JPS61106243A - 紫外線を透過するペリクルとその製法 - Google Patents

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） この発明は、マイクロリトグラフィ技術におけるフォト
マスクならびにレチクルの保護に使用されるペリクル構
造、特に波長帯域が約２４０ナノメータを下限とする放
射の約９０％またはそれ以上を透過する新規なペリクル
構造に関するものである。

（従来の技術） 薄くて透明な有機フィルムからなるペリクルは、フォト
マスクとレチクルの保護のために使用されており、半導
体装置の製造工程中におけるマイクロリトグラフィにお
ける生産性の向上に役立っている。　一般に使用されて
いるペリクルは、マイクロリトグラフィのマスクに固着
され、該マスクとは所定の距離をおいてマスク上に位置
している。　したがって、マイクロリトグラフィの操作
中において、こまかなダスト粒子は、ペリクルに付着す
るが、ワーク表面にフォーカスされない。

したがって、フォトリトグラフィック装置に使用される
場合には、ダスト粒子によるウェファへの悪影響を防ぐ
ことができ、マスク及び／またはレチクルをペリクルで
保護した場合には、ウェファの歩留りは、約４０％以上
向上する。

このようなペリクルについては、［セミコンダクタ・イ
ンターナショナルＪ　　８．９７（１９８１）のＲ，Ｈ
ｅｒｓｈｅｌ著の文献に開示されている。　これらの使
用は、また、［５ＰＩＥオプチカル・マイクロリトグラ
フィＪ　Ｖｏｌ、３３４．５２（１９８２）のＡ、　Ｒ
ａｎ（Ｊａｌ）Ｉ）ａｎ、　Ｃ。

Ｋａｏ著の文献や１．Ｗａｒｄ、口ａｗｎ　Ｄｕｌｙ著
「オプチカル・マイクロリトグラフィＩＩＩ　Ｊ　：　
ｒチクノロシイ・フォア争ザ・ネクスト・デケードＪ　
５ＰＩＥ　ＶＯｌ、４７０（１９８４）　１４７〜１５
６頁などに紹介されている。

現在一般に市販されているペリクルは、例えば本出願人
のものがあり、これは、約２，８５ミクロンの厚さのニ
トロセルロースからなる膜材である。　このようなニト
ロセルロースのペリクルは、現在のマイクロリトグラフ
ィ技術の要求を満足させる光透過特性を有している。　
ニトロセルロース以外のフィルムもペリクルの素材とし
て使用されており、例えば、マイラー、セルロースアセ
テート、パリレン（ポリ（クロロ−〇−キシシレン））
及びセルロースアセテート（ブチレートなし）などの材
料により作られている。　これらの例のほかにも種々の
ものがある。

（発明が解決しようとする問題点） 前記したニトロセルロースのペリクルは、波長が３６０
ナノメータ以下の短い波長の光透過性に甚だしく劣るが
、最近の技術においては、紫外線の中間帯域、特に２８
０〜３６０ナノメータの範囲の波長のものを透過する特
性がペリクルに要求されている。　このような特性のペ
リクルの素材としては、経済的に製造でき、機械強度に
すぐれ、前記マスクと接触しないような配置位置での設
置が可能で、紫外線放射に対する抵抗力があって、容易
に劣化せず、操作ならびにクリーニングの際になかなか
破けないなどの特性のものが要求される。

また、ペリクルのフィルムは、薄く均一な厚さのもので
、マイクロリトグラフインク・プロセスの光学特性に支
障を来たざないものでなければならない。

（問題点を解決するための手段） 前記問題点を解決するための具体的手段として、この発
明は、ペリクルの成形素材として、セルロース・アセテ
ート・ブチレートを採用したもので、これは、紫外線透
過特性に秀れており、特に波長（周波数）が２４０〜２
９０ナノメータの遠紫外線ならびに波長が２９０〜３６
０ナノメータの中間紫外線の放射に対し、独立の膜状体
として要求される強度、耐久特性を−備えている。　さ
らに、この発明のペリクルは、反射防止コーティングを
施せば、約２４０ナノメータを下限とする波長のものに
有効であり、この発明のペリクル（セルロース・アセテ
ート・ブチレート・フィルム）の両面に反射防止コーテ
ィングを施せば、シリカ・マスク基体の透過周波数の下
限である約１９０ナノメータとほぼ同様の低い周波数の
ものを透過する特性を有する。

セルロース・アセテート・ブチレートの好ましい組成例
の一例は、ブチリル含量が約１５％で、粘度が１５ｓｅ
ｃ（ＳＳＵ）のものである。　このような材料は、イー
ストマン・コダック社から市販されており、ホットメル
トまたは高光沢コーティング及び保護コーティングに用
いられる剥離可能コーティング用として１ｍされている
。　このイーストマン・コダック社のセルロース・アセ
テート・ブチレートのコーティングは、同社の商品紹介
雑誌（１９７３年７月発行）のＮｏ、３．４Ａ、Ｅ−１
０１８，Ｅ−１８４八に掲載されているが、このコーテ
ィングは、木肌面に塗布され、その仕上げ化粧を行なっ
たり、金属面に塗布されて、保護皮膜として使用される
という使用態様のみのものとして紹介されているにすぎ
ない。

前記したセルロース・アセテート・ブチレートは、例え
ば、シクロヘキサノンのような溶剤に可溶のものであっ
て、溶剤に溶かすと、濾過できる程度の粘度となり、ガ
ラス基板にスピン・コートできるものである。　例えば
、固体コンテントとしての３〜１０重量％のセルロ゛−
ス・アセテート・ブチレートをシクロヘキサノンで溶解
し、塗布すべき基体を約３００〜２０００ｒｐＨｌの回
転速度で回転し、該基体の上に前記の溶解したものをス
ピン・コートして、所望の膜厚の皮膜が得られる時間で
スピンすると、所望の膜厚の皮膜が得られる。

スピンさせる時間は、スピン装置の環境条件と溶剤凝縮
力により定まる。　このようなスピン・コート・プロセ
スにより、最適な薄さのコーティングが得られるもので
あり、回転スピードなどのパラメータを調節することに
より、厚さが２．８５ミクロンのものが得られるもので
、この条件としては、回転速度が４００〜６００ｒＤｍ
、通常５００ｒｐｍのスピン速度が選ばれる。　該フィ
ルムの厚さは、１〜５ミクロンの範囲のものである。

ガラス基体と、その上面にスピンコートされたフィルム
とは、浴（水）に浸漬され、フィルムは、該基体から剥
がれ、メタルフレーム（金属枠）にぴんと張られれて、
エポキシ系などの接着剤で固着される。

前記のペリクル・フィルムの片面または両面には、フッ
化カルシュウムなどの組成からなる反射防止コーティン
グを施すことができる。　セルロース・アセテート・ブ
チレートのの反射率は、ニトロセルロースのそれとほぼ
同じであり、低反射コーティングが有効となる。

この発明のペリクル・フィルムは、例えば、厚さが２．
８５ミクロンであって、２８０〜３６０ナノメータの中
間紫外線の約９０％以上を反射防止コーティングなしに
透過する特性を有する。　また、約２８０ナノメータ以
下の遠紫外線を透過する。

反射防止コーティングが前記ペリクルの片面または両面
に形成されると、遠紫外線の透過特性は、さらに向上し
、約２４０ナノメータ以上の周波数のもいのを９０％以
上透過する。　このように、反射防止コーティングによ
り、２４０〜６００ナノメータの帯域にある入射光線の
約９０％以上ヒが透過される。

また、この発明のペリクルは、機械的強度、耐薬品性に
秀れ、ペリクルをクリーニングするクリーニング剤にお
かされず、照射される紫外線にも強い特性を有する。

（実施例） この発明を実施例により詳細に説明する。

第１図と第２図は、ペリクルが施された従来構造のマス
クを示すもので、上面にメタリックのパターン１１が形
成されたシリカ・マスク１０を備えている（第２図）。

　第１．２図に図示されているペリクルは、薄い有機フ
ィルム１２からなるもので、矩形のメタルフレーム１３
に固定されている。　前記のフレームは、マイクロリト
グラフィ・プロセス（ウェファ−の精密露光処理）に使
用されるプロジェクション・アライナ−またはステップ
・リピート・アライナ−に装着される態様に応じた形状
になっている。　そして、フィルム領域は、所望の領域
または前記プロセスにおいて必要な領域のもので、下側
に配置のマスクの形状に合致するものである。

フィルム１２は、これまで、種々の素材により作られて
おり、特に厚さが２．８５ミクロンのニトロセルロース
により作られている。　このフィルムの厚さは、０．８
６５ミクロンのような極めて薄い場合もある。　市販さ
れているペリクルとしては、本出願人の製造に係るＴｙ
ｐｅ　　１”と称されているニトロセルロースフィルム
のペリクルがあり、このペリクルの厚さは、２．８５ミ
クロンであって、そのスペクトル透過特性は、第３図に
示すとおりのものである。

第３図において、グラフの横軸は、標準の高圧水銀ラン
プの波長（ナノメータ）を示し、縦軸はべりタルを透過
するスペクトルの透過率を示す。

第３図に示すように、従来のペリクルは、３５０〜４５
０ナノメータの間の帯域において、点線で示した波長ｉ
、ｈ１ｇでオペレートされる。　この場合、特に注目す
べき点は、第３図の特性をもつペリクルは、光透過率が
約３６０ナノメータ以下で急激に減少していることから
、比較的ディープな紫外線（遠紫外線）処理に使用でき
ないことであるｂ第３図の特性をもつニトロセルロース
フィルムは、各種の方法により作ることができ、基体へ
の７オトレジストのスピニング塗装に使用されている周
知技術のスピニング・プロセスによる製造方法が好まし
い。　そして、成形されたフィルムは、常法により浴（
水）から引き上げられ、第１．２図のフレーム１３のよ
うなフレームに接着され、ぴんと伸長される。

前記のペリクルのスペクトル透過特性を改良する手段と
しては、該ペリクルの一方の面に反射防止コーティング
を施す処理が知られている。

これによって、厚さ２６８５ミクロンのニトロセルロー
スフィルムのスペクトル透過特性は、第４図に示すよう
に改良することができる。

また、他の改良手段としては、ペリクルの両面に反射防
止コーティングを施す方法であって、これによって、第
５図に示すとおりの結果が得られる。　反射防止コーテ
ィングは、例えば、通常知られているカルシューム弗化
物によるコーティングなどの任意のタイプのものである
。

この発明によれば、ペリクルを構成するフィルム１２は
、セルロース・アセテート・ブチレートにより作られて
いる。この発明の一実施例においては、セルロース・ア
セテート・ブチレートは、約ｉｓｘ　ノブチリルヲ含み
、粘度が１５ｓｅｃ　　（５ＳＵ）ｒある。　この素材
は、イーストマン・コダック社から市販（カタログＮｏ
、　４６２３．ＣＡＳ登録第９００−３６−８）されて
いる。　該素材の粘度範囲は、５〜２０ｓｅｃ　（ＳＳ
Ｕ）の範囲に変更でき、ブチリル含冶は、５〜４０駕の
範囲で変更できる。　そして、該素材は、シクロヘキサ
ノンの溶剤中で、ｆｌｕ比３〜１０％の個体が溶解され
、適度の粘度となって、濾過され、ついでガラス基体に
スピンニング・コードされる。

溶剤としては、そのほか、有機アセテート、ケトン、エ
チレン、プロピレン・クロライドなどのものが使用でき
る。　これらの溶剤により良好なフィルムが得られるも
のであるが、シクロヘキサノンは、良好な濾過作用に役
立つ。

前記したスピニング・プロセスは、前記した基体へのフ
ォトレジストのスピニング塗装に用いられているコンベ
ンショナルなスピン・プロセスと基本的に同じ方法であ
る。　このように、固体重量比が３〜１０％溶液におい
ては、３００〜２．００Ｏｒｐｍのスピン操作が行なわ
れて、厚さが１ミクロンから５ミクロンのペリクルが得
られる。　厚さが２，８５ミクロンのペリクルを作る場
合、溶液を固体重量比６％のものであると、スピン速度
は、４００〜６００ｒｌｌＪ通常５００ｒｐｍである。

フィルム形成後、ガラス基板とフィルムは、水の浴中に
浸漬され、フィルムがガラス基板から分離される。　つ
いで、該フィルムは、支持フレーム（第１．２図の□支
持フレーム１３）に適当なエポキシ系接着剤により接着
され、ぴんと引き伸ばされる。

ペリクル・フィルムの厚さが２，８５ミクロンの場合、
第６図に示すようなスペクトル透過特性が得られた。

第６図のスペクトル透過特性を調べると、前記した厚さ
２．８５ミクロンのセルロース・アセテート・ブチレー
トφフィルムの２４０ナノメータにおけるスペクトル透
過特性は、約０．７２％より大きく、２５０ナノメータ
においては、ピークの９０％に達していることが観察で
きる。　これらのスベ・クトル透過特性は、フォトマイ
クロリトグラフィ処理においては、遠紫外線領域におい
ての実施に適している。　透過特性は、ペリクルの一方
または両方の面に反射防止加工を施すことにより、改良
されている。かくて、第７図に示すように、２４０ナノ
メータにおける透過率は、８０％を越え、第８図に示す
ように、２４０ナノメータにおける透過率は、はぼ９０
Ｘ　１．：達している。

（発明の効果） この発明によれば、ペリクルのフィルム素材は、セルロ
ース・アセテート・ブチレートであって、厚さが薄く均
一なものが得られ、セミコンダクタの製造における紫外
線放射に有効であるなどのすぐれた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、導電コーティングが表面に施されて、ペリク
ルで覆われているシリカマスクの一部を示す平面図、 第２図は、第１図２−２線矢視方向断面図、 第３図は、厚さが２．８５ミクロンであるニトロセルロ
ーウス・フィルムからなる従来構造のペリクルのスペク
トル透過特性を示すグラフ、第４図は、フィルムの片面
に反射防止コーティングが施された第３図のニトロセル
ロース・ペリクルのスペクトル透過特性を示すグラフ、
第５図は、フィルムの両面に反射防止コーティングが施
された第３図のニトロセルロース・べリクルのスペクト
ル透過特性を示すグラフ、第６図は、この発明に係るセ
ルロース・アセテート・ブチレートのべ”リクル・フィ
ルムのスペクトル透過特性を示すグラフ、 第７図は、フィルムの片面に反射防止コーティングが施
された第６図のセルロース・アセテート・ブチレートの
ペリクル・フィルムのスペクトル透過特性を示すグラフ
、 第８図は、フィルムの両面に反射防止コーティングが施
された第６図のセルロース・アセテート・ブチレートの
ペリクル・フィルムのスペクトル透過特性を示すグラフ
である。 １０・・・・・・シリカ・マスク １１・・・・・・パターン １２・・・・・・フィルム

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. （１）セルロース・アセテート・ブチレートからなる均
   一な厚さの薄いフィルムを支持のフレームに緊張に張り
   わたしてなるペリクル。
2. （２）フィルムの厚さが約１ミクロンから約５ミクロン
   である特許請求の範囲第１項記載のペリクル。
3. （３）前記フレームは、シリカ・マスクに装着されるに
   適した構成を有する特許請求の範囲第１項記載のペリク
   ル。
4. （４）反射防止コーティングが施されていない前記薄い
   フィルムがつぎのようなスペクトル透過特性、すなわち
   、２８０〜３６０ナノメータの周波数帯域の光線の平均
   約９０％以上が前記フィルムを透過する特性を有する特
   許請求の範囲第１項記載のペリクル。
5. （５）前記フィルムは、そのいずれかの面に反射防止コ
   ーティングが施されている特許請求の範囲第１項記載の
   ペリクル。
6. （６）２４０〜６００ナノメータの周波数帯域の光線の
   平均約９０％以上の光線が前記フィルムを透過する特許
   請求の範囲第５項記載のペリクル。
7. （７）フィルムの厚さが約２．８５ミクロンである特許
   請求の範囲第３項記載のペリクル。
8. （８）フィルムの厚さが約２．８５ミクロンである特許
   請求の範囲第４項記載のペリクル。
9. （９）フィルムの厚さが約２．８５ミクロンである特許
   請求の範囲第５項記載のペリクル。
10. （１０）フィルムの厚さが約２．８５ミクロンである特
    許請求の範囲第６項記載のペリクル。
11. （１１）セルロース・アセテート・ブチレートを溶剤に
    溶解し、前記溶解したセルロース・アセテート・ブチレ
    ートと溶剤を濾過し、これら回転する基体の上に塗布し
    てスピンコートし、溶剤をとばしてセルロース・アセテ
    ート・ブチレートの厚さが均一なフィルムを成形し、こ
    のように成形されたフィルムを前記基体から引き剥がし
    て支持のフレームにぴんと張りわたす工程からなるペリ
    クルの製法。
12. （１２）セルロース・アセテート・ブチレートは、５０
    ％から４０％のブチリルを含み、粘度が５〜２０ｓｅｃ
    （ＳＳＵ）である特許請求の範囲第１１項記載のペリク
    ルの製法。
13. （１３）前記溶剤は、シクロヘキサノンである特許請求
    の範囲第１２項記載のペリクルの製法。
14. （１４）セルロース・アセテート・ブチレートは、１５
    ％のブチリルを含み、粘度が約１５ｓｅｃ（ＳＳＵ）で
    ある特許請求の範囲第１１項記載のペリクルの製法。
15. （１５）セルロース・アセテート・ブチレートは、１５
    ％のブチリルを含み、粘度が約１５ｓｅｃ（ＳＳＵ）で
    ある特許請求の範囲第１３項記載のペリクルの製法。
16. （１６）セルロース・アセテート・ブチレートが前記溶
    剤に約３〜１０重量％溶解されている特許請求の範囲第
    １１項記載のペリクルの製法。
17. （１７）セルロース・アセテート・ブチレートが前記溶
    剤に約３〜１０重量％溶解されている特許請求の範囲第
    １３項記載のペリクルの製法。
18. （１８）前記スピン速度が３００〜２０００ｒｐｍの範
    囲にある特許請求の範囲第１１項記載のペリクルの製法
    。