TW202032284A - 光蝕刻用防塵薄膜及具備該防塵薄膜之防塵薄膜組件 - Google Patents
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Abstract
本發明之目的是提供即使不設支撐框亦具有足夠之強度的防塵薄膜及具備該防塵薄膜之防塵薄膜組件。
本發明是一種光蝕刻用防塵薄膜及一種光蝕刻用防塵薄膜組件,該光蝕刻用防塵薄膜是張設於防塵薄膜框架之一端面的防塵薄膜,由主層、及該主層之單面或兩面具有的石墨烯構成,該光蝕刻用防塵薄膜組件由防塵薄膜及防塵薄膜框架構成,且該防塵薄膜藉由接著劑或黏著劑設於該防塵薄膜框架之上端面,該防塵薄膜由主層、及該主層之單面或兩面具有的石墨烯構成。
Description
本發明是有關於使用作為製造半導體元件、IC封裝、印刷基板、液晶顯示器或有機EL顯示器等時的防塵器之防塵薄膜組件。
近年,LSI之設計規則已發展細微化至分季微米,曝光光源之短波長化隨此有所發展。即,曝光光源從水銀燈之g射線(436nm)、i射線(365nm)轉變成KrF準分子雷射(248nm)、ArF準分子雷射(193nm)等,還檢討了使用主波長13.5nm之EUV(Extreme Ultra Violet:極紫外線)光的EUV曝光。
在LSI、超LSI等半導體製造或液晶顯示板之製造中,對半導體晶圓或液晶用原版照射光而製作圖形,當灰塵附著於此時所使用之微影技術用光罩(以下亦僅稱為「光罩」)及倍縮式光罩(以下統稱記載為「曝光原版」)時,因此灰塵吸收光或使光彎曲,而有除了會使轉印之圖形變形或邊緣變粗糙外,還會使基底污黑等,損害尺寸、品質、外觀等之問題。
該等作業通常在無塵室進行,即便如此,仍不易將曝光原版一直保持乾淨。是故,一般採用於曝光原版表面貼附防塵薄膜組件作為防塵器後進行曝光之方法。此時,由於異物不直接附著於曝光原版之表面而是附著於防塵薄膜組件上,故進行微影技術時,只要將焦點對準在曝光原版之圖形上,防塵薄膜組件上之異物便與轉印無關。
此防塵薄膜組件之基本結構是於防塵薄膜框架之上端面張設對用於曝光之光的透射率高的防塵薄膜,並且於下端面形成有氣密用墊片。氣密用墊片一般使用黏著劑層。防塵薄膜由使在曝光所用之光(水銀燈之g射線(436nm)、i射線(365nm)、KrF準分子雷射(248nm)、ArF準分子雷射(193nm)等)良好地透過之硝化纖維素、醋酸纖維素、氟系聚合物等構成,在EUV曝光用方面,防塵薄膜則檢討了極薄矽膜及碳膜。
然而,極薄矽膜非常易碎,而有在製造中及使用中破損之可能性高的缺點,在專利文獻1提供了藉單晶矽膜具備多孔質支撐框而具足夠之強度的防塵薄膜組件,但可知在此技術中,上述支撐框於進行微影技術時會產生陰影而造成不良影響。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利公開公報2010-256434號
[發明欲解決之問題]
本發明鑑於上述情況而作成,其目的在於提供不需設支撐框而具有足夠之強度的防塵薄膜及具備該防塵薄膜之防塵薄膜組件。
[解決問題之手段]
本案發明人針對張設於防塵薄膜框架之一端面的防塵薄膜,瞭解到將上述防塵薄膜構造成以用於SOI基板之SOI層的單晶矽等作為主層,並於此主層之單面或雙面具有石墨烯,且防塵薄膜組件具備此防塵薄膜,結果可將EUV透射率維持高值,在上述防塵薄膜組件之製作當中無防塵薄膜之破損而具有足夠之機械強度,而終至構成本發明。
因而,本發明提供下述防塵薄膜組件。
1.一種光蝕刻用防塵薄膜,其是張設於防塵薄膜框架之一端面的防塵薄膜,由主層、及該主層之單面或兩面具有的石墨烯構成。
2.如該1之光蝕刻用防塵薄膜,其中,該主層是單晶矽。
3.一種光蝕刻用防塵薄膜組件,其由防塵薄膜及防塵薄膜框架構成,且該防塵薄膜藉由接著劑或黏著劑設於該防塵薄膜框架之上端面,該防塵薄膜由主層、及該主層之單面或兩面具有的石墨烯構成。
[發明之效果]
根據本發明之防塵薄膜,可使EUV透射率高,即使不需設支撐框,亦具有足夠之機械強度。
[用以實施發明之形態]
以下,就本發明,更詳細地說明。
本發明之防塵薄膜由主層、及該主層之單面或兩面具有的石墨烯構成。
上述石墨烯一般由一層蜂巢晶格之碳原子構成。此蜂巢構造賦予石墨烯機械強度。再者,因石墨烯為一層原子這樣的薄度,而具有高EUV透過性。
防塵薄膜之主層的材質無特別限制,以對EUV波長帶的光之透過性高的材質為佳。當中吸收係數最小之單晶矽因可期待高透射率這點而宜採用。
當令防塵薄膜之主層為單晶矽層時,可使用具有SOI層之SOI基板。即,SOI基板具有於Si基板與表面Si層(SOI層)之間***絕緣體之SiO2
層的構造。此SOI基板可使用例如將以CZ法結晶成長之單晶矽晶圓彼此之間隔著SiO2
之氧化膜貼合而製作的SOI基板。舉例而言,圖1(B)係具有Si基板45、SOI層41、及絕緣體層(BOX層)42之SOI基板40的概略截面圖。
使石墨烯10轉印至此SOI基板40之SOI層41的表面。石墨烯可藉CVD(Chemical Vapor Deposition:化學氣相沈積)法形成於Ni箔或Cu箔等基材上,舉例而言,圖1(A)顯示形成於Ni箔或Cu箔等基材20上之石墨烯10的積層構造。一般而言,可於Ni箔形成多層石墨烯,可於Cu箔上形成單層石墨烯。又,亦可預先將熱剝離片30貼附於此石墨烯10。此時,以蝕刻去除基材20,將附著有熱剝離片30之石墨烯10貼附於SOI基板40之SOI層41的表面後,去除該熱剝離片30,藉此,可將石墨烯10轉印至SOI層41上。
又,雖未特別圖示,但亦可於形成在Ni箔或Cu箔之表面的石墨烯塗佈丙烯酸樹脂(以下亦稱為「PMMA樹脂」。)後,以蝕刻去除Ni箔或Cu箔基材,將含有石墨烯之丙烯酸樹脂層貼附於SOI基板,之後,使丙烯酸樹脂層溶解,藉此,將石墨烯轉印至SOI基板之SOI層上。
在本發明使用之石墨烯的層構造可為一層,亦可在不對微影技術造成影響之範圍堆疊成多層。多層時,亦可預先將石墨烯形成多層,轉印至基板。為了不使EUV透射率惡化,石墨烯宜為一層。
具有如此進行而得之轉印了石墨烯的SOI層之SOI基板具有圖1(C)所示之截面構造。接著,為獲得所期之防塵薄膜而去除預定區域之矽基板(Si基板)。舉例而言,藉採用以矽DRIE(Silicon Deep Reactive Ion Etching:矽深反應離子蝕刻)法所行之乾蝕刻法或以NaOH所行之濕蝕刻法,可去除預定區域之Si基板,而獲得圖1(D)所示之狀態。在該等方法中,也為了不對石墨烯造成藥液引起之損傷,而以乾蝕刻法為佳。具體而言,如圖2(C)、(D)及(E)之程序所示,藉於Si基板45上將蝕刻光罩60圖形化後,去除未被遮蔽之預定區域的Si基板而殘留之包圍防塵薄膜的Si框(圖2(E)之符號45)可僅使用作為用以製造防塵薄膜之支撐框,亦可使用作為防塵薄膜框架。
接著,藉以稀釋氫氟酸溶液所行之處理(以下亦稱為「HF處理」。)去除防塵薄膜之SiO2
層,可獲得附著有石墨烯之防塵薄膜。亦可於附著有石墨烯之防塵薄膜的未具備石墨烯之側使用熱剝離片來設石墨烯,而於防塵薄膜之兩面具備石墨烯。藉於兩面具備石墨烯,可更提高防塵薄膜之機械強度,而使防塵薄膜組件使用當中防塵薄膜破損之可能性減低。
一般之防塵薄膜組件由防塵薄膜框架、防塵薄膜、防塵薄膜接著層、光罩基板或曝光原版之黏著層(以下稱為光罩黏著層)、通氣孔、過濾器等構成。又,通常為保護光罩黏著層之表面,而安裝隔離膜。
於防塵薄膜安裝防塵薄膜框架時,可使用接著劑。具體而言,可舉例如丙烯酸樹脂接著劑、環氧樹脂接著劑、矽樹脂接著劑、含氟之矽接著劑等氟聚合物等為例。當中從耐熱性之觀點而言,宜為矽接著劑。接著劑依需要以溶媒稀釋,塗佈於防塵薄膜框架之上端面。此時之塗佈方法可採用刷塗、噴塗、自動分注器等所行之方法。
用以將防塵薄膜組件裝設於光罩基板之光罩黏著層可以雙面黏著帶、矽系黏著劑、丙烯酸系黏著劑等眾所皆知之黏著劑形成。通常於防塵薄膜框架之下端面形成光罩黏著層,進一步將隔離膜貼附成可剝離。
防塵薄膜框架之材質無特別限制,可使用眾所皆知之材質。由於EUV用防塵薄膜框架有曝露在高溫之可能性,故以熱膨脹係數小之材料為佳。可舉例如Si、SiO2
、SiN、石英、銦鋼、鈦、鈦合金等為例,當中從加工容易性及輕量而言,以鈦或鈦合金為佳。
為因應防塵薄膜框組件內外之氣壓變化,亦可於防塵薄膜框架設通氣口或缺口部。此時,為防止使異物透過通氣部通過,亦可具有過濾器。
可於上述防塵薄膜框架之光罩側黏著劑的下端面貼附用以保護黏著劑之離型層。此離型層(隔離膜)之材質無特別限制,可使用例如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷氧基醚共聚物(PFA)、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)等。又,亦可按光罩黏著層之黏著力,將矽系離型劑或氟系離型劑等離型劑塗佈於隔離膜之表面。此隔離膜亦可藉防塵薄膜組件收納容器或防塵薄膜組件支撐方法等辦法省略。
圖3顯示本發明之防塵薄膜組件1的一例。防塵薄膜3藉防塵薄膜接著層5接著、張設於防塵薄膜框架2之上端面。此外,此防塵薄膜詳而言之,形成有石墨烯10,具有上述圖1(E)所示之截面構造。又,於防塵薄膜框架2之下端面設有用以裝設於光罩(未特別圖示)之光罩黏著劑4。又,符號6係形成於上述框架之下端側的通氣孔。
以下,顯示實施例及比較例,具體地說明本發明,本發明不限下述實施例。
[實施例1]
使用了於直徑200mm、厚度725μm之矽基板上隔著膜厚200nm之矽熱氧化膜貼附有由厚度50nm之單晶矽構成的SOI層之SOI基板。
準備以CVD法形成了單層石墨烯之Cu箔,將在100℃黏著力會消失之熱剝離片貼合於單層石墨烯側。以蝕刻去除Cu箔後,藉以純水清洗而於熱剝離片上設有單層石墨烯。
於SOI基板之SOI層上的整面貼合附著有單層石墨烯之熱剝離片,加熱至100℃,藉此,去除熱剝離片,而將單層石墨烯轉印至SOI層上。
接著,以機械加工切削成外尺寸149mm×115mm之長方形。在矽基板側於中心部之145mm×111mm的長方形以外之外周部將蝕刻光罩圖形化後,以矽DRIE法所行之乾蝕刻法,蝕刻了未被遮蔽之中心部的矽基板。
然後,施行HF處理,去除中心部之矽熱氧化膜層後,以純水充分清洗,而製作了由單晶矽(主層)及該主層之單面具有的單層石墨烯構成之防塵薄膜。又,將殘留之矽基板使用作為防塵薄膜框架。藉於防塵薄膜框架之未附著膜的端面塗佈光罩黏著劑,而完成防塵薄膜組件。
在此防塵薄膜組件未檢查出防塵薄膜之破損。
[實施例2]
與上述實施例1同樣地,使用了熱剝離片將單層石墨烯轉印至SOI基板之SOI層上的整面。
於矽基板側,在從外緣往內側10mm之範圍,將蝕刻光罩圖形化,以矽DRIE法所行之乾蝕刻法,蝕刻了未被遮蔽之部分的矽基板。
接著,進行HF處理,去除中心部之矽熱氧化膜層後,以純水充分清洗,而製作了由單晶矽(主層)及該主層之單面具有的石墨烯構成之防塵薄膜。
使用了矽接著劑(信越化學工業(股)製、KE-101A/B),使下端面具有光罩黏著劑之外尺寸149mm×115mm×2.5mm、內尺寸145mm×111mm×2.5mm的鈦製防塵薄膜框架接著於防塵薄膜的具有石墨烯之側。
以機械加工切除多餘之防塵薄膜,而完成了防塵薄膜組件。
在此防塵薄膜組件未檢查出防塵薄膜之破損。
[實施例3]
與上述實施例1同樣地,使用了熱剝離片將單層石墨烯轉印至SOI基板之SOI層上的整面。
於矽基板側,在從外緣往內側10mm之範圍,將蝕刻光罩圖形化,以矽DRIE法所行之乾蝕刻法,蝕刻了未被遮蔽之部分的矽基板。
接著,進行HF處理,去除中心部之矽熱氧化膜層後,以純水充分清洗,而製作了附著有單層石墨烯之單晶矽膜。
進一步,藉將附著有單層石墨烯之熱剝離片貼合於上述附著有石墨烯之單晶矽膜的單晶矽側,加熱至100℃而去除熱剝離片,藉此,轉印了單層石墨烯。結果,製作了由單晶矽膜(主層)、與形成於該主層之上端面及下端面兩面的石墨烯構成之防塵薄膜。
使用矽接著劑(信越化學工業(股)製、KE-101A/B),使下端面具有光罩黏著劑之外尺寸149mm×115mm×2.5mm、內尺寸145mm×111mm×2.5mm的鈦製防塵薄膜框架接著於上述防塵薄膜。
以機械加工切除多餘之防塵薄膜,而完成了防塵薄膜組件。
在此防塵薄膜組件未檢查出防塵薄膜之破損。
[實施例4]
使用了於直徑200mm、厚度725μm之矽基板上隔著膜厚100nm之矽熱氧化膜貼附有由厚度50nm之單晶矽構成的SOI層之SOI基板。
於以CVD法形成於Cu箔上之單層石墨烯上塗佈PMMA樹脂。之後,以蝕刻溶解Cu箔,以純水清洗,藉此,於PMMA樹脂上獲得了單層石墨烯。將此附著有單層石墨烯之PMMA樹脂貼合於SOI基板,而於SOI基板上設有單層石墨烯。
於矽基板側,在從外緣往內側10mm之範圍,將蝕刻光罩圖形化,以矽DRIE法所行之乾蝕刻法,蝕刻了未被遮蔽之部分的矽基板。
接著,進行HF處理,去除中心部之矽熱氧化膜層後,以丙酮溶解PMMA層,以純水清洗,藉此,獲得了由單晶矽(主層)及形成於該主層之單面的單層石墨烯構成之防塵薄膜。
使用矽接著劑(信越化學工業(股)製、KE-101A/B),使下端面具有光罩黏著劑之外尺寸149mm×115mm×2.5mm、內尺寸145mm×111mm×2.5mm的鈦製防塵薄膜框架接著於上述防塵薄膜的具有石墨烯之側。
以機械加工切除多餘之防塵薄膜,而完成了防塵薄膜組件。
在此防塵薄膜組件未檢查出防塵薄膜之破損。
[實施例5]
與上述實施例4同樣地,準備了於PMMA樹脂上貼合有單層石墨烯之SOI基板。
於矽基板側,在從外緣往內側10mm之範圍,將蝕刻光罩圖形化,以DRIE,蝕刻了未被遮蔽之部分的矽基板。
接著,進行HF處理,去除了中心部之矽熱氧化膜層。純水清洗後,將附著有單層石墨烯之PMMA樹脂於單晶矽側貼合成石墨烯附著於單晶矽膜側。最後,以丙酮溶解PMMA層,純水清洗後,製作了由單晶矽膜(主層)與形成於該主層之上端面及下端面兩面的單層石墨烯構成之防塵薄膜。
使用矽接著劑(信越化學工業(股)製、KE-101A/B),使下端面具有光罩黏著劑之外尺寸149mm×115mm×2.5mm、內尺寸145mm×111mm×2.5mm的鈦製防塵薄膜框架接著於上述防塵薄膜。
以機械加工切除多餘之防塵薄膜,而完成了防塵薄膜組件。
在此防塵薄膜組件未檢查出防塵薄膜之破損。
[比較例1]
除了SOI基板不具石墨烯以外,以與實施例1相同之方式嘗試了防塵薄膜之製作。結果,以HF處理嘗試了矽熱氧化膜層之去除,在蝕刻中途膜有破損。
1:防塵薄膜組件
2:防塵薄膜框架
3:防塵薄膜
4:光罩黏著劑
5:防塵薄膜接著層
6:通氣孔
10:石墨烯
20:基板(Cu箔等)
30:熱剝離片
40:SOI基板
41:SOI層
42:絕緣體層(BOX層)
45:Si基板
60:蝕刻光罩
圖1(A)~(E)係用以說明製作本發明的防塵薄膜之際的一例之說明圖。
圖2(A)~(E)係用以說明製作本發明的防塵薄膜之際的另一例之說明圖。
圖3係顯示具有本發明之防塵薄膜的防塵薄膜組件之實施形態的示意圖,(A)是從下端面側觀看之圖,(B)是從短邊外側面側觀看之圖。
Claims (3)
- 一種光蝕刻用防塵薄膜,張設於防塵薄膜框架之一端面,由主層、及該主層之單面或兩面具有的石墨烯構成。
- 如申請專利範圍第1項之光蝕刻用防塵薄膜,其中, 該主層是單晶矽。
- 一種光蝕刻用防塵薄膜組件,由防塵薄膜及防塵薄膜框架構成,且該防塵薄膜藉由接著劑或黏著劑設於該防塵薄膜框架之上端面,該防塵薄膜由主層、及該主層之單面或兩面具有的石墨烯構成。
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