表面に対して斜め方向からス
ポット光を照射する光源22aと、ペリクルPE表面で
反射した反射光をピンホール22cを介して受光する受
光器22bとを備え、ペリクルPE表面からの反射光か
ら得られる検出信号に基づいて、合焦位置に対するペリ
クルPE表面の高さ位置を検出する、実公昭57−44
325号公報に記載された焦点検出手段が用いられる。
制御装置23は、検出されたXYステージ21の座標位
置とペリクルPE表面の高さ位置との関係から、ペリク
ルPE表面の撓み形状を算出する。その算出方法の一例
について以下に説明する。
PEは、ペリクルフレームPFに接合された状態でXY
ステージ21に保持部材24を介して保持され、XYス
テージ21によって所定ピッチで2次元的にステップ移
動する。制御装置23は、XYステージ21の各停止位
置において、検出装置22によってペリクルPE表面
(図4では下面)の高さ位置を検出し、干渉計システム
25によって検出されるXYステージ21の座標位置と
ともにその検出結果を記憶する。検出装置22として
は、例えば、ペリクルPE表面に対して斜め方向からス
ポット光を照射する光源22aと、ペリクルPE表面で
反射した反射光をピンホール22cを介して受光する受
光器22bとを備え、ペリクルPE表面からの反射光か
ら得られる検出信号に基づいて、合焦位置に対するペリ
クルPE表面の高さ位置を検出する、実公昭57−44
325号公報に記載された焦点検出手段が用いられる。
制御装置23は、検出されたXYステージ21の座標位
置とペリクルPE表面の高さ位置との関係から、ペリク
ルPE表面の撓み形状を算出する。その算出方法の一例
について以下に説明する。
【0022】図5は、撓み計測装置20によって高さ位
置が検出されるペリクルPE表面の検出箇所31a〜3
1zの配置例を示している。制御装置23(図4参照)
は、ペリクルPE表面におけるX方向に並んだ検出箇所
31a〜31eの高さ位置とXYステージ21の座標位
置とのデータから、まず、X方向のライン32aにおけ
る撓み形状を、 Z=a1X4+a2X3+a3X2+a4X+a5 …(1) なる4次式で近似する。検出箇所31a〜31eにおけ
るZ、Xに関する各5つのデータに対して、未知数a1
〜a5は5つであるから、上記4次式は一義的に定ま
る。同様に、順次、X方向の検出箇所31f〜31j、
31k〜31p、31q〜31u、及び31v〜31z
に対しても撓み形状の4次式を求める。
置が検出されるペリクルPE表面の検出箇所31a〜3
1zの配置例を示している。制御装置23(図4参照)
は、ペリクルPE表面におけるX方向に並んだ検出箇所
31a〜31eの高さ位置とXYステージ21の座標位
置とのデータから、まず、X方向のライン32aにおけ
る撓み形状を、 Z=a1X4+a2X3+a3X2+a4X+a5 …(1) なる4次式で近似する。検出箇所31a〜31eにおけ
るZ、Xに関する各5つのデータに対して、未知数a1
〜a5は5つであるから、上記4次式は一義的に定ま
る。同様に、順次、X方向の検出箇所31f〜31j、
31k〜31p、31q〜31u、及び31v〜31z
に対しても撓み形状の4次式を求める。
【0023】また、制御装置23は、Y方向に並んだ検
出箇所31a〜31vに対して、まず、Y方向のライン
32bにおける撓み形状を、 Z=b1Y4+b2Y3+b3Y2+b4Y+b5 …(2) なる4次式で近似する。さらに、Y方向の検出箇所31
b〜31w、31c〜31x、31d〜31y、及び3
1e〜31zに対しても撓み形状の4次式を順次求め
る。これにより、図6に示すように、撓み補正膜が形成
される前のペリクルPEの全表面の撓み形状を得ること
ができる。なお、検出箇所は図5に示すものに限定され
ず、その位置や数は任意であることは言うまでもない。
出箇所31a〜31vに対して、まず、Y方向のライン
32bにおける撓み形状を、 Z=b1Y4+b2Y3+b3Y2+b4Y+b5 …(2) なる4次式で近似する。さらに、Y方向の検出箇所31
b〜31w、31c〜31x、31d〜31y、及び3
1e〜31zに対しても撓み形状の4次式を順次求め
る。これにより、図6に示すように、撓み補正膜が形成
される前のペリクルPEの全表面の撓み形状を得ること
ができる。なお、検出箇所は図5に示すものに限定され
ず、その位置や数は任意であることは言うまでもない。
【0024】本発明のマスク保護装置10の製造方法で
は、上述のようにして求められるペリクルPEの撓みに
関する情報に基づいて、ペリクルPEの表面に形成する
撓み補正膜の成膜条件を決定し、決定された成膜条件に
基づいてペリクルPEの表面に撓み補正膜を形成する。
撓み補正膜の成膜方法としては、真空下で成膜材料を加
熱して溶融・蒸発させ被成膜物の表面に薄膜を形成する
真空蒸着法、イオン粒子を加速して成膜材料の原子をは
じき飛ばして被成膜物の表面に薄膜を形成するスパッタ
リング法がその代表的なものであるが、このほかに、分
子線やイオンビームを用いた成膜法、化学的気相成長
法、さらに、スピンコート、ディップコート、ロールコ
ート、スプレーコートといったコーティング法など、他
の成膜方法を用いてもよい。
は、上述のようにして求められるペリクルPEの撓みに
関する情報に基づいて、ペリクルPEの表面に形成する
撓み補正膜の成膜条件を決定し、決定された成膜条件に
基づいてペリクルPEの表面に撓み補正膜を形成する。
撓み補正膜の成膜方法としては、真空下で成膜材料を加
熱して溶融・蒸発させ被成膜物の表面に薄膜を形成する
真空蒸着法、イオン粒子を加速して成膜材料の原子をは
じき飛ばして被成膜物の表面に薄膜を形成するスパッタ
リング法がその代表的なものであるが、このほかに、分
子線やイオンビームを用いた成膜法、化学的気相成長
法、さらに、スピンコート、ディップコート、ロールコ
ート、スプレーコートといったコーティング法など、他
の成膜方法を用いてもよい。
【0025】真空蒸着法による成膜方法では、被成膜物
としてのペリクルPEに対して蒸着膜との密着性を向上
させるための脱脂処理や表面処理を必要に応じて行った
後、真空下の圧力に制御された室内で、ペリクルPEの
表面の片面もしくは両面に、所定の温度に加熱して溶融
・蒸発させた成膜材料を付着させ、それらを室温まで冷
却する。これにより、ペリクルPE表面に形成された膜
の内部に熱処理の残留応力が生じる。すなわち、成膜時
の熱処理を利用して、ペリクルPEの表面に、応力(こ
こでは熱処理の残留応力)を保有する膜を形成すること
ができる。成膜材料を加熱する方法としては、電気抵抗
によって発生する熱を用いる方法、電子ビームを用いる
方法など様々な方法が適用される。また、成膜した後
に、化学的・物理的な作用から蒸着膜を保護するための
保護膜を蒸着膜の上に形成してもよい。
としてのペリクルPEに対して蒸着膜との密着性を向上
させるための脱脂処理や表面処理を必要に応じて行った
後、真空下の圧力に制御された室内で、ペリクルPEの
表面の片面もしくは両面に、所定の温度に加熱して溶融
・蒸発させた成膜材料を付着させ、それらを室温まで冷
却する。これにより、ペリクルPE表面に形成された膜
の内部に熱処理の残留応力が生じる。すなわち、成膜時
の熱処理を利用して、ペリクルPEの表面に、応力(こ
こでは熱処理の残留応力)を保有する膜を形成すること
ができる。成膜材料を加熱する方法としては、電気抵抗
によって発生する熱を用いる方法、電子ビームを用いる
方法など様々な方法が適用される。また、成膜した後
に、化学的・物理的な作用から蒸着膜を保護するための
保護膜を蒸着膜の上に形成してもよい。
【0026】ここで、上述した真空蒸着法によってペリ
クルPEの表面に所定の厚みの撓み補正膜を形成した際
の、撓み補正膜が保有する応力を以下に示す。なお、各
応力は、いくつかの代表的な成膜材料について示し、成
膜時の加熱温度が150℃の場合と250℃の場合とを
順に示している。また、「+」は引張応力、「−」は圧
縮応力を表す。
クルPEの表面に所定の厚みの撓み補正膜を形成した際
の、撓み補正膜が保有する応力を以下に示す。なお、各
応力は、いくつかの代表的な成膜材料について示し、成
膜時の加熱温度が150℃の場合と250℃の場合とを
順に示している。また、「+」は引張応力、「−」は圧
縮応力を表す。
【0027】 YF3… +200MPa(150℃)、+400MPa(250℃) SrF2… −400MPa、−40MPa GdF3… +100MPa、+80MPa LaF3… +50MPa、+300MPa MgF2… +400MPa、+300MPa LuF3… +250MPa、+250MPa Na3AlF6(Cryolite)… +150MPa、+200MPa
【0028】このように、撓み補正膜が保有する応力
は、成膜材料や、成膜時の加熱温度によって変化する。
さらに、応力は単位面積あたりの力を表すものであるか
ら、撓み補正膜の膜厚を変えるとペリクルPEの表面に
作用する力の大きさが変化する。そのため、例えば、成
膜材料、成膜時の加熱温度、及び膜厚(成膜の処理時
間)などの成膜条件を調整することにより、ペリクルP
Eの表面に作用する収縮方向や圧縮方向の力を所望の状
態に制御することが可能となる。例えば、ペリクルPE
の上面にフッ化ストロンチウム(SrF2 )を加熱条件
150℃で成膜し、ペリクルPEの下面にフッ化マグネ
シウム(MgF2 )を加熱条件150℃で上面と同じ膜
厚で成膜することにより、400MPaの圧縮応力によ
ってペリクルPEの上面に対して膨張方向の力を作用さ
せるとともに、400MPaの引張応力によってペリク
ルPEの下面に対して収縮方向の力をさせ、ペリクルP
Eの撓みを補正することが可能となる。
は、成膜材料や、成膜時の加熱温度によって変化する。
さらに、応力は単位面積あたりの力を表すものであるか
ら、撓み補正膜の膜厚を変えるとペリクルPEの表面に
作用する力の大きさが変化する。そのため、例えば、成
膜材料、成膜時の加熱温度、及び膜厚(成膜の処理時
間)などの成膜条件を調整することにより、ペリクルP
Eの表面に作用する収縮方向や圧縮方向の力を所望の状
態に制御することが可能となる。例えば、ペリクルPE
の上面にフッ化ストロンチウム(SrF2 )を加熱条件
150℃で成膜し、ペリクルPEの下面にフッ化マグネ
シウム(MgF2 )を加熱条件150℃で上面と同じ膜
厚で成膜することにより、400MPaの圧縮応力によ
ってペリクルPEの上面に対して膨張方向の力を作用さ
せるとともに、400MPaの引張応力によってペリク
ルPEの下面に対して収縮方向の力をさせ、ペリクルP
Eの撓みを補正することが可能となる。
【0029】したがって、本発明のマスク保護装置10
の製造方法では、ペリクルPEの撓みに関する情報に基
づいて、ペリクルPE表面に形成する撓み補正膜の成膜
条件(成膜材料、成膜時の加熱温度、処理時間及び膜
厚)を決定することにより、撓み補正膜の応力によって
ペリクルPEの撓みを確実に抑制することができる。な
お、撓み補正膜の成膜条件は、ペリクルPEの撓みが所
定の許容範囲内に収まるように決定される。撓みの許容
範囲を規定する規格としては、例えば局所的な傾きを示
す平面度が用いられる。この平面度は、例えばペリクル
PEの撓みに伴う光軸の変化などの光学的特性の低下が
許容範囲内となるように定められたものである。
の製造方法では、ペリクルPEの撓みに関する情報に基
づいて、ペリクルPE表面に形成する撓み補正膜の成膜
条件(成膜材料、成膜時の加熱温度、処理時間及び膜
厚)を決定することにより、撓み補正膜の応力によって
ペリクルPEの撓みを確実に抑制することができる。な
お、撓み補正膜の成膜条件は、ペリクルPEの撓みが所
定の許容範囲内に収まるように決定される。撓みの許容
範囲を規定する規格としては、例えば局所的な傾きを示
す平面度が用いられる。この平面度は、例えばペリクル
PEの撓みに伴う光軸の変化などの光学的特性の低下が
許容範囲内となるように定められたものである。
【0030】また、本発明のマスク保護装置10の製造
方法では、所定の波長の光に対して反射率が低くなるよ
うに撓み補正膜の成膜条件を決定するのが望ましい。光
に対する反射率は、膜の屈折率や厚みなどによって変化
するため、成膜条件として、膜の材質や膜厚(成膜の処
理時間)を調整することにより、所定の波長の光に対し
て反射率が低くなるように撓み補正膜を形成することが
できる。反射率を制御するための成膜条件は、ペリクル
PEの表面に作用する力を制御する成膜条件と重なって
いることから、ペリクルPEの撓みを補正する機能と、
所定の波長の光に対して反射率を低くする反射防止機能
との双方の機能を撓み補正膜が併せ持つように撓み補正
膜の成膜条件を定めるのがよい。そして、この双方の機
能をペリクルPEが備えることにより、本発明のマスク
保護装置10では、ペリクルPEの撓みに伴う光学的特
性の低下の抑制に加え、ペリクルPE表面での反射によ
る光学的特性の低下の抑制を図ることが可能となる。な
お、上述したように、撓み補正膜は、ペリクルPEの表
面のうち片面だけに成膜してもよいし両面ともに成膜し
てもよい。また、ペリクルPEの上下で撓み補正膜の厚
みを変化させてもよい。さらに、これまでは単層構造の
ものについてのみ説明してきたが、撓み補正膜を複数の
層を備えた積層構造としてもよい。撓み補正膜を積層構
造とする場合、層ごとに主原料(成膜材料)を変えても
よく、さらに、前述した撓みを補正する機能と、反射防
止機能とを層ごとに分けて持たせてもよい。また、例え
ばペリクルPEが高次の複雑な撓みを有する場合などに
おいて、ペリクルPE表面の局所領域ごとに成膜条件
(膜厚など)を変えてもよい。また、上述した真空蒸着
法では、ペリクルPEの表面に形成された膜の内部に熱
処理の残留応力を生じさせているが、膜の内部に応力を
生じさせる方法は、熱処理を伴うものに限定されるもの
ではない。
方法では、所定の波長の光に対して反射率が低くなるよ
うに撓み補正膜の成膜条件を決定するのが望ましい。光
に対する反射率は、膜の屈折率や厚みなどによって変化
するため、成膜条件として、膜の材質や膜厚(成膜の処
理時間)を調整することにより、所定の波長の光に対し
て反射率が低くなるように撓み補正膜を形成することが
できる。反射率を制御するための成膜条件は、ペリクル
PEの表面に作用する力を制御する成膜条件と重なって
いることから、ペリクルPEの撓みを補正する機能と、
所定の波長の光に対して反射率を低くする反射防止機能
との双方の機能を撓み補正膜が併せ持つように撓み補正
膜の成膜条件を定めるのがよい。そして、この双方の機
能をペリクルPEが備えることにより、本発明のマスク
保護装置10では、ペリクルPEの撓みに伴う光学的特
性の低下の抑制に加え、ペリクルPE表面での反射によ
る光学的特性の低下の抑制を図ることが可能となる。な
お、上述したように、撓み補正膜は、ペリクルPEの表
面のうち片面だけに成膜してもよいし両面ともに成膜し
てもよい。また、ペリクルPEの上下で撓み補正膜の厚
みを変化させてもよい。さらに、これまでは単層構造の
ものについてのみ説明してきたが、撓み補正膜を複数の
層を備えた積層構造としてもよい。撓み補正膜を積層構
造とする場合、層ごとに主原料(成膜材料)を変えても
よく、さらに、前述した撓みを補正する機能と、反射防
止機能とを層ごとに分けて持たせてもよい。また、例え
ばペリクルPEが高次の複雑な撓みを有する場合などに
おいて、ペリクルPE表面の局所領域ごとに成膜条件
(膜厚など)を変えてもよい。また、上述した真空蒸着
法では、ペリクルPEの表面に形成された膜の内部に熱
処理の残留応力を生じさせているが、膜の内部に応力を
生じさせる方法は、熱処理を伴うものに限定されるもの
ではない。
【0031】次に、ペリクルPEとペリクルフレームP
Fとの接合方法について説明する。ペリクルPEとペリ
クルフレームPFとの接合方法としては、接着剤を用い
た方法、オプティカルコンタクトを用いた方法などを用
いることができる。接着剤を用いた接合方法では、例え
ば、接着剤を介してペリクルPEとペリクルフレームP
Fとを合わせてクランプし、接着剤が硬化するまでの時
間放置する。なお、波長120〜200nm程度の真空
紫外線光に対する接着剤からのガスの放出を抑制するた
めに、接着剤としてガスの放出の少ないフッ素系の樹脂
を用いたり、接合部を隠すように金属の薄膜を接着剤の
上にコーティングしたりしてもよい。
Fとの接合方法について説明する。ペリクルPEとペリ
クルフレームPFとの接合方法としては、接着剤を用い
た方法、オプティカルコンタクトを用いた方法などを用
いることができる。接着剤を用いた接合方法では、例え
ば、接着剤を介してペリクルPEとペリクルフレームP
Fとを合わせてクランプし、接着剤が硬化するまでの時
間放置する。なお、波長120〜200nm程度の真空
紫外線光に対する接着剤からのガスの放出を抑制するた
めに、接着剤としてガスの放出の少ないフッ素系の樹脂
を用いたり、接合部を隠すように金属の薄膜を接着剤の
上にコーティングしたりしてもよい。
【0032】一方、オプティカルコンタクトを用いた接
合方法では、例えば、ペリクルPE及びペリクルフレー
ムPFの接合部を光学的平面まで研磨した後、それらを
互いに接触させて押さえることにより、いわゆるオプテ
ィカルコンタクトと呼ばれる物理的な作用によってペリ
クルPEとペリクルフレームPFとを接着剤を使用する
ことなく固定することができる。また、オプティカルコ
ンタクトによって互いに固定された接合部を所定の温度
に加熱して溶着させることにより、より強固にペリクル
PEとペリクルフレームPFとを接合することができ
る。
合方法では、例えば、ペリクルPE及びペリクルフレー
ムPFの接合部を光学的平面まで研磨した後、それらを
互いに接触させて押さえることにより、いわゆるオプテ
ィカルコンタクトと呼ばれる物理的な作用によってペリ
クルPEとペリクルフレームPFとを接着剤を使用する
ことなく固定することができる。また、オプティカルコ
ンタクトによって互いに固定された接合部を所定の温度
に加熱して溶着させることにより、より強固にペリクル
PEとペリクルフレームPFとを接合することができ
る。
【0033】本発明のマスクMは、パターン領域PAへ
の異物付着を防止することを目的として、上述のように
して製造されるマスク保護装置10を備えるものであ
る。マスクMに形成される回路パターンは、例えばパタ
ーンジェネレータやEB露光装置といった装置により、
所定の設計データを基にしてマスクの母材であるガラス
基板(フッ素ドープ石英など)上に転写され、光透過部
もしくは遮光部(クロム蒸着膜やアルミ蒸着膜等)とし
て形成される。また、図7(a)〜(c)は、マスク保
護装置10が装着されたマスクMの形態の一例を示して
おり、ペリクルフレームPFをマスクMに接合すること
により、マスクMの片面(図7(a))もしくは両面
(図7(b),(c))にマスク保護装置10が装着さ
れる。マスクMとペリクルフレームPFとの接合方法と
しては、上述したペリクルPEとペリクルフレームPF
との接合時と同様に、接着剤を用いた方法やオプティカ
ルコンタクトを用いた方法などが用いられる。なお、マ
スク保護装置10をマスクMに装着する際には、通常、
マスクMとペリクルフレームPFとを接合した後に、ペ
リクルPEをペリクルフレームPFに接合する。しか
し、ペリクルPEに撓み補正膜を成膜する関係上、先に
ペリクルフレームPFとペリクルPEとを接合し、その
後、マスクMとペリクルフレームPFとを接合してもよ
い。撓み補正膜の成膜は、いずれのタイミングで実施し
てもよい。また、マスクMの両面にマスク保護装置10
を装着する場合、マスクMの上下でペリクルPEの厚み
を変えたり、マスクMの上下でペリクルPEに形成され
る撓み補正膜の性状(内部に保有する応力の種類や大き
さ、膜厚など)を変えてもよい。
の異物付着を防止することを目的として、上述のように
して製造されるマスク保護装置10を備えるものであ
る。マスクMに形成される回路パターンは、例えばパタ
ーンジェネレータやEB露光装置といった装置により、
所定の設計データを基にしてマスクの母材であるガラス
基板(フッ素ドープ石英など)上に転写され、光透過部
もしくは遮光部(クロム蒸着膜やアルミ蒸着膜等)とし
て形成される。また、図7(a)〜(c)は、マスク保
護装置10が装着されたマスクMの形態の一例を示して
おり、ペリクルフレームPFをマスクMに接合すること
により、マスクMの片面(図7(a))もしくは両面
(図7(b),(c))にマスク保護装置10が装着さ
れる。マスクMとペリクルフレームPFとの接合方法と
しては、上述したペリクルPEとペリクルフレームPF
との接合時と同様に、接着剤を用いた方法やオプティカ
ルコンタクトを用いた方法などが用いられる。なお、マ
スク保護装置10をマスクMに装着する際には、通常、
マスクMとペリクルフレームPFとを接合した後に、ペ
リクルPEをペリクルフレームPFに接合する。しか
し、ペリクルPEに撓み補正膜を成膜する関係上、先に
ペリクルフレームPFとペリクルPEとを接合し、その
後、マスクMとペリクルフレームPFとを接合してもよ
い。撓み補正膜の成膜は、いずれのタイミングで実施し
てもよい。また、マスクMの両面にマスク保護装置10
を装着する場合、マスクMの上下でペリクルPEの厚み
を変えたり、マスクMの上下でペリクルPEに形成され
る撓み補正膜の性状(内部に保有する応力の種類や大き
さ、膜厚など)を変えてもよい。
【0034】上述した本発明のマスクMは、図8に示す
ような半導体デバイス製造用の縮小投影型露光装置に好
適に使用することができる。以下、図8に示す露光装置
の概略構成を説明する。この露光装置50は、マスクM
(あるいはレチクル)とウエハWとを一次元方向に同期
移動させつつ、マスクMに形成された回路パターンを投
影光学系PLを介してウエハWの各ショット領域に転写
する、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装
置、いわゆるスキャニング・ステッパである。
ような半導体デバイス製造用の縮小投影型露光装置に好
適に使用することができる。以下、図8に示す露光装置
の概略構成を説明する。この露光装置50は、マスクM
(あるいはレチクル)とウエハWとを一次元方向に同期
移動させつつ、マスクMに形成された回路パターンを投
影光学系PLを介してウエハWの各ショット領域に転写
する、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装
置、いわゆるスキャニング・ステッパである。
【0035】露光用光源からのエネルギービーム(露光
光)ILは、照明系51を介してマスクM上の所定の照
明領域内に均一な照度分布で照射される。露光光ILと
しては、例えば、KrFエキシマレーザ(248n
m)、ArFエキシマレーザ(193nm)、F2 レー
ザ(157nm)、金属蒸気レーザ、YAGレーザの高
調波、あるいは超高圧水銀ランプの紫外域の輝線(g
線、i線等)などが用いられる。
光)ILは、照明系51を介してマスクM上の所定の照
明領域内に均一な照度分布で照射される。露光光ILと
しては、例えば、KrFエキシマレーザ(248n
m)、ArFエキシマレーザ(193nm)、F2 レー
ザ(157nm)、金属蒸気レーザ、YAGレーザの高
調波、あるいは超高圧水銀ランプの紫外域の輝線(g
線、i線等)などが用いられる。
【0036】マスクMは、パターン領域PAが形成され
た面を下に向けて配され、マスクステージRSに保持さ
れる。マスクステージRSは、マスクステージ駆動系5
2によって駆動されてX軸方向に一次元走査移動するよ
うに構成されるとともに、Y軸方向、及び回転方向(θ
方向)に微動するように、コラム53に支持されてい
る。ここで、投影光学系PLの光軸に平行な方向をZ方
向とし、光軸に垂直な平面内でマスクMと照明領域との
相対走査の方向(紙面に平行な方向)をX軸方向、これ
に直交する方向をY軸方向とする。なお、マスクステー
ジRSの二次元的な位置は、レーザ干渉式測長器54に
よって逐次検出される。
た面を下に向けて配され、マスクステージRSに保持さ
れる。マスクステージRSは、マスクステージ駆動系5
2によって駆動されてX軸方向に一次元走査移動するよ
うに構成されるとともに、Y軸方向、及び回転方向(θ
方向)に微動するように、コラム53に支持されてい
る。ここで、投影光学系PLの光軸に平行な方向をZ方
向とし、光軸に垂直な平面内でマスクMと照明領域との
相対走査の方向(紙面に平行な方向)をX軸方向、これ
に直交する方向をY軸方向とする。なお、マスクステー
ジRSの二次元的な位置は、レーザ干渉式測長器54に
よって逐次検出される。
【0037】ウエハWは、X、Y軸方向に二次元移動す
るウエハステージST上に搭載されている。ウエハステ
ージSTは、ウエハW上に設定されるショット領域ごと
にマスクMのパターン像が転写されるように、投影光学
系PLの光軸に垂直な面内でX軸方向およびY軸方向に
一定量ずつウエハWをステッピング移動させる。また、
ウエハステージSTは、レーザ干渉式測長器55によ
り、二次元的な座標値が逐次検出され、この座標値に基
づいてウエハステージ駆動系56が制御される。なお、
ウエハステージSTには、ウエハWをZ方向(光軸方
向)に微小移動させる不図示のZステージと、ウエハW
をXY平面内で微小回転させる不図示のθステージとが
設けられている。また、符号57は、装置全体を統括的
に制御する制御装置であり、この制御装置57は、CP
U(中央処理装置)、ROM(リード・オンリ・メモ
リ)、RAM(ランダム・アクセス・メモリ)等を含む
マイクロコンピュータ(又はミニコンピュータ)から構
成されている。
るウエハステージST上に搭載されている。ウエハステ
ージSTは、ウエハW上に設定されるショット領域ごと
にマスクMのパターン像が転写されるように、投影光学
系PLの光軸に垂直な面内でX軸方向およびY軸方向に
一定量ずつウエハWをステッピング移動させる。また、
ウエハステージSTは、レーザ干渉式測長器55によ
り、二次元的な座標値が逐次検出され、この座標値に基
づいてウエハステージ駆動系56が制御される。なお、
ウエハステージSTには、ウエハWをZ方向(光軸方
向)に微小移動させる不図示のZステージと、ウエハW
をXY平面内で微小回転させる不図示のθステージとが
設けられている。また、符号57は、装置全体を統括的
に制御する制御装置であり、この制御装置57は、CP
U(中央処理装置)、ROM(リード・オンリ・メモ
リ)、RAM(ランダム・アクセス・メモリ)等を含む
マイクロコンピュータ(又はミニコンピュータ)から構
成されている。
【0038】こうした構成により、露光装置50では、
露光用光源からの露光光ILのもとで、マスクMの照明
領域内の回路パターンの像が所定の投影倍率β(βは例
えば1/4,1/5等)で、感光材(フォトレジスト)
が塗布されたウエハW上に投影露光される。このとき、
この露光装置50では、先の図1(a)を用いて説明し
たように、マスクMのパターン領域PAを保護するマス
ク保護装置10のペリクルPEの材質として、石英ガラ
スが用いられているので、例えばF2 レーザ(157n
m)などの短波長帯域の真空紫外線光を露光光ILとし
て用いる場合にも、ペリクルPEによる露光光ILのエ
ネルギー吸収を抑制して、ウエハW上に十分な照度で露
光光ILを到達させることができる。さらに、前述した
ように、ペリクルPEの表面には、ペリクルPEの撓み
を補正する応力を有する撓み補正膜TSF,CSF(図
1参照)が形成され、この撓み補正膜TSF,CSFが
保有する応力によってペリクルPEの撓みが小さく抑制
されるので、ペリクルPEの撓みに伴う光学的特性の低
下が抑制され、精度よくマスクMの回路パターンをウエ
ハW上に転写することができる。
露光用光源からの露光光ILのもとで、マスクMの照明
領域内の回路パターンの像が所定の投影倍率β(βは例
えば1/4,1/5等)で、感光材(フォトレジスト)
が塗布されたウエハW上に投影露光される。このとき、
この露光装置50では、先の図1(a)を用いて説明し
たように、マスクMのパターン領域PAを保護するマス
ク保護装置10のペリクルPEの材質として、石英ガラ
スが用いられているので、例えばF2 レーザ(157n
m)などの短波長帯域の真空紫外線光を露光光ILとし
て用いる場合にも、ペリクルPEによる露光光ILのエ
ネルギー吸収を抑制して、ウエハW上に十分な照度で露
光光ILを到達させることができる。さらに、前述した
ように、ペリクルPEの表面には、ペリクルPEの撓み
を補正する応力を有する撓み補正膜TSF,CSF(図
1参照)が形成され、この撓み補正膜TSF,CSFが
保有する応力によってペリクルPEの撓みが小さく抑制
されるので、ペリクルPEの撓みに伴う光学的特性の低
下が抑制され、精度よくマスクMの回路パターンをウエ
ハW上に転写することができる。
【0039】なお、上述した実施の形態において示した
各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本
発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基
づき種々変更可能である。
各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本
発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基
づき種々変更可能である。
【0040】例えば、上述した実施の形態では、撓み補
正膜が形成される成膜前のペリクルPEの実際の撓みを
撓み計測装置20によって計測し、そのときの撓み情報
に基づいて、ペリクルPE表面に撓み補正膜を成膜して
いるが、成膜後に再度ペリクルPEの撓みを計測し、よ
り撓みの小さいペリクルPEが得られるように、ペリク
ルPEに対して撓み補正膜を繰り返し成膜してもよい。
さらに、撓み計測装置20に加えて、光学装置によって
成膜後のペリクルPEの光学的特性(フレアなど)を計
測することにより、光学的特性の低下の少ないマスク保
護装置10を確実に製造することが可能となる。
正膜が形成される成膜前のペリクルPEの実際の撓みを
撓み計測装置20によって計測し、そのときの撓み情報
に基づいて、ペリクルPE表面に撓み補正膜を成膜して
いるが、成膜後に再度ペリクルPEの撓みを計測し、よ
り撓みの小さいペリクルPEが得られるように、ペリク
ルPEに対して撓み補正膜を繰り返し成膜してもよい。
さらに、撓み計測装置20に加えて、光学装置によって
成膜後のペリクルPEの光学的特性(フレアなど)を計
測することにより、光学的特性の低下の少ないマスク保
護装置10を確実に製造することが可能となる。
【0041】また、上述した実施の形態では、波長12
0〜200nm程度の真空紫外線光を良好に透過させる
ために、ペリクルPEの材質として、石英ガラスや、蛍
石や、フッ化マグネシウム、フッ化リチウムの無機材料
を用いているが、露光光ILとしてi線やg線など、真
空紫外線光以外の光束を用いる場合には、通常のガラス
素材を用いてもよい。
0〜200nm程度の真空紫外線光を良好に透過させる
ために、ペリクルPEの材質として、石英ガラスや、蛍
石や、フッ化マグネシウム、フッ化リチウムの無機材料
を用いているが、露光光ILとしてi線やg線など、真
空紫外線光以外の光束を用いる場合には、通常のガラス
素材を用いてもよい。
【0042】また、マスクMが配される環境の変化に対
応してペリクルPEを常に平らな状態とするために、上
述した実施の形態で示した撓み補正膜に加えて、マスク
保護装置10の閉空間11内の気圧を制御する装置を備
えてもよい。例えば、ペリクルPEの撓みを補正するた
めに、ペリクルフレームPFに形成された通気孔12を
介して、ペリクルPEとペリクルフレームPFとマスク
Mとで形成される閉空間11内を真空引き(減圧)すれ
ばよい。
応してペリクルPEを常に平らな状態とするために、上
述した実施の形態で示した撓み補正膜に加えて、マスク
保護装置10の閉空間11内の気圧を制御する装置を備
えてもよい。例えば、ペリクルPEの撓みを補正するた
めに、ペリクルフレームPFに形成された通気孔12を
介して、ペリクルPEとペリクルフレームPFとマスク
Mとで形成される閉空間11内を真空引き(減圧)すれ
ばよい。
【0043】また、露光装置50としては、マスクMと
ウエハWとを静止した状態でマスクMのパターンを露光
し、ウエハWを順次ステップ移動させるステップ・アン
ド・リピート方式の露光装置(ステッパー)にも適用で
きることは明らかである。
ウエハWとを静止した状態でマスクMのパターンを露光
し、ウエハWを順次ステップ移動させるステップ・アン
ド・リピート方式の露光装置(ステッパー)にも適用で
きることは明らかである。
【0044】また、投影光学系PLとしては、エキシマ
レーザなどの真空紫外線を用いる場合は硝材として石英
や蛍石などの真空紫外線光を透過する材料を用い、F2
レーザやX線を用いる場合は反射屈折系または屈折系の
光学系にし(マスクも反射型タイプのものを用いる)、
また、電子線を用いる場合には光学系として電子レンズ
および偏向器からなる電子光学系を用いればよい。な
お、電子線が通過する光路は真空状態にすることはいう
までもない。
レーザなどの真空紫外線を用いる場合は硝材として石英
や蛍石などの真空紫外線光を透過する材料を用い、F2
レーザやX線を用いる場合は反射屈折系または屈折系の
光学系にし(マスクも反射型タイプのものを用いる)、
また、電子線を用いる場合には光学系として電子レンズ
および偏向器からなる電子光学系を用いればよい。な
お、電子線が通過する光路は真空状態にすることはいう
までもない。
【0045】さらに、投影光学系の倍率は縮小倍率のみ
ならず、等倍や拡大であってもよい。
ならず、等倍や拡大であってもよい。
【0046】また、本発明は露光光として、ArFエキ
シマレーザ光(波長193nm)を使用する場合や、K
r2 レーザ光(146nm)、Ar2 レーザ光(12
6nm)、YAGレーザ等の高調波、又は半導体レーザ
の高周波など、波長が200〜100nm程度の真空紫
外線光を使用する場合に特に有効である。また、露光光
としては、水銀ランプから発生する輝線(g線(436
nm)、h線(404.7nm)、i線(365n
m))や、KrFエキシマレーザ、ArFエキシマレー
ザ、F2 レーザのみならず、X線や電子線などの荷電粒
子線などを用いることができる。例えば、電子線を用い
る場合には、電子銃として熱電子放射型のランタンヘキ
サボライト(LaB6 )、タンタル(Ta)を用いるこ
とができる。
シマレーザ光(波長193nm)を使用する場合や、K
r2 レーザ光(146nm)、Ar2 レーザ光(12
6nm)、YAGレーザ等の高調波、又は半導体レーザ
の高周波など、波長が200〜100nm程度の真空紫
外線光を使用する場合に特に有効である。また、露光光
としては、水銀ランプから発生する輝線(g線(436
nm)、h線(404.7nm)、i線(365n
m))や、KrFエキシマレーザ、ArFエキシマレー
ザ、F2 レーザのみならず、X線や電子線などの荷電粒
子線などを用いることができる。例えば、電子線を用い
る場合には、電子銃として熱電子放射型のランタンヘキ
サボライト(LaB6 )、タンタル(Ta)を用いるこ
とができる。
【0047】また、露光装置の用途としては半導体製造
用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガ
ラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶用
の露光装置や、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装
置にも広く適用できる。
用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガ
ラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶用
の露光装置や、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装
置にも広く適用できる。
【0048】また、ウエハステージやマスクステージに
リニアモータを用いる場合は、エアベアリングを用いた
エア浮上型及びローレンツ力またはリアクタンス力を用
いた磁気浮上型のいずれを用いてもよい。また、ウエハ
ステージやマスクホルダーは、ガイドに沿って移動する
タイプでもよく、ガイドを設けないガイドレスタイプで
あってもよい。
リニアモータを用いる場合は、エアベアリングを用いた
エア浮上型及びローレンツ力またはリアクタンス力を用
いた磁気浮上型のいずれを用いてもよい。また、ウエハ
ステージやマスクホルダーは、ガイドに沿って移動する
タイプでもよく、ガイドを設けないガイドレスタイプで
あってもよい。
【0049】また、ウエハステージやマスクステージの
駆動装置として平面モ−タを用いる場合、磁石ユニット
(永久磁石)と電機子ユニットのいずれか一方をステー
ジに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットの他方をス
テージの移動面側(ベース)に設ければよい。
駆動装置として平面モ−タを用いる場合、磁石ユニット
(永久磁石)と電機子ユニットのいずれか一方をステー
ジに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットの他方をス
テージの移動面側(ベース)に設ければよい。
【0050】また、ウエハステージの移動により発生す
る反力は、特開平8−166475号公報に記載されて
いるように、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)
に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた
露光装置においても適用可能である。
る反力は、特開平8−166475号公報に記載されて
いるように、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)
に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた
露光装置においても適用可能である。
【0051】以上のように、本願実施形態の露光装置
は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む
各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、
光学的精度を保つように、組み立てることで製造され
る。これら各種精度を確保するために、この組み立ての
前後には、各種光学系については光学的精度を達成する
ための調整、各種機械系については機械的精度を達成す
るための調整、各種電気系については電気的精度を達成
するための調整が行われる。各種サブシステムから露光
装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機
械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等
が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組
み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程
があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光
装置への組み立て工程が終了すると、総合調整が行わ
れ、露光装置全体としての各種精度が確保される。な
お、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理さ
れたクリーンルームで行うことが望ましい。
は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む
各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、
光学的精度を保つように、組み立てることで製造され
る。これら各種精度を確保するために、この組み立ての
前後には、各種光学系については光学的精度を達成する
ための調整、各種機械系については機械的精度を達成す
るための調整、各種電気系については電気的精度を達成
するための調整が行われる。各種サブシステムから露光
装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機
械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等
が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組
み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程
があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光
装置への組み立て工程が終了すると、総合調整が行わ
れ、露光装置全体としての各種精度が確保される。な
お、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理さ
れたクリーンルームで行うことが望ましい。
【0052】また、デバイス(半導体素子、液晶表示素
子、撮像素子(CCD等)、薄膜磁気ヘッド等)は、デ
バイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステ
ップに基づいてマスク(レチクル)を製作するステッ
プ、シリコン材料からウエハを製造するステップ、前述
した実施の形態の露光装置によりマスクのパターンをウ
エハに露光するウエハ処理ステップ、デバイス組み立て
ステップ(ダイシング工程、ボンディング工程、パッケ
ージ工程を含む)、検査ステップ等を経て製造される。
子、撮像素子(CCD等)、薄膜磁気ヘッド等)は、デ
バイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステ
ップに基づいてマスク(レチクル)を製作するステッ
プ、シリコン材料からウエハを製造するステップ、前述
した実施の形態の露光装置によりマスクのパターンをウ
エハに露光するウエハ処理ステップ、デバイス組み立て
ステップ(ダイシング工程、ボンディング工程、パッケ
ージ工程を含む)、検査ステップ等を経て製造される。
【0053】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば以
下の効果を得ることができる。請求項1及び請求項2に
記載のマスク保護装置、請求項3及び請求項4に記載の
マスク保護装置の製造方法、及び請求項5に記載のマス
クによれば、ペリクルの表面に形成される膜の応力によ
って、ペリクルの撓みを抑制し、ペリクルの撓みに伴う
光学的特性の低下を防ぐことができる。また、請求項6
に記載の露光装置によれば、ペリクルの撓みが少ないマ
スクを備えるので、露光精度を向上させることができ
る。
下の効果を得ることができる。請求項1及び請求項2に
記載のマスク保護装置、請求項3及び請求項4に記載の
マスク保護装置の製造方法、及び請求項5に記載のマス
クによれば、ペリクルの表面に形成される膜の応力によ
って、ペリクルの撓みを抑制し、ペリクルの撓みに伴う
光学的特性の低下を防ぐことができる。また、請求項6
に記載の露光装置によれば、ペリクルの撓みが少ないマ
スクを備えるので、露光精度を向上させることができ
る。
【図1】 本発明に係るマスク保護装置を示しており、
(a)はマスク保護装置の縦断面図、(b)はペリクル
の断面を拡大して示す模式図である。
(a)はマスク保護装置の縦断面図、(b)はペリクル
の断面を拡大して示す模式図である。
【図2】 本発明に係るマスク保護装置が装着されたマ
スクの一実施形態を示す斜視図である。
スクの一実施形態を示す斜視図である。
【図3】 撓み補正膜が形成されたペリクルを備えたマ
スク保護装置の概念図である。
スク保護装置の概念図である。
【図4】 ペリクルの撓みを計測する撓み計測装置を示
す構成図である。
す構成図である。
【図5】 図4の撓み計測装置によって撓みが検出され
るペリクル表面の検出箇所の配置例を示す図である。
るペリクル表面の検出箇所の配置例を示す図である。
【図6】 ペリクルの撓みの様子を示す図である。
【図7】 マスク保護装置が装着されたマスクMの形態
の一例を示す図である。
の一例を示す図である。
【図8】 本発明に係るマスクを備える露光装置の一実
施形態を示す構成図である。
施形態を示す構成図である。
【図9】 ペリクルの撓みに伴う光軸の様子を示す模式
図である。
図である。
M マスク PA パターン領域 PE ペリクル PF ペリクルフレーム TSF,CSF 撓み補正膜(膜) IL 露光光(エネルギービーム) PL 投影光学系 W ウエハ(基板) 10 マスク保護装置 50 露光装置 51 照明系
Claims (6)
- 【請求項1】 フレームと、該フレームの一端部に取り
付けられたペリクルとを備えるマスク保護装置におい
て、 前記ペリクルの表面に、該ペリクルの撓みを補正する応
力を有する膜を設けたことを特徴とするマスク保護装
置。 - 【請求項2】 前記膜は、前記応力が前記ペリクルの第
1面と、該第1面と反対側の第2面とで異なる状態とな
るように、前記ペリクルの第1面及び第2面の少なくと
も一方に形成されていることを特徴とする請求項1に記
載のマスク保護装置。 - 【請求項3】 フレームと、該フレームの一端部に取り
付けられるペリクルとを備えるマスク保護装置を製造す
る方法において、 前記ペリクルの撓みに関する情報に基づいて、前記ペリ
クルの表面に該ペリクルの撓みを補正する膜を形成する
ことを特徴とするマスク保護装置の製造方法。 - 【請求項4】 所定の波長の光に対して反射率が低くな
るように前記膜を形成することを特徴とする請求項3に
記載のマスク保護装置の製造方法。 - 【請求項5】 エネルギービームにより感光基板に転写
されるパターンが形成されたマスクにおいて、 請求項1または請求項2に記載のマスク保護装置が前記
フレームの他端部を介して前記パターンが形成された面
に取り付けられたことを特徴とするマスク。 - 【請求項6】 露光用のエネルギービームを射出する照
明系と、 前記エネルギービームにより感光基板に転写されるパタ
ーンが形成された請求項5に記載のマスクとを備えるこ
とを特徴とする露光装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000232333A JP2002049145A (ja) | 2000-07-31 | 2000-07-31 | マスク保護装置、マスク保護装置の製造方法、マスク、並びに露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000232333A JP2002049145A (ja) | 2000-07-31 | 2000-07-31 | マスク保護装置、マスク保護装置の製造方法、マスク、並びに露光装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002049145A true JP2002049145A (ja) | 2002-02-15 |
Family
ID=18725028
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000232333A Withdrawn JP2002049145A (ja) | 2000-07-31 | 2000-07-31 | マスク保護装置、マスク保護装置の製造方法、マスク、並びに露光装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002049145A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2005316492A (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | モノリシック・ハード・ペリクル |
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US10191367B2 (en) | 2016-06-30 | 2019-01-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Pellicle for photomask and exposure apparatus including the pellicle |
JP2019521386A (ja) * | 2016-07-21 | 2019-07-25 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. | リソグラフィ方法 |
-
2000
- 2000-07-31 JP JP2000232333A patent/JP2002049145A/ja not_active Withdrawn
Cited By (13)
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US10571814B2 (en) | 2016-07-21 | 2020-02-25 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic method |
US10705438B2 (en) | 2016-07-21 | 2020-07-07 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic method |
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