JP2001022052A

JP2001022052A - リソグラフィ用ペリクル

Info

Publication number: JP2001022052A
Application number: JP19005499A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Hamada; 裕一濱田
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-07-05
Filing date: 1999-07-05
Publication date: 2001-01-26

Abstract

(57)【要約】【課題】リソグラフィの露光光源として使用される紫
外線を殆ど吸収することなく透過可能で、光による劣
化、分解を起こすことなくかつ接着力に優れた接着剤を
選択し、それを使ってペリクル膜とペリクルフレームを
強固に接着してペリクルを作り、長期間安定して使用す
ることができるリソグラフィ用ペリクルを提供する。【解決手段】少なくともペリクルフレームの上面に、
ペリクル膜を接着したリソグラフィ用ペリクルであっ
て、該ペリクル膜とペリクルフレームを接着する接着剤
の光線透過率が、１９０ｎｍ〜８００ｎｍの光線波長領
域において、９０％／μｍ以上であることを特徴とする
リソグラフィ用ペリクル。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リソグラフィー用
ペリクル、特にはＬＳＩ、超ＬＳＩなどの半導体デバイ
スあるいは液晶表示用デバイスを製造する際のゴミよけ
として使用される、例えば５００ｎｍ以下の光を用いる
露光方式におけるペリクルを構成するペリクル膜とペリ
クルフレームとを接着する接着剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩ、超ＬＳＩなどの半導体用デバイ
スまたは液晶表示用デバイスなどの製造においては、半
導体ウエーハ或いは液晶用原板上に露光原版（本明細書
中ではフォトマスク、レチクル等を総称した意味で用い
る）を配置し、この露光原版に光を照射してこれを透過
した光によりパターンを転写すること、すなわちリソグ
ラフィが行われている。

【０００３】しかしながら、このような工程において、
露光原版に異物（以下、ゴミ、塵埃ということがある）
が付着していると、このゴミが光を吸収したり、光を曲
げてしまうために、転写したパターンが変形したり、エ
ッジががさついたものとなるほか、下地が黒く汚れたり
して、寸法、品質、外観などが損なわれる。その結果、
半導体用デバイスや液晶表示用デバイスの性能や製造歩
留の低下をもたらすといった問題が生じる。

【０００４】このような問題を回避するため、通常、リ
ソグラフィは、クリーンルーム内で行われる。しかしな
がら、このクリーンルーム内でも露光原版を常に清浄に
保つことは難しい。そこで露光原版の表面にゴミよけの
ための露光用の光をよく透過させるペリクルを貼着する
方法が採られている。

【０００５】この場合、異物は露光原版の表面には付着
せず、ペリクル上に付着するため、リソグラフィ時に焦
点を露光原版のパターン上に合わせておけば、このよう
なペリクル上の異物の存在は転写とは無関係となり、上
述したような問題が生じることはない。

【０００６】このペリクルの構造は、通常紫外線を良く
透過させるニトロセルロース、酢酸セルロース、プロピ
オン酸セルロース等のセルロース系ポリマーや非晶質フ
ッ素系ポリマー等の薄膜からなるペリクル膜と、アルミ
ニウム、ステンレス、プラスチック等の材質からなるペ
リクルフレームの上端面にペリクル膜の良溶媒を塗布
し、風乾して接着するか（特開昭５８−２１９０２３号
公報参照）、アクリル樹脂やエポキシ樹脂等の接着剤で
接着したものである( 米国特許第４８６１４０２号明細
書、特公昭６３−２７７０７号公報参照) 。また、ペリ
クルフレームの下部には露光原版にペリクルを固定する
ために、ポリブテン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、アクリ
ル樹脂等から成る粘着層を設け、さらにその粘着層の表
面に粘着層の保護を目的としてセパレータを貼り合わせ
た構造となっている。

【０００７】ところで、このペリクルの使用に当たっ
て、直接露光光源（ｇ線：波長４３６ｎｍ、ｉ線：３６
５ｎｍ等の紫外線またはエキシマレーザ光；ＫｒＦレー
ザ：２４８ｎｍ、ＡｒＦレーザ：１９３ｎｍ）に照射さ
れるのはペリクル膜であるが、このペリクル膜をペリク
ルフレームに固着させる接着剤にもこの露光光源からの
光線の一部が照射される恐れがあるために、この接着剤
についても耐光性が重要な性質とされている。また、こ
の接着剤は厚さが数μｍの超薄膜であるペリクル膜を正
常に伸展した状態でフレームに接着固定させておくこと
が必要であるから、ペリクルの性能上極めて重要な材料
である。

【０００８】しかし、従来使用されているアクリル系接
着剤やエポキシ系接着剤では、耐光性が悪く、経時的に
劣化が進行して分解し、ひび割れしたり、異物やガスを
発生するようになる。さらにはペリクル膜を正常に伸展
した状態に維持することが不可能になるといった事態を
引き起こすこともあった。

【０００９】特に、ペリクル膜の材料として非晶質のフ
ッ素系ポリマーを用いた場合には、これが離型性に優れ
ているために、アクリル系接着剤やエポキシ系接着剤で
は実用的な接着力を得ることが不可能であるという問題
もあった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は上記
のような問題点に鑑みてなされたもので、リソグラフィ
の露光光源として使用される紫外線を殆ど吸収すること
なく透過可能で、光による劣化、分解を起こすことなく
かつ接着力に優れた接着剤を選択し、それを使ってペリ
クル膜とペリクルフレームを強固に接着してペリクルを
作り、長期間安定して使用することができるリソグラフ
ィ用ペリクルを提供することを主たる目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項１に記載した発明は、ペリクル膜と
ペリクルフレームを接着する接着剤の光線透過率が、１
９０ｎｍ〜８００ｎｍの光線波長領域において、９０％
／μｍ以上であることを特徴とするリソグラフィ用ペリ
クルである。

【００１２】このような光線透過率特性を有する接着剤
を用いてペリクル膜とフレームを接着固定しておけば、
露光光源からの光が殆ど接着剤層に吸収されないで透過
するため、接着剤が劣化、分解して接着強度が低下し、
ペリクル膜がフレームから剥離するようなことは殆どな
く、ペリクルを長期間安定してリソグラフィに使用する
ことができる。

【００１３】この場合、請求項２に記載したように、接
着剤の光線透過率が、２４０ｎｍ〜６００ｎｍの光線波
長領域において、９３％／μｍ以上であることが好まし
い。このようにより狭い光線波長領域で、より高い透過
率を示す接着剤を使用してペリクル膜とフレームを接着
すれば強固に接着すると共に、露光光源からの光が殆ど
接着剤層に吸収されることなく透過するため、接着剤が
劣化、分解して接着強度が低下し、ペリクル膜がフレー
ムから剥離するようなことは殆どなく、またガスや異物
の発生がないので周辺部材を汚染するようなこともな
く、ペリクルを長期間安定してリソグラフィに使用する
ことができる。

【００１４】この場合、請求項３に記載したように、接
着剤の組成を非晶質含フッ素重合体とするのが好まし
い。このように、接着剤の組成を非晶質含フッ素重合体
とすれば、前記光線波長領域において、光線透過率が高
く、光源からの光が殆ど接着剤層に吸収されないで透過
するため、接着剤が劣化、分解して接着強度が低下し、
ペリクル膜がフレームから剥離するようなことは殆どな
くなり、ペリクルを長期間安定してリソグラフィに使用
することができる。従って、リソグラフィ工程における
生産性の向上とコストダウンを図ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるも
のではない。本発明者らは、ペリクル膜とペリクルフレ
ームを強固に接着し、長期間安定的にペリクルをリソグ
ラフィに使用可能とするには、接着剤の材質を対象波長
領域の露光光線を殆ど吸収しない透過率の高いポリマー
とすればよいことを知見し、諸条件を精査した上で本発
明を完成させた。

【００１６】ここでペリクルについて、図１を用いて簡
単に説明する。このペリクル１１は、ペリクルフレーム
１２と、このペリクルフレーム１２の上端面に接着され
たペリクル膜１３とから概略構成されてなるものであ
る。このペリクル膜１３は通常ペリクルフレーム１２の
上端面に接着剤層（不図示）を介して接着される。ま
た、ペリクルフレーム１２の下端面には、ペリクル１１
を露光原版１０に密着させるための粘着層（不図示）が
設けられ、その表面には粘着層を保護するためのライナ
ー（不図示）が貼り付けられている。リソグラフィー時
にはこのライナーを剥してペリクル１１を露光原版１０
上に置き密着させる。

【００１７】また、このペリクル１１には、ペリクルを
露光原版１０に貼り付けた状態において、ペリクルフレ
ーム１２と露光原版１０に囲まれた空間と外部との気圧
差をなくすために、ペリクルフレームの一部に気圧調整
用の通気孔１５を開け、通気孔１５を通じて移動する空
気からの異物侵入を防ぐためのろ過膜１４を設ける等の
工夫がされている。

【００１８】本発明においては、ペリクル膜とペリクル
フレームを接着する接着剤として、接着剤の光線透過率
が、１９０ｎｍ〜８００ｎｍの光線波長領域において、
９０％／μｍ以上、さらに好ましくは、２４０ｎｍ〜６
００ｎｍの光線波長領域において、９３％／μｍ以上で
ある接着剤を使用することによって、リソグラフィの露
光光源からの紫外線を照射されても、光を吸収すること
なく殆ど透過してしまうので、光による劣化、分解を起
こすことなく、接着強度を保持することができるので、
ペリクルを長期間安定して使用することができる。一
方、光線透過率が９０％／μｍより低いと、光線の吸収
率が高くなり、光エネルギーによる接着剤の劣化、分解
が進行し易くなり、ひび割れ等が発生してペリクル膜が
フレームから剥れたり、破れたりしてペリクルの機能を
果たせない事態に至ることがある。

【００１９】本発明の光線透過率特性（波長１９０〜８
００ｎｍの範囲で９０％／μｍ以上）を有する接着剤と
しては、非晶質含フッ素重合体であるパーフルオロ（ア
リルビニルエーテル）重合体やパーフルオロ（ブテニル
ビニルエーテル）重合体があり、具体的に前者にはサイ
トップＣＴ６９（旭硝子（株）社製商品名）、後者には
サイトップＣＴＸＡ（旭硝子（株）社製商品名）が挙げ
られる。

【００２０】この他、上記非晶質含フッ素重合体の末端
基中のエステル基をフッ素化したもの、末端をアクリル
基やメトキシ基で処理したもの、あるいはテトラフルオ
ロエチレンと環状パーフルオロエーテル基を有する含フ
ッ素モノマーとの共重合体であるテフロンＡＦ（米国デ
ュポン社製商品名）、環状パーフルオロエーテル基を有
する含フッ素モノマー重合体・サイトップ（旭硝子
（株）製商品名）等が例示され、耐光性に優れた接着剤
として有効に使用される。

【００２１】一方、本発明の接着剤が有効に作用するペ
リクル膜としては、特に短波長から長波長領域まで広く
使用出来る材質のものが適しており、テトラフルオロエ
チレンとフッ化ビニリデンとの共重合体、テトラフルオ
ロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとフッ化ビニリ
デンとの三元共重合体、テトラフルオロエチレンと環状
パーフルオロエーテル基を有する含フッ素モノマーとの
共重合体あるいは環状パーフルオロエーテル基を有する
含フッ素モノマー重合体等のフッ素系ポリマーが挙げら
れ、透明性が高く光劣化が比較的少ないので好ましく用
いられる。

【００２２】これらの中では、非晶質含フッ素重合体で
あるテトラフルオロエチレンと環状パーフルオロエーテ
ル基を有する含フッ素モノマーとの共重合体（特開平４
−１０４１５５号公報参照、テフロンＡＦ（前出））、
あるいは環状パーフルオロエーテル基を有する含フッ素
モノマー重合体（サイトップ（前出））は、波長２１０
〜５００ｎｍにおいて優れた透過性を有し、しかも長時
間使用しても光劣化がなく、透過率の低下も認められな
いという優位性を持っておりペリクル膜として好適に使
用される。これに対して前二者のフッ化ビニリデン系ポ
リマーは、線状構造を主体としており、紫外線により結
晶化が進行して結晶粒が生成し、その結果、入射光の散
乱が起こるために経時的に透明性が低下し易いという欠
点があるが、汎用性で比較的安価な点で広く使用されて
いる。

【００２３】また、本発明の接着剤が有効に作用するペ
リクルフレームの材質としては、アルミニウム、アルミ
ニウム合金、アルマイト処理アルミニウム、ステンレス
スチール等を例示することができる。

【００２４】

【実施例】以下、実施例と比較例を挙げて本発明をさら
に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるも
のではない。（実施例１）パーフルオロ（ブテニルビニルエーテル）
重合体・サイトップＣＴＸＳ（旭硝子（株）社製商品
名）を、その溶剤としてＣＴｓｏｌｖ１８０（旭硝子
（株）社製商品名）に溶解して濃度５％の溶液を調製し
た。

【００２５】ついで、この溶液を直径２００ｍｍ、厚さ
３ｍｍの表面研磨した石英基板面に、スピンコータを用
いて膜厚が０．８４μｍの透明膜を形成させ、１８０℃
で１５分間乾燥して、ペリクル膜を形成させた。

【００２６】次に、ペリクルフレームとして、アルマイ
ト処理した１２０ｍｍ角のアルミニウムフレームの上面
に、パーフルオロ（アリルビニルエーテル）重合体・Ｃ
Ｔ６９（前出）をその溶媒ＣＴｓｏｌｖ１８０（前出）
に溶解した１０％濃度のフッ素ポリマー接着剤を塗布
し、１５０℃で１時間乾燥して厚みが２０μｍの接着剤
層を形成した後、これに上記で得たペリクル膜を押し付
けて密着させ、９４℃５分間加熱して接着し、余分な膜
を取り除いたところ、外観が良好で、膜の接着強度が１
５０ｇｆ／ｃｍ² であるペリクルが得られた。

【００２７】上記のようにして得られたペリクルに加速
試験的に膜上方から接着剤部分にも光線があたるように
７ｍＷの強度の２５４ｎｍの紫外線を照射し続けた。２
４時間照射後、光線を遮断してペリクル膜を再度検査し
たところ、外観的に変化は見られなかった。また光線照
射前のペリクルと同様に膜の接着強度を測定したところ
１５０ｇｆ／ｃｍ² であり、光線照射における接着剤の
劣化は観察されなかった。尚、この接着剤の１９０ｎ
ｍ、２４０ｎｍ付近の光線波長に対する光線透過率は、
それぞれ９１％／μｍ、９４％／μｍ以上であった。

【００２８】（実施例２）テトラフルオロエチレンとパ
ーフルオロ（２，２−ジメチルー１、３ジオキソール）
との共重合体であるテフロンＡＦ１６００（米国デュポ
ン社製商品名）を、その溶剤としてフロリナートＦＣ−
７５（住友スリーエム（株）社製商品名）に溶解して濃
度３％の溶液を調製した。

【００２９】ついで、この溶液を直径２００ｍｍ、厚さ
３ｍｍの表面研磨した石英基板面に、スピンコータを用
いて膜厚が０．８４μｍの透明膜を形成させ、１８０℃
で１５分間乾燥して、ペリクル膜を形成させた。

【００３０】次に、ペリクルフレームとして、アルマイ
ト処理した１２０ｍｍ角のアルミニウムフレームの上面
に、パーフルオロ（ブテニルビニルエーテル）重合体・
サイトップＣＴＸＡ（旭硝子（株）社製商品名）をその
溶媒ＣＴｓｏｌｖ１８０（前出）に溶解した１０％濃度
のフッ素ポリマー接着剤を塗布し、１５０℃で１時間乾
燥して厚みが２０μｍの接着剤層を形成した後、これに
上記で得たペリクル膜を押し付けて密着させ、１２０
℃、３分間加熱して接着し、余分な膜を取り除いたとこ
ろ、外観が良好で、膜の接着強度が１４５ｇｆ／ｃｍ²
であるペリクルが得られた。

【００３１】上記のようにして得られたペリクルに実施
例１と同様に加速試験的に膜上方から接着剤部分にも光
線があたるように７ｍＷの強度の２５４ｎｍの紫外線を
照射し続けた。２４時間照射後、光線を遮断してペリク
ル膜を再度検査したところ、外観的に変化は見られなか
った。また光線照射前のペリクルと同様に膜の接着強度
を測定したところ１４４ｇｆ／ｃｍ² であり、光線照射
における接着剤の劣化は観察されなかった。尚、この接
着剤の１９０ｎｍ、２４０ｎｍ付近の光線波長に対する
光線透過率は、それぞれ９２％／μｍ、９４％／μｍ以
上であった。

【００３２】（比較例１）プロピオン酸セルロースを溶
媒として２−ブタノンに溶解して、濃度５％の溶液を調
製し、この溶液を直径２００ｍｍ、厚さ３ｍｍの表面研
磨した石英基板面に、スピンコータを用いて膜厚が１．
４μｍの透明膜を形成させ、１５０℃で２０分間乾燥し
てペリクル膜を形成させた。

【００３３】次に、ペリクルフレームとして、アルマイ
ト処理した１２０ｍｍ角のアルミニウムフレームの上面
に、接着剤としてエポキシ系接着剤溶液を塗布し、厚み
が２０μｍの接着剤層を形成した後、これに上記で得た
ペリクル膜を押し付けて密着させ、７０℃、１５分間加
熱して接着し、余分な膜を取り除いたところ、外観が良
好で、膜の接着強度が１４０ｇｆ／ｃｍ² であるペリク
ルが得られた。

【００３４】上記のようにして得られたペリクルに実施
例１と同様に加速試験的に膜上方から接着剤部分にも光
線があたるように７ｍＷの強度の２５４ｎｍの紫外線を
照射し続けた。２４時間照射後、光線を遮断してペリク
ル膜を再度検査したところ、外観的にひび割れを起こ
し、接着剤境界付近の膜に白濁が発生していた。また光
線照射前のペリクルと同様に膜の接着強度を測定したと
ころ１５ｇｆ／ｃｍ² しか接着強度がなく、光線照射に
よって完全に接着剤が劣化してしまった。尚、この接着
剤の１９０ｎｍ、２４０ｎｍ付近の光線波長に対する光
線透過率は、それぞれ１２％／μｍ、１５％／μｍ程度
しかなかった。

【００３５】（比較例２）パーフルオロ（ブテニルビニ
ルエーテル）重合体・サイトップＣＴＸＳタイプ（前
出）を、その溶剤としてＣＴｓｏｌｖ１８０（前出）に
溶解して濃度５％の溶液を調製した。ついで、この溶液
を直径２００ｍｍ、厚さ３ｍｍの表面研磨した石英基板
面に、スピンコータを用いて膜厚が０．８４μｍの透明
膜を形成させ、１８０℃で１５分間乾燥して、ペリクル
膜を形成させた。

【００３６】次に、ペリクルフレームとして、アルマイ
ト処理した１２０ｍｍ角のアルミニウムフレームの上面
に、アクリルブタジエンアクリレート接着剤を塗布し、
これに上記で得たペリクル膜を押し付けて密着させ、３
６５ｎｍの紫外線を強度２ｍＷで２０秒間照射して固着
させた。その後、余分な膜を取り除いたところ、外観が
良好で、膜の接着強度が１００ｇｆ／ｃｍ² であるペリ
クルが得られた。

【００３７】上記のようにして得られたペリクルに加速
試験的に膜上方から接着剤部分にも光線があたるように
７ｍＷの強度の２５４ｎｍの紫外線を照射し続けた。２
４時間照射後、光線を遮断してペリクル膜を再度検査し
たところ、接着剤部分が外観的にひび割れを起こし、接
着剤境界付近の膜に白濁が発生していた。また光線照射
前のペリクルと同様に膜の接着強度を測定したところ１
０ｇｆ／ｃｍ ² しか接着強度がなく、光線照射によって
完全に接着剤が劣化してしまった。尚、この接着剤の１
９０ｎｍ、２４０ｎｍ付近の光線波長に対する光線透過
率は、それぞれ３７％／μｍ、４０％／μｍ程度しかな
かった。以上の結果を、表１にまとめて示した。

【００３８】

【表１】

【００３９】表１から明らかであるように、接着剤の光
線透過率が対象紫外線領域である１９０ｎｍ〜８００ｎ
ｍにおいて９０％／μｍ以上、好ましくは２４０ｎｍ〜
６００ｎｍにおいて９３％／μｍ以上あれば、対象領域
での光線吸収率が低いため、リソグラフィ光源による接
着剤の劣化が極めて少ないことが判った。一方、９０％
／μｍより低いと光線吸収率が高くなり、接着剤の劣
化、分解が進行し、接着強度が低下してペリクル膜がペ
リクルフレームから剥れることもある。

【００４０】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明
の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同
一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いか
なるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

【００４１】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、ペリクル膜とペリクルフレームを接着する接着剤の
光線透過率が、１９０ｎｍ〜８００ｎｍの波長範囲にお
いて９０％／μｍ以上のものを使用するので、対象波長
領域での光線の吸収率が低いために、リソグラフィ光源
による接着剤の劣化や分解が殆どなく、長時間安定して
使用可能なリソグラフィ用ペリクルを作製することがで
きる。従って、リソグラフィ工程における生産性の向上
とコストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ペリクルの構成例を示す説明図である。

【符号の説明】

１０…露光原版、１１…ペリクル、１２…ペリクル
フレーム、１３…ペリクル膜、１４…ろ過膜、１５
…通気孔。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともペリクルフレームの上面に、
ペリクル膜を接着したリソグラフィ用ペリクルであっ
て、該ペリクル膜とペリクルフレームを接着する接着剤
の光線透過率が、１９０ｎｍ〜８００ｎｍの光線波長領
域において、９０％／μｍ以上であることを特徴とする
リソグラフィ用ペリクル。
【請求項２】前記接着剤の光線透過率が、２４０ｎｍ
〜６００ｎｍの光線波長領域において、９３％／μｍ以
上であることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフ
ィ用ペリクル。
【請求項３】前記接着剤が、非晶質含フッ素重合体で
あることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
リソグラフィ用ペリクル。