JP4391435B2 - ペリクル収納容器 - Google Patents

Description

本発明は、半導体デバイス、プリント基板あるいは液晶ディスプレイ等を製造する際のゴミよけとして使用されるリソグラフィー用ペリクルを収納・保管・輸送するペリクル収納容器に関するものである。

ＬＳＩなどの半導体デバイス或いは液晶ディスプレイなどの製造においては、半導体ウエハー或いは液晶用ガラス原板に光を照射してパターンを作製するが、この時に用いるフォトマスクあるいはレチクル（以下、単にフォトマスクという）にゴミが付着していると、このゴミが光を遮ったり、曲げたりしてしまうために、転写したパターンが損なわれるという問題があった。

このため、これらの作業は通常クリーンルーム内で行われているが、それでもフォトマスクを常に清浄に保つことが難しい。そこで、フォトマスク表面にゴミよけとして、ペリクルを貼付する方法が取られている。
この場合、異物はフォトマスクの表面上には直接付着せず、ペリクル上に付着するため、リソグラフィー時に焦点をフォトマスクのパターン上に合わせておけば、ペリクル上の異物は転写に無関係となる。

しかしながら、ペリクルには、マスクに貼り付けられた後では、それらが形成する閉空間の外部から内部へ異物が侵入することを防ぐ効果はあるが、ペリクル自身に異物が付着していて、尚かつそれが閉空間の内部にある場合には、フォトマスク表面への異物付着を防ぐことは困難である。よって、ペリクル自身に高い清浄性が求められることはもとより、保管、輸送に使用するペリクル収納容器にもその清浄性を維持し得る性能が強く求められる。

上記のように、ペリクル収納容器には、ペリクルの保管、輸送中にペリクルの清浄性を維持し得る性能が強く求められ、そのためには、発塵源となり得る要因を出来る限り少なくすることが重要である。
発塵源となり得る要因には、ペリクル収納容器を構成する部品の材質、電気的特性、清浄度、ペリクル収納容器を構成する部品間の接触、ペリクル収納容器とペリクルの接触、ペリクル収納容器への外力による摩擦などが挙げられる。
従って、ペリクル収納容器を構成する材料の材質、強度、電気的特性およびペリクルの固定方法などの様々な要素に配慮する必要がある。

一般的な半導体用ペリクル収納容器は、ペリクルを載置する容器本体と、ペリクルを保持すると共に容器本体と互いに周縁部で嵌合係止する蓋体とから構成されていて、それぞれの材質は樹脂であり、蓋体は透明性を有している。
半導体用ペリクル収納容器にペリクルを固定する方法として、いくつかの方法が提案されている。
その一つは、ペリクルフレームの上端面を蓋体内壁で押さえる方法である（特許文献１参照）。

この、特許文献１に示されるような、ペリクルフレームの上端面を蓋体内壁で押さえる方法は、単純な部品構成で確実にペリクルフレームを保持するという利点はあるが、一般的にペリクル収納容器は樹脂で出来ているため、容器外部からの力に弱く、外力によりペリクル収納容器全体にねじれが生じた場合などには、ペリクルフレームに強い力が働いてしまい、発塵や変形する可能性が高くなる。
その現象は、１辺の長さが４００ｍｍを越えるような大型の液晶用ペリクルでは更に顕著になる。

他の方法として、容器本体にリブ構造を取り入れて剛性を高める方法も提案されている（特許文献２参照）。
特許文献２に示されるような、容器本体にリブ構造を取り入れて剛性を高める方法は、炎天下のトラック輸送や空輸等の輸送中の外気温の変化に基づく熱変形を低減するという利点はあるものの、使用する側の作業者が容器の縁を片持ちした際のねじれをペリクルに影響しないレベルに押さえることまでは困難である。
その他の固定方法として、ペリクルに塗着された粘着材を保護する保護フィルムを押圧体を用いて固定することで間接的にペリクルフレームを固定する方法も提案されている（特許文献３参照）。

この、特許文献３に示されるような、ペリクルに塗着された粘着材を保護する保護フィルムを押圧体を用いて固定することで間接的にペリクルフレームを固定する方法は、ペリクルフレーム自体には接触せず保護フィルムをクランプすることにより、ペリクル収納容器外部からの力に対してペリクルフレームへの影響は少ない利点があるが、保護フィルムには粘着材からの剥離を容易にするために離型剤が塗布されているのが一般的であるため、輸送中の振動により保護フィルムからペリクルフレームが外れてしまう可能性がある。
それを防ぐために保護フィルムの離型剤として重剥離タイプのものを用いた場合は、保護フィルムを粘着剤から剥離する際に粘着剤の変形を招き、ペリクルをマスクに貼着した際にその変形箇所がマスクに貼り付かず、エアパスを生じてしまう問題がある。

実公平６−４５９６５号公報 特開２０００−１７３８８７号公報 特開平１１−０５２５５３号公報

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、保管、輸送、操作中において収納するペリクルに異物が付着しないようにすると共に、ペリクルの汚損を防止して品質を維持することの出来るフォトリソグラフィー用ペリクル収納容器を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明は、ペリクルを載置する容器本体と、ペリクルを被覆すると共に容器本体と互いに周縁部で嵌合係止する蓋体と、前記容器本体に接合されている金属部品と、ペリクルフレームの互いに平行な一組の辺のそれぞれの外側面に少なくとも１つ設けられた合計３つ以上の穴にそれぞれ挿入される同数のフレーム保持ピンと、前記フレーム保持ピンを位置決めする位置決め部品と、からなるペリクル収納容器において、前記位置決め部品は前記金属部品に機械的に固定されていることを特徴とする。
前記容器本体が樹脂であること、ペリクルを保持する前記フレーム保持ピンのペリクルフレームとの接触部に弾性体を設置したこと、がそれぞれ好ましい。

本発明によれば、ペリクルフレームを確実に把持しつつ接触部を極力少なくして発塵の可能性を低減すると共に、剛性を高めた容器本体にそのフレーム保持ピンを設置することにより、外力から受けるペリクルへの影響を低減する効果を有する。更に、その容器本体が樹脂である実施の形態によれば、軽量という利点を持つ樹脂に対して、その欠点である変形をカバーする効果があり、必要な部分のみに外力に対する形状保持機能を持たせることが出来る。
そして、ペリクルを保持するフレーム保持ピンを位置決めする部品と容器本体に組み付けた金属部品とが機械的に連結するものであるので、保管、輸送、操作中もペリクルの位置が一定の位置に保たれ、発塵、変形を低減することが出来る。

また、ペリクルを保持するフレーム保持ピンのペリクルフレームとの接触部に弾性体を設置する実施の形態によれば、保管、輸送、操作中のペリクルに対する振動の影響を低減することが出来る。

以下に、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図１は、本発明によるペリクル収納容器の一実施の形態を示す断面説明図であり、図２は、その一部拡大図である。
図３は、本発明によるペリクル収納容器の一実施の形態の容器本体表面説明図であり、図４は、容器本体裏面説明図である。
図１において、本発明のペリクル収納容器は、容器本体１、蓋体２、フレーム保持ピン３、ピン固定部品４、補強金属部品５により構成される。
従来のペリクル収納容器と同様に、容器本体１の中央に一段高い載置台を設けてペリクルを載置し、容器本体１と互いの周縁部で嵌合係止する蓋体２を覆い被せることにより閉空間を形成する。

容器本体と蓋体の材質は、容器全体の軽量化を考慮して、樹脂を用いることが好ましいが、液晶用の大型ペリクルの場合は、特に樹脂の変形が製品に及ぼす影響が大きく、容器本体１の反りを低減させるため、容器本体１の裏面に補強金属部品５を接合する。
ペリクルが帯電し、それが原因でごみが付着することを防止するために、容器本体１と蓋体２とに用いられる樹脂には、帯電防止性能が付与されているものであることが好ましい。帯電防止性能としては、表面抵抗値が１×１０¹²Ω／□以下であることが好ましい。
樹脂の材質については特に限定されないが、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、アクリロニトリル・エチレン・スチレンなどを用いればよい。
帯電防止の方式も、発塵性に問題がなければ、ベースポリマーに親水性ポリマーを配合する方式、導電膜のコーティング、導電材料の練り込みなどから選択すればよい。

また、この金属の材料としてはアルミニウム、ステンレス鋼、炭素鋼、銅、黄銅などが挙げられ、比重と弾性率から考慮してアルミニウムが好適である。
図２に拡大して示すように、ペリクルフレーム６の固定は、フレーム外側面に設けた治具穴１０にフレーム保持ピン３を挿入することにより行う。ペリクルフレームをより柔軟に把持するために、フレーム保持ピン３の先端に弾性体８を設置することが好ましい。
ピン固定部品４は、フレーム保持ピン３の位置決めを行う部品であるが、容器本体の裏面の補強金属部品５とねじなどで機械的に連結することにより、容器外部からの力や熱変形による容器本体の捻れに対してもフレーム保持ピンの位置精度を維持することが可能となる。

この弾性体の材料としては、ニトリルゴム、スチレンゴム、シリコーンゴム、弗素ゴム、クロロネプレンゴム、ポリウレタンゴム、４弗化エチレン樹脂、ポリアクリルゴム、エチレンプロピレンゴムなどが挙げられ、耐久性の点からシリーコンゴム、４弗化エチレンゴムが好適である。静電気対策のため、それらの材料に帯電防止機能を付与すれば更に良い。
フレーム保持ピン３でペリクルフレーム６を固定する箇所は３箇所以上必要で、図３に示すようにペリクルフレーム６の角部付近を含む４箇所以上が好ましい。

図４に容器本体の裏面の平面図として示すように、補強金属部品５は、容器本体１の変形を防止するために、容器本体の裏面に設置されている。補強金属部品５は、ピン固定部品４と機械的に連結されていることが好ましい。補強金属部品５は、単体ででもその効果は期待できるが、図示のように、縦横に連結して設置することにより、より高い効果が得られる。

以下に、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
［実施例］
図１〜図４に示すペリクル収納容器を製作した。
ペリクル収納容器の構成は、主に帯電防止性ＡＢＳ樹脂（（株）東レ製商品名：トヨラックパレルＴＰ１０、表面抵抗値５×１０¹¹Ω／□）を真空成型法により成型した容器本体１と、同じく帯電防止性ＡＢＳ樹脂（（株）東レ製商品名：トヨラックパレルＴＰ１０、表面抵抗値５×１０¹¹Ω／□）を真空成型法により成型した容器蓋体２からなる。容器本体の裏面には、断面が４０×６ｍｍのアルミニウム合金製の補強金属部品５を設置し、図４に示すように、５本の補強金属部品５を縦横に交差して連結した。
さらに、容器本体表面に設置したピン固定部品４と容器本体裏面に設置した補強金属部品５は、容器本体を挟んでＭ４のねじにより機械的に連結した。また、ピン固定部品４とフレーム保持ピン３の材質はＰＰＳからなり、フレーム保持ピン３は、図３に示すように、ペリクルフレーム６の角部付近に４箇所設け、そのフレーム保持ピン３の先端にはフッ素ゴム製の弾性体８を設置した。

この完成したペリクル収納容器に、外寸７８２×４７４×６ｍｍのアルミニウム合金製のペリクルフレーム６の一方の端面に、ペリクル膜接着剤として、シリコーン粘着剤（信越化学工業（株）製商品名：ＫＲ１２０）、他方の端面に、マスク粘着剤として、シリコーン粘着剤（信越化学工業（株）製商品名：ＫＲ１２０）を塗布し、加熱によりキュアさせ、さらにフッ素系ポリマー（商品名サイトップ、旭硝子（株）製）をスピンコート法により得た厚さ約４μｍのペリクル膜７をこのペリクルフレーム６に貼付けたペリクルを収納し、東京−福岡間を往復で空輸して輸送前後のペリクル膜上の異物増加数を計測した。

クラス１００のクリーンルーム内でペリクル収納容器からペリクルを取り出し、暗室内で４０万ルクスの光を照射してペリクル膜７表面の異物増加数を調べたところ、ペリクル膜７上に異物の増加はなく、また、ペリクルを構成する部品の変形、損傷も見られなかった。また、輸送後のペリクル膜の帯電量をＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ社（米国カリフォルニア州）製のＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ／ＭＯＤＥＬ７７５で測定したところ、−０．１ｋＶであった。

［比較例］
図５に示すような、従来公知のペリクルフレーム６の上端面を蓋体内壁２で押さえる構成のペリクル収納容器を製作した。容器本体１および蓋体２の材質は表面抵抗値１０¹⁸Ω／□以上のアクリル性樹脂を使用した。

このペリクル収納容器に、外寸７８２×４７４×６ｍｍのアルミニウム合金製のペリクルフレーム６の一方の端面に、ペリクル膜接着剤として、シリコーン粘着剤（信越化学工業（株）製商品名：ＫＲ１２０）、他方の端面に、マスク粘着剤として、シリコーン粘着剤（信越化学工業（株）製商品名：ＫＲ１２０）を塗布し、加熱によりキュアさせ、さらにフッ素系ポリマー（商品名サイトップ、旭硝子（株）製）をスピンコート法により得た厚さ約４μｍのペリクル膜７をこのペリクルフレーム６に貼付けたペリクルを収納し、東京−福岡間を往復で空輸して輸送前後のペリクル膜上の異物増加数を計測した。

クラス１００のクリーンルーム内でペリクル収納容器からペリクルを取り出し、暗室内で４０万ルクスの光を照射してペリクル膜７表面の異物増加数を調べたところ、ペリクル膜７上には１０μｍ以上の異物が４８個増加し、また、ペリクル膜接着剤の蓋体と当接する部分に、輸送前にはなかった圧着痕が見られた。また、輸送後のペリクル膜の帯電量をＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ／ＭＯＤＥＬ７７５で測定したところ、−３．８ｋＶと帯電していることを示した。

以上のように、本発明によれば、保管、輸送、操作中において収納するペリクルに異物が付着しないようにすると共に、ペリクルの汚損を防止して品質を維持することができる。

本発明によるペリクル収納容器の一実施の形態を示す断面説明図である。 本発明によるペリクル収納容器の一実施の形態のフレーム保持部を示す部分拡大図である。 本発明によるペリクル収納容器の一実施の形態の容器本体の表面を説明する図であり、（ａ）は表面説明図、（ｂ）は容器本体の断面説明図である。 本発明によるペリクル収納容器の一実施の形態の容器本体の裏面を説明する図であり、（ａ）は容器本体の断面説明図、（ｂ）は裏面説明図である。 従来のペリクル収納容器を示す説明図である。

符号の説明

１ 容器本体
２ 蓋体
３ フレーム保持ピン
４ ピン固定部品
５ 補強金属部品
６ ペリクルフレーム
７ ペリクル膜
８ 弾性体
９ 連結用ねじ
１０ フレーム治具穴

Claims (3)

1. ペリクルを載置する容器本体と、ペリクルを被覆すると共に容器本体と互いに周縁部で嵌合係止する蓋体と、前記容器本体に接合されている金属部品と、ペリクルフレームの互いに平行な一組の辺のそれぞれの外側面に少なくとも１つ設けられた合計３つ以上の穴にそれぞれ挿入される同数のフレーム保持ピンと、前記フレーム保持ピンを位置決めする位置決め部品と、からなるペリクル収納容器において、
   前記位置決め部品は前記金属部品に機械的に固定されていることを特徴とするペリクル収納容器。
2. 前記容器本体が樹脂である請求項１に記載のペリクル収納容器。
3. ペリクルを保持する前記フレーム保持ピンのペリクルフレームとの接触部に弾性体を設置した請求項１〜２のいずれかに記載のペリクル収納容器。

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