JP2013235087A - ペリクルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】１回の成膜工程で複数のペリクルを製造する方法と、ペリクル膜の張力を均一にしてペリクルを製造することによりフレームの撓みとペリクル膜へのシワの発生を防止する方法を提供する。
【解決手段】仮枠２１に仮付された１枚のペリクル膜３に、結合された分割枠４１を貼り付けた後にペリクル膜３を切断して分割枠４１を分離し、フレームに貼り付けた後に分割枠４１を取り去るペリクルの製造方法。
【選択図】図３

Description

本発明は、ＬＳＩや液晶ディスプレイの回路を製造するリソグラフィーのフォトマスク等の防塵カバーとして使用されるペリクルの製造方法に関するものである。

ＬＳＩや超ＬＳＩ等の半導体製造或は液晶ディスプレイ等の製造において、半導体ウエハー或いは液晶用原板に光を照射してパターンを作製するリソグラフィーの作業が行われる。この際に、フォトマスク或いはレチクルにゴミが付着していると、ゴミが写し込こまれて転写したパターンが変形したり、エッジがガサツいたものとなる他、下地が黒く汚れたりする等の現象が発生することがある。この作業は通常クリーンルームで行われているが、フォトマスクを常に清浄に保つことは難しい。例えばリソグラフィーの際に、ペリクルをフォトマスク上に載置して、フォトマスクへの異物付着を防止しつつ、焦点をフォトマスクのパターン上に合わせて露光することにより、ペリクル膜の上に付着したゴミに影響されることなく転写できる。

近年、ペリクルにも低コスト化が強く求められるようになってきている。ペリクルの製造コストのうち、最も高い割合を占めているのはペリクル膜の製造工程である。従来のペリクルの製造工程のうち、ペリクル膜の成膜工程は１回の工程で１枚のペリクル膜しか得られず、かつこの工程には少なくとも数時間を要していた。特許文献１にはペリクル膜の製造方法が記載されている。

また、フレームの撓みはできるだけ小さいことが好ましく、これに貼り付けされたペリクル膜にはシワがあってはならない。特許文献２にはペリクル膜の張力を調整してシワの発生を防止する方法が記載されている。

特開２００４−１５７２２９号公報 特開２０１１−１５８５８５号公報

成膜工程で得られたペリクル膜は、面内における張力が均一であることが求められるが、１回の成膜工程で得られた１枚のペリクル膜を複数に分割した場合には、その方向および分布、またはそのどちらかが不均一となる。張力の大きい緊張した辺が存在する場合には、張力の作用によって、フレームに撓みが生ずる。一方、張力の小さい弛緩した辺が存在する場合にはフレームの撓みは生じないが、フレームへのわずかの力によって、ペリクル膜にシワが生ずる。これらが生じたペリクルは、光学的な露光品質に悪影響を与えたり、露光領域を減少させたりとの不具合を招来している。

本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、１回の成膜工程で複数のペリクルを製造する方法と、ペリクル膜の張力の不均一を解消してペリクルを製造することにより、フレームの撓みとペリクル膜へのシワの発生を防止する方法を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項１に記載されたペリクルの製造方法は、ペリクル膜をフレームに緊締して貼り付けるペリクルの製造方法において、１枚のペリクル膜を仮枠上に貼り付け、該仮枠の内寸よりも小さい外寸の、複数並べて結合された分割枠を、仮枠上のペリクル膜に接着してから、ペリクル膜を分割枠の外辺に沿って仮枠から切離すとともに、結合された分割枠を分離し、個々の分割枠上に接着したペリクル膜を、フレームに貼り付けてから、分割枠を取り去ることを特徴とする。

請求項２に記載されたペリクル膜の製造方法は、ペリクル膜をフレームに緊締して貼り付けるペリクルの製造方法において、成膜基板上の１枚のペリクル膜を、複数並べて結合された分割枠に貼り付け、ペリクル膜を分割枠の外辺に沿って成膜基板から切離すとともに、結合された分割枠を分離し、個々の分割枠上に接着したペリクル膜を、フレームに貼り付けてから、分割枠を取り去ることを特徴とするペリクルの製造方法。

請求項３に記載されたペリクル膜の製造方法は、請求項１または２に記載のペリクルの製造方法であって、分割枠上に接着したペリクル膜をフレームに貼り付ける際、分割枠に圧縮または引張の力を加えて、ペリクル膜を貼り付けてから、該力を解放することを特徴とする。

請求項４に記載されたペリクル膜の製造方法は、請求項１または２に記載のペリクルの製造方法であって、分割枠上に接着したペリクル膜をフレームに貼り付ける際、フレームに圧縮または引張の力を加えて、ペリクル膜を貼り付けてから、該力を解放することを特徴とする。

請求項５に記載されたペリクルは、請求項１〜４のいずれか一項に記載された方法により製造されたことを特徴とする。

本発明のペリクルの製造方法によれば、１回の成膜工程で複数のペリクル膜を得ることができる。また、ペリクル膜をフレームに接着する際にペリクル膜の張力を均一にすることで、フレームの撓み量が要求精度を満足するとともに、ペリクル膜にシワが発生することもない、十分に実用に供し得るペリクルを得ることができる。

本発明に係る製造方法により製造されたペリクルの一例を示す斜視図である。 ペリクル膜の成膜工程の一例を示す工程図である。 分割枠をペリクル膜に接着した後、ペリクル膜を分割する方法の一例を説明する斜視図である。 圧縮または引張の力を加えた分割枠を、フレームに貼り付ける方法の一例を説明する斜視図である。 分割枠をペリクル膜に接着した後、ペリクル膜を分割する方法の別な例を説明する斜視図である。 引張の力を加えて変形させたフレームに、ペリクル膜を貼り付けることで、ペリクル膜の各辺の張力の不均一を解消する方法の一例を説明する斜視図である。

以下、本発明を実施するための好ましい形態について詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。

本発明に係る製造方法により製造されたペリクル１０の斜視図を図１に示す。フレーム２の上端面にはペリクル膜接着層８が形成され、これを介してペリクル膜３が緊締して貼り付けされている。フレーム２の長辺部の側面には通気孔４と治具穴５とが形成されている。通気孔４にはゴミ止めのフィルタ７が設けられている。フレーム２の下端面にはフォトマスクに装着するためのマスク接着層６が形成され、さらにこれを保護するための離型層であるセパレータ９が形成されている。

図２に本発明で用いられるペリクル膜の成膜工程の一例を示す。（ａ）に示すように、成膜基板２４にダイ３１を水平に移動させてペリクル膜材料溶液３ａを塗布する。（ｂ）に示すように、成膜基板２４を加熱装置３２に載置、加熱してペリクル膜材料溶液３ａに含まれる溶媒を蒸発させた後、冷却する。（ｃ）に示すように、ペリクル膜３に、接着層２２が一端面に塗布された仮枠２１（一部切欠き断面）を接着する。（ｄ）に示すように、仮枠２１を引き上げてペリクル膜３を成膜基板２４から剥離し、仮枠２１に仮付されたペリクル膜３を得る。

図３（ａ）に示す分割枠４１は、若干の撓み性のある材質からなり、一端面に接着層４２が形成されている。さらに複数並べられて、ピン４５と位置決め穴４６（（ｂ）参照）とにより位置決めされ、内方向に銜え込むクリップ４３で結合されている。結合された分割枠４１の外寸は、仮枠２１の内寸よりも小さく形成されている。仮枠２１に仮付されたペリクル膜３に、接着層４２を介して分割枠４１を接着する。カッターを用いて分割枠４１の外辺に沿ってペリクル膜３を切断し、仮枠２１から取り外した後、クリップ４３を取り外し、分割線Ｘ−Ｘ、Ｙ−Ｙで切断する。（ｂ）に示すように、ペリクル膜３は分割枠４１に接着された状態で分割される。

図４に、膜貼付装置５０を用いてペリクル膜３をフレーム２に貼り付ける工程の斜視図を示す。フレーム２には、本図では省略したが、マスク接着層６、ペリクル膜接着層８およびセパレータ９（図１参照）が付されている。膜接着装置５０は、四角形状であって分割枠４１を載置する載置台５１と、これの各角部のうちの少なくとも１つに設けられた固定部５２と、載置台５１の内側に設けられた昇降載置台５３と、載置台５１の各辺のうち少なくとも１つに設けられた圧縮引張装置５５とからなる。

分割枠４１は固定部５２により位置決めされて載置台５１に載置される。昇降載置台５３の下面には昇降機構（不図示）が設けられており、上昇することで載置されたフレーム２が上方へと移動し、ペリクル膜３に貼り付けされる。

圧縮引張装置５５は分割枠４１各辺と直交する方向に可動し、ロードセル５７にて検出した圧縮または引張の力を、連結部５６を通じて把持部５４へ加える。ここで、圧縮とは力を加える方向が枠の辺に対して外側から内側方向であることを、引張とはその逆であることを意味する。二点鎖線は力を加えた状態を示しており、分割枠４１の一対の長辺に圧縮の力を、短辺に引張の力を加えた場合を示している。ペリクル膜３の張力が各辺で不均一のときはステージ５８を移動させることで分割枠４１に圧縮または引張の力を加え、張力が各辺で均一になるようにした後、フレーム２をペリクル膜３に貼り付ける。その後力を解放し、ペリクル膜３の余剰部をカッターで切除することで、図１に示すペリクル１０が完成する。

図５に本発明に係るペリクル膜を分割する方法についての別な実施形態を示す。分割枠４１を成膜基板２４上のペリクル膜３に接着し、成膜基板２４から離すとペリクル膜３は分割枠４１に支持される。ついでクリップ４３を取り外し、ペリクル膜３を分割線Ｘ−Ｘ、Ｙ−Ｙと分割枠４１の外辺に沿って切断してペリクル膜３が接着された分割枠４１を得る。本実施形態によれば、仮枠を用いないため、前記した実施形態と比較して工程数が少なく、ペリクル膜の分割を速やかに行うことができるという利点がある。

図４のペリクル膜をフレームに接着する工程における別な実施形態としては、フレーム２に代えて、圧縮または引張の力を加えて変形させたフレームを用いることもできる。

図６にフレームを変形させてペリクル膜の張力の不均一を解消する方法の例を示す。ペリクル膜の張力が高い場合には、フレーム２ａの外側に対して凸状の円弧形状をなすように各辺に引張の力を加えて変形させておく。ペリクル膜を貼り付けた後に引張の力を解放すると、各辺には内側へ戻ろうとする力Ｆが生じているので直線状に推移し、このことによりペリクル膜の張力は減少して、フレームの撓みを防止することができる。力を加える手段としては、図４に示す圧縮引張装置５５と同様のものを用いることができる。ロードセルなどの荷重検出機構によってフレームの各辺に加える力の方向および大きさを適宜調節することで、ペリクル膜の張力の不均一を解消する。

なお、図４の膜接着装置５０を用いてペリクル膜の張力を均一にする方法と、図６のフレームを変形させてペリクル膜の張力を均一にする方法のいずれか一を用いてもよいし、両方を組み合わせて同時に用いてもよい。さらに、フレーム各辺が外側に対して凸状の円弧形状をなすようにあらかじめ作製し、ペリクル膜の張力により略直線状に推移させる方法を組み合わせることもよい。

フレーム２の材質としてはアルミニウム、ステンレス、ポリエチレンなどを用いることができる。光を透過するペリクル膜３はニトロセルロース、酢酸セルロースまたはフッ素樹脂などを用いることができる。マスク接着層６はポリブデン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂などを用いることができる。

成膜基板２４は石英、低膨張ガラスなどを用いることができる。ペリクル膜材料溶液３ａを塗布する方法についてはスリットコート法、スピンコート法、スリットアンドスピン法およびロールコート法を用いることができる。加熱装置３２はホットプレート、赤外線ランプおよびオーブンなどを用いることができる。

仮枠２１と分割枠４１の撓み性のある材質としてはアルミニウム合金、マグネシウム合金などの軽合金、ステンレス鋼、炭素鋼、工具鋼などの鉄系合金の他、ＧＦＲＰ、ＣＦＲＰなどの樹脂複合材などを用いることができる。仮枠２１は、各辺の撓みを少なくしてペリクル膜３の張力を高くするとの観点から、高い剛性を有するステンレス鋼が好ましい。分割枠４１は、集光ランプを用いた異物検査を行うことから、軽量かつ黒色へ着色が容易なアルミニウム合金が好ましい。

図３および図５においては、分割枠４１が４体から形成されているが、必要に応じて適宜数を増減でき、例えば２体でも、６体でもそれ以上であってもよい。

図４中、把持部５４はコ字形状またはフック形状の治具であり、分割枠４１の各辺にひとつでも複数設けてもよい。また力を加える方向は、図示した方向に限定されるものではなく、対向する辺で力を加える向きや大きさが異なっていてもよい。

以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらになんら制限されるものではない。

クラス１０のクリーンルーム内において、図２（ａ）〜（ｄ）に示す工程でペリクル膜を製造した。（ａ）に示す成膜基板２４には１２２０×１４００ｍｍの平滑に研磨した石英基板を用い、溶媒に希釈したフッ素樹脂（商品名：サイトップ 旭硝子（株）製）からなるペリクル膜材料溶液３ａをダイ３１から吐出しながら移動させて塗布した。そのままクリーンルームの気流下で溶媒を乾燥させた後、（ｂ）のように、加熱装置３２（アルミニウム合金製ホットプレート）の上に成膜基板２４を移動して加熱し、塗布したペリクル膜材料溶液３ａに含まれる溶媒を完全に蒸発させてペリクル膜３を成膜した。

成膜基板２４が室温まで冷却された後、図２（ｃ）のように、ペリクル膜３に仮枠２１を、接着層２２を介して接着した。そして（ｄ）のように、除電手段（不図示）により除電を行いながら仮枠２１をゆっくりと上方に引き上げて成膜基板２４から剥離し、仮枠２１に貼り付けされたペリクル膜３を得た。

前記のペリクル膜３を暗室内で集光ランプを用いた異物検査を行った後、図３（ａ）のように、スタンド（不図示）を用いて垂直に保持した。複数並べて結合された分割枠４１（外寸１１９０×１３６０ｍｍ）の一端面に接着層４２を塗布して、ペリクル膜３に接着した。その後、クリップ４３をすべて取り外して（ｂ）のように分割枠４１の外辺、分割線Ｘ−Ｘ、Ｙ−Ｙに沿ってカッターでペリクル膜３を切断した。

前記の４体のペリクル膜３が接着された分割枠４１のうち１体を用いてペリクルを作製した。図４に示すように分割枠４１の各辺中央にフック形状の把持部５４を取り付けて載置台５１に載置し、圧縮引張装置５５により圧縮または引張の力を加えた。この加えた力は、事前の実験により値を求めておいた。力を加えた状態を保ったまま、フレーム２をペリクル膜３に貼り付け、周囲の余剰膜をカッターにて切断した。フレーム２はアルミニウム合金製で外寸３５３×５９２ｍｍ、内寸３４０×５８０ｍｍ、高さ４．８ｍｍであって、表面は黒色アルマイト処理を施した。ペリクル膜接着層８とマスク接着層６（図１参照）としてはシリコーン粘着剤（信越化学工業（株）製）を用い、マスク接着層６の表面は保護のためＰＥＴフィルム製のセパレータ９で被覆した。また、通気孔４はＰＴＦＥ製のメンブレンフィルタ７を、アクリル接着層を介して設けた。

こうして図１に示すペリクル１０が完成した。このペリクル１０について、定盤上でフレーム２の撓み量を測定した。その結果、一辺の撓み量は０．３ｍｍおよび０．２５ｍｍ、これと隣り合う他の辺の撓み量は０．２ｍｍおよび０．２３ｍｍとなっており、撓み量が許容範囲であるとともに、対向する辺同士はほぼ同程度の撓み量となっていた。加えて、ペリクル１０をハンドリングする際に、フレーム２に接着されたペリクル膜３にシワが発生するなどの不具合は一切観察されなかった。

比較例

前記実施例と同様の工程にてペリクル膜を成膜し、その後ペリクル膜の張力を均一にせず前記実施例と同じペリクルを作製した。

完成したペリクルについて、フレームの撓み量を測定したところ、一辺の撓み量は０．９ｍｍおよび０．１ｍｍ、これと隣り合う他の辺の撓み量は０．５ｍｍおよび０．１５ｍｍであった。これは許容できない大きさの撓み量であるとともに、非常に不揃いな撓み状態となっていた。さらに、このペリクルを垂直に立て、撓み量が０．１ｍｍとなっていた長辺を上方に向けると、ペリクル膜の長辺中央付近に数本のシワが観察された。フレームの形状とペリクル膜に発生したシワの状態から、これはペリクルとして使用することができないものであった。

液晶製造用途で使用される大型のペリクルだけでなく、プリント基板用、ＩＣパッケージ用または半導体製造用の小型のペリクル膜を１枚の液晶製造用の大型ペリクル膜から多数分割して使用することも可能である。

２はフレーム、２ａは変形させたフレーム、３はペリクル膜、３ａはペリクル膜材料溶液、４は通気孔、５は治具穴、６はマスク接着層、７はフィルタ、８はペリクル膜接着層、９はセパレータ、１０はペリクル、２１は仮枠、２２は接着層、２４は成膜基板、３１はダイ、３２は加熱装置、４１は分割枠、４２は接着層、４３クリップ、５０は膜貼付装置、５１は載置台、５２は固定部、５３は昇降載置台、５４は把持部、５５は圧縮引張装置、５６は連結部、５７はロードセル、５８はステージ、Ｘ−Ｘ，Ｙ−Ｙは分割枠の分割線である。

Claims (5)

1. ペリクル膜をフレームに緊締して貼り付けるペリクルの製造方法において、
   １枚のペリクル膜を仮枠上に貼り付け、
   該仮枠の内寸よりも小さい外寸の、複数並べて結合された分割枠を、仮枠上のペリクル膜に接着してから、
   ペリクル膜を分割枠の外辺に沿って仮枠から切離すとともに、結合された分割枠を分離し、
   個々の分割枠上に接着したペリクル膜を、フレームに貼り付けてから、分割枠を取り去ることを特徴とするペリクルの製造方法。
2. ペリクル膜をフレームに緊締して貼り付けるペリクルの製造方法において、
   成膜基板上の１枚のペリクル膜を、複数並べて結合された分割枠に貼り付け、
   ペリクル膜を分割枠の外辺に沿って成膜基板から切離すとともに、結合された分割枠を分離し、
   個々の分割枠上に接着したペリクル膜を、フレームに貼り付けてから、分割枠を取り去ることを特徴とするペリクルの製造方法。
3. 分割枠上に接着したペリクル膜をフレームに貼り付ける際、分割枠に圧縮または引張の力を加えて、ペリクル膜を貼り付けてから、該力を解放することを特徴とする請求項１または２に記載のペリクルの製造方法。
4. 分割枠上に接着したペリクル膜をフレームに貼り付ける際、フレームに圧縮または引張の力を加えて、ペリクル膜を貼り付けてから、該力を解放することを特徴とする請求項１または２に記載のペリクルの製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載された方法により製造されたことを特徴とするペリクル。

Images