JP2012022129A

JP2012022129A - ペリクルのフォトマスクへの取り付け構造

Info

Publication number: JP2012022129A
Application number: JP2010159618A
Authority: JP
Inventors: Hitomi Tsukuda; ひとみ佃
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2010-07-14
Filing date: 2010-07-14
Publication date: 2012-02-02
Anticipated expiration: 2030-07-14
Also published as: JP5668346B2

Abstract

【課題】ペリクルからの発ガスを抑制し、フォトマスクからペリクルを簡単に剥がせるペリクルのフォトマスクへの取り付け構造を提供すること。
【解決手段】ペリクルフレーム４は矩形の筒状を呈し、４つの平坦な側面を有しており、係止用突起５は、各側面のペリクル膜１寄りの箇所に設けられている。掛け止め部材６の装着は、第２腕部６Ｃを係止用突起５に係止させ、第１腕部６Ｂを、ペリクルフレーム４の延長上に位置するフォトマスク２０（石英基板２１）の背面箇所に係止させることで行なわれる。これにより、第１腕部６Ｂと脚部６Ａとが交わる部分や第２腕部６Ｃと脚部６Ａとが交わる部分が撓み、ペリクルフレーム４の軸方向の他端をフォトマスク２０の表面に押圧する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＳＩ（大規模集積回路）、ＴＦＴ型ＬＣＤ（薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ）等の半導体装置を製造する際のリソグラフィー工程で使用されるフォトマスク（フォトマスクはレチクルとも呼ばれる）に異物が付着することを防止するために、フォトマスクに接着して用いられるペリクルに関するものである。

ウエハー等を用いた半導体を製造する場合には、フォトマスクに形成されたパターンをフォトレジスト等の感光剤を塗布した基板上に投影光学系にて露光する投影露光方式が使用されている。

これらのフォトマスクのパターン上に異物が付着した場合、露光時、その部分の結像を妨げるため、製品に欠陥が現れる。
このようなフォトマスク表面に付着する異物による解像不良を防ぐため、フォトマスクは、その表面に透光性を有する防塵カバーとしてペリクルを装着している。

このペリクルをフォトマスクに接着する為にペリクルフレームに接着剤が使われている。
近年、ペリクルを構成する部材から発せられるガスがフォトマスクの曇りの要因の一つとして懸念されている。ペリクルは様々な形状があり、例えば特許文献１に示されているように接着剤を減らす目的で端面等に溝を作るなど様々な加工がされている。

特開平６−１９１２４号公報特開平８−２１７１２７号公報

また、ペリクルはフォトマスクに接着させることを重点的に考えられており、フォトマスクとの接着は強固なものである。
このため、フォトマスク洗浄の際にフォトマスクからペリクルを剥離しても、フォトマスク上には接着剤が残り、このフォトマスク上に残る接着剤は容易に落とせず、強アルカリによる洗浄でパターンへのダメージが問題とされている。

発生ガス、洗浄の観点からペリクルに使用される接着剤の量を減らし、ペリクルを剥がした跡が残らないよう、ペリクル接着剤の改善が求められるようになってきた。
本発明の目的は、ペリクルからの発ガスを抑制し、フォトマスクからペリクルを簡単に剥がせるペリクルのフォトマスクへの取り付け構造を提供することにある。

本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項１の発明は、筒状のペリクルフレームと、前記ペリクルフレームの軸方向の一端開口を覆うように設けられたペリクル膜とを備えるペリクルを、塵埃から保護すべきフォトマスクの表面を前記ペリクルフレームの内側に位置させ前記ペリクルフレームの軸方向の他端をフォトマスクの表面に載置してフォトマスクに取り付ける構造であって、前記ペリクルフレームの外側面で周方向に間隔をおいた箇所に突設された複数の係止用突起と、前記係止用突起と、前記フォトマスクの表面に載置された前記ペリクルフレームの延長上に位置する前記フォトマスクの背面箇所とに係止可能でそれら係止用突起と背面箇所とに係止した状態で前記ペリクルフレームの軸方向の他端を前記フォトマスクの表面に押圧する掛け止め部材とを備えるペリクルのフォトマスクへの取り付け構造である。

また、請求項２の発明は、フォトマスクの表面に載置される前記ペリクルフレームの軸方向の他端に、弾性を有しガスの発生の少ない材料からなるパッキンが取着されている請求項１記載のペリクルのフォトマスクへの取り付け構造である。

また、請求項３の発明は、前記材料はフッ素系樹脂である請求項２記載のペリクルのフォトマスクへの取り付け構造である。

また、請求項４の発明は、前記掛け止め部材は、細長形状の脚部と、前記脚部の長手方向の一端から突出し前記フォトマスクの背面箇所に係止可能な第１腕部と、前記脚部の長手方向の他端から突出し前記係止用突起に係止可能な第２腕部とを備える請求項１乃至３に何れか１項記載のペリクルのフォトマスクへの取り付け構造である。
また、請求項５の発明は、前記第２腕部が前記係止用突起に係止した状態を保持する保持手段をさらに備える請求項４記載のペリクルのフォトマスクへの取り付け構造である。

本発明によれば、フォトマスクとペリクルを接着剤を用いず取着することが可能となり、接着剤を用いないことでペリクルから発生するガスを抑制し、かつペリクル剥離を容易にし、フォトマスクに接着跡を残さないことが可能となる。従って、フォトマスク洗浄の際にフォトマスクからペリクルを剥離しても、フォトマスク上には接着剤が残らず、洗浄によるダメージを低減できる。また、アウトガス発生を抑制するため、表面汚染による露光光の透過率低下などのトラブル発生率を低減でき、歩留りの向上に繋がる。

は、本発明のペリクルの一実施例を示す概略構成の側断面図である。は、本発明のペリクルフレーム４の概略構成図で、（a）はフォトマスク２１上に装着した上面図であり、（b）は側断面図である。（a）、（b）は、本発明のペリクルの実施の形態を示す説明図である。従来のペリクルと本発明の実施の形態に係るペリクルの捕集治具を用いてガスクロマトグラフ質量分析計にて発ガス量の比較を実施した結果を示す図である。

以下、本発明のペリクルの具体的構成についてその一例を詳細に説明する。
なお、後述する実施形態は、本発明の具体的な構成例であり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。

図１は、本発明のペリクルの一例を示す概略構成図である。
ペリクルはフォトマスク２０上に設置する透光性を有する防塵カバーである。
本発明のペリクル１０は、筒状のペリクルフレーム４と、ペリクルフレーム４の軸方向の一端開口を覆うように設けられたペリクル膜１とを備える。
本発明のペリクル１０は、塵埃から保護すべきフォトマスク２０の表面をペリクルフレーム４の内側に位置させペリクルフレーム４の軸方向の他端をフォトマスク２０の表面に載置して係止用突起５と掛け止め部材６によりフォトマスク２０上に設置される。
フォトマスク２０の表面に載置されるペリクルフレーム４の軸方向の他端にパッキン３が設けられ、フォトマスク２０の表面への密着度が高められている。
パッキン３は、弾性を有しガスの発生の少ない材料で形成されている。このような材料としてガスの発生の少ないフッ素系樹脂などを用いることができる。
ペリクルフレーム４の軸方向の一端には、接着層２を介してペリクル膜１が固着されている。
ペリクル膜１は、透光性を有し、異物をトラップするものであり、透明な薄膜で構成されている。以下詳細に説明する。

ペリクルフレーム４はペリクル膜１を保持するために設けられる。また、露光時の光の散乱を防ぐために黒化処理を施されていることが望ましい。
また、形状は露光部に影響を与えない形で作成され、ペリクルフレーム４には、フォトマスク２０への装着時に封入した塵埃をトラップし露光部に存在させないことを目的として、内壁部に粘着物を加える事もある。
ペリクルフレーム４の材料は、紫外光に対する耐性があり、アウトガスの発生が少なければ、何れの材料でも構わない。通常、金属や金属酸化物が用いられる。例としては、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒまたはそれらの合金などの酸化物が挙げられる。
また、ペリクルフレーム４には、ペリクルフレーム４内外の圧力差を調節するための不図示のフィルターが設けられている。

ペリクル膜１は、ペリクルフレーム４により保持され、フォトマスク２０の露光エリアを覆うように設けられる。
このため、ペリクル膜１は露光によるエネルギーを遮断させない様、透光性を有する。
また、シワなどによりフォトマスク２０表面に影を作らせ無い様、ペリクルフレーム４と均一の力がかかる様貼られている。

ペリクル膜１とペリクルフレーム４は接着層２の接着剤を介して固着される。接着層２の接着剤はペリクル膜１とペリクルフレーム４との接着強度が十分にあれば何れの材料でも構わない。例としてはアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリブテン樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。ペリクル膜１としては、フッ素系や酢酸セルロース等の透明性膜や、石英ガラスなどを用いることが出来る。

フィルターは、ペリクルフレーム４の側面に内外圧力差を緩和する為に存在する穴から、塵が入り込まない様にするため設けられる。
フィルターとしては、ＨＥＰＡフィルターやＵＬＰＡフィルターに用いられるポリプロピレン（ＰＰ）やパーテトラフルオロフラン（ＰＴＦＥ）などを用いることが出来る。

フォトマスク２０は、石英基板２１上に設けられた単層または複数層構造を有するＣｒやＭｏＳｉ等の金属または樹脂等で覆われた遮光膜２２を含んで構成され、露光エリアとして遮光膜２２でパターンが形成されている。

係止用突起５は、ペリクルフレーム４の外側面で周方向に間隔をおいた箇所に突設されている。本実施の形態では、ペリクルフレーム４は矩形の筒状を呈し、４つの平坦な側面を有しており、係止用突起５は、各側面のペリクル膜１寄りの箇所に設けられている。
掛け止め部材６は、係止用突起５と、フォトマスク２０の表面に載置されたペリクルフレーム４の延長上に位置するフォトマスク２０（石英基板２１）の背面箇所とに係止可能で、それら係止用突起５と背面箇所とに係止した状態でペリクルフレーム４の軸方向の他端をフォトマスク２０（石英基板２１）の表面に押圧し、本発明のペリクル１０を着脱可能にフォトマスク２０に取り付けるものである。
掛け止め部材６は、弾性変形可能に構成されていればよく、金属製であってもよく、合成樹脂製であってもよい。
掛け止め部材６は、細長形状の脚部６Ａと、脚部６Ａの長手方向の一端から突出しフォトマスク２０の背面箇所に係止可能な第１腕部６Ｂと、脚部６Ａの長手方向の他端から突出し係止用突起５に係止可能な第２腕部６Ｃとを備えている。

掛け止め部材６の装着は、例えば、図３（ａ）に示すように、第２腕部６Ｃを係止用突起５に係止させ、矢印で示すように掛け止め部材６を揺動させ、図３（ｂ）に示すように、第１腕部６Ｂを、ペリクルフレーム４の延長上に位置するフォトマスク２０（石英基板２１）の背面箇所に係止させることで行なわれる。これにより、第１腕部６Ｂと脚部６Ａとが交わる部分や第２腕部６Ｃと脚部６Ａとが交わる部分が撓み、ペリクルフレーム４の軸方向の他端をフォトマスク２０の表面に押圧する。
さらに、第２腕部６Ｃが係止用突起５に係止した状態を保持する保持手段７をさらに備える。
本実施の形態では、係止用突起５の幅方向の両側に対向するように、第２腕部６Ｃに壁部が設けられ、この壁部にねじ孔が形成されている。そして、このねじ孔に螺合する雄ねじを締め付け、係止用突起５の幅方向の両側を雄ねじで挟みつけることにより、第２腕部６Ｃが係止用突起５に係止した状態を保持するようにしている。

以下に本発明の実施例を具体的に説明する。
なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
まず、本発明の実施の形態に係るペリクルフレーム４を用いた本発明のペリクル１０をフォトマスク２０に掛け止め部材６を用いて固定した。
また、従来のフレームを具備するペリクルを用いてフォトマスク２０にマスク接着剤１１を用いて貼付した。

同一素材のマスクケースに前記２種類のマスクを1週間放置後、ペリクルを剥離した。

この結果、本発明のペリクル１０を装着後剥離した石英基板２１からペリクル装着跡は確認されなかった。

従来のペリクルを装着後剥離した石英基板２１からはペリクル装着跡が確認された。

本発明の実施の形態に係るペリクルフレーム４を用いた本発明のペリクル１０を石英基板２１に掛け止め部材６を用いて固定した。
また、従来のフレームを具備するペリクルを用いて石英基板２１にマスク接着剤１１を用いて貼付した。

それぞれ、ペリクルの内に、ガスを吸着させるための治具（Ｔｗｉｓｔｅｒ、Ｇｅｒｓｔｅｌ社製）を導入し、それぞれ一定時間放置後に、ペリクル内外に置いたガスを吸着させる治具を回収し、加熱脱着式ＧＣ／ＭＳ分析を加熱脱着装置（ＴＤＳＡ２／ＴＤＳ／ＣＩＳ、Ｇｅｒｓｔｅｌ社製）とガスクロマトグラフ質量分析計（６８９０Ｎ／５９７３ＭＳＤ、Ａｇｌｅｎｔ社製）とを用いて実施した。この時、ペリクルの外部環境は一定量のＮ２ガスを常時パージしておき、他の環境や部材由来の汚染が入らないよう配慮をした。

評価結果を図４に示す。従来のペリクルを用いたときにペリクル膜内側と石英基板２１内の空間中に存在するガスを１としたときに、本発明の実施の形態に係るペリクル膜１の内側と石英基板２１内の空間に存在するガスの量は従来ペリクルと比較して約１／３程度に低減されていた。

１……ペリクル膜
２……接着層
３……パッキン
４……ペリクルフレーム
５……係止用突起
６……掛け止め部材
７……螺子
１０……本発明のペリクル
１１……マスク接着剤
２０……フォトマスク
２１……石英基板
２２……遮光膜

Claims

筒状のペリクルフレームと、前記ペリクルフレームの軸方向の一端開口を覆うように設けられたペリクル膜とを備えるペリクルを、塵埃から保護すべきフォトマスクの表面を前記ペリクルフレームの内側に位置させ前記ペリクルフレームの軸方向の他端をフォトマスクの表面に載置してフォトマスクに取り付ける構造であって、
前記ペリクルフレームの外側面で周方向に間隔をおいた箇所に突設された複数の係止用突起と、
前記係止用突起と、前記フォトマスクの表面に載置された前記ペリクルフレームの延長上に位置する前記フォトマスクの背面箇所とに係止可能でそれら係止用突起と背面箇所とに係止した状態で前記ペリクルフレームの軸方向の他端を前記フォトマスクの表面に押圧する掛け止め部材と、
を備えるペリクルのフォトマスクへの取り付け構造。
フォトマスクの表面に載置される前記ペリクルフレームの軸方向の他端に、弾性を有しガスの発生の少ない材料からなるパッキンが取着されている、
請求項１記載のペリクルのフォトマスクへの取り付け構造。
前記材料はフッ素系樹脂である、
請求項２記載のペリクルのフォトマスクへの取り付け構造。
前記掛け止め部材は、細長形状の脚部と、前記脚部の長手方向の一端から突出し前記フォトマスクの背面箇所に係止可能な第１腕部と、前記脚部の長手方向の他端から突出し前記係止用突起に係止可能な第２腕部と、
を備える請求項１乃至３に何れか１項記載のペリクルのフォトマスクへの取り付け構造。
前記第２腕部が前記係止用突起に係止した状態を保持する保持手段をさらに備える請求項４記載のペリクルのフォトマスクへの取り付け構造。