JP5822401B2

JP5822401B2 - リソグラフィ用ペリクル

Info

Publication number: JP5822401B2
Application number: JP2012280600A
Authority: JP
Inventors: 享白崎
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2012-12-25
Filing date: 2012-12-25
Publication date: 2015-11-24
Anticipated expiration: 2032-12-25
Also published as: US9268213B2; JP2014126569A; US20140178805A1; CN103901716B; CN103901716A; TWI498672B; EP2749945A3; KR102112519B1; EP2749945A2; TW201435483A; KR20140082917A

Description

本発明は、ＬＳＩ、超ＬＳＩなどの半導体装置、液晶表示板などを製造する際に用いるリソグラフィ用マスクのゴミよけとして使用されるリソグラフィ用ペリクルに関する。

近年、ＬＳＩのデザインルールはサブクオーターミクロンへと微細化が進んでおり、それに伴い、露光光源の短波長化が進んでいる。すなわち、露光光源が、これまで主流であった、水銀ランプによるｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）から、ＫｒＦエキシマレーザー（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（１９３ｎｍ）などに移行しつつある。

ＬＳＩ、超ＬＳＩなどの半導体製造又は液晶表示板の製造においては、半導体ウエハ又は液晶用原板に光を照射してパターンを作製するが、この場合に用いるリソグラフィ用マスク（単に「マスク」ともいう）及びレチクル（以下、総称して「露光原版」と記述する）にゴミが付着していると、このゴミが光を吸収したり、光を曲げてしまうために、転写したパターンが変形したり、エッジが粗雑なものとなるほか、下地が黒く汚れたりして、寸法、品質、外観などが損なわれるという問題があった。

これらの作業は、通常クリーンルームで行われているが、それでも露光原版を常に清浄に保つことは難しいために、露光原版表面にゴミよけとしてペリクルを貼り付けた後に露光をする方法が一般に採用されている。この場合、異物は露光原版の表面には直接付着せず、ペリクル上に付着するために、リソグラフィ時に焦点を露光原版のパターン上に合わせておけば、ペリクル上の異物は転写に無関係となる。

この場合のペリクルの基本的な構成は、ペリクルフレームの上端面に透明なペリクル膜が張設されるとともに、下端面に露光原版に貼り付けるための粘着剤層が形成されているものである。そして、このペリクル膜には、露光に用いる光（水銀ランプによるｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザー（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（１９３ｎｍ）等）を良く透過させるニトロセルロース、酢酸セルロース、フッ素系ポリマーなどが用いられる。

このペリクル膜は、ペリクルフレームの上端面にペリクル膜の良溶媒を塗布して貼付けた後に風乾して接着されるか、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂などの接着剤で接着される。一方、ペリクルフレームの下端面には、露光原版に貼付するために、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剤層が設けられるが、必要に応じて、粘着剤層の保護を目的とした粘着剤層保護用ライナーが貼り付けられる。

このようなペリクルは、露光原版上にゴミが付着することを防止するために設けられるものであり、この設置に際しては、ペリクルの粘着剤層を露光原版に圧力をかけて押し当てることで貼り付けられ、ペリクル膜とペリクルフレームと露光原版とによってペリクル閉空間を形成して露光原版の表面に形成されたパターン領域を囲むように設置される。したがって、露光原版のパターン領域は、パターン面に塵埃等の異物が付着しないようにペリクルの外部の異物から隔離されることになる。

ところが、上記ペリクルによる保護によってペリクル取付け後の異物の侵入を防止することができるものの、ペリクル取付け時に既にペリクル膜又はペリクルフレームの内壁面等に付着している異物が少なからず存在する可能性がある。このペリクル膜上に付着している異物については、通常０．３μｍ程度のサイズまで検査可能であるから、かなりの異物を検査によって除くことができるが、ペリクルフレーム内壁面上に付着している異物については、１０μｍ程度以上のサイズのものしか検査できないために、ペリクルの検査によって発見できない１０μｍ未満の異物がフレーム内壁面に存在し、この検査不可能な異物がペリクルの使用中に露光原版に落下する問題がある。

特許文献１には、このような問題を解決するために、ペリクルホルダのフレームにエポキシ樹脂からなる接着剤を塗布し、ペリクルフレーム等に付着している検査不可能な異物をこの接着剤によって接着・固定してパターン面に落下しないようにする異物対策の技術が記載されている。

特開昭６１−２４１７５６号公報

本発明者は、リソグラフィ用ペリクルについてさらに検討したところ、上記のようなペリクルフレーム等に付着している異物に係る問題の他に、ペリクルを取付ける等のハンドリングの際に、ペリクルフレーム近傍のペリクル膜にキズがつく場合があることを新たに発見した。

そこで、本発明の目的は、このようなキズの問題を解決するためになされたものであり、ペリクルのハンドリングの際に、ペリクル膜の張力が低下してペリクル膜が弛んだ場合でも、ペリクル膜にキズがつかないリソグラフィ用ペリクルを提供することである。

本発明は、ペリクル膜とペリクルフレームとを有し、前記ペリクル膜が前記ペリクルフレームの上端面に張設されるリソグラフィ用ペリクルにおいて、前記ペリクル膜が張設される前記ペリクルフレームの膜側内糸面の角度が前記ペリクルフレームの垂直方向の面に対して１０度〜１５度であることを特徴とするものである。

また、本発明は、前記ペリクルフレームの膜側内糸面の面取り寸法は、０．２ｍｍ〜０．３ｍｍであることが好ましい。

本発明によれば、ペリクルフレーム内側の糸面取りの角度を前記ペリクルフレームの垂直方向の面に対して１０度〜１５度とすることにより、フレーム内面の糸面の角部をペリクル膜から遠ざけることができるので、ペリクル膜の張力が低下して膜が弛んだ場合でも、ペリクル膜が糸面の角部に接触する危険性が大幅に減少し、ペリクル膜にキズがつく事態を回避することができる。

図１は、本発明のリソグラフィ用ペリクルのフレーム１近傍部の拡大図である。図２は、本発明のペリクルにおいて、ペリクル膜３が撓んだ時のフレーム膜側内糸面４とペリクル膜３との関係を示す拡大図である。図３は、従来のリソグラフィ用ペリクルのフレーム１近傍部の拡大図である。図４は、従来のペリクルにおいて、ペリクル膜３が撓んだ時にフレーム膜側内糸面４の角部７に接触する状態を示す拡大図である。図５は、リソグラフィ用ペリクルのフレーム１を保持した際に、ペリクル膜３が撓む状態を示した図である。

以下、本発明の一実施の形態を添付図面に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

本発明のリソグラフィ用ペリクルは、図１に示すように、ペリクル膜３、ペリクルフレーム１及びマスク粘着剤面５等から構成される一般的なものである。ペリクル膜３は、ペリクルフレーム１の上端面に張設されており、マスク粘着剤面５は、ペリクルフレーム１の下端面にペリクルフレーム１を基板に貼り付けるために設けられ、必要に応じてセパレータ６が貼り付けられている。
なお、本発明の実施例では、「マスク」は、「露光原版」を例として記載しているが、レチクルに対しても同様に適用できる。

本発明のペリクルフレーム１は、一般に、アルミ合金等の金属で製作されており、切削等の加工によってエッジ部に加工バリが発生するとか、切削加工された金属製品のエッジの鋭角な角部は刃物と同じくらい切れ味が良く危険であるとかの理由によって、フレーム１のエッジ部の角部は、斜めに切り落としてとがった部分を無くす糸面取り加工が施されるのが一般的である。

リソグラフィ用ペリクルフレーム１の糸面取りは、一般に、面取り寸法を０．２ｍｍとし、面取り角度を少なくとも４５度として行われている。図３は、ペリクルフレーム１の膜内側を面取り寸法０．２ｍｍ、面取り角度４５度として糸面取りが行われた場合に、膜側内糸面４の角度が４５度である従来のペリクルフレーム１の拡大図である。
なお、ここで、フレーム１の膜側内糸面４の角度とは、フレーム１の垂直方向の面に対する糸面の角度をいう。

ところで、リソグラフィ用ペリクルのハンドリングは、フレーム１の側面を保持して行われるのが一般的であるが、この際に、図５に示すように、フレーム１の保持力が大きい場合には、フレーム１が内側に撓むためにペリクル膜３の張力が低下してペリクル膜３自体が弛むことになる。図４は、この弛んだペリクル膜３と従来のペリクルフレーム１との関係を図示するものであり、弛んだペリクル膜３が４５度の膜側内糸面４の角部７に接触している状態を示すものである。

本発明者は、このペリクル膜３が糸面の角部７に接触した状態でフレーム１の保持作業を終了した場合に、フレーム１の撓みの解消に伴って回復するペリクル膜３の張力によってフレーム１の膜側内糸面４の角部７に接触しているペリクル膜３にキズがつくことを新たに発見したので、このキズの原因となる角部７をペリクル膜３から遠ざけるような工夫を行った。

すなわち、本発明は、膜側内糸面４の角部７をペリクル膜３から遠ざけるために、面取り寸法０．２ｍｍ〜０．３ｍｍとし、フレーム１の膜側内糸面４の面取り角度を従来の４５度より小さい、ペリクルフレームの垂直方向の面に対して１０度〜１５度としたことを特徴とするものである。面取り寸法０．２ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲において、面取り角度を４５度より小さい、例えば１５度にすれば、弛んだペリクル膜３の最下点より下方に角部７を遠ざけることができるから、ペリクル膜３が角部７に接触する事態を確実に回避することができる。一方、下限の１０度より小さくすれば、角部７をペリクル膜３からより遠ざけることができるものの、糸面取りの面積が大きくなり、加工負担が増えるだけであるから、１０度を下限とするのが好ましい。

以下、本発明の実施例について説明する。本発明のペリクルフレーム１は、アルミ合金製で、外形サイズ１４９ｍｍ×１１５ｍｍ×４．５ｍｍ、肉厚２ｍｍに製作し、ペリクル膜側端面の内糸面４の面取りは、面取り角度を15度とし、端面側からみた面取り寸法を0.2ｍｍとして行った。

次に、ペリクルフレーム１の下端面に信越化学工業株式会社製のシリコーン粘着剤（商品名：Ｘ−４０−３１２２）を塗布し、直後に電磁誘導加熱により１８０℃までペリクルフレーム１を加熱し、溶媒を除去した。この場合のマスク粘着剤面５の厚みは０．３ｍｍであった。このマスク粘着剤面５にセパレータ６を貼り付けた。

一方、ペリクルフレーム１の上端面には旭硝子株式会社製サイトップ接着剤（商品名：ＣＴＸ−Ａ）を塗布し、その後、１３０℃までペリクルフレーム１を加熱し、接着剤面２を硬化させた。その後、ペリクルフレーム１よりも大きなアルミ枠に張り付けた旭硝子株式会社製サイトップ（商品名：ＣＴＸ−Ｓ）からなるペリクル膜３に、ペリクルフレーム１の膜接着剤面側を貼り付けると共に、ペリクルフレーム１よりも外側のペリクル膜３を除去して、本発明のリソグラフィ用ペリクルを完成させた。

この完成したペリクルの側面を保持した状態で、ペリクル膜３に弛みが発生するまで内側に向けて力を加え、その後に力を解放してペリクル膜３の張力を回復させ弛みを解消した。そして、このペリクル膜３に集光ランプを照射して観察したところ、このペリクル膜３にはフレーム１と接触してできたキズは見られなかった。

比較例

アルミ合金製で、外形サイズ１４９ｍｍ×１１５ｍｍ×４．５ｍｍ、肉厚２ｍｍのものを比較例として製作した。この比較例では、ペリクル膜側端面の内糸面４の面取りは、面取り角度を４５度とし、端面側からみた面取り寸法を0.2ｍｍとして行った。
その後の工程は、本発明の実施例の場合と同じである。

この比較例のペリクルの側面を保持した状態で、ペリクル膜３に弛みが発生するまで内側に向けて力を加え、その後に力を解放してペリクル膜３の張力を回復させ弛みを解消した。そして、この比較例のペリクル膜３に集光ランプを照射して観察したところ、ペリクル膜３にフレーム１と接触してできたとみられるキズが見られた。

１ペリクルのフレーム
２フレームの膜接着剤面
３ペリクル膜
４フレームの膜側内糸面
５マスク粘着剤面
６セパレータ
７膜側内糸面の角部

Claims

ペリクル膜とペリクルフレームとを有し、前記ペリクル膜が前記ペリクルフレームの上端面に張設されるリソグラフィ用ペリクルにおいて、前記ペリクル膜が張設される前記ペリクルフレームの膜側内糸面の角度が前記ペリクルフレームの垂直方向の面に対して１０度〜１５度であることを特徴とするリソグラフィ用ペリクル。
前記ペリクルフレームの膜側内糸面の面取り寸法が０．２ｍｍ〜０．３ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ用ペリクル。