CN102466964A - 一种光刻技术用防尘薄膜组件 - Google Patents

一种光刻技术用防尘薄膜组件 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种光刻技术用防尘薄膜组件，将其贴附于光掩模上，很少会使光掩模发生变形。本发明的防尘薄膜组件的特征在于：在防尘薄膜组件框架的一个端面，借助粘合剂层綳贴有防尘薄膜，而在防尘薄膜组件框架的另一端面设有粘着剂层，该粘着剂层的光掩模贴附面为平坦面，并且粘着剂层的粘着力在1N/m至100N/m的范围之内。优选让前述粘着剂层的光掩模贴附表面的平坦度为15μm以下，让贴附有防尘薄膜的前述粘合剂层表面的平坦度为15μm以下。

Description

一种光刻技术用防尘薄膜组件
技术领域
本发明涉及光刻技术用防尘薄膜组件，特别是在大规模集成电路、超大规模集成电路等半导体装置的制造过程中作为防尘罩使用的光刻技术用防尘薄膜组件。 
背景技术
以往，在制造大规模集成电路、超大规模集成电路等的半导体器件或液晶显示板时，通常是通过向半导体晶片或液晶用原板上照射光来形成电路图案。不过，这里存在这样一个问题，即当所用的曝光原版上附着了灰尘时，由于这些灰尘会吸收或反射光，因此，会使转印的图案发生变形或边缘模糊不清，导致尺寸、品质以及外观受损，从而造成半导体装置或液晶显示板等的性能和制造成品率的下降。 
由于这个缘故，这些作业通常是在无尘室里进行，但尽管如此，要保持曝光原版总时正常也是很困难的。所以，一般是采用在曝光原版的表面贴附一个用于防尘的、对曝光用光透光性良好的防尘薄膜组件的方法。 
这个方法的优点是，由于灰尘不直接附着在曝光原版的表面，而是附着在防尘薄膜上，所以在光刻时只要把焦距对准曝光原版上的图案，防尘薄膜组件上的灰尘便与转印无关了。 
防尘薄膜组件的構成，是先往由铝、不銹钢、聚乙烯等制成的防尘薄膜组件框架的顶面涂布防尘薄膜的易溶溶剂，通过风干将由透光性良好的硝酸纤维素、醋酸纤维素或氟树脂等制成的透明防尘薄膜粘贴上去(参照专利文献1)；或者使用丙烯酸树脂、环氧树脂等粘合剂进行粘贴(参照专利文献2、专利文献3、专利文献4)。而在防尘薄膜组件框架的底面设有由聚丁烯树脂、聚醋酸乙烯树脂、丙烯酸树脂、硅树脂構成的粘着剂层以及保护该粘着剂层的离型层(隔离膜)。 
近年，光刻技术的分辨率在不断提高，为了实现这种高分辨率，短波长的光作为光源正逐渐得到应用。具体来说，正在从紫外线g光(436nm)向I 光(365nm)、KrF激光(248nm)过渡，最近几年又已经开始使用波长更短的ArF激光(193nm)。 
然而，随着曝光光源波长的缩短，曝光原版(光掩模)的变形翘曲对光刻图形的变形的影响变得越来越突出。 
所贴附的防尘薄膜组件的平坦度，是引起曝光原版变形翘曲的原因之 
此前，本发明人曾建议通过提高防尘薄膜组件的光掩模粘着剂层的平坦度，来抑制将防尘薄膜组件贴附于光掩模时所引起的光掩模的变形(参照专利文献5)。 
专利文献5提出把涂敷于防尘薄膜组件框架端面上的粘着剂的表面做成平坦面。 
通过该发明，光掩模的平坦度得到显着的提高。不过，尤其是在使用短波长光进行曝光时，又时常出现图像扭曲的现象。究其原因发现，是由于贴附时粘着剂层发生了变形，这种变形因粘着剂的粘着力被保持，从而残留下变形应力。 
具体来说，当把防尘薄膜组件往光掩模上贴附时，通过防尘薄膜组件安装机的加压板从防尘薄膜组件框架的粘合剂层一侧进行加压，这时，如果粘合剂层中有凸凹不平，凸起部分所受到的压力将会更大一些。因此，即使粘着剂的表面(光掩模贴附侧的表面)做得很平坦，与粘合剂层的凸起部分相对应粘着剂层将会受到更大的压力，所以结果造成粘着剂层发生变形，使其侧面向外膨胀突出从而与光掩模接触。 
当加压结束，加压板从防尘薄膜组件离开后，从压力中解放出来的防尘薄膜组件框架试图恢复原状。由于粘着剂具有一定的粘着力，突出接触的部分继续保持与光掩模接触的状态，在解除压力的同时，光掩模将受到一种拉力，其结果是由于防尘薄膜组件的贴附导致了光掩模的变形翘曲。 
专利文献 
专利文献1：特开昭58-219023号公报 
专利文献2：美国专利第4861402号说明书 
专利文献3：特公昭63-27707号公报 
专利文献4：特开平7-168345号公报 
专利文献5：特开2009-25560号公报 
发明内容
鉴于以上情况，本发明的课题是提供一种光刻技术用防尘薄膜组件，即使将其贴附于光掩模上，也很少会使光掩模发生变形。 
本发明与以往技术相比，最根本的区别在于本发明的防尘薄膜组件降低了粘着层的粘着力。具体来说，本发明的光刻技术用防尘薄膜组件，是在防尘薄膜组件框架的一个端面，借助粘合剂层绷紧粘贴有防尘薄膜，而在防尘薄膜组件框架的另一端面设有粘着剂层，该粘着剂层的光掩模贴附面为平坦面，并且其粘着力在1N/m至100N/m的范围之内(优选在4N/m至80N/m的范围之内)。优选的情况是，使前述粘着剂层的光掩模贴附面的平坦度为15μm以下，使贴附有防尘薄膜的前述粘合剂层的面的平坦度为15μm以下。 
本发明的光刻技术用防尘薄膜组件，由于其粘着剂层的粘着力在1N/m至100N/m的范围之内，所以将防尘薄膜组件贴附于光掩模时所产生的粘着剂层的变形，会随着加压压力的解除恢复到加压之前的状态，故可获得抑制由防尘薄膜组件的贴附引起的光掩模变形的卓越效果。 
附图说明
图1是表示将本发明的光刻技术用防尘薄膜组件往光掩模上贴附时的侧视示意图。 
图2是表示将本发明的光刻技术用防尘薄膜组件往光掩模上贴附时加压状态的断面示意图。 
图3是表示将本发明的光刻技术用防尘薄膜组件往光掩模上贴附之后状态的断面示意图。 
具体实施方式
本发明的光刻技术用防尘薄膜组件，在该防尘薄膜组件框架的往光掩模上贴附的一端设有具有平坦部的粘着剂层，粘着剂层的粘着力在1N/m至100N/m的范围之内。并且，为了提高粘着剂层的平坦度(达到平坦度15μm以下)，在框架的端面上涂敷粘着剂后，让该面与具有15μm以下平坦度的高度平坦面相接触并让其硬化，然后，硬化后将框架从高度平坦面上剥离下来，由此便可得到具有15μm以下平坦度的粘着剂层。通过以上 方法，能够将防尘薄膜组件贴附时给光掩模带来的变形降低到非常小的程度。 
再者，在本发明中，粘着剂层的粘着力在1N/m-100N/m的范围之内。如果粘着力不满1N/m，虽然因膨胀突出与光掩模的接触的会减弱，但由于粘着力过小，使防尘薄膜组件贴附时得不到足够的稳定性。相反，如果超过100N/m，在将防尘薄膜组件往光掩模上贴附时，由于所施加的压力的作用，使粘着剂层向光掩模突出接触的状态即使解除压力之后也不能恢复，结果因粘着剂的粘着力导致光掩模发生翘曲。故将粘着剂层的粘着力规定为1N/m以上100N/m以下的范围之内。在此范围内，与光掩模相接触的粘着剂层侧面，在加压结束后便从光掩模上脱离，粘着剂层及防尘薄膜组件框架均能恢复原状。故防尘薄膜组件框架的变形应力得到缓和，不会使光掩模发生翘曲。 
粘着力的测定，可在温度23±2℃、相对湿度(50±5)％的标准环境下，按照JIS Z0237的180度撕下法进行。 
还有，关于粘着剂层，理想的情况是按照专利文献5所述的发明，将其光掩模贴附面的平坦度做成15μm以下。此外，如果粘合剂层的表面存在凸凹不平，当为了将防尘薄膜组件贴附于光掩模上使用加压板进行加压时，粘着剂会膨胀突出并与光掩模接触，因此，与粘着剂层同样，希望贴附了防尘薄膜的粘合剂层表面的平坦度也在15μm以下，更理想的情况是在10μm以下。 
关于平坦度的测定，可用具有XY平台(XY Stage)的激光位移计进行测量。 
下面，参照附图对本发明进行详细说明。 
图1是表示本发明的光刻技术用防尘薄膜组件的侧视示意图。为了将光刻技术用防尘薄膜组件粘贴到光掩模4上，当通过防尘薄膜组件安装机的加压板5进行加压时，粘合剂层2的凸起A-A部分将受到更大的压力。A-A部分的防尘薄膜组件框架1以及粘着剂层3将承受更大的负荷，其结果将引起变形，如图2所示，粘着剂层3的侧面膨胀突出并与光掩模4相接触。 
此时，只要粘着剂层3的粘着力在100N/m以下，如图3所示，当加压结束后，光掩模4接触的粘着剂层3的侧面将会从光掩模上脱离开来，粘着剂层3及防尘薄膜组件框架1都回恢复原状。因此，防尘薄膜组件框 架1的变形应力得以缓和，几乎不会使光掩模4发生变形。 
实施例 
(实施例1) 
将铝合金制的防尘薄膜组件框架(外形尺寸为149mm×113mm×4.5mm，厚度为2mm。粘着剂和粘合剂层侧的平坦度为10μm)用纯水洗净，然后往其端面上涂敷丙烯酸粘着剂SK Dyne 1495(商品名，综研化学公司制)，在室温下放置1小时。在平坦度为3μm的石英玻璃板上铺上隔离膜，然后将防尘薄膜组件框架置于其上，并让涂敷有粘着剂的面与其接触。这样，便在防尘薄膜组件框架的粘着剂层上形成了平坦面。然后，将玻璃板在70℃下加热12小时让粘着剂层暂时硬化。等粘着剂层硬化后揭掉隔离膜。然后再将防尘薄膜组件框架在150℃下进行加热，让粘着剂完全硬化。 
接着，在防尘薄膜组件框架的相反侧面，涂敷将氟树脂CYTOP CTX-S(商品名，旭硝子公司制)溶解于含氟溶剂NOVEC 7300(商品名，住友3M公司制)而得到的氟树脂溶液(浓度为6％)，然后，将防尘薄膜组件框架在130℃下进行加热，让溶剂蒸发、氟树脂硬化后，便形成了粘合剂层。 
之后，将上述防尘薄膜组件框架的粘合剂层侧贴附到被暂时固定在比防尘薄膜组件框架大的铝框架上的防尘薄膜上，通过对粘合剂进行加热，使防尘薄膜固定在粘合剂层上，再剪掉比防尘薄膜组件框架大的外侧部分，便完成了防尘薄膜组件的制作。 
此时，粘着剂的粘着力为40N/m，粘着剂层表面的平坦度为10μm，粘合剂层的表面平坦度为10μm。另外，粘着力的测定，是另外制作了粘着力测定用的试样，按照JIS Z0237的180度撕下法，对于不锈钢板在剥离速度为300mm/min的条件下进行的。平坦度是用具有XY平台(XY Stage)的激光位移计进行测定的(以下相同)。 
将所制作的防尘薄膜组件贴附于平坦度为0.25μm的光掩模后，结果光掩模的平坦度变成了0.27μm，其变化量仅为0.02μm，成功地将其控制到了一个足够小的值。 
并且，在50℃的温度下将贴附了上述防尘薄膜组件的光掩模保存1 个月后，对粘着剂层的贴附光掩模的部分进行观察，未发现粘着剂层有剥离等现象，显示出良好的贴附稳定性。 
将本实施例的结果与下面的实施例、比较例一起归纳于表1中。 
表1 
Figure BDA0000109354270000061
(实施例2) 
将铝合金制的防尘薄膜组件框架(外形尺寸为149mm×113mm×4.5mm，厚度为2mm。粘着剂和粘合剂层侧的平坦度为10μm)用纯水洗净，然后往其端面上涂敷丙烯酸粘着剂Corponiel N-2260(商品名，日本合成化学公司制)，在室温下放置1小时。在平坦度为3μm的石英玻璃板上铺上隔离膜，然后将防尘薄膜组件框架置于其上，并让涂敷有粘着剂的面与其接触。这样，便在防尘薄膜组件框架的粘着剂层上形成了平坦面。然后，将玻璃板在70℃下加热12小时让粘着剂层暂时硬化。等粘着剂层硬化后揭掉隔离膜。然后再将防尘薄膜组件框架在150℃下进行加热，让粘着剂完全硬化。 
接下来，用与实施例1相同的方法在防尘薄膜组件框架上形成粘合层，以及进行防尘薄膜的贴附固定，从而完成防尘薄膜组件的制作。 
此时，粘着剂的粘着力为80N/m，粘着剂表面的平坦度为10μm，粘合剂层的表面平坦度为10μm。 
将所制作的防尘薄膜组件贴附于平坦度为0.25μm的光掩模后，结果光掩模的平坦度变成了0.28μm，其变化量仅为0.03μm，成功地将其控制到了一个足够小的值。 
并且，在50℃的温度下将贴附了上述防尘薄膜组件的光掩模保存1个月后，对粘着剂层的贴附光掩模的部分进行观察，未发现粘着剂层有剥离等现象，显示出良好的贴附稳定性。 
(实施例3) 
将铝合金制的防尘薄膜组件框架(外形尺寸为149mm×113mm×4.5mm，厚度为2mm。粘着剂和粘合剂层侧的平坦度为10μm)用纯水洗净，然后往其端面上涂敷丙烯酸粘着剂SK Dyne 1499(商品名，综研化学公司制)，在室温下放置1小时。在平坦度为3μm的石英玻璃板上铺上隔离膜，然后将防尘薄膜组件框架置于其上，并让涂敷有粘着剂的面与其接触。这样，便在防尘薄膜组件框架的粘着剂层上形成了平坦面。然后，将玻璃板在70℃下加热12小时让粘着剂层暂时硬化。等粘着剂层硬化后揭掉隔离膜。然后再将防尘薄膜组件框架在150℃下进行加热，让粘着剂完全硬化。 
接下来，用与实施例1相同的方法在防尘薄膜组件框架上形成粘合层，以及进行防尘薄膜的贴附固定，从而完成防尘薄膜组件的制作。 
此时，粘着剂的粘着力为4N/m，粘着剂表面的平坦度为10μm，粘合剂层的表面平坦度为10μm。 
将所制作的防尘薄膜组件贴附于平坦度为0.25μm的光掩模后，结果光掩模的平坦度变成了0.26μm，其变化量仅为0.01μm，成功地将其控制到了一个足够小的值。 
并且，在50℃的温度下将贴附了上述防尘薄膜组件的光掩模保存1个月后，对粘着剂层的贴附光掩模的部分进行观察，未发现粘着剂层有剥离等现象，显示出良好的贴附稳定性。 
(比较例1) 
将铝合金制的防尘薄膜组件框架(外形尺寸为149mm×113mm×4.5mm，厚度为2mm。粘着剂和粘合剂层侧的平坦度为10μm)用纯水洗净，然后往其端面上涂敷丙烯酸粘着剂SK Dyne 1223(商品名，综研化学公司制)，在室温下放置1小时。在平坦度为3μm的石英玻璃板上铺上隔离膜，然后将防尘薄膜组件框架置于其上，并让涂敷有粘着剂的面与其接触。这样，便在防尘薄膜组件框架的粘着剂层上形成了平坦面。然后， 将玻璃板在70℃下加热12小时让粘着剂层暂时硬化。等粘着剂层硬化后揭掉隔离膜。然后再将防尘薄膜组件框架在150℃下进行加热，让粘着剂完全硬化。 
接下来，用与实施例1相同的方法在防尘薄膜组件框架上形成粘合层，以及进行防尘薄膜的贴附固定，从而完成防尘薄膜组件的制作。 
此时，粘着剂的粘着力为333N/m，粘着剂表面的平坦度为10μm，粘合剂层的表面平坦度为10μm。将所制作的防尘薄膜组件贴附于平坦度为0.25μm的光掩模后，结果光掩模的平坦度变成了0.35μm，其变化量为0.10μm，观察到光掩模发生了较大的变形。 
并且，在50℃的温度下将贴附了上述防尘薄膜组件的光掩模保存1个月后，对粘着剂层的贴附光掩模的部分进行观察，未发现粘着剂层有凸出等现象。 
(比较例2) 
将铝合金制的防尘薄膜组件框架(外形尺寸为149mm×113mm×4.5mm，厚度为2mm。粘着剂和粘合剂层侧的平坦度为10μm)用纯水洗净，然后往其端面上涂敷丙烯酸粘着剂：Corponiel N-4742(商品名，日本合成化学公司制)，在室温下放置1小时。在平坦度为3μm的石英玻璃板上铺上隔离膜，然后将防尘薄膜组件框架置于其上，并让涂敷有粘着剂的面与其接触。这样，便在防尘薄膜组件框架的粘着剂层上形成了平坦面。然后，将玻璃板在70℃下加热12小时让粘着剂层暂时硬化。等粘着剂层硬化后揭掉隔离膜。然后再将防尘薄膜组件框架在150℃下进行加热，让粘着剂完全硬化。 
接下来，用与实施例1相同的方法在防尘薄膜组件框架上形成粘合层，以及进行防尘薄膜的贴附固定，从而完成防尘薄膜组件的制作。 
此时，粘着剂的粘着力为0.5N/m，粘着剂表面的平坦度为10μm，粘合剂层的表面平坦度为10μm。将所制作的防尘薄膜组件贴附于平坦度为0.25μm的光掩模后，结果光掩模的平坦度变成了0.26μm，其变化量仅为0.01μm，成功地将其控制到了一个足够小的值。 
不过，在50℃的温度下将贴附了上述防尘薄膜组件的光掩模保存1个月后，对粘着剂层的贴附光掩模的部分进行观察，结果发现一部分粘着剂出现了剥离等现象，其贴附稳定性存在问题。 
符号说明 
1：防尘薄膜组件框架 
2：粘合剂层 
3：粘着剂层 
4：光掩模 
5：(防尘薄膜组件安装机的)加压板 。

Claims (4)

1.一种光刻技术用防尘薄膜组件，其特征在于：在防尘薄膜组件框架的一个端面，借助粘合剂层绷紧贴附有防尘薄膜，而在另一端面设有粘着剂层，该粘着剂层的光掩模贴附面为平坦面，并且粘着剂层的粘着力在1N/m至100N/m的范围之内。
2.权利要求1所述的光刻技术用防尘薄膜组件，其中粘着剂层的粘着力在4N/m至80N/m的范围之内。
3.权利要求1或2所述的光刻技术用防尘薄膜组件，其中，上述粘着剂层的光掩模贴附表面的平坦度为15μm以下。
4.权利要求1或2或3所述的光刻技术用防尘薄膜组件，其中，贴附有防尘薄膜的前述粘合剂层表面的平坦度为15μm以下。
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