CN102759852A - 光刻用防尘薄膜组件 - Google Patents

光刻用防尘薄膜组件 Download PDF

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Abstract

提供一种可以减低将防尘薄膜组件贴附于曝光原版时的曝光原版的变形的光刻用防尘薄膜组件。用包括自重的0.008至5kgf的光刻用防尘薄膜组件贴附负荷贴附于曝光原版时，具有不发生空隙的粘着层。上述粘着层的杨氏模量为0.01至0.10MPa，拉伸粘接强度为0.02至0.10N/mm2，表面的平坦度为0至15μm。

Description

光刻用防尘薄膜组件
技术领域
本发明，涉及在LSI、超LSI等的半导体装置或者液晶面板的制造时，作为防尘物而用于光刻用光掩模的光刻用防尘薄膜组件。
背景技术
LSI以及超LSI等的半导体制造或者液晶面板等的制造，是在半导体晶片或者液晶用原板上涂布感光性树脂，然后用光照射，以制造图案。该图案制作工序中使用的曝光原版如有灰尘附着，该灰尘就会吸收光以及使光弯曲，转印的图案就会变形，边缘模糊，并且会使基底变黑变脏，从而尺寸、品质以及外观等会受损。另外，本发明中的所谓“曝光原版”，为光刻用光掩模(本说明中也将其仅称为“光掩模”)以及中间掩模的总称。以下，以光掩模为例进行说明。
上述的光刻操作通常在无尘室中进行，但是即使在该无尘室内，要保持曝光原版经常清洁也是困难的，所以，采用了在曝光原版的表面上，贴附可以使曝光用的光良好通过的作为防尘物的防尘薄膜组件的方法。
上述防尘薄膜组件的基本的构成为，防尘薄膜组件框架以及在其上绷紧设置的防尘薄膜。防尘薄膜由曝光用光(g线、i线、KrF准分子激光以及ArF准分子激光等)良好透过的硝化纤维素，乙酸纤维素，氟类聚合物等构成。为了在防尘薄膜组件框架上绷紧设置防尘薄膜，要在防尘薄膜组件框架的上端面涂布防尘薄膜的良好溶媒，在其上贴附的防尘薄膜风干粘接，或者借助于丙烯酸树脂、环氧树脂以及氟树脂等的粘接剂进行粘接。
进一步，防尘薄膜组件框架的下端面，为了进行曝光原版的安装，设置由聚丁烯树脂、聚乙酸乙烯基树脂、丙烯酸树脂以及硅氧烷树脂等构成的粘着层，以及为了保护该粘着层为目的衬层。
防尘薄膜组件，被以包围在曝光原版的表面形成的图案领域的形式设置，其是为了防止曝光原版上附上灰尘而设置的，所以该图案领域和防尘薄膜组件的外部被防尘薄膜组件隔开，从而使防尘薄膜组件外部的尘埃不附着在图案面上。
近年，LSI的设计规则朝着四分之一微米以下的细微化前进，如此，曝光光源的短波长化也正在前进，即从至今为止作为主流的水银灯的g线(436nm)，i线(365nm)，向KrF准分子激光(248nm)以及ArF准分子激光(193nm)等前进，曝光光源正在变化。如此，伴随着图案的细微化的前进，光掩模以及硅氧烷晶片所要求的平坦性越来越变得严格。
在光掩模完成后，为了不在光掩模的图案上有灰尘附着，将防尘薄膜组件贴附。如此如将防尘薄膜组件在光掩模上贴附，光掩模的平坦度就会发生变化。如光掩模的平坦度变差，就有可能发生焦点错位等问题。另外，如完成的光掩模的平坦度发生变化，光掩模上所示描绘的图案的形状就会变化，光掩模的重合精度就会发生问题。
近年来，光掩模要求的平坦性，从在图案面的平坦度的要求从2μm渐渐严格起来，在65nm节点(node)以下，以0.5μm以下为优选，进一步，以0.25μm以下为更优选。
一般来说，与光掩模比较，如果将使用平坦度差的防尘薄膜组件框架的防尘薄膜组件在光掩模上贴附时，光掩模的平坦性就会发生变化。光掩模的平坦性变化的场合，在光掩模上描绘的图案就会扭曲，从而曝光转印的图案也发生扭曲，图案的位置精度就会变差。一般说来，半导体的制造中的曝光是数层曝光，如图案的位置精度变差，就会发生每一层都会发生错位的问题。另外，最近，为了对细微图案进行曝光，正在讨论对1个的图案以2个的光掩模进行2次曝光的所谓的双曝光。在该场合，如果图案扭曲，位置精度变差，就会对图案的尺寸有直接的影响。
防尘薄膜组件，通过防尘薄膜组件框架的一侧设置的粘着层粘结在光掩模上，但是通常防尘薄膜组件在光掩模上贴附的场合，是将防尘薄膜组件用20至40kgf左右的力压在光掩模上。光掩模的平坦度，在数μm以下，最先进的光刻中使用的光掩模在1μm以下，防尘薄膜组件框架的平坦度，为数十μm程度，与光掩模的平坦度比较，为大。为此，如防尘薄膜组件在光掩模上贴附，就会根据框架的凹凸，光掩模的平坦度发生变化。由此，如果使防尘薄膜组件框架的平坦度与光掩模的平坦度同等高的话，光掩模的平坦度的变化就会减低。
另一方面，防尘薄膜组件框架，一般由铝合金制成。半导体光刻用的防尘薄膜组件框架，为宽为150mm左右，长度为110至130mm左右的中央部镂空的形状。这些的框架，一般为从铝合金板切出防尘薄膜组件框架形状，用铝材料挤压成型而制作，厚为2mm左右很细，从而容易变形，平坦的框架的制作不容易。由此，使防尘薄膜组件框架具有与光掩模同等的平坦度是非常困难的。
另外，为了将防尘薄膜组件在光掩模上贴附，在粘着层中被使用粘着剂的杨氏模量通常为1MPa程度，与一般地用于防尘薄膜组件框架的铝合金的杨氏模量72GPa左右相比非常柔软。为此，被认为粘着层将防尘薄膜组件框架的表面的凹凸被吸收，由此可以缓和凹凸对光掩模的影响。以往的粘着剂的杨氏模量为1MPa左右，如使用具有比此小的杨氏模量小的粘着剂，即使用柔软的粘着剂，来吸收防尘薄膜组件框架的凹凸。
上述粘着层的柔软性，不仅吸收防尘薄膜组件框架的凹凸，对为了贴附而加于防尘薄膜组件的负荷也有影响。在使用防尘薄膜组件的场合，对光掩模和所述粘着层之间的局部间隙(空隙)发生之危险以及防尘薄膜组件从光掩模上的剥离的重大危险的预防措施是不可缺少的。为此，与框架同样，与光掩模相比平坦性的差的粘着层表面，要加以负荷使其平坦，与光掩模无间隙地粘接。即，粘着剂越柔软，越可以用越小的力，就可以使光掩模表面和粘着层表面密切粘着，通过柔软的粘着剂的使用，使防尘薄膜组件框架的变形尽量变小，同时又可以将防尘薄膜组件贴附。
发明内容
因此本发明的目的，是提供一种既将防尘薄膜组件贴附于曝光原版，又能使防尘薄膜组件框架的变形造成的曝光原版的变形尽量变小的光刻用防尘薄膜组件。
本发明的上述的目的，可以通过提供一种既能用包括自重在内的0.008至5kgf的贴附负荷将其贴附于曝光原版，又以具有不会有空隙发生的粘着层为特征的光刻用防尘薄膜组件来达成。
所述粘着层，优选杨氏模量为0.01至0.10MPa，拉伸粘接强度为0.02至0.10N/mm2，表面的平坦度为0至15μm的粘着层。
根据本发明，可以提供防尘薄膜组件框架的变形而造成的曝光原版的变形被极力减低的光刻用防尘薄膜组件。
附图说明
【图1】为表示防尘薄膜组件的构成例的示意截面图的一个例子。
具体实施方式
以下对本发明，参照附图进行说明。
图1，为表示本发明的防尘薄膜组件的构成例的示意截面图。图中，符号1为防尘薄膜，2为粘接层，3为防尘薄膜组件框架，通过粘接层2将防尘薄膜1在防尘薄膜组件框架3上进行绷紧设置。符号4为将防尘薄膜组件在光掩模表面进行贴附的粘着层，5为曝光原版(光掩模或者中间掩模)，6为防尘薄膜组件。通常，粘着层4的下端面贴附对粘着层4进行保护的衬层(未图示)，该衬层可以剥离，在使用时进行剥离。另外，在本发明中，优选在防尘薄膜组件框架3上设置气压调整用的孔(通气口)，进一步，为了防止对使图案化有不好影响的的异物的侵入，也可以在该通气口设置除尘用过滤器(未图示)。
本发明的防尘薄膜组件的构成部件的大小以及材料，与通常的防尘薄膜组件，例如半导体光刻用防尘薄膜组件、大型液晶面板制造时的光刻工序用的防尘薄膜组件等同样，可以在公知物中进行适宜选择。
本发明中使用的防尘薄膜的种类没有特别的限制，例如，以往的准分子激光中使用的非结晶的氟聚合物等就可以使用。非结晶的氟聚合物，可以例举萨特普(CYTOP)(旭硝子公司制，商品名)，特氟隆(登录商标)，AF(杜邦公司制，商品名)等。这些聚合物，例如可以用氟类溶媒等进行适宜溶解，在防尘薄膜制作时，根据需要可以用溶媒加以溶解而使用。
作为防尘薄膜组件框架的构成材料，公知的铝合金材料就可以使用。在铝合金被使用的场合，只要作为防尘薄膜组件框架能确保强度，就没有特别的限制，特别是，优选使用JIS A7075，JIS A6061，JIS A5025等材料。
本发明中，在防尘薄膜组件框架的被覆膜设置前，优选用喷砂以及化学研磨等的公知的方法使防尘薄膜组件框架表面粗糙化。框架表面的粗化的方法可以在公知的方法中适宜选择，特别是对铝合金，优选用不锈钢粒、碳化硅以及玻璃珠等进行表面处理，进一步用NaOH等进行化学研磨，使表面粗糙化。
作为构成本发明的防尘薄膜组件中的粘着层4的粘着剂，使用了防尘薄膜组件的对曝光原版的包括自重的贴附负荷为0.008至5kgf的粘着层。用超过5kgf的贴附负荷将防尘薄膜组件贴附的场合，防尘薄膜组件框架的变形大，会使被贴附的光掩模的形状发生扭曲。粘着剂的种类可以在公知的粘着剂中进行适宜选择，但是，本发明中，优选丙烯酸树脂或者硅氧烷树脂，只要可以保持作为粘着剂的功能，它们可以单独使用，也可以2种以上混合使用。
上述，防尘薄膜组件的对曝光原版的包括自重的贴附负荷为0.008至5kgf的在粘着层中使用粘着剂，优选杨氏模量为0.01至0.10MPa，更优选0.02至0.08MPa。如杨氏模量为0.01MPa以下时，粘着层的强度不充分，防尘薄膜组件的贴附位置有错位的可能。另外，如在0.10MPa以上时，难以得到对框架的凹凸进行吸收的充分的柔软性。
另外，上述粘着层的拉伸粘接强度优选0.02至0.10N/mm2，0.04至0.08N/mm2为更优选。拉伸粘接强度如比0.02N/mm2小，曝光中以及运输中，防尘薄膜组件会由于加速度，有从曝光原版剥离的可能。另外如拉伸粘接强度比0.10N/mm2大时，会沿着框架的凹凸产生强的粘接力，从而会由于局部的应力使光掩模发生扭曲。
另外，本发明中的粘着层的杨氏模量以及拉伸粘接强度，使通过将防尘薄膜组件贴附于光掩模上而固定，在防尘薄膜组件的一个边，以与光掩模垂直的方向以0.1mm/s的速度进行提升而进行拉伸实验，得到粘着层的伸长(扭曲)和其应力，从而求得。
本发明的防尘薄膜组件中的上述粘着层的表面的平坦度以0至15μm为优选。粘着层表面的平坦度如具有超过15μm的凹凸，防尘薄膜组件在光掩模贴附时，就会发生局部应力，由此光掩模变形。另外，上述粘着层表面的“平坦度”，是对使粘着层形成的防尘薄膜组件框架的各4点和4边的中央4点的共计8点的粘着层的高度的测定，算出虚拟平面，用从该虚拟平面到各点的距离中的最大值减去最小值而得到的差来算出的值。粘着层表面的平坦度，是用“具有XY轴程序台的激光变位计”进行测定的。本发明中，使用了自制的变位计。
以下，通过实施例对本发明进行具体说明，但是本发明并不受其的限制。另外，实施例以及比较例中的“光掩模”是以“曝光原版”为例进行记载的，对于中间掩模也同样适用。另外，本发明中，实施例，比较例中都使用了外尺寸为149mm×122mm×3.5mm，厚度为2mm，粘着层侧的端面的平坦度为20μm的防尘薄膜组件框架。
【实施例1】
防尘薄膜组件框架用纯水溶液洗净后，将添加硬化剂的综研化学公司制的丙烯酸粘着剂(商品名：SK达英(dyre)1495)加入注射筒中，用液体定量吐出装置，在上述洗净的防尘薄膜组件框架的端面进行涂布。然后，以硬化时间为30分，硬化温度为140℃，进行硬化，使粘着层表面的平坦度为10μm。
进一步，在与防尘薄膜组件框架的粘着面相反侧的端面，用旭硝子公司制的CYTOP粘接剂(商品名：CTX-A)进行涂布后，在130℃将防尘薄膜组件框架加热，使粘接剂硬化。
接着，将在比上述防尘薄膜组件框架大的铝框上制得的防尘薄膜贴附在上述防尘薄膜组件框架的粘接剂侧，将超过防尘薄膜组件框架的外侧的多余薄膜部分除去，得到防尘薄膜组件。将得到的防尘薄膜组件用5kg的贴附负荷贴附在光掩模上。
【实施例2】
将防尘薄膜组件框架用纯水溶液洗净后，将综研化学公司制的丙烯酸粘着剂(商品名：SK达英(dyre)1425)和SK达英(dyre)1495以1∶1的比例混合，将硬化剂添加，放入注射筒，用液体定量吐出装置，在上述洗净防尘薄膜组件框架的端面进行涂布。然后，硬化时间30分，硬化温度为140℃，进行硬化，使粘着层表面的平坦度为15μm。
其后，与实施例1同样，将防尘薄膜组件完成，得到的防尘薄膜组件用5kg的贴附负荷贴附于光掩模。
【实施例3】
防尘薄膜组件框架用纯水溶液洗净后，将实施例2中使用的SK达英(dyre)1495和SK达英(dyre)1425以1∶3的比例进行混合，将硬化剂添加，放入注射筒，用液体定量吐出装置，在上述洗净的防尘薄膜组件框架的端面上涂布。然后，以硬化时间30分，硬化温度140℃，进行硬化，粘着层表面的平坦度为15μm。
其后，与实施例1同样，将防尘薄膜组件完成，得到的防尘薄膜组件用2kgf的贴附负荷贴附于光掩模。
(比较例1)
与实施例1同样，将防尘薄膜组件加以制作，使粘着层表面的平坦度成为20μm，将得到的防尘薄膜组件用25kgf的贴附负荷贴附于光掩模。
(比较例2)
将防尘薄膜组件框架用纯水溶液洗净后，将添加有硬化剂SK达英(dyre)1425放入注射筒，用液体定量吐出装置，在上述洗净的防尘薄膜组件框架的端面进行涂布。然后，进行硬化，硬化时间为30分，硬化温度为140℃，使粘着层表面的平坦度为20μm。
其后，与实施例1同样，将防尘薄膜组件完成，将得到的防尘薄膜组件用5kgf的贴附负荷贴附于光掩模。
(比较例3)
将防尘薄膜组件框架用纯水溶液洗净后，将添加了硬化剂的综研化学公司制的丙烯酸粘着剂(商品名：SK达英(dyre)1499)放入注射筒，用液体定量吐出装置，在上述洗净的防尘薄膜组件框架的端面进行涂布。然后，进行硬化，硬化时间30分，硬化温度140℃，粘着层表面的平坦度为20μm。
其后，与实施例1同样，完成防尘薄膜组件，得到的防尘薄膜组件用5kgf的贴附负荷贴附在光掩模上。
实施例1至3以及比较例1至3中制作的防尘薄膜组件在光掩模贴附前和贴附后的光掩模的平坦度用特哌鲁(Tropel)公司的FlatMaster进行测定。将贴附前后的光掩模各点的高度的差之中的+/-各方的最大变化量的绝对值的和作为光掩模的最大变形范围算出。另外，防尘薄膜组件的贴附而造成的光掩模的变形的场合，即使在平坦度没有变化的场合，最大变形范围有时也变为大的值，作为光掩模的变形/扭曲的指标，最大变形范围比平坦度更有效。
其后，将这些光掩模，在保持80℃烘箱中进行72小时静置，对贴附状态进行观察，对空隙和防尘薄膜组件位置的错位的有无进行检查。
另外，将另行在同样条件下制作防尘薄膜组件从光掩模剥离时，对粘着层的拉伸粘接强度和伸长进行测定，从这些值求得杨氏模量。得到的结果列于表1。
表1
Figure BDA0000157582330000081
表1(续)
Figure BDA0000157582330000082
从表1的结果，征实了本发明的防尘薄膜组件在防止空隙以及位置错位的发生的同时，又减低了光掩模的变形。
【产业上的利用可能性】
本发明的防尘薄膜组件，可以减低防尘薄膜组件框架的变形而造成的曝光原版的变形，在产业上极有意义。
【符号的说明】
1：防尘薄膜
2：粘接层
3：防尘薄膜组件框架
4：粘着层
5：曝光原版
6：防尘薄膜组件

Claims (3)

1.一种光刻用防尘薄膜组件，其特征在于具有在用包括自重内的0.008至5kgf的贴附负荷贴附于曝光原版时不会发生空隙的粘着层。
2.根据权利要求1所述的光刻用防尘薄膜组件，其特征在于上述粘着层的杨氏模量为0.01至0.10MPa，拉伸粘接强度为0.02至0.10N/mm2，表面的平坦度为0至15μm。
3.根据权利要求2所述的光刻用防尘薄膜组件上述粘着层的杨氏模量为0.02至0.08MPa，拉伸粘接强度为0.04至0.08N/mm2。
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