JP2009139881A - ペリクル - Google Patents

Abstract

【課題】オゾンを分解させる触媒や部材をペリクルに具備させることで、ＨＡＺＥを発生させないペリクルを提供すること。
【解決手段】オゾンを分解させる触媒が塗布されたまたは、オゾンを分解させる部材を含ませる、または、オゾンを分解させる部材を用いるペリクルフレームと、ペリクルフレームに装着されるペリクル膜と、を備え、ペリクルフレームに塗布されるオゾンを分解させる部材が金属酸化物を触媒する部材であり、ペリクルフレームに含ませるまたは用いるオゾンを分解させる部材は、アルミを有する金属や、ポリカーボネートを有する樹脂やアルミや珪素を有するセラミックス部材であることを特徴とするペリクル。
【選択図】図１

Description

本発明は、ペリクルに関し、特に、フォトマスク用防塵カバーであるペリクルを構成するペリクルフレームにオゾンを分解させる作用を持たせることを特徴とするペリクルに関する。

ウェハ等を用いた半導体を製造する場合には、フォトマスクに形成されたパターンをフォトレジスト等の感光剤を塗布した基板上に投影光学系にて露光する投影露光方式が使用されている。近年、パターン形状の微細化に伴い、使用される露光光は短波長化される傾向にあり、ＫｒＦ（波長２４８ｎｍ）やＡｒＦ（波長１９３ｎｍ）を用いた露光装置が実用化され、１つの半導体回路に対して数十枚に及ぶフォトマスクが使用されている。

これらのフォトマスクは露光時、または保管時、または搬送時に周囲を浮遊する浮遊埃が付着して異物となる。フォトマスク上の異物は、露光時、その部分の結像を妨げるため、製品に欠陥が現れる。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、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（特許文献１参照）。

ペリクルを装着したフォトマスクにおいても、近年では、使用環境によっては欠陥が発生している。これは、周囲を浮遊する異物以外にも、露光、保管を繰り返すことで、ペリクルを構成する部材内部の曇り原因物質が変質して異物となり、フォトマスク上に該異物が徐々に堆積する影響によるものである。

フォトマスク上に異物が一定以上堆積すると、フォトマスクに曇りが発生し、製品に欠陥が現れる。このため、曇りを除去するためにフォトマスクを洗浄する必要があるが、洗浄により、製品製造のためのコストが増大したり、フォトマスクのパターンが磨耗したりする。

さらに近年においてはペリクル膜とフォトマスクとの空間中に露光により発生するオゾンや有機物の酸化によるＨＡＺＥ（ヘイズ）の発生も懸念されており、ペリクル膜とフォトマスクとの空間中のオゾンの除去の必要性が高まっている。

これまで、ペリクル膜とフォトマスクとの空間中に露光により発生するＨＡＺＥは非常に小さく、ウェハに露光する際の検査にも掛からず大きな問題とされてこなかった。しかし、微細化が進んだことや、検査技術の進歩により、これらの問題が顕在化してきた。

このため、ペリクル内でオゾンを発生させないための治具または手法、オゾンが発生してもすぐに分解させることでオゾンを濃縮させない治具または手法が求められている。

図３（ａ）〜（ｇ）は、従来の濃縮された空間におけるＨＡＺＥの生成モデルを示し、ペリクル３０を貼ったフォトマスク４０の露光図である。図３（ａ）は露光前の状態で、ペリクル３０内外にペリクル３０部材及び周辺部材由来の有機物１５が存在している。図３（ｂ）はＡｒＦレーザ光１６の照射により、オゾン１７の生成を示している。

図３（ｃ）はオゾン１７がペリクル３０空間内で濃縮されたオゾン１８を示している。そして、図３（ｄ）は濃縮されたオゾン１８と有機物１５との酸化等の反応により、有機酸等の生成物１９を発生させる。図３（ｅ）はＨＡＺＥ２０としての生成物１９を発生させる。

図３（ｆ）はそれらの生成物１９がフォトマスク４０やペリクル３０に吸着され、図３（ｇ）に示すように、露光により、ＡｒＦレーザ光１６があたらない部分のみＨＡＺＥ２０として生成物１９が残留している。
特開２００３-５７８０４号公報

本発明は、オゾンを分解させる触媒や部材をペリクルに具備させることで、ＨＡＺＥを発生させないペリクルを提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る発明は、オゾンを分解させる触媒が塗布されたペリクルフレームと、ペリクルフレームに装着されるペリクル膜と、を備えることを特徴とするペリクルとしたものである。

本発明の請求項２に係る発明は、ペリクルフレームに塗布されるオゾンを分解させる部材が金属酸化物を触媒する部材であることを特徴とする請求項１に記載のペリクルとしたものである。

本発明の請求項３に係る発明は、金属酸化物は、マンガン系、アルミ系及びニッケル系であることを特徴とする請求項１又は２に記載のペリクルとしたものである。

本発明の請求項４に係る発明は、ペリクルフレームには、オゾンを分解させる部材を含ませる、または、オゾンを分解させる部材を用いることを特徴とする請求項１に記載のペリクルとしたものである。

本発明の請求項５に係る発明は、ペリクルフレームに含ませる又は用いるオゾンを分解させる部材は、アルミを有する金属や、ポリカーボネートを有する樹脂やアルミや珪素を有するセラミックス部材であることを特徴とする請求項１又は４に記載のペリクルとしたものである。

本発明によれば、オゾンを分解させる触媒や部材をペリクルに具備させることで、ＨＡＺＥを発生させないペリクルを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。実施の形態において、同一構成要素には同一符号を付け、実施の形態の間において重複する説明は省略する。

図１（ａ）に示すように、本発明の実施の形態に係るペリクル１は、ペリクル膜１１、ペリクルフレーム１２を備えている。さらに、フィルター１３、フォトマスク１０を備えている。本発明の実施の形態においては、ペリクルフレーム１２にオゾンの分解を促進させることが特徴である。

図２（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態に係るペリクル１を用いたＨＡＺＥの抑制を示すモデル図である。

図２（ａ）に示すように、ペリクルフレーム１２においてオゾンを分解させる触媒を塗布されたペリクルフレーム１２を用いることで、図２（ｂ）〜（ｄ）に示すように、オゾンをペリクル膜１１内とフォトマスク１０との間で濃縮させないようにできる。

図２（ａ）に示すように、ペリクルフレーム１２においてオゾンを分解させる部材からなるペリクルフレーム１２を具備するペリクル１を用いることで、図２（ｂ）〜（ｄ）に示すように、オゾン１７をペリクル膜１１内とフォトマスク１０との間で濃縮させないようにできる。

ペリクルフレーム１２のオゾンを分解させる触媒の材料は、マンガン系、アルミ系、ニッケル系などの金属酸化物を用いることができる。これらの材料を用いることによりオゾン１７をペリクル膜１１内とフォトマスク１０との間で濃縮させないようにできる。

ペリクルフレーム１２のオゾンを分解させる部材の材料は、アルミを有する金属や、ポリカーボネートを有する樹脂やアルミや珪素を有するセラミックスを用いてペリクルフレーム１２に含ませたり、用いたりすることができる。これらの材料を用いることによりオゾン１７をペリクル膜１１内とフォトマスク１０との間で濃縮させないようにできる。

ペリクルフレーム１２のオゾンを分解させる触媒又は部材の材料は、上記の他に酸の発生の影響はあるが、ハロゲン化合物などその他、オゾンが分解可能な触媒を塗布または部材として用いることができる。

また、ペリクル１の形状については、一例として長方形状のみについて説明したが、ウェハの露光に支障がない範囲であれば、いかなる形状であってもよい。

本発明の実施の形態に係るオゾンの分解を促進するペリクルフレーム１２を装着するペリクル膜１１を備えるペリクル１について説明する。ペリクル１は、フォトマスク１０上に設置する透光性を有する防塵カバーである。ペリクル１はペリクル膜１１を保持し、展開するためのペリクルフレーム１２を備えている。ペリクル１は透光性を有し、異物をトラップするためのペリクル膜１１と、ペリクルフレーム１２とペリクル膜１１とを接着するためのペリクル接着剤（図示せず）と、ペリクルフレーム１２とフォトマスク１０とを接着するためのマスク接着剤（図示せず）と、ペリクルフレーム１２内外の圧力差を調節するためのフィルター１３を具備している。

ペリクル膜１１は、ペリクルフレーム１２により保持され、フォトマスク１０の露光エリアを覆うように設けられる。このため、ペリクル膜１１は露光によるエネルギーを遮断させない様、透光性を有する。また、ペリクル膜１１は、シワなどによりフォトマスク１０表面に影を作らせないように、ペリクルフレーム１２と均一の力がかかるように貼られている。ペリクル膜１１の材料としては、フッ素系や酢酸セルロース等の透明性膜や、石英ガラスなどが用いられている。

ペリクルフレーム１２は、ペリクル膜１１を保持し、展開するために設けられる。また、露光時の光の散乱を防ぐために黒化処理が施されている。また、ペリクルフレーム１２の形状は露光部に影響を与えないように作製され、また、ペリクルフレーム１２には、発塵を防ぐ目的と、他から来た発塵を露光部に存在させないことを目的として、内壁部に粘着物を加えることもある。ペリクルフレーム１２としては、例えば、アルミなどの金属系フレームや、樹脂系フレームなどを用いることができる。

ペリクル接着剤（図示せず）は、ペリクルフレーム１２とペリクル膜１１を接着するために用いられる。ペリクル接着剤としては、シリコン系やアクリル系の接着剤が好適である。これらの接着剤のうち、より発ガス性の低いものが選択され、ペリクル接着剤として使用される。

マスク接着剤（図示せず）は、ペリクルフレーム１２とフォトマスク１０を接着するために用いられる。マスク接着剤としては、シリコン系やアクリル系の接着剤が好適である。これらの接着剤のうち、より発ガス性の低いものが選択され、マスク接着剤として使用される。

フィルター１３は、ペリクルフレーム１２の側面に内外圧力差を緩和する為に存在する穴から、塵が入り込まない様にするため設けられる。フィルター１３としては、ＨＥＰＡフィルターに用いられるポリプロピレン（ＰＰ）やパーテトラフルオロフラン（ＰＴＦＥ）などを用いることができる。

ペリクル膜１１はフォトマスク１０に付着する異物に焦点が合うことを防ぎ、ウェハへの解像不良を防ぐため、フォトマスク１０上に装着される。このとき、ペリクル１はフォトマスク１０の露光エリアを覆うように装着される。

本発明の実施の形態に係るペリクルフレーム１２は、マンガン系、アルミ系、ニッケル系などの金属酸化物を触媒として用いることを特徴とする。ペリクルフレーム１２は、アルミを有する金属や、ポリカーボネートを有する樹脂やアルミや珪素を有するセラミックスである部材を含ませたり、用いたりすることを特徴とする。

上記ペリクルフレーム１２を用いることにより、オゾンの分解を促進させて、オゾン濃度をペリクル膜１１とフォトマスク１０との間の空間内で濃縮させないことにより、この空間内で発生するオゾンの影響によるＨＡＺＥの発生を抑制することができる。

さらにまた、上記ペリクルフレーム１２を用いることで上記ペリクルフレーム１２由来のＨＡＺＥの発生を抑え、安定的なフォトマスク１０の使用ができる。

まず、図１（ａ）に示すペリクル１において、オゾン分解の触媒作用を持たせたペリクルフレーム１２を用いたペリクル１と、従来のペリクルフレームを用いたペリクルとをフォトマスク１０に装着した。

次に、ＡｒＦレーザ（ｘｉｍｅｒ−３００ ＭＰＢ社製）をフォトマスク１０上において、１パルス当たり０．２５ｍＪ／ｃｍ^２のエネルギー密度、２００Ｈｚの波長でそれぞれ同一ショット照射した。この時、エネルギーの劣化などの変動はなかった。露光雰囲気は環境由来の汚染が含有されない条件とした。

この結果、オゾン分解の触媒作用を持たせたペリクルフレーム１２を用いたペリクル１を具備するフォトマスク１０のテストプレートからは生成物が検出されなかった。

従来のペリクルフレームを用いたペリクルを具備するフォトマスクのテストプレートからは生成物が検出された。

まず、図１（ａ）ペリクル１において、オゾン分解をさせる部材を用いたペリクルフレーム１２を用いたペリクル１と、従来のペリクルフレームを用いたペリクルとをフォトマスク１０に装着した。

次に、ＡｒＦレーザ（ｘｉｍｅｒ−３００ ＭＰＢ社製）をフォトマスク１０上において、１パルス当たり０．２５ｍＪ／ｃｍ^２のエネルギー密度、２００Ｈｚの波長でそれぞれ同一ショット照射した。この時エネルギーの劣化などの変動はなかった。露光雰囲気は環境由来の汚染が含有されない条件とした。

この結果、オゾンの分解作用を持たせた部材を用いたペリクルフレーム１２を用いたペリクル１を具備するフォトマスク１０のテストプレートからは生成物が検出されなかった。

従来のペリクルフレームを用いたペリクルを具備するフォトマスクのテストプレートからは生成物が検出された。

（ａ）は、本発明の実施の形態に係るペリクルを示す概略上面図であり、（ｂ）は、（ａ）をＡ−Ａ線で切断した概略断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は本発明の実施の形態に係るペリクルを用いたＨＡＺＥの抑制を示すモデル図である。 （ａ）〜（ｇ）は、従来のペリクルを用いたＨＡＺＥの発生例を示すモデル図である。

符号の説明

１…ペリクル
１０…フォトマスク
１１…ペリクル膜
１２…ペリクルフレーム
１３…フィルター
１４…パターン（遮光部）
１５…（ガス状）有機物
１６…ＡｒＦレーザ光
１７…オゾン
１８…濃縮されたオゾン
１９…中間生成物
２０…ＨＡＺＥ
３０…ペリクル
３１…ペリクル膜
３２…ペリクルフレーム
３４…パターン（遮光部）
４０…フォトマスク

Claims (5)

1. オゾンを分解させる触媒が塗布されたペリクルフレームと、
   前記ペリクルフレームに装着されるペリクル膜と、
   を備えることを特徴とするペリクル。
2. 前記ペリクルフレームに塗布されるオゾンを分解させる部材が金属酸化物を触媒する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。
3. 前記金属酸化物は、マンガン系、アルミ系及びニッケル系であることを特徴とする請求項１又は２に記載のペリクル。
4. 前記ペリクルフレームには、オゾンを分解させる部材を含ませる、または、オゾンを分解させる部材を用いることを特徴とする請求項１に記載のペリクル。
5. 前記ペリクルフレームに含ませる又は用いるオゾンを分解させる部材は、アルミを有する金属や、ポリカーボネートを有する樹脂やアルミや珪素を有するセラミックス部材であることを特徴とする請求項１又は４に記載のペリクル。

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