CN102033419A - 防尘薄膜组件 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种光刻用防尘薄膜组件，即使将该防尘薄膜组件贴合在曝光原版上，也能够尽可能降低因为该防尘薄膜组件框架的变形所导致的曝光原版的变形。为了达成上述目的，本发明提供一种光刻用防尘薄膜组件，其特征为，在防尘薄膜组件框架的一端面上张设防尘薄膜，在另一端面上设置粘合层，该粘合层是由凝胶组成物所构成，该凝胶组成物的ASTM(American Society for Testing and Materials，美国材料及试验协会)D-1403标准所规定的针入度宜在50以上。

Description

防尘薄膜组件
技术领域
本发明是关于一种光刻用防尘薄膜组件，其在制造LSI、超LSI等半导体装置或液晶显示板时作为光刻用掩膜的防尘器使用。
背景技术
在LSI、超LSI等半导体装置或液晶显示板等产品的制造过程中，会用光照射半导体晶圆或液晶用原板以制作图案，然而如果此时所使用的曝光原版有灰尘附着的话，由于该灰尘会吸收光，使光反射，除了会让转印的图案变形、使边缘变粗糙之外，还会使基底污黑，并损坏尺寸、品质、外观等。又，在本发明中，“曝光原版”是光刻用掩膜(也简称“掩膜”)以及初缩掩膜的总称。以下，以掩膜为例进行说明。
这些作业通常是在无尘室中进行，然而即使在该无尘室内要经常保持曝光原版的干净仍是相当困难，故在曝光原版的表面贴合对曝光用光线的透光性良好的防尘薄膜组件作为防尘器使用。
防尘薄膜组件的基本构造，是由防尘薄膜组件框架以及张设于其上的防尘薄膜所构成。防尘薄膜是由硝化纤维素、醋酸纤维素、氟系聚合物等物质所构成，其对曝光用光线(g线、i线、248nm、193nm等)具备良好的透光性。在防尘薄膜组件框架上边部涂布防尘薄膜的良好溶剂，将防尘薄膜风干粘接，或是用丙烯酸树脂、环氧树脂或氟树脂等粘接剂粘接。接着，为了将曝光原版装设于防尘薄膜组件框架下边部，而设置由聚丁烯树脂、聚醋酸乙烯酯树脂、丙烯酸树脂或硅酮树脂等物质所构成的粘合层，以及用来保护粘合层的初缩掩膜粘合剂保护用垫片。
防尘薄膜组件以包围曝光原版表面之图案区域的方式设置。防尘薄膜组件是用来防止异物附着于曝光原版上而设置的构件，故能够隔离该图案区域与防尘薄膜组件外部，防止防尘薄膜组件外部灰尘附着在图案表面上。
近年来，LSI的布局规则向0.25微米以下微细化发展，随之曝光光源也向短波长化发展，即，逐渐从原为主流的水银灯的g线(436nm)、i线(365nm)，转而使用KrF准分子激光(248nm)、ArF准分子激光(193nm)等光线。愈朝微细化发展，掩膜以及硅晶圆所要求的平坦程度也愈来愈严格。
防尘薄膜组件，在掩膜完成后贴合在掩膜上作为图案的防尘器之用。当防尘薄膜组件贴合在掩膜上时掩膜的平坦度会产生变化。如果掩膜的平坦度变差，如上所述，可能会发生焦点偏差等问题。另外，如果平坦度产生变化，则掩膜上所描绘的图案形状会产生变化，而掩膜的叠合精度也会受到影响。
因为防尘薄膜组件贴合而造成掩膜平坦度变化的主要原因有若干个，目前了解其中最主要的一个原因是因为防尘薄膜组件框架的平坦度。
防尘薄膜组件，是透过位于防尘薄膜组件框架单侧的掩膜粘合剂贴合在掩膜上，当把防尘薄膜组件贴合到掩膜上时，通常会用20～30kg左右的力量将防尘薄膜组件压合在掩膜上。一般而言掩膜的平坦度其TIR(total indicator reading；指平面最高及最低点至平均平面的距离和)值在数μm以下，最前端的掩膜在1μm以下，然而防尘薄膜组件框架的平坦度一般在数10μm左右，比掩膜大很多。因此，当防尘薄膜组件贴合在掩膜上时，框架的凹凸会让掩膜的平坦度产生变化。若能够将防尘薄膜组件框架的平坦度提高到跟掩膜的平坦度相当的话，便有可能降低掩膜的平坦度的变化。
防尘薄膜组件框架一般用铝合金制作。半导体光刻用的防尘薄膜组件框架，宽度为150mm左右，长度为110～130mm左右，一般由剖面形成矩形形状的防尘薄膜组件框架条所构成。一般是从铝合金板切出防尘薄膜组件框架的形状，再将铝材压制成框架的形状，以制作出框架，由于宽度只有2mm左右，很细而很容易变形，所以要制作出平坦的框架不是很容易。因此防尘薄膜组件框架想要达到与掩膜相当的平坦度是非常困难的。
为了防止防尘薄膜组件框架的变形导致掩膜的变形，专利文献1揭示一种用来将防尘薄膜组件贴合在掩膜上的掩膜粘合剂的厚度在0.4mm以上的防尘薄膜组件，并揭示一种掩膜粘合剂在23℃时的弹性系数在0.5MPa以下的防尘薄膜组件。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本特开2008-65258号公报
发明内容
发明要解决的问题
近年来，掩膜所要求的平坦度，从图案面的平坦度2μm的要求，逐渐变严格，在65nm技术节点以后要求宜在0.5μm以下，更宜为0.25μm。
一般而言，防尘薄膜组件框架的平坦度在20～80μm左右，然而如果将防尘薄膜组件贴合在掩膜上的话，由于防尘薄膜组件框架与掩膜相比平坦度较差，故框架的形状会转印到掩膜上，使掩膜产生变形。在贴合时约用200～400N(20～40kg重)的力量将防尘薄膜组件压合在掩膜上。掩膜表面的平坦度比防尘薄膜组件框架更平坦，当把防尘薄膜组件压合在掩膜上的动作完成后，防尘薄膜组件框架为了回复到原来的形状，会让掩膜变形。
若掩膜变形，掩膜的平坦度可能会变差，此时在曝光装置内会发生散焦的问题。另一方面即使掩膜变形而平坦度反而变好，由于形成于掩膜表面上的图案会歪曲，故会发生曝光时转印到晶圆上的图案会歪曲的问题。因为图案的歪曲在掩膜的平坦度变差的情况下也会发生，故结论就是只要贴合防尘薄膜组件让掩膜变形，就必定会发生图案歪曲的问题。
本发明所要解决的问题在于提供一种光刻用防尘薄膜组件，即使将防尘薄膜组件贴合到曝光原版上，也能够尽可能降低因为防尘薄膜组件框架的变形所导致的曝光原版的变形。
用于解决问题的方案
本发明的上述问题，可利用以下手段(1)解决。较佳实施方案(2)～(6)也一并列出。
(1)一种光刻用防尘薄膜组件，其特征为，在防尘薄膜组件框架的一端面上张设防尘薄膜，在另一端面上设置粘合层，该粘合层是由凝胶组成物所构成；
(2)根据(1)所述的光刻用防尘薄膜组件，其中，该凝胶组成物的ASTM(American Society for Testing and Materials，美国材料及试验协会)D-1403标准所规定的针入度在50以上；
(3)根据(1)或(2)所述的光刻用防尘薄膜组件，其中，该粘合层的厚度在0.3mm以上；
(4)根据(1)-(3)中任一项所述的光刻用防尘薄膜组件，其中，该凝胶组成物为硅酮聚合物凝胶或氨基甲酸乙酯聚合物凝胶；
(5)根据(4)所述的光刻用防尘薄膜组件，其中，该凝胶组成物为硅酮聚合物凝胶；
(6)根据(1)-(3)中任一项所述的光刻用防尘薄膜组件，其中，该凝胶组成物为二液混合型的硅酮聚合物凝胶或氨基甲酸乙酯聚合物凝胶。
发明的效果
如果利用本发明，因为使用由柔软的凝胶组成物所构成的材料作为防尘薄膜组件粘合层，故能够降低将防尘薄膜组件贴合在掩膜等构件上时掩膜等构件的变形。由此可大幅降低因为防尘薄膜组件框架的变形所导致的曝光原版的变形。由此便能够更忠实地再现掩膜上所描绘的图案，并提高掩膜的叠合精度。
附图说明
图1是表示本发明所使用的光刻用防尘薄膜组件的基本构造的示意图。
附图标记说明
1  防尘薄膜
2  粘接层
3  防尘薄膜组件框架
4  粘合层
5  曝光原版
6  气压调整用孔(通气口)
7  除尘用过滤器
10 防尘薄膜组件
具体实施方式
首先参照图1说明本发明所使用的防尘薄膜组件的基本构造。
图1是表示本发明所使用的光刻用防尘薄膜组件的基本构造的示意图。
如图1所示的，本发明的防尘薄膜组件10，在防尘薄膜组件框架3的上端面隔着防尘薄膜贴合用粘接层2张设防尘薄膜1，此时，用来将防尘薄膜组件10粘贴在曝光原版(掩膜基板或初缩掩膜)5上的由凝胶组成物所构成的粘合层4设置在防尘薄膜组件框架3的下端面，该粘合层4的下端面以可剥离的方式粘贴着垫片(未图示)。另外，在防尘薄膜组件框架3上设置气压调整用孔(通气口)6，也可更进一步设置用来去除微粒的除尘用过滤器7。
这些防尘薄膜组件构成要件的大小与通常的防尘薄膜组件，例如半导体光刻用防尘薄膜组件、大型液晶显示板制造光刻步骤用防尘薄膜组件等相同，另外，其材质可使用熟知的材质。
防尘薄膜的种类并无特别限制，例如可使用熟知的准分子激光用的非晶质氟聚合物等。非晶质氟聚合物，例如：Cytop[旭硝子(股)公司制商品名]、铁氟龙(登记商标)AF[Du Pont公司制商品名]等。使用这些聚合物制作防尘薄膜时，也可因应需要先将其溶解在溶剂中再使用，例如可将其适当溶解在氟系溶剂中。
关于防尘薄膜组件框架的基材，可使用熟知的铝合金基材，宜使用JIS(Japanese Industrial Standards；日本工业标准)A7075、JIS A6061、JIS A5052等基材，使用铝合金基材时，只要能够确保防尘薄膜组件框架的强度即可，其他并无特别限制。防尘薄膜组件框架表面，在设置聚合物覆膜之前，宜用喷砂或化学研磨使其粗糙化。在本发明中，该框架表面的粗糙化方法可采用熟知的方法。对于铝合金基材，宜先用不锈钢、碳化硅、玻璃细珠等对其表面实施喷砂处理，再用NaOH等实施化学研磨，让表面粗糙化。
构成粘合层4的凝胶组成物，可使用利用加成聚合或缩合聚合所形成的各种合成高分子凝胶组成物，宜使用例如硅酮聚合物凝胶、氨基甲酸乙酯聚合物凝胶。可将主剂与交联剂混合硬化的二液混合型硅酮聚合物凝胶或氨基甲酸乙酯聚合物凝胶涂布在防尘薄膜组件框架3的端面上，待其硬化，以形成粘合层4。另外，也可将配合防尘薄膜组件框架3的端面宽度而切断的硅酮凝胶片材贴合在防尘薄膜组件框架3的端面上，以形成粘合层4。
在本发明的光刻用防尘薄膜组件中，与曝光原版粘合的粘合层(在本发明中简称为“粘合层”)是由凝胶组成物所构成。
该粘合层的ASTM D-1403标准所规定的1/4比例的锥体法的针入度宜在50以上，更宜在50～100。将粘合层的针入度设定在50～100的范围内，以保持粘合层的形态，让粘合层能够充分吸收防尘薄膜组件框架的弯曲。由此，便能够充分降低因为防尘薄膜组件框架的变形所导致的曝光原版的变形。
该粘合层的厚度宜在0.3mm以上，更宜在0.3～0.8mm，最好是在0.3～0.5mm。将粘合层的厚度设定在该范围内，即使贴合平坦度很差的防尘薄膜组件，也能防止曝光原版原本良好的平坦度被劣化。
[实施例]
以下利用实施例具体例示说明本发明。另外，在实施例以及比较例中记载“掩膜”作为“曝光原版”的实施例，然而对初缩掩膜而言也同样适用，自不待言。
(实施例1)
用纯水将铝合金制的防尘薄膜组件框架(外形尺寸149mm×113mm×4.5mm，壁厚2mm，粘合层侧的平坦度为30μm)洗净后，在其端面上涂布信越化学工业(股)制的硅酮聚合物凝胶(商品名：KE-1051J)，待其硬化，以形成粘合层。具体而言，将KE-1051J的液状的A液与液状的B液以调合比率1∶1混合并置入注射器，并用分注器涂布，之后，以硬化时间10分钟、硬化温度150℃的条件使其硬化。硬化后的KE-1051J，其ASTM D-1403标准所规定的1/4比例的锥体法的针入度为65。另外，硬化后的KE-1051J的厚度为0.3mm。
然后，在防尘薄膜组件框架的粘合面的相反面涂布旭硝子(股)公司制Cytop粘接剂(商品名：CTX-A)。之后，将防尘薄膜组件框架加热到130℃，使粘接剂硬化。
之后，将上述防尘薄膜组件框架的粘接剂侧贴合于比上述防尘薄膜组件框架更大的铝框所持取的防尘薄膜上，除去比防尘薄膜组件框架更外侧的部分，完成防尘薄膜组件1。
将该防尘薄膜组件1贴合在平坦度0.20μm的掩膜上之后，发现掩膜的平坦度变成0.23μm。防尘薄膜组件贴合后的掩膜的平坦度的变化量为0.03μm，很小，获得良好的结果。所得到的结果显示于表1。
(实施例2)
将实施例1所使用的硅酮聚合物凝胶改成使用信越化学工业(股)制的硅酮聚合物凝胶(商品名：X-32-1268)，除此点以外，其他与实施例1相同，完成防尘薄膜组件2。
另外，X-32-1268的液状的A液与液状的B液的调合比率为1∶1，硬化条件为硬化时间10分钟、硬化温度150℃。硬化后的X-32-1268，其ASTM D-1403标准所规定的1/4比例的锥体法的针入度为95。另外，硬化后的X-32-1268的厚度为0.3mm。
将该防尘薄膜组件2贴合在平坦度0.20μm的掩膜上之后，发现掩膜的平坦度仍为0.20μm，并无任何变化，获得非常良好的结果。所得到的结果显示于表1。
(实施例3)
与实施例1、2不同，使用DIC(股)公司制的氨基甲酸乙酯聚合物凝胶(商品名：Pandex GCA-11/GCB-41)取代硅酮聚合物凝胶。除此点以外，其他与实施例1、2相同，完成防尘薄膜组件3。
另外，Pandex GCA-11/GCB-41的调合比率为100∶12.5，硬化条件为硬化时间30分钟、硬化温度100℃。硬化后的PandexGCA-11/GCB-41，其ASTM D-1403标准所规定的1/4比例的锥体法的针入度为55。另外，硬化后的Pandex GCA-11/GCB-41的厚度为0.5mm。
将该防尘薄膜组件3贴合在平坦度0.20μm的掩膜上之后，发现掩膜的平坦度变成0.22μm。防尘薄膜组件贴合后的掩膜的平坦度的变化量为0.02μm，很小，获得良好的结果。所得到的结果显示于表1。
(比较例)
改变实施例1的条件，对于硬化后的KE-1051J，使其ASTMD-1403标准所规定的1/4比例的锥体法的针入度为45。另外，硬化后的KE-1051J的厚度为0.3mm。除此点以外，其他与实施例1相同，完成防尘薄膜组件4。
将该防尘薄膜组件4贴合于平坦度0.20μm的掩膜上之后，发现掩膜的平坦度变成0.30μm。防尘薄膜组件贴合后的掩膜的平坦度的变化量为0.10μm。所得到的结果显示于表1。
【表1】
Figure BSA00000203822100101

Claims (6)

1.一种光刻用防尘薄膜组件，其特征为，在防尘薄膜组件框架的一端面上张设防尘薄膜，在另一端面上设置粘合层，该粘合层是由凝胶组成物所构成。
2.根据权利要求1所述的光刻用防尘薄膜组件，其中，该凝胶组成物的ASTM D-1403标准所规定的针入度在50以上。
3.根据权利要求1或2所述的光刻用防尘薄膜组件，其中，
该粘合层的厚度在0.3mm以上。
4.根据权利要求1或2所述的光刻用防尘薄膜组件，其中，
该凝胶组成物为硅酮聚合物凝胶或氨基甲酸乙酯聚合物凝胶。
5.根据权利要求4所述的光刻用防尘薄膜组件，其中，该凝胶组成物为硅酮聚合物凝胶。
6.根据权利要求1或2所述的光刻用防尘薄膜组件，其中，
该凝胶组成物为二液混合型的硅酮聚合物凝胶或氨基甲酸乙酯聚合物凝胶。
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