CN102033421A - 防尘薄膜组件的制造方法、光刻用防尘薄膜组件框架及光刻用防尘薄膜组件 - Google Patents

防尘薄膜组件的制造方法、光刻用防尘薄膜组件框架及光刻用防尘薄膜组件 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种防尘薄膜组件框架及包含该防尘薄膜组件框架的光刻用防尘薄膜组件的制造方法，即使将防尘薄膜组件贴附于曝光原版，也可将起因于防尘薄膜组件框架的变形所造成的曝光原版的变形尽量减小。本发明的方法为包含在施加负载于设置在平坦面上的防尘薄膜组件框架的状态下进行加热处理的步骤的防尘薄膜组件框架的制造方法，可有效率地获得平坦度在15μm以下的防尘薄膜组件框架。另外，本发明的特征为：预先在既定温度进行加热处理，以使光刻步骤时的温度变化所造成的框架变形实质上不发生。较理想的情况为：温度变化所造成的框架变形为平坦度3μm以下、该加热处理温度为140至250℃、而该框架由杨氏模量为1至80GPa的材料所构成。

Description

防尘薄膜组件的制造方法、光刻用防尘薄膜组件框架及光刻用防尘薄膜组件
技术领域
本发明涉及一种光刻用防尘薄膜组件及防尘薄膜组件框架，其为在制造LSI(大型集成电路)、超LSI(超大型集成电路)等半导体装置或液晶显示板时被使用作为光刻用掩模的防尘构件。本发明还涉及一种用于该防尘薄膜组件的防尘薄膜组件框架的制造方法。
背景技术
在制造LSI、超LSI等半导体装置或液晶显示板时，用光照射在半导体基板或液晶用原板以制作图案，此时所采用的曝光原版上若附着尘粒，由于此尘粒会吸收光或使光偏转，而造成转印的图案会变形或边缘粗糙化、基部脏污、或尺寸、品质、外观等毁损等问题。另外，在本发明中所称“曝光原版”是指光刻用掩模(mask)(或仅称“掩模”)及倍缩掩模的总称。以下，以掩模为例说明。
这些操作通常是在无尘室进行，但即使在无尘室中也难使曝光原版经常保持洁净，所以采用在曝光原版的表面贴附目的在于防尘而能使曝光用的光顺利通过的防尘薄膜组件的方法。
防尘薄膜组件的基本构成是包含防尘薄膜组件框架及张设于此框架的防尘薄膜。防尘薄膜是由能让曝光用的光(g线、i线、KrF准分子激光、ArF准分子激光等)顺利透射的硝化纤维素、醋酸纤维素、含氟聚合物等所构成。在防尘薄膜组件框架的上边部涂布防尘薄膜的良好溶剂，再将防尘薄膜风干后粘接，或用丙烯酸酯树脂、环氧树脂或氟树脂等粘接剂粘接。进一步，为了将曝光原版安装在防尘薄膜组件框架的下边部，而设置由聚丁烯树脂、聚乙酸乙烯树脂、丙烯酸酯树脂、硅酮树脂所构成的粘附层，及目的在于保护粘附层的倍缩掩模粘附剂保护用衬层。
防尘薄膜组件设置成包围在形成于曝光原版表面的图案区域。由于防尘薄膜组件是为了防止曝光原版上附着尘粒而设置，故此图案区域与防尘薄膜组件外部被隔离以使防尘薄膜组件外部的尘埃不附着于图案表面。
近年来，LSI的设计规则正朝向0.25微米以下渐趋细微化，伴随此趋势，曝光光源也趋向短波长化，即正从过去为主流的水银灯所产生的g线(436nm)、i线(365nm)朝向KrF准分子激光(248nm)、ArF准分子激光(193nm)等变迁。随着细微化的趋势，对于掩模及硅晶圆所要求的平坦性也渐趋严格。
防尘薄膜组件在制成掩模后，为了图案的防尘而贴附于掩模上。防尘薄膜组件贴附于掩模上，有时会造成掩模的平坦度改变。掩模的平坦度一旦变差，即如前所述可能发生焦点偏离等问题。且平坦度一旦变差，在掩模上所描绘的图案的形状会产生变化，而造成掩模叠层对准精确性发生问题的弊病。
因贴附防尘薄膜组件所造成的掩模平坦度的变化的主因有数个，我们发现其中最重要者为防尘薄膜组件框架的平坦度。
近年来，对于掩模所要求的平坦性，即在图案面的平坦度2μm的要求更趋严格，而出现了65nm节点以后为0.5μm以下，较好为0.25μm的要求。
通常，防尘薄膜组件框架的平坦度为20至80μm左右，若将采用平坦度如此低的框架的防尘薄膜组件贴附于掩模上，则框架的形状会转印到掩模上，掩模会发生变形。防尘薄膜组件在贴附时会以约200至400N(20至40kg重)的巨大作用力推压于掩模。掩模表面的平坦度较防尘薄膜组件框架为平坦。因此，对于掩模的推压一旦结束，防尘薄膜组件框架有回复原有形状的倾向，而使掩模产生变形。
在掩模产生变形时，有时掩模的平坦度会变差，在此情形下，在曝光装置内会发生失焦(defocus)的问题。另一方面，有时会发生掩模变形而平坦度变好的情形，但在此情形下，形成于掩模表面的图案也发生扭曲，其结果会发生在曝光时转印至晶圆的图案影像扭曲的问题。此图案的扭曲在平坦度变差的情形也发生，其结果是：在因贴附防尘薄膜组件而造成掩模变形的场合，必然发生图案影像扭曲的问题。
为了解决该问题，过去一直有人在进行对于平坦度良好的防尘薄膜组件框架的开发。但是，防尘薄膜组件框架容易因为制造步骤或掩模贴附步骤所产生的力或热而发生变形，特别是因温度变化所造成的影响巨大。因此，对于防尘薄膜组件框架而言，针对热变形的对策极为必要。
发明内容
发明要解决的问题
本发明所要解决的问题为：鉴于前述情形，而抑制因热变形所造成的防尘薄膜组件框架的变形，而(1)提供一种防尘薄膜组件框架的制造方法，即使将防尘薄膜组件贴附于曝光原版，也可将起因于防尘薄膜组件框架的变形所造成的曝光原版的变形尽量减小。(2)提供一种光刻用防尘薄膜组件，具有如上所述的防尘薄膜组件框架。
用于解决问题的方案
本申请发明人发现：在形成框架形状后，通过对设置于平坦面上的防尘薄膜组件框架，在施加负载的状态下施以加热处理的方式，能以高效率且低成本获得目的之防尘薄膜组件框架。
即，本发明的上述课题，可通过下述方式达成。连同较佳实施方案(2)至(6)一并记载于下。
(1)一种防尘薄膜组件的制造方法，其特征为包含：对设置于平坦面上的防尘薄膜组件框架进行加热处理的步骤。
(2)如第(1)项的防尘薄膜组件的制造方法，其中，该平坦面的平坦度为5μm以下。
(3)如第(1)项的防尘薄膜组件的制造方法，其中，该加热处理的温度为140至250℃。
(4)如第(1)项的防尘薄膜组件的制造方法，其中，该负载为约4.90至约196N(0.5至20kg重)。
(5)如第(1)至(4)项中任一项的防尘薄膜组件的制造方法，其中，该防尘薄膜组件采用杨氏模量为1至80GPa的材料所构成的防尘薄膜组件框架。
(6)如第(1)至(5)项中任一项的防尘薄膜组件的制造方法，其中，该防尘薄膜组件采用以铝合金构成的防尘薄膜组件框架。
(7)如第(1)至(6)项中任一项的防尘薄膜组件的制造方法所制造的光刻用防尘薄膜组件，其中，在该防尘薄膜组件的防尘薄膜组件框架的一端面利用防尘薄膜粘接剂张设有防尘薄膜，而在另一端面设有曝光原版粘接剂。
本发明的上述课题更可通过以下方式达成。
(8)一种光刻用防尘薄膜组件框架，其特征为：在既定温度先施行加热处理，实质上避免发生因光刻步骤时的温度变化所造成的框架变形。
(9)如第(8)项的光刻用防尘薄膜组件框架，其中，该因温度变化所造成的框架变形为平坦度3μm以下。
(10)如第(8)项的光刻用防尘薄膜组件框架，其中，该加热处理温度为140至250℃。
(11)如第(8)至(10)项中任一项的光刻用防尘薄膜组件框架，其是用杨氏模量为1至80GPa的材料构成。
(12)如第(8)至(11)项中任一项的光刻用防尘薄膜组件框架，其是用铝合金构成。
(13)一种光刻用防尘薄膜组件，其在第(8)至(12)项中任一项的光刻用防尘薄膜组件框架的一端面利用防尘薄膜粘接剂张设防尘薄膜，而在另一端面设置曝光原版用粘接剂层。
发明的效果
根据本发明，可将热致变形降低至平坦度3μm以下，而有效率地获得平坦度为15μm以下的防尘薄膜组件框架，并能提供可将因防尘薄膜组件框架的变形所造成的曝光原版的变形极度降低的光刻用防尘薄膜组件。
附图说明
图1显示防尘薄膜组件的构成例的示意剖面图的一例。
图2显示防尘薄膜组件框架加热处理时的剖面图的一例的图示。
图3显示防尘薄膜组件框架加热处理时的剖面图的另一例的图示。
附图标记说明
1防尘薄膜
2贴附防尘薄膜用粘接层
3防尘薄膜组件框架
4粘接用粘附层
5曝光原版
6光刻用防尘薄膜组件
7底板(石英板)
8推压板(石英板)
9负载
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明详细加以说明。
如图1所示，本发明的光刻用防尘薄膜组件，是在防尘薄膜组件框架3的上端面利用防尘薄膜贴附用粘接层2张设防尘薄膜1，用来将光刻用防尘薄膜组件6粘附在曝光原版(掩模或倍缩掩模)5的粘接用粘附层4，通常是形成于防尘薄膜组件框架3的下端面，在该粘接用粘附层的下端面以可剥离方式贴附(未图示之)衬片。另外，也可在防尘薄膜组件框架设置未图示的气压调整用孔(通气孔)，更可基于去除微粒的目的而在此通气孔设置(未图示之)除尘用过滤器。
在防尘薄膜组件框架也可设置夹具孔，夹具孔的深度方向的形状并未限定，只要是未贯穿，也可为在圆柱状的前端设有倾斜角的凹部。
设置前述气压调整用孔的位置的剖面形状，较佳的情况是贴附气压调整用过滤器的外侧面为平面。
本发明的防尘薄膜组件虽可依掩模的形状加以适当设计，但防尘薄膜组件框架的平面形状通常为环状或正方形，具有覆盖着设于掩模的电路图案部的大小与形状。矩形(含正方形)的防尘薄膜组件框架的角隅也可带有圆角。防尘薄膜组件框架的高度宜为约1至10mm，更好为约2至7mm。防尘薄膜组件框架的上边及下边宜为1至5mm，更好为约2mm。
构成防尘薄膜组件框架的材质宜为杨氏模量1至80GPa的材料。恰当的例示为铝、镁合金、合成树脂等，较好为采用铝。
铝可使用过去采用的铝合金材料，较好为使用JIS A7075、JIS A6061、JIS A5052材料等，但只要是具有上述剖面形状，并能确保作为防尘薄膜组件框架的强度，并无特别限制。防尘薄膜组件框架表面，在设包覆膜之前较好施以喷砂或化学研磨使其粗糙化。在本发明中，关于该框架表面的粗糙化的方法可采用已知方法。较理想的情况是采用下述方法：利用不锈钢、碳化硅、玻璃珠等对铝合金材料施以表面喷砂处理，进而利用NaoH等施以化学研磨，使表面粗糙化。
本发明的防尘薄膜组件框架宜采用杨氏模量为1以上、50GPa以下的材料来构成，以取代过去惯用的铝合金材料即JISA7075、JIS A6061、JIS A5052等杨氏模量在69GPa附近的材料。关于杨氏模量在上述范围内的材料，可举例者为镁合金的44GPa、丙烯酸酯树脂的3GPa、聚碳酸酯树脂的2.5GPa。
在本发明中，在防尘薄膜组件框架的曝光原版粘接面和/或防尘薄膜粘接面处，曝光原版粘接面和/或防尘薄膜粘接面与防尘薄膜组件框架内外侧面所构成的角部，宜施以斜面截角。
平均的防尘薄膜组件框架的平坦度为约20至80μm左右。在本发明中，宜采用防尘薄膜组件框架的平坦度为80μm以下者。
防尘薄膜组件框架的平坦度佳，则在将防尘薄膜组件贴附于掩模时，可减小防尘薄膜组件框架的变形量，其结果可降低防尘薄膜组件框架的变形应力，而将掩模的变形抑制成较小。
另外，所谓上述防尘薄膜组件框架的“平坦度”，是对防尘薄膜组件框架的各角隅4点与四边的中央4点共计8点处测定其高度，计算出假想平面，由该假想平面到各点的距离中的最高点减去最低点的差所计算得到的值。
防尘薄膜组件框架的平坦度可利用“具有XY轴规画平台的激光位移计”加以测定，在本发明中使用自制的位移计。
在本发明中，为了吸收漫射光，防尘薄膜组件框架较好具有黑色氧化包覆膜和/或黑色聚合物包覆膜。另外，在防尘薄膜组件框架为铝合金制的情形时，特别理想的情况是：该铝合金制防尘薄膜组件框架具有黑色防蚀铝包覆膜和/或聚合物的电沉积包覆膜。
关于防尘薄膜组件框架表面的黑色防蚀铝包覆膜的形成方法，一般是采用：在NaOH等碱性处理浴经数十秒处理后，在稀硫酸水溶液中进行阳极氧化，接着通过施行黑色染色、密封处理方式，而可在表面设置黑色的氧化包覆膜。
另外，聚合物包覆膜虽能以各种方法设置，一般可列举出者为喷涂包覆、静电包覆、电沉积包覆等，但较佳为通过电沉积包覆方式设置聚合物包覆膜。
关于电沉积包覆，不论热固化型树脂或紫外线固化型树脂均可使用。另外，对于各种固化型树脂，不论阴离子电沉积包覆或阳离子电沉积包覆方式均可采用。在本发明中，因为耐紫外线性能也受到要求，因此基于包覆的稳定性、外观及强度的考虑较宜采用热固化型树脂的阴离子电沉积包覆方式。
本发明的光刻用防尘薄膜组件，可依下述方式制造：在上述防尘薄膜组件框架的任一者，在其上边的一端面通过防尘薄膜粘接剂张设防尘薄膜，而在其下边的另一端面设置曝光原版粘接剂。
关于防尘薄膜的种类并无特别限制，例如可采用过去应用于准分子激光的非晶质氟聚合物等。关于非晶质氟聚合物的例子，可列举者有CYTOP(旭硝子公司制之商品名)、TEFLON铁氟龙(注册商标)AF(杜邦公司制之商品名)等。这些聚合物在制作该防尘薄膜时也可依需要溶解于溶剂中使用，例如可适当地溶解于氟系溶剂等之中。
其次，依据图3说明本发明的防尘薄膜组件框架的制造方法。
如图3所示，在由石英板构成的底板7上载置防尘薄膜组件框架3使防尘薄膜组件框架3的掩模贴附粘接层侧接触于底板7，防尘薄膜组件框架3的防尘薄膜贴附用粘接层侧则隔着例如由石英板构成的推压板8受到负载9的作用力。而施加本发明特征的加热处理。
底板7的平坦面的平坦度虽然越平坦越理想，但在实用上宜为5μm以下。
加热处理是将防尘薄膜组件框架加热到既定温度，例如可将通电加热体卷绕于防尘薄膜组件框架上或以红外线照射之，或者也可将整个系统置于期望的温度的环境中。
加热处理的温度宜为140至250℃。
防尘薄膜组件框架的加热处理温度若未达140℃则处理须要长时间；又若超过250℃则框架表面有时会产生龟裂或变色。
推压板只要是能将推压力均匀地传达至防尘薄膜组件框架即可，沿用过去一直采用者也无妨。可用来例示者为质量0.3kg的石英板(厚度6mm)。
施加于防尘薄膜组件框架的负载也可超过约196N(20kg重)，但对于平坦性的改善效果并不太大。另外，若未加负载，单凭推压板虽然也可获得某一程度的效果，但处理需要较长时间，所以在实用上负载宜为约4.90至约196N(0.5至20kg重)。作为负载者，可利用铅板、砝码、重块等适当物。
[实施例]
以下，依实施例具体说明本发明，但本发明并非仅限定于下列实施例。
制作一防尘薄膜组件框架，其为铝合金制者，平坦度为约15μm，外部尺寸为149mm×122mm×3.5mm，宽度为2mm。另外，在防尘薄膜组件框架的4个角隅施以斜面截角。
(实施例1)
在平坦度3μm的石英板上载置前述防尘薄膜组件框架，以该框架的涂布有掩模粘附剂的一侧接触石英板，利用质量2kg的重块施加负载(图2)。在此状态下，在185℃的烤箱中将其静置2小时。测定该框架的掩模粘附剂涂布面的平坦度。
(实施例2)
在平坦度3μm的石英板上载置前述防尘薄膜组件框架，以该框架的涂布有掩模粘附剂的一侧接触石英板，利用质量2kg的重块施加负载。在此状态下，在140℃的烤箱中将其静置2小时。测定该框架的掩模粘附剂涂布面的平坦度。
(实施例3)
在平坦度3μm的石英板上载置前述防尘薄膜组件框架，以该框架的涂布有掩模粘附剂的一侧接触石英板，利用质量2kg的重块施加负载。在此状态下，在250℃的烤箱中将其静置2小时。测定该框架的掩模粘附剂涂布面的平坦度。
(实施例4)
在平坦度3μm的石英板上载置前述防尘薄膜组件框架，以该框架的涂布有掩模粘附剂的一侧接触石英板，利用质量2kg的重块施加负载。在此状态下，在185℃的烤箱中将其静置20分钟。测定该框架的掩模粘附剂涂布面的平坦度。
(实施例5)
在平坦度3μm的石英板上载置前述防尘薄膜组件框架，以该框架的涂布有掩模粘附剂的一侧接触石英板，利用质量2kg的重块施加负载。在此状态下，在185℃的烤箱中将其静置15小时。测定该框架的掩模粘附剂涂布面的平坦度。
(实施例6)
在平坦度3μm的石英板上载置前述防尘薄膜组件框架，以该框架的涂布有掩模粘附剂的一侧接触石英板，利用质量0.5kg的重块施加负载。在此状态下，在185℃的烤箱中将其静置15小时。测定该框架的掩模粘附剂涂布面的平坦度。
(实施例7)
在平坦度3μm的石英板上载置前述防尘薄膜组件框架，以该框架的涂布有掩模粘附剂的一侧接触石英板，利用质量20kg的重块施加负载。在此状态下，在185℃的烤箱中将其静置2小时。测定该框架的掩模粘附剂涂布面的平坦度。
(比较例1)
在平坦度3μm的石英板上载置前述防尘薄膜组件框架，以该框架的涂布有掩模粘附剂的一侧接触石英板，利用质量2kg的重块施加负载，在室温中将其静置2小时。测定该框架的掩模粘附剂涂布面的平坦度。
(比较例2)
在平坦度15μm的石英板上载置前述防尘薄膜组件框架，以该框架的涂布有掩模粘附剂的一侧接触石英板，利用质量2kg的重块施加负载，在185℃的烤箱中将其静置2小时。测定该框架的掩模粘附剂涂布面的平坦度。
将以上的测定结果加以整理，得到以下表1所显示的内容。
[表1]实施例和比较例的处理条件与测定结果
Figure BSA00000296490800121
(实施例8)
在平坦度为5μm以下的石英板7上载置前述防尘薄膜组件框架3，以该框架3的涂布有掩模粘附剂的一侧接触石英板7，更由防尘薄膜组件框架3的上方叠置石英板8以作为推压板(图2)。在此状态下，在250℃的烤箱中将其静置2小时，测定其平坦度。然后，在将此防尘薄膜组件框架悬挂于玻璃夹具的状态下，在250℃的烤箱中将其静置20分钟，再度测定其平坦度。
(实施例9)
在平坦度为5μm以下的石英板上载置前述防尘薄膜组件框架，以该框架的涂布有掩模粘附剂的一侧接触石英板，更由防尘薄膜组件框架的上方叠置石英板以作为推压板。在此状态下，在185℃的烤箱中将其静置2小时，测定其平坦度。然后，在将此防尘薄膜组件框架悬挂于玻璃夹具的状态下，在250℃的烤箱中将其静置20分钟，再度测定其平坦度。
(实施例10)
在平坦度为5μm以下的石英板上载置前述防尘薄膜组件框架，以该框架的涂布有掩模粘附剂的一侧接触石英板，更由防尘薄膜组件框架的上方叠置石英板以作为推压板。在此状态下，在185℃的烤箱中将其静置2小时，测定其平坦度。然后，在将此防尘薄膜组件框架悬挂于玻璃夹具的状态下，在185℃的烤箱中将其静置20分钟，再度测定其平坦度。
(实施例11)
在平坦度为5μm以下的石英板上载置前述防尘薄膜组件框架，以该框架的涂布有掩模粘附剂的一侧接触石英板，更由防尘薄膜组件框架的上方叠置石英板以作为推压板。在此状态下，在140℃的烤箱中将其静置2小时，测定其平坦度。然后，在将此防尘薄膜组件框架悬挂于玻璃夹具的状态下，在185℃的烤箱中将其静置20分钟，再度测定其平坦度。
(实施例12)
在平坦度为5μm以下的石英板上载置前述防尘薄膜组件框架，以该框架的涂布有掩模粘附剂的一侧接触石英板，更由防尘薄膜组件框架的上方叠置石英板以作为推压板。在此状态下，在140℃的烤箱中将其静置2小时，测定其平坦度。然后，在将此防尘薄膜组件框架悬挂于玻璃夹具的状态下，在140℃的烤箱中将其静置20分钟，再度测定其平坦度。
(比较例3)
在将前述防尘薄膜组件框架悬挂于玻璃夹具的状态下，在250℃的烤箱中将其静置20分钟，测定其平坦度。
(比较例4)
在将前述防尘薄膜组件框架悬挂于玻璃夹具的状态下，在185℃的烤箱中将其静置20分钟，测定其平坦度。
(比较例5)
在将前述防尘薄膜组件框架悬挂于玻璃夹具的状态下，在140℃的烤箱中将其静置20分钟，测定其平坦度。
将以上的测定结果加以整理，得到以下表2所显示的内容。
[表2]
Figure BSA00000296490800141

Claims (7)

1.一种防尘薄膜组件的制造方法，该防尘薄膜组件具有防尘薄膜组件框架，其特征在于，该防尘薄膜组件框架包括：
第1框架端面，用于粘贴张设防尘薄膜；及
第2框架端面，于其上设置粘附层；
该防尘薄膜组件框架被一对与第1及第2框架端面相对的平坦面夹住，在施加负载的状态下，以既定温度进行加热处理。
2.根据权利要求1所述的防尘薄膜组件的制造方法，其特征在于，其中，与该第2框架端面相对的该平坦面的平面度为5μm以下。
3.根据权利要求2所述的防尘薄膜组件的制造方法，其特征在于，其中，该平坦面的平面度为3μm以下。
4.根据权利要求1所述的防尘薄膜组件的制造方法，其特征在于，其中，该既定温度为140至250℃。
5.根据权利要求1所述的防尘薄膜组件的制造方法，其中，该防尘薄膜组件框架是由杨氏模量为1至80GPa的材料所制造。
6.根据权利要求5所述的防尘薄膜组件的制造方法，其中，该防尘薄膜组件框架是由铝合金所制造。
7.根据权利要求1所述的防尘薄膜组件的制造方法，其中，对该防尘薄膜组件框架所施加的负载约为4.90至196N。
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