JP5436296B2 - リソグラフィー用ペリクル - Google Patents
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Description
本発明は、リソグラフィー用ペリクル、特には、ＬＳＩ、超ＬＳＩなどの半導体装置あるいは液晶表示板を製造する際の、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に関する。
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、半導体ウエハーあるいは液晶用原板に光を照射してパターニングを行う工程がある。その際、露光原版の表面にゴミよけのために、露光用の光を良く通過させるペリクル膜を貼着したペリクルを使用する方法が行われている。
従来一般的なペリクルとマスクを図１に示す。図１において、１はペリクル、２はペリクルフレーム、３はマスク粘着剤、４はマスクである。
通常、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、もしくはフッ素樹脂などからなる透明なペリクル膜を、アルミニウム、ステンレススチール、ポリエチレン等からなるペリクル枠の上部にアクリル樹脂やエポキシ樹脂もしくはフッ素樹脂などの接着剤で接着し、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および粘着層を保護する離型層（セパレータ）を積層して構成されている。
従来一般的なペリクルとマスクを図１に示す。図１において、１はペリクル、２はペリクルフレーム、３はマスク粘着剤、４はマスクである。
通常、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、もしくはフッ素樹脂などからなる透明なペリクル膜を、アルミニウム、ステンレススチール、ポリエチレン等からなるペリクル枠の上部にアクリル樹脂やエポキシ樹脂もしくはフッ素樹脂などの接着剤で接着し、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および粘着層を保護する離型層（セパレータ）を積層して構成されている。
ペリクルは、周囲から露光原版の表面へのゴミの付着を防ぐものとして設計されてきたものであるが、近時、露光光が短波長化して来るに従い、短波長になるほど光子エネルギーが大きくなるので、粘着剤もしくは接着剤に光が当たった時の劣化も激しくなることから、粘着剤もしくは接着剤に光が当たらない構造もしくは光が当たったとしてもペリクルとレチクルに囲まれた空間に光分解物が放出されない構造のペリクルが必要となってきた（特許文献１参照）。併せて、露光光等によって劣化することの少ない材料も求められるが、満足する性能を十全に有する材料を求めることは、未だ達せられていないのが現状である。
すなわち、ペリクルを貼ったマスクを使用していると、マスク上にヘイズ（成長性異物）が発生する場合が問題となってきている。特にＡｒＦ世代になって 発生頻度が高くなってきた。
その原因の一つがペリクルからの発ガスであると考えられる。図２に破線矢印で発ガス７の状態を示す。５はペリクル膜、６は（ペリクル膜）接着剤である。ペリクル閉空間（ペリクルとマスクに囲まれた空間）ではペリクルからの発ガス等が滞留し、そのガスに露光光であるArFレーザー光が当たると光化学反応が起き、ヘイズを生成する場合である。
その原因の一つがペリクルからの発ガスであると考えられる。図２に破線矢印で発ガス７の状態を示す。５はペリクル膜、６は（ペリクル膜）接着剤である。ペリクル閉空間（ペリクルとマスクに囲まれた空間）ではペリクルからの発ガス等が滞留し、そのガスに露光光であるArFレーザー光が当たると光化学反応が起き、ヘイズを生成する場合である。
ペリクルからの発ガスのうち、特にマスク粘着剤からの発ガスが多い。これはペリクルの有機物部材として一番体積が多いこと、粘着性を出すために低分子成分、もしくは化学的に不安定な成分含むこと、また使用後のペリクルの剥離を考慮すると或る程度洗浄し易い＝化学的に分解し易い材料を使用していること、等に起因している。粘着剤からの発ガスを減少させる検討を行ってガス量は減ってきてはいるが、粘着剤に粘着性を持たせている限り、大きな減少は難しい。
本発明は、上記事情に鑑みて、露光光ないし乱反射光による粘着剤もしくは接着剤からの分解物がペリクルとレチクルに囲まれた空間に放出されない更なる改良の成された構造のペリクルを提供することを課題とする。
本発明のリソグラフィー用ペリクルは、リソグラフィーに使用されるペリクルにおいて、ペリクルをマスクに固定する為の粘着剤層のペリクル内部に面した側に非粘着性のゴム層を配置し、ペリクル外部に面した側に粘着性のゴム層を配置したことを特徴とする。また、リソグラフィーに使用されるペリクルにおいて、ペリクルをマスクに固定する為の粘着剤層のペリクル内部、および外部に面した部分に非粘着性のゴム層を配置し、それらの層の間に粘着性のゴム層を配置したことを特徴とする。
本発明により、粘着層からの発ガスを大幅に減少させることが出来る。
本発明者は、マスク粘着剤層を粘着力を有する層と非粘着力の弱い、ないし粘着力のない層（以下では、非粘着層と略記する）との２種の層で構成させることを着想し、種々検討の結果、非粘着性の樹脂（ゴム）では、粘着性の粘着剤と比較して非常に発ガスを抑制できることを知見した。
予備実験では、樹脂０．２ｇをサンプル管に取り、Ｎ２ガス１００ｍＬｌ／ｍｉｎの流量の流通下でサンプル管を５０℃に加熱して、出てくるガスを３０分間吸収管に捕集して、その後捕集したガス種をガスクロマトグラフで分析したところ、通常使用される粘着剤層（例えば、信越化学工業株式会社製シリコーン粘着剤ＫＲシリーズ）を用いた場合、４００ｎｇの発ガスが検出されたが、非粘着性のゴム（例えば、信越化学工業株式会社製シリコーンゴムＫＥシリーズ）を使用した場合には、１０ｎｇ未満の発ガス量に抑えることができた。
予備実験では、樹脂０．２ｇをサンプル管に取り、Ｎ２ガス１００ｍＬｌ／ｍｉｎの流量の流通下でサンプル管を５０℃に加熱して、出てくるガスを３０分間吸収管に捕集して、その後捕集したガス種をガスクロマトグラフで分析したところ、通常使用される粘着剤層（例えば、信越化学工業株式会社製シリコーン粘着剤ＫＲシリーズ）を用いた場合、４００ｎｇの発ガスが検出されたが、非粘着性のゴム（例えば、信越化学工業株式会社製シリコーンゴムＫＥシリーズ）を使用した場合には、１０ｎｇ未満の発ガス量に抑えることができた。
ペリクルのマスクへの固定には、マスク粘着剤層として粘着性が必要である。そこで、マスク粘着剤層を粘着力を有する層と非粘着層との２種の層で構成し、非粘着層をガスバリアとして機能させ、粘着層でペリクルをマスクに固定するようにする。
特にペリクル閉空間に発ガスを放出しないことが重要なので、例えば、マスク粘着剤層を横に２層にして、内側層を非粘着性の層、外側層を粘着性の粘着剤層にすることにより、ペリクル閉空間には粘着層からのガスが放出されない。図３に本発明の一実施の形態を示す。８が（マスク）粘着剤層、９が非粘着ゴム層である。
特にペリクル閉空間に発ガスを放出しないことが重要なので、例えば、マスク粘着剤層を横に２層にして、内側層を非粘着性の層、外側層を粘着性の粘着剤層にすることにより、ペリクル閉空間には粘着層からのガスが放出されない。図３に本発明の一実施の形態を示す。８が（マスク）粘着剤層、９が非粘着ゴム層である。
また、マスク粘着剤層を横に３層にして、中央部に粘着層を、内側と外側とに非粘着層を配置することにより、ペリクル閉空間にガスを放出しないとともに 、外部環境にもガスを放出しないことが可能になる図４に本発明の他の実施の形態を示す。
非粘着層を構成する材料としては、弾性体であることが好ましく、粘着させるときにマスクを歪ませない為に、低弾性のものが特に好ましい。
具体的には、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、二トリルゴム等が挙げられ、中でも、シリコーンゴム、フッ素ゴムが好ましい。
粘着剤層を構成する材料としては、従来利用されてきた材料で差し支えないが、シリコーン粘着剤、アクリル粘着剤が好ましいものとして挙げられる。
非粘着層を構成する材料としては、弾性体であることが好ましく、粘着させるときにマスクを歪ませない為に、低弾性のものが特に好ましい。
具体的には、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、二トリルゴム等が挙げられ、中でも、シリコーンゴム、フッ素ゴムが好ましい。
粘着剤層を構成する材料としては、従来利用されてきた材料で差し支えないが、シリコーン粘着剤、アクリル粘着剤が好ましいものとして挙げられる。
以下に実施例、比較例を示すが、本発明はこれらに制限されるものではない。
［実施例１］
アルミニウム合金製のペリクルフレーム（外形サイズ１４９ｍｍ×１２２ｍｍ×５．８ｍｍ、肉厚２ｍｍ）を純水で洗浄後、その片端面の内側全周にわたり非粘着性の信越化学株式会社製のシリコーンゴム（ＫＥ−１２０４）を塗布し、直後に電磁誘導加熱によりペリクルフレームを１５０℃に加熱した。この時非粘着性の層の幅は１ｍｍであった。
［実施例１］
アルミニウム合金製のペリクルフレーム（外形サイズ１４９ｍｍ×１２２ｍｍ×５．８ｍｍ、肉厚２ｍｍ）を純水で洗浄後、その片端面の内側全周にわたり非粘着性の信越化学株式会社製のシリコーンゴム（ＫＥ−１２０４）を塗布し、直後に電磁誘導加熱によりペリクルフレームを１５０℃に加熱した。この時非粘着性の層の幅は１ｍｍであった。
その後片端面の外側全周にわたり粘着性の信越化学株式会社製のシリコーン粘着剤（ＫＲ−３７００）を塗布し、直後に電磁誘導加熱によりペリクルフレームを１５０℃に加熱した。この時粘着性の層の幅は１ｍｍであった。
ペリクルフレームの粘着面とは反対側の端面に接着剤として旭ガラス株式会社製の「サイトップＣＴＸ−Ａ」をパーフルオロトリブチルアミンに溶解させた６％溶液を塗布し、その後、１３０℃でペリクルフレームの加熱を行い接着剤を硬化させた。
ペリクルフレームの粘着面とは反対側の端面に接着剤として旭ガラス株式会社製の「サイトップＣＴＸ−Ａ」をパーフルオロトリブチルアミンに溶解させた６％溶液を塗布し、その後、１３０℃でペリクルフレームの加熱を行い接着剤を硬化させた。
シリコンウエハ基板の上に旭ガラス株式会社製の「サイトップＣＴＸ−Ｓ」をパーフルオロトリブチルアミンに溶解させた３％溶液を、シリコンウエハの中央部に滴下し、回転数７６０ｒｐｍで、シリコンウエハを回転させて、シリコンウエハの表面上で溶液を展開して、塗膜を形成した。基板を室温に放置しその後、基板を１８０℃に加熱して溶媒を蒸発させ、ペリクル膜を形成した。このペリクル膜を、シリコンウエハの表面から剥離しペリクル膜を完成させた。
その後、上記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、ペリクルフレームよりも外側の部分を除去し本発明のペリクルを完成させた。この時ペリクルをマスクに貼り付けるための粘着剤層は、内側に非粘着性の層を持ち、外側に粘着性の層を有する構造とした。
このペリクルをマスクに貼り付け、ＡｒＦレーザー光による露光をおこなった。１０ｋＪ/ｃｍ２の照射後もマスクに成長性異物の生成は無かった。
このペリクルをマスクに貼り付け、ＡｒＦレーザー光による露光をおこなった。１０ｋＪ/ｃｍ２の照射後もマスクに成長性異物の生成は無かった。
［実施例２］
アルミニウム合金製のペリクルフレーム（外形サイズ１４９ｍｍ×１２２ｍｍ×５．８ｍｍ、肉厚２ｍｍ）を純水で洗浄後、その片端面の内側と外側に全周にわたり非粘着性の信越化学株式会社製のシリコーンゴム（ＫＥ−１２０４）を塗布し、直後に電磁誘導加熱によりペリクルフレームを１５０℃に加熱した。この時片端面の内側０．５ｍｍ幅、外側０．５ｍｍ幅で非粘着性層が形成されており、中央付近は未塗布部となっていた。
アルミニウム合金製のペリクルフレーム（外形サイズ１４９ｍｍ×１２２ｍｍ×５．８ｍｍ、肉厚２ｍｍ）を純水で洗浄後、その片端面の内側と外側に全周にわたり非粘着性の信越化学株式会社製のシリコーンゴム（ＫＥ−１２０４）を塗布し、直後に電磁誘導加熱によりペリクルフレームを１５０℃に加熱した。この時片端面の内側０．５ｍｍ幅、外側０．５ｍｍ幅で非粘着性層が形成されており、中央付近は未塗布部となっていた。
その後片端面の中央付近に信越化学株式会社製のシリコーン粘着剤（ＫＲ−３７００）を塗布し、直後に電磁誘導加熱によりペリクルフレームを１５０℃に加熱した。この時粘着性の層の幅は1mmであった。
ペリクルフレームの粘着面とは反対側の端面に接着剤として旭ガラス株式会社製の「サイトップＣＴＸ−Ａ」をパーフルオロトリブチルアミンに溶解させた６％溶液を塗布し、その後、１３０℃でペリクルフレームの加熱を行い接着剤を硬化させた。
ペリクルフレームの粘着面とは反対側の端面に接着剤として旭ガラス株式会社製の「サイトップＣＴＸ−Ａ」をパーフルオロトリブチルアミンに溶解させた６％溶液を塗布し、その後、１３０℃でペリクルフレームの加熱を行い接着剤を硬化させた。
シリコンウエハ基板の上に旭ガラス株式会社製の「サイトップＣＴＸ−Ｓ」をパーフルオロトリブチルアミンに溶解させた３％溶液を、シリコンウエハの中央部に滴下し、回転数７６０ｒｐｍで、シリコンウエハを回転させて、シリコンウエハの表面上で、溶液を展開して、塗膜を形成した。基板を室温に放置しその後基板を１８０℃に加熱して溶媒を蒸発させ、ペリクル膜を形成した。このペリクル膜を、シリコンウエハの表面から剥離しペリクル膜を完成させた。
その後、上記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、ペリクルフレームよりも外側の部分を除去し本発明のペリクルを完成させた。この時ペリクルをマスクに貼り付けるための粘着剤層は、内側、外側に非粘着性の層を持ち、中央部に粘着性の層を有する構造とした。
このペリクルをマスクに貼り付け、ＡｒＦレーザー光による露光をおこなった。１０ｋＪ/ｃｍ２の照射後もマスクに成長性異物の生成は無かった。
このペリクルをマスクに貼り付け、ＡｒＦレーザー光による露光をおこなった。１０ｋＪ/ｃｍ２の照射後もマスクに成長性異物の生成は無かった。
［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×１２２ｍｍ×５．８ｍｍ、肉厚２ｍｍ）を純水で洗浄後、片端面の外側全周にわたり粘着性の信越化学株式会社製のシリコーン粘着剤（ＫＲ−３７００）を塗布し、直後に電磁誘導加熱によりペリクルフレームを１５０℃に加熱した。
ペリクルフレームの粘着面とは反対側の端面に接着剤として旭ガラス株式会社製の「サイトップＣＴＸ−Ａ」をパーフルオロトリブチルアミンに溶解させた６％溶液を塗布し、その後、１３０℃でペリクルフレームの加熱を行い接着剤を硬化させた。
アルミニウム合金製のペリクルフレーム（外形サイズ１４９ｍｍ×１２２ｍｍ×５．８ｍｍ、肉厚２ｍｍ）を純水で洗浄後、片端面の外側全周にわたり粘着性の信越化学株式会社製のシリコーン粘着剤（ＫＲ−３７００）を塗布し、直後に電磁誘導加熱によりペリクルフレームを１５０℃に加熱した。
ペリクルフレームの粘着面とは反対側の端面に接着剤として旭ガラス株式会社製の「サイトップＣＴＸ−Ａ」をパーフルオロトリブチルアミンに溶解させた６％溶液を塗布し、その後、１３０℃でペリクルフレームの加熱を行い接着剤を硬化させた。
シリコンウエハ基板の上に旭ガラス株式会社製の「サイトップＣＴＸ−Ｓ」をパーフルオロトリブチルアミンに溶解させた３％溶液を、シリコンウエハの中央部に滴下し、回転数７６０ｒｐｍで、シリコンウエハを回転させて、シリコンウエハの表面上で、溶液を展開して、塗膜を形成した。基板を室温に放置しその後基板を１８０℃に加熱して溶媒を蒸発させ、ペリクル膜を形成した。このペリクル膜を、シリコンウエハの表面から剥離しペリクル膜を完成させた。
その後、上記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、ペリクルフレームよりも外側の部分を除去し本発明のペリクルを完成させた。
このペリクルをマスクに貼り付け、ＡｒＦレーザー光による露光をおこなった。１０ｋＪ/ｃｍ２の照射後にマスクのパターン面に成長性異物の生成が認められた。
その後、上記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、ペリクルフレームよりも外側の部分を除去し本発明のペリクルを完成させた。
このペリクルをマスクに貼り付け、ＡｒＦレーザー光による露光をおこなった。１０ｋＪ/ｃｍ２の照射後にマスクのパターン面に成長性異物の生成が認められた。
１：ペリクル
２：ペリクルフレーム
３：マスク粘着剤
４：マスク
５：ペリクル膜
６：（ペリクル膜）接着剤
７：マスク粘着剤からの発ガス
８：（マスク）粘着剤層
９：非粘着ゴム層
２：ペリクルフレーム
３：マスク粘着剤
４：マスク
５：ペリクル膜
６：（ペリクル膜）接着剤
７：マスク粘着剤からの発ガス
８：（マスク）粘着剤層
９：非粘着ゴム層
Claims (1)
- リソグラフィーに使用されるペリクルにおいて、ペリクルをマスクに固定する為の粘着剤層のペリクル内部、および外部に面した部分にシリコーンゴム、アクリルゴム、又はニトリルゴムからなる非粘着性のゴム層を配置し、それらの層の間に粘着性のゴム層を配置したことを特徴とするペリクル。
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| KR102237878B1 (ko) * | 2017-02-17 | 2021-04-07 | 미쯔이가가꾸가부시끼가이샤 | 펠리클, 노광 원판, 노광 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 |
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