JP6430118B2 - ペリクル、ペリクル付フォトマスク及び半導体素子の製造方法 - Google Patents
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Description
また、本発明に係るペリクルにおいて、非架橋型のアクリル系粘着剤は、アクリル系ベースポリマー(A)と粘着付与剤(B)とを含有することがこのましい。
また、本発明に係るペリクルにおいて、アクリル系ベースポリマー(A)は、ブロックポリマーであることが好ましい。
また、本発明に係るペリクルにおいて、ブロックポリマーは、下記一般式(I)で示される構造を重合体主鎖中に有することが好ましい。
−(a1)−(b)−(a2)− (I)
ここで、上記式(I)中、(a1)及び(a2)は、それぞれガラス転移温度80℃以上のポリマーを示し、(b)はガラス転移温度30℃以下のポリマーを示す。
また、本発明に係るペリクルにおいて、上記一般式(I)における(a1)及び(a2)は、それぞれ、主として炭素数1〜14のメタクリル酸アルキルエステルからなり、上記一般式(I)における(b)は、主として炭素数1〜14の(メタ)アクリル酸アルキルエステルからなることが好ましい。
また、本発明に係るペリクルにおいて、非架橋型のアクリル系粘着剤における粘着付与剤(B)の含有量が、15質量%以上、80質量%以下であることが好ましい。
また、本発明に係るペリクル付フォトマスクは、フォトマスクに上記のいずれかのペリクルが装着されていることを特徴とする。
また、本発明に係る半導体素子の製造方法は、上記のペリクル付フォトマスクによって基板を露光する工程を備えることを特徴とする。
本実施形態に係るペリクルに使用する粘着剤10(アクリル系粘着剤)は、非架橋型のアクリル系粘着剤であり、該粘着剤10における水酸基、カルボキシル基、エポキシ基の合計の官能基濃度が、0.008mmol/g以下である。ここで言う非架橋型とは、本発明の効果を奏する範囲で、硬化材との反応生成物を含む場合も含まれる。また、本実施形態に係るペリクルに使用するアクリル系粘着剤10は、良好な弾性接着性を与える観点から、アクリル系ベースポリマー(A)と、粘着付与剤(B)が含まれることが好ましい。上記の合計の官能基濃度は、更に0.006mmol/g以下、更には、0.004mmol/g以下が好ましい。上記範囲であれば、マスクからペリクルを剥離するときに糊残りが低減され好ましい。また、上記の合計の官能基濃度は、0mmol/gであってもよいが、上記官能基が含有されている場合において、0.0005mmol/g以上、又は0.001mmol/g以上であってもよい。
水酸基、カルボキシル基、エポキシ基を、合計で上記濃度(0.008mmol/g)を超えて含む粘着剤は、露光中に迷光が粘着剤にあたった時にマスクの表面と反応しやすくなり、これが糊残りの原因の一つになる。例えば、マスクが石英ガラスからなる場合は、その表面に水酸基が存在する。その水酸基と官能基との間で水素結合やイオン結合などの結合がおこり、経時と共に当該結合が強固になると考えられる。そのため、マスクからペリクルを剥離する際に、マスクに糊残りが生じる。水酸基、カルボキシル基、エポキシ基は、マスクの表面に存在する水酸基やシリカ、金属イオンなどと水素結合やイオン結合などの結合をおこしやすいためマスクの糊残りが特に問題となる。粘着剤中の水酸基、カルボキシル基については、一般的な方法としてJIS K0070に準じて、各濃度を測定することができる。また、粘着剤中のエポキシ価については、一般的な方法としてASTM D−1652に準じて濃度を測定することができる。
本実施形態において、アクリル系ベースポリマー(A)は、ガラス転移温度が−25℃以上であり、80℃以下であることが好ましい。特に、−25℃以上60℃以下、更には、−25℃以上30℃以下が好ましい。また、アクリル系ベースポリマー(A)は、粘着剤10をペリクル枠に厚く塗布することが容易となり、ペリクルをマスクに貼り付けた際のマスク歪を低減することが容易となる観点から、ブロックポリマーであることが好ましい。また、ブロックポリマーの機能に影響を与えない程度に、当該ブロックポリマーにアクリル系ポリマー等を入れても良い。
粘着付与剤(B)は、アクリル系ベースポリマー(A)に接着性を付与するものであればよく、例えば、ロジン及びその誘導体、ポリテルペン樹脂及びその水素化物、テルペンフェノール樹脂及びその水素化物、石油系樹脂、アクリル系ポリマーなどがある。この中でも、官能基を調整可能なアクリル系ポリマーが最も好ましい。このアクリル系ポリマーは、ガラス転移温度が−30℃以下であることが好ましく、−33℃以下であることがより好ましく、−35℃以下であることがさらに好ましい。アクリル系ポリマーのガラス転移温度が−30℃以下であると、環境温度が低い場合でも良好な弾性接着性を有し、作業性も良好となる。下限は特に制限はないが、取り扱いの容易性、入手のし易さから、ガラス転移温度が−90℃以上であることが好ましい。なお、本実施形態に用いられる化合物等のガラス転移温度は、DSC(示差走査熱量測定)にて得た値である。
(アクリル系ベースポリマー(A))
・クラリティ(登録商標)LA2140e(株式会社クラレ製)(水酸基、カルボキシル基、エポキシ基を含まず)
・クラリティ(登録商標)LA2330(株式会社クラレ製)(水酸基、カルボキシル基、エポキシ基を含まず)
・Nanostrength M−85(アルケマ株式会社製)(水酸基、カルボキシル基、エポキシ基を含まず)
・ARUFON(登録商標)UC3000(東亞合成株式会社製)(カルボキシル基価 74mgKOH/g)
(粘着付与剤(B))
・ARUFON(登録商標)UP1190(東亞合成株式会社製)(水酸基、カルボキシル基、エポキシ基を含まず)
・ARUFON(登録商標)UP1080(東亞合成株式会社製)(水酸基、カルボキシル基、エポキシ基を含まず)
・ARUFON(登録商標)UP1000(東亞合成株式会社製)(水酸基、カルボキシル基、エポキシ基を含まず)
・クラリティ(登録商標)LA1114(株式会社クラレ製)(水酸基、カルボキシル基、エポキシ基を含まず)
・ARUFON(登録商標)UP2000(東亞合成株式会社製)(水酸基価 20mgKOH/g)
・ARUFON(登録商標)UG4000(東亞合成株式会社製)(エポキシ価 0.7meq/g)
・パインクリスタル(登録商標)KE−311(荒川化学工業株式会社製)(カルボキシル基価 7.3mgKOH/g)
(1)GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)による分子量測定
・装置:東ソー株式会社製ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(HLC−8320)
・カラム:東ソー株式会社製「TSKgel SUPER HZ3000×2」および「HZ2000×2」を直列に連結
・溶離液:テトラヒドロフラン
・溶離液流量:0.6ml/分
・カラム温度:40℃
・検出器:示差屈折率(RI)計
・検量線:標準ポリスチレンを用いて作成
(2)DSC(示差走査熱量測定)によるガラス転移温度測定
・装置:TAインスツルメント社製 DSCQ2000
・密閉パン
・温度範囲:−80℃〜60℃
・昇温速度:5℃/min
・試料重量:10mg
(3)プロトン核磁気共鳴(1H−NMR)分光法による、各共重合成分の含有量測定
・装置:日本電子株式会社製核磁気共鳴装置(JNM−LA400)
・溶媒:重クロロホルム
なお、1H−NMRスペクトルにおいて、3.6ppmおよび4.0ppm付近のシグナルは、それぞれ、メタクリル酸メチル単位のエステル基(−O−CH3)およびアクリル酸n−ブチル単位のエステル基−O−CH2−CH2−CH2−CH3)に帰属するため、これらのシグナルの積分値の比によって共重合成分の含有量を求めた。
(ペリクルの作製)
粘着付与剤(B)としてアクリル系ポリマーの「クラリティ LA1114(株式会社クラレ製)」70質量部と、アクリル系ベースポリマー(A)としてアクリル系ブロック共重合体「クラリティ LA2140e(株式会社クラレ製)」30質量部とを、全体で48gとなるように混合して原料混合物を得た。得られた原料混合物をラボプラストミル(株式会社東洋精機製作所製、内容量:60mL)に投入した後、密閉した。200℃、100rpmで20分間混練して、塊状のマスク粘着剤を得た。約10gのマスク粘着剤を加熱タンク(タンク内温度:200℃)に投入して溶融させた。
実施例1で得た粘着剤付ペリクルについて、保護フィルムを剥がして、6025クロム付きマスクブランクス基材に簡易型マウンターで加重(30Kgf、60sec)貼付を行い、ペリクルを貼り付けたマスク基材を得た。マスク基材を、室温(20±3℃)にて2時間放置後、マスク基材を水平に固定し、引張試験機により、ペリクルの各長辺に2個ずつあるピン穴、計4個を把持して各長辺を同時に、マスク面に対し垂直に5mm/minの速度で引き上げ、ペリクルの剥離を行った。剥離性は、各被着体表面の様子を観察し、以下の基準で評価した。本実施例での糊残りとは、凝集破壊により粘着剤の一部がマスクに付着したままの状態となることを言う。
◎:糊残り面積が貼付け面積全体の内0%以上5%以下
○:糊残り面積が貼付け面積全体の内5%超10%以下
△:糊残り面積が貼付け面積全体の内10%超20%以下
×:糊残り面積が貼付け面積全体の内20%超100%以下
マスクの歪み等による変形の評価は、Tropel社製のFlatMaster200を用いて測定した。まず、マスク(6025石英)について、ペリクルを貼りつける前の平坦度を測定した。その後に実施例1で得た粘着剤付ペリクルを当該マスクに貼り付け、ペリクル貼り付け後のマスクの平坦度を測定した(測定範囲:135mm×110mm)。貼り付け前後の平坦度の差し引きを行い、ペリクルを貼り付けたことでどれだけ6025石英が変形したかを算出した。
◎:ペリクルを貼り付けたことによるマスクの変形量が25nm以下
○:ペリクルを貼り付けたことによるマスクの変形量が25nm超35nm以下
△:ペリクルを貼り付けたことによるマスクの変形量が35nm超60nm以下
×:ペリクルを貼り付けたことによるマスクの変形量が60nm超
表1に記載した配合となるように各成分を混合して混合物を得たこと以外は、実施例1と同様にペリクルを作製した。得られたペリクルに対して実施例1と同様の評価を実施した。これらの結果も、表1に記載する。
Claims (5)
- ペリクル枠と、
前記ペリクル枠の一端面に張設されたペリクル膜と、
前記ペリクル枠の他端面に直接又は間接的に付着した非架橋型のアクリル系粘着剤と、
を備え、
前記非架橋型のアクリル系粘着剤は、アクリル系ベースポリマー(A)と、粘着付与剤としてのアクリル系ポリマー(B)と、を含み、
前記アクリル系ポリマー(B)のガラス転移温度が−30℃以下であり、
前記非架橋型のアクリル系粘着剤において、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基の合計の官能基濃度が、0.008mmol/g以下である、ペリクル。 - 前記アクリル系ベースポリマー(A)は、ブロックポリマーである、請求項1に記載のペリクル。
- 前記非架橋型のアクリル系粘着剤における前記アクリル系ポリマー(B)の含有量が、15質量%以上、80質量%以下である、請求項1又は2に記載のペリクル。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載のペリクルが装着されている、ペリクル付フォトマスク。
- 請求項4に記載のペリクル付フォトマスクによって基板を露光する工程を備える、半導体素子の製造方法。
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