JP2007506154A - チップ生産に置いて使用されるレチクルを汚染から保護する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、透明のペリクル部材に係る。該部材は、半導体チップ製作における使用に対してレチクルにわたって取り付けられた略平行で間に空間を有する内側又は中心部、及び外側周辺部分を有する。ペリクルの中心部は、１つ又はそれ以上のアンカを用いてレチクル基板に対して位置及びチルト角に関して固定される。ペリクルの外側又は周辺部は、中心部から離れている。フレキシブル・コネクタを用いて中心部及びフレームに対して各側部上で接続さる。該コネクタは、レチクルに対して垂直である方向に置いてペリクル膜の周辺部の動作を可能にするよう十分可撓性であるが、他の方向においてはその動作に対して十分な耐性がある。結果として、空間と周囲の外気との間の気体圧差は、ペリクルの外側部をペリクル自体の該部の重さを使用して支持する。「浮かんでいる」部分の結果として、圧差が作り出され、内側部の偏差を避けるよう要求される。

Description

本発明は、チップ生産において使用されるレチクルを汚染から保護する方法及び装置に係り、より特には、ペリクル及びレチクルに関連してかかるペリクルを取り付ける方法に係る。

パターン化されたリソグラフィックマスクは、半導体チップ製作において活用され、かかるリソグラフィックマスクは、マスク上の異物がシリコンウエハ上で作られる電子回路においてプリント不具合を生み出すため、粒子汚染から保護される必要がある。

従来の半導体チップのリソグラフィック製造に対しては、マスクは、粒子から保護されるよう「ペリクル」（従来通りでは１マイクロメートルのポリアミド）において封入される。マスクは、１つの面上でパターン化された吸収フィルムを有する剛性の基板を有する。ペリクルは、薄い膜であり、マスク基板に対して取り付けられたフレームにわたって引き延ばされ、粒子がマスクのパターン化された範囲にぶつかることを防ぐ。ペリクルは、「焦点外の（ｏｕｔ ｏｆ ｆｏｃｕｓ）」像平面においてマスクからオフセットされ、（保護を必要とする）マスク面とペリクルとの間に隙間を作り出す。このオフセットは、ペリクルによって妨害された粒子が画像の不具合を作り出さないことを確実とする。

先のチップ製造技術において使用された光子波長（３６５ｎｍ，２４８ｎｍ）に対しては、ペリクルは、非常に透明であり、リソグラフィック放射が高い効率性を有してマスクへ送られることを可能とする。ペリクルは、マスクの寿命を通してハードウェアを取り付けるマスクに対して固定されたままとなり、マスクが不具合を起こす粒子汚染を受けずに取り扱われて点検されることを可能とする。

次世代のリソグラフィック技術は、１５７ｎｍの光学投影リソグラフィを有し、リソグラフィック結像を行うよう電離放射線（夫々、光子、イオン、及び電子）を活用する。故に、これらの次世代リソグラフィック技術において使用されるマスクは、リソグラフィック露出中に電離放射線を有して照射される。従来のペリクルは、電離放射を吸収しすぎるため、次世代リソグラフィにおいて使用され得ない。膜は、また、電離ビームにおいて低下し得、最終的には機能しなくなり、マスクが汚染され得る。

本発明は、改善された配置を与えることを目的とする。

本発明によれば、半導体チップに対して使用されるレチクルを汚染から保護する装置が与えられる。該装置は、前出のレチクルにわたって接続手段によって間に気密な空間を有して配列されるペリクル部材を有する。該装置は、中心部及び外側部を有することを特徴とし、前出の中心及び外側部は互いに対して離れ、前出の中心部は使用の際に固定された位置及びチルト角を有し、前出の接続手段は、前出の空間と大気との間の気体圧の差における変化に応じて前出のレチクルに対して略垂直である方向において前出の外側部の動作を可能にするよう構成される。

また本発明によれば、半導体チップ製作に対して使用されるレチクルを汚染から保護する方法が与えられる。該方法は、ペリクル部材を与える段階、及び、前出のレチクルにわたって接続手段によって間に気密な空間を有して配列される段階を有する。該方法は、前出のペリクル部材が中心部及び外側部を有することを特徴とし、前出の中心及び外側部は互いに対して離れ、前出の中心部は使用の際に固定された位置及びチルト角を有し、前出の接続手段は、前出の空間と大気との間の気体圧の差における変化に応じて前出のレチクルに対して略垂直である方向において前出の外側部の動作を可能にするよう構成される。

更に本発明によれば、半導体チップを製作する方法が与えられる。該方法は、レチクル、及び既に定義付けられた通り前出のレチクルを汚染から保護する装置を与える段階、前出のレチクル上にパターン化されたマスクを与える段階、及び、ペリクル部材及びマスクの中心部を介して前出のレチクルを照射する段階を有する。

更に本発明によれば、既に定義付けられた方法に従って製作された半導体チップが与えられる。

ペリクルとレチクルとの間の空間は、必ずしもではないが望ましくは空気である気体で充填された閉じられた容積である、ことが十分理解される。

接続手段は、可撓性の接続部材を有し得、該部材は望ましくは、レチクルに対して略垂直な方向においてペリクル部材の外側部の動作が可能となるよう、上述された圧力差に応じて収縮するよう配置される。

他の実施例では、接続部材は、ブラケットを摺動可能に有するか又は支持フレームに対してペリクル部材の外側部を接続して有し、レチクルに対して略垂直な方向において動き得る。

更に他の実施例では、支持フレームは、長手方向のガイドを有し得、該ガイドにおいてペリクル部材の外側部の端部が気密に受けられるよう配置される。やはり、ペリクル部材の外側部は、気密ガイドを上下に摺動することによってレチクルに対して上下に動くことを可能とされる。

ペリクル部材の内側部は、１つ又はそれ以上のアンカー・ポイントを用いてその位置及びチルト角に関して固定され得、レチクル基板上又は支持フレーム上の選択された位置から延び得、レチクル基板又は支持フレーム上でレチクルは支持されるか、あるいは備えられる。

ペリクル部材は、望ましくはシリコンガラスで形成される。レチクルは、望ましくはレチクル基板上に与えられ、基板は望ましくは、ペリクル部材の外側部が接続される支持フレームを備えられる。

本発明のこれらの及び他の面は、ここに説明される実施例を参照して明らかに且つ解説される。

本発明の一実施例は、単なる一例として添付の図面を参照して説明される。

図１を参照すると、従来通りの配置は、薄いペリクル部材又は板１及びフレーム３を有する。ペリクル１は、フレーム３に対して接着され、レチクル基板５は、その一側上でレチクル（即ち、フォトリソグラフィック面）を有してフレーム３に対して接着され、レチクル基板５とペリクル１との間に隙間があるようにする。レチクル基板５とペリクル１との間の空間９と、周囲の外気との間の圧を均一にするよう、フィルタを有するボアホール１１は、フレーム３において備えられる。

図１に図示される通り、かかるペリクルは、１マイクロメートルのポリアミド等の非常に光透過性のある材料で作られた透明のペリクル部材を有する。マスク６は、（レチクルの上方の）レチクル基板５の一側上に備えられ、続いてレチクルは、シリコンウェハ上に要求された回路構造を作るよう（マスク６を介して）光に対して露出される。

リソグラフィの解像度は、近年徐々により高くなってきており、かかる解像が実現され、より短い波長の光は、徐々に光源として使用されるようになってきている。特には、例えば、フッ素エキシマレーザ（１５７ｎｍ）の使用は、ますます所望されてきている。しかしながら、従来通りのペリクル材料は１５７ｎｍで放射を吸収する。故に、（シリコンガラス等の）無機化合物を有するガラス板又は同様のもののペリクル部材としての使用は、検討されている。

これらの無機化合物がペリクル膜として使用される際、膜は、膜に所望の強度を与えるよう特定の厚さを理想的には有するべきである。しかしながら、実際には板は、放射のゆがみを防ぐようこの特定の厚さより著しく薄くなければならず、かかる板は、重力のために湾曲され得、それによってペリクル膜面での露光に対する光路の逸脱を招き得、故に露光に悪影響を及ぼし得る。

米国特許第２００１／０００４５０８号明細書は、ペリクル膜がフォトマスクの下方でフレームに対して接着された薄いガラス板を有し、膜が重力のために下方向に歪む傾向がある配置を説明する。しかしながら、ペリクルとレチクルとの間の空間における空気を減圧することによって、ペリクル膜は持ち上げられ、それ故に重力（及びそれ自身の重さ）による変形は軽減又は排除され得る。

出願者の同時係属出願（ＩＤ６９９５６４）は、半導体チップ製作において使用されるレチクルを汚染から保護する配置を説明する。装置は、接続手段によってレチクルにわたって間に気密空間を有して配置されるペリクル部材を有する。該装置は、接続手段は、前出の空間と大気との間の気体圧の差における変化に応じて前出のレチクルに対して略垂直である方向においてペリクル部材全体の動作を可能にするよう構成される、ことを特徴とする。

故に、上述された配置において、ペリクル膜は、可撓性に取り付けられ、レチクル内部の気体圧と外側の圧における差はペリクルを有する又は支持し、ペリクル自体の変形をもたらさない。

しかしながら、光学上、ペリクルの垂直位及び／又はチルト角における偏差が上述された配置を有して達成され得るものより小さいべきである適用に対して、修正された配置が考案されている。

図２を参照すると、本発明の一実施例に従った装置は、レチクルが備えられる１つの面（即ちフォトリソグラフィック面）上にレチクル基板５を有する。レチクル基板５は、フレーム３上に取り付けられ、パターン化されたマスク６は、レチクル面上に備えられる。

透明なペリクル部材１は、内側又は中心部１Ａ及び外側周辺部１Ｂを有し、その間の空間９を有して略平行にレチクルを横断して取り付けられる。ペリクル１の中心部１Ａは、１つ又はそれ以上のアンカ５０を用いてレチクル基板５に対して、位置及びチルト角に関して固定される。他の一実施例では、固定手段は、ペリクル１の中心部の周辺の一帯に備えられる。かかる「閉じられた構造」の場合、１つ又はそれ以上のボアホールは、該配置においてただ１つの気体圧のみがあることを確実にするよう備えられる。限られた数の固定点（例えば４つ）を選択することの有利点は、図２中に概略的に図示される通り、かかる固定によるペリクル１の変形が、静的に確定された固定方法が選択される場合に特に、最低限に抑えられ得ることである。

ペリクル１の外側又は周辺部分１Ｂは、中心部から離れている。それは、各側部上で、フレキシブルコネクタ３９を用いて中心部１Ａ及びフレーム３に対して接続される。該コネクタは、レチクルに対して垂直である方向に置いてペリクルの周辺部分１Ｂの動作を可能とするよう十分に可撓性であるが、他の方向に置いてはその動作に対して十分に耐性がある。可撓性の接続部材２０は、レチクルに対して垂直である方向において最適な可撓性を与えるが全ての他の方向において非常に抵抗性を与えるよう、「ベローズ」型の配置の形状で有り得る。図２中に概略的に例証された例では、コネクタ３０は、可撓性の逆Ｕ字型部材を有する。可撓性のコネクタの多くの他の型は、当業者には明らかであり、本発明はこの点に関して制限されるよう意図されない。

結果として、空間９と大気との間の気体圧差は、（シリコンガラス等を有し得る）ペリクル１の外側部１Ｂを支持し、ガラスのペリクル自体のその部分の重さを使用する。ペリクル１の内側部１Ａ（即ち光学部分）の垂直位及びチルト角は固定され、外側部１Ｂは、空間９と大気との間の気体圧における差に応じてレチクルに対して垂直である方向に置いて動くことができ、即ち、かかる動作がペリクル１の外側部１Ｂ（及び内側部１Ａ）を支持する内側及び外側の空気圧における差を引き起こし、また、その変形を避けることができる。言い換えると、ペリクル１の外側部１Ｂは、気体圧差上に「浮いて」おり、圧の差は、受動的に保持され、即ち、電子接続、空気接続、又は他の外付け接続はなく、ペリクル膜１の内側部１Ａは、外側部１Ｂによって平衡を保たれる。

ペリクルが形状において矩形である場合、ペリクルと支持フレームとの間に可撓性の接続を得ることは困難であり得る。かかる場合においては、半径は、ペリクル膜の角部で使用され得る。

上述された実施例は、本発明を制限するのではなく例証するものであること、及び、当業者は添付の請求項によって定義付けられた本発明の範囲から逸脱することなく多くの他の実施例を設計することができることが、留意されるべきである。請求項中、括弧内のいかなる参照符号も、請求項を制限するものとして解釈されるべきではない。「有する」及び同様の語は、請求項又は明細書全体において挙げられた要素又は段階以外の要素及び段階の存在を除外しない。要素の単数形の記載は、かかる要素が複数存在する場合を除外するものではなく、逆も同様である。複数の手段を列挙する装置請求項において、これら複数の手段は、１つ及び同一のハードウェアによって実現され得る。特定の措置が互いに対して異なる従属請求項において列挙されるという単なる事実は、これらの措置の組合わせが有利に使用され得ないことを示すものではない。

レチクル上に取り付けられた従来のペリクルの概略的断面図である。 本発明の一実施例に従った配置の概略的断面図である。

Claims (12)

1. 半導体チップ製作に対して使用されるレチクルを汚染から保護する装置であって、
   前記レチクルにわたって接続手段によって間に空間を有して配列されるペリクル部材を有し、
   前記ペリクル部材が中心部と外側部とを有することを特徴とし、前記中心部及び外側部は互いに対して離れ、前記中心部は使用の際に固定された位置及びチルト角を有し、前記接続手段は、前記空間と大気との間の気体圧の差における変化に応じて前記レチクルに対して略垂直である方向において前記外側部の動作を可能にするよう構成される、
   装置。
2. 前記接続手段は、１つ又はそれ以上の可撓性の接続部材を有する、
   請求項１記載の装置。
3. 前記接続部材は、前記レチクルに対して略垂直である方向において前記ペリクル部材の前記外側部の動作を可能とするよう、前記圧力差に応じて収縮するよう配置される、
   請求項２記載の装置。
4. 前記接続手段は、１つ又はそれ以上のブラケットを摺動可能に、又は、支持フレームに対して前記ペリクル部材の前記外側部を接続して有し、前記レチクルに対して略垂直な方向において動き得る、
   請求項１記載の装置。
5. 前記ペリクル部材の前記外側部の端部が気密に受けられるよう配置される長手方向のガイドを有する支持フレームを更に有し、前記気密ガイドを上下に摺動することによって前記レチクルに対して上下に動くことを可能とされる、
   請求項１記載の装置。
6. 前記ペリクル部材の内側部は、１つ又はそれ以上のアンカー・ポイントを用いて位置及びチルト角に関して固定される、
   請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の装置。
7. 前記アンカー・ポイントは、レチクル基板上の選択された位置から延び得、前記レチクル基板上で前記レチクルは支持される又は備えられる、
   請求項６記載の装置。
8. 前記ペリクル部材は、シリコンガラスで形成される、
   請求項１乃至７のうちいずれか一項記載の装置。
9. 前記レチクルは、レチクル基板上に備えられ、前記基板は、前記ペリクル部材の前記外側部が接続される支持フレームを備えられる、
   請求項１乃至８のうちいずれか一項記載の装置。
10. 半導体チップ製作において使用されるレチクルを汚染から保護する方法であって、
    前記方法は、ペリクル部材を与える段階と、接続手段によってペリクル部材を間に空間を有して前記レチクルにわたって配列する段階と、を有し、
    前記ペリクル部材が中心部と外側部とを有する、ことを特徴とし、前記中心部及び外側部は互いに対して離れ、前記中心部は使用の際に固定された位置及びチルト角を有し、前記接続手段は、前記空間と大気との間の気体圧の差における変化に応じて前記レチクルに対して略垂直である方向において前記外側部の動作を可能にするよう構成される、
    方法。
11. 半導体チップを製作する方法であって、
    請求項１乃至９のうちいずれか一項記載のレチクル及び汚染から前記レチクルを保護する装置を与える段階と、前記レチクル上にパターン化されたマスクを与える段階と、前記ペリクル膜及び前記マスクの中心部を介して前記レチクルを照射する段階と、を有する、
    方法。
12. 請求項１１の方法に従って製作される半導体チップ。

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