TWI411874B - 防塵薄膜組件 - Google Patents

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Description

防塵薄膜組件
本發明係關於一種微影用防塵薄膜組件，其在製造LSI、超LSI等半導體裝置或液晶顯示板時作為微影用遮罩的防塵器使用。
在LSI、超LSI等半導體裝置或是液晶顯示板等產品的製造過程中，會用光照射半導體晶圓或液晶用原板以製作圖案，惟若此時所使用的曝光原版有灰塵附著的話，由於該灰塵會吸收光，使光反射，除了會讓轉印的圖案變形、使邊緣變粗糙之外，還會使基底污黑，並損壞尺寸、品質、外觀等。又，在本發明中，「曝光原版」是微影用遮罩(亦簡稱「遮罩」)以及初縮遮罩的總稱。以下，以遮罩為例進行說明。
該等作業通常是在無塵室中進行，惟即使在該無塵室內欲經常保持曝光原版的乾淨仍是相當困難，故吾人在曝光原版的表面貼合對曝光用光線的透光性良好的防塵薄膜組件作為防塵器使用。
防塵薄膜組件的基本構造，是由防塵薄膜組件框架以及張設於其上的防塵薄膜所構成。防塵薄膜是由硝化纖維素、醋酸纖維素、氟系聚合物等物質所構成，其對曝光用光線(g線、i線、248nm、193nm等)具備良好的透光性。在防塵薄膜組件框架上邊部塗佈防塵薄膜的良好溶媒，將防塵薄膜風乾接合，或是用丙烯酸樹脂、環氧樹脂或氟樹脂等接合劑接合。接著，為了將曝光原版裝設於防塵薄膜組件框架下邊部，而設置由聚丁烯樹脂、聚醋酸乙烯酯樹脂、丙烯酸樹脂或矽氧樹脂等物質所構成的黏著層，以及用來保護黏著層的初縮遮罩黏著劑保護用墊片。
防塵薄膜組件以包圍曝光原版表面之圖案區域的方式設置。防塵薄膜組件係用來防止異物附著於曝光原版上而設置的構件，故能夠隔離該圖案區域與防塵薄膜組件外部，防止防塵薄膜組件外部灰塵附著於圖案表面上。
近年來，LSI的佈局規則向0.25微米以下微細化發展，隨之曝光光源也向短波長化發展，亦即，逐漸從原為主流的水銀燈的g線(436nm)、i線(365nm)，轉而使用KrF準分子雷射(248nm)、ArF準分子雷射(193nm)等光線。愈朝微細化發展，遮罩以及矽晶圓所要求的平坦程度也愈來愈嚴格。
防塵薄膜組件，在遮罩完成後貼合於遮罩上作為圖案的防塵器之用。當防塵薄膜組件貼合於遮罩上時遮罩的平坦度會產生變化。若遮罩的平坦度變差，如上所述，可能會發生焦點偏差等問題。另外，若平坦度產生變化，則遮罩上所描繪的圖案形狀會產生變化，而遮罩的疊合精度也會受到影響。
因為防塵薄膜組件貼合而造成遮罩平坦度變化的主要原因有若干個，目前吾人了解其中最主要的一個原因是因為防塵薄膜組件框架的平坦度。
防塵薄膜組件，係透過位於防塵薄膜組件框架單側的遮罩粘接劑貼合於遮罩上，當把防塵薄膜組件貼合到遮罩上時，通常會用20～30kg左右的力量將防塵薄膜組件壓合在遮罩上。一般而言遮罩的平坦度其TIR(total indicator reading；指平面最高及最低點至平均平面的距離和)值在數μm以下，最前端的遮罩在1μm以下，然而防塵薄膜組件框架的平坦度一般在數10μm左右，比遮罩大很多。因此，當防塵薄膜組件貼合於遮罩上時，框架的凹凸會讓遮罩的平坦度產生變化。若能夠將防塵薄膜組件框架的平坦度提高到跟遮罩的平坦度並駕齊驅的話，便有可能降低遮罩的平坦度的變化。
防塵薄膜組件框架一般係用鋁合金製作。半導體微影用的防塵薄膜組件框架，寬度為150mm左右，長度為110～130mm左右，一般係由剖面形成矩形形狀的防塵薄膜組件框架條所構成。一般係從鋁合金板切出防塵薄膜組件框架的形狀，再將鋁材壓製成框架的形狀，以製作出框架，由於寬度只有2mm左右，很細而很容易變形，故要製作出平坦的框架不是很容易。因此防塵薄膜組件框架想要達到與遮罩並駕齊驅的平坦度是非常困難的。
為了防止防塵薄膜組件框架的變形導致遮罩的變形，專利文獻1揭示一種用來將防塵薄膜組件貼合於遮罩上的遮罩粘接劑的厚度在0.4mm以上的防塵薄膜組件，並揭示一種遮罩粘接劑於23℃時的彈性係數在0.5MPa以下的防塵薄膜組件。
[習知技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2008-65258號公報
近年來，遮罩所要求的平坦度，從圖案面的平坦度2μm的要求，逐漸變嚴格，在65nm技術節點以後要求宜在0.5μm以下，更宜為0.25μm。
一般而言，防塵薄膜組件框架的平坦度在20～80μm左右，惟若將防塵薄膜組件貼合於遮罩上的話，由於防塵薄膜組件框架與遮罩相比平坦度較差，故框架的形狀會轉印到遮罩上，使遮罩產生變形。在貼合時約用200～400N(20～40kg重)的力量將防塵薄膜組件壓合於遮罩上。遮罩表面的平坦度比防塵薄膜組件框架更平坦，當把防塵薄膜組件壓合於遮罩上的動作完成後，防塵薄膜組件框架為了回復到原來的形狀，會讓遮罩變形。
若遮罩變形，遮罩的平坦度可能會變差，此時在曝光裝置內會發生散焦的問題。另一方面即使遮罩變形而平坦度反而變好，由於形成於遮罩表面上的圖案會歪曲，故會發生曝光時轉印到晶圓上的圖案會歪曲的問題。因為圖案的歪曲在遮罩的平坦度變差的情況下也會發生，故結論就是只要貼合防塵薄膜組件讓遮罩變形，就必定會發生圖案歪曲的問題。
本發明所欲解決的問題在於提供一種微影用防塵薄膜組件，即使將防塵薄膜組件貼合到曝光原版上，也能夠儘可能降低因為防塵薄膜組件框架的變形所導致的曝光原版的變形。
本發明的上述問題，可利用以下手段(1)解決。較佳實施態樣(2)～(6)也一併列出。
(1)一種微影用防塵薄膜組件，其特徵為：在防塵薄膜組件框架的一端面上張設防塵薄膜，在另一端面上設置粘接層，該粘接層係由凝膠組成物所構成；
(2)如(1)所記載的微影用防塵薄膜組件，其中，該凝膠組成物的ASTM(American Society for Testing and Materials，美國材料及試驗協會)D-1403規格所規定的針入度在50以上；
(3)如(1)或(2)所記載的微影用防塵薄膜組件，其中，該粘接層的厚度在0.3mm以上；
(4)如(1)～(3)中任一項所記載的微影用防塵薄膜組件，其中，該凝膠組成物為矽氧聚合物凝膠或氨基甲酸乙酯聚合物凝膠；
(5)如(4)所記載的微影用防塵薄膜組件，其中，該凝膠組成物為矽氧聚合物凝膠；
(6)如(1)～(5)中任一項所記載的微影用防塵薄膜組件，其中，該凝膠組成物為二液混合型的矽氧聚合物凝膠或氨基甲酸乙酯聚合物凝膠。
若利用本發明，因為使用由柔軟的凝膠組成物所構成的材料作為防塵薄膜組件粘接層，故能夠降低將防塵薄膜組件貼合於遮罩等構件上時遮罩等構件的變形。如是，可大幅降低因為防塵薄膜組件框架的變形所導致的曝光原版的變形。藉此，便能夠更忠實地再現遮罩上所描繪的圖案，並提高遮罩的疊合精度。
首先參照圖1說明本發明所使用的防塵薄膜組件的基本構造。
圖1係表示本發明所使用的微影用防塵薄膜組件的基本構造的示意圖。
如圖1所示的，本發明的防塵薄膜組件10，在防塵薄膜組件框架3的上端面隔著防塵薄膜貼合用接合層2張設防塵薄膜1，此時，用來將防塵薄膜組件10粘貼於曝光原版(遮罩基板或是初縮遮罩)5上的由凝膠組成物所構成的粘接層4設置在防塵薄膜組件框架3的下端面，該粘接層4的下端面以可剝離的方式黏貼著墊片(未圖示)。另外，在防塵薄膜組件框架3上設置氣壓調整用孔(通氣口)6，亦可更進一步設置用來去除微粒的除塵用過濾器7。
該等防塵薄膜組件構成要件的大小與通常的防塵薄膜組件，例如半導體微影用防塵薄膜組件、大型液晶顯示板製造微影步驟用防塵薄膜組件等相同，另外，其材質亦可使用習知的材質。
防塵薄膜的種類並無特別限制，例如可使用習知準分子雷射用的非晶質氟聚合物等。非晶質氟聚合物，例如：Cytop[旭硝子(股)公司製商品名]、鐵氟龍(登記商標)AF[Du Pont公司製商品名]等。使用該等聚合物製作防塵薄膜時，亦可因應需要先將其溶解於溶媒中再使用，例如可將其適當溶解於氟系溶媒中。
關於防塵薄膜組件框架的基材，可使用習知的鋁合金基材，宜使用JIS(Japanese Industrial Standards；日本工業規格)A7075、JIS A6061、JIS A5052等基材，使用鋁合金基材時，只要能夠確保防塵薄膜組件框架的強度即可，其他並無特別限制。防塵薄膜組件框架表面，在設置聚合物覆膜之前，宜用噴砂或化學研磨使其粗糙化。在本發明中，該框架表面的粗糙化方法可採用習知的方法。對於鋁合金基材，宜先用不銹鋼、碳化矽、玻璃細珠等對其表面實施噴砂處理，再用NaOH等實施化學研磨，讓表面粗糙化。
構成粘接層4的凝膠組成物，可使用利用加成聚合或縮合聚合所形成的各種合成高分子凝膠組成物，宜使用例如矽氧聚合物凝膠、氨基甲酸乙酯聚合物凝膠。吾人可將主劑與交聯劑混合硬化的二液混合型矽氧聚合物凝膠或氨基甲酸乙酯聚合物凝膠塗佈於防塵薄膜組件框架3的端面上，待其硬化，以形成粘接層4。另外，亦可將配合防塵薄膜組件框架3的端面寬度而切斷的矽氧凝膠片材貼合於防塵薄膜組件框架3的端面上，以形成粘接層4。
在本發明的微影用防塵薄膜組件中，與曝光原版粘合的粘接層(在本發明中亦簡稱為「粘接層」)係由凝膠組成物所構成。
該粘接層的ASTM D-1403規格所規定的1/4比例的錐體法的針入度宜在50以上，更宜在50～100。將粘接層的針入度設定在50～100的範圍內，以保持粘接層的形態，讓粘接層能夠充分吸收防塵薄膜組件框架的彎曲。藉此，便能夠充分降低因為防塵薄膜組件框架的變形所導致的曝光原版的變形。
該粘接層的厚度宜在0.3mm以上，更宜在0.3～0.8mm，最好是在0.3～0.5mm。將粘接層的厚度設定在該範圍內，即使貼合平坦度很差的防塵薄膜組件，也能防止曝光原版原本良好的平坦度被劣化。
[實施例]
以下利用實施例具體例示說明本發明。另外，在實施例以及比較例中係記載「遮罩」作為「曝光原版」的實施例，惟對初縮遮罩而言也同樣適用，自不待言。
(實施例1)
用純水將鋁合金製的防塵薄膜組件框架(外形尺寸149mm×113mm×4.5mm，壁厚2mm，粘接層側的平坦度為30μm)洗淨後，在其端面上塗佈信越化學工業(股)製的矽氧聚合物凝膠(商品名：KE-1051J)，待其硬化，以形成粘接層。具體而言，係將KE-1051J的液狀的A液與液狀的B液以調合比率1：1混合並置入注射器，並用分注器塗佈，之後，以硬化時間10分鐘、硬化溫度150℃的條件使其硬化。硬化後的KE-1051J，其ASTM D-1403規格所規定的1/4比例的錐體法的針入度為65。另外，硬化後的KE-1051J的厚度為0.3mm。
然後，在防塵薄膜組件框架的粘接面的相反面塗佈旭硝子(股)公司製Cytop接合劑(商品名：CTX-A)。之後，將防塵薄膜組件框架加熱到130℃，使接合劑硬化。
之後，將上述防塵薄膜組件框架的接合劑側貼合於比上述防塵薄膜組件框架更大的鋁框所持取的防塵薄膜上，除去比防塵薄膜組件框架更外側的部分，完成防塵薄膜組件100。
將該防塵薄膜組件1貼合於平坦度0.20μm的遮罩上之後，發現遮罩的平坦度變成0.23μm。防塵薄膜組件貼合後的遮罩的平坦度的變化量為0.03μm，很小，獲得良好的結果。所得到的結果顯示於表1。
(實施例2)
將實施例1所使用的矽氧聚合物凝膠改成使用信越化學工業(股)製的矽氧聚合物凝膠(商品名：X-32-1268)，除此點以外，其他與實施例1相同，完成防塵薄膜組件200。
另外，X-32-1268的液狀的A液與液狀的B液的調合比率為1：1，硬化條件為硬化時間10分鐘、硬化溫度150℃。硬化後的X-32-1268，其ASTM D-1403規格所規定的1/4比例的錐體法的針入度為95。另外，硬化後的X-32-1268的厚度為0.3mm。
將該防塵薄膜組件2貼合於平坦度0.20μm的遮罩上之後，發現遮罩的平坦度仍為0.20μm，並無任何變化，獲得非常良好的結果。所得到的結果顯示於表1。
(實施例3)
與實施例1、2不同，使用DIC(股)公司製的氨基甲酸乙酯聚合物凝膠(商品名：Pandex GCA-11/GCB-41)取代矽氧聚合物凝膠。除此點以外，其他與實施例1、2相同，完成防塵薄膜組件300。
另外，Pandex GCA-11/GCB-41的調合比率為100：12.5，硬化條件為硬化時間30分鐘、硬化溫度100℃。硬化後的Pandex GCA-11/GCB-41，其ASTM D-1403規格所規定的1/4比例的錐體法的針入度為55。另外，硬化後的Pandex GCA-11/GCB-41的厚度為0.5mm。
將該防塵薄膜組件3貼合於平坦度0.20μm的遮罩上之後，發現遮罩的平坦度變成0.22μm。防塵薄膜組件貼合後的遮罩的平坦度的變化量為0.02μm，很小，獲得良好的結果。所得到的結果顯示於表1。
(比較例)
改變實施例1的條件，對於硬化後的KE-1051J，使其ASTM D-1403規格所規定的1/4比例的錐體法的針入度為45。另外，硬化後的KE-1051J的厚度為0.3mm。除此點以外，其他與實施例1相同，完成防塵薄膜組件400。
將該防塵薄膜組件4貼合於平坦度0.20μm的遮罩上之後，發現遮罩的平坦度變成0.30μm。防塵薄膜組件貼合後的遮罩的平坦度的變化量為0.10μm。所得到的結果顯示於表1。
1‧‧‧防塵薄膜
2‧‧‧接合層
3‧‧‧防塵薄膜組件框架
4‧‧‧粘接層
5‧‧‧曝光原版
6‧‧‧氣壓調整用孔(通氣口)
7‧‧‧除塵用過濾器
10‧‧‧防塵薄膜組件
圖1係表示本發明所使用之微影用防塵薄膜組件的基本構造的示意圖。
1．．．防塵薄膜
2．．．接合層
3．．．防塵薄膜組件框架
4．．．粘接層
5．．．曝光原版
6．．．氣壓調整用孔(通氣口)
7．．．除塵用過濾器
10．．．防塵薄膜組件

Claims (4)

  1. 一種微影用防塵薄膜組件，其特徵為：在防塵薄膜組件框架的一端面上張設防塵薄膜，在另一端面上設置粘接層，該粘接層係由凝膠組成物所構成；該凝膠組成物的ASTM(American Society for Testing and Materials，美國材料及試驗協會)D-1403規格所規定的針入度在50以上；該粘接層的厚度為0.3mm~0.5mm。
  2. 如申請專利範圍第1項之微影用防塵薄膜組件，其中，該凝膠組成物為矽氧聚合物凝膠或氨基甲酸乙酯聚合物凝膠。
  3. 如申請專利範圍第2項之微影用防塵薄膜組件，其中，該凝膠組成物為矽氧聚合物凝膠。
  4. 如申請專利範圍第1項之微影用防塵薄膜組件，其中，該凝膠組成物為二液混合型的矽氧聚合物凝膠或氨基甲酸乙酯聚合物凝膠。
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