JP6004582B2 - ペリクル - Google Patents

Description

本発明は、半導体デバイス、ICパッケージ、プリント基板、液晶ディスプレイ又は有機EL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などのペリクルに関する。

ＬＳＩ、超ＬＳＩなどの半導体製造又は液晶ディスプレイ等の製造においては、半導体ウェハー又は液晶用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又はレチクル（以下、単にフォトマスクと記述する）にゴミが付着していると、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するなど、寸法、品質、外観など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ので、フォトマスク表面にゴミ除けとしてペリクルを貼り付けした後に露光を行っている。この場合、異物はフォトマスクの表面には直接付着せず、ペリクル上に付着するために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。

一般に、このようなペリクルは、ペリクルフレームとペリクル膜で構成されているが、ペリクルを構成するペリクルフレームの下端には、ペリクルをフォトマスクに接着させるために、ポリブテン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等からなる粘着層および粘着層の保護を目的とした離型層（セパレータ）が形成されている。

一方、ペリクルフレームの他方の面にはペリクル膜が接着されているが、このペリクル膜は、一般に、光を良く透過させるセルロースエステル又はフッ素樹脂などの材料で製造されている。例えば、特許文献１には、セルロースエステルを有機溶媒に溶解し、これを平滑なガラス板上に流延し、均一な薄膜を形成した後に乾燥させてペリクル膜を製造する方法が記載されている。また、特許文献２には、セルロースアセテートブチレート薄膜の成形方法が記載され、特許文献３には、フッ素系重合体を溶解し、これを平滑な平板上にスピンコーターを利用して塗布し均一なペリクル膜を形成する方法が記載されている。

さらに、特許文献４には、このペリクル膜をジオルガノポリシロキサン組成物からなる接着剤でペリクル枠に固定することが記載され、特許文献５には、シリコーン系粘着剤でペリクル膜をペリクル枠に接着させることが記載されている。

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 特許第２９４５２０１号 特許第４１８５２３２号

このように、ペリクル膜は、種々な接着剤によってペリクルフレーム上に塗布貼り付けられているが、この貼り付けに当たって、これまで、その接着層表面の形状について何ら考慮されておらず、不特定形状又は不規則形状であるのが通常である。
そのために、接着剤を塗布したペリクル膜の一部分が接着していないとか、又は一部分が未接触であるという問題が生じている。そして、このような接着不良又は接触不良は、接着面積の低下をもたらすために、ペリクル膜とペリクルフレームとの間の接着力の低下を引き起こすことから、ペリクル膜が緩んでしまったり、最悪の場合はペリクル膜がペリクルフレームから剥がれてしまうという問題が生じている。また、接着層の形状が不規則でペリクル膜とペリクルフレームの接着部分が斑状、波状等不規則な形状となれば、気泡を挟んでしまうために外観不良になるという問題も生じている。

そこで、本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、好適な接着層の断面形状とすることで長期に亘って緩みを生じずに、しかも外観にも優れたリソグラフィー用などに用いるペリクルを提供することを目的とするものである。

そして、本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を行ったところ、接着層の断面形状の違いによって、ペリクル膜とペリクルフレームとの間の接着力や接着後の外観に大きな差が生じることを知見し、さらに検討を進めたところ、接着層のペリクル膜と対向する側の断面形状が略弓形で、該略弓形の凸曲線部のすべてが曲率半径Ｒ２０以上Ｒ１０００以下（単位は「ｍｍ」、以下、単位の表記を省略する）で構成されていれば、接着不良等の問題が解決されることを見出して、本発明に至ったものである。

すなわち、本発明は、ペリクルフレームの一方の枠面に塗られた接着層を介してペリクル膜が貼り付けられるペリクルであって、前記接着層のペリクル膜と対向する側の断面形状が略弓形で、この略弓形の凸曲線部のすべてが曲率半径Ｒ２０（ｍｍ）以上Ｒ１０００（ｍｍ）以下で構成されることを特徴とする。

また、本発明の上記凸曲線は、略弓形であり、ペリクルフレームの他方の枠面には、ペリクルを基板に貼り付けるための粘着剤層と該粘着剤層を保護するための離型層を設けることができる。

本発明によれば、接着不良や接触不良がなく接着面積が広いために、ペリクル膜とペリクルフレームとの十分な接着力が得られるから、ペリクルフレーム上に貼り付けたペリクル膜が長期間に亘って緩みを生じずに、しかも外観にも優れたペリクルを提供することができる。

本発明の接着層の断面形状が弓形であるペリクルの縦断面図である。 図１のペリクルの平面図（上面図）である。 比較例の接着層の断面形状が曲率半径の小さい弓形であるペリクルの縦断面図である。 図３のペリクルの平面図（上面図）である。 比較例の接着層の断面形状が平面であるペリクルの縦断面図である。 図５のペリクルの平面図（上面図）である。

以下、本発明の一実施形態について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１は、本発明による接着層形状の一実施形態を示すペリクルの断面概略図であり、図２は、その平面図（上面図）である。このペリクルでは、ペリクル膜１１は、基板（フォトマスク又はそのガラス基板部分）の形状に対応した通常四角枠状（長方形枠状又は正方形枠状）のペリクルフレーム１２の上端面に接着層１５を介して張設され、一方、ペリクルフレーム１２の下端面にはペリクルを基板に貼り付けるための粘着剤層１３が形成されており、この粘着剤層１３の下端面には、粘着剤層１３を保護するための離型層（セパレータ）１４が剥離可能に貼り付けられている。
なお、ペリクル膜１１、ペリクルフレーム１２、粘着剤、接着剤およびセパレータ１４の材質については、特に制限はなく、公知のものを使用することができる。

ペリクル膜１１をペリクルフレーム１２に接着層１５を介して貼り付けて接着する際に、その接着層１５の断面形状の違いによって接着後の外観やペリクル膜１１とペリクルフレーム１２との間の接着力に大きな差が生じるので、本発明では、接着層１５の断面形状を凸曲線で構成すると共に、その凸曲線のすべての部分の曲率半径がＲ２０以上Ｒ１０００以下の範囲内にある形状とするものである。また、この曲率半径は、Ｒ２０以上Ｒ８００以下である方がより好ましい。

この曲率半径がＲ１０未満の小さい場合には、接着層１５の断面の曲率がきつくなり、ペリクル膜を貼り付ける際に、ペリクル膜１１をペリクルフレーム１２に押し当てても接着面全面にペリクル膜１１が接触せず、接着面積が少なくなってペリクル膜１１とペリクルフレーム１２との間の接着力が低下してしまうからである。
また、曲率半径がＲ１０００を超えて大きい場合には、接着層１５の断面はほぼ水平（ペリクルフレームの接着面と平行）な平板状となるために、ペリクル膜１１の貼り付け方によってペリクル膜１１と接着層１５の間に気泡が取り残されてしまうために、接着面積の減少によって接着力が低下してしまうからである。

本発明の実施態様では、図１に示すように、接着層１５の断面形状が略弓形であり、その曲率半径がＲ２０以上Ｒ１０００以下の形状としているが、このような略弓形であればペリクル膜１１を接着剤が塗布された接着面全面に接着させることができるので好ましい。

<実施例１>
以下、実施例について説明する。この実施例１では、接着剤としてシリコーン粘着剤Ｘ−４０−３１２２［信越化学工業（株）製：製品名］をトルエンと２，２，４−トリメチルペンタンで濃度が１０％になるように希釈し、アルミニウム製のペリクルフレーム１２の上端に、接着層１５の断面形状が曲率半径Ｒ３６０となるように塗布した。その後、ペリクルフレーム１２を１３０℃に加熱し、トルエンと２，２，４−トリメチルペンタンを揮発させて接着剤を硬化させた。

一方、ペリクル膜１１を作製する場合、材料としてサイトップＣＴＸ−Ｓ［旭硝子（株）製：製品名］を用いて、これを溶剤ＣＴｓｏｌｖ．１８０［旭硝子（株）製：製品名］で濃度が５％になるように希釈した。そして、この溶液を直径２００ｍｍ、厚さ１．２ｍｍの表面研磨したシリコーン基板にスピンコーターを用いて膜厚１μｍの透明膜として形成させ、２００℃で１５分間乾燥して薄膜を成膜し、この基板よりこの薄膜を剥離してペリクル膜１１を作製した。

次に、この作製したペリクル膜１１を先に準備したペリクルフレーム１２の接着層１５に貼り付けた。このときに、最初ペリクル膜１１は接着層１５の円弧形状の頂上に接触して接着し始め、ペリクル膜１１をペリクルフレーム１２に押し当てていくにつれて（又はペリクルフレーム１２の方をペリクル膜１１に押し当てていくにつれて）、ペリクル膜１１と接着層１５との接着部分が周囲に拡がって、最終的には接着層１５の接着面全面においてペリクル膜１１とペリクルフレーム１２とを接着させることができた。

そして、ペリクル膜１１とペリクルフレーム１２との間の接着力を測定したところ、１．５ｋＮ／ｃｍの値を示したが、この値のところでペリクル膜１１の方が破断してしまったので、ペリクル膜１１とペリクルフレーム１２との間の実際の接着力は、１．５ｋＮ／ｃｍ以上であるといえる。

<実施例２>
実施例２では、接着剤としてサイトップＣＴＸ−Ｓ［旭硝子（株）製：製品名］をＮＯＶＥＣ７３００［住友３Ｍ（株）製：製品名］で濃度が６％になるように希釈し、アルミニウム製のペリクルフレーム１２の上端に、接着層１５の断面形状が曲率半径Ｒ１００となるように塗布した。その後、ペリクルフレーム１２を１３０℃に加熱し、ＮＯＶＥＣ７３００を揮発させて接着剤を硬化させた。これ以外は、実施例１と同様に作製した。

そして、ペリクル膜１１とペリクルフレーム１２との間の接着力を測定したところ、１．５ｋＮ／ｃｍの値を示したが、実施例１と同様に、この値でペリクル膜１１の方が破断してしまったので、ペリクル膜１１とペリクルフレーム１２との間の実際の接着力は、１．５ｋＮ／ｃｍ以上であるといえる。

<参考例>
参考例では、接着層１５の断面形状が曲率半径Ｒ１０となるようにシリコーン粘着剤をペリクルフレーム１２に塗布したほかは、実施例１と同様に作製した。
そして、ペリクル膜１１とペリクルフレーム１２との間の接着力を測定したところ、１．５ｋＮ／ｃｍの値を示したが、実施例１と同様に、この値でペリクル膜１１の方が破断してしまったので、ペリクル膜１１とペリクルフレーム１２との間の実際の接着力は、１．５ｋＮ／ｃｍ以上であるといえる。

<実施例４>
実施例４では、接着層１５の断面形状が曲率半径Ｒ１０００となるようにシリコーン粘着剤をペリクルフレーム１２に塗布したほかは、実施例１と同様に作製した。
そして、ペリクル膜１１とペリクルフレーム１２との間の接着力を測定したところ、１．５ｋＮ／ｃｍの値を示したが、実施例１と同様に、この値でペリクル膜１１の方が破断してしまったので、ペリクル膜１１とペリクルフレーム１２との間の実際の接着力は、１．５ｋＮ／ｃｍ以上であるといえる。

比較例

<比較例１>
次に、比較例について説明する。この比較例１では、接着層１５の断面形状が図３に示すように、曲率半径Ｒ５となるようにシリコーン粘着剤をペリクルフレーム１２に塗布したほかは、実施例１と同様に作製した。
そして、この比較例１のペリクル膜１１と接着層１５との接着面を観察したところ、接着層１５の断面の円弧の曲率が小さすぎるためか、ペリクル膜１１が接着層１５の接着面全面で接着しておらず、図４に示すように、非接着部分１７が残って貼り付き不足であった。また、ペリクル膜１１とペリクルフレーム１２との間の接着力を測定したところ、０．６ｋＮ／ｃｍの値を示したが、この場合も、ペリクル膜１１とペリクルフレーム１２との間で剥離が生じた。

<比較例２>
この比較例２では、接着層１５の断面形状が図５に示すように、ペリクルフレーム１２の接着剤の塗布面と平行となるようにシリコーン粘着剤をペリクルフレーム１２に塗布したほかは、実施例１と同様に作製した。
そして、この比較例２のペリクル膜１１と接着層１５との接着面を観察したところ、ペリクル膜１１と接着層１５との間に気泡が残っており、図６に示すように、非接着部分１７も残っていた。また、ペリクル膜１１とペリクルフレーム１２との間の接着力を測定したところ、０．７ｋＮ／ｃｍの値を示したが、この場合は、ペリクル膜１１とペリクルフレーム１２との間で剥離が生じた。

<比較例３>
比較例３では、接着層１５の断面形状が曲率半径Ｒ２０００となるようにシリコーン粘着剤をペリクルフレーム１２に塗布したほかは、実施例１と同様に作製した。
そして、この比較例３のペリクル膜１１と接着層１５との接着面を観察したところ、ペリクル膜１１と接着層１５との間に気泡が残っていた。また、ペリクル膜１１とペリクルフレーム１２との間の接着力を測定したところ、０．７ｋＮ／ｃｍの値を示したが、この場合も、ペリクル膜１１とペリクルフレーム１２との間で剥離が生じた。

以上の上記実施例１〜２、参考例、実施例４及び比較例１〜３の結果をまとめると、次の表１のとおりである。

上記の表１の結果が示すように、接着層の断面形状が略弓形で、この略弓形のすべての部分の曲率半径がＲ１０以上Ｒ１０００以下の範囲となる形状であれば、ペリクル膜１１とペリクルフレーム１２とを強力に接着させることができると共に、接着面の外観も、非常に良好であることが確認された。一方、接着層１５の断面形状が弓形でなかったり、略弓形であってもその曲率半径がＲ１０以上Ｒ１０００以下の範囲から外れている場合は、接着力が低く、しかも接着面の外観も悪いことが確認された。

１１ ペリクル膜
１２ ペリクルフレーム
１３ 粘着層
１４ セパレータ
１５ 接着層
１６ ペリクル膜と接着剤の接着部分
１７ ペリクル膜と接着剤の非接着部分

Claims (2)

1. ペリクルフレームの一方の枠面に塗られた接着層を介してペリクル膜が貼り付けられるペリクルであって、前記接着層のペリクル膜と対向する側の断面形状が略弓形で、該略弓形の凸曲線部のすべてが曲率半径Ｒ２０（ｍｍ）以上Ｒ１０００（ｍｍ）以下で構成されることを特徴とするペリクル。
2. 前記ペリクルフレームの他方の枠面には、ペリクルを基板に貼り付けるための粘着剤層と該粘着剤層を保護するための離型層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のペリクル。

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