JPH02158735A

JPH02158735A - 高光線透過性防塵体

Info

Publication number: JPH02158735A
Application number: JP63314612A
Authority: JP
Inventors: Tokinori Ago; 時則吾郷; Hiroaki Nakagawa; 広秋中川
Original assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Current assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Priority date: 1988-12-13
Filing date: 1988-12-13
Publication date: 1990-06-19

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、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体素子の製造工程にお
けるフォトリソグラフィ工程で使用するフォトマスクや
レチクル等（以下単にマスク等という）に、塵埃等の異
物が付着するのを防止するために使用する反射防止層を
有する防塵体に関する。

〔従来の技術〕

フォトリングラフィ工程では、ガラス板表面にクロム等
の蒸着膜で回路パターンを形成したマスク等を使用し、
その回路パターンをレジストを塗布したシリコンウェハ
ー上に転写する作業が行われる。この工程ではマスク等
上の回路パターンに塵埃等の異物が付着した状態で露光
が行われると、ウェハー上にも上記異物が転写され、不
良製品となる。ことに前記露光をステッパーで行う場合
には、ウェハー上に形成される全てのチップが不良とな
る可能性が高くなり、マスク等の回路パターンへの異物
の付着は大きな問題である。この問題を解消するため、
近年、マスク基板の片面または両面に透明な光線透過性
膜を適当な間隔を置いて配置する防塵体（ペリクル）が
使用されている。

この防塵体は一般にアルミニウム製の保持枠の一側面に
ニトロセルロース等からなる有機物の透明な光線透過性
膜を張設したもので、他側端面に両面粘着テープを貼着
してマスク基板に取付けられるようになっている。これ
によれば、外部からの異物の侵入を防ぐことができ、ま
た仮に光線透過性膜上に異物が着付してもウェハー上に
は転写されず、半導体素子製造時の歩留りが向上する。

このような防塵体を構成する透明膜としては、従来ニト
ロセルロースの単層薄膜が主として利用されているが、
ｎ光工程におけるスループットの向上等を目的としてニ
トロセルロースの透明薄膜上に高屈折率層および低屈折
率層の積層膜からなる反射防止層を設けた防塵膜が提案
されている（特開昭６０−２３７４５０号、特開昭６１
−５３６０１号、特開昭６１−２０９４４９号、特開昭
６２−１２７８０１号）。ここでは反射防止層を形成す
る高屈折率層として、ポリスチレン、ポリスルホン、ポ
リエーテルスルホン、ポリフェニレンエーテル、ポリカ
ーボネート、芳香族ポリエステル、ポリビニルナフタレ
ン等が使用されている。

ところが、半導体素子の集積度の向上に伴い、露光時の
光線がｇ　１ＩｊＡ　（４３６ｎｍ）からｉ線（３６５
ｎｍ）、さらにエキシマレーザ−（２４８ｎｍ）へと、
短波長へシフトしているため、上記の有機物からなる高
屈折率層が光による劣化を起こして変質し、防塵膜が実
用に耐えないという問題点がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上記の問題点を解決するため、ｉＭ等の短波
長の光を長期間照射しても劣化を起さず、かつ高い光線
透過率を有する高光線透過性防塵体を提供することであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、次の高光線透過性防塵体である。

（１）マスク基板に装着される保持枠と、この保持枠に
取付けられた透明な光線透過性膜とを備えた防塵体にお
いて、光線透過性膜が低屈折率層／高屈折率層／基暦か
らなる三層構造、または低屈折率層／高屈折率層／基Ｍ
／高屈折率層／低屈折率層からなる五層構造を形成し、
かつ高屈折率層が無機質層であり、低屈折率層が有機ポ
リマーであることを特徴とする高光線透過性防塵体。

（２）無機質層がＰｂＣＱ２、ＰｂＦ２、ＭｇＯ，Ｃｓ
Ｂｒ、　Ｔｉｅ、、ｓｂ、ｏ、、ｉ２０．、Ｉｎ２Ｏ，
、Ｌａ、　０．、Ｓｉｎ、　ＺｒＯ，、ＳｎＯ，、Ｃｅ
Ｆ、、ＬａＦ、の化合物群から選ばれる１種または２種
以上を主成分とすることを特徴とする上記（１）記載の
高光線透過性防塵体。

（３）基層の膜厚が０．５〜１０μｍの範囲にあること
を特徴とする上記（１）または（２）記載の高光線透過
性防塵体。

本発明の高光線透過性防塵体を図面を用いて説明する。

第１図は高光線透過性防塵体の一例を示す断面図である
。図において、１は高光線透過性防塵体で、保持枠２の
一側面に光線透過性膜３が張設され、それとは反対側の
側面は両面粘着テープ４等によりマスク等のマスク基板
５に装着されるようになっている。このような構成の高
光線透過性防塵体は、半導体素子の製造工程でマスク基
板５上に塵埃等の異物が付着するのを防いでいる。

第２図（ａ）、（ｂ）は光線透過性膜の一部の断面図で
ある。光線透過性膜３は、基層６の上に高屈折率層７、
さらにその上の低屈折率層８が積層され、第２図（ａ）
では低屈折率層８／高屈折率層７／基層６からなる三層
構造、また第２図（ｂ）では低屈折率層８／高屈折率層
７７基層６／高屈折率層７／低屈折率層８からなる五層
構造となっている。

本発明において、光線透過性膜３の本体となる基層６は
透明な薄膜からなるものであり、露光に採用される２４
０〜５００ｎｍの波長において吸収の無いものであれば
よく、ケイ素の酸化物を主体とする無機質膜が好ましい
が、使用される波長によってはニトロセルロース、エチ
ルセルロース、プロピオン酸セルロース、アセチルセル
ロース等のセルロース誘導体薄膜でもよい。

基層６の厚さは光線透過率の面から自由であるが、厚く
なると露光時の収差が大きくなるので、０．５〜１０μ
瓜、好ましくは０．７〜５μｍの範囲が好ましい。

基層６の片面または両面に積層する高屈折率層７および
低屈折率層８の屈折率は、基層６の屈折率をｎ、高屈折
率層７の屈折率をｎ工、低屈折率層の屈折率を０２とし
た場合、σ＝ｎ工／ｎｘ　で表わされるｎｔ、Ｒ２が好
ましい。例えば基層６の屈折率がｎ＝１．５である場合
、−殻内に使用可能な有機ポリマーの低屈折率層７の屈
折率ｎ２は１．３５〜１．３６であることから、これに
対応する高屈折率層７の屈折率は１．６５〜１．６７と
なる。

本発明においては、高屈折率層７は無機質層からなり、
上記屈折率を有するものが使用できる。

本発明においては、無機質層の素材としては、例えばｐ
ｂｃｕ２、ＰｂＦ２、ＭｇＯ１ＣｓＢｒ、　ＴｉＯ２，
５ｂ２０．、ｋＱ２０３、Ｉｎ２ｏ３．Ｌａ、　０．、
Ｓｉｎ、　ＺｒＯ２、ＳｎＯ，、ＣｅＦ３、ＬａＦ、な
どの無機物を主体とするものが使用できる。

高屈折率層７の厚さは、ｍλ／　４　ｎ工（ここでｍは
１以上の整数、λは照射する光の波長、ｎｌは高屈折率
層７の屈折率である。）とするのが好ましい。

本発明においては、低屈折率層８はテトラフルオロエチ
レン／ビニリデンフルオライドコポリマー、テトラフル
オロエチレン／ビニリデンフルオライド／ベキ、サフル
オロプロピレンコポリマー、またはアクリル系フッ素ポ
リマー、例えばＣＨｌ、　＝　ＣＩＩＣＱＯＲ”あるい
はＣＨ２＝ＣＣＣＨ３）ＣＯＯＲ”　ｒ、ただしＲ１、
Ｒ２は間にエーテル酸素原子を含んでいてもよいフルオ
ロアルキル基〕から選ばれるモノマーの少なくとも１種
からなるポリフルオロ（メタ）アクリレート等のフッ素
系ポリマーを使用することができる。

低屈折率層８の厚さは、ｍλ／４ｎ、（ここでｍは１以
上の整数、λは照射する光の波長、Ｒ２は低屈折率層８
の屈折率である。）とするのが好ましい。

高屈折率層７を形成する方法は、真空蒸着、スパッタリ
ングなどが一般的であるが、それぞれの層を形成する物
質を溶媒に溶解した溶液を基層６の上に滴下し、回転製
膜法により形成することもできる。

〔作　用〕

本発明の高光線透過性防塵体１は両面粘着テープ４等に
よりマスク等のマスク基板５に取付け、露光時の塵埃等
の異物の付着を防止する。光線透過性膜３は基Ｎ６のみ
からなる場合には、膜厚や光線の波長により影響を受け
、所定の波長範囲の透過率を高く保つことができない。

また単層の反射防止層を設けたときはその傾向は小さく
なるものの、所定の波長範囲の全てにわたって完全に反
射を防止することはできない０反射防止層として高屈折
率層７と低屈折率層８を積層することによりほぼ完全な
反射防止が可能となり、基層６の厚さや波長に関係なく
透過率が高くなり、露光効率が高くなる。そして高屈折
率層７として無機質層を用いると、短波長の光線によっ
て分解、変質も起こらないため、安定して露光を行うこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上の通り本発明によれば、高屈折率層を無機質層とし
たので、ｉ線のような短波長の光によっても分解、変質
せず、安定して高透過率で露光を行うことができる。

また最上層の低屈折率層が有機ポリマーであるので、下
層の無機質層の脱落を防止することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。

比較例１ニトロセルロースのメチルイソブチルケトン１容液を石
英基板上に滴下し、石英基板を回転させるスピンコード
法により、膜厚０．８６μＩのニトロセルロース単層膜
からなる防塵膜を得た。この防塵膜の分光特性を第３図
に示す。

比較例２ニトロセルロースを基層（膜厚０．８６μｆｆ１）とし
、この両面に低屈折率物質として、パーフルオロペンチ
ルアクリレート（ＣＩ、　＝　ＣｌＩＣ０ＯＣ１１２Ｃ
４Ｆ、　）のポリマー（屈折率＝　１．３６）を、　８
０ｎｍの厚さにコートした。

この防塵膜の分光特性を第４図に示す。

実施例１ニトロセルロース（屈折率＝　１．５１）を基層として
用い（膜厚２．８μｆｆ１）、この両面に高屈折率物質
としてフッ化セリウム（ＣｅＦ、　、屈折率＝　１．６
７）を６５ｎｍの厚さに真空蒸着した。次に、ＣｅＦ、
を蒸着した膜の両面に、低屈折率物質としてパーフルオ
ロペンチルアクリレートポリマーを８０ｎｍの厚さにス
ピンコードした。

得られた防塵膜は、第５図に示すように広い波長範囲に
わたり高い光線透過率を示した。

実施例２基層にプロピオン酸セルロース（屈折率＝　１．４９、
膜厚２．８μｆｆ１）を用い、高屈折率物質としてフッ
化ランタン（ＬａＦ、　、屈折率＝　１．６４）を５６
ｎｍの厚さに蒸着した後、パーフルオロペンチルアクリ
レートポリマーを６７ｎｍの厚さにスピンコードした。

得られた防塵膜は第６図に示すように高い光線透過率を
示した。

実施例３高屈折率物質として臭化セシウム（ＣｓＢｒ、屈折率＝
　１．８）をその水溶液を用いて５１ｎ鵬の厚さにスピ
ンコードした点と、低屈折率物質としてパーフルオロエ
チルアクリレート（ＣＯ３−Ｃ）ＩｃＯＯｃＨ２ＣＦ、
　）のポリマー（屈折率＝　１．４１）を用い、その厚
さを６５ｎｍとした以外は実施例２と同様に腹膜を行っ
た。この防塵膜も第７図に示すように高い光線透過率を
示した。

比較例３高屈折率物質としてビニルナフタレンポリマーを用いた
以外は実施例１と同様に製膜を行った。

得られた防塵膜に照度１５０ｍＷ／ａｄのｉ線（３６５
ｎａ＋）を照射し、膜面状態の変化および透過率の変化
を調べたところ、２Ｘ１０’Ｊ／ａｌの照射量で膜面に
色ムラが見られ、透過率は９８％まで低下した。

実施例４実施例２および実施例３で得られた防塵膜について比較
例３と同様の方法でｉ線照射を行った。

いずれの防塵膜もｉ線に対して極めて高い安定性を示し
、５×１０５Ｊ／ａＩｌの照射を行った後も膜面状態や
透過率には全く変化は見られなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の高光線透過性防塵体の例を示す断面図
、第２図（ａ）、（ｂ）は光線透過性膜の一部の断面図
、第３図ないし第７図は比較例１〜２および実施例１〜
３の照射した波長に対する透過率の変動を示すグラフで
ある。各図中、同一符号は同一または相当部分を示し、１は高
光線透過性防塵体、２は保持枠、３は光線透過性膜、５
はマスク基板、６は基層、７は高屈折率層、８は低屈折
率層を示す。第１図代理人　弁理士　柳　原　　　成豆Ａ牟透灸率

Claims

【特許請求の範囲】

（１）マスク基板に装着される保持枠と、この保持枠に
取付けられた透明な光線透過性膜とを備えた防塵体にお
いて、光線透過性膜が低屈折率層／高屈折率層／基層か
らなる三層構造、または低屈折率層／高屈折率層／基層
／高屈折率層／低屈折率層からなる五層構造を形成し、
かつ高屈折率層が無機質層であり、低屈折率層が有機ポ
リマーであることを特徴とする高光線透過性防塵体。
（２）無機質層がＰｂＣｌ＿２、ＰｂＦ＿２、ＭｇＯ、
ＣｓＢｒ、ＴｉＯ＿２、Ｓｂ＿２Ｏ＿３、Ａｌ＿２Ｏ＿
３、Ｉｎ＿２Ｏ＿３、Ｌａ＿２Ｏ＿３、ＳｉＯ、ＺｒＯ
＿２、ＳｎＯ＿２、ＣｅＦ＿３、ＬａＦ＿３の化合物群
から選ばれる１種または２種以上を主成分とすることを
特徴とする請求項（１）記載の高光線透過性防塵体。
（３）基層の膜厚が０．５〜１０μｍの範囲にあること
を特徴とする請求項（１）または（２）記載の高光線透
過性防塵体。