JP3027470B2 - ペリクルの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＬＳＩ製造のリソグラフ
ィー工程において使用されるフォトマスクやレティクル
等の透明基板（以下マスクと略す）の異物付着を防止す
ることを目的として使用されるペリクルの製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造においてウェハー上に微細な
回路パターンを形成する場合、ステッパー等の半導体製
造装置を使用している。ここで重要なのは前記半導体製
造装置に組み込まれる回路パターンを形成するためのマ
スクの品質である。近年、大規模集積回路の発展に伴い
その画線幅も非常に微細になり、今後もその傾向は進む
と予想され、それゆえマスクの品質が半導体製造装置の
稼動率や製造コストに大きく影響するものとなってきて
いる。特にマスクに付着する異物が歩留りを低下させる
ことが重大な問題である。この問題を解決するひとつの
手段として、いわゆるペリクルを装着してマスクを異物
から保護する方法が取られている（例えば、特公昭５４
−２８７１６号公報参照）。一方、大規模集積回路がカ
スタム化し、多品種少量生産の方向が強まってきつつあ
り、このことは多数のマスクを使用することを意味し、
マスクの保管管理の必要性が増してきた。その際、ペリ
クル装着の保管は管理上簡便であることが認められつつ
ある。

【０００３】第５図はこのような所に使われるペリクル
の斜視図、第６図はその断面図である。光学薄膜１がペ
リクル枠２に接着層３によりシワ、タルミなく固着され
ている。ペリクル枠２の他の端面に粘着層４を有し、そ
の上に保護フィルム５を配置した構造となっている。

【０００４】このようにペリクルの光学薄膜は緊張した
状態で枠体に接着されており、かつ全面が均一な露光光
線透過率を有することが必要であるため、この接着に際
しては、光学薄膜の張力を常に保持し、かつ使用時のエ
アブロー等によっても剥離が生じることのない十分な接
着強度が要求される。

【０００５】又、一般に光学薄膜は、半導体製造時の露
光用光線に対して高い光線透過率を得るために、反射防
止層が施されている（例えば、特開昭５８−１９６５０
１号公報参照）。即ち、光学薄膜を構成する主膜の屈折
率よりも低い屈折率の材料を外層にコ−ティングされ
る。この場合には反射防止層の接着力はその材料の材質
から強くすることが困難であり、一層剥離が生じやすい
という問題があった。

【０００６】その解決策の一つとして本発明者らは先に
接着剤によって当該部分の反射防止層を剥離することを
提案したが（特開平２−７３２５６）、見た目にはきれ
いに反射防止層が剥離除去されていたが、剥離した光学
薄膜の該部分の表面には反射防止材料が残存しており、
接着強度が十分とは言えなく、更には製造工程が複雑と
なる欠点を有していた。また当該部分の一部に微細な凹
凸をもうけることも提案したが（特開平２−８１０４
６）、製造工程は単純であるが、接着強度が十分とは言
えない欠点を有しており、いずれも更なる改善が望まれ
る状態であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、こうした実
状に鑑み反射防止層のある光学薄膜とペリクル枠との接
着強度を改善することを目的とするものであり、具体的
にはペリクル枠と光学薄膜との接着強度を高め、確実に
かつ均一に固着したペリクルおよびその製造方法を提供
することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく検討を重ねてきたが、反射防止層を所定箇
所だけ溶液もしくは溶媒によって除去することが有効で
あることを見いだし、本発明に至った。

【０００９】即ち、本発明は、 （１）反射防止層を備えた光学薄膜を有するペリクルの
製造方法において、ペリクル枠と接着剤によって接着さ
れる光学薄膜の該部分の少なくとも一部の反射防止層を
溶液若しくは溶媒によって除去するに際して、光学薄膜
の該部分と該部分に対応する溝つき型とを密着させ、該
溝に反射防止層を除去するに十分な溶液若しくは溶媒を
導入して反射防止層を除去したのち、ペリクル枠と接着
剤で接着することを特徴とするペリクルの製造方法、 （２）反射防止層を備えた光学薄膜と溝つき型とを密着
させ、該溝に反射防止層を除去するのに十分な溶液若し
くは溶媒を導入するに際して、該溝内を減圧にしつつ該
液を導入して反射防止層を除去することを特徴とする前
記（１）記載のペリクル製造方法、である。

【００１０】以下、図面を併用して本発明を説明する。

【００１１】図１は、光学薄膜上の反射防止層の少なく
とも最外層のペリクル枠との接着部の一部が除去された
光学薄膜を示す図であり、６がその除去部分である。６
の内寸はペリクル枠の内寸よりも大であることが好まし
い。小である場合には反射防止層が除去された光学薄膜
部分がペリクル枠内部に存在することとなり、マスクの
相当する部分に画像がある場合には好ましくない。また
あまり大きすぎると接着部分が少なくなり十分な接着強
度が得られないばかりか、エアーブロー時にこの部分だ
けが剥離して発塵の原因ともなる。６の外寸はペリクル
枠の外寸より大であることが好ましい。最終的にペリク
ル枠と光学薄膜が接着された状態を模式的に示したのが
図２である。

【００１２】この光学薄膜の大きさは、ペリクル枠に応
じて通常１〜８インチ径もしくは１〜８インチ角であ
る。光学薄膜１の主膜の材質は、光の透過性、強度等か
らポリマ−が使用される。ポリマーとしては、ポリエチ
レンテレフタレート、セルロースエステル類、ポリカー
ボネート、ポリメタクリル酸メチル等をあげることがで
きる。特に一般に好適な素材として、ニトロセルロース
やセルロースプロピオネートが用いられている。この厚
みは使用する素材にもよるが、およそ０．３〜１５ミク
ロンの範囲である。

【００１３】本発明における反射防止層は通常２層積層
して使用されるが、このうち内層の素材としては、ポリ
スチレン、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリ
カ−ボネート、ポリフェニレンエーテル等の比較的屈折
率の高いものが用いられる。この膜の厚みは使用する素
材、反射防止の施される波長によって異なるが、およそ
０．０５〜０．１１ミクロンの範囲である。反射防止層
の外層の素材としては、弗素系ポリマ−等の低屈折率の
ものが用いられる。この膜の厚みは、使用する素材、反
射防止の施される波長によって異なるが、およそ０．０
５〜０．１２ミクロンの範囲である。

【００１４】このような光学薄膜の接着される部分の反
射防止層の少なくとも最外層を、該反射防止層を溶解す
る溶液若しくは溶媒によって除去し、接着剤によって光
学薄膜とペリクル枠を確実に固着することで、目的とす
るペリクル（図５）がえられる。溶液若しくは溶媒によ
る反射防止層の除去は、反射防止層の当該部分を溶解し
て除去するため、除去された薄膜部分の表面には接着を
妨げる当該反射防止層のポリマーは殆ど残存しないため
その結果極めて強固に光学薄膜をペリクル枠に接着する
ことができる。

【００１５】このような反射防止層の除去方法として、
光学薄膜の接着される部分の反射防止層を目的とする寸
法精度で溶液若しくは溶媒で除去できればよいが、ペリ
クル枠は通常幅が２ｍｍと狭いため除去する反射防止層
の位置精度を十分制御する必要がある。かかる方法の一
つとして光学薄膜と溝つき型を密着させ、その溝に反射
防止層を溶解する溶液若しくは溶剤を導入する方法が推
奨される。光学薄膜はそのままでは取り扱いが極めて難
しいので、通常は平坦の塗布用基板上にある状態で、又
はかかる基板上の光学薄膜を別の大きめな枠にうつしと
った状態で取り 扱うのが好ましい。

【００１６】より容易に行う方法として当該溝部分を減
圧にして光学薄膜と溝つき型とを密着させる方法を考案
した。かかる溝つき型の例を図３に示す。溝７の形状は
図１の６の形状に対応する。なお、この溝の形状には特
に制限はない。溝の一部には溝と連結された穴８が２カ
所以上ある。少なくとも一つは溝内部を減圧にするため
の吸引用穴であり、他は当該液の導入用である。更に少
し大きめの穴９が溝の内側に設けてある。これは外圧と
の調整用の穴で、なくてもよい。この型の材質は膜体の
柔軟性とのからみで多様に選定しうる。つまり、膜体が
柔らかい時には比較的硬いものでつくれる。しかし、一
般にはアルミニウム、プラスチック等の比較的柔らかい
材質のものが好ましい。

【００１７】次いで、膜体を固定したまま溝つき型に相
対する所定箇所に移動する。

【００１８】そして、この両者を接触させ、８の一方か
ら減圧にして密着させる。この接触は膜体あるいは溝つ
き型を上下することにより行うのが好ましい。この上下
機構には移動量の調整を可能にするようにしておくこと
が好ましい。このようにすると、膜体の若干の緊張度の
違いを吸収することができ、一定の緊張度を保証するこ
とができる。減圧度はとくに制限はない。ごく普通の工
場の真空ラインでも充分である。

【００１９】次いで、８の他方の小穴より反射防止層を
除去するに必要な溶液を導入する。この溶液は一般に反
射防止層の形成の際に用いる溶媒を用いることができる
が、溶解できさえすれば別のものを用いてもよい。この
導入は、加圧せずに行いうる。なぜならすでに減圧にな
っているからである。しかし、先の減圧度より絶対値で
小さい加圧をくわえるのが好ましい。こうすると、ジェ
ット流となって溝を溶液が走り、その際反射防止層を除
去していく。反射防止層の膜厚みは先述のように小さい
から、導入量は数ｃｃですむ。もちろん多く使ってもか
まわない。更に、外層より下の層を溶解する別の溶液を
順次導入することもできる。

【００２０】本発明に使用される接着剤としては、アク
リル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性
接着剤、ポリクロロプレン、ニトリルゴム等のゴム系接
着剤がある。又、紫外線硬化型、加熱硬化型、瞬間硬化
型等の硬化の種類も種々変えられる。製造に要する時間
を短くするためには、ポットライフの短い瞬間硬化型の
ものや紫外線硬化型のものが使いやすい。

【００２１】ペリクル枠は、一般にアルミニウム合金、
プラスチック等が使用できる。その大きさは、マスクの
大きさに対応して１〜８インチ径、または、１〜８イン
チ角程度であり、その高さは２〜１０ｍｍ程度である。
ペリクルは使用に供されるまで、清浄なケースに収納さ
れ、ゴミの付着を防止する。使用に際しては、図６の保
護フィルム５を剥離し、マスクに粘着剤４を介して装着
する。ステッパーに用いられるマスクにあっては、異物
の影響がきわめて鋭敏に現れるため、マスクの画像側だ
けでなく、他の面にもペリクルが装着されることが多
い。

【００２２】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。

【００２３】実施例１ 最外層が住友３Ｍ社製ＦＣ７２１で知られる弗素系ポリ
マーでなり、主膜がニトロセルロース、中間層がポリス
チレンからなる膜厚み７．３ミクロンの５層構造の光学
薄膜を予めプラスチック製のリングにうつしとっておい
た。この膜体を治具に固定し、図３のようなニコンステ
ッパー用ペリクル枠に合う寸法に相当する溝つき型を固
定し、この型を膜体上に移動させ接触させた。小穴８よ
り減圧度約６００ｍｍＨｇで減圧吸引し、別の小穴８よ
りフッ素系溶媒である住友３Ｍ社製ＦＣ７５を３ｃｃ導
入した。きわめて均一に弗素系ポリマーが枠状に除去で
きた。予め、スリーボンド社製３０５２Ｃ接着剤を塗布
しておいたアルミフレームの上に上記の枠状に除去され
た膜体を移動させ、フレームを上昇してこれを前記枠状
除去部分にて膜体と密着させ、紫外線を上から照射して
固着した。アルミフレームにそって余膜を切り落としペ
リクルをえた。このようにして５０枚のペリクルをつく
り、破壊強度テストを行ったが、いずれも膜の方が破れ
るまで固着していた。最外層を除去しなかった時に比べ
て約１５倍の接着力が確保できた。

【００２４】なお、破壊テストの方法については図７の
ように接着後余膜を切り取った物をフレームをある支持
体に固定して膜面のコーナ部に先端径が１０φのバネば
かりを上部より押し当てて膜がフレームより剥がれる
か、または膜自体が破れる時の値を測定する。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明により光学
薄膜がペリクル枠に接着される部分の反射防止層の少な
くとも最外層側が均一に除去されて十分な接着強度を有
するペリクルが実現可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】接着面の一部において、反射防止層が除去され
た光学薄膜、

【図２】光学薄膜とペリクル枠との接着部を模式的に説
明する図、

【図３】反射防止層を除去するための溝つき型の一例を
示す説明図、

【図４】図３Ａ−Ａ断面説明図、

【図５】ペリクルの斜視図、

【図６】図５のペリクルの断面を示す図。

【図７】破壊テストの説明図。

【符号の説明】

１ 光学薄膜 ２ ペリクル枠 ３ 接着剤 ４ 粘着剤 ５ 保護フィルム ６ 反射防止層の除去部 ７ 溝 ８ 小穴 ９ 穴

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−206551（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−25442（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−199055（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−158224（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−73256（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03F 1/00 - 1/16

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 反射防止層を備えた光学薄膜を有するペ
   リクルの製造方法において、ペリクル枠と接着剤によっ
   て接着される光学薄膜の該部分の少なくとも一部の反射
   防止層を溶液若しくは溶媒によって除去するに際して、
   光学薄膜の該部分と該部分に対応する溝つき型とを密着
   させ、該溝に反射防止層を除去するに十分な溶液若しく
   は溶媒を導入して反射防止層を除去したのち、ペリクル
   枠と接着剤で接着することを特徴とするペリクルの製造
   方法。
2. 【請求項２】 反射防止層を備えた光学薄膜と溝つき型
   とを密着させ、該溝に反射防止層を除去するのに十分な
   溶液若しくは溶媒を導入するに際して、該溝内を減圧に
   しつつ該液を導入して反射防止層を除去することを特徴
   とする請求項１記載のペリクル製造方法。