JPH0756325A - ペリクルとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 膜体の膜厚が均一で色ムラがなく、かつ使用
時に膜上に異物のないペリクルを提供すること。 【構成】 （１）反射防止層を備えた光学薄膜の外側に
さらに保護用ダミー外層を有するペリクル、（２）１．
平滑な基板上に保護用ダミー外層を形成するポリマー溶
液、反射防止層を形成する弗素系ポリマー溶液、光線透
過率の高いポリマー溶液、反射防止層を形成する弗素系
ポリマー溶液を順次、塗布、乾燥して膜体を形成する工
程、２．接着剤つきペリクル枠と該膜体を合体させた
後、該接着剤を硬化する工程、３．余分な膜を取り除く
工程よりなる上記（１）項記載のペリクルの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＬＳＩ製造のリソグラフ
ィー工程において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とその製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体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、ステッパー等の半導体製
造装置を使用している。ここで重要なのは前記半導体製
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、それゆえマスクの品質が半導体製造装置の
稼動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一つの手
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
斜視図、図４はその断面図である。光学薄膜１がペリク
ル枠２に接着剤３によりシワ、タルミなく固着されてい
る。ペリクル枠２の他の端面に粘着層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、マスクにはり
つけて使用される。ところがこの段階であるいはペリク
ルメーカーからユーザーへの輸送中に光学薄膜外側に異
物が付着することがある。このような場合、エアガン等
でその異物を取り除くのだが、取り除けなかった場合
は、そのペリクルは廃棄され、貼り直さなければならな
い。

【０００４】又、光学薄膜は光線透過率を高くする為
に、両側を反射防止することが一般に行われている。例
えば、中心のポリマー層の両面に反射防止層が設けられ
ている。このようなペリクルを製造するには、まず、基
板上に中心のポリマー層を塗布乾燥させ、その上に反射
防止層を塗布乾燥させ膜体をつくる。次いで別に用意し
た枠体に膜体をうつしとってから、裏側に反射防止層を
塗布乾燥させるといった方法がとられる。ところがこの
場合、うつしとってしまった膜体は張力が弱いので、そ
の上に反射防止層を形成するための溶液を塗布するのは
細心の注意をはらってもなかなか容易ではなく、色ムラ
等の膜厚の不均一な箇所が生じることが多い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、こうした実
状に鑑みペリクル膜体の膜厚が均一で色ムラがなく、か
つその使用時に膜上に異物のないペリクルを提供するこ
とを目的とするものであり、具体的には保護用ダミー外
層を有するペリクルと、その製造方法を提供することを
目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく検討を重ねてきたが、ペリクル膜体の反射
防止層の外側に保護用ダミー外層を付与することが有効
であり、かつ、これにより従来よりも膜厚の均一なペリ
クルを提供しうることを見いだし、本発明に至った。

【０００７】すなわち、本発明は、（１）弗素系ポリマ
ーからなる反射防止層を備えた光学薄膜の外側にさらに
保護用ダミー外層を有するペリクル、（２）平滑な基
板上に保護用ダミー外層を形成するポリマー溶液、反射
防止層を形成する弗素系ポリマー溶液、光線透過率の高
いポリマー溶液、反射防止層を形成する弗素系ポリマー
溶液を順次、塗布、乾燥して膜体を形成する工程、接
着剤つきペリクル枠と該膜体を合体させた後、該接着剤
を硬化する工程、余分な膜を取り除く工程よりなるこ
とを特徴とする前記（１）項記載のペリクルの製造方法
をその要旨とするものである。上記製法の発明において
は製造工程において、更に最外層の保護用ダミー外層を
分離除去する工程を追加する態様も可能である。

【０００８】以下、図面により本発明を説明する。図１
は保護用ダミー外層を有する膜体を示す図であり、６が
保護用ダミー外層である。６はペリクル枠２とは反対側
に設けられている。マスクとペリクルが粘着層４を介し
て貼りつけられた状態を模式的に示したのが図２であ
る。６が除去されている実際のペリクル使用時の状況を
示している。この光学薄膜の大きさは、ペリクル枠に応
じて通常１〜８インチ角である。光学薄膜１の中心層８
の材質は、光の透過性、強度等からポリマーが使用され
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、ニトロセルロースやセルロースプロピオ
ネートが用いられる。これらのポリマーはブレンドして
用いることもできる。この層の厚みは使用する素材にも
よるが、およそ０．３〜１５ミクロンの範囲である。

【０００９】本発明における反射防止層７，９の素材と
しては、弗素系ポリマーが用いられる。好ましいのは低
屈折率のポリマーであり、中心層８の屈折率の平方根の
屈折率をもつものが理想である。この理想に別な方向か
らアプローチする方法として、内層に別の比較的屈折率
の高いポリマー層を更に用いることもできる。例えば、
ポリスチレン、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、
ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル等をあげる
ことができる。これらの反射防止層を形成するポリマー
はブレンドしても使用することができる。この反射防止
層の各々の層の厚みは使用する素材、反射防止の施され
る波長によって異なるが、およそ０．０５〜０．１２ミ
クロンの範囲である。

【００１０】本発明における保護用ダミー外層６の素材
としては、下記の基板に対してぬれ性及び剥離性がよ
く、またペリクル使用時に膜体から除去する際に支障な
く容易に剥離できるものであれば、とくに制限はなく、
多種類のポリマーの中から選択できる。好ましくは、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。これらのポリマーはブレンドしても用いる
ことができる。中心層８と同じものを用いることもでき
る。この場合、同じ溶液を用いることができるので簡便
さのメリットがある。この層の厚みは、その上に塗布す
る層の塗布均一性の点からあまり薄くするのは好ましく
なく、およそ１ミクロン以上である。又、光学薄膜自体
の張力がこの層に大きく依存するのは好ましくなく、１
５ミクロン以下の範囲である。

【００１１】さて、図１のような膜体を形成し図３のよ
うなペリクルに加工する方法を説明する。まず、平滑な
基板を用意する。このような基板としては、ガラス、石
英、金属、シリコン等があげられる。この大きさは所望
のペリクルの大きさよりも大きい必要がある。研磨等で
表面ができるだけ、例えば１ミクロン以下の平滑度にな
るようにしておくのが好ましい。こうした基板上にまず
保護用ダミー外層になるポリマーを塗布し乾燥する。次
いで弗素系ポリマー、中心層を形成するポリマー、弗素
系ポリマーを順次塗布し、乾燥する。この塗布工程にお
いて、ダミー外層を用いず、弗素系ポリマーから塗布す
ることは不可能である。基板が該溶液をはじいて所望の
膜厚に均一に塗布できないからである。そのために、従
来は中心層を形成するポリマーから塗布し、弗素系ポリ
マーを塗布する方法がとられていた。ところが、その場
合、中間の膜体を基板から一端剥がし、再度裏面に弗素
系ポリマーを塗布するといった方法がとられていた。こ
の場合やっかいな問題が生じる。すなわち、この種の膜
体の張力はそれほど大きくないので、いわばぶよぶよの
膜に溶液を接触させることになり、均一の厚みに塗布す
ることは極めて困難であり、膜の厚みの不均一性に伴う
色ムラの発生することが多かった。このような色ムラの
発生を抑えるために細心の注意を払い、あるいはその防
止のための余分の工程を設けるのであるが、それでも皆
無にすることは不可能であった。本発明の保護用ダミー
外層を予め塗布する方法は、それに引き続く光学薄膜を
より均一に形成できるという利点を有するとともに、
又、塗布、乾燥以外の前記余分の工程、操作を経ないか
ら、生産性を向上することができる。その上使用時まで
保護用ダミーにより膜体が保護されるので、キズ、異物
付着等によるロスも少なくなるという利点も有する。

【００１２】このような塗布の方法としては、ロールコ
ーティング法等が適用できるが、例えば特開昭５８−１
９６５０１、特開昭６０−２３７４５０の各公報に記載
されているスピンコーティング法が好ましい方法として
適用できる。次いで、接着剤つきペリクル枠と該膜体を
膜体１の９側に接触させて後、接着剤を硬化する。この
工程は多様な態様で行うことができる。例えば別に用意
した接着剤あるいは粘着剤がついた枠体を用意してお
き、基板上に形成された膜体の上に貼り、物理的あるい
は溶液注入によって基板から膜体を該枠体にうつしとっ
ておく。その後、接着剤つきペリクルをうつしとった膜
体につけるといった態様が好ましい。基板上でペリクル
枠と膜体を接着してから基板から剥がす方法もある。た
だこの場合には、基板をきずつける恐れがあり、かなり
の熟練を必要とする。

【００１３】次いでペリクル枠からはみだした余分な膜
を、溶剤等による溶解により、あるいはカッター等によ
る物理的切断によって取り除く。ペリクル枠の反対側の
端面には粘着剤層がつけられ、予め用意した保護フィル
ム５をその側につけ図３のようなペリクルができあが
る。この際、該粘着剤層は予めペリクル枠に付与してお
くこともできる。上記のような工程中、９の弗素系ポリ
マーの少なくとも一部を除去しておく方が、接着力が向
上する。このような除去法の好例は特願平４−５２４９
５号公報に開示されている。

【００１４】ペリクル使用時の状況は図２に示される。
この状態では保護用ダミー外層６は除去されている。マ
スクに貼りつけてから６を剥ぐか、まず６を剥いでから
マスクに貼りつけるか、あるいは保護フィルム５を剥が
す前に６を除去して、その後マスクに貼りつける、とい
った種々の態様がありえる。保護用ダミー外層６を除去
する方法としては、例えば、粘着テープをペリクルの一
端面につけ、垂直方向に持ち上げるといった簡単な方法
がとりうる。

【００１５】本発明に使用される接着剤としては、デキ
ストリン、デンプン等の天然物、酢酸ビニール、アクリ
ル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性接
着剤、ポリクロロプレン、ニトリルゴム等のゴム系接着
剤がある。又、紫外線硬化型、瞬間硬化型等の硬化の種
類も種々変えられる。製造に要する時間を短くするため
には、ポットライフの短い瞬間硬化型のものや紫外線硬
化型のものが使いやすい。ペリクル枠は、一般にアルミ
ニウム合金、プラスチック等が使用できる。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。ステッパーに用いられるマスクにあっ
ては、異物の影響がきわめて鋭敏に現われるため、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。

【００１６】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。 実施例１ ニトロセルロース〔ＮＣと略す。旭化成工業（株）製Ｈ
ＩＧ７〕の固形分濃度５％の乳酸エチル溶液、弗素系ポ
リマー〔Ｆと略する。旭硝子（株）製サイトップ〕の固
形分濃度０．８％のパーフルオロトリブチルアミン溶液
を調製した。スピンコーターにシリコンウエハーをセッ
トし、乾燥時の厚みが３ミクロンになるようにＮＣ膜を
形成し、乾燥した。次いでこの膜の上にＦ溶液を８００
オングストロームの乾燥時の厚みになるように塗布、乾
燥し、次いで２．７ミクロンの乾燥時の厚みになるよう
にＮＣ膜を形成、乾燥し、更にこの上にＦ溶液を８００
オングストロームの乾燥時の厚みになるように塗布、乾
燥して、４層の膜体を形成した。

【００１７】予め用意しておいた粘着剤つき両面テープ
を一端面につけたプラスチック枠を、上記の４層膜体に
両面テープを介して重ね合わせ、該枠を持ち上げ、膜体
をプラスチック枠にうつしとった。外側のペリクル枠に
相当する部分のＦ層を、冶具により溶媒〔住友３Ｍ
（株）製ＦＣ７５〕で除去しておき、予め接着剤〔スリ
ーボンド（株）製３０５２Ｃ〕を塗布し、他の端面に粘
着剤のついたアルミフレームと、プラスチック枠にうつ
しとった４層膜体を重ね合わせ、紫外線を照射して固着
した。アルミフレームにそって余分な膜をカッターナイ
フで切り落とし、保護フィルムを反対側につけ保護用ダ
ミー外層つきペリクルを得た。

【００１８】このようにして５０枚のペリクルをつく
り、汚れたケースに収納し、輸送テストを行った。テス
ト後ケースから取り出したが、４５枚の外面には５０ケ
以上の異物が付着していた。これらのペリクルを冶具に
セットし、予め用意しておいた適当な長さに切ったセロ
テープをペリクル端面につけ、垂直方向に持ち上げるこ
とで、保護用ダミー外層を除去した。得られたペリクル
には問題となる異物は皆無であった。保護用ダミー外層
の除去されたペリクルの光線透過率はｇ線（４３６ｎ
ｍ）で９９％以上のペリクルである。

【００１９】実施例２ セルロースプロピオネート〔ＣＰと略する。アルドリッ
チ（株）製〕とＮＣを７：３でブレンドしたものをＮＣ
と変え、テフロン系ポリマー〔デュポン（株）製、ＡＦ
２４００〕をＦと変える以外は、実施例１と同じように
して、保護用ダミー外層（この例ではＣＰ−ＮＣブレン
ド膜）つきペリクルを５０枚つくった。各層の乾燥時の
厚みは、保護用ダミー外層から順に、２．７ミクロン、
８００オングストローム、１．９３ミクロン、８００オ
ングストロームであった。この場合、保護用ダミー外層
を除去すると、ｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎ
ｍ）で共に９９．５％以上の光線透過率を有するｇ線−
ｉ線共用ペリクルが得られた。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の保護用ダ
ミー外層つきペリクルは、膜体の膜厚が均一であり、色
ムラの発生がなく、また、保管、輸送中あるいは装着時
の異物等による不都合を解消することができる。又、本
発明の製造方法は、ペリクル製造上の歩留り及び生産性
の向上にも寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】保護用ダミー外層のついた本発明のペリクル、

【図２】ペリクルのマスクに貼りつけられた使用時の状
況を説明する図、

【図３】ペリクルの斜視図、

【図４】図３のペリクルの断面を示す図。

【符号の説明】

１ 光学薄膜 ２ ペリクル枠 ３ 接着剤 ４ 粘着剤 ５ 保護フィルム ６ 保護用ダミー外層 ７ 反射防止層 ８ 中心層 ９ 反射防止層 １０ マスク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弗素系ポリマーからなる反射防止層を備
   えた光学薄膜の外側にさらに保護用ダミー外層を有する
   ことを特徴とするペリクル。
2. 【請求項２】 （１）平滑な基板上に保護用ダミー外層
   を形成するポリマー溶液、反射防止層を形成する弗素系
   ポリマー溶液、光線透過率の高いポリマー溶液、反射防
   止層を形成する弗素系ポリマー溶液を順次、塗布、乾燥
   して膜体を形成する工程、（２）接着剤つきペリクル枠
   と該膜体を合体させた後、該接着剤を硬化する工程、
   （３）余分な膜を取り除く工程よりなることを特徴とす
   る請求項１記載のペリクルの製造方法。
3. 【請求項３】 さらに、最外層の保護用ダミー外層を分
   離除去する工程を追加することを特徴とする請求項２記
   載のペリクルの製造方法。