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WO2023013660A1 - 気圧調整が容易な露光用ペリクル - Google Patents

気圧調整が容易な露光用ペリクル Download PDF

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WO2023013660A1
WO2023013660A1 PCT/JP2022/029726 JP2022029726W WO2023013660A1 WO 2023013660 A1 WO2023013660 A1 WO 2023013660A1 JP 2022029726 W JP2022029726 W JP 2022029726W WO 2023013660 A1 WO2023013660 A1 WO 2023013660A1
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WO
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pellicle
filter
frame
nanofibers
pellicle frame
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PCT/JP2022/029726
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芳宏 久保田
優 簗瀬
彩乃 竹内
晃範 西村
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Priority to EP22853079.6A priority patent/EP4383007A4/en
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    • B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
    • B01D2239/1233—Fibre diameter

Definitions

  • the present invention relates to a pellicle for exposure that protects an exposure mask used in the manufacture of semiconductors, liquid crystals, etc. from foreign matter, and that facilitates air pressure adjustment, and more particularly to an EUV mask pellicle that facilitates air pressure adjustment.
  • Non-Patent Document 1 it is common practice to attach a dust-repellent pellicle to the mask immediately after making the mask. This is because when the pellicle is attached to the mask all at once, even if there is dust flying in, it is blocked by the pellicle and cannot reach the circuit pattern of the mask. Because of the distance, dust on the pellicle is not transferred as "out of focus” by focusing the exposure on the circuit pattern.
  • the basic structure of a pellicle usually consists of a metal frame, a pellicle film that is highly transparent to the exposure wavelength and has light resistance and is attached to the upper end surface of the frame with an adhesive, and the lower end surface of the frame that is attached to the mask.
  • a pressure-sensitive adhesive layer made of acrylic, silicone, etc., which is relatively light-resistant, is formed, ventilation holes are drilled in the frame for adjusting the pressure difference between the inside and outside of the pellicle after the pellicle is airtightly attached to the mask, and ventilation holes are provided. It consists of a filter that closes the outer mouth of the stomata.
  • the pellicle film has high transmittance to the exposure wavelength and high light resistance.
  • Amorphous fluoropolymers are used in ArF excimer lasers (193 nm). Recently, along with further miniaturization, shorter wavelengths have progressed further, and EUV (extreme ultraviolet rays; 13.5 nm) exposure has also begun to be used.
  • EUV extreme ultraviolet rays
  • As the pellicle film material any material with high transmittance to EUV light and high light resistance can be used. Silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, or nitrides, oxynitrides, or carbides thereof are suitable.
  • protective films such as SiC, SiO2 , Si3N4 , SiON, Y2O3 , YN, Mo, Ru and Rh may be provided.
  • SiC, SiO2 , Si3N4 , SiON, Y2O3 , YN, Mo, Ru and Rh may be provided.
  • Patent Document 1 a nonwoven fabric made of PET, PTFE, etc., with a fiber diameter of several tens of ⁇ m to several hundred ⁇ m is used.
  • filters for ventilation holes are made of conventional resin such as PET or PTFE, or porous.
  • Sintered metals and ceramics have been used or proposed in some areas, but there are almost no products that can withstand the severe conditions of use. is a major obstacle to That is, conventional filters made of nonwoven fabric made of resin such as PET, PTFE, etc. have a large fiber diameter, high pressure loss, and have the drawback of easily allowing dust of submicron size or less to be blocked to pass through.
  • EUV exposure equipment is particularly expensive, costing tens of billions of yen per unit. However, it becomes a dead time in the operation of the exposure apparatus and causes cost increase. Therefore, in order to reduce the production cost, it is required to increase the operating rate of the EUV exposure apparatus by speeding up the evacuation and atmospheric pressure return.
  • pellicle films for EUV exposure are ultra-thin monocrystalline silicon of submicrons or less, polycrystalline silicon, amorphous silicon, or nitrides thereof. Rigid inorganic material films such as oxynitrides or carbides are generally used.
  • the ultra-thin and rigid pellicle film cannot follow this pressure difference, and the pellicle film breaks and scatters, staining the inside of the expensive exposure machine, making exposure impossible thereafter, causing enormous damage, and affecting the EUV exposure technology. It has a large neck.
  • Patent Document 1 proposes covering the circuit pattern with a mask cover (reticle cover) that serves as both a so-called pellicle film and a vent filter to protect it from dust.
  • a mask cover reticle cover
  • the area of the filter, including the exposed surface can be made extremely large, so it is possible to vacuum and return to atmospheric pressure at high speed.
  • PTFE is proposed, but since EUV light is ultraviolet light with an extremely short wavelength (extreme ultraviolet light: 13.5 nm), the irradiated energy is extremely large, and organic matter is decomposed in a short time. Even PTFE, which has relatively good light resistance, has a major problem that it cannot withstand use with EUV light for a long time.
  • a pellicle frame a pellicle film provided on the upper end surface of the pellicle frame; a vent provided in the pellicle frame; a filter that closes the ventilation hole; with A pellicle, wherein the filter has a sheet partially or entirely composed of at least one of nanofibers and carbon nanotubes.
  • a pellicle frame a pellicle film provided on the upper end surface of the pellicle frame; a vent provided in the pellicle frame; a filter that closes the ventilation hole; with A pellicle, wherein part or all of the filter has a nonwoven fabric composed of at least one of nanofibers and carbon nanotubes.
  • the filter has a filtration accuracy gradient in which the average fiber diameter decreases stepwise from one surface to the other surface or from both surfaces to the center portion of the [1].
  • the filter includes fibers having an average fiber diameter of several ⁇ m or more to several hundred ⁇ m or less, and the fibers are formed stepwise from one surface to the other surface or from both surfaces toward the center.
  • the pellicle film has a film thickness of 1 ⁇ m or less, and is partially or wholly made of monocrystalline silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, or nitrides, oxynitrides, or carbides thereof.
  • a pellicle frame comprising the pellicle according to any one of [1] to [17] attached to an exposure mask.
  • An exposure method comprising exposing using the exposure mask with a pellicle according to [20].
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a vertical cross-sectional structure of an exposure mask with a pellicle in one embodiment of the present invention
  • the pellicle 10 of the present invention comprises a pellicle frame 3, an ultra-thin pellicle film 1 provided on the upper end surface of the pellicle frame 3 via an adhesive layer 2, and at least one air vent 7;
  • the ventilation holes are partially or wholly closed with a filter 7 for foreign substance intrusion prevention, which has a non-woven fabric composed of at least one of nanofibers and carbon nanotubes (CNT).
  • the filter 7 is outside the outer opening of the vent 6, but this does not exclude a mode in which part or all of it is inserted into the vent 6.
  • FIG. 1 the filter 7 is outside the outer opening of the vent 6, but this does not exclude a mode in which part or all of it is inserted into the vent 6.
  • the nonwoven fabric is a "fiber sheet, web or batt in which the fibers are oriented in one direction or randomly and are entangled and/or fused and/or bonded.
  • the filter does not necessarily have to be a nonwoven fabric, and may be a sheet. It is preferable that at least one of nanofibers and carbon nanotubes (CNT) is formed in a sheet form, and the nanofibers and carbon nanotubes (CNT) are entangled.
  • CNT carbon nanotubes
  • the pellicle film 1 is made of ultra-thin silicon and is composed of monocrystalline silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, or nitrides, oxynitrides, or carbides thereof. This is chosen because the thin films of various crystal shapes and compounds have relatively high strength compared to various metals and inorganic compounds, and high-purity films can be produced easily and economically. be. Carbon films such as graphene, diamond-like carbon, and carbon nanotubes are also effective for EUV exposure. It is preferable to coat the pellicle film 1 with various inorganic compounds such as SiC, Si 3 N 4 and Y 2 O 3 for the purpose of preventing cracking and corrosion. If it is difficult to handle the pellicle film alone, a pellicle film supported by a frame made of silicon or the like can be used. In that case, the pellicle can be easily manufactured by bonding the frame region and the pellicle frame.
  • the thickness of the pellicle film 1 exceeds 1 ⁇ m, the amount of exposure light transmitted becomes insufficient, so the thickness is preferably 1 ⁇ m or less, more preferably 100 nm to 1 ⁇ m.
  • the ventilation holes 6 provided in the pellicle frame are partially or wholly composed of at least one of nanofibers and carbon nanotubes (including both nanofibers and carbon nanotubes). It is closed with a filter 7 for foreign substance intrusion prevention having a non-woven fabric.
  • a filter 7 for foreign substance intrusion prevention having a non-woven fabric.
  • conventional non-woven fabric filters are no longer able to remove foreign matter such as dust, which is a problem in recent ultra-high-definition circuit patterns of submicrons to several nanometers.
  • the arrangement, number, and shape of the ventilation holes are not particularly limited, and can take various forms. It is preferable that the ventilation holes are provided so as to connect the space outside the pellicle and the space inside the pellicle. A vent hole penetrating from the outer surface to the inner surface of the pellicle frame as shown in FIG. 1 is easy to manufacture. On the other hand, the direction of the through hole extending from the outer surface to the inner surface of the pellicle frame instead of the ventilation hole passing through the outer surface and the inner surface is bent in the direction of the upper end surface or the lower end surface of the pellicle frame, An opening may be provided in the upper end surface or the lower end surface of the pellicle frame.
  • the direction of the through-hole extending from the inner surface to the outer surface of the pellicle frame may be bent in the direction toward the upper end surface or the lower end surface of the pellicle frame to provide an opening in the upper end surface or the lower end surface of the pellicle frame. can.
  • the above problem can be solved by blocking the ventilation holes 6 with the filter 7 for preventing the intrusion of foreign matter, which has a non-woven fabric partially or wholly composed of at least one of nanofibers and carbon nanotubes.
  • the filter 7 is suitable not only for conventional pellicles, but also for cutting-edge ultrafine masks, especially pellicles for EUV masks.
  • the filter can be made thinner. Due to the synergistic effect such as reduction in pressure loss, it is possible to speed up the evacuation and atmospheric pressure return when the mask is put in and taken out. As a result, it is possible to shorten the dead time in the operation of the exposure apparatus, increase the operation rate of the exposure apparatus, and reduce the production cost.
  • the total open area of the vent hole 6 is preferably 2% or more of the total area of the pellicle frame end surface having the opening when one of the openings is the upper end surface or the lower end surface of the pellicle frame. 10% or more is more preferable in order to enable return to atmospheric pressure, and further reduction in production cost is possible.
  • the upper limit of the total opening area of all vent holes depends on the strength of the pellicle frame, and if it is too large, the pellicle frame will be deformed, resulting in distortion of the circuit pattern, which is not preferable.
  • the upper limit of the total opening area should be determined according to the type of pellicle frame, but due to the difficulty of processing a high-strength pellicle frame, any type exceeding 50% tends to lose the rationality of supporting increased processing costs. . Therefore, the total open area is preferably 50% or less, more preferably 45% or less, and particularly preferably 35% or less.
  • the total opening area means the ratio of the area of all the openings provided in the end face to the total area of the pellicle frame end face having the openings.
  • fibers produced by a drawing method are generally used in ordinary nonwoven fabric manufacturing methods, but the average fiber diameter is as thick as several ⁇ m or more, and each fiber diameter also becomes thinner or thicker depending on the drawing force. As a result, the capture rate and strength of foreign matter are not constant. Therefore, it is unsuitable and cannot be used for nanofibers in the present invention. Therefore, in the present invention, nanofibers produced by the so-called electrospinning method in which these are relatively constant are optimal, and nonwoven fabrics produced by the electrospinning method and/or the well-known CNT manufacturing method are optimal. is.
  • the electrospinning method creates nanofibers by pouring a polymer solution, which is the raw material of nanofibers, into a syringe, then applying a high voltage to charge the polymer solution and causing an electrostatic explosion. It is a way to The conditions for carrying out this method are not particularly limited, and may be appropriately set according to the type of polymer material and the like.
  • nanofiber refers to a fibrous substance having an average fiber diameter of nano order.
  • the average fiber diameter (diameter) of nanofibers and carbon nanotubes is not particularly limited, but it is usually preferably 1 ⁇ m or less and in the range of 10 to 950 nm. This is because fibers with a thickness of less than 10 nm are too weak and difficult to handle, and fibers with a thickness of 950 nm or more are difficult to remove nano-order foreign matter, which has become a recent problem.
  • the fibers are several ⁇ m or more in order to increase the strength so as to withstand the wind pressure when vacuuming or atmospheric pressure is returned at high speed. It is preferable to intentionally mix fibers of several hundred ⁇ m or less (for example, about 1 ⁇ m to 300 ⁇ m) in an amount of 5 to 70 vol % of the fibers constituting the filter. This is because if the fiber of several ⁇ m or more to several hundred ⁇ m or less is less than 5 vol%, the strength is low and the speed cannot be increased much, and if it exceeds 70 vol%, although the strength is high, fine foreign matter of submicrons or less This is because the collection rate of
  • nanofibers particularly inorganic silica nanofibers and CNTs, have brittle and active surfaces and are easily lost or damaged depending on the atmospheric gas . may be slightly modified.
  • the filter preferably has a filtration accuracy gradient in which the average fiber diameter decreases stepwise from one surface to the other surface or from both surfaces to the center.
  • a filtration accuracy gradient in which the average fiber diameter decreases stepwise from one surface to the other surface or from both surfaces to the center.
  • the thick fibers when nanofibers are mixed with thick fibers of several ⁇ m or more to several hundred ⁇ m or less, the thick fibers have bending strength and are flexible polymer fibers such as polypropylene, polyester, and polycarbosilane. is preferred. This is because these fibers play a role similar to reinforcing bars in reinforced concrete, and can prevent the mixed nanofibers and the entire filter from being destroyed by high-speed evacuation or wind pressure when atmospheric pressure is returned.
  • a plurality of nonwoven fabric sheets composed of fibers having different average fiber diameters are appropriately selected and stacked so as to achieve the desired gradient, Obtained by coalescing. After stacking, apply adhesive to the sides to prevent dispersion. When embedding in a counterbore, it is preferable to apply an adhesive to the side surface of the counterbore.
  • the method of mounting the filter created in this way so as to block the ventilation holes drilled in the pellicle frame is the same as for conventional filters.
  • an adhesive is applied in the shape of a square frame, a ring, or the like in accordance with the shape of the filter around the outer opening of the ventilation hole, and the filter is adhered thereto. If there is a counterbore, apply an adhesive to the side surface of the counterbore to fix the filter and prevent the filter from dispersing.
  • FIG. 1 A method of attaching the pellicle of the present invention to a mask will be explained using FIG.
  • An adhesive layer 4 for attaching the pellicle 10 to the photomask 5 is formed on the lower end surface of the pellicle frame 3 .
  • a liner (not shown) for protecting the adhesive surface is provided on the lower end surface of the adhesive layer 4 .
  • the liner is removed to expose the adhesive layer 4, which is attached to the photomask 5 for use.
  • Example 1 Silica nanofibers with an average fiber diameter of 0.3 ⁇ m prepared by the electrospinning method are mixed with polypropylene fibers with an average fiber diameter of 5 ⁇ m used in current filters to create a non-woven fabric filter with a thickness of 500 ⁇ m. Twenty-eight non-woven fabric filters having a "filtration accuracy gradient" with an average fiber diameter of 0.95 ⁇ m in the surface and an average fiber diameter of 0.35 ⁇ m in the center were made. The average fiber diameter was calculated from the SEM image. Next, as shown in FIG. 1, the non-woven fabric filter 7 is used to form a pellicle frame 3 with a p-Si (polysilicon) pellicle membrane 1 having a thickness of 0.1 ⁇ m.
  • total opening area 450 mm 2 ; 21% of the total area of the lower end surface of the pellicle frame) was closed one by one, and then this pellicle 10 was attached to the exposure mask 5 via the adhesive layer 4 . Then, this exposure mask is mounted on a simulated EUV apparatus, NaCl is treated with a fine particle generation atomizer to generate NaCl fine particles, and an electrostatic classifier is used to classify NaCl fine particles of 0.01 to 0.5 ⁇ m, A pseudo-foreign atmosphere was created. While introducing this pseudo foreign matter atmosphere into the simulated EUV apparatus, a simulation experiment of evacuation and atmospheric pressure return assuming insertion and removal of the mask was performed.
  • the foreign matter trapping rate and the differential pressure were measured when the atmospheric pressure was returned, and the nonwoven fabric filter was roughly evaluated.
  • the foreign matter capture rate was 100% for all fine particles of 0.01 to 0.5 ⁇ m.
  • the differential pressure was 0.5 Pa at a linear velocity of 0.15 cm/s.
  • the p-Si pellicle film was able to withstand shocks caused by pressure changes without being damaged.
  • Example 1 As a comparative example using a current product filter, 28 non-woven fabric filters, which are composed only of the polypropylene fibers of Example 1 with an average fiber diameter of 5 ⁇ m, have no filtration accuracy gradient over the entire thickness of 500 ⁇ m, and are uniform in the thickness direction, were prepared. After that, using the same device and under the same conditions as in Example 1, the above nonwoven fabric filter was used as a filter of the pellicle frame. did As a result, the foreign matter capture rate was 94.0% for fine particles around 0.01 ⁇ m, 93.5% for fine particles around 0.05 ⁇ m, and 94.5% for fine particles around 0.10 ⁇ m. 8%, and the foreign matter capturing rate near 0.5 ⁇ m was 95.3%. The differential pressure was 20.5 Pa at a linear velocity of 0.15 cm/s. found to be unsuitable for the device.
  • Example 2 Only polyester fibers with an average fiber diameter of 3 ⁇ m were laminated to a thickness of 50 ⁇ m to form one end face. Carbon nanotubes (CNT) with an average fiber diameter of 35 nm (0.035 ⁇ m) and polyester fibers with an average fiber diameter of 3 ⁇ m are laminated on this one end face to a thickness of 400 ⁇ m while gradually changing the degree of mixing of the two. Twenty-eight non-woven fabric filters were prepared by stacking only CNTs having an average fiber diameter of 35 nm to a thickness of 50 ⁇ m, making the other end face, and having a filtration accuracy gradient in the middle portion. Furthermore, with this non-woven fabric filter, as shown in FIG.
  • Pellicle film 1 Pellicle film 2 Adhesive layer 3 Pellicle frame 4 Adhesive layer 5 Photomask 6 Air vent 7 Filter 10 Pellicle

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Abstract

【課題】特にＥＵＶ露光において求められる最大許容異物サイズの低下並びにペリクル膜が曝される過酷な気圧変動に呼応すべく、ペリクルフレームを貫通して設けられる通気孔にあてがわれるフィルターの高性能化を果たす。 【解決手段】本発明のペリクルは、ペリクルフレーム３と、前記ペリクルフレームの上端面に設けられたペリクル膜１と、前記ペリクルフレームに設けられた通気孔６と、前記通気孔を塞ぐフィルター７と、を備え、前記フィルターは、その一部又は全部が、ナノファイバー又はカーボンナノチューブの少なくとも一方で構成される不織布を有する。

Description

気圧調整が容易な露光用ペリクル
　本発明は、半導体や液晶などの製造に用いられる露光用マスクを異物から保護する、気圧調整が容易な露光用ペリクルに関し、特には気圧調整が容易なＥＵＶマスク用ペリクルに関するものである。
　半導体や液晶などの製造は所謂、リソグラフィー技術を使い露光用マスク（単に「マスク」ともいう。）を用いて回路パターンを形成する。近年、特に半導体ではこの回路パターンもミクロンからサブミクロン、更にはナノへと微細化が進み、それに従って露光光源もｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザー（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレザー（１９３ｎｍ）、へと短波長化が進んでいる。最近は更に短波長のＥＵＶ（極端紫外線；１３．５ｎｍ）露光も検討され、最先端デバイスには一部実用化も始まっている。
　上記の半導体、例えば、ＬＳＩ、超ＬＳＩなどの製造は一般的には、ウエハーにレジストを塗布後、所望の回路パターンが描画された露光マスク共々、露光機に設置し、露光マスクに光を照射し、回路パターンをウエハーに転写する。通常、これらの操作はゴミを極力低減したクリーンルーム内で行われるが、それでもマスク作成後の移動や設置などで、人体や機器、或いは環境由来のゴミが、マスク上に付着することが多い。これらのゴミは回路パターンと共に転写されるため、異常な回路が発生し、得られた半導体は不良品となり、製造歩留まりの低下をもたらす。
　そこで、この防止策に非特許文献１の如くマスク作成後、直ちにゴミ除けのペリクルをマスク上に貼り付けることが一般的に行われている。これはペリクルを一括、マスクに貼り付けると、仮にゴミがあって飛来しても、ペリクルにより遮られ、マスクの回路パターン上にゴミは到達できず、ペリクル膜に載ってもそこはマスク面から距離があるため、露光の焦点を回路パターン上に合わせることにより、ペリクル上のゴミは「焦点ボケ」で転写されないことによる。
　ペリクルの基本構成は、通常、金属製のフレームと、その上端面に接着剤を介して張設された露光波長に対し高透明で耐光性を有するペリクル膜と、マスクに貼り付けるフレーム下端面に形成された比較的耐光性のあるアクリルやシリコーン等よりなる粘着剤層と、ペリクルがマスクに気密に装着された後のペリクルの内外気圧差を調整する、フレームに穿たれた通気孔と、通気孔の外側口を塞ぐフィルター、とから成っている。
　ペリクル膜としては、露光波長に高透過率あり、高耐光性を有し、例えばｇ線（４３６ｎｍ）にはニトロセルロース、ｉ線（３６５ｎｍ）にはプロピオン酸セルロースが、ＫｒＦエキシマレーザー（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（１９３ｎｍ）には非晶質フッ素ポリマーが用いられている。最近は更なる微細化と共に短波長化が一層進み、ＥＵＶ（極端紫外線；１３．５ｎｍ）露光も使われ始めている。このペリクル膜材としてはＥＵＶ光に対し透過率性が高く、且つ、耐光性が高い材料ならば使用可能だが、実際には低価格で再現性良く均一な成膜ができることから、通常は単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、又はこれらの窒化物、酸窒化物、若しくは炭化物等が好適である。更には、これらの膜材を保護する目的で、ＳｉＣ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯＮ、Ｙ２Ｏ３、ＹＮ、Ｍｏ、Ｒｕ及びＲｈなどの保護膜を備えてもよい。膜厚は高透過率を得るため、サブミクロン以下の上記の無機材料膜が検討され、一部は既に実用に供されている。
　これらのうち、大気圧下で使われるｇ線（４３６ｎｍ）ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザー（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（１９３ｎｍ）等の従来型ペリクルでは、その通気孔用フィルターには一般的に、ＰＥＴ、ＰＴＦＥ等の数十μｍから数百μｍのファイバー径から成る不織布が使われている（特許文献１）。
特開２００５－２６８４６４号公報
「電子材料」、１９９７年７月号、p.103
　一方、真空又は減圧下で使われ、近年実用化され始めたＥＵＶ（極端紫外線：１３．５ｎｍ）露光のペリクルでは、その通気孔用フィルターとして、従来のＰＥＴ、ＰＴＦＥ等の樹脂製や多孔質の焼結金属やセラミックス等が一部で使用されたり、或いは提案されているが、その厳しい使用条件に耐える物は無いに等しい状況であり、ＥＵＶ（極端紫外線：１３．５ｎｍ）露光の実用化への大きな障害となっている。即ち、従来のＰＥＴ、ＰＴＦＥ等の樹脂製の不織布のフィルターではファイバー径が太く、圧損も高く、又、阻止すべきサブミクロン以下のゴミも容易に通過させてしまう欠点を持つ。多孔質の焼結金属やセラミックスは、ろ過孔を微細にしかも一定にすることは、作成時に孔同士の融着などが起き易く技術的な困難さを伴う。阻止すべきゴミの径よりも大きい孔や必要以上の小さい孔、或いは塞がった孔などが混在してしまい、通気時の圧損が大きく、フィルター性能も安定しない等の問題がある。
　他方、ＥＵＶ露光装置は１台数百億円と特に高価な装置であり、且つ、生産には無駄で直接役立っていないが、その操作上不可欠な、マスクの出し入れ時の真空引きや大気圧戻しが、露光装置運転上のデッドタイムとなり、コストアップ要因となっている。そのため、生産コストを下げるべく、この真空引きや大気圧戻しをより高速にし、少しでもＥＵＶ露光装置の稼働率を上げることが求められている。
　しかしながら、現行のＥＵＶ露光のペリクル膜は、ＥＵＶの光耐性、光透過率や加工性の点から、サブミクロン以下の極薄単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、又はこれらの窒化物、酸窒化物、若しくは炭化物などの剛直な無機材料膜が一般的に使われており、このため、上記の真空引きや大気圧戻しを高速で行うと、急激な空気の出入りにより、合体したマスクとペリクルで閉じ込められた空間内で局部的な空気の濃淡が発生し、その内外で大きな局部的な圧力差を生じる。この圧力差に極薄で剛直なペリクル膜は追従できず、ペリクル膜が破断、飛散し、高価な露光機内を汚し、以後、露光が不可能となり、莫大な損害を生じ、ＥＵＶ露光技術上の大きなネックとなっている。　　　
　この改善策として先行技術では、例えば特許文献１では、所謂ペリクル膜と通気孔フィルターを兼ねたマスクカバー（レチクルカバー）で回路パターンを覆い、ゴミから保護することが提案されている。確かに、この方法はフィルター面積として露光面も含み、極めて大きく取れるため、真空引きや大気圧戻しを高速で行うことは可能だが、その半面、フィルターの通気孔確保のために、ポーラスなフッ素樹脂、具体的にはＰＴＦＥが提示されているものの、ＥＵＶ光は波長が極端に短い紫外線（極端紫外線：１３．５ｎｍ）なので、照射されるエネルギーが極めて大きく、有機物は短時間で分解してしまう。比較的、耐光性が良いＰＴＦＥでさえも長時間のＥＵＶ光での使用に耐えられないという大きな問題を抱えている。
　そこで、本発明者らは、前記のネックと種々の問題の解決に鋭意努力した結果、本発明に至ったものである。即ち、下記のとおりである。　
[１] ペリクルフレームと、
　前記ペリクルフレームの上端面に設けられたペリクル膜と、
　前記ペリクルフレームに設けられた通気孔と、
　前記通気孔を塞ぐフィルターと、
を備え、
　前記フィルターは、その一部又は全部が、ナノファイバー又はカーボンナノチューブの少なくとも一方で構成されるシートを有することを特徴とするペリクル。
[２] ペリクルフレームと、
　前記ペリクルフレームの上端面に設けられたペリクル膜と、
　前記ペリクルフレームに設けられた通気孔と、
　前記通気孔を塞ぐフィルターと、
を備え、
　前記フィルターは、その一部又は全部が、ナノファイバー又はカーボンナノチューブの少なくとも一方で構成される不織布を有することを特徴とするペリクル。
[３] 前記フィルターは、その一部又は全部が、ナノファイバー及びカーボンナノチューブで構成される不織布を有することを特徴とする前記[２]に記載のペリクル。
[４] 前記フィルターを構成するファイバーのうち、５～７０ｖｏｌ％が、平均ファイバー径が数μｍ以上ないし数百μｍ以下のファイバーであることを特徴とする前記[１]～[３]のいずれかに記載のペリクル。
[５] 前記フィルターは、その一部又は全部が、前記通気孔に挿入されていることを特徴とする前記[１]～[４]のいずれかに記載のペリクル。
[６] 前記通気孔は、その外側口に座繰りが設けられており、前記フィルターは、その一部又は全部が該座繰りに埋め込まれていることを特徴とする前記[１]～[５]のいずれかに記載のペリクル。
[７] 前記通気孔は、その外側口又は内側口の少なくとも一方に面取りが施されていることを特徴とする前記[１]～[６]のいずれかに記載のペリクル。
[８] 前記通気孔の開口面積の合計の割合は、前記ペリクルフレーム下端面の総面積に対して、２％以上であることを特徴とする前記[１]～[７]のいずれかに記載のペリクル。
[９] 前記通気孔の開口面積の合計の割合は、前記ペリクルフレーム下端面の総面積に対して、１０％以上５０％以下であることを特徴とする前記[８]に記載のペリクル。
[１０] 前記フィルターは、一方の片表面からもう一方の片表面、又は両表面から中央部に向かって段階的に平均ファイバー径が小さくなるろ過精度勾配を持つことを特徴とする前記[１]～[９]のいずれかに記載のペリクル。
「ろ過精度勾配」：フィルター材のろ過精度を段階的に変えることをいう。一般的には大きい粒子から小さい粒子へ段階的に捕捉させ、急激な目詰まりを防ぐ。
[１１] 前記フィルターは、平均ファイバー径が数μｍ以上ないし数百μｍ以下のファイバーを含み、一方の片表面からもう一方の片表面、又は両表面から中央部に向かって段階的に前記ファイバーの存在割合が低くなっていることを特徴とする前記[１]～[１０]のいずれかに記載のペリクル。
[１２] 前記フィルターは、それぞれ異なる平均ファイバー径を有するファイバーで構成される複数の不織布シートを重ねて合体したものであることを特徴とする前記[１０]又は[１１]に記載のペリクル。
[１３] 前記ペリクル膜は、膜厚が１μｍ以下であり、その一部又は全部が、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、又はこれらの窒化物、酸窒化物、若しくは炭化物より成ることを特徴とする前記[１]～[１２]のいずれかに記載のペリクル。
[１４] 前記ペリクル膜には、無機化合物のコーティングが施されていることを特徴とする前記[１]～[１３]のいずれかに記載のペリクル。
[１５] 前記無機化合物が、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、又はＹ２Ｏ３のいずれかであることを特徴とする前記[１４]に記載のペリクル。
[１６] 前記ナノファイバーの全部又は一部の表面は、ＳｉＣ又はＳｉ３Ｎ４で被覆されていることを特徴とする前記[１]～[１５]のいずれかに記載のペリクル。
[１７] 前記ぺリクルが、ＥＵＶマスク用ペリクルであることを特徴とする前記[１]～[１６]のいずれかに記載のペリクル。
[１８] ペリクルフレームと、
　前記ペリクルフレームに設けられた通気孔と、
　前記通気孔を塞ぐフィルターと、
を備え、
　前記フィルターは、その一部又は全部が、ナノファイバー又はカーボンナノチューブの少なくとも一方で構成されるシートを有することを特徴とするフィルター付ペリクルフレーム。
[１９] ペリクルフレームと、
　前記ペリクルフレームに設けられた通気孔と、
　前記通気孔を塞ぐフィルターと、
を備え、
　前記フィルターは、その一部又は全部が、ナノファイバー又はカーボンナノチューブの少なくとも一方で構成される不織布を有することを特徴とするフィルター付ペリクルフレーム。
[２０] 前記[１]～[１７]のいずれかに記載のペリクルを露光マスクに装着してなることを特徴とするペリクル付き露光マスク。
[２１] 前記[１]～[１７]のいずれかに記載のペリクルの製造方法であって、エレクトロスピニング法を用いて前記ナノファイバーを作成する工程を備えることを特徴とするペリクルの製造方法。
[２２] 前記[２０]に記載のペリクル付き露光マスクを用いて露光することを特徴とする露光方法。
[２３] 前記[２０]に記載のペリクル付き露光マスクによって露光する工程を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
　本発明によれば、通常の各種ペリクルは勿論のこと、就中、超微細なパターンを転写する最先端ＥＵＶ露光機へのマスクの出入りの際の真空引きや大気圧戻しを、より高速に行うことができ、高価な露光装置の稼働率を上げ、生産性コストを大きく下げることが可能となる。
本発明の一実施形態におけるペリクル付き露光マスクの縦断面構造を示す概略図である。
　以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。
　図１に示すように、本発明のペリクル１０は、ペリクルフレーム３と、ペリクルフレーム３の上端面に接着剤層２を介して設けられた極薄のペリクル膜１と、ペリクルフレーム３に設けられた少なくとも１つの通気孔７、とを含んでいる。通気孔は、一部又は全部がナノファイバー又はカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の少なくとも一方で構成される不織布を有する異物侵入防止用のフィルター７で塞がれている。図１では、フィルター７は通気孔６の外側口の外部にあるが、その一部又は全体が通気孔６に挿入された態様を除外するものではない。また通気孔６の外側口に、フィルター７の一部又は全体を埋め込む座繰りを設けたものや、ペリクルフレーム３周縁部からの発塵低下に加え、フィルター７と通気孔６周縁部の接触に際しての発塵を防ぐため、通気孔６の外側口又は内側口の少なくとも一方に面取りがあるものも可能であり、ペリクルフレーム３は、マスク５の形状に対応して枠状（通常、四角形状）である。
　上記不織布は、ＪＩＳ　Ｌ－０２２２：２００１に記載されるように「繊維シート，ウェブ又はバットで，繊維が一方向又はランダムに配向しており，交絡，及び／又は融着，及び／又は接着によって繊維間が結合されたもの。ただし，紙，織物，編物，タフト及び縮じゅう（絨）フェルトを除く。」を意味する。なお、本発明において、上記フィルターは必ずしも不織布である必要はなく、シートであればよい。上記シートは一部又は全部がナノファイバー又はカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の少なくとも一方がシート状に構成され、ナノファイバー又はカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）が絡み合った状態であることが好ましい。
　ペリクル膜１は、極薄のシリコン製であり、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、又はこれらの窒化物、酸窒化物、若しくは炭化物より成る。これは種々の金属、無機化合物と比較して各種の結晶形状や化合物の薄膜が比較的強度が高いこと、そして高純度膜が容易且つ、経済的に作成できること、などの理由から選ばれるものである。また、グラフェン、ダイヤモンドライクカーボン、カーボンナノチューブ等の炭素膜もＥＵＶ露光用としては有効である。なお、これらのペリクル膜１に対し、割れや腐食の防止などを目的に、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｙ２Ｏ３等の各種無機化合物のコーティングを施すことは好適である。ペリクル膜単独での取り扱いが難しい場合は、シリコン等の枠に支えられたペリクル膜を用いることができる。その場合、枠の領域とペリクルフレームを接着することにより、ペリクルを容易に製造することができる。
　ペリクル膜１の膜厚は１μｍを超えると露光光の透過量が不充分となるため、１μｍ以下が好ましく、１００ｎｍ～１μｍがより好ましい。
　本発明において、ペリクルフレームに設けられた通気孔６は前記の如く、一部又は全部が、ナノファイバー又はカーボンナノチューブの少なくとも一方（ナノファイバー及びカーボンナノチューブの両方の場合を含む。）で構成される不織布を有する異物侵入防止用のフィルター７で塞がれる。これは先にも述べたように、従来の不織布のフィルターでは、近年のサブミクロン～数ｎｍの超高精細、高微細な回路パターンで問題になるゴミ等の異物は最早、除去不能である。一方、多孔質の焼結金属やセラミックスのフィルターはその焼成時に孔径分布の調整や孔の塞がり、或いは厚み調整等が難しく、圧損が高くなったり、再現性が出なかったり、等の問題が発生することなどによる。なお、前記通気孔の配置・数・形状は特に限定されず、種々の態様をとりうる。
　通気孔は、ペリクルの外側の空間と内側の空間をつなぐように設けることが好ましい。図１のような、ペリクルフレームの外側面から内側面に向けて貫通して設けられた通気孔は製造するのが容易である。一方で、外側面と内側面を貫通する通気孔ではなく、ペリクルフレームの外側面から内側面の方向へ延びた貫通孔の向きを途中でペリクルフレームの上端面又は下端面の方向へ曲げて、ペリクルフレームの上端面又は下端面に開口を設けてもよい。また、ペリクルフレームの内側面から外側面の方向へ延びた貫通孔の向きを途中でペリクルフレームの上端面又は下端面の方向へ曲げて、ペリクルフレームの上端面又は下端面に開口を設けることもできる。このように、途中で方向を変えた通気孔は上端面又は下端面の開口面積を広く設計することが容易であり、ペリクルの高さが約２．５ｍｍ以下という制限を有するＥＵＶ露光用のペリクル等の薄型ペリクルにおいて有効な技術となる。
　しかしながら、本発明のように、一部又は全部が、ナノファイバー又はカーボンナノチューブの少なくとも一方で構成される不織布を有する異物侵入防止用のフィルター７で通気孔６を塞ぐことにより、上記の問題が解決し、これまでのペリクルは勿論のこと、最先端の超微細化されたマスク、とりわけＥＵＶマスク用ペリクルにも好適である。即ち、サブミクロン～数ｎｍの異物が、本発明で採用するこのフィルターで高効率に捕集されるため、更にフィルターを薄くできる上に、加えて極細ファイバー径ゆえ、空気やガスの出入り時の圧損も低下する等の相乗効果により、マスクの出し入れ時の真空引きや大気圧戻しを、より高速化することが可能となる。これらの結果、露光装置運転上のデッドタイムも短縮化が可能となり、露光装置の稼働率が上がり、生産コストを下げることが可能となる。
　この際の通気孔６の全開口面積は、開口の一方をペリクルフレームの上端面又は下端面にした場合、開口を有するペリクルフレーム端面の総面積の２％以上が好ましいが、より高速な真空引きや大気圧戻しを可能とするには１０％以上がより好ましく、更なる生産コストの低下が可能となる。但し、全通気孔の合計開口面積の上限はペリクルフレームの強度に依存し、あまり大きくすると、ペリクルフレームの変形が起き、その結果、回路パターンも歪むため、好ましくない。したがって、合計開口面積の上限はペリクルフレームの種類によって決定するのがよいが、高強度のペリクルフレームの加工の難度により、どんな種類でも５０％を超えると加工費アップをサポートできる合理性を失いやすい。したがって、合計開口面積は５０％以下であることが好ましく、４５％以下であることがより好ましく、３５％以下であること特に好ましい。ここで、この全開口面積は、開口を有するペリクルフレーム端面の総面積に対する前記端面に設けられた全開口の面積の割合を意味する。
　なお、通常の不織布の製造法には一般に延伸法で作成されたファイバーが使われるが、その平均ファイバー径は数μｍ以上と太く、また、各々のファイバー径も延伸力依存で細くなったり、太くなったりして広い分布となるため、異物の捕捉率や強度が一定しない。それ故、本発明におけるナノファイバーには不適で使用できない。そのため、本発明においては、ナノファイバーは所謂、これらが比較的一定となるエレクトロスピンニング法で作成したものが最適であり、エレクトロスピンニング法及び／又は周知のＣＮＴの製法で作られる不織布が最適である。エレクトロスピンニング法は、周知のように、シリンジ中にナノファイバーの原料である高分子溶液を流し入れた後に、高電圧を与え高分子溶液を帯電させ、静電爆発を起こすことでナノファイバーを作成する方法である。該方法を行う際の条件は、特に限定されず、高分子材料の種類等に応じて適宜設定すればよい。
　前記ナノファイバーの材質は、特に限定されず、例えば、有機高分子（ポリプロピレン、ポリエステル、ポリカルボシラン、ポリエチレン、ナイロン、ポリアセテート、ポリアクリル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルなど）、無機高分子（シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニアなど）、天然高分子化合物（セルロース、キチンなど）、炭素材料などが挙げられる。なお、本明細書において、「ナノファイバー」とは、平均ファイバー径がナノオーダーである繊維状物質をいう。
　本発明において、ナノファイバー及びカーボンナノチューブの平均ファイバー径（直径）は更に限定するものではないが、通常、１μｍ以下で１０～９５０ｎｍの範囲が好適である。これは１０ｎｍ未満のファイバーは余りにも強度が弱く、取り扱いが難しいこと、また、９５０ｎｍ以上では昨今の問題になっているナノオーダーの異物の除去が困難であることによる。
　また、本発明では、フィルターの全てのファイバーをナノファイバー及び／又はカーボンナノチューブとするよりも、真空引きや大気圧戻しを高速化した時の風圧に耐えるように強度アップのために数μｍ以上ないし数百μｍ以下（例えば、１μｍから３００μｍ程度）のファイバーを意図的に、フィルターを構成するファイバーのうち、５～７０ｖｏｌ％だけ混在させるのが好ましい。これは数μｍ以上ないし数百μｍ以下のファイバーが５ｖｏｌ％未満では強度が低目になり、あまり高速化ができず、また、７０ｖｏｌ％超では強度は高くても、サブミクロン以下の微細な異物の捕集率が低下し始めるためである。
　本発明において、ナノファイバー、特には無機系のシリカナノファイバーやＣＮＴは、表面が脆く活性なため、雰囲気ガスによっては消失や破損し易いので、これらの表面をＳｉＣやＳｉ３Ｎ４等で被覆して少し改質してもよい。
　また、本発明においては、前記フィルターは、一方の片表面からもう一方の片表面、又は両表面から中央部に向かって段階的に平均ファイバー径が小さくなるろ過精度勾配を持つことが好ましい。このように、ろ過精度勾配を形成するとフィルターの強度を向上させると共に異物捕集率はより高く、しかも圧損も小さくできる。その結果、マスクの出入り時の真空引きや大気圧戻しの、より高速化が可能となる。更に好ましい形態は、フィルターの不織布を片表面からもう一方の表面、又は両表面から中央部に向かってナノファイバーと数μｍ以上ないし数百μｍ以下の太いファイバーとの混入比率を段階的に平均ファイバー径を小さくするように変えて、ろ過精度勾配を持たせることが好ましい。これは、ナノファイバーのみで構成される不織布は、異物捕集率は高くてもフィルター強度が弱く、直ぐに破れ長期の使用に耐えないことがあるからである。
　更に加えるに、ナノファイバーと数μｍ以上ないし数百μｍ以下の太いファイバーとの混入の際の太いファイバーは曲げ強度も有り、柔軟性を持ったポリプロピレン、ポリエステル、ポリカルボシラン等の高分子系ファイバーが好適である。これは、これらのファイバーがあたかも鉄筋コンクリートの鉄筋の如き役割を担い、混在するナノファイバー及びフィルター全体が高速の真空引きや大気圧戻し時の風圧により破壊されるのを防ぐことができるからである。
　ろ過精度勾配を段階的に有したフィルターを作成する方法としては、それぞれ異なる平均ファイバー径を有するファイバーで構成される複数の不織布シートから、所望の勾配が達成されるように適宜選択して重ね、合体することにより得られる。重ねた後、側面に接着剤を塗布すると分散を防ぐことができる。座繰りに埋め込む場合は、座繰りの側面に接着剤を塗布することが好ましい。
　このように作成されたフィルターを、ペリクルフレームに穿たれた通気孔を塞ぐように装着する方法は、従来のフィルターの場合と変わらない。例えば、通気孔の外側口の周りに、フィルターの形状に合わせて、方形枠状、リング状等に接着剤を塗布し、これにフィルターを貼着させる。座繰りがある場合は、接着剤を座繰りの側面に塗布すると、フィルターの固定とフィルターの分散防止がなされる。
　本発明のペリクルをマスクに装着する方法を図１を用いて説明する。ペリクルフレーム３の下端面にはペリクル１０をフォトマスク５に装着するための粘着剤層４が形成されている。更に粘着剤層４の下端面には、粘着面を保護するためのライナー（図示せず）が設けられている。ペリクル１０をフォトマスク５に装着する時は、このライナーを外し、粘着剤層４を露出させてフォトマスク５に貼り付け使用する。
　以下に本発明を実施例及び比較例を示して具体的に説明するが、本発明の範囲がこれに制限されるものではない。
［実施例１］
　現行品フィルターで使用されている平均ファイバー径５μｍのポリプロピレン・ファイバーにエレクトロスピンニング法で作成した平均ファイバー径０．３μｍのシリカ・ナノファイバーを混ぜ合わせ、厚み５００μｍの不織布フィルターであって、その両端面で平均ファイバー径が０．９５μｍ、中央部の平均ファイバー径が０．３５μｍの「ろ過精度勾配」を持った不織布フィルターを２８個作った。なお、平均ファイバー径はＳＥＭ像より算出した。
　次に、図１に示したように、この不織布フィルター７で、厚さ０．１μｍのｐ－Ｓｉ（ポリシリコン）製ペリクル膜１が張設されたペリクルフレーム３の通気孔６、計２８個（全開口面積＝４５０ｍｍ２；ペリクルフレーム下端面総面積の２１％）を１つずつ塞いだ後に、このペリクル１０を露光マスク５に粘着剤層４を介して貼った。
　その後、この露光マスクを模擬ＥＵＶ装置に装着して、ＮａＣｌを微粒子生成アトマイザーで処理してＮａＣｌ微粒子を発生させ、静電分級器を用いて０．０１～０．５μｍのＮａＣｌ微粒子に分級し、疑似異物雰囲気とした。この疑似異物雰囲気を模擬ＥＵＶ装置内に導入しつつ、マスクの出し入れを想定した真空引きや大気圧戻しのシミュレーション実験を実施した。真空引き後、大気圧戻しの際の異物捕捉率と差圧を測定して、上記不織布フィルターの概略評価とした。
　その結果、異物捕捉率は０．０１～０．５μｍの微粒子についてすべて１００％であった。差圧は線速０．１５ｃｍ／ｓで０．５Ｐａであった。また、ｐ－Ｓｉペリクル膜は圧力変化によるショックに対して破損することなく十分耐えられるものであった。
［比較例１］
　現行品フィルターによる比較例として、上記実施例１の平均ファイバー径５μｍのポリプロピレン・ファイバーのみで構成され、厚み５００μｍ全体にわたってろ過精度勾配が無く、厚み方向に均一な不織布フィルターを２８個作成した。
　その後、実施例１と同一装置、同条件で同じくペリクルフレームのフィルターに上記不織布フィルターを使用し、真空引き後、大気圧戻しの際の異物捕捉率と差圧を測定し、上記不織布フィルターの評価を行った。
　その結果、異物捕捉率は、０．０１μｍ近傍の微粒子についての異物捕捉率は９４．０％、０．０５μｍ近傍の異物捕捉率は９３．５％、０．１０μｍ近傍の異物捕捉率は９４．８％、０．５μｍ近傍の異物捕捉率は９５．３％であった。差圧は線速０．１５ｃｍ／ｓで２０．５Ｐａであったが、途中、差圧が大きすぎたため、極薄のｐ－Ｓｉペリクル膜が破裂してしまい、現行のフィルターは、この模擬ＥＵＶ装置には不適切であることが分かった。
［実施例２］
　平均ファイバー径３μｍのポリエステル・ファイバーのみを５０μｍ積層し、片端面とした。この片端面上に平均ファイバー径３５ｎｍ（０．０３５μｍ）のカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）と上記の平均ファイバー径３μｍのポリエステル・ファイバーとを、両者の混入度を徐々に変化させつつ、４００μｍ積層し、更に平均ファイバー径３５ｎｍのＣＮＴのみで５０μｍ厚みを積み、もう一方の端面とし、ろ過精度勾配を中間部に有する不織布フィルターを２８個作成した。更にこの不織布フィルターで、図１に示すように、０．１μｍのｐ－Ｓｉ膜ペリクル膜１が張設されたペリクルフレーム３の通気孔６、計２８個（全開口面積＝３２１ｍｍ２；ペリクルフレーム下端面総面積の１５％に相当）を塞いだ後に、このペリクル１０を露光マスク５に粘着剤層４を介し貼った。
　その後、実施例１と同じ装置、同一条件で上記不織布フィルターの評価を行った。
　その結果、異物捕捉率は０．０１～０．５μｍですべて１００％、差圧は線速０．１５ｃｍ／ｓで０．２Ｐａであり、ｐ－Ｓｉペリクル膜は差圧による損傷は被らず、露光マスクの出し入れ時の真空引き、大気圧戻しには十分耐えるものであった。
１　　　ペリクル膜
２　　　接着剤層
３　　　ペリクルフレーム
４　　　粘着剤層
５　　　フォトマスク
６　　　通気孔
７　　　フィルター
１０　　ペリクル
 

Claims (23)

  1. 　ペリクルフレームと、
    　前記ペリクルフレームの上端面に設けられたペリクル膜と、
    　前記ペリクルフレームに設けられた通気孔と、
    　前記通気孔を塞ぐフィルターと、
    を備え、
    　前記フィルターは、その一部又は全部が、ナノファイバー又はカーボンナノチューブの少なくとも一方で構成されるシートを有することを特徴とするペリクル。
  2. 　ペリクルフレームと、
    　前記ペリクルフレームの上端面に設けられたペリクル膜と、
    　前記ペリクルフレームに設けられた通気孔と、
    　前記通気孔を塞ぐフィルターと、
    を備え、
    　前記フィルターは、その一部又は全部が、ナノファイバー又はカーボンナノチューブの少なくとも一方で構成される不織布を有することを特徴とするペリクル。
  3. 　前記フィルターは、その一部又は全部が、ナノファイバー及びカーボンナノチューブで構成される不織布を有することを特徴とする請求項２に記載のペリクル。
  4. 　前記フィルターを構成するファイバーのうち、５～７０ｖｏｌ％が、平均ファイバー径が数μｍ以上ないし数百μｍ以下のファイバーであることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のペリクル。
  5. 　前記フィルターは、その一部又は全部が、前記通気孔に挿入されていることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のペリクル。
  6. 　前記通気孔は、その外側口に座繰りが設けられており、前記フィルターは、その一部又は全部が該座繰りに埋め込まれていることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載のペリクル。
  7. 　前記通気孔は、その外側口又は内側口の少なくとも一方に面取りが施されていることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載のペリクル。
  8. 　前記通気孔の開口面積の合計の割合は、前記ペリクルフレーム下端面の総面積に対して、２％以上であることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載のペリクル。
  9. 　前記通気孔の開口面積の合計の割合は、前記ペリクルフレーム下端面の総面積に対して、１０％以上５０％以下であることを特徴とする請求項８に記載のペリクル。
  10. 　前記フィルターは、一方の片表面からもう一方の片表面、又は両表面から中央部に向かって段階的に平均ファイバー径が小さくなるろ過精度勾配を持つことを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載のペリクル。
  11. 　前記フィルターは、平均ファイバー径が数μｍ以上ないし数百μｍ以下のファイバーを含み、一方の片表面からもう一方の片表面、又は両表面から中央部に向かって段階的に前記ファイバーの存在割合が低くなっていることを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載のペリクル。
  12. 　前記フィルターは、それぞれ異なる平均ファイバー径を有するファイバーで構成される複数の不織布シートを重ねて合体したものであることを特徴とする請求項１０又は１１に記載のペリクル。
  13. 　前記ペリクル膜は、膜厚が１μｍ以下であり、その一部又は全部が、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、又はこれらの窒化物、酸窒化物、若しくは炭化物より成ることを特徴とする請求項１～１２のいずれか１項に記載のペリクル。
  14. 　前記ペリクル膜には、無機化合物のコーティングが施されていることを特徴とする請求項１～１３のいずれか１項に記載のペリクル。
  15. 　前記無機化合物が、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、又はＹ２Ｏ３のいずれかであることを特徴とする請求項１４に記載のペリクル。
  16. 　前記ナノファイバーの全部又は一部の表面は、ＳｉＣ又はＳｉ３Ｎ４で被覆されていることを特徴とする請求項１～１５のいずれか１項に記載のペリクル。
  17. 　前記ぺリクルが、ＥＵＶマスク用ペリクルであることを特徴とする請求項１～１６のいずれか１項に記載のペリクル。
  18. 　ペリクルフレームと、
    　前記ペリクルフレームに設けられた通気孔と、
    　前記通気孔を塞ぐフィルターと、
    を備え、
    　前記フィルターは、その一部又は全部が、ナノファイバー又はカーボンナノチューブの少なくとも一方で構成されるシートを有することを特徴とするフィルター付ペリクルフレーム。
  19. 　ペリクルフレームと、
    　前記ペリクルフレームに設けられた通気孔と、
    　前記通気孔を塞ぐフィルターと、
    を備え、
    　前記フィルターは、その一部又は全部が、ナノファイバー又はカーボンナノチューブの少なくとも一方で構成される不織布を有することを特徴とするフィルター付ペリクルフレーム。
  20. 　請求項１～１７のいずれか１項に記載のペリクルを露光マスクに装着してなることを特徴とするペリクル付き露光マスク。
  21. 　請求項１～１７のいずれか１項に記載のペリクルの製造方法であって、エレクトロスピニング法を用いて前記ナノファイバーを作成する工程を備えることを特徴とするペリクルの製造方法。
  22. 　請求項２０に記載のペリクル付き露光マスクを用いて露光することを特徴とする露光方法。
  23. 　請求項２０に記載のペリクル付き露光マスクによって露光する工程を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
     
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005268464A (ja) 2004-03-18 2005-09-29 Canon Inc レチクルカバーおよび露光装置
JP2007322779A (ja) * 2006-06-01 2007-12-13 Nitto Denko Corp 防眩性ハードコートフィルム、偏光板及びそれを用いた液晶表示装置
JP2010019151A (ja) * 2008-07-10 2010-01-28 Nifco Inc 燃料用フィルタ
JP2012062894A (ja) * 2011-10-18 2012-03-29 Nifco Inc 燃料用フィルタ装置
JP2016151642A (ja) * 2015-02-17 2016-08-22 三井化学株式会社 ペリクル膜の製造方法、ペリクルの製造方法、およびフォトマスクの製造方法
WO2018008594A1 (ja) * 2016-07-05 2018-01-11 三井化学株式会社 ペリクル膜、ペリクル枠体、ペリクル、その製造方法、露光原版、露光装置、半導体装置の製造方法
WO2019172170A1 (ja) * 2018-03-09 2019-09-12 株式会社カネカ グラファイト薄膜を含むペリクル
WO2019240166A1 (ja) * 2018-06-12 2019-12-19 三井化学株式会社 ペリクル用支持枠、ペリクル及びペリクル用支持枠の製造方法、並びにペリクルを用いた露光原版及び露光装置
KR20210002185A (ko) * 2019-06-27 2021-01-07 주식회사 에프에스티 펠리클용 벤트 필터 및 이를 포함하는 펠리클

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6395320B2 (ja) * 2015-03-30 2018-09-26 信越化学工業株式会社 ペリクル
KR102465834B1 (ko) * 2018-03-27 2022-11-11 미쯔이가가꾸가부시끼가이샤 펠리클용 지지 프레임, 펠리클 및 그의 제조 방법, 그리고 이것들을 사용한 노광 원판, 반도체 장치의 제조 방법
CN108796823B (zh) * 2018-04-17 2020-06-19 华南理工大学 高效低阻微纳米纤维微观梯度结构过滤材料及其制备方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005268464A (ja) 2004-03-18 2005-09-29 Canon Inc レチクルカバーおよび露光装置
JP2007322779A (ja) * 2006-06-01 2007-12-13 Nitto Denko Corp 防眩性ハードコートフィルム、偏光板及びそれを用いた液晶表示装置
JP2010019151A (ja) * 2008-07-10 2010-01-28 Nifco Inc 燃料用フィルタ
JP2012062894A (ja) * 2011-10-18 2012-03-29 Nifco Inc 燃料用フィルタ装置
JP2016151642A (ja) * 2015-02-17 2016-08-22 三井化学株式会社 ペリクル膜の製造方法、ペリクルの製造方法、およびフォトマスクの製造方法
WO2018008594A1 (ja) * 2016-07-05 2018-01-11 三井化学株式会社 ペリクル膜、ペリクル枠体、ペリクル、その製造方法、露光原版、露光装置、半導体装置の製造方法
WO2019172170A1 (ja) * 2018-03-09 2019-09-12 株式会社カネカ グラファイト薄膜を含むペリクル
WO2019240166A1 (ja) * 2018-06-12 2019-12-19 三井化学株式会社 ペリクル用支持枠、ペリクル及びペリクル用支持枠の製造方法、並びにペリクルを用いた露光原版及び露光装置
KR20210002185A (ko) * 2019-06-27 2021-01-07 주식회사 에프에스티 펠리클용 벤트 필터 및 이를 포함하는 펠리클

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ELECTRONIC MATERIALS, July 1997 (1997-07-01), pages 103
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