TWI440970B - 光刻用防塵薄膜組件 - Google Patents

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Description

光刻用防塵薄膜組件
本發明涉及光刻用防塵薄膜組件，特別是在大規模集成電路、超大規模集成電路等半導體裝置的製造過程中作為防塵罩使用的光刻用防塵薄膜組件。
以往，在製造大規模集成電路、超大規模集成電路等的半導體元件或液晶顯示板時，通常是通過向半導體晶圓或液晶用原板上照射光來形成電路圖案。不過，存在如下問題：當所用的曝光原版上附著了灰塵時，由於這些灰塵會吸收或反射光，因此，會使轉印的圖案發生變形或邊緣模糊不清，導致尺寸、品質以及外觀受損，從而造成半導體裝置或液晶顯示板等的性能和製造成品率的下降。
由於這個緣故，這些作業通常是在無塵室裏進行，但儘管如此，要保持曝光原版總時正常是很困難的，因此為了對曝光原版的表面進行防塵，而進行貼附使曝光用的光良好地通過的防塵薄膜組件的方法。
這個方法的優點是，由於灰塵不直接附著在曝光原版的表面，而是附著在防塵薄膜上，所以在光刻時只要把焦距對準曝光原版上的圖案，防塵薄膜組件上的灰塵便與轉印無關了。
通常，防塵薄膜組件是如下方式形成：在由鋁、不銹鋼、聚乙烯等製成的防塵薄膜組件框架的頂面塗布防塵薄膜的易溶溶劑，並且風乾而將由透光性良好的硝基纖維 素、醋酸纖維素或氟樹脂等製成的透明防塵薄膜黏貼上去(參照專利文獻1)，或者使用丙烯酸樹脂、環氧樹脂等接著劑進行黏貼(參照專利文獻2、專利文獻3、專利文獻4)；在防塵薄膜組件框架的底面黏貼由聚丁烯樹脂、聚醋酸乙烯樹脂、丙烯酸樹脂、矽酮樹脂構成的黏著劑層以及保護該黏著劑層的離型層(隔離膜)。
近年，光刻技術的解析度在不斷提高，為了實現這種高解析度，短波長的光作為光源正逐漸得到應用。具體來說，正在從紫外線g光(436nm)向I光(365 nm)、KrF準分子雷射(248 nm)過渡，最近幾年又已經開始使用波長更短的ArF準分子雷射(193 nm)。
然而，隨著曝光光源波長的縮短，曝光原版(光掩模)的變形應變所造成對光刻圖形的變形的影響成為問題所在。
所貼附的防塵薄膜組件的平坦度，是引起曝光原版變形應變的原因之一。
此前，本發明人提出通過提高防塵薄膜組件的光掩模黏著劑層的平坦度，來抑制將防塵薄膜組件貼附於光掩模時所引起的光掩模的變形(參照專利文獻5)。
專利文獻5提出把塗布於防塵薄膜組件框架端面上的黏著劑的表面做成平坦面。
藉由該發明，光掩模的平坦度得到顯著的提高。不過，尤其是在使用短波長光進行曝光時，又時常出現圖像扭曲的例子。究其原因發現，是由於貼附時黏著劑層發生 了變形，這種變形因黏著劑的黏著力而被保持，從而殘留下變形應力。
具體來說，當把防塵薄膜組件往光掩模上貼附時，利用防塵薄膜組件安裝機的加壓板從防塵薄膜組件框架的接著劑層側進行加壓，這時，如果接著劑層中有凹凸，則凸的部分所受到的壓力將會更大一些。因此，即使黏著劑的表面(光掩模側的表面)做得很平坦，與接著劑層的凸起部分對應的黏著劑層將會受到更大的壓力，結果造成黏著劑層發生變形，且其側面向外膨脹突出而與光掩模接觸。
當加壓結束，加壓板從防塵薄膜組件離開後，從壓力中解放出來的防塵薄膜組件框架試圖恢復原狀。由於黏著劑具有一定的黏著力，膨脹突出而接觸的部分繼續保持與光掩模接觸的狀態，在解除壓力的同時，光掩模將受到拉力，結果由於防塵薄膜組件的貼附導致了光掩模的變形應變。
專利文獻
專利文獻1：特開昭58-219023號公報
專利文獻2：美國專利第4861402號說明書
專利文獻3：特公昭63-27707號公報
專利文獻4：特開平7-168345號公報
專利文獻5：特開2009-25560號公報
鑒於以上情況，本發明的課題是提供一種光刻用防塵薄膜組件，該光刻用防塵薄膜組件即使貼附於光掩模上， 也很少會使光掩模發生變形。
與以往技術相比，本發明將使黏著劑層的黏著力降低的防塵薄膜組件作為基礎。即，本發明的光刻用防塵薄膜組件的特徵在於：在防塵薄膜組件框架的一端面介隔接著劑層設置有防塵薄膜，且在防塵薄膜組件框架的另一端面設有黏著劑層，該黏著劑層的光掩模貼附面為平坦面，並且其黏著力在1N/m至100N/m的範圍之內。優選的情況是，使前述黏著劑層的光掩模貼附面的平坦度為15μm以下，使貼附有防塵薄膜的前述接著劑層的面的平坦度為15μm以下。
本發明的光刻用防塵薄膜組件，由於其黏著劑層的黏著力在1N/m至100N/m的範圍之內，所以將防塵薄膜組件貼附於光掩模時所產生的黏著劑層的變形，會隨著加壓壓力的解除恢復到加壓之前的狀態，故可獲得抑制由防塵薄膜組件的貼附引起的光掩模變形的卓越效果。
本發明的光刻用防塵薄膜組件，在防塵薄膜組件框架的貼附光掩模側設有具有平坦部的黏著劑層，黏著劑層的黏著力設為1N/m至100N/m的範圍。再者，為了提高黏著劑層的平坦度(平坦度15μm以下)，在框架的端面上塗布黏著劑後，讓該面與具有15μm以下平坦度的高度平坦面相接觸並使其硬化，然後，硬化後將框架從高度平坦面上剝離下來，由此便可得到具有15μm以下平坦度的黏著劑層。通過以上方法，能夠將防塵薄膜組件貼附時的光 掩模的變形降低到非常小的程度。
再者，在本發明中，黏著劑層的黏著力在1N/m至100N/m的範圍之內。如果黏著力不滿1N/m，雖然容易使與光掩模的膨脹突出而接觸的狀況緩和，但由於黏著力過小，使防塵薄膜組件貼附時得不到足夠的穩定性。另一方面，如果超過100N/m，在將防塵薄膜組件往光掩模上貼附時，由於所施加的壓力所引起的黏著劑層向光掩模的膨脹突出而接觸的狀態，即使解除施加壓力之後亦持續上述狀態，結果因黏著劑的黏著力導致光掩模發生應變。故將黏著劑層的黏著力規定為1N/m以上100N/m以下的範圍之內。在此範圍內，與光掩模接觸的黏著劑層的側面，在加壓結束後便從光掩模上脫離，黏著劑層及防塵薄膜組件框架均能恢復原狀。故防塵薄膜組件框架的變形應力得到緩和，不會使光掩模發生應變。
黏著力的測定，可在溫度23±2℃、相對濕度(50±5)%的標準環境下，按照JIS Z0237的180度剝離法進行。
再者，關於黏著劑層，較佳為按照專利文獻5所述的發明，將其光掩模貼附面的平坦度設成15μm以下。此外，如果接著劑層的表面存在凹凸，則將防塵薄膜組件貼附於光掩模時的使用加壓板進行加壓期間，黏著劑會膨脹突出而與光掩模接觸，因此，與黏著劑層同樣，希望貼附了防塵薄膜的接著劑層表面的平坦度也在15μm以下，更理想的情況是在10μm以下。
關於平坦度的測定，可用具有XY平臺(XY Stage) 的雷射位移計進行測量。
下面，參照附圖對本發明進行詳細說明。
圖1是表示本發明的光刻用防塵薄膜組件的側視示意圖。當將光刻用防塵薄膜組件黏貼到光掩模4時，若通過防塵薄膜組件安裝機的加壓板5進行加壓，接著劑層2的凸起A-A部分將受到更大的壓力。A-A部分的防塵薄膜組件框架1以及黏著劑層3將承受更大的負荷，其結果將引起變形，如圖2所示，黏著劑層3的側面膨脹突出並與光掩模4相接觸。
此時，只要黏著劑層3的黏著力在100N/m以下，如圖3所示，當加壓結束後，光掩模4接觸的黏著劑層3的側面將會從光掩模上脫離開來，黏著劑層3及防塵薄膜組件框架1將恢復原狀。因此，防塵薄膜組件框架1的變形應力得以緩和，幾乎不會使光掩模4發生應變。
實施例 (實施例1)
將鋁合金製的防塵薄膜組件框架(外形尺寸為149mm×113 mm×4.5mm，厚度為2mm。黏著劑和接著劑層側的平坦度為10μm)用純水洗淨，然後往其端面上塗布丙烯酸黏著劑SK Dyne 1495(商品名，綜研化學公司製)，在室溫下放置1小時。在平坦度為3μm的石英玻璃板上放置隔離膜，然後將防塵薄膜組件框架置於隔離膜上，並讓塗布有黏著劑的面與隔離膜接觸。這樣，便在防塵薄膜組件框架的黏著劑層上形成了平坦面。然後，將玻璃板在70 ℃下加熱12小時讓黏著劑層暫時硬化。等黏著劑層硬化後剝離隔離膜。然後再將防塵薄膜組件框架加熱至150℃，讓黏著劑完全硬化。
接著，在防塵薄膜組件框架的相反側面，塗布將氟樹脂CYTOP CTX-S(商品名，旭硝子公司製)溶解於含氟溶劑NOVEC 7300(商品名，住友3M公司製)而得到的氟樹脂溶液(濃度為6%)，然後，將防塵薄膜組件框架在130℃下進行加熱，讓溶劑蒸發，而使氟樹脂硬化後，便形成了接著劑層。
之後，將上述防塵薄膜組件框架的接著劑層側貼附到設置在比防塵薄膜組件框架大的鋁框架上的防塵薄膜上，通過對接著劑進行加熱，使防塵薄膜固定在接著劑層上，再去除比防塵薄膜組件框架大的外側部分，便完成了防塵薄膜組件的製作。
此時，黏著劑的黏著力為40N/m，黏著劑層表面的平坦度為10μm，接著劑層的表面平坦度為10μm。另外，黏著力的測定是以如下方式進行：另外製作了黏著力測定用的試樣，按照JIS Z0237的180度剝離法，對於不銹鋼板剝離速度為300mm/min的條件。平坦度是用具有XY平臺(XY Stage)的雷射位移計進行測定的(以下相同)。
將所製作的防塵薄膜組件貼附於平坦度為0.25μm的光掩模後，結果光掩模的平坦度變成了0.27μm，其變化量為0.02μm，而可抑制成足夠小的值。
並且，在50℃的溫度下將貼附了上述防塵薄膜組件的 光掩模保存1個月後，對黏著劑層的貼附光掩模的部分進行觀察，結果未發現黏著劑層有翹起等現象，顯示出良好的貼附穩定性。
將本實施例的結果與下面的實施例、比較例一起歸納於表1中。
(實施例2)
將鋁合金製的防塵薄膜組件框架(外形尺寸為149mm×113 mm×4.5mm，厚度為2mm。黏著劑和接著劑層側的平坦度為10μm)用純水洗淨，然後往其端面上塗布丙烯酸黏著劑Corponiel N-2260(商品名，日本合成化學公司製)，在室溫下放置1小時。在平坦度為3μm的石英玻璃板上放置隔離膜，然後將防塵薄膜組件框架置於隔離膜上，並讓塗布有黏著劑的面與隔離膜接觸。這樣，便在防塵薄膜組件框架的黏著劑層上形成了平坦面。然後，將玻璃板在70℃下加熱12小時讓黏著劑層暫時硬化。等黏著劑層硬化後揭掉隔離膜。然後再將防塵薄膜組件框架加熱至150℃，讓黏著劑完全硬化。
接下來，用與實施例1相同的方法進行在防塵薄膜組件框架上形成黏合層，以及防塵薄膜的貼附固定，從而完成防塵薄膜組件的製作。
此時，黏著劑的黏著力為80N/m，黏著劑表面的平坦度為10μm，接著劑層的表面平坦度為10μm。
將所製作的防塵薄膜組件貼附於平坦度為0.25μm的光掩模後，結果光掩模的平坦度變成了0.28μm，其變化量為0.03μm，而可抑制成足夠小的值。
並且，在50℃的溫度下將貼附了上述防塵薄膜組件的光掩模保存1個月後，對黏著劑層的貼附光掩模的部分進行觀察，結果未發現黏著劑層有翹起等現象，顯示出良好的貼附穩定性。
(實施例3)
將鋁合金製的防塵薄膜組件框架(外形尺寸為149mm×113 mm×4.5mm，厚度為2mm。黏著劑和接著劑層側的平坦度為10μm)用純水洗淨，然後往其端面上塗布丙烯酸黏著劑SK Dyne 1499(商品名，綜研化學公司製)，在室溫下放置1小時。在平坦度為3μm的石英玻璃板上放置隔離膜，然後將防塵薄膜組件框架置於隔離膜上，並讓塗布有黏著劑的面與隔離膜接觸。這樣，便在防塵薄膜組件框架的黏著劑層上形成了平坦面。然後，將玻璃板在70℃下加熱12小時讓黏著劑層暫時硬化。等黏著劑層硬化後剝離隔離膜。然後再將防塵薄膜組件框架加熱至150℃，讓黏著劑完全硬化。
接下來，用與實施例1相同的方法進行在防塵薄膜組件框架上形成黏合層，以及防塵薄膜的貼附固定，從而完成防塵薄膜組件的製作。
此時，黏著劑的黏著力為4N/m，黏著劑表面的平坦度為10μm，接著劑層的表面平坦度為10μm。
將所製作的防塵薄膜組件貼附於平坦度為0.25μm的光掩模後，結果光掩模的平坦度變成了0.26μm，其變化量為0.01μm，而可抑制成足夠小的值。
並且，在50℃的溫度下將貼附了上述防塵薄膜組件的光掩模保存1個月後，對黏著劑層的貼附光掩模的部分進行觀察，結果未發現黏著劑層有翹起等現象，顯示出良好的貼附穩定性。
(比較例1)
將鋁合金製的防塵薄膜組件框架(外形尺寸為149mm×113 mm×4.5mm，厚度為2mm。黏著劑和接著劑層側的平坦度為10μm)用純水洗淨，然後往其端面上塗布丙烯酸黏著劑SK Dyne 1223(商品名，綜研化學公司製)，在室溫下放置1小時。在平坦度為3μm的石英玻璃板上放置隔離膜，然後將防塵薄膜組件框架置於隔離膜上，並讓塗布有黏著劑的面與隔離膜接觸。這樣，便在防塵薄膜組件框架的黏著劑層上形成了平坦面。然後，將玻璃板在70℃下加熱12小時讓黏著劑層暫時硬化。等黏著劑層硬化後剝離隔離膜。然後再將防塵薄膜組件框架加熱至150℃，讓黏著劑完全硬化。
接下來，用與實施例1相同的方法進行在防塵薄膜組件框架上形成黏合層，以及防塵薄膜的貼附固定，從而完成防塵薄膜組件的製作。
此時，黏著劑的黏著力為333N/m，黏著劑表面的平坦度為10μm，接著劑層的表面平坦度為10μm。將所製作的防塵薄膜組件貼附於平坦度為0.25μm的光掩模後，結果光掩模的平坦度變成了0.35μm，其變化量為0.10μm，觀察到光掩模發生了較大的變形。
並且，在50℃的溫度下將貼附了上述防塵薄膜組件的光掩模保存1個月後，對黏著劑層的貼附光掩模的部分進行觀察，結果未發現黏著劑層有翹起等現象。
(比較例2)
將鋁合金製的防塵薄膜組件框架(外形尺寸為149mm×113 mm×4.5mm，厚度為2mm。黏著劑和接著劑層側的平坦度為10μm)用純水洗淨，然後往其端面上塗布丙烯酸黏著劑：Corponiel N-4742(商品名，日本合成化學公司製)，在室溫下放置1小時。在平坦度為3μm的石英玻璃板上放置隔離膜，然後將防塵薄膜組件框架置於隔離膜上，並讓塗布有黏著劑的面與隔離膜接觸。這樣，便在防塵薄膜組件框架的黏著劑層上形成了平坦面。然後，將玻璃板在70℃下加熱12小時讓黏著劑層暫時硬化。等黏著劑層硬化後剝離隔離膜。然後再將防塵薄膜組件框架加熱至150℃，讓黏著劑完全硬化。
接下來，用與實施例1相同的方法進行在防塵薄膜組 件框架上形成黏合層，以及防塵薄膜的貼附固定，從而完成防塵薄膜組件的製作。
此時，黏著劑的黏著力為0.5N/m，黏著劑表面的平坦度為10μm，接著劑層的表面平坦度為10μm。將所製作的防塵薄膜組件貼附於平坦度為0.25μm的光掩模後，結果光掩模的平坦度變成了0.26μm，其變化量為0.01μm，而可抑制成足夠小的值。
不過，在50℃的溫度下將貼附了上述防塵薄膜組件的光掩模保存1個月後，對黏著劑層的貼附光掩模的部分進行觀察，結果發現一部分黏著劑出現了翹起等現象，其貼附穩定性存在問題。
1‧‧‧防塵薄膜組件框架
2‧‧‧接著劑層
3‧‧‧黏著劑層
4‧‧‧光掩模
5‧‧‧(防塵薄膜組件安裝機的)加壓板
圖1是表示將本發明的光刻用防塵薄膜組件往光掩模上貼附時的側視示意圖。
圖2是表示將本發明的光刻用防塵薄膜組件往光掩模上貼附時加壓狀態的斷面示意圖。
圖3是表示將本發明的光刻用防塵薄膜組件往光掩模上貼附之後狀態的斷面示意圖。
1‧‧‧防塵薄膜組件框架
2‧‧‧接著劑層
3‧‧‧黏著劑層
4‧‧‧光掩模

Claims (3)

  1. 一種光刻用防塵薄膜組件，其特徵在於：在防塵薄膜組件框架的一端面，介隔接著劑層設置有防塵薄膜，而在另一端面設有黏著劑層，該黏著劑層的光掩模貼附面為平坦面，並且所述黏著劑層的黏著力在1N/m至100N/m的範圍之內。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的光刻用防塵薄膜組件，其中，上述黏著劑層的光掩模貼附表面的平坦度為15μm以下。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的光刻用防塵薄膜組件，其中，貼附有所述防塵薄膜的所述接著劑層表面的平坦度為15μm以下。
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