JP5619436B2

JP5619436B2 - 大型ペリクル用枠体、及び大型ペリクル

Info

Publication number: JP5619436B2
Application number: JP2010053520A
Authority: JP
Inventors: 慎太郎北島
Original assignee: Asahi Kasei E Materials Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 2010-03-10
Filing date: 2010-03-10
Publication date: 2014-11-05
Anticipated expiration: 2030-03-10
Also published as: JP2011186327A

Description

本発明は、例えばＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）、ＬＳＩ（Large Scale Integration：大規模集積回路）、ＴＦＴ型ＬＣＤ（Thin Film Transistor，Liquid Crystal Display：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クスやレティクルに異物が付着することを防止するために用いる大型ペリクル用枠体に関する。

従来、半導体回路パターン等の製造においては、フォトマスクやレティクルの両面側にペリクルと称する防塵手段を配置して、フォトマスクやレティクルへの異物の付着を防止することが行われている。

ペリクルの一般的な構造としては、金属、セラミックス、またはポリマー製の枠体の片側に、ポリマーまたはガラス等の透明な薄膜を貼り付け、その反対側に、マスクに貼り付けるための貼着剤層（粘着材）を設けたものが挙げられる。例えば、ペリクルは、フォトマスクやレティクルの形状に合わせた形状を有する厚さ数ミリ程度の枠体の一方の縁面に、厚さ１０μｍ以下のニトロセルロースまたはセルロース誘導体等の透明な高分子膜から成るペリクル膜を展張して接着し、且つ枠体の他方の縁面に粘着材を介してフォトマスクやレティクルの表面に貼着している。

フォトマスクやレティクルの表面に異物が付着した場合、その異物が半導体ウエハ上に形成されたフォトレジスト上に結像して回路パターン欠陥の原因となるが、フォトマスクやレティクルの少なくともパターン面にペリクルを配置した場合、ペリクルの表面に付着した異物はフォーカス位置がずれるため、半導体ウエハ上に形成されたフォトレジスト上に結像することがなく、回路パターンに欠陥を生じさせることがない。

また、近年では、各種のマルチメディアの普及により、高画質、高精細表示が可能な大型のカラーＴＦＴＬＣＤのフォトリソグラフィ工程で使用される大型のフォトマスクに適用できる大型ペリクルが要望されている。
例えば、特許文献１には、大型のフォトマスクに適用できる大型ペリクルが提案されている。
また、特許文献２には、大型ペリクル用枠体の撓みや歪に対応するために、枠体と枠体より弾性係数の大きい補強材を利用した枠体も提案されている。
別途、特許文献３には、高解像度を必要とする露光において使用される２００ｎｍ以下の紫外光露光に利用されるペリクル枠体であって、マスクの平坦性の精度に影響しないペリクル枠体として、弾性率が異なる２種類以上の材料を枠体の厚み方向に接合した枠体を利用することも提案されている。

特開２００１−１０９１３５号公報特開２００６−２８４９２７号公報特開２００９−０６３７４０号公報

ところでペリクル枠体は、１枚のシート状母材から打ち抜きにより、枠体１本を切り出すことが多い。これは、ペリクルの平坦性を確保する観点等に基づくものである。しかし、母材の平坦性によっては、使用できない母材がでてくる。また、使用できる母材でも大型化になればなるほど枠体の平坦性の精度を出すことは容易ではなく、製造工程にも手間がかかっていた。これにより、生産性を下げている原因にもなり、枠体のコスト高にもなっている。
また、大型化すれば、枠体自体の自重、ペリクル膜の張力、温度変化に起因する応力といった各種要因により、枠体に撓みや歪が発生する可能性もある。このような撓みや歪は、ペリクル枠体、或いはペリクルのハンドリング性の観点から好ましくない。また、ペリクルについてそのような撓みや歪が生じると、ペリクル枠体とフォトマスク等との間にエアパスが生じるおそれもある。一方、枠体の断面積を大きくしてペリクル枠体の剛性を向上させる方法は、有効露光面積等を考慮すると好ましくない。

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、ハンドリング性が良好で、しかも使用時にエアパスの発生を抑制し得る大型ペリクル用枠体を提供することを目的とする。

本発明者らは上述の目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、特定の構造を有する大型ペリクル用枠体が上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の大型ペリクル用枠体は、平面視矩形状を有する開口部を覆うように大型ペリクル膜を展張支持する大型ペリクル用枠体であって、前記開口部の周縁を形成する枠部は、当該枠部の軸方向に沿って３箇所以上の接合部を有する大型ペリクル用枠体である。
ペリクル枠体が３箇所以上の接合部を有することで、分割された枠体部分の夫々が補強材の役目を果たし、相乗的に枠体の撓みを低減することが可能になる。つまり、ペリクル枠体の全体的な剛性がかえって高まることとなり、撓みを抑えられるため、例えばハンドリング治具に大型ペリクルを固定して検品する際に様々な方向へ位置を変化させてもペリクルがハンドリング治具から落ち難い。更に、剛性がより高まることで、フォトマスク等に貼り付けた際に貼付精度がよく、かつその精度が維持されるため、エアパスが生じ難い。
更に、複数の部材で枠体を形成することで、母材の平坦性の良い箇所の切り出しが可能になり、接合後の枠体の平坦性も向上することになる。小さな母材から大きな枠体を作製することも可能であり、コストダウンのメリットもある。
なお、従来、ペリクルの平坦性を確保する観点等に基づき、ペリクル枠体は１枚のシート状母材から打ち抜きにより切り出すことが多かった。本願発明はそのような技術常識に反してなされたものであると共に、上述のような優れた効果を有するものである。

また、前記枠部としては、対向する一対の辺部と、当該一対の辺部と頂部を介して連設される他の一対の辺部とからなり、前記接合部の少なくとも１つと、当該接合部と最も近い距離にある頂部との間の距離は、当該接合部が設けられた辺部の長さの４５％以下であることが好ましい。
このようにすることで、枠体の撓みをより防止することが可能になる。つまり、接合部を角部の近傍に配置することで、角部の剛性をより高めることができる。
なお、同様の観点から、前記接合部のうち２つが、共通の頂部を介して設けられると共に、当該頂部と接合部との距離がいずれも、当該接合部が設けられた辺部の長さの４５％以下であることが好ましい。

本発明によれば、ハンドリング性が良好で、しかも使用時にエアパスの発生を抑制し得る大型ペリクル用枠体が提供される。

大型ペリクルの実施形態を示す斜視図である。大型ペリクル用枠体を上から見た概略図である。大型ペリクル用枠体の頂部を示す概略斜視図である。実施例２における接合部の形状を示す概略斜視図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態（以下「本実施形態」と略記する）について詳細に説明する。なお、本発明は、下記本実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る大型ペリクルを示す斜視図である。大型ペリクル１は、大型ペリクル用枠体２と、大型ペリクル用枠体２の上縁面２ｅに接着された大型ペリクル膜３とを備えている。なお、図示しないが、大型ペリクル１は、大型ペリクル用枠体２の下縁面に塗布された貼着剤層と、貼着剤層に粘着され、この貼着剤層を保護する保護フィルムとを更に備えている。

大型ペリクル用枠体２は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金（５０００系、６０００系、７０００系等）、鉄及び鉄系合金、セラミックス（ＳｉＣ、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３等）、セラミックスと金属との複合材料（Ａｌ−ＳｉＣ、Ａｌ−ＡｌＮ、Ａｌ−Ａｌ_２Ｏ_３等）、炭素鋼、工具鋼、ステンレスシリーズ等からなり、平面視、略矩形状を呈している。
なお、大型ペリクル用枠体２は後述のとおり複数の部材で構成されているが、接合部を介した少なくとも一対の部材は、同じ弾性係数を有する素材で形成されることが好ましい。

この大型ペリクル用枠体２は、一対の長辺２ａ，２ｂと、この長辺２ａ，２ｂよりも短い一対の短辺２ｃ，２ｄとから構成されており、矩形状の開口部４を有している。この開口部４の開口面積は、好ましくは１０００ｃｍ^２以上、より好ましくは３０００ｃｍ^２以上、より好ましくは５０００ｃｍ^２以上、更に好ましくは１００００ｃｍ^２以上、特に好ましくは１８０００ｃｍ^２以上、最も好ましくは２３０００ｃｍ^２以上であり、上限として好ましくは３５０００ｃｍ^２以下である。

一対の長辺２ａ，２ｂは、幅が例えば１６．５ｍｍの柱部材からなり、その長さは、例えば１７５０ｍｍである。一対の短辺２ｃ，２ｄは、幅が例えば１８．５ｍｍの柱部材からなり、その長さは、例えば１５５０ｍｍである。つまり、短辺２ｃ，２ｄの平面視（上面視）における幅は、長辺２ａ，２ｂの幅よりも広くなっている。大型ペリクル用枠体２の頂部５の曲率は、Ｒ＝２０ｍｍとなっている。なお、頂部５に曲率が存しないと仮定した際の頂点を、以下、単に「頂点」と記載する。
また、大型ペリクル用枠体２の側面６には、溝部７が長手方向（辺方向）に沿って設けられている。

大型ペリクル膜３は、例えばニトロセルロースやセルロース誘導体、フッ素系ポリマー、またはシクロオレフィン系ポリマー等の透明な高分子膜からなり、その厚さは、例えば１０μｍ以下０．１μｍ以上が好ましい。

この大型ペリクル膜３は、大型ペリクル用枠体２の開口部４を覆うように上縁面２ｅに展張され、ペリクル枠体２に貼着支持されている。

大型ペリクル膜３を大型ペリクル用枠体２の上縁面２ｅに接着する接着剤は、例えば、アクリル樹脂接着剤、エポキシ樹脂接着剤、シリコーン樹脂接着剤、または含フッ素シリコーン接着剤等のフッ素系ポリマーを用いることができる。

また、貼着支持する粘着材としては、スチレンエチレンブチレンスチレン、スチレンエチレンプロピレンスチレン、もしくはオレフィン系等のホットメルト粘着材、シリコーン系粘着材、アクリル系粘着材、または発泡体を基材とした粘着テープを用いることができる。粘着材層の厚さは大型ペリクル用枠体２の厚さと粘着材厚さの合計が、規定された大型ペリクル膜３とフォトマスクの距離を越えない範囲で設定するものであり、例えば、１０ｍｍ以下０．０１ｍｍ以上が好ましい。

また、大型ペリクル膜３をフォトマスクに貼り付けた際に貼着剤層の内側に空間が存在すると、該空間に異物が滞留する可能性がある。そのため、大型ペリクル用枠体２の下縁面に粘着剤を塗布する際には、大型ペリクル１をフォトマスクに貼り付ける際の加圧で粘着剤層が潰れて広がることを考慮した上で、加圧時に開口部４に粘着剤がはみ出さない程度に大型ペリクル用枠体２の開口部４内側寄りに塗布することが好ましい。具体的には、貼着剤層内側の空間が粘着剤層の塗布幅の０．３５倍以内となるように塗布することが好ましい。粘着剤層の塗布幅は大型ペリクル用枠体２の各辺２ａ〜２ｄの幅に対し０．３〜０．６倍であることが好ましく、大型ペリクル用枠体２各辺２ａ〜２ｄに沿って塗布することが好ましい。

粘着材を保護する保護フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート樹脂、またはポリエチレン樹脂からなるフィルムを用いることができる。また、粘着材の粘着力に応じて、離型剤、例えばシリコーン系離型剤、またはフッ素系離型剤を、保護フィルムの表面に塗布しても良い。保護フィルムの厚さは、例えば、１ｍｍ以下０．０１ｍｍ以上が好ましい。

続いて、大型ペリクル用枠体２について、図２を参照しながら説明する。図２は、図１に示す大型ペリクルに用いられた大型ペリクル用枠体２を上から見た概略図である。
大型ペリクル用枠体２において、開口部４の周縁部を構成する枠部は、一対の長辺２ａ、２ｂを各々構成する分割枠体２１ａ、２１ｂと、分割枠体２１ａ、２１ｂの軸方向両端部に接合部を介して連設され、大型ペリクル用枠体２の有する４箇所の頂部５を各々形成する分割枠体２１ｅ、２１ｈ、２１ｆ、２１ｇと、分割枠体２１ｅ、２１ｈ、２１ｆ、２１ｇの開放端同士を、接合部を介して架橋する分割枠体２１ｃ、２１ｄとから形成されている。即ち、大型ペリクル用枠体２は、開口部４の周縁部を構成する枠部の軸方向に沿って、８箇所の接合部を有している。
また、図２において大型ペリクル用枠体２は分割枠体２１ａを基点とし、開口部４の開口軸を基準とした時計回り方向に、分割枠体２１ｅ、分割枠体２１ｄ、分割枠体２１ｆ、分割枠体２１ｂ、分割枠体２１ｇ、分割枠体２１ｃ、分割枠体２１ｈ、分割枠体２１ａの順に接続されて形成されている。
ここで、接合箇所の数としては、３箇所以上あればよいが、好ましくは、３〜３０箇所、より好ましくは、３〜２５箇所、更に好ましくは、３〜２０箇所である。

大型ペリクル用枠体２において、長辺２ａと長辺２ｂの長さは等しく形成されており、短辺２ｃと短辺２ｄの長さは等しく形成されている。
また、分割枠体２１ａと分割枠体２１ｂの形状は実質的に同一であり、分割枠体２１ｃと分割枠体２１ｄの形状は実質的に同一であり、更に、頂部５を各々形成する分割枠体２１ｅ、２１ｈ、２１ｆ、２１ｇの形状も実質的に同一である。

前記接合部の少なくとも１つと、当該接合部と最も近い距離にある頂部との間の距離は、当該接合部が設けられた辺部の長さの好ましくは４５％以下、より好ましくは３５％以下、更に好ましくは２５％以下であり、下限として好ましくは０％以上、より好ましくは５％以上である。ここで、前記接合部の２つが、共通の頂部を介して設けられると共に、当該頂部と接合部との距離がいずれも上記範囲となることがより好ましい。
なお、長辺の長さＬｅは、対向する短辺における、長辺軸方向の最大距離として定義され、短辺の長さＬｓは、対向する長辺における、短辺軸方向の最大距離として定義される。
また、接合部と、当該接合部と最も近い距離にある頂部との距離Ｌｐは、頂部を形成する分割枠体の端面において、開口部４の中心から最も離間した点と頂点との距離として定義される。

具体的には図２において、分割枠体２１ａ，２１ｂの長さは、例えば８７５ｍｍであり、分割枠体２１ｃ，２１ｄの長さは、例えば７７５ｍｍである。従って、ＬｐはＬｅの長さの例えば２５％であり、また、ＬｐはＬｓの長さの例えば２５％となっている。
なお、分割枠体の長さとは、分割枠体の両端面間の、枠体周方向（枠部軸方向）に沿った最大長さとして定義される。

図３は、大型ペリクル用枠体２の頂部を示す概略斜視図である。大型ペリクル用枠体２における頂部５は、例えば、長辺２ｂの一部を構成する分割枠体２１ｂと、短辺２ｄの一部を構成する分割枠体２１ｄと、それらを実質的に直角方向に連設する分割枠体２１ｆとから形成されている。
ここで、分割枠体２１ｂの端面、及び分割枠体２１ｄの端面には各々凸部が形成され、分割枠体２１ｆの両端面には各々、前記凸部形状に対応する凹部が形成されており、前記凸部が前記凹部に密着して各部材が連設されている。なお、密着面には適宜接着剤などを挟持することができる。

ペリクル枠体２の各辺２ａ〜２ｄの幅は、露光面積を確保する観点からは細ければ細いほど好ましいが、細すぎるとペリクル膜３の展張時にペリクル膜３の張力でペリクル枠体２が撓んでしまうという問題が生じるおそれがある。各辺２ａ〜２ｄの長さが１４００ｍｍ以上のフレームの場合、両者のバランスから、各辺２ａ〜２ｄの幅は好ましくは１３ｍｍ〜３０ｍｍ、より好ましくは１５ｍｍ〜２７ｍｍ、特に好ましくは１９．５ｍｍ〜２５ｍｍとすることが好ましい。

また、ペリクル枠体２の厚みに関しても薄ければ薄いほど軽くて扱いやすい大型ペリクル１となるが、薄すぎるとペリクル膜３の展張時にペリクル膜３の張力でペリクル枠体２が撓んでしまうという問題が生じるおそれがある。各辺２ａ〜２ｄの長さが１４００ｍｍ以上のペリクル枠体２の場合、両者のバランスから、ペリクル枠体２の厚みは好ましくは４．５ｍｍ〜１２ｍｍ、より好ましくは６．０ｍｍ〜１０ｍｍ、特に好ましくは７．２ｍｍ〜９ｍｍとすることが好ましい。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、各分割枠体の形状をある程度揃えているが、各分割枠体の形状が夫々相違していても差し支えない。上述の実施形態において、接合部は８箇所設けられているが、４箇所としても良い。この場合、例えば分割枠体２１ｃ、２１ｈ、２１ｇを一つの分割枠体として形成し、分割枠体２１ｅ、２１ｄ、２１ｆを一つの分割枠体として形成することができる。
また、接合部における接合方法についても特に制限されるものではなく、接着剤による接着のほか、接着剤を用いてもよいし、ねじ止めであっても良い。

次に、実施例及び比較例を挙げて本実施形態をより具体的に説明するが、本実施形態はその要旨を超えない限り、下記の実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
大型ペリクル用枠体の材質（全ての分割枠体の材質）はアルミニウム合金、厚みは６．５ｍｍであり、長辺は、幅が１６．５ｍｍ、長さが１７５０ｍｍとした。また、短辺は、幅が１８．５ｍｍ、長さが１５５０ｍｍで、短辺側全長に渡って溝が設けられており、溝の深さは５ｍｍ、溝の高さは２ｍｍであった。また、頂部の曲率は２０ｍｍであった。その他は図２のとおりに大型ペリクル用枠体を形成した。分割部材２１ａ，２１ｂの長さは８７５ｍｍであり、分割部材２１ｃ，２１ｄの長さは７７５ｍｍであった。従って、ＬｐはＬｅの長さの２５％であり、また、ＬｐはＬｓの長さの２５％であった。

この大型ペリクル用枠体に対し、短辺が上下方向、長辺が地面と水平方向となるように地面に垂直に立てた後、上下方向からハンドリング治具を装着させた。ハンドリング治具は、作業者に把持される把手部と、把手部に連結され、大型ペリクルを保持する保持部とから構成されており、保持部はコ字状を成している。この保持部は、ペリクル枠体の短辺に形成された溝部に挿入されて係合する一対の係合部と、把手部が連結されると共に長辺を支持する支持部とから構成されている。係合部は、短辺に形成された溝部の幅と同等の厚みを有する長尺状の部材であり、部材係合部の長さを７００ｍｍ、係合部の幅を３３ｍｍとした。そして、一対の係合部間の間隔は１７４２ｍｍとなっている。また、支持部は、ペリクル枠体の長辺と同等の厚みを有する長尺状の部材であり、支持部の長さは１７５２ｍｍとなっている。
次に、ハンドリング治具を装着した状態で大型ペリクル枠体が水平となるように位置を変化させ、また垂直方向に位置を戻した。このような操作を１０回行った。その結果、本実施形態の大型ペリクル用枠体においては、ハンドリング治具から外れないという結果が得られた。

次に、この大型ペリクル用枠体に対し、粘着剤としてスチレンエチレンブチレンスチレン系のホットメルト粘着剤を使用し、厚み１．８ｍｍ、塗布幅６ｍｍで且つ開口部から２ｍｍの間隔を有するようにペリクル枠体の各辺に沿って塗布した。
そして、クリーンルームにおいて、フォトマスクの替わりに青板ガラスに貼り付けた。大型ペリクル用枠体の貼り付けは貼付装置を用いて各辺の角部の頂部同士をつないだ直線に沿って大型ペリクル用枠体の幅分だけ加圧した。結果、貼着剤層全面を押圧でき、均一に貼着剤層を押圧できた。更に、そのまま大型ペリクル用枠体を貼り付けて垂直状態で１ヶ月放置したが、エアパス等の発生もなかった。

［実施例２］
長辺の幅を９ｍｍ、長辺の長さを７８０ｍｍとし、短辺の幅を７ｍｍ、短辺の長さを４７０ｍｍとし、接合部の形状を枠体の内周頂点から外周頂点へ向けた平面形状とした以外は、実施例１と同様にして大型ペリクル用枠体を形成した。なお、図４は、実施例２における接合部の形状を示す概略斜視図である。この場合、ＬｐはＬｅの長さの０％であり、また、ＬｐはＬｓの長さの０％である。
実施例１と同様にエアパス発生の有無を評価したところ、エアパス等の発生はなかった。

［比較例１］
接合部を有しない以外は実施例１と同様にして大型ペリクル用枠体を形成した。
この大型ペリクル用枠体に対して実施例１と同様にしてハンドリング性の確認を行ったところ、２回、ハンドリング治具から外れるという結果が得られた。
また、実施例１と同様にしてエアパスの有無を確認した所、長辺中央部分の数箇所にエアパスが生じていることが目視にて確認された。

［比較例２］
一対の長辺の辺方向中心位置に接合部を設けた（即ち、接合部を２箇所設けた）以外は、比較例１と同様にして大型ペリクル用枠体を形成した。
この大型ペリクル用枠体に対して実施例１と同様にしてエアパスの有無を確認した所、長辺中央部分の数箇所にエアパスが生じていることが目視にて確認された。

上述した結果から明らかなように、本実施形態の大型ペリクル用枠体は優れた剛性を有しており、ハンドリング性に優れ、エアパスも生じ難い大型ペリクルを実現し得る。

本発明は、特にハンドリング性が問題となる大型ペリクルの分野で好適に利用できる。

１…大型ペリクル、２…大型ペリクル用枠体、２ａ，２ｂ…長辺、２ｃ，２ｄ…短辺、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇ，２１ｈ, ２１ｂ’,
２１ｄ’…分割枠体、３…大型ペリクル膜、４…開口部、６…側面、７…溝部。

Claims

平面視矩形状を有する開口部を覆うように大型ペリクル膜を展張支持する大型ペリクル用枠体であって、
前記開口部の周縁を形成する枠部は、当該枠部の軸方向に沿って４箇所以上の接合部を有し、
前記枠部は、対向する一対の辺部と、当該一対の辺部と頂部を介して連設される他の一対の辺部とからなり、
各頂部と、前記各頂部と最も近い距離にある前記接合部との間の距離は、当該接合部が設けられた辺部の長さの４５％以下である、大型ペリクル用枠体。
前記接合部のうち２つが、共通の頂部を介して設けられると共に、当該頂部と接合部との距離がいずれも、当該接合部が設けられた辺部の長さの４５％以下である請求項１に記載の大型ペリクル用枠体。
前記枠部が、対向する一対の長辺部と、当該一対の長辺部と頂部を介して連設される一対の短辺部とからなる請求項１又は２のいずれかに記載の大型ペリクル用枠体。
前記枠部は、前記接合部を介して複数の分割枠体に分割されると共に、共通する接合部を介した少なくとも一対の分割枠体は、同じ弾性係数を有する素材で形成される請求項１〜３のいずれかに記載の大型ペリクル用枠体。
前記複数の分割枠体は、全て同じ弾性係数を有する素材で形成される請求項４に記載の大型ペリクル用枠体。
請求項１〜５のいずれかに記載の大型ペリクル用枠体と、当該大型ペリクル用枠体の開口部を覆うように展張支持された大型ペリクル膜とを含む大型ペリクル。