JP2007328226A - ペリクル収納容器及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】保管、輸送、操作中において収納するペリクルの汚損を防止して品質を維持することのできるフォトリソグラフィー用ペリクル収納容器を提供すること。
【解決手段】ペリクルを載置する容器本体と、ペリクルを被覆・保持すると共に容器本体と互いに周縁部で嵌合係止する蓋体とからなるペリクル収納容器であって、蓋体が自重によりたわんでペリクル膜に付着することがないよう予め凸形状に設計、製作したことを特徴とするペリクル収納容器。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体デバイス、プリント基板あるいは液晶ディスプレイ等を製造する際のゴミよけとして使用される、リソグラフィー用ペリクルの収納容器及びその製造方法に関する。

ＬＳＩなどの半導体デバイス又は液晶ディスプレイなどの製造においては、半導体ウエハー或いは液晶用ガラス原板に光を照射してパターンを作製するが、この時に用いるフォトマスクあるいはレチクル（以下、単にフォトマスクと記述）にゴミが付着していると、このゴミが光を遮ったり、曲げたりしてしまうために、転写したパターンが損なわれるという問題があった。

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、それでもフォトマスクを常に清浄に保つ事が難しい。そこで、フォトマスク表面にゴミよけとして、ペリクルを貼付する方法が取られている。

この場合、異物はフォトマスクの表面上には直接付着せず、ペリクル上に付着するため、リソグラフィー工程において焦点をフォトマスクのパターン上に合わせておけば、ペリクル上の異物には焦点が合わないために転写に無影響となる。しかしながら、ペリクルにはマスクに貼り付けられた後にそれらが形成する閉空間の外部から内部へ異物が侵入することを防ぐ効果はあるが、ペリクル自身に異物が付着していて尚かつそれが閉空間の内部にある場合には、フォトマスク表面への異物付着を防ぐことは困難である。よって、ペリクル自身に高い清浄性が求められることはもとより、保管、輸送に使用するペリクル収納容器にもその清浄性を維持し得るという性能が強く求められる。
なお、ペリクルをペリクル収納容器へ固定する構造を開示した特許文献１がある。

登録実用新案第３０２３６１２号公報

上記のように、ペリクル収納容器にはペリクルの保管中及び輸送中にペリクルの清浄性を維持し得るという性能が強く求められ、そのためには、発塵源となり得る要因をできる限り少なくすることが重要である。発塵源となり得る要因には、ペリクル収納容器を構成する部品の材質、電気的特性、清浄度、ペリクル収納容器を構成する部品間の接触、ペリクル収納容器とペリクル膜の接触などが挙げられる。従って、ペリクル収納容器を構成する材料の材質、強度、電気的特性及びペリクルの固定方法などの様々な要素に配慮する必要がある。

一般的なペリクル収納容器はペリクルを載置する容器本体と、ペリクルを被覆・保持すると共に容器本体と互いに周縁部で嵌合係止する蓋体とから構成されていて、それぞれの材質は樹脂であり、蓋体は透明性を有している。半導体用ペリクルを収納する外形２００ｍｍ程度の容器は射出成型で成型し、液晶用ペリクルを収納する外形５００ｍｍ以上の大型容器はシート材の真空成型で成型することが一般的である。

最近では液晶用ペリクルの大型化が進み、ペリクルフレームの長辺又は長辺及び短辺が１，０００ｍｍを越えるサイズの大型ペリクルが大型パネル生産の主流になっている。ペリクルの大型化に伴いペリクル収納容器も大型化しているが、シート材の真空成型により製造される大型ペリクル収納容器は、大型化に伴い蓋体天面の自重によるたわみが無視できないほど大きくなり、輸送中にペリクル収納容器蓋体とペリクル膜が接触とするという問題も出ている。

本発明は上記のような問題に鑑みてなされてものであり、その目的は、保管、輸送、収納又は取り出しの操作中において収納するペリクル膜にペリクル収納容器蓋体が接触しないようにすると共に、ペリクルの汚損を防止して品質を維持することのできるフォトリソグラフィー用ペリクル収納容器及びその製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明者らは、以下の手段（１）及び（４）を見出した。好ましい実施態様である（２）、（３）及び（５）と共に列挙する。
（１）ペリクルを載置するための容器本体、及び、該ペリクルを収納すると共に該容器本体と互いに周縁部で密閉する蓋体からなるペリクル収納容器であって、蓋体中央部が密閉状態において平坦状又は外方向に凸形状を維持することを特徴とするペリクル収納容器、
（２）該蓋体及び／又は該容器本体の材質が樹脂であり、該蓋体及び／又は該容器本体の表面抵抗値が１×１０¹²Ω／□以下である（１）に記載のペリクル収納容器、
（３）該ペリクルのフレームの長辺及び短辺の合計が１，０００ｍｍを超えるサイズの大型ペリクルを載置する容器本体を有する（１）又は（２）に記載のペリクル収納容器、
（４）ペリクルを載置するための容器本体、及び、該ペリクルを収納すると共に該容器本体と互いに周縁部で密閉する蓋体からなるペリクル収納容器の製造方法であって、蓋体成型用シート材料を凸状表面を有する金型本体を用いて真空成型することにより蓋体を成型する工程を有することを特徴とするペリクル収納容器の製造方法、
（５）蓋体中央部が容器の密閉状態において平坦状又は容器外方向に凸形状を維持する程度の凸状曲率を有する金型本体を用いる（４）に記載のペリクル収納容器の製造方法。

上記の本発明（１）によれば、保管、輸送、操作中において収納するペリクル膜にペリクル収納容器蓋体が接触しないようにすると共に、ペリクルの汚損を防止して品質を維持することができる。
上記の実施態様（２）によれば、上記の効果に加えて、上記の低い表面抵抗値であるため、帯電防止性能が付与されることにより、大型液晶ペリクル収納容器では特に問題になる包装袋との摩擦で生じる静電気の蓄積を防止するなどの異物付着防止の効果が得られる。
また、特に（３）に規定する大型ペリクルで上記の効果が顕著である。
上記（４）の製造方法によれば好適に上記本発明のペリクル収納容器を製造することができる。

本発明のペリクル収納容器は、ペリクルを載置するための容器本体及びこれを覆う蓋体からなる。容器本体は、容器底板ないしトレイを構成し、中央部にはペリクルを完全に固定するか、又は、適度の自由度を有して固定することのできる手段を有しても良く、その周辺部には蓋の周縁部と密閉し又開放することのできる固定手段を有する。
蓋体は、上蓋であって、その中央部にふくらみを有し、容器本体に脱着可能に取り付けることができる。容器本体と蓋体とが一体に結合された状態において、蓋体が収納されたペリクルのペリクル膜と接触しない状態で、容器本体と蓋体との間にペリクルの収納空間を形成することができる。
ここで、容器本体に、サイズの異なるペリクルを位置決めして載置可能な同心状の条溝を設けて、ペリクルフレームの大きさに対応した条溝に載置することによりがたつきを抑えて収納しても良い（特開平１０−１４２７７２号公報参照）。
ペリクル収納容器は、容器本体の周縁部と蓋体の周縁部とを相互に密閉するための固定手段を有する。
容器本体と蓋体との固定手段としては、蓋体が着脱自在であれば任意の手段を選択することができる。容器本体の周辺に設けられた溝に、蓋の周縁部に設けた凸部がはめ入れるような嵌入方式でも良い。別の固定手段としては、容器本体と蓋体の両周縁部を開閉可能なクランプで挟んで固定してもよい。

容器本体及び蓋体を構成する合成樹脂については特に制限されないが、成型（加熱変形を含む。）が容易であり、帯電防止処理が容易であり、熱により変形しにくい材質が好ましい。

容器本体及び蓋体を構成する合成樹脂の材質としては、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、アクリロニトリル・エチレン・スチレンが例示できる。これらの樹脂は後述するように、帯電防止処理を施した樹脂を使用することが好ましい。

容器本体と蓋体の材質はペリクル収納容器全体の軽量化を考慮して、樹脂を用いることが好ましく、合成樹脂を用いることがより好ましい。蓋体の板厚は、軽量化を考慮すると薄い方が好ましいが、その反面板厚が薄ければその分蓋体の天面中央のたわみによる変形が大きくなるため、軽量化とたわみによる変形の低減を両立させることが望まれる。一般に蓋体は、厚さ５ｍｍ以下、好ましくは厚さ１〜４ｍｍの樹脂を用いることが好ましく、厚さ２〜３ｍｍの樹脂がより好ましい。
また、蓋体の成型過程で自重によりたわんでペリクル膜に付着することがないよう予め蓋体の天面中央部を外側に凸形状に設計し、製作することが好ましい。後に詳しく説明する。

容器本体及び蓋体の表面抵抗値を１×１０¹²Ω／□以下にすることが好ましい。この表面抵抗値は、１×１０¹⁰Ω／□以下がより好ましく、１×１０⁸Ω／□以下が特に好ましい。
容器本体及び／又は蓋体の表面抵抗値を１×１０¹²Ω／□以下にする帯電防止の方式も、発塵性に問題がなければ特に限定されず、ベースポリマーに親水性ポリマーを配合する方式、成型樹脂に導電材料を配合する方式、成型前の板材表面に導電膜を塗設する方式、成型後の容器本体表面又は蓋体表面に導電膜を形成する方式などから適宜選択すればよい。成型樹脂に配合する導電材料には、金属、金属酸化物、導電性ポリマーが含まれる。

製造容易性及び製造コストの点からは、帯電防止処理を施したプラスチックを好ましく使用できる。帯電防止処理としては、導電性フィラー（カーボンブラック、導電性ウイスカ、金属繊維など）を添加する方法がある。カーボンブラックを添加したポリカーボネートが例示できる。
その他の帯電防止処理としては、ポリマーアロイ技術を用いて親水性ポリマーをマトリックス樹脂中に分散させる処理である。マトリックス樹脂には、ＡＢＳ系樹脂、ＰＭＭＡ系樹脂及びＨＩＰＳ系樹脂が含まれ、親水性ポリマーにはポリエチレングリコール系ポリアミド共重合体、ポリエチレングリコールメタクリレート共重合体、エチレンオキシド・エピクロルヒドリン共重合体が含まれる。このようにして得られる帯電防止樹脂は市販されており、東レ（株）、ＪＳＲ（株）、旭化成工業（株）、呉羽化学工業（株）がその製造元に含まれる。
上記のような、導電フィラーを添加したプラスチックも親水性ポリマーをマトリックス樹脂に分散させた樹脂も、容器本体及び／又は蓋体の真空成型や射出成型の成型材料として使用できる。
本発明においてプラスチックに配合できる帯電防止剤は、堀田寛史著「帯電防止剤」、プラスチックエージ（１９９３年１１月号、１３４〜１４５頁）及びその参考文献に記載されている。また、親水性ポリマーをマトリックス樹脂に分散させたポリマーアロイについては、梅田憲章及び末澤寛典共著「永久帯電防止性材料の設計」、プラスチックエージ（１９９４年４月号、１０４〜１０９頁）及びその参考文献に記載されている。

表面抵抗値は、温度２４℃、湿度５０％の雰囲気下で測定する。測定装置は、東亜電波工業（株）の製造する超絶縁計ＳＭ−８２０５を使用する。負荷電圧は１，０００Ｖを標準とする。容器本体及び蓋体共に、測定する位置は容器の内側とし、矩形の場合対角線の交差点（ゲート部）を挟み測定端子が５０ｍｍ離れる位置とする。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１に本発明の一実施形態であるペリクル収納容器を示す。蓋体は、密閉状態でその中央部が外方向に凸形状を有している。
ペリクル収納容器１０は、容器本体１及び蓋体２により構成されており、容器本体１及び蓋体２の周縁部が互いに密閉可能であって閉空間を形成することができ、この閉空間内にペリクル８を収納している。ペリクル８は、ペリクルフレーム４にペリクル膜３が張設されている。従来のペリクル収納容器と同様に容器本体１の中央部に一段高い載置台を設けてペリクル８を載置し、移動中に載置台から移動しないように載置台の周縁には土手（不図示）を設けて移動防止しても良い。容器本体１及び蓋体２を密閉する手段は適宜選択することができる。この実施態様では、容器本体１の周縁部に設けた溝に蓋体２の周縁部に設けた凸部をはめ入れて固定する（嵌合係止）ことができるような構成を有しており、容器本体１に蓋体２を覆い被せ密閉することによりペリクル収納用の閉空間を形成している。

図２に、本発明のペリクル収納容器の別の一実施形態を示す。蓋体は、密閉状態でその中央部がほぼ平坦な状態を保っている。
これも図１と同様にして、蓋体２の成型過程で自重によりたわんでペリクル膜３に付着することがないように、蓋体２の天面中央部を予め凸形状に設計して製作したものである。しかしながら、自重によるたわみを相殺する量だけ緩やかに凸形状にしたため、ペリクル収納容器を水平に置いたときに蓋体２の天面が平坦（フラット）になっている。

図３に、本発明に使用する蓋体２の成型方法の一例を示す。本例は、真空成型金型本体６を使用する成型法である。これは、樹脂のシート材５を高温の金型本体６に接触させた後、真空引き孔７で真空状態を作ることにより蓋体２を成型するものである。従来の方法によると、ペリクル収納容器蓋体２のような平面形状のものは金型もフラットに設計するのであるが、本発明に使用する蓋体２では、自重による沈み込みの深さ（Ｘ）（図４参照）を予め見込んで金型本体６の天面部分を外方向に所定の高さ（Ｙ）だけ凸形状にしている。
このためにこの蓋体２を使用しても蓋体２が沈み込んでペリクル膜３に付着することがないという効果が達成できる。金型本体６の蓋体２の天面を成型する部分は自重によるたわみＸを見込んで予め外部方向にどの程度凸形状とするか、すなわち高さＹをどの程度の大きさにするかは天面の面積、形状、材質、厚み、最終的なペリクル膜面との距離などにより決定することができる。

容器の内外の気圧が等しい密閉状態において蓋体２を平坦状（図２に例示する）又は外方向に凸形状（図１に例示する）に維持するためには、図３における高さＹの大きさは、成型材料の材質、厚み、面積、縦横比などにより変動するが、ペリクル膜３の上に位置する蓋体中央部の幅Ｗが１，０００ｍｍである場合を例に取ると、以下の範囲であることが一般的である：
０．００１Ｗ≦Ｙ≦０．２Ｗ
なお、上記の幅Ｗは、ペリクルの直径又は対角長にほぼ相当する。

本発明の製造方法において、金型本体の凸状形状を上の関係式に適合するように決定することにより好適に本発明のペリクル収納容器を製造することができる。

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図１及び図２に示すペリクル収納容器１０を製作した。ペリクル収納容器１０の構成は、主に帯電防止性ＡＢＳ樹脂（表面抵抗値５×１０¹¹Ω／□）を真空成型法により成型した容器本体１と、同じく帯電防止性ＡＢＳ樹脂（表面抵抗値５×１０¹¹Ω／□）を真空成型法により成型した容器蓋体２とからなる。
図１のペリクル収納容器１０は蓋体２の天面がペリクル膜３に付着することがないよう天面が自重によりたわんでも凸形状になるように設計した。
図２のペリクル収納容器１０は蓋体２の天面が水平になるよう天面の自重によるたわみを相殺する量だけ緩やかに凸形状に設計した。

図３に本発明の蓋体２を製造するための真空成型金型を示す。真空成型金型の構成は、主に熱源を具備した金型本体６とシート材５を金型本体６に密着させるための真空引き孔７とからなる。

図１のペリクル収納容器１０を製作する際には、成型品を水平に置いた際に蓋体天面中央が上方に５〜１０ｍｍ凸形状になるよう高さＹの値を設計した。また、図２のペリクル収納容器１０を製作する際には成型品を水平に置いた際に蓋体天面中央が水平になるように高さＹの値を設定した。

これらのペリクル収納容器１０に、外寸７８２×４７４×６ｍｍのアルミニウム合金製のペリクルフレーム４の一方の端面にペリクル膜接着剤としてシリコーン粘着剤、他方の端面にマスク粘着剤としてシリコーン粘着剤（商品名ＫＲ１２０、信越化学工業（株）製）を塗布し、加熱によりキュアさせ、さらにフッ素系ポリマー（商品名サイトップ、旭硝子（株）製）をスピンコート法により得た厚さ約４μｍのペリクル膜３をこのペリクルフレーム４に貼付けたペリクル８を収納し、東京−福岡間を往復で空輸して輸送前後のペリクル膜３上の異物増加数を計測した。

クラス１００のクリーンルーム内でペリクル収納容器１０からペリクル８を取り出し、暗室内で４０万ルクスの光を照射してペリクル膜３表面の異物増加数を調べたところ、ペリクル膜３に損傷や異物の増加はなく、また、ペリクル８を構成する部品の変形、損傷も見られなかった。また、輸送後のペリクル膜３の帯電量をＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ／ＭＯＤＥＬ７７５で測定したところ−０．１ｋＶであった。

（比較例１）
図４に示すような蓋体２の自重によるたわみを考慮していないペリクル収納容器を製作した。容器本体１及び蓋体２の材質は表面抵抗値１０¹⁸Ω／□以上のアクリル性樹脂を使用した。このペリクル収納容器は、図５に示すような一般的な天面が水平の真空成型金型で製作したが、その結果、成型品を水平に置いた際に蓋体天面中央が下方へたわみ、沈み込みの深さＸが１３ｍｍとなった。

このペリクル収納容器に、外寸７８２×４７４×６ｍｍのアルミニウム合金製のペリクルフレーム４の一方の端面にペリクル膜接着剤としてシリコーン粘着剤、他方の端面にマスク粘着剤としてシリコーン粘着剤（商品名ＫＲ１２０、信越化学工業（株）製）を塗布し、加熱によりキュアさせ、さらにフッ素系ポリマー（商品名サイトップ、旭硝子（株））製）をスピンコート法により得た厚さ約４μｍのペリクル膜３をこのペリクルフレーム４に貼付けたペリクルを収納し、東京−福岡間を往復で空輸して輸送前後のペリクル膜３上の異物増加数を計測した。

クラス１００のクリーンルーム内でペリクル収納容器からペリクルを取り出し、暗室内で４０万ルクスの光を照射してペリクル膜３表面を調べたところ、ペリクル膜３中央には直径約２５ｍｍの接触痕がみられその周囲には１０μｍ以上の異物が無数に増加していた。また、輸送後のペリクル膜３の帯電量をＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ／ＭＯＤＥＬ７７５で測定したところ−３．８ｋＶと帯電していることを示した。

本発明によるペリクル収納容器の一実施例を示す断面図である。 本発明によるペリクル収納容器の他の一実施例を示す断面図である。 本発明に使用する蓋体を成型する真空成型金型の一例を示す断面図である。 一般的なペリクル収納容器の従来例である。 一般的な真空成型金型の従来例である。

符号の説明

１ 容器本体
２ 蓋体
３ ペリクル膜
４ ペリクルフレーム
５ シート材
６ （真空成型）金型本体
７ 真空引き孔
８ ペリクル
１０ ペリクル収納容器
Ｗ 蓋体中央部の幅
Ｘ 中央部を水平に成型した蓋体の自重による沈み込みの深さ
Ｙ 中央部を外方向にＸの変形を相殺する高さ

Claims (5)

1. ペリクルを載置するための容器本体、及び、該ペリクルを収納すると共に該容器本体と互いに周縁部で密閉する蓋体からなるペリクル収納容器であって、蓋体中央部が密閉状態において平坦状又は外方向に凸形状を維持することを特徴とするペリクル収納容器。
2. 該容器本体及び／又は該蓋体の材質が樹脂であり、該容器本体及び／又は該蓋体の表面抵抗値が１×１０¹²Ω／□以下である請求項１に記載のペリクル収納容器。
3. 該ペリクルのフレームの長辺及び短辺の合計が１，０００ｍｍを超えるサイズの大型ペリクルを載置する容器本体を有する請求項１又は２に記載のペリクル収納容器。
4. ペリクルを載置するための容器本体、及び、該ペリクルを収納すると共に該容器本体と互いに周縁部で密閉する蓋体からなるペリクル収納容器の製造方法であって、
   蓋体成型用シート材料を凸状表面を有する金型本体を用いて真空成型することにより蓋体を成型する工程を有することを特徴とするペリクル収納容器の製造方法。
5. 蓋体中央部が容器の密閉状態において平坦状又は容器外方向に凸形状を維持する程度の凸状曲率を有する金型本体を用いる請求項４に記載のペリクル収納容器の製造方法。
   
   

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