JPH01166045A - ペリクルの剥離法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体集積回路の製造におけるリソグラフィー
工程で用いるフォトマスクおよびレチクル（以下単に「
マスク」と略する。）の保護防塵体であるペリクルを基
板から剥離する方法に関する。

〔従来の技術〕

半導体集積回路の製造において、レジスト材を塗布した
半導体ウェハーを露光によりパターン形成グする工程は
、集積回路の歩留りを左右する重要な工程である。この
際パターン原板であるマスク上にキズあるいは塵埃が存
在すると、パターンとともにキズあるいは異物がウェハ
ー上に印刷され、生産される回路の短絡、断線等の原因
となる。

このためマスクの保護及び防塵は生産性向上の上で極め
て重要な課題である。特に同一のレチクルを用いて一枚
のウェハー上に繰返しパターン形成を行うステッパ一方
式では、レチクル上にキズあるいは塵埃が存在すると発
生する欠陥がウェハー上のすべての回路に及ぶため、レ
チクル上のキズあるいは塵埃の付着は極力さけなくては
ならない。

そこで最近マスクの保護、防塵を目的として、マスクの
片面あるいは両面を透明なプラスチック薄膜でカバーす
ることが提案され、実施されつつある。この際、マスク
とプラスチック薄膜の間隔を十分大きくとっておくこと
により、たとえプラスチック薄膜上に塵埃が付着しても
露光装置の光学系の焦点からずれているため、塵埃はウ
エハー上には結像されない。さらに、従来のようにマス
クに付着した塵埃の洗浄除去工程が不要になるため、生
産工程の簡略化にもつながり、その有用性が明らかにな
ってきている。

このようにマスクの保護防塵体として使用される透明な
プラスチック薄膜は通常リング状支持枠に緊張した状態
で支持されており、ペリクルと呼ばれている。

現在までにペリクルとして使用可能な薄膜素材トシてハ
、ニトロセルロース、酢酸セルロース、ポリエチレンテ
レフタレート、ポリプロピレン、パリレン、ポリビニル
アセクール、ポリメチルメタクリレート等が知られてい
る。

これらのプラスチック素材からペリクルとして用いる均
一な薄膜を得る一般的な手段は、揮発性溶媒に溶解させ
たプラスチックをシリコンウェハー、ガラス板、金属板
等の平滑な基板状に流延し、溶媒蒸発後基村上に形成さ
れたプラスチック薄膜を剥離する方法である。

ペリクル薄膜にはその使用目的から明らかなように、の
び、しわ、きす、破れ等の欠陥が存在してはならないが
、膜厚がわずか０．５〜１０μｍの薄膜をこれらの欠陥
を生ずることなく歩留り良く基板から剥離することは極
めて難しい。このことが安価で信頼性の高いペリクルを
製造する妨げとなっていた。

このようなペリクル剥離性を改良する試みとして種々の
提案がなされた。

特開昭５９−１８２７３０号は回転塗布方法を用いて表
面が平滑なガラス、プラスチック等の基板上に水溶性の
ゾル−ゲル変換が可能な材料をゾル状態で塗布しゲル化
させて成る分離膜上に、さらに回転塗布方法を用いてフ
ォトマスク用保護膜材料を所望の膜厚となるように塗布
した後、該分離膜材料のゲル化温度以上の温水中に浸漬
することにより該分離膜のゲル−ゾル変換を促し、最上
部のフォトマスク用保護膜を温水上に浮上させ、次いで
所望の形状及び厚味を有するフレームにより該フォトマ
スク用保護膜を温水中からすくい上げ、加熱、乾燥する
ことにより良好な皮膜を形成することを特徴とする高精
度パターン板用保護膜の製造方法を開示している。

また特開昭６０−３５７３３号は溶液キャスト法により
ニトロセルロース薄膜を平滑板上に形成せしめ、該薄膜
にフレームを接着せしめた後、水中に浸して基板を剥離
し、次いで乾燥することを特徴とするフォトマスク用防
塵カバーの製造方法を開示している。

さらに特開昭６０−３８１３０号はベースポリマー層に
異種のポリマー薄膜を固着させ、該ポリマー薄膜に枠を
接着したのち、該薄膜を溶解せず、ベースポリマーを溶
解する溶剤を用いて、ベースポリマー層を溶解、除去す
ることを特徴とする枠に接着固定されたポリマー薄膜の
製造方法を開示している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記いずれの方法もペリクル剥離性の改
善効果が必ずしも満足できるほどではなく、また工程が
煩雑であるという問題点を有している。

従って本発明の目的は煩雑な工程を経ることなくペリク
ル剥離を容易にかつ欠陥なしに歩留りよく行うことがで
きる方法を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

以上の問題点に鑑み、ペリクル薄膜を基板からのび、し
わ、きす、破れ等の欠陥を生ずることなく容易にかつ歩
留り良く剥離するために鋭意研究の結果、本発明者等は
ペリクルを所定の温度以下に冷却することによりペリク
ルと基板との接着性が著しく低下し、ペリクルの剥離を
容易に行うことができることを発見し、本発明に想到し
た。

すなわち、本発明は平滑な基板上に形成した透明なプラ
スチック薄膜にリング状支持枠を接着した後で前記薄膜
を基板から剥離する方法において、前記リング状支持枠
を接着後、前記基板、前記薄膜及び前記リング状支持枠
を一旦５℃以下に冷却し、しかる後に前記薄膜を前記基
板から剥離することを特徴とするペリクルの剥離法を提
供するものである。

本発明の方法はペリクル薄膜素材の種類によらず適用す
ることができる。すなわち、一般的にペリクル素材とし
て使用されているセルロース誘導体、ポリエステル、ポ
リオレフィン、ポリビニルアセクール、パリレン、ポリ
メチルメタクリレート等のいずれの薄膜に対しても、適
用することができる。

本発明において用いるプラスチック薄膜の製膜用基板は
表面が平滑であり、かつ冷却によりそり、ひび割れ等の
変形や破損を生じないものであればよく、例えばガラス
板、シリコンウェハー、金属板、プラスチック板等を使
用することができ、特に限定されない。中でも熱伝導性
の良い基板、例えばシリコンウェハーや金属板が特に好
ましい基板である。

これらの平滑な基板上に均一なプラスチック薄膜を形成
する方法としては、典型的には、まずプラスチックを適
当な揮発性溶媒の溶液とした後、基板上に流延し、溶媒
を蒸発させる方法や、流延後基板を回転させながら溶媒
を蒸発させる方法等が挙げられる。

揮発性溶媒としては、例えばエタノール、塩化メチレン
、アセトン、□メチルエチルケトン、メチルイソブチル
ケトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、テトラ
ヒドロフラン、ジオキサン、シクロヘキサノン、トルエ
ン、キシレン等を使用することができる。

このようにして得られたプラスチック薄膜の膜厚は特に
限定されないが、好ましくは０．５〜１０μｍの範囲で
ある。これより膜厚を薄くしても薄膜の機械的強度を減
少させるのみで意味がない。

また、これより享い膜厚では透明性を減少させるばかり
でなく、マスクを通過した光の収差が大きくなるため、
ウェハーのパクーニングに悪影響を及ぼす。

溶媒を蒸発させた後、基板上のプラスチック薄膜にリン
グ状支持枠を接着する。支持枠はアルミ製とするのが好
ましいが、強度が十分であればその他の材料からなるも
のでもよい。また支持枠へのプラスチック薄膜の接着は
、エポキシ系接着剤等適当な接着剤により行うことがで
きる。

本発明の方法においては、リング状支持枠を接着したプ
ラスチック薄膜を、基板から剥離する前に、全体（基板
、薄膜、支持枠からなる）を−旦冷却することを特徴と
する。

冷却温度は５℃以下でプラスチック薄膜の耐寒温度以上
である。５℃より高い温度ではプラスチック薄膜の剥離
性が不十分である。好ましい温度は０℃以下である。低
温はどプラスチック薄膜と基板の接着力が弱まり剥離性
が向上するが、プラスチック薄膜の耐寒温度より低い温
度まで冷却すると、プラスチック薄膜の可撓性（変形性
）が失われ、剥離の際に破損しやすくなる。プラスチッ
ク薄膜の耐寒温度は材質により異なるが、一般的に一５
０℃程度である。

冷却時間は一般的にプラスチック薄膜と基板との剥離性
が十分になる時間であるが、通常３０秒乃至１２時間で
ある。これより短い冷却時間では試料が均一に冷却され
ず、本発明の効果が十分発揮されない。またこれより冷
却時間を長くしても剥離性がさらに向上することはほと
んどない。

試料を冷却した後、冷却環境温度下でそのままプラスチ
ック薄膜を基板から剥離しても良いが、取扱い上の便宜
から試料を冷却環境から取り出し、室温の大気中におい
て剥離したり、あるいは１０℃以上に保った非溶媒中、
例えば、水中において剥離する等、冷却温度と剥離温度
にギャップを設ける方が好ましい。

〔作　用〕

本発明の方法においては基板上に形成したプラスチック
薄膜を一旦５℃以下に冷却することにより、基板からの
剥離性が著しく向上している。この理由は必ずしも明ら
かでないが冷却により接着強度が低下するとともに、再
度温度を上昇したときに界面に剥離間隙が生ずるためで
あると考えられる。

〔実　施　例〕

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例１ ニトロセルロースを酢酸ｎ−ブチルに１８重量％の濃度
で溶解し、直径６インチの平滑なガラス板を基板として
、スピンコータを用いて回転塗布し、ガラス板上に膜厚
２，８μｍの均一な薄膜を形成した。次に外周９１ｍｍ
、肉厚２ｍｍ、高さ５ｍｍのアルミニウム支持枠とガラ
ス板上の薄膜とをエポキシ系接着剤（昭和高分子側製ア
ラルダイト）を用いて接着した後、試料全体を氷水中に
１時間浸漬して０℃に冷却した。

続いて試料を氷水中から取り出し、２３℃に保った水中
で薄膜を支持枠ごとガラス板から剥離しペリクルを得た
。

このようにしで作製した２０個のペリクルの、のび、し
わ、きす、破れ等の欠陥をハロゲンランプ照射下で検査
し、欠陥の全く見られないペリクルの個数を百分率で表
し、歩留りとした。表１に得られた結果を示す。

実施例２ 酢酸セルロースをジクロロメタン／エタノール混合溶媒
（体積比９／１）に３重量％の濃度で溶解し、直径６イ
ンチのシリコンウェハーを基板として、実施例１と同様
にして製膜し、ウェハー上に膜厚１．５μｍの薄膜を形
成した。実施例１と同じ支持枠を接着後、試料全体を一
２０℃に保った冷凍庫中に３０分間放置し、冷却した。

続いて試料を冷凍庫から取り出し、室温の大気中で薄膜
を支持枠ごとウェハーから剥離し、ペリクルを得た。

実施例１と同様にして求めたペリクルの作製歩留りを測
定した。結果を表１に示す。

実施例３ ポリビニルブチラールをエチルセロソルブに１０重量％
の濃度で溶解し、直径６インチのシリコンウェハーを基
板として、実施例１と同様にして製膜し、ウェハー上に
膜厚１．９μｍの薄膜を形成した。実施例１と同じ支持
枠を接着後、試料全体を一３０℃に保った冷凍庫中に３
０分間放置し、冷却した。続いて試料を冷凍庫から取り
出し、２３℃に保った水中で薄膜を支持枠ごとウェハー
から剥離し、ペリクルを得た。実施例１と同様にして求
めたペリクルの作製歩留りを表１に示す。

実施例４ ポリビニルプロピオナールをメチルイソブチルケトンに
１０重量％の濃度で溶解し、表面に８００人の厚みで均
一にアルミニウムのスパッタリンクを行い、表面がアル
ミニウムでおおわれた直径６インチの平滑なガラス板を
基板として、実施例１と同様にして製膜し、アルミニウ
ム面上に膜厚２．１μｍの薄膜を形成した。実施例１と
同じ支持枠を接着後、試料全体を一２０℃に保った冷凍
庫中に２０分間放置し、冷却した。続いて試料を冷凍庫
から取り出し室温の大気中で薄膜を支持枠ごとガラスか
ら剥離し、ペリクルとした。実施例１と同様にして求め
たペリクルの作製歩留りを表１に示す。

比較例１〜４ 実施例１〜４において基板、薄膜、及び支持枠を冷却せ
ずにペリクルを作製した以外はそれぞれ実施例１〜４と
全く同様にしてペリクルを作製し、それぞれについてペ
リクルの作製歩留りを求めた。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、基板
上に作製したプラスチック薄膜を一旦冷却することによ
り、極めて容易に基板から剥離することができ、のび、
しわ、きず、破れ等の欠陥が全くないペリクルを歩留り
良く製造できる。従って、半導体集積回路の生産性向上
に極めて有効である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　平滑な基板状に形成した透明なプラスチック薄膜にリ
   ング状支持枠を接着した後で前記薄膜を前記基板から剥
   離する方法において、前記リング状支持枠を接着後、前
   記基板、前記薄膜及び前記リング状支持枠を一旦５℃以
   下に冷却し、しかる後に前記薄膜を前記基板から剥離す
   ることを特徴とするペリクルの剥離法。