JP2001232312A

JP2001232312A - ペリクル接着層保護用ライナーの洗浄方法

Info

Publication number: JP2001232312A
Application number: JP2000047138A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Sekihara; 一敏関原
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2000-02-24
Filing date: 2000-02-24
Publication date: 2001-08-28

Abstract

(57)【要約】【課題】洗浄作業に人手が不必要で、洗浄能力が高
く、かつ表面の離型層に損傷を与えることのない、生産
性の高いライナーの洗浄方法を提供する。【解決手段】界面活性剤水溶液中において、平均で８
〜４５kPaの範囲の音圧強度で超音波洗浄を行うことを
特徴とし、このとき周波数が２０〜５０kHzの範囲内に
ある少なくとも２つの周波数の異なる超音波を同時に混
合・照射して洗浄するのが望ましい。あるいは周波数が
２０〜５０kHzの範囲内にある少なくとも３kHz以上の帯
域幅で連続して変調を繰り返す超音波を用いて洗浄して
もよい。超音波洗浄後、さらに純水中において超音波仕
上げ洗浄を行うとより効果的である。

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などの半導体装置あ
るいは液晶表示板を製造する際の露光原板のゴミよけと
して、実質的に５００ｎｍ以下の光を用いる露光方式で
使用されるリソグラフィー用ペリクルの接着層保護用ラ
イナーの洗浄方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩ、超ＬＳＩなどの半導体装置ある
いは液晶表示板などの製造においては、半導体ウエハー
あるいは液晶用原板に光を照射してパターニングされる
が、このとき用いる露光原板にゴミ等の異物が付着して
いると、異物が光を吸収したり反射するため、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
が損われるという問題があった。

【０００３】このため、これらの作業は通常クリーンル
ーム内で行われているが、クリーンルーム内でも露光原
板を常に清浄に保つことが難しいため、露光用の光をよ
く通過させるペリクルを、ゴミ等の異物よけのために露
光原板に装着する方法が採られている。この場合、異物
は露光原板の表面には付着せず、ペリクル膜に付着する
ため、リソグラフィー時に焦点を露光原板のパターン上
に合わせておけば、ペリクル膜面上の異物は転写に無関
係となる。

【０００４】ペリクルは、通常光をよく透過させるニト
ロセルロース、酢酸セルロースなどからなる透明なペリ
クル膜を、アルミニウム、ステンレス、ポリエチレンな
どからなるペリクル枠の上端面に、ペリクル膜の良溶媒
を塗布して、風乾し接着することにより製作される（米
国特許第4861402号明細書、特公昭63−27707号公報参
照）。さらに、ペリクル枠の下端面には、露光原版に装
着するためのポリブデン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ア
クリル樹脂等からなる粘着性を有する接着層、および接
着層の保護を目的としたライナーが貼付されている。

【０００５】一般的に、ライナーは、ペリクルの接着層
と接する側の表面に離型性を付与した、厚さ１００〜３
００μmの樹脂シートをペリクルの接着層を保護できる
形状に切断して製作される。ライナーに使用される材料
は、接着層と接する面にこの接着層に対する離型性を有
し、引き剥がしに耐えうる強度を有し、さらに、表面が
平滑でパーティクルを生ずる心配がないものであればよ
い。そのため、ステンレス等の金属シートやＰＥＴ、Ｐ
ＶＣなどの樹脂シートの片面にフッ素系の離型剤を塗布
して表面に離型性を付与したもの、あるいは表面が離型
性を有するＰＴＦＥ等の樹脂シートを使用することがで
きる。一般的にはコスト的な面から、ＰＥＴなどの樹脂
シートの表面に、離型剤を塗布したものが用いられてい
る。

【０００６】ライナーの成形方法としては、シート材か
らプレス機と抜き型を使用して打ち抜く方法、カッティ
ングプロッタで切り抜く方法、等が挙げられる。しか
し、何れの方法においても、離型剤の塗布された樹脂シ
ートを機械的に切断するため、切断時には微細な切りく
ず、バリ等が少なからず発生し、製作されたライナー
は、切断時の切りくず等の異物が多く付着した、清浄で
ない表面となっている。ライナーは、ペリクルを露光原
版に貼り付ける直前に接着層から剥がされ、廃棄され
る。このためペリクルの装着使用中にライナーの清浄度
が問題となることはない。しかし、ライナーに異物が付
着していると、ペリクルを製造してから実際に使用され
るまでの輸送中に、振動等により付着していた異物が飛
散してペリクルの構造体を汚染してしまうことが懸念さ
れるため、ライナーについてもペリクル本体と同様にき
わめて高い清浄度が要求される。

【０００７】現在、低コストで高性能な洗浄方法とし
て、超音波洗浄の利用が半導体工業のみならず、一般に
広く行われている。超音波洗浄は、超音波の音圧が大き
いほど洗浄能力も高くなる。また、洗浄液として界面活
性剤をはじめとする界面張力の小さい液体を使用すると
飛躍的に洗浄力が高くなることが知られている。ライナ
ーの洗浄においても、界面活性剤を含む水溶液（以下、
界面活性剤水溶液という）中で洗浄を行うと、極めて清
浄な表面が得られる。このとき照射された超音波の作用
により、界面活性剤がライナー表面によく吸着され、界
面活性剤は異物との界面だけでなく、ライナー表面の微
細な凹凸、傷などの隙間にも入り込む。これは超音波が
隅々までよく伝達されるためである。

【０００８】しかしながら、このことは、樹脂シートの
表面に離型剤を塗布して離型層が形成されたライナー
は、超音波によりキズ等の欠陥を起点として表面の離型
層が剥離してしまうという現象を引き起こす。離型層の
剥離したライナーは、接着層から剥離できないため、こ
のペリクルは不良品となる。このような理由から、従
来、界面活性剤水溶液や石油化学系の洗浄剤など界面張
力の低い液体中で、超音波洗浄によりライナーを洗浄す
るのは不可能であった。このため、ライナーの洗浄は単
に純水中で行なうのが一般的であった。

【０００９】洗浄液に純水を使用した場合、ライナーの
表面は水に対する濡れ性が悪いために、水は離型層に存
在する微少なキズや凹凸の奥までは侵入することができ
ない。また、同じ理由から、超音波洗浄中にキャビテー
ションで発生した気泡がライナーの表面に付着して留ま
り、ライナーの表面を超音波から遮蔽してしまう。この
ため、離型層の剥離は発生しないものの、洗浄効果が低
く、純水中での超音波洗浄だけでは、良好な洗浄品質を
得ることは不可能であった。

【００１０】上記理由により、従来、洗浄力を補完する
ためにスクラブ（こすり）洗浄を行った後、純水中で超
音波洗浄を行う方法が採られていた。前記したように、
ライナーは厚さ１００〜３００μmの薄いシートで製作
され、なおかつペリクルの形状に合わせて中央部が打ち
抜かれた枠状で、剛性がないため、スクラブ洗浄の自働
化は極めて困難で、スクラブ洗浄は人間の手作業で行わ
れていた。しかし、人間の手作業で洗浄するにしても容
易ではない。このため、ガラス等の材質からなる平滑な
基板上に、所定の形状に切断されたライナーを置き、不
織布などに界面活性剤の水溶液を浸潤させて手でスクラ
ブする、という極めて原始的な方法しか採り得なかっ
た。この方法は、洗浄の多くをスクラブ洗浄作業による
人手に頼っていたため、時折、洗浄品質に手作業のムラ
に起因するばらつきが生じ、作業者の肉体的負担が極め
て大きいという問題があった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたもので、洗浄作業に人手が不必要で、
洗浄能力が高く、かつ表面の離型層に損傷を与えること
のない、生産性の高いライナーの洗浄方法を提供するも
のである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】ライナーの超音波洗浄に
おいて、洗浄力を重視して音圧強度を大きくすると、異
物の除去には優れているものの、ライナーの離型層が剥
離してしまう。逆に、離型層を保護するために音圧強度
を小さくすると、洗浄力が低下する。この問題を解決す
るべく、本発明者は種々検討を重ねた結果、離型層の剥
離を発生させず、かつ洗浄能力の高いライナーの超音波
洗浄方法を見いだした。すなわち、本発明のペリクル接
着層保護用ライナーの洗浄方法は、界面活性剤水溶液中
において、平均で８〜４５kPaの範囲の音圧強度で超音
波洗浄を行うことを特徴としている。

【００１３】超音波洗浄に際しては、周波数が２０〜５
０kHzの範囲内にある少なくとも２つの周波数の異なる
超音波を同時に混合・照射して洗浄するのが望ましい。
また、周波数が２０〜５０kHzの範囲内にある少なくと
も３kHz以上の帯域幅で連続して変調を繰り返す超音波
を用いて洗浄するのが望ましい。さらに、超音波洗浄
後、純水中において超音波仕上げ洗浄を行うとより効果
的である。その後、風乾して乾燥する。なお、界面活性
剤水溶液中での超音波洗浄時間は１〜１２分とするのが
よい。また純水中での超音波仕上げ洗浄時間は５〜３０
分とするのがよい。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明は、対象とするライナーの
材質、形状等は問わないが、表面に塗布された離型剤に
より離型性が付与されているライナーに対して、特に効
果が大きい。以下、本発明のライナーの洗浄方法につい
てさらに詳しく説明する。はじめに、適切な洗浄治具に
ライナーを取り付け、界面活性剤水溶液中で超音波洗浄
を行う。使用する界面活性剤は、ライナー及び離型層の
材質に応じて選択すればよく、特に限定されるものでは
ないが、具体例として、例えば、洗浄剤「NCW‐601A」
（和光純薬工業製、商品名）が挙げられる。

【００１５】界面活性剤の濃度は、被洗浄商品の性能、
使用液の交換頻度に応じて選択すればよい。洗浄時の界
面活性剤水溶液の温度は、高いほど洗浄能力も高くなる
が、これに伴い離型層が剥離したり損傷しやすくなるほ
か、基材樹脂の熱による変形も懸念される。このため、
温度は、３５〜５０℃、好ましくは４０〜４５℃の範囲
とするのがよい。

【００１６】超音波の強度は、最も重要で、離型層に剥
離や損傷を発生させず、なおかつ充分な洗浄力が得られ
るものとしなければならない。洗浄中のライナー近傍で
の超音波の音圧強度は、平均で８〜４５kPa、好ましく
は２０〜２５kPaの範囲とするのがよく、８kPa未満では
洗浄力が弱く、４５kPaを超えると離型層に剥離や損傷
が発生しやすくなる。このときの超音波洗浄に用いる超
音波の周波数は、２０〜５０kHzの範囲内で選択すると
よい。周波数を２０〜５０kHzとする理由は、２０kHz未
満の超音波は、発生するキャビテーションが極めて強力
なため、その制御が困難である。また、５０kHzを超え
る高周波は、発生するキャビテーションが弱くなり、表
面のダメージは軽減されるものの、大きな洗浄効果が期
待できない。その上、出力の密度によっては、基材樹脂
が超音波を吸収して発熱し、変色等を起こす虞があり、
好ましくない。また、単一周波数の超音波洗浄機では、
定在波の影響で音圧強度の分布が不均一になるため、部
位によっては、離型層の剥離が発生したり、逆に、洗浄
不良の発生が懸念される。

【００１７】そこで、望ましくは、周波数が２０〜５０
kHzの範囲内にある少なくとも２つの周波数の異なる超
音波が同時に混合されて照射される超音波洗浄機を使用
するとよい。この超音波洗浄機は、このような機能を有
するものであれば特にその種類は問わないが、その一つ
を例示すれば、４周波混合型超音波洗浄機「発振器UO12
00FX1‐P」（国際電気エルテック製、商品名）が挙げら
れる。また、同様の観点から、周波数が２０〜５０kHz
の範囲内にある少なくとも３kHz以上の帯域幅で、連続
して変調を繰り返すもの（スイープ方式）を使用するこ
とも有効である。これは超音波の周波数（波長）が連続
して変化するため、強度分布のムラがより少ないためで
ある。使用する超音波洗浄機は、このような機能を有す
るものであれば特にその種類は問わないが、その一つを
例示すれば、スイープ型超音波洗浄機「発振器UO1200PV
‐Y」（国際電気エルテック製、商品名）が挙げられ
る。

【００１８】超音波の照射方向は、洗浄治具の形状、洗
浄液中でのライナーの配置に合わせて、ライナー表面に
局所的な超音波の強弱ができないように設定すればよ
く、特にその向きを問わない。超音波洗浄中、除去され
た異物を速やかに槽外へ排出させ、ライナー表面への再
付着を防ぐために、洗浄液は、槽容積の５０％／分以上
となる流量でフイルターを通しながら循環させることが
望ましい。界面活性剤水溶液中での洗浄時間は、超音波
強度に次いで重要である。洗浄時間を長くするほど、洗
浄力は高くなるが、離型層の剥離や損傷も進行する。そ
こでライナーの洗浄品質を確保しつつ、離型層の剥離や
損傷を防ぐためには、好ましくは１〜１２分、最も好ま
しくは３〜８分の範囲とするのがよい。

【００１９】界面活性剤水溶液中での超音波洗浄の後
は、直ちに純水中で超音波洗浄を行うのが望ましい。こ
のときの超音波洗浄機の周波数、発振方式、照射方向等
は界面活性剤水溶液による洗浄の場合と同様でよい。超
音波の強度は、前記したように、純水中の超音波洗浄で
は離型層の剥離がほとんど発生しないため、厳しく強度
範囲を定める必要はないが、界面活性剤水溶液による洗
浄の場合と同程度の超音波強度が望ましい。このときの
純水の温度は、高温にすると離型層が劣化しやすくなる
ため、２５〜３５℃の範囲とするのがよい。また、純水
中での洗浄時間は、使用する界面活性剤のすすぎ性に応
じて５〜３０分の範囲で適宜選択すればよい。なお、洗
浄槽間の搬送は、異物の付着防止の観点から、適切に設
計された自動装置により行われることが望ましいが、特
にこれに限定されるものではない。上記構成とすること
により、洗浄作業に人手が不要で、洗浄能力が高く、か
つ表面の離型層に剥離や損傷を与えることのない、ライ
ナーの洗浄方法が得られる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明のライナーの洗浄方法につい
て、さらに実施例及び比較例を挙げて説明する。（実施例１）図１は、界面活性剤水溶液を洗浄液として
使用する洗浄装置を示し、ステンレス製洗浄槽１１の底
面に超音波振動板１２を有する超音波洗浄機である。槽
内の洗浄液１３は、循環ポンプ１４により循環され、こ
の循環流路に配設されたヒーター１５で所定の温度まで
加熱され、さらにフイルター１６を通過して濾過され
る。個々の被洗浄ライナー１７は、洗浄治具１８で保持
され洗浄液中に浸漬される。この装置を、クラス１０の
クリーンルーム内に設置した。

【００２１】洗浄液として、洗浄剤「NCW‐601A」（和
光純薬工業製、商品名）を純水に溶解して、濃度５vol
％の界面活性剤水溶液を調製した。この洗浄液を図１に
示す装置に投入し、ポンプ１４で循環させながら、ヒー
ター１５で４５℃に昇温し、保持した。超音波洗浄機に
は、周波数４１〜４７kHzの範囲内で連続して変調を繰
り返すスイープ方式のものを使用し、予め、超音波強度
が被洗浄物近傍で平均２５kPaとなるように調節した。
被洗浄ライナー１７を洗浄液に浸漬し、５分間超音波洗
浄を行った。時間経過後、直ちに洗浄液から引き上げ、
純水を１０dm³／分の流量で掛け流して界面活性剤の大
部分を除去した。

【００２２】次に、図２に示す装置を使用して、純水中
で超音波洗浄を行った。この装置は、界面活性剤水溶液
を洗浄液に用いる図１に示した装置とほぼ同様である
が、洗浄槽内に純水を供給する配管２７と、排出する配
管２８を有する点が異なっている。このときの純水温度
は３０℃とし、洗浄槽容積の５０％／分の流量でフイル
ターを通して循環させながら、周波数２５．８、２６．
２、３５．５、３６．５kHzの４つの周波数が同時に照
射される４周波混合方式の超音波洗浄を行った。超音波
の強度は、被洗浄ライナー近傍で平均２５kPaとなるよ
うに調整した。また、槽内の純水の純度を保つため、洗
浄中は配管２７より比抵抗１８MΩの純水を槽容積の１
０％／分の流量で槽内に流入させ、同時に同量を配管２
８より排出させた。

【００２３】洗浄開始から１０分経過後、被洗浄ライナ
ーを洗浄液から引き上げ、４時間風乾して完全に表面を
乾燥させた。乾燥後、同じクリーンルーム内に設けられ
た暗室内で、４０万ルクスの集光ランプにてライナー表
面の異物の有無を観察した。その結果、洗浄した１００
枚中９４枚について、目視で確認できる異物は全く残っ
ていなかった。また、表面の離型層に剥離している部分
は全く見つからなかった。

【００２４】（比較例１）上記実施例と同一の洗浄液、
洗浄装置を使用し、界面活性剤水溶液で満たした超音波
洗浄槽の超音波強度を平均６０kPaとした以外は、実施
例１と同条件で洗浄を行った。洗浄後の試料を暗室内
で、４０万ルクスの集光ランプにて異物の有無を観察し
たところ、洗浄した１００枚中９８枚に全く異物が認め
られなかったが、１００枚中５６枚に離型層の剥離が発
生しており、その剥離領域の大きさはいずれも直径１〜
１．５ｍｍφにも達し、許容できない大きさであった。

【００２５】

【発明の効果】本発明によるライナーの洗浄方法は、上
記した構成からなり、ライナー表面の離型層に損傷を与
えずに、極めて清浄な表面を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において洗浄液に界面活性剤水溶液を
使用する洗浄装置を示す概略断面図である。

【図２】本発明において洗浄液に純水を使用する洗浄
装置を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１１，２１・・ステンレス製洗浄槽１２，２２・・超音波振動板１３・・・・・洗浄液（界面活性剤水溶液）１４，２４・・ポンプ１５・・・・・ヒーター１６，２６・・フイルター１７・・・・・被洗浄ライナー１８・・・・・洗浄治具２３・・・・・洗浄液（純水）２７・・・・・純水供給用配管２８・・・・・純水排出用配管（オーバーフロー）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｆ 1/14 Ｇ０３Ｆ 1/14 Ｊ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】界面活性剤水溶液中において、平均で８
〜４５kPaの範囲の音圧強度で超音波洗浄を行うことを
特徴とするペリクル接着層保護用ライナーの洗浄方法。
【請求項２】前記超音波洗浄において、周波数が２０
〜５０kHzの範囲内にある少なくとも２つの周波数の異
なる超音波を同時に混合・照射して洗浄する請求項１に
記載のペリクル接着層保護用ライナーの洗浄方法。
【請求項３】前記超音波洗浄において、周波数が２０
〜５０kHzの範囲内にある少なくとも３kHz以上の帯域幅
で連続して変調を繰り返す超音波を用いて洗浄する請求
項１又は２に記載のペリクル接着層保護用ライナーの洗
浄方法。
【請求項４】前記超音波洗浄において、界面活性剤水
溶液中での洗浄時間が１〜１２分である請求項１ないし
３のいずれかに記載のペリクル接着層保護用ライナーの
洗浄方法。
【請求項５】前記超音波洗浄後、さらに純水中におい
て超音波仕上げ洗浄を行う請求項１乃至４のいずれかに
記載のペリクル接着層保護用ライナーの洗浄方法。
【請求項６】前記純水中での超音波仕上げ洗浄時間
が、５〜３０分である請求項５に記載のペリクル接着層
保護用ライナーの洗浄方法。