CN111258178A - 防尘薄膜组件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防尘薄膜组件及其制造方法。防尘薄膜组件可提升防尘薄膜的强度，缓和曝光时的高速扫描运动所造成的防尘薄膜的振动，而抑制迭对恶化。本发明为达到上述目的，提供一种防尘薄膜组件，于防尘薄膜框架张设有防尘薄膜；上述防尘薄膜，是施行了退火处理的防尘薄膜。并且提供一种防尘薄膜组件的制造方法，是于防尘薄膜框架张设防尘薄膜而制造防尘薄膜组件的方法；上述方法包含以下步骤之一：在将上述防尘薄膜张设于防尘薄膜框架之前，对上述防尘薄膜单体进行退火处理的步骤；在上述防尘薄膜的张设后，对防尘薄膜组件进行退火处理的步骤；或在上述防尘薄膜的张设前及张设后的双方，对防尘薄膜单体及防尘薄膜组件进行退火处理的步骤。

Description

防尘薄膜组件及其制造方法
技术领域
本发明是有关于防尘薄膜框架、及使用该防尘薄膜框架而构成的光刻用防尘薄膜组件。
背景技术
在制造半导体元件或液晶显示器等之际的光刻步骤，会对涂覆了光刻胶的半导体晶圆或液晶用原板，照射光线以制成图案；但若此时所使用的光掩膜或倍缩光掩膜(于下文中，单以光掩膜称之)沾附异物，则由于此异物会吸收光线、或是导致光线折曲，因此使得所转印的图案变形、边缘变得粗糙，甚至基底有黑色脏污，而产生损及尺寸、品质、外观等等的问题。
这些光刻步骤，通常会在无尘室进行，然而即使如此也难以使曝光原版常保洁净，所以一般会采用一种方法，在曝光原版设置一种称为防尘薄膜组件的异物挡片，再进行曝光。
此种防尘薄膜组件，一般而言是由以下所构成：框状的防尘薄膜框架、张设于防尘薄膜框架的上端面的防尘薄膜、以及形成于防尘薄膜框架的下端面的气密用垫料等。其中的防尘薄膜，是以相对于曝光光线，呈现高度透射率的材料所构成的；而作为气密用垫料，则使用胶黏剂等。
若在光掩膜设置此种防尘薄膜组件，则异物不会直接附着于光掩膜，而是会附着于防尘薄膜组件上。然后，只要在光刻时将焦点对准在光掩膜的图案上，防尘薄膜组件上的异物就不会对转印造成影响，而可以抑制图案变形等的问题。
在此种光刻技术，作为提高分辨率的手法，促进曝光光源的短波长化。直至现在，曝光光源是由水银灯所产生的g线(436nm)、i线(365nm)，演进至氟化氪准分子激光(248nm)；而近年，在需要微细加工之际，最常用的则是氟化氩准分子激光(193nm)。
近年来，为了使用氟化氩准分子激光以进行更加微细的加工，会使用液浸曝光装置。通过使得曝光装置的物镜与硅晶圆之间充满液体，以实现更高的数值孔径(NA；numerical aperture)，其结果，会得到更高的分辨率。倘若像这样地使曝光装置高数值孔径化，则在穿透防尘薄膜组件的光线中，周边部的斜入射角度会变大。防尘薄膜组件的透射率，一般而言，会设定成能相对于垂直入射光而得到极大透射率；但观察到有一现象，即随着入射角变大，透射率会跟着降低。此透射率的减少程度，在膜厚较厚时更形显著。因此，为了相对于斜入射光也能得到高度透射率，防尘薄膜一般而言会采取薄膜化。
然而，一旦防尘薄膜采取薄膜化，薄膜强度降低的问题就会随之而来。在曝光时，由于在光掩膜基板上黏贴防尘薄膜组件而制成的光掩膜单元会进行高速扫描运动，因此在防尘薄膜的强度较小的情形之下，于高速扫描运动当中，薄膜容易振动。也就是说，已知由于薄膜振动，曝光光线在通过防尘薄膜之际容易散乱，而可能导致图案从原本的目标位置偏移，图案的位置精度(迭对)(overlay)恶化。
又，作为有关于提升迭对的制程的已知技术，可列举以下专利公报等。
【已知技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2018-508048号公报
【专利文献2】日本专利第5821100号公报
发明内容
发明要解决的问题
有鉴于此，本发明是为了解决上述课题而研发的，其目的在于提供一种防尘薄膜组件，其可提升防尘薄膜的强度，缓和曝光时的高速扫描运动所造成的防尘薄膜的振动，而抑制迭对恶化。
用于解决问题的方案
本案发明人，针对上述课题精心钻研，得知通过对防尘薄膜进行加热处理(退火处理)，则相较于不进行该处理的情形，防尘薄膜的强度有所提升。其结果，获知即使在曝光时的高速扫描运动下，也能缓和防尘薄膜的过度振动；所以曝光光线通过防尘薄膜时不会散乱，能使图案转印至目标位置，可以抑制曝光后的迭对恶化，而达成本发明。
因此，本发明提供下述的防尘薄膜组件及其制造方法。
1.一种防尘薄膜组件，于防尘薄膜框架张设有防尘薄膜；该防尘薄膜，是施行了退火处理的防尘薄膜。
2.如上述1的防尘薄膜组件，其中，张设于该防尘薄膜框架的之该防尘薄膜的薄膜张力(薄膜振动频率)，为30Hz以上。
3.一种防尘薄膜组件的制造方法，是于防尘薄膜框架张设防尘薄膜而制造防尘薄膜组件的方法；该方法包括以下步骤之一：在将该防尘薄膜张设于防尘薄膜框架之前，对该防尘薄膜单体进行退火处理的步骤；在该防尘薄膜的张设后，对防尘薄膜组件进行退火处理的步骤；或在该防尘薄膜的张设前及张设后的双方，对防尘薄膜单体及防尘薄膜组件进行退火处理的步骤。
发明的效果
若通过本发明的防尘薄膜组件，则相较于已知的防尘薄膜组件，会由于施行退火处理而提升防尘薄膜的强度，缓和曝光时的高速扫描运动所造成的防尘薄膜的振动；所以曝光光线通过防尘薄膜时不会散乱，能使图案转印至目标位置，而可以抑制曝光后的迭对恶化，能有效地用于微细图案的形成步骤。
具体实施方式
以下将针对本发明的一种实施形态进行详细说明，但本发明并不限定于此。
本发明的防尘薄膜组件，在套用于光掩膜的变形特别会成为问题的半导体的制造的用途之际，效果尤其大，但并不限定于该用途。例如，不仅能用于一边为150mm前后的半导体的制造的用途，就连用于一边200～300mm的印刷基板的制造的用途，及用于一边为近乎500～2000mm的液晶、有机EL显示器的制造的用途亦然，可套用于会因黏贴防尘薄膜组件造成的光掩膜变形而衍生问题的所有防尘薄膜组件。
本发明的防尘薄膜组件，虽未特别图示，但其是包含框状的防尘薄膜框架、以及张设于防尘薄膜框架的上端面的防尘薄膜而构成的。作为防尘薄膜框架的材质，可使用铝合金、钢铁、不锈钢、黄铜、因瓦合金、超因瓦合金等等的金属或合金，PE(聚乙烯)、PA(聚酰胺)、PEEK(聚醚醚酮)等等的工程塑料，GFRP(玻璃纤维强化塑胶)、CFRP(碳纤维强化塑胶)等等的纤维复合材料等等公知的物质。
再者，较佳是进行使表面变成黑色的处理，同时视需要而施行用以防止产生灰尘的涂层等等的表面处理。例如，在使用了铝合金的情形之下，较佳是施行阳极氧化铝处理或化学转化处理等等的表面处理；而在钢铁、不锈钢等等的情形之下，较佳是施行电镀黑铬等的表面处理。
于防尘薄膜框架的内表面，为了捕捉悬浮异物或固定，较佳是涂覆丙烯酸类胶黏剂、硅酮类胶黏剂等等的胶黏性物质。再者，就防止产生灰尘的目的而言，较佳是仅在防尘薄膜框架的内表面、或是在其整面，形成丙烯酸类树脂、氟类树脂等等的非胶黏性树脂的覆膜。针对此类胶黏性树脂、非胶黏性树脂覆膜的形成，可以通过喷雾、浸渍、粉体涂装、电沉积涂膜等等公知的方法来施工。
再者，在防尘薄膜框架的外表面，亦可为了搬运等等的用途，而在多部位设置多个工模孔或凹槽等等；再者，较佳是以机械刻印或是激光雕刻，进行型号、序号或条码等等的标示。
更进一步地，本发明的防尘薄膜组件，亦可为了调整内部气压而设置通气孔，并为了防止异物侵入其外侧而安装PTFE(聚四氟乙烯)等等的多孔质薄膜所构成的滤网。此时，滤网的安装，亦可是设置适当材质的胶黏层等等，而直接黏贴至防尘薄膜框架的外表面。然后，关于这些通气孔或滤网的配置位置或个数、其形状，可以考量所需的通气性或搬运的需求等等而适当决定。
本发明所使用的防尘薄膜，亦可因应所使用的曝光光源，而从纤维素类树脂、氟类树脂等等材料，选择最适合者；再基于透射率、机械强度等等观点，从0.1～10μm左右的范围选择最适合的膜厚来制作；同时视需要，附加反射防止层。尤其在使用EUV光(极紫外光)以作为曝光光源的情形之下，可以使用膜厚为1μm以下的极薄的硅膜或石墨烯薄膜。然后，用以在防尘薄膜框架的上端面张设防尘薄膜的黏合剂，可以使用丙烯酸类黏合剂、氟类黏合剂、硅酮类黏合剂等等公知的黏合剂。
用以将本发明的防尘薄膜组件安装至光掩膜的胶黏剂层，是设在防尘薄膜框架的下端面。作为胶黏剂层的材质，可以使用橡胶类胶黏剂、氨基甲酸酯类胶黏剂、丙烯酸类胶黏剂、聚苯乙烯—聚乙烯—聚丁烯—聚苯乙烯(SEBS)胶黏剂、苯乙烯—乙烯/丙烯—苯乙烯共聚物(SEPS)胶黏剂、硅酮胶黏剂等等公知的物质。再者，较佳是较少发生释气的物质，释气是造成混浊的原因。
为了确保将上述防尘薄膜组件安装至光掩膜后的稳定性、或是降低对光掩膜造成的影响，较佳是使胶黏剂层表面的平坦度为30μm以下。再者，剖面形状或厚度，视需要选择即可，例如，剖面形状可以为半圆型的凸出形状。
在胶黏剂层的表面，亦可设置隔离膜，其是厚度50～300μm左右、并在PET(聚对苯二甲酸乙二酯)制薄膜等的表面附带剥离性。此是用以保护胶黏剂层的物质，亦可通过在防尘薄膜组件的外盒、或防尘薄膜组件的支撑手法等的巧思而加以省略。
于本发明，通过在防尘薄膜框架的张设前，对防尘薄膜单体进行退火处理，或是通过在防尘薄膜的张设后，对张设了该防尘薄膜的防尘薄膜组件进行退火处理，或者通过在防尘薄膜的张设前及张设后的双方，对防尘薄膜单体及防尘薄膜组件进行退火处理，而相较于不进行该处理的情形，更能提升防尘薄膜的强度，而可以有效地抑制迭对恶化。
关于上述退火处理(加热处理)的设定温度，是取决于所使用的防尘薄膜(材料)的玻璃转化温度(Tg)。通常，绝大多数的防尘薄膜是非晶质，在玻璃转化温度(Tg)以上的温度，会在薄膜产生皱纹、破损等等不利的作用，而料想会使张力降低。因此，退火处理的最佳温度，是以所使用的防尘薄膜材料的Tg-5～-50℃为佳，更佳是-10～-30℃。但是，退火处理的温度若不超过上述的Tg，料想不会使张力降低，所以料想即使比上述更为低温，在品质上也不会有大问题。至于上述退火处理(加热处理)的设定时间，较佳为1～48小时，更佳为1～24小时。若比上述设定时间更长，则薄膜张力几乎不会变化，但作业效率会有降低之虞。又，关于上述退火处理的装置，可以使用市售品，例如，雅马拓科学公司制的机器，产品名为“洁净烘箱DE610U”等。
再者，于本发明，张设于上述防尘薄膜框架的上述防尘薄膜的薄膜张力(膜振动频率)，较佳是30Hz以上。若上述防尘薄膜的薄膜张力小于30Hz，迭对会大于1nm，图案位置精度会变差。此防尘薄膜的振动频率的量测，例如能以小野测器测量技术有限公司制的“PERSONAL FFT ANALYZER：CF-4210Z”等等来量测。
于本发明，将防尘薄膜组件黏贴于光掩膜基板而制成的光掩膜单元，在高速扫描运动的状态下进行图案化，而可基于从目标位置朝向X方向及Y方向的错位来评估迭对精度，往两个方向的错位越小越好。对于下一代半导体元件或液晶显示器，要求极度微细化的图案形成，而迭对的位置精度，较佳是在1nm以下。关于从图案化的目标位置朝向X方向及Y方向的错位的量测，例如可以使用艾司摩尔科技股份有限公司制的晶圆量测机“YIELDSTART-250D”等来量测。
【实施例】
下文将列示实施例及比较例以具体说明本发明，但本发明并不限定于下述实施例。
〔实施例1〕
于实施例1，首先，准备了铝合金制的防尘薄膜框架(外尺寸149mm×115mm×3.15mm)。再者，在此防尘薄膜框架的短边的中央部，还设有直径10mm的滤网孔。
接着，以纯水洗净了所准备的防尘薄膜框架后，在防尘薄膜框架的上端面涂覆旭硝子股份有限公司制CYTOP黏合剂(商品名称：CTX-A)，在下端面涂覆丙烯酸类胶黏剂(综研化学有限公司制SK-Dyne 1495S)。之后，将防尘薄膜框架加热至130℃，而使黏合剂、胶黏剂硬化。
接着，在黏贴于比起防尘薄膜框架更大的铝框的旭硝子股份有限公司制CYTOP(商品名称：CTX-S)所构成的厚度0.28μm的防尘薄膜上，黏贴防尘薄膜框架的黏合剂层侧，再去除掉比起防尘薄膜框架更为外侧的部分，防尘薄膜组件就完成了。又，旭硝子股份有限公司制CYTOP(商品名称：CTX-S)的Tg为108℃。
对于所制成的防尘薄膜组件，进行退火处理以使防尘薄膜的振动频率成为26Hz。具体而言，是以设定温度为50℃、处理时间为1小时，而进行退火处理。在此，防尘薄膜的振动频率，以小野测器测量技术有限公司制PERSONAL FFT ANALYZER：CF-4210Z来量测。作为量测方法，对防尘薄膜组件施加固定的冲击而使防尘薄膜振动，再以小野测器测量技术有限公司制普通噪音计来测定振动频率，并以显示于PERSONAL FFT ANALYZER：CF-4210Z的数值作为薄膜的振动频率。在量测了此防尘薄膜的薄膜振动频率后，将防尘薄膜组件黏贴于150mm见方的光掩膜基板，评估迭对精度，迭对是1.34nm。又，对光掩膜黏贴防尘薄膜组件的条件，设为荷重5kgf、荷重时间30秒。
〔实施例2〕
于实施例2，除了在设定温度为70℃、处理时间为1小时的条件下进行退火处理以使防尘薄膜的薄膜振动频率成为28Hz以外，皆与实施例1同样地制成了防尘薄膜组件。此时，迭对是1.07nm。
〔实施例3〕
于实施例3，除了在设定温度为90℃、处理时间为1小时的条件下进行退火处理以使防尘薄膜的薄膜振动频率成为30Hz以外，皆与实施例1同样地制成了防尘薄膜组件。此时，迭对是0.81nm。
〔实施例4〕
于实施例4，除了在设定温度为90℃、处理时间为12小时的条件下进行退火处理以使防尘薄膜的薄膜振动频率成为32Hz以外，皆与实施例1同样地制成了防尘薄膜组件。此时，迭对是0.51nm。
〔实施例5〕
于实施例5，除了在设定温度为90℃、处理时间为48小时的条件下进行退火处理以使防尘薄膜的薄膜振动频率成为33Hz以外，皆与实施例1同样地制成了防尘薄膜组件。此时，迭对是0.50nm。
〔比较例1〕
比较例1，是不进行退火处理的防尘薄膜组件的情形。除了不进行退火处理以外，皆与实施例1同样地制成了防尘薄膜组件。此时，防尘薄膜的薄膜振动频率是24Hz，迭对是1.54nm。
〔比较例2〕
比较例2，是退火处理的设定温度为108℃的情形。除了在设定温度为108℃、处理时间为1小时的条件下进行退火处理以外，皆与实施例1同样地制成了防尘薄膜组件。此时，防尘薄膜的薄膜振动频率是15Hz，迭对是2.83nm。
【表1】
Figure BDA0002291789540000091

Claims (3)

1.一种防尘薄膜组件，于防尘薄膜框架张设有防尘薄膜；
所述防尘薄膜，是施行了退火处理的防尘薄膜。
2.根据权利要求1所述的防尘薄膜组件，其中，张设于所述防尘薄膜框架的所述防尘薄膜的薄膜张力(薄膜振动频率)，为30Hz以上。
3.一种防尘薄膜组件的制造方法，是于防尘薄膜框架张设防尘薄膜而制造防尘薄膜组件的方法；所述方法包括以下步骤：
在将所述防尘薄膜张设于所述防尘薄膜框架之前，对所述防尘薄膜单体进行退火处理的步骤；或
在所述防尘薄膜的张设后，对所述防尘薄膜组件进行退火处理的步骤；或
在所述防尘薄膜的张设前及张设后的双方，对所述防尘薄膜单体及所述防尘薄膜组件进行退火处理的步骤。
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