JP5722760B2 - ペリクル製造用キット - Google Patents

Description

本発明は、ＬＳＩ、超ＬＳＩなどの半導体装置あるいは液晶表示板を製造する際のリソグラフィー用マスク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の製造用キットに関する。

ＬＳＩ、超ＬＳＩなどの半導体製造又は液晶表示板などの製造においては、半導体ウエハー又は液晶用原板に光を照射してパターン作製するが、この場合に用いる露光原版にゴミが付着していると、このゴミが光を吸収したり、光を曲げてしまうために、転写したパターンが変形したり、エッジががさついたものとなるほか、下地が黒く汚れたりして、寸法、品質、外観などが損なわれるという問題があった。なお、本発明において、「露光原版」とは、リソグラフィー用マスク及びレチクルの総称である。

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、このクリーンルーム内でも露光原版を常に清浄に保つことが難しいので、露光原版の表面にゴミよけのための、露光用の光をよく通過させるペリクルを貼着する方法が取られている。
この場合、ゴミは露光原版の表面上には直接付着せずにペリクル膜上に付着するため、リソグラフィー時に焦点を露光原版のパターン上に合わせておけば、ペリクル膜上のゴミは転写に無関係となる。

ペリクルの基本的な構成は、ペリクルフレーム及びこれに張設したペリクル膜からなる。ペリクル膜は、露光に用いる光（ｇ線、ｉ線、ＫｒＦエキシマレーザー、ＡｒＦエキシマレーザー、Ｆ_２レーザー等）を良く透過させるニトロセルロース、酢酸セルロース、フッ素系ポリマーなどからなる。ペリクルフレームは、黒色アルマイト処理等を施したＡ７０７５、Ａ６０６１、Ａ５０５２などのアルミニウム合金、ステンレス鋼、ポリエチレンなどからなる。

ペリクルフレームの上部にペリクル膜の良溶媒を塗布し、ペリクル膜を風乾して接着する（特許文献１参照）か、アクリル樹脂、エポキシ樹脂やフッ素樹脂などの接着剤で接着する（特許文献２、特許文献３参照）。更に、ペリクルフレームの下部には露光原版に装着されるために、ポリブテン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂又はシリコーン樹脂等からなる粘着層、及び粘着層の保護を目的としたレチクル粘着剤保護用ライナーを設ける。

ペリクルフレームへの接着剤、粘着剤の塗布は刷毛塗り、スプレー塗布、ディップ、チューブやカートリッジからの押出し塗布、自動塗布装置による塗布等によって行われるが、精密に定量的に塗布できるということから自動塗布装置による塗布が最も適している。自動塗布装置としては、特許文献４に示される液体塗布装置等が利用され得る。

ペリクルは、露光原版の表面に形成されたパターン領域を囲むように設置される。ペリクルは、露光原版上にゴミが付着することを防止するために設けられるものであるから、このパターン領域とペリクル外部とはペリクル外部の塵埃がパターン面に付着しないように隔離されている。

近年、ＬＳＩのデザインルールはサブクオーターミクロンへと微細化が進んでおり、それに伴い、露光光線の短波長化が進んでいる。即ち、これまで主流であった、水銀ランプによるｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）から、ＫｒＦエキシマレーザー（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（１９３ｎｍ）、Ｆ_２レーザー（１５７ｎｍ）などに移行しつつある。露光光線の短波長化が進んで露光解像度が高くなると、これまでは問題とならなかった、パターンの歪や変形までもが歩留まりに影響を及ぼすことが懸念されている。パターンの歪や変形は、露光原版自体の歪や変形に拠るところが大きい。上記不具合の主原因に、ペリクル貼り付けに伴う歪み変形が挙げられる。
ペリクル貼り付けに伴う露光原版への悪影響は、ペリクル自体の変形や歪みが影響を与えることが分かっている。

ペリクル製造用ジグは、図３に見られるように、ペリクルフレーム１より十分に大きい四辺枠体５より成り、向かい合う一対の辺体に内方に延出するジグピン３を供えている。従来のペリクル製造用ジグは、図２に示すように、フレームハンドリングジグ穴２（以下、単に「ジグ穴」という。）の入口部分に、ジグ穴の径よりも太いテーパー形状に加工されたジグピン３のピン先を差し込み、ペリクルフレーム１の位置決め、固定をしていた。

しかしながら、このような従来のペリクル製造用ジグを用いた方法では、ペリクルフレームの良好な位置決めを行いながら、ペリクルフレームを固定することは可能であったが、ペリクルフレームの歪みを考慮して、ジグピンによる把持の強度を下げた場合、ペリクルフレームが落下してしまう可能性が高かった。

そのため、上記のようなペリクルフレームの落下を避けるためには、ペリクルフレームを押し付ける方向の力を強める必要があり、その結果、このような状況で製造されたペリクルは、ペリクルフレームの変形、歪みが生じたり、ペリクルの平坦度なども不安定になりやすかった。

特開昭５８−２１９０２３号公報 米国特許第４８６１４０２号明細書 特公昭６３−２７７０７号公報 特開平７−２４３９０号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、すなわち、本発明が解決しようとする課題は、変形や歪みを低減したペリクルを製造するのに適したペリクル製造用ジグとペリクルフレームより構成されるペリクルキットを提供することにある。

本発明のペリクル製造用ペリクルキット１は、ペリクルフレーム１のジグ穴２にジグピン３を差し込み、ペリクルフレーム１を固定するペリクル製造用キットであって、ジグピンの先端頭部分を、ジグ穴の奥部に設けられたテーパー部４のテーパー面に当接させて、該テーパー面を押圧することにより、ペリクルフレームを固定するペリクル製造用キットである。（図３参照）

本発明のペリクル製造用キットによれば、ジグピンの先端頭部分及び胴部分がジグ穴の内部に差し込まれるため、不慮の状態が発生してもペリクルフレームが落下する可能性は極めて低い。さらにジグ穴径よりも十分細いジグピンを採用しているため、若干のペリクルフレームの伸縮、位置の個体差があっても、ジグピンは、ジグ穴奥部のテーパー部分以外で接触することは無く、ジグピンがペリクルフレームに無駄な力を伝達することは無い。そのため、ペリクルフレームを固定する力を必要最小限に弱めることができ、ペリクル製造時のペリクルフレーム変形、歪みを低減できる。

本発明のペリクル製造用ジグの使用態様を示す説明断面図である。 従来のペリクル製造用ジグの使用態様を示す説明断面図である。 本発明のペリクル製造用キットを示す説明図である。

以下に、図面を参照しながら、本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明のペリクル製造用ジグのジグピン３をペリクルフレーム１のジグ穴２に差し込み、ジグ穴２の奥部に設けられたテーパー部のテーパー面４に、ジグピン３の先端頭部分を当接させて、ジグピン３をペリクルフレーム１に押圧した状態を示す。
通常、ペリクルフレームには、１つの長辺にジグ穴が２個設けられており、ジグ穴の大きさは１．６ｍｍφで、ジグ穴の奥部は１２０°のテーパー部となっている。このテーパー部は、図１に示すように、ジグ穴奥部の先端に向かうにしたがい、漸次外径が減少する先細り状となっている。また、ジグ穴の入口からテーパー部までの長さは、通常、０．８〜１．３ｍｍである。本発明のペリクル製造用キットに使用されるペリクルフレームは、上記のものに限定されないが、図１に示すように、少なくともジグ穴の奥部に先細り状のテーパー部を有することが前提となる。

本発明のペリクル製造用キットは、ジグに取り付けられたジグピンの先端頭部分を、ジグ穴の奥部に設けられたテーパー部のテーパー面に当接させて、該テーパー面を押圧することにより、ペリクルフレームを固定するものであり、そのジグピンの先端頭部分が完全にジグ穴に入ってしまうため、ジグピンのピン可動部分のバネ（図示省略）を弱く設定しても、従来のペリクル製造用ジグ、すなわち、図２に示したような、ペリクルフレームのジグ穴入口部分にジグピンのテーパー先端頭部分を差し込むだけの構造のものと比較して、ペリクルフレーム落下の危険性は非常に低くなる。

本発明のペリクル製造用キットにおいて、ジグピンの先端頭部分の形状は、ジグ穴の奥部に設けられたテーパー部のテーパー面に当接させることができる形状であれば特に限定されないが、ペリクルフレームやペリクル穴を傷つけないようにする観点から、Ｒ形状とすることが好ましい。

また、ジグピンの先端頭部分の形状は、半球状とすることが、加工精度管理の観点から、特に好ましい。

本発明のペリクル製造用キットにおいて、ジグピンの胴部分の形状は特に限定されないが、一般的には円柱状である。

ジグピンの胴部分の太さは、ジグ穴内に差し込むことができるよう、ジグ穴の入口の径よりも小さいことが必要であるが、特には、ジグ穴の入口の径よりも０．５ｍｍ以上細く、また、ペリクルフレームをジグピンで固定した時に、ジグ穴とジグピンの胴部分との間の間隙が、０．２ｍｍ以上であることが好ましい。

本発明のペリクル製造用キットにおいて、ジグピンの数はペリクルフレームを安定的に固定できる限り特に限定されるものではないが、好ましくは、ペリクルフレームの長辺に設けられたジグ穴に差し込むジグピンを、ジグの向かい合う一対の辺体の一辺体あたり２本以上有し、そのうち一方の辺体の少なくとも２本のジグピンが、ジグピンの長さ方向に対して伸縮可能且つ長さ復元的な可動ピンであることが好ましい。

本発明のジグを用いてペリクルフレームを固定する場合、前記可動ピンに加えられるバネ加重は、ペリクルフレームに対して１．０ｇ以下とすることができる。
従来のペリクル製造用キットの場合、可動ピンの可動部分のバネ強度は、１ｍｍ押し込んだ際に約１ｇ程度は必要だったが、本発明のピン構造の場合、０．５ｇまで低下させても、ペリクルフレームの落下の心配はない。なお、必要に応じて、さらにバネ強度を低下させて、ペリクルフレーム変形の影響を排除することも可能である。

ペリクルの製造工程では、必要に応じて、ペリクルフレームを加熱することがある。一般的な半導体ペリクル（例えば、ジグ穴が１０４ｍｍピッチで設けてある）の場合、１５０℃程度まで加熱した場合、ペリクルフレームが長さ方向に約０．３ｍｍ伸びる。
従来のペリクル製造用キットのジグピンでペリクルフレームを固定した場合、先端頭部分にテーパーを形成したジグピンがペリクルフレームのジグ穴入口部分で強固に把持しているため、ペリクルフレームの長辺方向に伸びる動きを阻害し、その結果、ペリクルフレームの変形が発生していた。

しかしながら、本発明のジグを使用した場合、ペリクルフレーム落下に対するマージンが大きいため、可動ピンのバネを弱くして把持強度を低くすることができ、過加熱等によりペリクルフレームが長辺方向に伸びようとした場合、０．３ｍｍ程度の変動であれば、ジグ穴に対してジグピンの太さが十分余裕があるため、ペリクルフレームの長辺方向に伸びる動きを阻害することは殆どない。
これにより、ペリクルフレームに無駄な力がかかることが少なく、従来のペリクル製造用ジグを使用したときのような、ペリクルフレームの変形は本発明のペリクル製造用キットの場合、殆ど見られない。

以下に、実施例によって、本発明を詳細に説明する。
ペリクルフレームの変形は、フレームの一環面を含む平面方向の変形と、平坦度の変形の２つによって測定・評価を実施した。平面方向の変形は、ペリクルフレームの長辺中点間と短辺中点間の各寸法を測定して評価した。平坦度に関しては、ペリクルフレームの４つのコーナーと４つの辺の中点の合計８箇所を測定することで得られた仮想平面に対して、各測定点がどれだけ外れているかを数値化し、それらの数値の平均値として評価した。

［実施例１］
ペリクルフレームとして、アルミニウム合金（ＪＩＳ Ａ７０７５）で、フレーム外寸１５０ｍｍ×１２２ｍｍ×３．５ｍｍ、フレーム厚さ（高さ）２ｍｍの黒色アルマイトを施したフレームを用意した。それぞれのフレーム長辺外壁面にハンドリング用ジグ穴をフレーム長辺センター振り分けで１０４ｍｍピッチ、ペリクル膜接着剤塗布端面（環面）から１．７５ｍｍとなる位置に、穴径１．６ｍｍφ、深さ１．２ｍｍのジグ穴（１２０°のテーパー形状）を設けた。このフレーム寸法を、画像測定装置を使って測定したところ、長辺中点間の寸法が１２２．０１ｍｍ、短辺中点間の寸法が１４９．９８ｍｍであった。

さらに、このペリクルフレームの平坦度を、（株）ミツトヨ製の３次元測定器：ＢＨ５０６(商品名)で測定したところ、６μｍであった。胴部分の太さが０．８ｍｍ、先端頭部分の形状が半径０．４ｍｍの球状であるジグピンを有する本発明のジグに、前記ペリクルフレームをセットした。このペリクル製造用キットのジグピンは、片側２本が可動ピンになっており、ペリクルフレームをセットした際、可動ピンがジグ穴奥に達してから０．５ｍｍほど押し込まれるように調整した。可動ピンのバネ加重は、０．５ｍｍ押し込んだ状態で０．３ｇであった。

このジグに前記ペリクルフレームをセットして、従来のペリクル製造工程にしたがって、マスク接着剤を塗布して６０分静置後、高周波誘導加熱装置で１５０℃に加熱して乾燥を行った。膜接着剤を塗布乾燥後、ペリクル膜を貼り合せてペリクルを完成させた。完成後のペリクルからマスク接着剤を剥離して、画像測定装置で長辺中点間と短辺中点間の各寸法を測定したところ、それぞれ１２２．００ｍｍ、１４９．９９ｍｍであった。さらに、（株）ミツトヨ製の３次元測定器：ＢＨ５０６(商品名)を使用して平坦度を測定したところ、９μｍであった。

［実施例２］
実施例１と同様にペリクルフレームを準備し、調整されたペリクル製造用ジグをセットした。実施例２では、ペリクル製造用ジグの可動ピンのバネ加重を０．６ｇに調整した。実施例２で用いたペリクルフレームの長辺中点間と短辺中点間の各寸法を測定したところ、それぞれ１２２．００ｍｍ、１４９．９９ｍｍであった。また、平坦度を測定したところ、５μｍであった。
そして、上記ペリクルフレームを実施例１と同様に、ペリクル製造工程に流した後、ペリクルフレームの長辺中点間と短辺中点間の各寸法、平坦度を測定したところ、それぞれ１２１．９８ｍｍ、１５０．００ｍｍ、平坦度９μｍであった。

［参考例］
実施例１、２と同様にペリクルフレームを準備し、調整されたペリクル製造用
ジグにセットした。参考例では、当該ジグの可動ピンのバネ加重を１．０ｇに調整した。参考例で用いたペリクルフレームの長辺中点間と短辺中点間の各寸法を測定したところ、それぞれ１２２．０１ｍｍ、１５０．００ｍｍであった。また、平坦度を測定したところ、６μｍであった。
そして、上記ペリクルフレームを実施例１、２と同様に、ペリクル製造工程に流した後、ペリクルフレームの長辺中点間と短辺中点間の各寸法、平坦度を測定したところ、それぞれ１２１．９８ｍｍ、１５０．２０ｍｍ、平坦度１１μｍであった。

［比較例１］
実施例１〜３と同様にペリクルフレームを準備した。比較例１で使用するペリクル製造用ジグのジグピンは、胴部分の太さが２ｍｍφ、先端頭部分は、母線の頂点での交わり角度が９０°になるような、円錐形状の可動ピンを使用した。また、該可動ピンのバネ加重は０．６ｇに調整してペリクルフレームをセットした。

比較例１で使用したペリクルフレームの長辺中点間と短辺中点間の各寸法を測定したところ、それぞれ１２２．０１ｍｍ、１５０．００ｍｍであった。また、平坦度を測定したところ、６μｍであった。
そして、上記ペリクルフレームを実施例１〜３と同様に、ペリクル製造工程に流した後、ペリクルフレームの長辺中点間と短辺中点間の各寸法、平坦度を測定したところ、それぞれ１２１．９６ｍｍ、１５０．２０ｍｍ、平坦度１５μｍであった。

［比較例２］
比較例１と同様にペリクルフレーム、ペリクル製造用ジグを準備した。ペリクル製造用ジグの可動ピンのバネ加重を１．０ｇに調整した。
比較例２で使用したペリクルフレームの長辺中点間と短辺中点間の各寸法を測定したところ、それぞれ１２２．０２ｍｍ、１５０．００ｍｍであった。また、平坦度を測定したところ、５μｍであった。
そして、上記ペリクルフレームをペリクル製造用ジグにセットして、比較例１と同様にペリクル製造工程に流した後、ペリクルフレームの長辺中点間と短辺中点間の各寸法、平坦度を測定したところ、それぞれ１２１．９５ｍｍ、１５０．２０ｍｍ、平坦度２１μｍであった。

［評価］
実施例、比較例の結果から、可動ピンのバネ加重が小さいほど、ペリクルフレームの変形量、平坦度の悪化が低く抑えられることが確認された。
本発明のペリクル製造用ジグのジグピンの形状は、ペリクルフレームのジグ穴に完全に収まってしまうため、落下の不安が無く、従来のペリクル製造用ジグものと比較して、可動ピンのバネ加重を小さくしやすい。したがって、本発明のペリクル製造用キットによれば、ペリクルフレームを固定する際の変形や歪みを少なくできることが確認された。

また、可動ピンのバネ加重が同じでも、ジグピンの先端頭部分が半球状でペリクルフレームのジグ穴の奥部でペリクルフレームを把持する本発明のペリクル製造用キットの方が、ペリクルフレームのジグ穴入口部分をテーパーピンで把持する比較例のものよりも、ペリクルフレームの変形量、平坦度の悪化が低く抑えられることも確認された。

１：ペリクルフレーム
２：フレームハンドリングジグ穴
３：ジグピン
４：テーパー面
５：ジグの枠体

Claims (4)

1. ジグ穴を有したペリクルフレームと該ペリクルフレームのジグ穴に差し込みペリクルフレームを固定するジグピンを有したジグより成るペリクル製造用キットであって、前記ペリクルフレームの１つの長辺に設けられたジグ穴に差し込むジグピンが２本以上あり、そのうちの少なくとも２本のジグピンが、ジグピンの長さ方向に対してバネにより伸縮可能で且つ長さ復元的可動ピンであり、該可動ピンのバネ加重は、０．５ｍｍ押し込んだ状態で０．３―０．６ｇであり、該ジグピンの胴部分の太さが、該ジグ穴の入口の径よりも０．５ｍｍ以上細く、該ジグピンの先端頭部分の形状がＲ形状であり、該ジグピンの先端頭部分を、ジグ穴の最奥部に設けられたテーパー部のテーパー面に当接させて、該テーパー面を押圧することにより、ペリクルフレームを固定するペリクル製造用キット。
2. ジグピンの先端頭部分の形状が、半球状である請求項１に記載のペリクル製造用キット。
3. ジグピンの胴部分の形状が、円柱状である請求項１又は２に記載のペリクル製造用キット。
4. ペリクルフレームをジグピンで固定した時に、ジグ穴とジグピンの胴部分との間の間隙が、少なくとも０．２ｍｍである請求項１〜３のいずれか１項に記載のペリクル製造用キット。

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