JP6275067B2

JP6275067B2 - ペリクル収納容器

Info

Publication number: JP6275067B2
Application number: JP2015033554A
Authority: JP
Inventors: 一敏関原
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2015-02-24
Filing date: 2015-02-24
Publication date: 2018-02-07
Anticipated expiration: 2035-02-24
Also published as: KR20160103506A; KR20230146493A; CN105905392B; TW201638653A; CN105905392A; TWI582531B; JP2016156898A

Description

本発明は、半導体デバイス、ＩＣパッケージ、プリント基板、液晶ディスプレイまたは有機ＥＬディスプレイ等を製造する際のゴミよけとして使用されるペリクルの収納容器であって、少なくとも一つの辺長が５００ｍｍを超える大型のペリクルに好適なペリクル収納容器に関するものである。

ＬＳＩ、超ＬＳＩなどの半導体或は液晶ディスプレイ等の製造においては、半導体ウエハあるいは液晶用ガラス板に紫外光を照射してパターンを作製するが、この時に用いるフォトマスクにゴミが付着していると、このゴミが紫外光を遮ったり、反射するために、転写したパターンの変形、短絡などが発生し、品質が損なわれるという問題がある。

このため、これらの作業は通常クリーンルームで行われているが、それでもフォトマスクを常に清浄に保つことが難しい。そこで、フォトマスク表面にゴミよけとしてペリクルを貼り付けした後に露光を行っている。この場合、異物はフォトマスクの表面には直接付着せず、ペリクル上に付着するため、リソグラフィー時に焦点をフォトマスク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。

このペリクルは、一般に、光を良く透過させるニトロセルロース、酢酸セルロースあるい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、ステンレス鋼、エンジニアリングプラスチックなどからなるペリクルフレームの上端面に接着して構成される。また、ペリクルフレームの下端には、フォトマスクに装着するためのポリブデン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等からなる粘着層、及び粘着層の保護を目的とした離型層（セパレータ）が設けられる。

一方、このようなペリクル、特に、辺長が５００ｍｍを超えるような大型のペリクルを収納するためのペリクル収納容器は、ペリクルを載置するペリクル収納容器本体とそれに周縁部で嵌合し密封する蓋体との部材から構成されている。そして、これら部材は、厚さ２〜８ｍｍ程度の樹脂板を真空成形または圧空成形することにより製作されているが、この製法は、大型のものも一体成形できるために、内部に発塵源が少ないことに加え、生産性が高く低コストで製造できるという利点がある。

ペリクル収納容器本体は、付着した異物の視認性向上のために、黒色が良いとされており、また蓋体は、内部に収納したペリクルを視認できるように透明または有色半透明が良いとされている（特許文献１参照）。そして、このような観点から、殆どの場合、収納容器本体は、黒色のＡＢＳ樹脂が、また蓋体は、透明あるいは半透明のＡＢＳ樹脂またはＰＭＭＡ樹脂が用いられている。

このような樹脂は、可燃性であるため、辺長が５００ｍｍを超える大型のペリクルを収納するペリクル収納容器では、可燃物としての容積や重量もかなり大きなものとなる。例えば、８００ｘ９２０ｍｍマスク用のペリクル収納容器では、その重量が１０ｋｇ／個であり、１２２０ｘ１４００ｍｍマスク用のペリクル収納容器では、その重量が２５ｋｇ／個ほどにもなるため、これらペリクル収納容器を一箇所に大量に保管した場合は、その安全性が問題となる。

そこで、この対策として、素材を難燃性の材料である、例えば金属や難燃性樹脂に変更することが考えられる。しかし、金属の場合は、蓋体にアルミニウム合金などの軽量材料を使用したとしても、人手による開閉には重過ぎるため、作業上多大な負担がかかるという問題がある。そのため、下側部分のペリクル収納容器本体にほぼ限定されることになる。一方、難燃性の樹脂材料の場合は、その材料としてＰＡＮ、ＰＶＣなどが挙げられるが、これら材料では入手できる板材のサイズに制約が多く、また、加熱成形に不向きなグレードが多いために、使用し難いという問題がある。

このような観点から、難燃性を確保するためには、大型のペリクル収納容器の素材として実績のあるＰＭＭＡ、ＡＢＳといった材質に難燃剤を添加する方策が最も好都合であるとされている。そして、添加される難燃剤としては、臭素系化合物、リン系化合物、アンチモン化合物、金属水酸化物などの他、シリコーン系化合物などが挙げられるが、中でも、ＰＭＭＡ、ＡＢＳの樹脂に臭素系化合物が良く使用されているのが実情である。

しかしながら、ペリクル収納容器の素材として難燃剤を添加した樹脂を用いた場合、太陽光、特に紫外線が存在する環境中でペリクル収納容器を保管すると、紫外線により難燃剤が分解し、劣化して、収納容器内部に収納されたペリクルに汚染（曇り）が生じるうえ、原材料樹脂の劣化も促進され、ペリクル収納容器の外観が悪化するという問題があった。

特開２００１−１００３９４

そこで、本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、ペリクル収納容器の素材として難燃剤が添加された樹脂を用いても、紫外線による難燃剤および樹脂の劣化がなく、収納されたペリクルが長期間に渡って清浄に保たれるペリクル収納容器を提供することである。

本発明は、少なくとも一つの辺長が５００ｍｍを超えるペリクルを収納するためのペリクル収納容器であって、ペリクルを載置するペリクル収納容器本体と、その周縁部で嵌合して密閉する蓋体とで構成され、少なくとも蓋体は真空成形または圧空成形された樹脂材料製であり、この樹脂材料は、難燃剤および樹脂材料の重量比で０．５％〜３％の黒色化材を含有し、不透明かつ黒色であることを特徴とする。

また、本発明では、難燃剤は、樹脂材料の重量比で５％〜２５％含有することが好ましい。そして、この難燃剤は、臭素系化合物であることが好ましく、樹脂材料は、ＡＢＳ樹脂であることが好ましい。

本発明によれば、ペリクル収納容器の素材中に添加された難燃剤が紫外線により劣化することを最小限に抑えることができるため、収納されたペリクルの清浄度を長期間に渡って保つことができるという効果がある。

図１は、本発明のペリクル収納容器の概要を示す平面図である。図２は、本発明のペリクル収納容器の概要を示す図１のＡＡ断面図である。図３は、本発明のペリクル収納容器の概要を示す図１のＢＢ断面図である。図４は、本発明のペリクル収納容器の蓋体を外した平面図である。図５は、本発明のペリクル収納容器の斜視図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

本発明のペリクル収納容器１０は、少なくとも一つの辺長が５００ｍｍを超えるペリクルを収納するためのものであり、ペリクル収納容器本体１１、蓋体１２から構成されている。ペリクル収納容器本体１１は、ペリクル２０を載置するものであり、蓋体１２は、ペリクル収納容器１１に周縁部で嵌合し、密閉することでペリクル２０を外部の塵埃から保護するものである。また、ペリクル収納容器本体１１上に載置されたペリクル２０は、フレーム側面に設けられた非貫通の孔（図示しない）に挿入したピン１３と、そのピンを支持するピン支持手段１４からなる固定手段によりペリクル収納容器本体１１上に固定されている。

ペリクル収納容器本体１１および蓋体１２は、厚さ２〜８ｍｍの難燃剤を含有した樹脂板を真空成形または圧空成形して製作されると、品質、コストや難燃性の点から好適である。また、導電物質の添加や表面へのコーティングにより、帯電防止性能を付与することも異物付着低減の観点から好ましい。

本発明のペリクル収納容器１０では、少なくとも蓋体１２は、その素材の樹脂中に難燃剤が添加されているとともに、不透明かつ黒色である。通常の蓋体は、透明または半透明の樹脂素材で構成されているが、蓋体１２を不透明かつ黒色とすることで樹脂素材内部への紫外線の侵入を防止することができるからである。そのため、ペリクル収納容器１０を構成する樹脂、特にその表面近傍の樹脂においては、含有されている難燃剤の劣化が防止されることになるから、難燃剤の劣化に起因したガス状物質の発生が抑制され、ペリクル収納容器内部や収納されたペリクルが汚染されることがない。

本発明では、樹脂材料を不透明かつ黒色とするために、カーボンブラックなどの黒色化材を樹脂材料の重量比で０．５％〜３％含有することが好ましい。０．５％未満では黒色の度合いが薄くて不十分であり、また３％を超えて添加してもその効果に差が生じないからである。黒色化材としては、カーボンブラックの他に、二酸化チタン、四三酸化鉄などが挙げられる。

ペリクル収納容器１０に使用される素材の樹脂としては、様々なものが挙げられるが、特にＡＢＳ樹脂が好ましい。何故なら、その剛性や成形性等のバランスが良いことに加え、紫外線の吸収が大きいために、逆に素材内部へ透過する紫外線がさらに少なくなり、含有する難燃剤の劣化も抑制されるからである。また、黒色とすることによって、ＡＢＳ樹脂自体の劣化である黄変、退色といった外観上の劣化も防止されるから、さらに好ましい。

一方、ペリクル収納容器に一般的に使用されているアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）の場合は、難燃剤の添加によって難燃化することは可能であるが、樹脂自体の紫外線透過率が高いために、内部に含有した難燃剤の劣化が促進されやすいという不都合がある。また、樹脂素材自体を難燃性の樹脂材料とすれば、そもそも難燃剤を添加する必要はないが、例えば、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）の場合は、大判の材料の入手が困難であるほか、廃棄処理がしにくいという問題がある。さらに、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）の場合は、成形温度が極めて高く、大型品の真空成形または圧空成形による製造が困難であるという問題があり、これを採用することは容易ではない。

樹脂に添加される難燃剤の種類については、有機系難燃剤として、テトラブロモビスフェノールＡ（ＴＢＢＡ）、デカブロモジフェニルエーテル（ＤＢＤＥ）、ヘキサブロモシクロドデカン（ＨＢＣＤ）などの臭素系化合物やリン系化合物、塩素系化合物などが挙げられる。また、無機系難燃剤としては、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムの水和物、三酸化アンチモンなどのアンチモン系、ホウ素化合物などが挙げられる。ノンハロゲンの有機系としては、シアヌル酸メラミンの他、シリコーン系化合物なども開発されている。

本発明で用いる難燃剤は、上記で列挙したものを単独で、または数種類を併用した形で樹脂材料の重量比で５％〜２５％程度添加して用いることが好ましい。難燃剤の量が５％未満であると難燃性の効果が十分に発揮されず、また２５％を超えると樹脂素材の物性への影響が大きすぎて好ましくないからである。

また、近年では、難燃剤の中に環境上の問題から規制物質となっているものもあるため、その点も考慮して選択することが好ましい。さらに、目標とする難燃性の程度としては、ペリクル収納容器の保管場所における要求水準に沿って設定すれば良いが、少なくともＵＬ９４規格でＶ−１を達成することが好ましい。

本発明では、上記のような様々な難燃剤を適用することができるが、特に臭素系化合物を含有することが好ましい。臭素系化合物は、難燃化効果が高く、また他の難燃剤と組み合わせた場合でもその効果が高いためである。特に、臭素系化合物と三酸化アンチモンとの組み合わせは、難燃化効果が高く好適である。

また、臭素系化合物は、紫外線に対して劣化しやすいという欠点はあるが、樹脂材質を不透明かつ黒色とすることによって、劣化する領域を表面だけにとどめることができるため、臭素系化合物の劣化を実質的に防止することができる。好適な臭素系化合物の例としては、難燃性能および環境規制上の理由から、テトラブロモビスフェノールＡ（ＴＢＢＰＡ）、ＴＢＢＡオリゴマー（エポキシ系、カーボネート系）、臭素化ポリスチレン（ＢＰＳ）などが挙げられる。これらの含有量は、難燃性の確保と樹脂物性維持の観点から、５〜２５％の範囲とすることが好ましい。

本発明のペリクル収納容器本体１１及び蓋体１２には、必要に応じて、リブなどの補強構造を設けることができるし、金属または樹脂製の補強手段、取扱いのためのハンドルや、蓋体を固定するバックルなどを設けることも良い。

また、ペリクル辺長が１５００ｍｍを超える極めて大型のペリクル収納容器に剛性が特に要求される場合や、より難燃性を向上させたい場合は、蓋体１２だけを上記の樹脂で製作し、ペリクル収納容器本体１１を金属で製作した構成が特に好ましい。もっとも、ペリクル収納容器本体１１を金属で製作した場合は、全て樹脂で製作した場合と比べて重量の点で不利となるが、蓋体１２のように人手により開閉するなどの取り扱いが不要であるため、実質的な支障はない。

金属を用いる場合は、アルミニウム合金、マグネシウム合金などの軽量材料のほか、鉄鋼、ステンレス鋼などの高剛性材料を使用することができる。その場合、成形加工は、薄板を曲げ加工、プレス成型、溶接などして造形するか、または鋳造を利用しても良い。その表面には、防錆、発塵防止のために塗装を施すことが好ましく、特に、帯電防止性能を付与することに加えて、付着異物の視認性向上のために、黒色とされていることが好ましい。

本発明のペリクル収納容器１０では、ペリクル収納容器本体１１にペリクル２０を固定するための固定手段として、公知の様々な方法が適用できる。図４に示した実施形態では、ペリクル収納容器本体１１上にピン支持手段１４を設け、それに支持されたピン１３をペリクルフレーム側面に設けた非貫通の孔（図示しない）に挿入することでペリクル２０を固定しているが、この他の公知の方法であっても良い。

また、図４に示した実施形態では、ペリクルフレーム２１の下面にマスク粘着層２２が設けられ、その下にはマスク粘着層２２を保護するセパレータ２３が取り付けられているが、マスク粘着層２２がペリクル収納容器本体１１に接触しないように、ペリクルフレーム２１を支持する手段等を別に設けて、セパレータを省略した構成とすることも良い。

以下、本発明の実施例について詳細に説明する。

実施例では、先ず、厚さ５ｍｍのＡＢＳ樹脂板を用いて、ペリクル収納容器本体１１と蓋体１２を真空成形にて製造した。このペリクル収納容器１０の寸法は、外寸９４０ｘ１０６０ｘ高さ９０ｍｍである。

この実施例で用いたＡＢＳ樹脂板は、臭素系難燃剤（商品名；フレームカット、東ソー（株））２０ｗｔ％と、三酸化アンチモン（商品名；ＰＡＴＯＸ、日本精鉱（株））２ｗｔ％と、カーボンブラック（商品名；サンブラック、旭カーボン（株））１ｗｔ％とを混入し、押し出し成形にて製造した不透明で黒色のものである。

次に、このペリクル収納容器本体１１と蓋体１２には、真空成形後に、周囲をＮＣルーターにて切削加工して仕上げ処理を施した。また、このペリクル収納容器本体１１上には、ピン支持手段１４を外面からボルト固定（図示しない）にて取り付けた。

一方、このペリクル収納容器１０に収納するペリクル２０を次の仕様で製作した。すなわち、ペリクルフレーム２１は、Ａ５０５２アルミニウム合金を機械切削にて加工したもので、外寸７５６ｘ９４０ｍｍ、内寸７４０ｘ９２８ｍｍ、高さ５．８ｍｍとし、表面には黒色アルマイト処理を施した。また、各長辺中央付近には直径１．５ｍｍの通気孔を４箇所（図示しない）、各辺の角部付近に直径２．５ｍｍの非貫通の治具孔（図示しない）を設けた。

次に、このペリクルフレーム２１の下面には、マスク粘着層２２としてシリコーン粘着剤（商品名；ＫＲ−３７００、信越化学工業（株））を厚さ１．３ｍｍで形成し、その表面には離型剤を塗布したＰＥＴフィルムからなるセパレータ２３を取り付けた。また、ペリクルフレーム２１側面の通気孔は、ＰＴＦＥ多孔質膜製のフィルタをアクリル粘着剤にて貼り付けた（図示しない）。さらに、ペリクルフレーム２１の上面には、ペリクル膜接着層２４としてシリコーン粘着剤（商品名；ＫＲ−３７００、信越化学工業（株））を塗布し、その上にフッ素樹脂（商品名；サイトップ、旭硝子（株））からなる厚さ約４．５μｍのペリクル膜２５を張設した。

このように製作したペリクル２０を異物検査の上、ピン１３とピン支持手段１４にてペリクル収納容器本体１１上に固定し、蓋体１２で密閉した。その後に、嵌合部周囲をＰＶＣ製粘着テープにてシールし、厚さ０．１の帯電防止ＰＥ製梱包袋に収納した。なお、ペリクル２０の収納に際し、ペリクル収納容器１０をＣｌａｓｓ１０のクリーンルーム内で界面活性剤と純水にて良く洗浄処理し、乾燥した。

最後に、このようにペリクル２０を収納したペリクル収納容器１０を室温２２〜２８℃、湿度３０〜５５％の範囲に空調された室内に搬送して、１年間静置保管した。なお、このペリクル収納容器１０を載置したところは、１年を通して、ガラス窓越しに太陽光が差し込む環境であった。

そして、１年後にこのペリクル収納容器１０に収納していたペリクル２０をＣｌａｓｓ１０のクリーンルーム内で取り出し、外観、異物検査を行ったところ、ペリクル２０に付着異物や損傷は全く見られず、清浄なままの状態が保たれていた。また、ペリクル収納容器１０自体にも目立った外観上の変化は見られなかった。

比較例

<比較例１>
比較例１では、先ず、実施例と全く同様にしてペリクル収納容器を製造したが、ペリクル収納容器蓋体の材質が上記実施例のものと異なっている。すなわち、蓋体に用いた板材は、ＡＢＳ樹脂を押し出し成形したものであり、その材質は、臭素系難燃剤（商品名；フレームカット、東ソー（株））２０ｗｔ％と、三酸化アンチモン（商品名；ＰＡＴＯＸ、日本精鉱（株））２ｗｔ％とを含有したものであるが、黒色化するためのカーボンブラックを混入しておらず、外観はやや白みがかった透明となっている。

次に、このペリクル収納容器をＣｌａｓｓ１０のクリーンルーム内で界面活性剤と純水にて良く洗浄、乾燥した後、実施例と同じ仕様のペリクルを異物検査のうえ収納した。そして、実施例と全く同一の環境にて１年間静置保管した。

そして、１年後にＣｌａｓｓ１０のクリーンルームにて、このペリクル収納容器からペリクルを取り出し、外観、異物検査を行ったところ、収納したペリクルの膜面には、大きな異物の付着は見られなかったものの、φ０．５〜３μｍ程度の異物が多数付着していた。また、ところによっては、この付着異物の密集度が高く、曇りや汚れのように見える部分もあったので、これは通常使用が不可能なレベルであった。さらに、ペリクル収納容器の蓋体は、やや黄ばんだ白色不透明となっており、商品として使用できる外観ではなかった。

<比較例２>
比較例２でも、実施例および比較例１と全く同様にしてペリクル収納容器を製造したが、ペリクル収納容器の蓋体の材質が上記実施例および比較例１のものと異なっている。すなわち、蓋体に用いた板材は、ＡＢＳ樹脂を押し出し成形したものであり、その材質は、臭素系難燃剤に替えて無機系難燃剤の水酸化マグネシウムを３５ｗｔ％添加したもので、黒色化するためのカーボンブラックを混入しておらず、外観は白色不透明なものとなっている。

次に、このペリクル収納容器をＣｌａｓｓ１０のクリーンルーム内で界面活性剤と純水にて良く洗浄、乾燥した後、実施例や比較例１と同じ仕様のペリクルを異物検査のうえ収納した。そして、実施例や比較例１と全く同一の環境にて１年間静置保管した。

そして、１年後にＣｌａｓｓ１０のクリーンルームにて、このペリクル収納容器からペリクルを取り出し、外観、異物検査を行ったところ、収納していたペリクルには、異物の付着は無く、使用可能な状態が保持されていたが、ペリクル収納容器の蓋体が白色不透明であったために、外面がところどころ黄変した状態となっており、商品として使用できる外観ではなかった。

１０ペリクル収納容器
１１ペリクル収納容器本体
１２蓋体
１３ピン
１４ピン支持手段
２０ペリクル
２１ペリクルフレーム
２２マスク粘着層
２３セパレータ
２４ペリクル膜接着層
２５ペリクル膜

Claims

少なくとも一つの辺長が５００ｍｍを超えるペリクルを収納するためのペリクル収納容器であって、前記ペリクルを載置するペリクル収納容器本体と、その周縁部で嵌合して密閉する蓋体とで構成され、少なくとも該蓋体は真空成形または圧空成形された樹脂材料製であり、該樹脂材料は、難燃剤および樹脂材料の重量比で０．５％〜３％の黒色化材を含有し、不透明かつ黒色であることを特徴とするペリクル収納容器。
前記難燃剤は、樹脂材料の重量比で５％〜２５％含有することを特徴とする請求項１に記載のペリクル収納容器。
前記難燃剤は、臭素系化合物であることを特徴とする請求項１又は２に記載のペリクル収納容器。
前記樹脂材料は、ＡＢＳ樹脂であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のペリクル収納容器。