JPH10139932A - ペリクルの製造方法及びそれにより得られたペリクル - Google Patents

ペリクルの製造方法及びそれにより得られたペリクル

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JPH10139932A
JPH10139932A JP30751796A JP30751796A JPH10139932A JP H10139932 A JPH10139932 A JP H10139932A JP 30751796 A JP30751796 A JP 30751796A JP 30751796 A JP30751796 A JP 30751796A JP H10139932 A JPH10139932 A JP H10139932A
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JP
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cellulose derivative
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cellulose
film
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JP30751796A
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Eiji Honda
英司 本多
Yasushi Kaneko
金子  靖
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Asahi Kasei Electronics Co Ltd
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Asahi Kasei Electronics Co Ltd
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/62Pellicles, e.g. pellicle assemblies, e.g. having membrane on support frame; Preparation thereof

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セルロース誘導体を有するペリクルにおい
て、セルロース誘導体の有機溶媒溶液を容易に濾過でき
るペリクルの製造方法、及びその製法によって得られる
異物の少ない光線透過率の高いペリクル、を提供する。 【解決手段】 放射線照射処理したセルロース誘導体を
用いてペリクルを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路の
製造におけるフォトリソグラフィ工程で使用されるマス
クの保護の為の防塵カバー、すなわち、ペリクルに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】透明薄膜であるペリクルは、半導体集積
回路の製造におけるフォトリソグラフィ工程で使用され
るフォトマスク又レチクル(以下、共にマスクと称
す。)に、固着して使用されており、該ペリクルとは、
所定の距離をおいてマスク上に位置している。そのた
め、フォトリソグラフィ工程において、細かな異物がペ
リクル上に付着しても、それらはフォトレジストが塗布
された半導体ウェハー上には結像しない。従って、マス
クをペリクルで保護することにより、異物の像による半
導体集積回路の短絡や断線等を防ぐことができ、フォト
リソグラフィ工程の製造歩留まりが向上した。さらに、
マスクのクリーニング回数が減少して、その寿命を延ば
すなどの効果がペリクルにはある。
【0003】このようなペリクルにおいては、露光工程
におけるスループット向上のために、露光する光の透過
率が高いことが要求される。そのために、透明薄膜層
(中心層)材料の多くは、露光光に対して透明性の良い
ニトロセルロースやセルロースアセテートプロピオネー
ト、カーボネート化アセチルセルロース等のセルロース
誘導体が用いられている。また、透明薄膜の片面あるい
は両面に反射防止層が設けることもある。反射防止層は
単層あるいは2層以上の層で構成される。
【0004】最外層の反射防止層の材料の多くは、フッ
素含有ポリマーや、フッ化カルシウムやフッ化マグネシ
ウムなどの無機フッ素系材料が用いられている。このよ
うなペリクルは、平滑性の良いガラス、石英、Siウェ
ハー等の基板にペリクルを成膜し、基板から剥離してペ
リクルを得る方法がとられる。透明薄膜層材料に用いる
セルロース誘導体は、例えばニトロセルロースは旭化成
工業社製、ダイセル化学社製が、またセルロースアセテ
ートプロピオネートはイーストマンケミカル社製がある
が、これらの原料を有機溶媒に溶解して溶液とした後、
スピンコート法等で成膜して得られたペリクルは、異物
や高分子量物等の影響で光線透過率や膜厚の均一性で問
題がある。
【0005】そこでこれらの溶液を成膜前に濾過して用
いるが、前記原料をそのまま用いたセルロース誘導体の
有機溶媒溶液は、濾過性が悪く精密濾過が困難となる。
特公平7−25901号公報には、セルロース誘導体の
有機溶媒溶液からスピンコート法により薄膜を製造する
に際し、セルロース誘導体溶液から分別沈殿法により高
分子量物を予め除去しておくことによって、薄膜の膜厚
の分布が均一となり、且つ光学的特性が向上することが
知られている。
【0006】しかしながら、この分別沈殿法はセルロー
ス誘導体の有機溶媒溶液に、セルロース誘導体に対して
貧溶媒である第二の有機溶媒を添加して、セルロース誘
導体の中の高分子量セルロース誘導体を除去する方法で
あるが、貧溶媒を添加した後の処理が複雑で、一晩放置
してデカンテーションを行って上澄み液のみを採取した
り、遠心分離を行ったりして高分子量のセルロース誘導
体分を除去しなければならず、さらに減圧下に置いて第
二の有機溶媒(貧溶媒)を脱溶媒する等しなければなら
ない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術に鑑みて、セルロース誘導体薄膜を有するペリクルに
おいて、分別沈殿法を用いずにセルロース誘導体の有機
溶媒溶液を容易に濾過できるペリクルの製造方法及びそ
の製法によって得られる異物の少ない光線透過率の高い
ペリクルを、提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記課題
を解決するため鋭意研究を行った結果、セルロース誘導
体を有するペリクルにおいて、放射線照射処理したセル
ロース誘導体を用いてペリクル膜を形成することによ
り、セルロースエステルの有機溶媒溶液の濾過性が著し
く向上し、かつこれにより異物が少なく光線透過率の高
いペリクルが得られることを見い出し、本発明をなすに
至った。すなわち、本願の第一発明は、セルロース誘導
体を有するペリクルの製造工程において、放射線照射処
理したセルロース誘導体を用いてペリクル膜を形成する
ことを特徴とするペリクルの製造方法を提供するもので
ある。
【0009】また、本願の第二発明は、放射線照射方法
がγ線照射であることを特徴とする第一発明のペリクル
の製造方法を提供するものである。さらに、本願の第三
発明は、セルロース誘導体がセルロースアセテートプロ
ピオネートであることを特徴とする第一発明のペリクル
の製造方法を提供するものである。さらに、本願の第四
発明は、放射線照射処理したセルロース誘導体を有機溶
媒に溶解して溶液とし、この溶液を濾過し、濾過後の溶
液を基板上に形成し、形成されるセルロースエステル薄
膜を基板から剥離することによって得られるペリクルを
提供するものである。
【0010】以下、本発明を詳細に説明する。ペリクル
膜は透明薄膜層(中心層)からなる単層膜、或いは透明
薄膜層に反射防止層を設けた多層膜があるが、本発明で
はどちらの場合でも構わない。上記透明薄膜層材料(中
心層)としては、ニトロセルロース、セルロースアセテ
ート、セルロースアセテートブチレート、セルロースア
セテートプロピオネート、エチルセルロース、カーボネ
ート化アセチルセルロース等のセルロース誘導体が使用
できる。
【0011】これらのセルロース誘導体はそれぞれ単独
で用いても良いが、2種類以上のセルロース誘導体の混
合物で使用しても良い。このような材料のうち、ニトロ
セルロースは旭化成工業(株)から、また、セルロース
アセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロ
ースアセテートプロピオネートはイーストマン・コダッ
ク社から市販されており、容易に入手できる。
【0012】これらのセルロース誘導体を粉末またはペ
レットで放射線照射処理する。なお、ここで放射線と
は、γ線、電子線、α線、X線等の他、遠紫外線等の短
波長光も含む。このうち、γ線が高分子量物の分子鎖の
切断や照射均一性から好ましい。γ線照射線量は、0.
1〜500kGy(Gy:グレイ、線量の単位)が好ま
しく、1〜100kGyがより好ましい。1種類以上の
放射線照射処理したセルロース誘導体と他の未照射のセ
ルロース誘導体を混合して用いても良い。
【0013】また、ニトロセルロースにおいては安全性
から、照射線量をできるだけ少なくするか乃至は未照射
のニトロセルロースと他の放射線照射処理したセルロー
ス誘導体との混合で用いるのが好ましい。さらに、セル
ロースアセテートプロピオネートは、γ線照射処理によ
り不純物等の生成がなく、濾過性が向上し、耐光性も優
れるので好ましい。
【0014】セルロース誘導体の溶媒としては、2−ブ
タノン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、
酢酸ブチル、酢酸イソブチル、乳酸エチル、酢酸セロソ
ルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテ
ート等およびこれらの有機溶媒の混合系が使用できる。
放射線照射したセルロース誘導体を含む有機溶媒溶液
は、予め異物除去のための濾過をしてから、基板上に成
膜する。濾過は、いかなる方法でも構わないが、フィル
ターを用いる場合、孔径を可能な限り小さくする方が異
物除去に効果がある。最終的に孔径0.1μm乃至は
0.2μmのフィルターで濾過をするのが好ましい。
【0015】放射線照射処理したセルロース誘導体を有
する透明薄膜(中心層)の成膜はいかなる方法でも構わ
ないが、基板上にスピンコート法で成膜する方法がむら
が無く均一に成膜できるので好ましい。成膜基板として
は、ソーダライム等のガラス、石英、Siウェハー等が
使用できる。これら基板には表面が充分平滑性の良いも
のを使用する。
【0016】また、これら基板に直接、放射線照射処理
したセルロース誘導体を有する透明薄膜を成膜しても良
いが、反射防止層を設ける場合等は、この基板表面に、
パーフルオロアルキル基を有するシリコン化合物を形成
することが好ましい。パーフルオロアルキル基を有する
シリコン化合物を基板に形成する方法は、いかなる方法
でも構わないが、スピンコート法や、蒸着する方法が好
ましく、特に蒸着する方法が好ましい。なお、ここで蒸
着とは、パーフルオロアルキル基を有するシリコン化合
物の蒸気を基板上に付着させることを意味する。
【0017】スピンコート法では、放射線照射処理した
セルロース誘導体を有する透明薄膜や反射防止層の膜厚
を、溶液粘度や基板の回転速度を変化させることによ
り、適宜変化させることができる。基板上に形成された
薄膜に含まれている溶媒は、ホットプレート、オーブン
などで揮発させる。次に基板上に形成されたペリクル膜
に、室温、大気中で、両面テープなどをつけた金属又は
プラスチックなどの枠を接着させる。これを剥がし取る
ことによってペリクル膜を得ることができる。
【0018】反射防止層は単層あるいは2層以上の層で
構成されるが、単層の場合(表裏に反射防止層を形成す
るとペリクルの層数は3層)は、反射防止層の屈折率n
1が透明薄膜(中心層)の屈折率nCに対してn1=
(nC)1/2 の時に反射防止効果は最大となり、この値
に近い反射防止層材料を選択するほど反射防止効果は大
きくなる。反射防止層の厚みdは、反射防止すべき波長
をλとするとn1・d=λ/4とすればよい。
【0019】また、2層反射防止の場合(前記と同様に
表裏に反射防止層を形成するとペリクルの層数は5層)
は、透明薄膜層に接する層が高屈折率反射防止層にな
り、最外層が低屈折率反射防止層となるが、最外層の反
射防止層から順に屈折率と厚みをn1、d1およびn
2、d2とすると、n2/n1=(nC)1/2 の時に反
射防止効果は最大となり、この値に近いn2/n1の反
射防止層材料を選択するほど反射防止効果は大きくな
る。反射防止層の厚みd1、d2は、反射防止すべき波
長をλとするとn1・d1=n2・d2=λ/4とすれ
ばよい。
【0020】中心層には、セルロース誘導体、ポリビニ
ルブチラール、ポリビニルプロピオナール等が使用する
ことができ、これらの屈折率は1.5前後であるから、
(nC)1/2 が約1.22となる。従って、反射防止層
材料の屈折率としては、単層反射防止の場合、n2/n
1が1.22に近いほど反射防止効果が大きくなり、好
ましい。
【0021】最外層として用いる低屈折率反射防止層の
材料としては、テトラフルオロエチレン−ビニリデンフ
ルオライド−ヘキサフルオロプロピレンポリマー、ポリ
フルオロアクリレート、主鎖に環状構造を有するフッ素
ポリマーであるデュ・ポン社製のテフロンAF(商品
名)、旭硝子社製のサイトップ(商品名)等のフッ素系
材料が使用できる。ポリフルオロアクリレートとして
は、住友3M社製のFC−722(商品名)が好ましく
使用できる。テフロンAFは、γ線、電子線、α線等の
放射線や、遠紫外線等の光を照射することにより、濾過
性、制電性、ペリクル膜と支持枠体との接着性が向上す
る。
【0022】これらのフッ素系反射防止層材料は、それ
ぞれ単独で用いても良いが、他のポリマーとの混合物で
も良い。このフッ素ポリマーを、パーフルオロベンゼ
ン、パーフルオロ(2−ブチルテトラヒドロフラン)、
トリクロロトリフルオロエタン、パーフルオロトリブチ
ルアミンなどのフッ素系溶媒に溶かすが、膜表面が平滑
で色斑のない膜を得るためには、沸点の高い溶媒の方が
好ましい。沸点は、好ましくは130℃以上、より好ま
しくは160℃以上である。
【0023】このフッ素ポリマーの溶液は、予め異物除
去のための濾過をしてから、スピンコートして多層化す
る。2層反射防止ペリクルの場合の透明薄膜層に接する
高屈折率反射防止層の材料はポリビニルナフタレン、ポ
リスチレン、ポリエーテルスルフォンなどが使用でき
る。
【0024】前記、放射線照射処理したセルロース誘導
体を有するペリクルは、接着剤を用いて支持枠体に接着
させる。接着剤は、いかなるものでも構わないが、好ま
しくは紫外線硬化型接着剤や熱硬化型接着剤であり、工
程の簡便性やペリクル膜へのダメージから、紫外線硬化
型接着剤を用いることがより好ましい。
【0025】
【発明の実施の形態】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】セルロースアセテートプロピオネート(イ
ーストマンケミカル社製、商品名:CAP−482−2
0)に可塑剤としてアジピン酸ジオクチルを5%加え
て、押し出し機によりペレットにした。このペレットを
30、50kGyの各条件でγ線照射処理し、各々乳酸
エチルに7%で溶解させ溶液を作製した。
【0026】この溶液を孔径0.2μmのメンブレンフ
ィルター(濾過面積113cm2 )を用いて1.0kg
/cm2 ・Gの加圧下で濾過したところ、濾過後の粘度
低下もなく、濾過速度も速かった。結果は表1に示す。
さらに、この溶液を孔径0.1μmのメンブレンフィル
ター(濾過面積113cm2 )を用いて1.5kg/c
2 ・Gの加圧下で濾過したところ、濾過後の粘度低下
も少なくなく、濾過速度も速かった。結果は表1に示
す。
【0027】また、濾過後の溶液を用いてSiウェハー
上にスピンコート法でペリクル膜を形成した。両面テー
プを付けた金属またはプラスチック等の枠を、シリコン
ウェハー上に形成したペリクル膜上に接着し、23℃、
相対湿度50%の条件下で、シリコンウェハーより容易
にペリクル膜を剥離できた。得られたペリクル膜は、2
μm以上の異物や色斑や剥離跡も無く、膜厚の均一性も
良好であった。また、光透過性も非常に良好で、波長3
65nmでの光線透過率も99.8%以上であった。
【0028】
【実施例2】実施例1と同様に、セルロースアセテート
ブチレート(イーストマンケミカル社製、商品名:CA
B−531−1)をペレットにした後、γ線照射処理
し、7%の乳酸エチル溶液を作製した。この溶液を孔径
0.2μmのメンブレンフィルター(濾過面積113c
2 )を用いて1.0kg/cm2 ・Gの加圧下で濾過
したところ、濾過性は良好であり、実施例1と同様にし
て得られたペリクル膜は、色斑や剥離跡も無く、良好で
あった。また、光透過性も非常に良好で、波長365n
mでの光線透過率も99.8%以上であった。
【0029】
【比較例1】実施例1と同様に、セルロースアセテート
プロピオネート(CAP−482−20)に可塑剤とし
てアジピン酸ジオクチルを5%加えて、押し出し機によ
りペレットにした。このペレットをそのまま乳酸エチル
に7%で溶解させ溶液を作製した。この溶液を孔径0.
2μmのメンブレンフィルター(濾過面積113c
2 )を用いて1.0kg/cm2 ・Gの加圧下で濾過
したところ、濾過後の粘度低下があり、濾過速度も遅か
った。結果は表1に示す。さらに、この溶液を孔径0.
1μmのメンブレンフィルター(濾過面積113c
2 )を用いて1.5kg/cm2 ・Gの加圧下で濾過
を試みたが、濾過できなかった。結果は表1に示す。
【0030】
【比較例2】実施例2と同様に、セルロースアセテート
ブチレート(CAB−531−1)を可塑剤としてアジ
ピン酸ジオクチルを5%加えて、押し出し機によりペレ
ットにした。このペレットをそのまま各々乳酸エチルに
7%で溶解させ溶液を作製した。この溶液を孔径0.2
μmのメンブレンフィルター(濾過面積113cm2
を用いて1.0kg/cm2 ・Gの加圧下で濾過したと
ころ、濾過後の粘度低下があり、濾過速度も遅かった。
【0031】
【表1】
【0032】
【発明の効果】本発明は、セルロース誘導体を有するペ
リクルの製造工程において、放射線照射処理したセルロ
ース誘導体を用いることにより、セルロース誘導体の有
機溶媒溶液を容易に濾過できるペリクルの製造方法及び
その製法によって異物が少なく光線透過率の高いペリク
ルを、提供する。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セルロース誘導体を有するペリクルの製
    造工程において、放射線照射処理したセルロース誘導体
    を用いてペリクル膜を形成することを特徴とするペリク
    ルの製造方法。
  2. 【請求項2】 放射線照射処理がγ線照射処理であるこ
    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】 セルロース誘導体がセルロースアセテー
    トプロピオネートであ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。
  4. 【請求項4】 放射線照射処理したセルロース誘導体を
    有機溶媒に溶解して溶液とし、この溶液を濾過し、濾過
    後の溶液を基板上に形成し、形成されるセルロースエス
    テル薄膜を基板から剥離することによって得られるペリ
    クル。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102736400A (zh) * 2011-03-31 2012-10-17 信越化学工业株式会社 防尘薄膜、其制造方法以及用该膜贴付的防尘薄膜组件

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