JPH0570121B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はフオ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の製法に関する。

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、これはフオトマスク上のパターン
を、光線を用いて、レヂストを塗布したシリコン
ウエハー上に投影し、パターンに対応する部分の
レヂストの光劣化又は光硬化を行わすものであ
る。このとき、フオ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
がウエハー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、集積回路チツプの製造歩留りが向上し、フ
オ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つ
ている。即ち、投影方式がプロヂエクシヨン方式
（等倍露光）の場合は2.86±0.2μmであり、ステツ
パー方式（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（436μm）の場
合、薄膜の光線透過率が96％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2.85μm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、プロツトし
たものである。透過率は図のように、細いピツチ
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％程度の透過率しかえられ
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する。この２回反射後の順
行光は、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つて互
に干渉し合うためである。膜厚が2.86±0.02μmの
場合、ｇ線の透過率が波形の頂部近くにあるが、
膜厚が変動すると、透過率曲線が左右にシフトす
るので、この条件を満さなくなる。第２図に同様
に、膜厚0.90μmの硝酸セルロース薄膜の光線透
過率を示す。

防塵カバーを設けることによつて、ゴミの影響
は除かれるとしても、防塵カバーによつて、投影
光線量が低下してはならない。特公昭54−28716
には、防塵カバーを一つの露光装置に複数設ける
例も示されており、一枚の防塵カバーの光線透過
率は96％以上であることが望ましい。そのような
防塵カバーには、薄膜の材質に透明度が高く、無
配向のものを用い、所定、且つ一定の膜厚に高い
精度で作製したものを用いる必要がある。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つて支持枠に保持させる必要
がある。硝酸セルロースを用いて、そのような薄
膜を作る方法及び保持させる方法は特開昭58−
219023に開示されている。

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、高集積化の傾向があり、ウエハー上
への投影パターンの線幅、線間隔共に小さくなつ
て来ている。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
（406μm）、ｉ線（365μm）が使用されたり、それ
ぞれの光線に別々に感光するレヂストを使いわけ
るなどの技術も用いられるようになつて来てい
る。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。

発明者等は鋭意研究の結果、膜内２回反射光の
干渉による影響を除去すれば、ｇ線、ｈ線、ｉ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がえられ
ることを見出した。即ち、薄膜の一方又は両方の
表面に、薄膜材質よりも屈折率の低い透明物質を
約100nmの厚みにコーテイングすることによつ
て、350〜450nmの波長の光を96％以上透過する
コーテツド薄膜を得ることができた。

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すぐれている。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
リカーボネートなどを用いて樹脂薄膜を製造する
ことができる。

樹詩薄膜の表面コーテイング層を形成させる物
質としては、透明な無機材料例えば、金属弗化物
から選択することができるが、反射光による干渉
の影響を除去する目的においては、樹脂薄膜材質
よりも屈折率の低い物質を用いる必要がある。即
ち、セルロース誘導体の場合、露光に使用する
350〜450nm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、コーテイングに適する物
質としては、弗化カルシウム（436nmにおける屈
折率1.23、以下同様）、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）
などがある。本発明の目的には屈折率1.3以下の
物質が特に適している。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、コーテイ
ング層がひび割れを起す危険性がある。即ち、本
発明の用途には、光線透過性と可撓性、柔軟性の
双方の性質を具備するコーテイング材を使用する
必要があり、この意味から弗化カルシウム及び弗
化バリウムが選択的に使用される。他の金属酸化
物や、弗化マグネシウム等は、光線透過性、柔軟
性において弗化カルシウム、弗化バリウムに比し
顕著に劣る。また、弗化カルシウムは比較的吸湿
性が低いことも利点の一つである。表面コーテイ
ング層の反射防止のメカニズムは次のように考え
られる。まず片面コーテイングの場合は、薄膜の
光線出口側に設ける。この場合、膜／大気の屈
折率差に比べて、膜／コーテイング層の屈折率差
は小さいので、膜／コーテイング界面での反射率
は、膜／大気界面での反射率、即ち、コーテイン
グ層のない場合に比して小さい。しかし、コーテ
イング層／大気界面でも反射が起る。このと
き、コーテイング層の厚みを、光の波長の1/4と
しておけば、膜／コーテイング層界面での反射光
と、コーテイング層／大気界面での反射光が丁度
１／２波長の差を以て干渉し、反射光自体を減殺さ
せる。同様に両面コーテイングを行えば第２反射
光は無視できる程度になり、直進透過光に対する
干渉効果はさらに減少する。その結果、透過率〜
波長曲線の波形が殆んど消失し、全領域にわたつ
て高透過率を得ることができる。

薄膜に対するコーテイングは、真空蒸着によつ
て行う。即ち、コーテイング材料を10^-3〜
10^-5Torrのの高真空中で加熱し、発生した蒸気
を薄膜上に蒸着させる。このとき、コーテイング
層形成面の反対側から、特定の波長の光線で反射
率を測定しながら蒸着させてゆくモニタリングシ
ステムが開発されており、光の波長の1/4の厚さ
にコーテイングしたとき、反射光が最小になるの
で、その時点でコーテイングを終了させればよ
い。片面コーテイングを終了したあと、薄膜を反
転し、もう一方の面に同様にコーテイングすれば
両面コーテイングが完了する。

適切なコーテイングを、適切な薄膜上に形成さ
せることによつて、350〜450nmの全領域にわた
る光線透過率の高い防塵カバーがえられる。

本発明の方法によつて得られるコーテツド薄膜
は、コーテイング層のない薄膜に比べて、膜厚の
選択性に対する要求がきびしくないので、防塵カ
バー生産時の歩留りが向上する。また、一つの防
塵カバーで以て、ｇ線、ｈ線、ｉ線のように異る
波長の光線の使用に対応できる。さらに、コーテ
イング層の表面硬度は、樹脂よりも高いので、防
塵カバーの耐久性もまたすぐれたものになるが、
この点では両面コーテイツドのものが特にすぐれ
ている。

以上、本発明は、全域にわたつて厚みが均一で
あり、厚み05〜10μmの透明樹脂薄膜を、均一な
緊張状態に保持し、その片面又は両面に、無色の
金属弗化物を約100nmの厚さにコーテイングする
ことを特徴とする、350〜450nmの範囲内の特定
波長の光線を96％以上透過するコーテツド薄膜の
製造法に関するものである。

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〕

特開昭58−219023号明細書に示された方法で膜
厚2.90μmの硝酸セルロース薄膜を作成し、内径
61mm、外径65mm、高さ３mmの円形フレームに支持
させた。この薄膜の光線透過率を第３図の破線
（〓〓）で示す。

上記薄膜に弗化カルシウムコーテイングを行つ
た。シンクロン真空蒸着装置（真空器械工業）を
用い、438nmの光でモニターしながら反射率が最
小となるまでコーテイングを行つた。コーテイン
グ層の厚さは、約110nmである。片面コーテツド
薄膜の光線透過率を第３図の鎖線（――）で示
す。

片面コーテツド薄膜を反転し同様にして両面コ
ーテツド薄膜とした。両面コーテツド薄膜の光線
透過率を第３図の実線（〓〓）で示す。

３種類の露光光線ｇ線（436nm）、ｈ線
（406nm）、ｉ線（365nm）に対し、片面コーテツ
ド膜は96％以上、両面コーテツド膜は98％以上の
光線透過率を示すものであつた。

また、コーテツド薄膜に対し、１cmの距離から
３Kg／cm²の風圧を与える。エアーガンで１分間ブ
ローしたが、コーテイング層のひびわれ、脱落は
みられなかつた。

更に、コーテイング材を弗化バリウム、弗化マ
グネシウムに変えた他は上記と同様にしてコーテ
ツド薄膜を製造し、光線透過率を調べた。結果を
第４図、第５図に示す。

350〜450nmの光線透過率は弗化バリウム膜の
場合96％以上であるのに対し、弗化マグネシウム
膜の場合は90％以上とやや劣つていた。

又、上記と同様にエアブローテストを行つたと
ころ、弗化バリウム膜ではコーテイング層のひび
割れ、脱落がみられなかつたのに対し、弗化マグ
ネシウム膜ではコーテイング層のひび割れ、脱落
がみられた。

【図面の簡単な説明】

第１図は膜厚2.85μm、第２図は膜厚0.90μmの
硝酸セルロース薄膜の光線透過率をプロツトした
グラフである。第３図は膜厚2.90μmの薄膜（〓
〓）及び片面コーテツド薄膜（〓〓）ならびに両
面コーテツド薄膜（――）のそれぞれの光線透過
率をプロツトしたグラフである。第４図、第５図
はそれぞれ弗化バリウム、弗化マグネシウムを用
いた両面コーテツド薄膜の光線透過率をプロツト
したグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 全域にわたつて厚みが均一であり、厚み0.5
   〜10μmの透明な硝酸セルロース樹脂製薄膜を、
   均一な緊張状態に保持し、その片面または両面
   に、無色の弗化カルシウムまたは弗化バリウム
   を、約100nmの厚さにコーテイングすることを特
   徴とする350〜450nmの範囲内の波長の光線を96
   ％以上透過するコーテツド薄膜の製造法。 ２ コーテイング物質が弗化カルシウムである特
   許請求範囲第１項記載のコーテツド薄膜の製造
   法。