JPH06250383A - ペリクル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 支持枠表面上にマイクロクラックなどの欠陥
をもたないペリクルを提供すること。 【構成】 光学的薄膜体と、それを一側に有し、かつ、
その反対側の端面に粘着体を有する支持枠とを備えてな
るペリクルにおいて、該支持枠は素材が７０００系アル
ミニウム合金であり、表面がアルマイト処理、黒色化処
理及び封孔処理が施されており、実質的にマイクロクラ
ックがないペリクル。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案はＬＳＩや液晶等の製造
のリソグラフィー工程に使用されるフォトマスクやレテ
ィクル等の透明基板（以下マスクと略す）の異物付着を
防止することを目的として使用されるペリクルに関す
る。さらに詳細にはペリクルの支持枠の表面が極めて均
一なペリクルに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体等の製造においてウエハー上に微
細な回路パターンを形成する場合、ステッパー等の製造
装置を使用している。ここで重要なのは前記製造装置に
組み込まれる回路パターンを形成するためのマスクの品
質である。近年、大規模集積回路の発展に伴いその画線
幅も非常に微細になり、今後もその傾向は進むと予想さ
れ、それ故マスクの品質が製造装置の稼働率や製造コス
トに大きく影響するものとなってきている。特にマスク
に付着する異物が歩留りを低下させることが重大な問題
である。この問題を解決する手段として、いわゆるペリ
クルを装着してマスクを異物から保護する方法が取られ
ている（例えば、特公昭５４−２８７１６号公報参
照）。一方、大規模集積回路がカスタム化し多品種少量
生産の方向が強まってきつつあり、このことは多数のマ
スクを使用することを意味し、マスクの保管管理の必要
性が増してきた。その際、ペリクル装着の保管は管理上
簡便であることが認められつつある。

【０００３】図３はこのような所に使われるペリクルの
説明図である。ここに光学的薄膜体１が支持枠２に接着
層３によりシワ、タルミなく固着されている。支持枠２
も他の端面に粘着体４を有し、その上に保護フィルム５
を配置した構造となっている。このようなペリクルは保
護フィルム５を剥がし粘着体を介してマスクに装着して
使用される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところでペリクル用の
支持枠としては一般に７０００系のアルミニウム合金を
支持枠に成形後、アルマイト処理し、この処理により発
生した微細な孔を黒色化剤で封入処理し、そしてその微
細孔をふさぐ封孔処理を施して作られる。腐食しにく
く、かつ、たわみが生じにくく、軽いことがこのような
材質のものが使用されている主な理由である。しかし、
このようにして一般的な方法で作られた支持枠の表面
を、電子顕微鏡で観察すると、図２のようなひびわれ
（マイクロクラック）の発生が確認される。ペリクルの
要求性能上あるいは使用条件下では今の所、このような
マイクロクラックがあっても何ら不都合はない。しか
し、今後益々パターンの微細化が進展し、配線幅が一層
狭くなると、該クラックに入り込んだ極く小さい異物の
落下も問題となる。このようにマスクへのペリクルはり
つけ後の異物の落下は、ペリクルにとって致命的な欠陥
となる。

【０００５】上記のような問題を潜在しているペリクル
では、将来のより微細なパターンへの対応は不可能にな
る。また、ペリクルの品質保証の意味では、今日の課題
でもある。さらにペリクル製造上、支持枠の欠陥は即ペ
リクルの歩留にも大きな影響がある。

【０００６】この発明は以上のように支持枠表面のマイ
クロクラックの発生を問題点として認識し、将来に向け
てこのマイクロクラックの発生を防止するという新たな
技術的課題に応じたものである。すなわち、この発明
は、実質的にマイクロクラックなど欠陥のないより均一
な表面を有する支持枠上に均一にはりわたされた光学的
薄膜体をそなえた、品質の高いペリクルを提供すること
を目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記したようにペリクル
の品質上、その支持枠の表面欠陥をなくすことが問題で
ある。

【０００８】本発明者らはアルマイト処理、黒色化処理
後の封孔処理を検討することによって、上記課題を解決
できると考えて鋭意検討した結果この発明を完成するに
至った。即ち、この発明は（１）光学的薄膜体と、それ
を一側に有し、かつ、その反対側の端面に粘着体を有す
る支持枠とを備えてなるペリクルにおいて、該支持枠は
素材が７０００系アルミニウム合金であり、表面がアル
マイト処理、黒色化処理及び封孔処理が施されており、
実質的にマイクロクラックがないペリクル、（２）光学
的薄膜体と、それを一側に有し、かつ、その反対側の端
面に粘着体を有する支持枠とを備えてなるペリクルにお
いて、該支持枠は素材が７０００系アルミニウム合金で
あり、表面がアルマイト処理、黒色化処理及び７０〜９
５℃未満の熱水で封孔処理が施されており、実質的にマ
イクロクラックがないペリクルをその要旨とするもので
ある。

【０００９】アルミニウム合金の耐食性向上のために、
一般の次のようなプロセスがとられる。即ち、先ず所定
の支持枠の形にアルミニウム合金を加工する。素材には
膜のたわみを防止する意味で、超々ジュラルミンである
７０１５，７０７５，７１５０などの７０００系アルミ
ニウム合金が使用される。次にアルマイト処理を施す。
アルマイト処理は、一般的に硫酸濃度１０〜２０％、電
流密度１〜２Ａ／ｄｍ²、電解液温度１５〜３０℃、通
電時間１０〜３０分の範囲で行われる。その際、合金の
表面にはミクロな孔（直径５０〜２００Å、ピッチ５０
０〜１５００Å）が規則正しく多数形成される。その
後、この孔を使って黒色化処理を行う。黒色化処理は枠
からの光の反射を防止するために行うので黒色に限らず
黒に近い、茶色や紺色等の濃い色も含むものである。黒
色化処理には、染色、電解着色等が挙げられる。染色
は、黒色の染料を溶解した液の中に浸漬することでこの
孔に染料を吸着させ色調を得る方法であり、また、電解
着色は、この孔に電気的に金属元素を析出させ色調を得
る方法である。染色は例えば、染料濃度３〜１０ｇ／
ｌ、染色液温度５０〜６５℃にて行う。続いて、この孔
を塞ぐ封孔処理が施される。この処理には封孔助剤６〜
１２ｇ／ｌを加えた煮沸水が使われる。

【００１０】この時封孔によりアルマイト膜表面の微細
な孔が埋められアルマイト膜は緻密になっていく。封孔
処理後アルマイト膜にマイクロクラックの発生が電子顕
微鏡で認められるようになるが、これはこの緻密になっ
たアルマイト膜が熱膨張によって加えられたストレスを
解放する際に生じると本発明者らは推定した。そこで封
孔助剤を変え、例えば低温封孔剤とよばれる日華化学工
業（株）製ハードウォール３（商品名）を用い、３０〜
４０℃での低温封孔を行った。しかし、この手法でさ
え、図２のようなマイクロクラックの発生が電子顕微鏡
により確認された。

【００１１】本発明者らはそれまでの検討結果を踏ま
え、本クラックの原因を封孔の進行具合で発生する、即
ち完全な封孔が行われたときにはクラックを生じ、封孔
がそこまで進行していない時にはクラックは起こらない
と考え、一般封孔の温度をパラメーターとし種々の検討
を重ねた。その結果、１００℃より若干低い温度、例え
ば７０〜９５℃未満、より好ましくは８０〜９０℃で封
孔処理を行えば、図１のように極めて均一な表面性を有
し、実質的にマイクロクラックのない物が作れることが
わかり、本発明をなすに至った。これは封孔処理温度が
９５℃未満ということで、ミクロな孔の開口部のみが塞
がれ、その下部にはまだ小さな空洞が残っており、この
空洞の存在によってストレスを受けても割れを生じるこ
となくストレスを分散できるものと思われる。

【００１２】上記マイクロクラックのない支持枠の一側
に、光学的薄膜体及び、その反対側に粘着体をはりつけ
て、本発明のペリクルが完成する。このように必要な表
面処理が施された支持枠表面に実質的にマイクロクラッ
クのないペリクルは、従来見ることができなかったもの
であり、本発明者によりはじめて作成され、その利用が
可能となったものである。

【００１３】光学的薄膜体としては単層のものあるいは
反射防止層を有するものが使用できる。中心層を構成す
る膜の材料としては、石英等の無機物質やポリマーが使
用できる。ポリマーとしてはポリエチレンテレフタレー
ト、セルロースエステル類、ポリカーボネート、ポリメ
タクリル酸メチル等をあげることができる。特に一般に
好適な素材として、ニトロセルロースが用いられてい
る。反射防止層の材料としてはＣａＦ₂等の無機物やポ
リスチレン、テフロン等のポリマーが使用できる。

【００１４】粘着体としては粘着材単独あるいは弾性の
ある基材の両側に粘着材が塗布された素材が使用され
る。粘着材としてはアクリル系、ゴム系、ビニル系、エ
ポキシ系、シリコーン系等の接着剤を挙げることができ
る。基材となる弾性の大きい材料としてはゴムまたはフ
ォームが挙げられ、例えばブチルゴム、発砲ポリウレタ
ン、発砲ポリエチレン等である。これらの素材は積層の
形でも適用できる。

【００１５】支持枠の大きさはマスクの大きさに対応し
て１〜８インチ径、または１〜８インチ角程度であり、
液晶用になると２０インチ以上に達する場合もある。そ
の高さは２〜１０ｍｍ程度である。

【００１６】本発明のペリクルの一般的な製造法を記述
すると次のようになる。表面にマイクロクラックのない
支持枠に予め粘着体をはりつけておく。シート状粘着体
を支持枠に合った形につくっておいてはりつけたり、塗
布によりつけたり、粘着体シートを全体にはってから支
持枠にそってくりぬいたりすることができる。別に光学
的薄膜体をスピンコーター等により形成しておく。粘着
体のついた支持枠の反対側に接着剤をつけておき、光学
的薄膜体にはりあわせ、接着剤の硬化を行ってから、余
分の膜を取り除いてつくられる。場合によっては粘着体
側に保護フィルムをはってもよい。このようにして作ら
れたペリクルは図３のような構造体となる。

【００１７】ペリクルは使用に供されるまで清浄なケー
スに収納されゴミの付着を防止する。ステッパーに用い
るに当っては異物の影響が鋭敏に現れるためマスクの画
像側だけでなく他の面にもペリクルが装着されることが
多い。以下実施例と比較例により本考案を更に詳細に説
明する。

【００１８】

【実施例】外寸１２０ｍｍ×９８ｍｍの矩形のアルミニ
ウム７０７５−Ｔ６合金からなる支持枠の封孔処理条件
は、封孔助剤として花見化学株式会社製、商品名シーリ
ングＸ（主成分酢酸ニッケル）を含む熱水中で、処理時
間３０分を一定とし処理温度を８０〜１００℃に変化さ
せた。結果を表１に示す。マイクロクラック発生のない
ものの一例として９０℃で処理したものの電子顕微鏡写
真を図１に示す。これによれば極めて均一で実質的にマ
イクロクラックのないことがわかる。一方、比較のため
１００℃で封孔処理したものは、図２のように表面全体
にマイクロクラックの発生が認められた。また、低温封
孔剤（日華化学工業（株）ハードウォール３）を使用
し、３５℃で封孔処理したものは図２に近似したマイク
ロクラックの発生が認められた。

【００１９】上記した実施例の数値的評価として、ペリ
クル表面を電子顕微鏡にて１０００倍に拡大した写真に
おいて１０ｃｍ（実寸法０．１ｍｍ）の直線を引き、そ
の直線に交差するクラック数を計算する。クラックの幅
は、その電子顕微鏡写真で観察できるもの、即ちクラッ
ク幅０．１μｍ以上のものを計数する。この数値が多い
ほどクラックが高密度で存在する事がわかる。表１にそ
の数値を示す。

【００２０】

【表１】 一方、セルロースプロピオネートのシクロヘキサノン溶
液を調合した。この溶液からスピンコーティングにより
乾燥厚１．９３μｍの膜をつくり、その両面に住友３Ｍ
社製ＦＣ７２２のふっ素樹脂系ポリマーを塗布により反
射防止層として形成した。このようにして光学的薄膜体
をつくっておいた。他方、上記支持枠に日東電工社製５
７１０両面テープをつけておいた。このテープとは反対
側に紫外線硬化型の接着剤を塗布し、光学的薄膜体と合
体させ、紫外線により硬化させた。余分の膜をとりのぞ
き、両面テープ側に保護フィルムをつけペリクルとし
た。４０万ルックスの集光燈で２種の支持枠の表面を観
察した。本発明のものは無欠陥、比較例のものの何箇所
かには光ってみえる所が確認された。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のペリクル
はその支持枠にマイクロクラックがないため、このクラ
ックから異物が発生するおそれを根本から解消すること
ができ、一層のパターン微細化傾向にも対応することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の支持枠表面の電子顕微鏡写真

【図２】従来の支持枠表面の電子顕微鏡写真

【図３】ペリクルの断面図

【符号の説明】

１ 光学的薄膜体 ２ 支持枠 ３ 接着層 ４ 粘着体 ５ 保護フィルム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松居 雄毅 宮崎県延岡市旭町６丁目4100番地 旭化成 電子株式会社内 (72)発明者 岡本 徹 静岡県庵原郡蒲原町蒲原１丁目34番１号 株式会社日軽技研内 (72)発明者 堀田 邦彦 静岡県庵原郡蒲原町蒲原１丁目34番１号 株式会社日軽技研内 (72)発明者 渡辺 法昭 東京都港区三田３丁目13番12号 日本軽金 属株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学的薄膜体と、それを一側に有し、か
   つ、その反対側の端面に粘着体を有する支持枠とを備え
   てなるペリクルにおいて、該支持枠は素材が７０００系
   アルミニウム合金であり、表面がアルマイト処理、黒色
   化処理及び封孔処理が施されており、実質的にマイクロ
   クラックがないペリクル。
2. 【請求項２】 光学的薄膜体と、それを一側に有し、か
   つ、その反対側の端面に粘着体を有する支持枠とを備え
   てなるペリクルにおいて、該支持枠は素材が７０００系
   アルミニウム合金であり、表面がアルマイト処理、黒色
   化処理及び７０〜９５℃未満の熱水で封孔処理が施され
   ており、実質的にマイクロクラックがないペリクル。