JP2013195950A

JP2013195950A - ベルクル及びフォトマスク

Info

Publication number: JP2013195950A
Application number: JP2012065902A
Authority: JP
Inventors: Hitomi Furuya; ひとみ古谷
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2013-09-30

Abstract

【課題】接着剤や新たな設備導入を必要としないペリクル着脱後のフォトマスクの洗浄が容易なペリクル及びそれを装着したフォトマスクを提供することにある。
【解決手段】ペリクルとフォトマスクを貼り合せるマスク接着剤の代わりに、１平方ミリメートルあたり１億本以上の形成密度で成膜されたカーボンナノファイバー４を装着層として適用し、カーボンナノファイバー４の分子間力によってフォトマスクに装着するように構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えばＬＳＩ（大規模集積回路）、ＴＦＴ型ＬＣＤ（薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ）等の半導体装置を製造する際のリソグラフィー工程で使用されるフォトマスク（レチクルとも呼ばれる）に異物が付着することを防止するために、フォトマスクに装着して用いられるペリクル及びそのフォトマスクに関する。

シリコンウェハー等を用いた半導体は、フォトマスクに形成されたパターンをフォトレジスト等の感光剤を塗布した基板上に投影光学系にて露光する投影露光方式で製造されている。

これらのフォトマスクのパターン上に異物が付着した場合、露光時、その部分の結像を妨げるため、製品に欠陥が現れる。このようなフォトマスク表面に付着する異物による解像不良を防ぐため、フォトマスクは、その表面に透光性を有する防塵カバーとしてペリクルを装着している（特許文献１参照）。

ペリクルを装着したフォトマスクにおいても、近年では使用環境によっては欠陥が発生している。これは、周囲を浮遊する異物以外にも、ペリクルを構成する部材内部から発せられる有機ガスやフォトマスク又は大気中に存在する硫酸やアンモニアなどが露光光の高いエネルギーで結合することで引き起こされる曇りがフォトマスク上に徐々に堆積する影響によるものである。

フォトマスク上に異物が付着した場合や曇りが一定以上堆積した場合、異物や曇りを除去するためにフォトマスクを洗浄する必要がある。しかし、ペリクルはフォトマスクとの間に強力な接着剤を介して装着されており、フォトマスクからペリクルを剥離しても、フォトマスク上には接着剤が残る。このフォトマスク上に残る接着剤は容易に落とせず、硫酸や強アルカリによる洗浄はパターンへダメージを与えることが問題とされており、フォトマスクの基板上に接着剤を残留させない技術並びに部材が求められている（特許文献２参照）。

特開２０１１−１０００１６号公報特許第４４０３７７５号公報

特許文献１に開示されているような接着剤を使用する方法では、ペリクルを剥がした際にフォトマスク上に接着剤が残留されるという問題を有する。

また、特許文献２に開示されているようなペリクルとフォトマスクで挟まれた空間内部の圧力を調整する方法では、ガス供給管やガス排出管などの機構が必要となるという問題を有する。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、接着剤や新たな設備導入を必要としない着脱後のフォトマスクの洗浄が容易なペリクル及びフォトマスクを提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、フォトマスクを保護するために用いるペリクルにおいて、ペリクル膜と、前記ペリクル膜を支持するペリクルフレームと、前記ペリクル膜を前記ペリクルフレームに接着する接着層と、前記ペリクル膜をフォトマスクに装着するための装着層と、前記ペリクルフレームに設けられた剥離用治具差し込み穴とを備えて構成したことを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、請求項１記載のペリクルにおいて、装着層をカーボンナノファイバーで構成したことを特徴とする。

また、請求項３に係る発明は、請求項２記載のペリクルにおいて、カーボンナノファイバーの形成密度を、１平方ミリメートルあたり少なくとも１億本以上としたことを特徴とする。

また、請求項４の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載のペリクルを取り付けたフォトマスクを特徴とする。

本発明によれば、フォトマスクとペリクルとの確実な装着を実現したうえで、ペリクル剥離をフォトマスクに装着跡を残すことなく、容易に実現することができる。従って、フォトマスク洗浄の際にフォトマスクからペリクルを剥離しても、フォトマスク上には接着剤が残らず、洗浄によるダメージを低減できる。

本発明の一実施の形態に係るペリクルを示す構成図であり、同図（ａ）は、上面側から見た状態を模式に示し、同図（ｂ）は、同図（ａ）をＡ−Ａ´で切断した断面を模式に示す。図１の要部を拡大して示した構成図であり、同図（ａ）は、ペリクルの剥離状態を示し、同図（ｂ）は、ペリクルの装着状態を示す。図１のペリクルの効果を説明するための図であり、同図（ａ）は、本発明に係るペリクルの実施例の観測結果を示し、同図（ｂ）は、比較例の測定結果を示す。

以下、本発明の実施の形態に係るペリクル及びフォトマスクについて、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係るペリクルの概略構成を示すもので、フォトマスクを構成する、例えば石英基板２１上に設置する透光性を有する防塵カバーとして使用に供される。

本発明によるペリクル１０は、ペリクル膜１とペリクルフレーム６とカーボンナノファイバー４で形成される装着層５を有して構成される。ペリクルフレーム６の下部面には、装着層５が形成され、ペリクルフレーム６の上部面には、接着層２が形成されている。そして、ペリクルフレーム６の上部面には、接着層２を介してペリクル膜１が張設されている。また、ペリクルフレーム６の外枠には、剥離用治具を差し込むための治具穴７が形成されている。

前記ペリクル膜１は、透光性を有し、異物をトラップするものであり、透明な薄膜で構成されている。

ここで、前記ペリクルフレーム６は、ペリクル膜１を保持するために設けられ、露光時の光の散乱を防ぐために黒化処理を施されていることが望ましく、形状は、露光部に影響を与えない形であればいかなる形状でも良い。また、ペリクルフレーム６には、発塵を防ぐ目的と、他から来た発塵を露光部に存在させないことを目的として、内壁部に粘着物を加える事もある。

ペリクルフレーム６の材料は、紫外光に対する耐性があり、アウトガスの発生が少なければ、何れの材料でも構わない。通常、金属や金属酸化物が用いられ、一例としては、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒまたはそれらの合金などの酸化物が挙げられる。また、ペリクルフレーム６には、ペリクルフレーム６内外の圧力差を調節するためのフィルタ（図示せず）が設けられている。

前記ペリクル膜１は、ペリクルフレーム６により保持され、フォトマスク２０の露光エリアを覆うように設けられる。このため、ペリクル膜１は、露光によるエネルギーを遮断させないように透光性を有する。また、ペリクル膜１は、シワなどによってフォトマスク２０表面に影を作らせないようにペリクルフレーム６に均一の力がかかるように張られている。

前記ペリクル膜１とペリクルフレーム６とは、接着層２の接着剤を介して張設される。接着層２の接着剤は、ペリクル膜１とペリクルフレーム６との接着強度が十分にあれば何れの材料でも構わない。材料としては、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリブテン樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。また、ペリクル膜１としては、フッ素系や酢酸セルロース等の透明性膜や、石英ガラスなどを用いることが出来る。

前記治具穴７は、ペリクルフレーム６の対向辺の隅部近傍に二カ所、両辺で計四箇所以上設けられ、ペリクルフレーム６の貼付、剥離に用いられる。

前記フィルタ（図示せず）は、ペリクルフレーム６の側面に内外圧力差を緩和する為に存在する穴から、塵が入り込まない様にするため設けられる。このフィルタ（図示せず）としては、ＨＥＰＡフィルタやＵＬＰＡフィルタに用いられるポリプロピレン（ＰＰ）やパーテトラフルオロフラン（ＰＴＦＥ）などを用いることができる。

前記フォトマスク２０は、石英基板２１上に単層または複数層構造を有するＣｒやＭｏＳｉ等の金属で覆われた遮光膜２２を有し、前記遮光膜２２でパターンが形成されている。

前記ペリクル１０は、前記装着層５が図２カーボンナノファイバー４で構成されている。フォトマスク２０と本発明のペリクル１０が装着層５を介して接触するとき、フォトマスク２０とカーボンナノファイバー４との間には分子間力が発生しており、フォトマスク２０は、装着層５に対して一定の吸着力をもって支持される。この吸着力は、大気中においても真空中においても発生し、単位面積あたりのカーボンナノファイバーの本数が多いほど大きな力が得られる。

この装着層５を用いることにより、大気中において接着剤を使用せず、ペリクル１０がフォトマスク２０に装着されるので、ペリクル１０の剥離後においては、フォトマスク２０の表面に接着剤が残らないことからフォトマスク２０の洗浄を容易にすることが可能となる。

次に、実施例として本発明によるペリクル１０を作製して、その装着層５を介してフォトマスク２０に装着すると共に、フォトマスクとペリクルとを接着剤を用いて貼り合わせた比較例を作製して、これらを光学顕微鏡で観察して比較する。

（実施例）
実施例として、基板が設置されている反応管の内部に、原料ガスであるメタンを導入し、加熱された基板上でメタンを分解させて成長させた直径１０ｎｍ、高さ１μｍのカーボンナノファイバー４を１平方ミリメートルあたり約２億本の密度で成膜した装着層５を有した本発明に係るペリクル１０を作製し、このペリクル１０をマウンターで２５ｋｆｇの圧力を２分間加え、フォトマスクを構成する遮光膜２２を成膜していない石英基板２１に分子間力により装着した。

その後、マウンターから取り外し、ペリクル１０を、石英基板２１の下側に向けても本発明のペリクル１０の装着が維持されることを確認した。

石英基板２１に対して本発明のペリクル１０が装着されている状態で１週間放置した後、治具穴７に図示しないピン状の治具を差し込んで本発明のペリクル１０を持ち上げ、石英基板２１から剥離した。

フォトマスク２０における装着層５の部位について、光学顕微鏡でペリクル剥離跡の観察を行った。観察結果は、図３（ａ）に示ように本発明に係るペリクル１０を装着後、剥離した石英基板２１からペリクル装着跡は確認されなかった。

（比較例）
比較例として、フォトマスクとペリクルをマスク接着剤で貼り合せた。そして、ペリクルのペリクルフレームに塗布されたマスク接着剤上のライナーを剥離した後、そのペリクルフレームをフォトマスクの規定位置に貼り合せ、簡易型マウンターで２５ｋｆｇの圧力を２分間加えて、遮光膜を成膜していない石英基板に装着した。

石英基板にペリクルが装着されている状態で１週間放置した後、治具穴に図示しないピン状の治具を差し込んでペリクルを持ち上げ、石英基板から剥離させた。

フォトマスクにおけるマスク接着剤の部位について、光学顕微鏡でペリクル剥離跡の観察を行った。観察結果は、図３（ｂ）に示すようにペリクルを装着後、剥離した石英基板にマスク接着剤３の付着が確認された。

なお、本発明は、上記実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより、種々の発明が抽出され得る。

例えば実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

本発明によれば、フォトマスクの表面に直接異物が付着するのを防止するために装着され、装着跡を残すことなく、容易な剥離が実現されるペリクル、及び剥離が容易なペリクルを備えたフォトマスクを提供することができる。

１ … ペリクル膜
２ … 接着層
３ … マスク接着剤
４ … カーボンナノファイバー
５ … 装着層
６ … ペリクルフレーム
７ … 治具穴
１０ … ペリクル
２０ … フォトマスク
２１ … 石英基板
２２ … 遮光膜

Claims

フォトマスクを保護するために用いるペリクルにおいて、
ペリクル膜と、
前記ペリクル膜を支持するペリクルフレームと、
前記ペリクル膜を前記ペリクルフレームに接着する接着層と、
前記ペリクル膜を前記フォトマスクに装着するための装着層と、
前記ペリクルフレームに設けられた剥離用治具差し込み穴と、
を備えることを特徴とするペリクル。
前記装着層は、カーボンナノファイバーで形成されることを特徴とする請求項１記載のペリクル。
前記カーボンナノファイバーの形成密度は、１平方ミリメートルあたり少なくとも１億本以上であることを特徴とする請求項２記載のペリクル。
請求項１乃至３のいずれかに記載のペリクルを取り付けたことを特徴とするフォトマスク。