JP2011164255A - リソグラフィー用ペリクル - Google Patents

Abstract

【課題】 マスクに貼り付けてもマスクに歪みを与えることの少ないリソグラフィー用ペリクルを提供する。
【解決手段】 本発明のリソグラフィー用ペリクルは、ペリクルフレームの一端面にペリクル膜が張設され、もう一方のペリクルフレーム端面に粘着層が設けられ、前記粘着剤層が平坦部を有する時に、その平坦部と側面とがなす角度が２７０°以上であることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

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に関する。

従来、ＬＳＩ、超ＬＳＩなどの半導体デバイスあるいは液晶表示板などの製造においては、半導体ウエハあるいは液晶用原板に光を照射してパターニングをするわけであるが、この場合に用いる露光原版にゴミが付着していると、このゴミが光を吸収したり、光を反射してしまうため、転写したパターニングが変形したり、エッジががさついたりしてしまい、寸法、品質、外観などがそこなわれ、半導体装置や液晶表示板などの性能や製造歩留まりの低下を来すという問題があった。

このため、これらの作業は、通常、クリーンルームで行われるが、このクリーンルーム内でも露光原版を常に正常に保つことが難しいので、露光原版の表面にゴミよけの為の、露光用の光を良く通過させるペリクルを貼着する方法が行われている。
この場合、ゴミは露光原版の表面には直接付着せず、ペリクル膜上に付着するため、リソグラフィー時に焦点を露光原版のパターン上に合わせておけば、ペリクル上のゴミは転写に無関係となる利点がある。

ペリクルは、光を良く通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、ポリエチレン等からなるペリクル枠の上部にペリクル膜の良溶媒を塗布し、風乾して接着する（特許文献１参照）か、アクリル樹脂やエポキシ樹脂などの接着剤で接着し（特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）、ペリクル枠の下部にはポリブテン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等からなる粘着層及び粘着層を保護する離型層（セパレータ）を接着して構成されている。

近年、リソグラフィーの解像度は次第に高くなってきており、その解像度を実現するために徐々に波長の短い光が光源として用いられるようになってきている。具体的には、紫外光［ｇ線（４３６ｎｍ）、Ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザー（２４８ｎｍ）］と移行しており、近年ではＡｒＦエキシマレーザー（１９３ｎｍ）が使用され始めた。

露光光の波長が短波長になるにつれて、露光原版（マスク）の変形歪みによるリソグラフィー像の変形の影響が問題となってきている。
露光原版の変形歪みを起こす原因の一つに、貼り付けるペリクルの平坦度があることが挙げられてきた。本発明者は先に、ペリクルのマスク粘着剤層の平坦度を向上させ、ペリクルのマスクへの貼り付けによるマスクの歪みを抑制することを提案した（特許文献５参照）。
特許文献５においては、ペリクルフレームの端面に塗布した粘着剤の表面を平坦な面とするために、平坦な面とした平坦板にペリクルフレームを自重で押し付ける状態で平坦な面とすることが提案されている。

この発明により、マスクの平坦度の確保が格段に向上したが、特に短波長による露光時に、像に歪みが生じる例が散見されるようになってきた。その原因を究明すると、マスクにペリクルを貼付する際に作用させる押圧力によって、粘着剤層が変形し、その変形部分がマスクに接触すると、押圧力を除去した時に、押圧時に変形してマスクに接触した部分が粘着して剥離することに抵抗し、マスクを引っ張り上げ、マスクを微妙に変形することに起因することが分かってきた。そして、露光光の波長が短波長になると、その微妙な変形によって、結像図形が変形するのである。

これを添付図面の図４を用いてさらに詳細に説明する。
図４の（ａ）は、ペリクルフレーム１１の一端面に粘着剤１２を塗布した段階で、塗布する粘着剤１２の粘度によって、下面が膨出している。（ｂ）の工程では、粘着剤（層）１２の表面を平坦板１３の表面側に向けてペリクルフレーム１１を載せ、その自重を利用して粘着剤層平面を平坦化する。このとき、粘着剤層１２をキュアして、半硬化状態とする。（ｃ）の工程では、ペリクルフレーム１１を平坦板１３から剥離する。このとき、粘着剤層１２の平面の端部１４は、その接平面１５（図では接線状に示されている）が表面に対して鈍角（θ）をなしている。つまり、図で、下に凸となっている。

（ｄ）の工程では、マスク１６上にペリクルの粘着剤層１２の平面を載置し、押圧力を作用させて、ペリクルをマスク１６に貼付する。このとき、粘着剤層１２の、外側（図では下側）に凸の粘着剤層１２の側面はさらに外側に膨出変形し、その一部はマスク１６の平面と接触する。そして、そこでマスクと粘着し、往圧力を除去しても元に戻らずに、その側面の接触がマスク面に残ったままになる。そして、粘着剤層の１２の収縮力によって、マスクにそれなりの歪みが生じることになる。

特開昭５８−２１９０２３号公報 米国特許第４８６１４０２号明細書 特公昭６３−２７７０７号公報 特開平７−１６８３４５号公報 特願２００８−１１９８０９号

以上の事情に鑑みて、本発明は、マスクに貼り付けてもマスクに歪みを与えることの少ないリソグラフィー用ペリクルを提供することを課題とする。

本発明は、粘着剤層の側面が、粘着剤層の平坦平面に対して、実質的に、２７０°以上で交わるようにすることを基本とする。
すなわち、本発明のリソグラフィー用ペリクルは、ペリクルフレームの一端面にペリクル膜が張設され、もう一方のペリクルフレーム端面に粘着剤層が設けられ、前記粘着剤層が平坦部を有する時に、その平坦部と側面とがなす角度（θ）が２７０°以上であることを特徴とする。

本発明のリソグラフィー用ペリクルは、粘着剤層の側面が平坦部となす角度が２７０°以上であるので、ペリクルをマスクに粘着させる際に押圧力を作用させても、粘着剤層の側面がマスクの平面と接触することがないので、押圧力が解除されても、粘着剤層の収縮に伴うマスクの歪みが生じることが無く、リソグラフィーにおける露光結像に形状の歪み・変形が起こる可能性が極めて少ない、と言う効果が得られる。

本発明のリソグラフィー用ペリクルの典型的な実施の形態を例示するもので、（ａ）は、粘着剤層の側面が平坦面とがなす角度が２７０°である例、（ｂ）は、２７０°以上である例を、それぞれ示す。 本発明のリソグラフィー用ペリクルの粘着剤層を形成する過程を例示するもので、（ａ）は、ペリクルフレームに粘着剤を塗布し、その先端部を平坦板に接触させた段階、（ｂ）は、粘着剤が、それ自身の重量で下方に流れる段階、（ｃ）は、粘着剤層を半硬化させて平坦板から剥離した段階、をそれぞれ示す。 本発明のリソグラフィー用ペリクルをマスクに貼り付ける段階を示す説明であって、（ａ）は、粘着剤層の側面が平坦面と２７０°で交わるリソグラフィー用ペリクルの場合、（ｂ）は、粘着剤層の側面が平坦面と２７０°で交わるリソグラフィー用ペリクルの場合、をそれぞれ示す。 従来技術におけるペリクルフレームの形成からマスクに貼付する工程を説明する図であって、（ａ）は、ペリクルフレームの一端面に粘着剤を塗布する工程、（ｂ）は、平坦板を利用した粘着剤層表面を平坦化する工程、（ｃ）は、平坦板からペリクルフレームを剥離する工程、（ｄ）は、ペリクルをマスクに貼付する工程、（ｅ）は、ペリクルをマスクに貼付し押圧を解除した工程、を、それぞれ示す。

以下に、添付図面を参照しながら、本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明のリソグラフィー用ペリクルの典型的な実施の形態を例示するもので、（ａ）は、粘着剤層の側面が平坦面となす角度が２７０°である例、（ｂ）は、２７０°以上である例を、それぞれ示すものである。
図１において、１はペリクルフレーム、２は粘着剤層である。粘着剤層の側面が平坦面とがなす角度は、粘着剤層の側面が平坦面とのコーナー部３の、半径が１０μｍ以下のアール部を無視して、平坦部平面と側面の延長ないし側面の接平面の延長とが交わる位置における角度θを意味するものとする。半径が１０μｍ以下のアール部によるマスクとの押圧時の接触・粘着は、その程度が少ないので、実質的に、実用されている露光光の波長の範囲では、マスクの変形による悪影響は無視して差し支えない程度である。なお、図１（ｂ）では、粘着剤層２の側面は平面状に略記したが、一般には、内側に凹となっている。凹の程度は、格別制限されない。

図２を参照しつつ、このような粘着剤層を形成する方法の一つを説明する。図２において、先ずペリクルフレーム１の一端面に粘着剤２を塗布し、粘着剤層２の表面を平坦にするために、平坦板３に接触させる（（ａ））。このときの粘着剤２の粘度を適当に調節しておく。そして、平坦板３とペリクルフレーム１との間隔を調整すると、粘着剤２が下方に流れ、粘着剤層２の側面は、平坦板４と直角になるか、一般には、側面が内側に凹の形状になる（（ｂ））。この状態で粘着剤（層）２を半硬化させ、形状を保存させて、平坦板から離脱させる（（ｃ））。

図３では、ペリクルをマスク５に貼り付ける工程を示す。本発明のペリクルでは、前述のとおり、粘着剤層２のコーナー部３の角度θが２７０°ないしそれ以上となっているので、貼り付けるための押圧力が作用しても、粘着剤層の側面が、その平坦面を越えてマスクの表面に接触・粘着することがないか、あったとしても極めて少ない。したがって、本発明のリソグラフィー用ペリクルを用いれば、マスクに有意の歪みを生起することがない。

［実施例］
アルミニウム合金製のペリクルフレーム（外形サイズ１４９ｍｍ×１１５ｍｍ、高さ４．５ｍｍ、肉厚２ｍｍ。粘着剤塗布面の幅は１．６ｍｍ）を純水で洗浄後、フレームホルダーに装着した。フレームの片端面に綜研化学株式会社製のアクリル粘着剤（ＳＫ−１４７３Ｈ）を塗布し、直後に粘着剤層を下にしてペリクルフレームをフレームホルダーから外し、石英基板上に置いた７５μｍ厚のＰＥＴ製セパレータに粘着剤層を接触させて粘着剤層を成型した。４時間後、粘着層を９０℃に加熱して硬化された後、再度ペリクルフレームをフレームホルダーに装着し、粘着剤層からセパレータを剥離した。

ペリクルフレームの反対端面に旭硝子社製サイトップ接着剤（ＣＴＸ−Ａ）を塗布した。その後１３０℃でペリクルフレームの加熱を行い、粘着剤および接着剤を硬化させた。その後上記ペリクルフレームよりも大きなアルミニウム枠に取ったペリクル膜に上記ペリクルフレームの接着剤側を貼り付け、ペリクルフレームよりも外側の部分を除去しペリクルを完成させた。
完成したペリクルの粘着剤層の厚みは０．３ｍｍであり、粘着剤の平坦部の幅は１．８ｍｍであった。またその平坦部と側面とがなす角度は約２７０°度であった。
このペリクルを平坦性が０．２５μｍのマスクに貼り付けたところ、平坦性は０．２５μｍと変化せず、非常に良好な結果となった。

［比較例］
アルミニウム合金製のペリクルフレーム（外形サイズ１４９ｍｍ１１５ｍｍ、高さ４．５ｍｍ、肉厚２ｍｍ。粘着剤塗布面の幅は１．６ｍｍ）を純水で洗浄後、フレームホルダーに装着した。ペリクルフレームの片端面に綜研化学株式会社製のアクリル粘着剤（ＳＫ−１４７３Ｈ）を塗布し、その後２時間放置後粘着剤層を下にしてペリクルフレームをフレームホルダーから外し、石英基板上に置いた７５μｍ厚のＰＥＴ製セパレータに粘着剤を接触させて粘着剤層を成型した。４時間後、粘着層を９０℃に加熱して硬化された後、再度ペリクルフレームをフレームホルダーに装着し、粘着剤層からセパレータを剥離した。

ペリクルフレームの反対端面に旭硝子社製サイトップ接着剤（ＣＴＸ−Ａ）を塗布した。その後１３０℃でペリクルフレームの加熱を行い、粘着剤および接着剤を硬化させた。その後上記ペリクルフレームよりも大きなアルミニウム枠に取ったペリクル膜に上記ペリクルフレームの接着剤側を貼り付け、ペリクルフレームよりも外側の部分を除去しペリクルを完成させた。
完成したペリクルの粘着剤層の厚みは０．３ｍｍであり、粘着剤の平坦部の幅は１．２ｍｍであった。またその平坦部と側面がなす角度は約２２５°であった。
このペリクルを平坦性が０．２５μｍのマスクに貼り付けたところ、平坦性は０．２７μｍに変化した。

１：ペリクルフレーム
２：粘着剤（層）
３：（粘着剤層の側面が平坦面との）コーナー部
４：平坦板
５：マスク
θ：粘着剤層の側面が平坦面とがなす角度
１１：ペリクルフレーム
１２：粘着剤（層）
１３：平坦板
１４：（粘着剤層の平面の）端部
１５：接平面
１６：マスク

Claims (1)

1. ペリクルフレームの一端面にペリクル膜が張設され、もう一方のペリクルフレーム端面に粘着層が設けられ、前記粘着剤層が平坦部を有する時に、その平坦部と側面とがなす角度が２７０°以上であることを特徴とするリソグラフィ用ペリクル。

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