JPH02124572A - 透明樹脂薄膜 - 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、フォトマスクの防塵カバーに適した光線透過
率の大きい透明樹脂薄膜に関する。

〔従来の技術〕

集積回路の製造には投影プリント法が使用されているが
、これはフォトマスク上のパターンを、光線を用いてレ
ジストを塗布したシリコンウェハー上に投影し、パター
ンに対応する部分のレジストの光劣化又は光硬化を行わ
せるものである。このとき、フォトマスク上のパターン
に望ましくない付着物（即ちゴミ）が存在すると、それ
がウェハーレジスト上に投影されてしまう。この影響を
回避するために、樹脂薄膜で製造した防塵カバーを使用
する方法が考案されている（特公昭５４−２８７１６）
。このような防塵カバーを使用することにより、集積回
路チップの製造歩留りが向上し、フォトマスクのクリー
ニング回数が減少して、その寿命を伸ばすなどの効果が
ある。

投影プリント方式には現在２つの方式があり、それぞれ
に適した防塵カバー用薄膜の厚みが決まっている。即ち
、投影方式がプロジェクション方式（等倍露光）の場合
は２．８６±０．０２μｍであり、ステッパ一方式（縮
小露光）の場合は０．８７±０．０２μｍの厚みの薄膜
が用いられる。この厚みの条件は、いずれも露光に用い
られる光源がｇ線（４３６ｎｍ）の場合、薄膜の光線透
過率が９９％以上であるために必要とされる条件である
。

その理由を以下に説明する。

第１図は、膜厚２．８６μｍの硝酸セルロース薄膜の波
長に対する光線透過率を測定し、プロットしたものであ
る。透過率は図のように細いピンチの波形を示し、波の
頂部は略１００％の透過率を示すが、波の谷部は８０％
程度の透過率しか得られない。これは、光線の一部が膜
／大気の界面で反射して逆行し、そのまた一部が反対側
の膜／大気の界面で反射して順行し、この２回反射後の
順行光が、直接透過光に対し膜厚の２倍だけ遅れた光、
即ち同一波長で位相差のある光となって互いに干渉し合
うためである。第１図に於いて、ｇ線の透過率は波形の
頂部近くにあって光線透過率が９９％以上であるが、膜
厚が±０．　Ｏ２ｎｍ以上変動すると、透過率曲線が左
右にシフトするので、光線透過率９９％以上の条件を満
たさなくなる。第２図に同様に、膜厚０．８７μｍの硝
酸セルロース薄膜の光線透過率を示す。第２図に於いて
もｇ線の透過率が波形の頂部近くにあり、光線透過率９
９％以上の条件を満たすが、膜厚が±０．　Ｏ２ｎｍ以
上変動するとこの条件を満たさなくなる。

この様な防塵カバーを設けることによってゴミの影響は
除かれるとしても、防塵カバーによって投影光線量が低
下してはならない。特公昭５４−２８７１６には、防塵
カバーを１つのマスクに２枚設ける例も示されているこ
となどを考えると、防塵カバーの光線透過率は高い必要
がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

近年の半導体の生産量の増大に伴い、ウェハー露光時間
の短縮化の要求が強まり、防塵カバー装着による光量低
下を最少にする必要性が高まり、防塵カバーの光線透過
率が９９％以上あることが望まれている。そのような防
塵カバーには、薄膜の材質として透明度が高く、無配向
のものを用い、且つ上記の如く一定の膜厚に高い精度で
つくる必要がある。また、薄膜は厚さ１０μｍ以下の極
めて薄いものであるので、均一な緊張状態を保って支持
枠に保持させる必要がある。

又半導体工業における最近の進歩に伴い、集積回路の高
密度化、高集積化の傾向があり、ウェハー上への投影パ
ターンの線幅、線間隔共に小さくなってきている。その
ため、露光光源としてｇ線よりも波長が短く、エネルギ
ーの大きいｈ線（４０６ｎｍ）、１線（３６５ｎｍ）が
使用されはじめた。このため、従来のタイプの防塵カバ
ー用薄膜を用いるとすれば、各光源に応じた膜厚のもの
を用意しておき、使いわける必要がある。

さらに、プロジェクション方式（等信置光）の場合でも
、高反射率ウェハーの露光の場合には、解像力を高める
ため、反射防止コーティングを施し、ｇ線、ｈ線、１線
の透過率を９９％以上に高めた防塵カバーが要求される
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は鋭意研究の結果、反射防止、蒸着条件が最
適になる様コーティングした透明樹脂薄膜は、ｇ線、ｈ
線、１線のすべての露光用光線に対し高い透過率を与え
、且つ微小膜厚変動の影響も除かれた薄膜であることを
見出した。

即ち、透明樹脂薄膜の両方の面に、コーテイング物の屈
折率を薄膜の屈折率の平方根値に近づけるようにコーテ
ィングすることにより、３００〜７００ｎｍの範囲内の
広い範囲の光線（例えば、ｇ線、ｈ線、１線）を９９％
以上安定に透過するコーテッド薄膜を得ることができた
。

即ち本発明は、波長λが３００ｎｍ≦λ≦７００ｎｍの
範囲で、特定波長λ±４０ｎｍに於ける光線透過率が９
９％以上である透明樹脂薄膜を提供するものである。又
本発明は、全域にわたって厚みが均一であり、厚みが０
．５〜１０μｍの透明樹脂薄膜の両面に、無色の金属弗
化物又は金属酸化物をコーティングすることを特徴とす
る透明樹脂薄膜の製造方法を提供するものである。

本発明に使用する樹脂薄膜には、セルロース誘導体が適
当である。セルロース誘導体は、光線透過率、特に近紫
外領域での透過率が高く、成型時に配向する傾向も少な
い。セルロース誘導体としては、硝酸セルロース、酢酸
セルロース、酪酸酢酸セルロース、プロピオン酸セルロ
ースなどがあるが、特に硝酸セルロースが優れている。

セルロース誘導体以外の物質としては、ポリエチレンテ
レフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、
ポリスチレン、ポリアクリル酸メチル、ポリカーボネー
ト、ポリビニルブチラール及び含弗素（メタ）アクリレ
ート、テトラフロロエチレンと弗化ビニリデンとのコポ
リマー、テトラフロロエチレンと弗化ビニリデンとへキ
ザフロロプロピレンとのターポリマー等の弗素化樹脂な
どを用いて樹脂薄膜を製造することができる。

樹脂薄膜の表面コーティング層を形成する物質としては
、透明な無機材料、例えば金属弗化物、金属酸化物から
選択することができるが、無反射条件を満足するために
は、コーテイング物の屈折率が基板の屈折率の平方根値
に近づく様にするのが望ましい。例えば、セルロース誘
導体の場合は、露光に使用する３００〜７００ｎｍの波
長の範囲に対する屈折率は１．５０〜１．５５程度であ
るので、コーティング層での屈折率が１．２０〜１．２
５程度であることが望ましい。コーティングに適する物
質としては、弗化カルシウム（屈折率バルク値１．４３
、以下同じ）、弗化バリウム（１，３）　、弗化ナトリ
ウム（１，３４）、弗化マグネシウム（１，３８）、弗
化ランタン（１，５５）、弗化リチウム（１，３６）、
クリオライト（１，３５）、チオライト（１，３５）な
どがある。これらの物質をコーティングする際にコーテ
ィング層の充填密度を調整して、コーティング層の屈折
率が１．２０〜１．２５になる様にする。

上記の如く本発明の目的には、コーティング層の屈折率
を樹脂薄膜の屈折率の平方根値になる様になし得る物質
が適している。

樹脂薄膜は極めて薄いため、均一な緊張下に保持してい
ても外力により振動することがあるが、この振動に追随
できるだけの可撓性あるいは柔軟性がないとコーティン
グ層がひび割れを起こす危険性がある。上記の物質の中
でも弗化カルシウムは適度の柔軟性があるので、本発明
の実施に特に有用である。

薄膜に対するコーティングは、物理蒸着法（真空蒸着、
スパッター、イオンプレーテインク）、化学蒸着法等が
使用できる。これらの中で真空蒸着法がコーティング条
件のコントロールが容易であり、装置も簡単であり、コ
ーティング剤供給も容易に行われるので好ましい。

本発明の目的とする特定波長（λ）±４０ｎｍ、好まし
くは±５０ｎｍで、９９％以上の光線を透過し、かつ長
期に安定的に透過率を維持できるコーテッド膜を得るた
めに最適なコーティング条件は、コーティング層の屈折
率が基材である薄膜の屈折率の平方根近（になるような
コーティング条件であり、薄膜がセルロース誘導体の場
合、真空蒸着によるコーティング条件としては、真空度
を調節し、１刈０−４〜５刈０−’ｔｏｒｒに制御する
ことによりコーティング層の屈折率が上記要件を満たし
、特定波長（λ）±４０ｎｍで９９．０％以上の光線を
透過する膜を得ることができる。これに対し、コーティ
ングの際真空度を高くしす一 ぎるとコーティング層の屈折率が高くなりすぎてバルク
値に近づき、透過率が低下するのみならず、経時変化に
より透過率が低下する。又、３００〜７００ｎｍ内の特
定波長（λ）±４０ｎｍの範囲にわたって９９％以上の
光線透過率にするためのコーティング膜厚としては、コ
ーティング層を形成する際、その波長（λ）の光線によ
り反射率を測定して、反射率が最小になるときを総点と
するコーティングを行い膜厚を調節する。即ち膜厚はλ
／４近傍になる。こうすることにより、特定の波長を中
心とする±４０ｎｍ、好ましくは±５Ｑｎｍ、更に好ま
しくは±９０ｎｍの範囲を９９％以上の光線透過率にす
ることが可能となる。

〔発明の効果〕

従来より行われてきた樹脂薄膜の膜厚を調整して特定波
長（λ）の透過率を上げる方式の防塵カバーや、屈折率
の異なる樹脂を単層乃至多層にコーティングして特定波
長±２０ｎｍの透過率を９９％以上の透過率にする方式
の防塵カバーと比較して、本発明の透明樹脂薄膜による
防塵カバーは、透過率９９％以上の範囲が±４Ｑｎｍも
あるため、従来方式の膜では満足できないような広い範
囲、例えばｇ線（４３６ｎｍ）　、ｈ線（４Ｑ６ｎｍ）
、１線（３６５ｎｍ）の凡てに対し、同時に９９％以」
二の透過率に維持することができる。

これにより、露光機によって光源波長が異なる場合でも
容易に対応でき、ｇ、　　ｈ、　　ｉ線同時使用の場合
でも、高透過率による露光時間の短縮及び低反射率によ
る解像力の向上が可能となる。

〔実　施　例〕

以下に実施例をあげて本発明を説明するが、本発明はこ
れにより限定されるものではない。

実施例１ 内径１７０ｍｍの円形フレームに支持された膜厚２．８
５μｍの硝酸セルロース薄膜（光線透過率ＵＶ可視分光
チャートを第１図に示す）に、真空蒸着装置ＣＢ５−２
型（真空器械工業製）を用い、弗化カルシウムコーティ
ングを行った。

コーティングは真空度を２．５　Ｘ　１０−’ｔｏｒｒ
に調整し、４４９ｎｍ光でモニターしながら反射率が最
小となるまでコーティングを行った。コーティング層の
厚さは約９０ｎｍである。

片面コーティング時の光線透過率ＵＶ可視分光チャート
を第３図に示す。片面をコーティングした薄膜を反転し
、同様にコーティングをして両面コーテッドを薄膜とし
た。両面コーテッド薄膜の光線透過率ＵＶ可視分光チャ
ートを第４図に示す。第４図よりこの透明樹脂薄膜が特
定波長（λ）　＝３９０ｎｍ±５Ｑｎｍの光線、例えば
３種類の露光光源ｇ線（４３６ｎｍ）　、ｈ線（４０６
ｎｍ）、】線（３６５ｎｍ）　に対し９９％以上の光線
透過率を示すものであることがわかる。このコーテッド
薄膜の透過率は、２２℃、６５％ＲＨで６０日間保管し
ても変化はなかった。

また、コーテッド薄膜に対し１ｃｍの距離から３　ｋｇ
／ｃｍ２の風圧を与えるエアーガンで１分間ブローした
が、コーティング層のひびわれ、脱落はみられなかった
。

実施例２ ２一 実施例１と同様でモニター光のみ５５０ｎｍ光としてコ
ーティングを行った。コーティング層の厚さは約１１０
ｎｍであった。得られた両面コーテッド薄膜の光線透過
率ＵＶ可視分光チャートを第５図に示す。第５図よりこ
の透明樹脂薄膜が特定波長（λ）　−４８０ｎｍ±５Ｑ
ｎｍの光線に対し９９％以上の光線透過率を有するもの
であることがわかる。

比較例１ 実施例１のコーティング時の真空度のみを５ＸＩＯ−’
ｔｏｒｒに変更し、コーティングを行い、両面コーテッ
ド薄膜とした。この両面コーテッド薄膜の光線透過率は
、３種類の露光光源ｇ線（４３６１ｍ）　、ｈ線（４０
６ｎｍ）　、ｉ線（３６５ｎｍ）　ｌ：対しコーテッド
直後は９８％以上あったが、２２℃、６５％ＲＨで６０
日間保管した場合、９７％に低下した。

これはコーティングの際の真空度が高すぎてコーティン
グ層の密度が望ましい密度よりも上がりすぎ、透過率が
低下したものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は膜厚２．８５μｍ１第２図は膜厚０．８９μｍ
の硝酸セルロース薄膜の光線透過率を示したＵＶ可視分
光チャート、第３図は実施例１における片面コーテッド
時の薄膜の光線透過率ＵＶ可視分光チャート、第４及び
第５図は夫々実施例１及び２で得られた両面コーテッド
薄膜の光線透過率を示したＵＶ可視分光チャートである
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　波長λが３００ｎｍ≦λ≦７００ｎｍの範囲で、特
   定波長λ±４０ｎｍに於ける光線透過率が９９％以上で
   ある透明樹脂薄膜。 ２　全域にわたって厚みが均一であり、厚みが０．５〜
   １０μｍの透明樹脂薄膜の両面に、無色の金属弗化物又
   は金属酸化物をコーティングすることを特徴とする請求
   項１記載の透明樹脂薄膜の製造方法。