JP2011164259A - 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】 ペリクルフレームの一端面に膜接着剤が設けられ、その接着剤によりフレームにペリクル膜が張接され、もう一方のフレーム端面に粘着層が設けられ、前記接着剤層の表面の平坦度が１０μｍ以下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、余り影響しないと考えられてきた、ペリクルフレームの粘着剤塗布側端面の平坦度が微妙に影響していることが分かってきた。
すなわち、マスクにペリクルを貼り付ける時には、フレームの接着剤側をペリクルマウンターの加圧板で加圧するのであるが、この時、接着剤層に凹凸があると、凸の部分がより大きな力で押されることになる。粘着剤の表面（マスク側表面）が平坦に仕上げられている場合、ペリクルフレームは全体として剛性が大きいので、ペリクルフレームそのものは接着剤層の凸の場所でも大きな変形は抑制されるが、ペリクルフレームを介しての加圧により、粘着剤の側面がマスクに膨出接触したり、その部分に圧縮応力が蓄積される。

加圧が終わって加圧板がペリクルから離れると、加圧力から開放された接着剤層は元の形状に戻ろうとする。粘着剤はある程度の粘着力と弾性とを持つため、膨出接触した部分では粘着剤側面のマスクへの接触が残り、その結果としてマスクが引っ張られ、また、圧縮応力が蓄積された部分ではマスクを押し広げ、ペリクル貼り付けによりマスクが歪むことになる。

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 特開２００９−２５５６０号公報

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、従来のものに比して、接着剤層の平坦度が高いペリクルと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膜接着剤が設けられ、その接着剤によりフレームにペリクル膜が張接され、もう一方のフレーム端面に粘着層が設けられ、前記接着剤層の表面の平坦度が１０μｍ以下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、接着剤層の平坦度が高いので、と、リソグラフィー用ペリクルをマスクに貼り付けるに際して加圧板でペリクルフレームを押すときに、より均一な圧力で押すことになり、その結果、粘着剤層の変形や残留圧縮応力の蓄積が抑制されるので、ペリクル貼り付けによるマスクの変形が抑制されるという利点が得られる。

本発明のリソグラフィー用ペリクルを示す説明模式図である。 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状態を示す説明模式図である。

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１を示す説明模式図であって、ペリクルフレーム２の一端にペリクル膜３が接着剤４で貼付され、他端にマスクに粘着する粘着剤層５が形成されている。粘着剤層５には、通常、セパレータが貼付されているが、図示では省略されている。
ここで、ペリクルフレーム２の両端（図では上下）には、凹凸が有り得ることを、折れ曲がり状に図示している。但し、両端面の対応位置に反対向きの凹凸があることを意味している訳ではない。

粘着剤層５は、特許文献５に記載される発明に基づいて、その面の平坦度が１５μｍ以下に形成される。そして、ペリクル膜３が貼付された接着剤層４の平坦度は、同様に、１５μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下とされる。
接着剤層にペリクル膜を接着させる工程で、ペリクル膜形成基板の平坦度を高くしておけば、ペリクル膜が接着された状態で、その表面の平坦度を前述の範囲に納めることが出来る。

粘着剤層が形成されたペリクルフレームの反対の端面に、通例の方法で接着剤を塗布する。塗布後、高平坦な面に接着剤を接触させ硬化させる。硬化後フレームを高平坦な面から脱離させる。その後高平坦化した接着剤面に、通例に従い、ペリクル膜を接着する。

このようにして形成された本発明のリソグラフィー用ペリクル１は、図２に模式的に示すように、リソグラフィー用ペリクル１をマスク６に粘着する場合、ペリクルマウンターの加圧板７で加圧しても、ペリクル膜３が接着された接着剤層４も、粘着剤層５も、その表面は、何れも、平坦度が高いので、マスク６とリソグラフィー用ペリクル１との間で押圧力の分布に斑が起こることが無く、変形や内部応力の蓄積が起こらないので、マスクに歪みが生ずることが殆ど無い。

［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×１１３ｍｍ、高さ４．５ｍｍ、肉厚２ｍｍ。粘着剤・接着剤側の平坦度は、共に、１５μｍ）を純水で洗浄後、その端面に信越化学工業株式会社製のシリコーン粘着剤（製品名：Ｘ−４０−３１２２Ａ）を塗布し、１時間室温で放置した。平坦度が３μｍの石英ガラス板上にセパレータを置いた上に、粘着剤を塗布したペリクルフレームを置いた。この時、粘着剤をセパレータに接触させ、粘着剤に平坦な面を形成させた。その後、石英ガラス基板を６０℃に加熱して粘着剤を硬化させた。粘着剤硬化後、セパレータを石英ガラス基板から剥離した。

その後、フレームの反対面に旭硝子（株）製のフッ素樹脂（商品名：サイトップＣＴＸ−Ｓ）を住友３Ｍ（株）製のフッ素溶液（商品名：ＮＯＶＥＣ７３００）に溶解させたフッ素樹脂溶液（濃度６％）を塗布し、その後１３０℃でペリクルフレームの加熱を行い溶媒を蒸発させフッ素樹脂を硬化させ接着剤層を形成した。その後接着剤層に平坦度が３μｍの石英ガラス板を接触させ、石英ガラス板を１００℃に１０分間加熱した。石英ガラス板、接着剤を室温まで冷却後、石英ガラス板を除去することで、平坦な接着面を得た。

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、接着剤層を加熱することにより、ペリクル膜を接着剤層に固定し、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。
このペリクルの平坦度をＸＹステージを有するレーザー変位計にて測定した。膜接着剤側の平坦度は８μｍ、粘着剤表面の平坦度も１５μｍであった。
このペリクルを、平坦度が０．２５μｍのマスクに貼り付けたところ、マスクの平坦度は０．２６μｍに変化した。変化量は０．０１μｍであり、十分に小さな値に抑制することができた。

［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１４９ｍｍ×１１３ｍｍ、高さ４．５ｍｍ、肉厚２ｍｍ。粘着剤・接着剤側の平坦度は、共に、１５μｍ）を純水で洗浄後、その端面に信越化学工業株式会社製のシリコーン粘着剤（製品名：Ｘ−４０−３１２２Ａ）を塗布し、１時間室温で放置した。平坦度が３μｍの石英ガラス基板上にセパレータを置いた上に、粘着剤を塗布したペリクルフレームを置いた。この時、粘着剤をセパレータに接触させ、粘着剤に平坦な面を形成させた。その後、石英ガラス基板を６０℃に加熱して粘着剤を硬化させた。粘着剤硬化後、セパレータを石英ガラス基板から剥離した。

その後、フレームの反対面に旭硝子（株）製のフッ素樹脂（商品名：サイトップＣＴＸ−Ｓ）を住友３Ｍ（株）製のフッ素溶液（商品名：ＮＯＶＥＣ７３００）に溶解させたフッ素樹脂溶液（濃度６％）を塗布し、その後１３０℃でペリクルフレームの加熱を行い溶媒を蒸発させフッ素樹脂を硬化させ接着剤層を形成した。
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、接着剤層を加熱することにより、ペリクル膜を接着剤層に固定し、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。

このペリクルの平坦度をＸＹステージを有するレーザー変位計にて測定した。膜接着剤側の平坦度は１５μｍ、粘着剤表面の平坦度も１５μｍであった。
このペリクルを、平坦度が０．２５μｍのマスクに貼り付けたところ、マスクの平坦度は０．３０μｍに変化した。

１：リソグラフィー用ペリクル
２：ペリクルフレーム
３：ペリクル膜
４：接着剤（層）
５：粘着剤（層）
６：マスク
７：（ペリクルマウンターの）加圧板

Claims (1)

1. ペリクルフレームの一端面に膜接着剤が設けられ、その接着剤によりフレームにペリクル膜が張接され、もう一方のフレーム端面に粘着層が設けられ、前記接着剤層の表面の平坦度が１０μｍ以下であることを特徴とするリソグラフィー用ペリクル。

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