CN101887846A - 防尘薄膜组件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明之目的在于提供一种防尘薄膜组件，其即使经过长期间使用，透光率也不会降低太多。为达成上述目的，本发明提供一种防尘薄膜组件的制造方法，包含一照射步骤，其对包含氟树脂的防尘薄膜照射220nm以下之波长的紫外光。在对防尘薄膜照射220nm以下之波长的紫外光的照射步骤中，宜从由低压水银灯、重氢灯、氙准分子灯以及ArF准分子雷射所构成之群组中选择至少1种紫外线光源以照射220nm以下之波长的紫外光。
Description
技术领域
本发明是关于一种防尘薄膜组件的制造方法以及防尘薄膜组件。
背景技术
以往，在LSI、超LSI等半导体装置或是液晶显示板等产品的制造过程中，会用光照射半导体晶圆或液晶用原板以制作形成图案，惟若此时所使用的曝光原版有灰尘附着的话，由于该灰尘会吸收光，使光反射，除了会让转印的图案变形、使边缘***糙之外，还会损坏尺寸、品质、外观等，导致半导体装置或液晶显示板等产品的性能恶化或制造成品率降低。
因此，吾人在曝光原版的表面贴合对曝光用的光线具有良好透光性的防尘薄膜组件作为防尘器使用。此时，异物并非直接附着于曝光原版的表面上，而是附着于防尘薄膜上，故只要在微影时将焦点对准曝光原版的图案，而不要对准防尘薄膜上的异物，就不会对转印造成影响。
该防尘薄膜组件，是将由具备良好透光性的硝化纤维素、醋酸纤维素、氟类树脂等物质所构成的透明防尘薄膜用接合剂接合在由铝等材料所构成的防尘薄膜组件框架的上部，防尘薄膜组件框架的下部设置由丙烯酸树脂、硅氧树脂等物质所构成的黏着层(参照专利文献1～4)。
微影的解析度逐渐提高，且为了实现该解析度，逐渐使用短波长光作为光源。具体而言是向紫外光的g线(436nm)、i线(365nm)、KrF准分子雷射(248nm)移动，近年开始使用ArF准分子雷射光(193nm)。
在此尤其是当以ArF雷射作为曝光光线使用时，偶尔会在遮罩图案表面上产生累积性异物。吾人认为这是因为在遮罩所放置的环境中存在有机物或无机物气体，其与ArF雷射光发生反应，而在遮罩表面上以固体方式析出。又也可能是因为洗净遮罩时的洗净残渣(此时多为离子物质)残留在遮罩上，该残留离子物质与ArF雷射光发生反应，而在遮罩表面上以固体方式析出。若异物析出在该等图案上，该异物会转印到晶圆上，而成为严重的瑕疵。因此，管理遮罩使用环境的有机物或无机物气体的浓度，并抑制遮罩的洗净残渣，为吾人技术检讨的前进方向。
上述异物析出到遮罩上的情况，有时会发生在与遮罩图案面相对的里面(一般称为玻璃面)，有时会发生在防尘薄膜上。此时，当析出的异物在玻璃面上时，由于晶圆上的焦点偏移了遮罩的厚度这么多，故析出的异物不会转印到晶圆上。又在异物析出到防尘薄膜上的情况下，焦点也会偏移防尘薄膜与图案面之间的距离这么多，故析出的异物也不会转印到晶圆上。
然而，该等析出在玻璃面、防尘薄膜上的异物，会导致曝光光线的散射，结果导致遮罩透光率的降低。若遮罩的透光率降低，传达到晶圆的光线量就会减少，晶圆上所描绘之图案的线幅就会因此产生差异，结果造成半导体元件品质降低。
现有技术文献
【专利文献】
[专利文献1]日本特开昭58-219023号公报
[专利文献2]美国专利第4861402号说明书
[专利文献3]日本特公昭63-27707号公报
[专利文献4]日本特开平7-168345号公报
发明内容
[发明所欲解决的问题]
本发明之目的在于提供一种长期间使用透光率也不会降低太多的防尘薄膜组件。
[解决问题之技术手段]
本发明的上述问题，利用以下的<1>、<7>所记载的技术手段解决之。较佳实施态样<2>～<6>亦一并记载如下。
<1>一种防尘薄膜组件的制造方法，包含：一照射步骤，其对包含氟树脂的防尘薄膜照射220nm以下之波长的紫外光。
<2>如<1>所记载之防尘薄膜组件的制造方法，其中，依序包含：成膜步骤，其在基板上形成包含氟树脂的防尘薄膜；剥离步骤，其从基板剥离防尘薄膜；以及照射步骤，其对防尘薄膜照射220nm以下之波长的紫外光。
<3>如<1>或是<2>所记载之防尘薄膜组件的制造方法，其中，照射该紫外光的步骤，是利用低压水银灯照射包含185nm波长之光线的紫外光。
<4>如<1>或是<2>所记载之防尘薄膜组件的制造方法，其中，照射该紫外光的步骤，是利用重氢灯照射包含140nm以上220nm以下波长之光线的紫外光。
<5>如<1>或是<2>所记载之防尘薄膜组件的制造方法，其中，照射该紫外光的步骤，是利用氙准分子灯照射紫外光。
<6>如<1>或是<2>所记载之防尘薄膜组件的制造方法，其中，照射该紫外光的步骤，是照射ArF准分子雷射光。
<7>一种防尘薄膜组件，其特征为：是利用<1>～<6>中任一项之制造方法所制得。
[对照先前技术之功效]
若利用本发明，便能够提供一种即使长期间使用透光率也不会降低太多的防尘薄膜组件。
具体实施方式
本发明之防尘薄膜组件的制造方法包含一照射步骤，其对包含氟树脂的防尘薄膜照射220nm以下之波长的紫外光(UV光)。
本发明人发现若对包含氟树脂的防尘薄膜照射220nm以下之波长的紫外光，防尘薄膜上便不易有异物析出，进而完成本发明。
以下，详细说明本发明。
包含氟树脂的防尘薄膜一般是在平滑且干净的基板上成膜，之后从基板剥离而制得。将该薄膜贴合在防尘薄膜组件框架上，并在框架的相反侧设置粘着层，完成防尘薄膜组件。吾人宜在将防尘薄膜从基板剥离之后，对该防尘薄膜照射220nm以下的UV光。在对防尘薄膜照射220nm以下之波长的紫外光的步骤中，虽是对基板上的防尘薄膜照射，惟若考量到对薄膜的两面照射紫外光而将薄膜的两面重阻，则宜在将防尘薄膜从基板剥离之后进行。对防尘薄膜照射220nm以下之波长的紫外光，该防尘薄膜组件在曝光装置内使用时，于防尘薄膜上便不易有异物析出。
若防尘薄膜上没有异物析出，便不会因为异物而产生散射现象，故能防止透光率降低。此现象的详细作用过程目前吾人还不是很清楚，吾人推测应该是因为对包含氟树脂的防尘薄膜照射220nm以下的UV光会让氟树脂的表面重组，即使会产生异物的气体或其他物质吸附到防尘薄膜表面上，也能防止防尘薄膜上累积异物。
对该防尘薄膜照射紫外光所使用的UV光源可使用能够照射220nm以下之波长的UV光源，例如，可照射出185nm之波长的光线的低压水银灯，包含160～220nm之波长的光线的重氢灯，准分子灯有可射出172nm之波长的光线的氙准分子灯，以及可照射出193nm之波长的光线的ArF雷射等。
亦即，在本发明中，对防尘薄膜照射220nm以下之波长的紫外光的步骤，宜从由低压水银灯、重氢灯、氙准分子灯以及ArF准分子雷射所构成的群组中选择至少1种紫外线光源，以照射出220nm以下之波长的紫外光线。
低压水银灯，是指在点灯中的水银蒸气压为1～10Pa左右者，以184.9nm、253.7nm的紫外光为主的光源。以低压水银灯照射紫外光，可照射出185nm之波长的紫外光。
重氢灯，是密封有重氢的氢放电管，从重氢灯可得到紫外光所有波长范围(160nm～400nm)的连续光谱。在本发明中，使用重氢灯作为紫外线照射光源，照射出160nm～220nm之波长的光线。
准分子雷射是使用稀有气体或卤素等混合气体产生雷射光的装置，藉由所使用的稀有气体、混合气体等，可振荡出特定的脉冲。
从氙准分子灯可照射出具有172nm之波长的紫外光，从ArF准分子雷射可照射出具有193nm之波长的紫外光。
紫外线光源并无特别限定，惟若从容易取得的观点来考量，则宜选用上述低压水银灯、重氢灯、氙准分子灯以及ArF准分子雷射，若从可涵盖较大照射面积这个观点考量，其中特别宜选用低压水银灯以及氙准分子灯。
紫外线的强度虽然没有特别的限定，但是宜为0.1μW/cm2～20mW/cm2。紫外线的照射强度宜在上述范围内以发挥紫外线的照射效果。
又，紫外线照射时间并无特别限定，惟宜经过某一程度的处理时间使效果达到饱和。又，若照射过多的紫外线，薄膜有可能会劣化。因此，若从防止薄膜劣化，让制造更简便的观点来考量，紫外线照射时间宜在发生效果的范围内越短越好。
在实际制作防尘薄膜组件的步骤中，宜根据所使用的紫外线强度，预先测量出效果饱和时间之后，再决定紫外线照射时间，或是将照射时间的目标值设定好之后，藉由调整紫外线强度等方式，设定紫外线强度以及照射时间。
防尘薄膜组件一般是以如下步骤制造。亦即，已溶解用来构成防尘薄膜之树脂的溶液滴在表面平滑的基板上，形成平均的液膜。让该液膜干燥形成树脂薄膜，从基板将树脂薄膜剥离，制得防尘薄膜。将剥离的防尘薄膜贴合在已涂布接合剂、粘着剂等的铝框架上，切断、去除掉框架外侧不要的薄膜，完成防尘薄膜组件。
本发明之防尘薄膜组件的制造方法宜依序包含以下步骤：(1)在基板上形成包含氟树脂的防尘薄膜；(2)从基板将防尘薄膜剥离；以及(3)对防尘薄膜照射220nm以下之波长的紫外光。
以下针对各步骤详述之。
(1)在基板上形成包含氟树脂的防尘薄膜的步骤
(氟树脂)
在本发明中，防尘薄膜包含氟树脂。防尘薄膜宜以氟树脂为主要成份，具体而言，涂布干燥之后的防尘薄膜宜80重量％以上为氟树脂，更宜90重量％以上为氟树脂，防尘薄膜更宜仅由氟树脂所构成。
氟树脂并无特别限定，可使用例如具备环状构造的全氟醚聚合物[商品名：旭硝子(股)制Cytop CTX-S]，或是四氟乙烯与具备环状全氟醚基之含氟单体二者的共聚物(商品名：Du Pont公司制铁氟龙AF1600)等。
又，该氟树脂也可以是含氟单体与其他单体的共聚物。
(基板)
形成防尘薄膜的基板(用来制造包含氟树脂之防尘薄膜的制膜基板)，只要是具备某种程度的刚性且表面平坦光滑的基板即可，可从习知基板中适当选用之。亦可适当选用例如青板玻璃或石英玻璃等的各种玻璃板，或在半导体制造中使用的单结晶硅晶圆等基板。
(防尘薄膜的制膜方法)
防尘薄膜，可使用各种***均的薄膜。
吾人宜利用旋涂法等方法将树脂溶液涂布到制膜基板上，再利用洁净烘箱等工具对各制膜基板加热，将溶媒干燥除去。如是在制膜基板上形成含氟树脂膜(防尘薄膜)。
在此，防尘薄膜的厚度并无特别限定，惟宜为0.1～20μm。从维持高透明性的观点考量，防尘薄膜的厚度宜很薄，但从保持强度的观点考量，具备某种程度的厚度仍是必要的。因此，半导体制造用防尘薄膜组件一般是6英吋大小，防尘薄膜的厚度宜为0.2μm～2μm，更大尺寸的液晶用防尘薄膜组件其防尘薄膜的厚度宜为1μm～10μm。
若防尘薄膜的厚度在上述范围内，其透明性以及强度较佳。
(2)从基板剥离防尘薄膜的步骤
从基板剥离防尘薄膜的步骤，只要以不会损害防尘薄膜的方式剥离即可，并无特别限定，例如可使用以胶布等工具在防尘薄膜的端面上贴合树脂制的框架，将该框架抬起，从制膜基板将防尘薄膜剥离，制得自立膜的方法。
又，在本发明中，可将防尘薄膜贴合在以下的防尘薄膜组件框架上以制得防尘薄膜组件。
(防尘薄膜组件框架)
本发明所使用的防尘薄膜组件框架，可根据遮罩的形状适当设计之，惟通常防尘薄膜组件框架的形状为环状、矩形形状或是正方形状，其尺寸大小能够覆盖设置在遮罩上的电路图案部。矩形状、正方形状的防尘薄膜组件框架的角部带有圆形也没关系。防尘薄膜组件框架的高度通常为1～10mm左右，宜为3～7mm左右。可使用例如铝或树脂等材质。
亦可在防尘薄膜组件框架的内面设置用来吸附尘埃的粘着剂。在将防尘薄膜组件固定到遮罩上时，为了消除防尘薄膜组件与遮罩所形成之密闭空间的内部与外部的气压差，亦可在防尘薄膜组件框架上设置连通孔，另外亦可再设置用来防止尘埃从该连通孔侵入的过滤器等构件。
(防尘薄膜组件)
将利用本发明之制膜方法所制得的含氟树脂膜当作防尘薄膜，并用接合剂将其设置在防尘薄膜组件框架上，形成防尘薄膜组件。在与防尘薄膜设置面相反该侧的防尘薄膜组件框架的端面上，设置用来将该防尘薄膜组件固定在遮罩上的接合剂或双面粘着胶布等，再设置保护薄膜，保护用来固定在该遮罩上的接合剂或双面粘着胶布等，之后，将其收纳于专用匣盒中保管，待于微影步骤中使用。
又，本发明之制造方法所制造的防尘薄膜组件，可使用于半导体制造用曝光装置或是液晶制造用曝光装置。
[实施例]
以下，是表示本发明的实施例，惟本发明并非仅限于该等实施例。
[实施例1]
将Cytop CTX-S[旭硝子(股)制]溶解于全氟三丁基胺中制得4％溶液，将其滴在硅晶圆上，利用旋涂法以760rpm的转速让晶圆旋转，使其在晶圆上扩散。之后在室温下经过30分钟的干燥，然后以180℃进行干燥，使其形成均匀薄膜。在其上贴合已涂布接合剂的铝框，剥离薄膜作为防尘薄膜。以强度为20mW/cm2的低压水银灯照射该防尘薄膜1分钟。
在表面经过氧皮铝处理的铝制框架(外寸：149mm×122mm×5.8mm)的表面上涂布薄膜接合剂，在底面涂布遮罩粘着剂。之后将薄膜接合剂侧与防尘薄膜贴合，切断框架外周围的薄膜，完成防尘薄膜组件。测量防尘薄膜的透光率发现其对193nm波长的光线为99.8％。
在此，透光率测量的定点大小为6mm
，若在该测量定点中产生异物，透光率会降低。
将该防尘薄膜组件贴合于光罩上，将附设该防尘薄膜组件的光罩置于内寸长宽各为200mm、高为100mm的密闭容器内保管。又在该密闭容器中封入硅氧树脂0.2g。放置1周之后取出光罩，将防尘薄膜组件从光罩剥离，在暗室中用密集光源观察防尘薄膜，确认并无异物析出。又测量防尘薄膜的透光率发现其对193nm波长的光线为99.8％，透光率并未发生变化。
[实施例2]
将Cytop CTX-S[旭硝子(股)制]溶解于全氟三丁基胺中制得4％溶液，将其滴在硅晶圆上，利用旋涂法以760rpm的转速让晶圆旋转，使其在晶圆上扩散。之后在室温下经过30分钟的干燥，然后以180℃进行干燥，使其形成均匀薄膜。在其上贴合已涂布接合剂的铝框，剥离薄膜作为防尘薄膜。以强度为1μW/cm2的重氢灯照射该防尘薄膜10秒钟。
在表面经过氧皮铝处理的铝制框架(外寸：149mm×122mm×5.8mm)的表面上涂布薄膜接合剂，在底面涂布遮罩粘着剂。之后将薄膜接合剂侧与防尘薄膜贴合，切断框架外周围的薄膜，完成防尘薄膜组件。测量防尘薄膜的透光率发现其对193nm波长的光线为99.8％。
将该防尘薄膜组件贴合于光罩上，将附设该防尘薄膜组件的光罩置于内寸长宽各为200mm、高为100mm的密闭容器内保管。又在该密闭容器中封入硅氧树脂0.2g。放置1周之后取出光罩，将防尘薄膜组件从光罩剥离，在暗室中用密集光源观察防尘薄膜，确认并无异物析出。又测量防尘薄膜的透光率发现其对193nm波长的光线为99.8％，透光率并未发生变化。
[实施例3]
将Cytop CTX-S[旭硝子(股)制]溶解于全氟三丁基胺中制得4％溶液，将其滴在硅晶圆上，利用旋涂法以760rpm的转速让晶圆旋转，使其在晶圆上扩散。之后在室温下经过30分钟的干燥，然后以180℃进行干燥，使其形成均匀薄膜。在其上贴合已涂布接合剂的铝框，剥离薄膜作为防尘薄膜。以强度为1mW/cm2的氙准分子灯照射该防尘薄膜10秒钟。
在表面经过氧皮铝处理的铝制框架(外寸：149mm×122mm×5.8mm)的表面上涂布薄膜接合剂，在底面涂布遮罩粘着剂。之后将薄膜接合剂侧与防尘薄膜贴合，切断框架外周围的薄膜，完成防尘薄膜组件。测量防尘薄膜的透光率发现其对193nm波长的光线为99.8％。
将该防尘薄膜组件贴合于光罩上，将附设该防尘薄膜组件的光罩置于内寸长宽各为200mm、高为100mm的密闭容器内保管。又在该密闭容器中封入硅氧树脂0.2g。放置1周之后取出光罩，将防尘薄膜组件从光罩剥离，在暗室中用密集光源观察防尘薄膜，确认并无异物析出。又测量防尘薄膜的透光率发现其对193nm波长的光线为99.8％，透光率并未发生变化。
[实施例4]
将Cytop CTX-S[旭硝子(股)制]溶解于全氟三丁基胺中制得4％溶液，将其滴在硅晶圆上，利用旋涂法以760rpm的转速让晶圆旋转，使其在晶圆上扩散。之后在室温下经过30分钟的干燥，然后以180℃进行干燥，使其形成均匀薄膜。在其上贴合已涂布接合剂的铝框，剥离薄膜作为防尘薄膜。以强度为1mW/cm2的ArF雷射光照射该防尘薄膜10秒钟。
在表面经过氧皮铝处理的铝制框架(外寸：149mm×122mm×5.8mm)的表面上涂布薄膜接合剂，在底面涂布遮罩粘着剂。之后将薄膜接合剂侧与防尘薄膜贴合，切断框架外周围的薄膜，完成防尘薄膜组件。测量防尘薄膜的透光率发现其对193nm波长的光线为99.8％。
将该防尘薄膜组件贴合于光罩上，将附设该防尘薄膜组件的光罩置于内寸长宽各为200mm、高为100mm的密闭容器内保管。又在该密闭容器中封入硅氧树脂0.2g。放置1周之后取出光罩，将防尘薄膜组件从光罩剥离，在暗室中用密集光源观察防尘薄膜，确认并无异物析出。又测量防尘薄膜的透光率发现其对193nm波长的光线为99.8％，透光率并未发生变化。
[比较例1]
将Cytop CTX-S[旭硝子(股)制]溶解于全氟三丁基胺中制得4％溶液，将其滴在硅晶圆上，利用旋涂法以760rpm的转速让晶圆旋转，使其在晶圆上扩散。之后在室温下经过30分钟的干燥，然后以180℃进行干燥，使其形成均匀薄膜。在其上贴合已涂布接合剂的铝框，剥离薄膜作为防尘薄膜。
在表面经过氧皮铝处理的铝制框架(外寸：149mm×122mm×5.8mm)的表面上涂布薄膜接合剂，在底面涂布遮罩粘着剂。之后将薄膜接合剂侧与防尘薄膜贴合，切断框架外周围的薄膜，完成防尘薄膜组件。测量防尘薄膜的透光率发现其对193nm波长的光线为99.8％。
将该防尘薄膜组件贴合于光罩上，将附设该防尘薄膜组件的光罩置于内寸长宽各为200mm、高为100mm的密闭容器内保管。又在该密闭容器中封入硅氧树脂0.2g。放置1周之后取出光罩，将防尘薄膜组件从光罩剥离，在暗室中用密集光源观察防尘薄膜，确认防尘薄膜表面析出复数个约1um的异物。又测量防尘薄膜的透光率发现其对193nm波长的光线为97.8％，确认透光率有所降低。
在比较例1中，一同被密封置入的硅氧树脂产生硅氧烷蒸气，该蒸气在防尘薄膜上产生并累积异物，使透光率降低。另一方面，如上所述，在对防尘薄膜照射220nm以下波长之紫外光的实施例1～4的防尘薄膜组件中，并未产生累积该等异物，透光率并未降低。
Claims (6)
1.一种防尘薄膜组件的制造方法，其特征为，包含：
照射步骤，其对包含氟树脂的防尘薄膜照射220nm以下之波长的紫外光。
2.如权利要求1所述的防尘薄膜组件的制造方法，其中，依序包含：
成膜步骤，其在基板上形成包含氟树脂的防尘薄膜；
剥离步骤，其从基板将防尘薄膜剥离；以及
照射紫外光步骤，其对防尘薄膜照射220nm以下之波长的紫外光。
3.如权利要求1或2所述的防尘薄膜组件的制造方法，其中，
该照射紫外光步骤，是利用低压水银灯照射包含185nm波长之光线的紫外光的步骤。
4.如权利要求1或2所述的防尘薄膜组件的制造方法，其中，
该照射紫外光步骤，是利用重氢灯照射包含160nm以上220nm以下波长之光线的紫外光的步骤。
5.如权利要求1或2所述的防尘薄膜组件的制造方法，其中，
该照射紫外光步骤，是利用氙准分子灯照射紫外光的步骤。
6.如权利要求1或2所述的防尘薄膜组件的制造方法，其中，
该照射紫外光步骤，是照射ArF准分子雷射光的步骤。
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