JP2016114883A - リソグラフィー用ペリクルの作製方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ペリクルフレームで構成されるペリクルをマスクに貼り付けた時に、ペリクルに与えるダメージやマスクに与える変形が少ないリソグラフィー用ペリクルの作製方法を提供する。【解決手段】一方の端面に平坦な粘着剤層が成型されたペリクルフレームで構成されるペリクルの作製方法であって、このペリクルフレームを表面に硬化性シリコーン組成物を塗布したマスクに前記粘着剤層を介して貼り付けた時のマスクの変形を事前に測定し、この時のマスクの変形が許容の範囲であるペリクルフレームだけを選択してペリクルを作製する。また、マスクの変形の許容範囲は、0.1μｍ未満であり、好ましくは0.05μｍ以下である。【選択図】なし

Description

本発明は、リソグラフィー用ペリクル、特に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の作製方法に関する。

従来、ＬＳＩ、超ＬＳＩなどの半導体デバイス又は液晶表示板などの製造においては、半導体ウエハ又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、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うために、寸法、品質、外観などが損なわれ、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る。

そのため、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ための露光用の光を良く通過させるペリクルを貼り付けて行われている。

このペリクルは、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と、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とで構成されている。具体的には、透明なペリクル膜をペリクル枠の上部に良溶媒を塗布し、風乾して接着するか、又はアクリル樹脂やエポキシ樹脂などの接着剤で接着すると共に、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。

このような構成のペリクルを用いた場合、ゴミは、露光原版の表面には直接付着せず、ペリクルのペリクル膜上に付着するために、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。

ところで、近年、リソグラフィーの解像度が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状況になっている。例えば、具体的な光源として、紫外光ｇ線（４３６ｎｍ）、Ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザー（２４８ｎｍ）と移行してきているが、特に、最近では、波長の短いＡｒＦエキシマレーザー（１９３ｎｍ）が使用され始めているため、露光原版（マスク）にペリクルを貼り付けた時のマスクの歪変形によるリソグラフィー像の変形の影響が問題となっている。

このようなマスクの変形歪を最小限に抑制するために、例えば特許文献１には、ペリクルの粘着剤層を平坦度が15μｍ以下の平坦な面としたペリクルが記載されている。しかし、ペリクルの粘着剤層を平坦な面としても、ペリクルをマスクに貼り付けた時のマスクの変形歪みがどの程度になるかは、実際にペリクルを貼り付けて確認しないと分からないのが実情である。

そのため、実際の運用では、マスクにペリクルを貼り付けた後にマスクのリソグラフィー像の歪変形を確認する作業が行われている。そして、もしこのマスクの歪変形が所定の値よりも大きい場合は、ペリクルをマスクから剥離して別のペリクルを貼り付けるといったペリクルの交換作業が一般に行われている。

このようなペリクルの交換作業では、一度マスクに貼り付けられたペリクルを剥離するので、この剥離時の応力によりペリクルがダメージを受けたり、ペリクルとの接触によりマスクが汚染されるという問題が生じている。そして、ダメージを受けたペリクルは、その後製品として使用不可能となるためにペリクルのコストが嵩む他、汚染されたマスクを再洗浄するコスト及び時間がかかるという問題も生じている。

特開２００９−２５５６０号

そこで、本発明の目的は、上記のような事情に鑑み、ペリクルフレームで構成されるペリクルをマスクに貼り付けた時に、ペリクルに与えるダメージやマスクに与える歪変形が少ないリソグラフィー用ペリクルの作製方法を提供することである。

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を行ったところ、ペリクルをマスクに貼り付けた時のマスクの歪変形を事前に測定する際に、表面に硬化性シリコーン組成物を塗布したマスクを用いると、このマスクからペリクルを剥離する時にペリクルに掛かる力が緩和されるため、ペリクルの粘着剤層にダメージを殆んど与えることがないことを知見し、本発明に至ったものである。

すなわち、本発明は、一方の端面に平坦な粘着剤層が成型されたペリクルフレームで構成されるペリクルの作製方法であって、このペリクルフレームを表面に硬化性シリコーン組成物を塗布したマスクに前記粘着剤層を介して貼り付けた時の前記マスクの歪変形を事前に測定し、この時のマスクの歪変形が許容の範囲であるペリクルフレームだけを選択してペリクルを作製することを特徴とするものである。また、本発明のマスクの歪変形の許容範囲は、0.1μｍ未満であり、好ましくは0.05μｍ以下である。

本発明によれば、ペリクルをマスクに貼り付けた時にマスクの歪変形を少なくすることが可能であると共に、使用不可能なペリクルを減らすことができるので、ペリクルの作製コストの面でも有利である。

以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。

本発明では、表面に硬化性シリコーン組成物を塗布したマスクを用いて、ペリクルフレームをマスクに貼り付けた時のマスクの歪変形を事前に測定することを特徴とする。そして、このような硬化性シリコーン組成物を塗布したマスクを用いると、測定後にこのマスクからペリクルフレームを剥離する時に、硬化性シリコーン組成物の塗布によってペリクルフレームに掛かる力が緩和されるために、ペリクルフレームの粘着剤層に従来のようなダメージを与える事態を回避することができるというメリットがある。

また、本発明によれば、ペリクルフレームにダメージを与えないから、マスクの歪変形の程度を事前に測定することが可能となる。したがって、ペリクルを作製する際に、数多くのペリクルフレームの中から、マスクに貼り付けた時にマスクに与える歪変形の少ないペリクルフレームだけを取捨選択して用いることが可能となる。この時のマスクの歪変形（平坦度）は、貼り付け前の平坦度と比べて、その差が0.1μｍ未満であることが好ましく、より好ましくは0.05μｍ以下である。マスクの歪変形が0.1μｍ以上であると、リソグラフィー像の変形に与える影響が大きくなり好ましくないからである。

さらに、本発明によれば、従来の方法では事前の測定後に使用不可能となるようなペリクルフレームを引き続きペリクル作製のために使用することが可能となるから、ペリクルの作製コストを従来のコストと比べて大幅に削減することができるというメリットもある。

以下、本発明の実施例について詳細に説明する。
<実施例１>
実施例１では、最初に、寸法が152mm角で厚みが6.35mmの石英製マスクを準備した。このマスクの両面は、研磨処理が施されており、その表面の平坦度を測定したところ、0.25μｍであった。また、この石英製マスクの表面に信越化学株式会社製の硬化性シリコーン組成物（Ｘ-70-220ＳＰ）を1％の濃度に調整した塗布液をスピンコート法により塗布した。このときの回転数は500rpm、回転時間は20秒であった。そして、このスピンコート後に石英製マスクを150℃、5分間加熱して硬化性シリコーン組成物を硬化させると共に、冷却後の石英製マスクの表面の平坦度を測定したところ、0.3μｍであった。

また、外形サイズ149mm×115mm×4.5mm、肉厚2mm、粘着剤・接着剤側の平坦度15μｍであるアルミニウム合金製のペリクルフレームを準備し、このペリクルフレームを純水で洗浄した後に、その端面にシリコーン粘着剤を塗布して、そのまま１時間室温で放置した。

その後、平坦度が3μｍのアルミ板の上にセパレータを載置すると共に、このセパレータの上に粘着剤を塗布したペリクルフレームを載置した。この時に、ペリクルフレームの粘着剤層をセパレータに接触させて粘着剤層に平坦な面に形成すると共に、アルミ板を65℃に2時間加熱してペリクルフレームの粘着剤層を仮硬化させ、粘着剤層の硬化後にセパレータを粘着剤層から剥離した。また、このペリクルフレームの反対側の端面には、フッ素樹脂を塗布すると共にペリクルフレームを130℃で加熱して溶媒を蒸発させ、フッ素樹脂の接着剤層を形成した。

次に、このようにして作製したペリクルフレームを表面に硬化性シリコーン組成物を塗布した石英製マスクに貼り付けて、石英製マスクの歪変形（平坦度）を測定したところ、貼り付け前の平坦度0.3μｍから0.31μｍに変化したが、その歪変形が0.01μｍであり、非常に小さく許容の範囲であることが確認された。

また、このような歪変形測定後に、このペリクルフレームを石英製マスクから剥離した時の剥離荷重を測定したところ、40gfであった。そして、剥離した後のペリクルフレームの粘着剤層の外観を暗室で集光ランプを当てて観察したところ、粘着剤層は良好な外観であり、粘着剤層にダメージのようなものは見られなかった。

このように、硬化性シリコーン組成物を塗布した石英製マスクを用いた事前の測定によって、ペリクルフレームを貼り付けた時の石英製マスクの歪変形が許容の範囲であり、しかもペリクルフレームの粘着剤層にもダメージがないことを確認したので、次いで、このペリクルフレームの粘着剤層にセパレータを貼り付けると共に、このペリクルフレームの他方の接着剤層にペリクル膜を固定して、製品としてのペリクルを作製した。

最後に、このペリクル製品を平坦度が0.25μｍの石英製マスクに貼り付けたところ、石英製マスクの平坦度は0.26μｍに変形したが、その変形量は僅か0.01μｍであり、しかも、その変形量が硬化性シリコーン組成物を塗布した石英製マスクを用いて行った事前の測定の結果と同じであることが確認された。

したがって、本発明のように、硬化性シリコーン組成物を塗布した石英製マスクを用いて、ペリクルフレームを貼り付けた時のマスクの歪変形を事前に測定し確認することは、マスクの歪変形の少ないペリクル製品を作製する上で極めて有効であることが確認された。

<実施例２>
実施例２では、実施例１と同様に、寸法が152mm角で厚みが6.35mmの石英製マスクを準備し、この表面に硬化性シリコーン組成物（Ｘ-70-220ＳＰ）を塗布して表面の平坦度を測定したところ、0.25μｍであった。

また、アルミニウム合金製のペリクルフレームについても、実施例１と同様に、外形サイズ149mm×115mm×4.5mm、肉厚2mm、粘着剤・接着剤側の平坦度が15μｍであるペリクルフレームに実施例１と同様の処理を施して、ペリクルフレームを準備した。

次に、このペリクルフレームを表面に硬化性シリコーン組成物を塗布した石英製マスクに貼り付けて、貼り付けた時の石英製マスクの平坦度を測定したところ、貼り付け前の平坦度0.25μｍから0.35μｍに変形しており、その変形量が0.1μｍと大きく許容できない値であることが確認された。

したがって、このようなペリクルフレームを用いてペリクル製品を作製すれば、このペリクル製品を貼り付けた時に石英製マスクに同様の大きな変形をもたらす虞が予想されるので、このペリクルフレームは、ペリクル用として使用せず、別途再利用にまわすことにした。

<比較例１>
比較例１では、実施例１と同様に、寸法が152mm角で厚みが6.35mm、平坦度が0.25μｍの石英製マスクと、外形サイズ149mm×115mm×4.5mm、肉厚2mm、粘着剤・接着剤側の平坦度が15μｍであるペリクルフレームを準備した。しかし、比較例１では、表面に硬化性シリコーン組成物を塗布した石英製マスクを準備せず、実施例１のような事前の測定を省略して、準備したペリクルフレームを用いてペリクル製品を作製した。

具体的には、通常の方法で作製した10個のペリクルフレームをサンプルとして準備し、10個のサンプルを用いてペリクル製品を作製した。そして、この10個のペリクル製品を石英製マスクに貼り付けて、石英製マスクの平坦度を測定したところ、10個のサンプルのうち、2個のペリクルでは、石英製マスクの平坦度が貼り付け前の平坦度から0.1μｍ変形していることが確認された。

マスクの0.1μｍの変形は、許容の範囲ではないので、比較例１のように、事前の測定を省略し、マスクの歪変形の度合いを確認せずにペリクルフレームをそのまま用いてペリクルを作製すると、実際の使用に供することができないペリクル製品が２０％もあり、製品の歩留まりがかなり悪くなることが確認された。

Claims (2)

1. 一方の端面に平坦な粘着剤層が成型されたペリクルフレームで構成されるペリクルの作製方法であって、該ペリクルフレームを表面に硬化性シリコーン組成物が塗布されたマスクに前記粘着剤層を介して貼り付けた時の前記マスクの変形を事前に測定し、この時の該マスクの変形が許容の範囲であるペリクルフレームだけを選択してペリクルを作製することを特徴とするペリクルの作製方法。
2. 前記マスクの変形の許容範囲は、0.1μｍ未満であることを特徴とする請求項１に記載のペリクルの作製方法。