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防护薄膜

阅读：478发布：2021-02-28

IPRDB可以提供防护薄膜专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明的目的在于提供一种防护薄膜，即使将该防护薄膜贴附在掩模上，也不会损害到掩模的平坦度。本发明的防护薄膜的特征是，该防护薄膜的框架的掩模贴附侧的平坦度在30μm以下，且该防护薄膜的框架的防护薄膜侧的平坦度在15μm以下。，下面是防护薄膜专利的具体信息内容。

权利要求

1、一种防护薄膜，其用于半导体光刻，其特征在于，

该防护薄膜框架的贴附于掩模的一侧的平坦度在30μm以下，并且，该防护薄膜框架的防护薄膜侧的平坦度在15μm以下。

说明书全文

技术领域

本发明涉及一种光刻用防护薄膜，特别是涉及一种在制造LSI、超LSI 等半导体装置时作为防尘部件使用的光刻用防护薄膜。尤其是涉及一种可用在需要高分辨率的曝光中且可用在200nm以下的紫外光曝光中的光刻用防护薄膜。

背景技术

已知在LSI、超LSI等半导体装置或是液晶显示板等产品的制造中，系使用光照射半导体晶圆或液晶用基板以形成图案的光刻方法。光刻时使用掩模作为图案原版，并将掩模上的图案转印到晶圆或液晶用基板上。
此时，若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，故除了会使转印的图案变形、使边缘变粗糙以外，还会损坏其尺寸、质量、外观等，使半导体装置或液晶显示板等的性能或制造良品率降低。
因此，该等作业通常系在无尘室内进行，惟即使在无尘室内欲经常保持曝光原版清洁仍相当困难，故采用在曝光原版表面贴附曝光用光线通过性良好的防护薄膜当作防尘部件的用的方法。
此时，灰尘并非直接附着于曝光原版的表面上，而系附着于防护薄膜上，故只要在光刻步骤中将焦点对准曝光原版的图案，而不要将焦点对准防护薄膜上的灰尘，该灰尘就不会对转印造成影响。
该防护薄膜构造如下：以对光线透光性良好的硝化纤维素、醋酸纤维素等物质构成透明防护薄膜，并以铝、不锈钢、聚乙烯等物质构成防护薄膜的框架，在该框架的上部涂布防护薄膜的良溶媒，并将该防护薄膜风干接着于该防护薄膜框的上部(参照专利文献1)，或者是用丙烯酸树脂或环氧树脂等的黏着剂黏着(参照专利文献2、专利文献3、专利文献4)，并在防护薄膜的框架的下部设置由聚丁烯树脂、聚醋酸乙烯酯树脂、丙烯酸树脂、硅氧树脂等物质所构成的黏着层以及保护该黏着层的脱模层(隔离部)。
近年来，光刻的分辨率逐渐提高，且为了实现该分辨率，逐渐使用短波长光作为光源。具体而言系向紫外光的g线(436nm)、I线(365nm)、KrF准分子激光(248nm)移动，近年开始使用ArF准分子激光(193nm)。
半导体用曝光装置，系利用短波长光将掩模上所描绘的图案转印在硅晶圆上，惟若掩模以及硅晶圆上有凹凸不平的地方的话曝光时会发生焦点偏差，转印在晶圆上的图案会发生问题。随着技术微细化进展，对掩模以及硅晶圆所要求的平坦性，也越来越严格。
例如，掩模所要求的平坦度，从图案面要求平坦度2μm，逐渐变严格， 65nm技术节点以后，要求达到0.5μm、0.25μm。
防护薄膜，在掩模完成后作为图案的防尘部件而贴附在掩模上，惟当防护薄膜贴附于掩模上后，掩模的平坦度会改变。若掩模的平坦度变差，则如上所述的那样，可能会产生焦点偏差等问题。又平坦度若变化，则掩模上所描绘的图案形状也会变化，故也会使掩模重迭精密度产生问题。
相反的，贴附防护薄膜也可能会使掩模的平坦性变好。此时，不会发生焦点偏差的问题，但是因为图案形状产生变化，故仍然会使掩模的迭合精密度产生问题。
如是，期望最前端的掩模即使贴附了防护薄膜，掩模平坦度也不会发生变化。然而，一般而言，贴附了防护薄膜，掩模平坦度多会产生变化。贴附防护薄膜造成掩模平坦度变化的原因有几个，目前已经知道最主要的一个原因是受到防护薄膜的框架的平坦度的影响。
防护薄膜的框架一般系铝材质。幅宽约150mm左右，长度约110～130mm 左右，厚度约2mm左右，中央部形成镂空形状。一般而言，多从铝板切出防护薄膜的框架的形状，以框架形状将铝材押出成型，制作出框架。
一般而言，防护薄膜的框架的平坦度约为20～80μm左右，惟该等平坦度在将用于大型框架的防护薄膜贴附到掩模上时，框架的形状会转印到掩模上，而使掩模变形。
防护薄膜，贴附时系以2.0～3.9MPa(20～40kgf)大小的力量压黏于掩模上，惟掩模表面的平坦度在数μm以下，比框架平坦，且刚性很高，故在压黏时框架会弹性变形成较平坦的状态。
然而，压黏完成后，框架会回复到原来的样子，且由于框架黏接着掩模表面，故此时掩模也会变形。
防护薄膜涂布有粘着剂，可利用该粘着剂贴附于掩模上。虽然粘着剂比起掩模以及框架更柔软，能吸收应力，但其厚度一般在0.4mm以下的薄度，故无法发挥充分吸收效果。因此，若框架的形状不平坦，便会引起掩模的变形。
防护薄膜贴附于掩模上时，会对防护薄膜的框架的防护薄膜贴附侧施力，此时框架的防护薄膜贴附侧若平坦度很差的话，凸出的部分会对局部处所施以很大的力量，框架的该部分的变形程度会更大。若防护薄膜贴附侧的平坦度很好的话则无如上所述那样的局部力量，便可利用防护薄膜的封装来抑制框架的变形，进而抑制掩模的变形。
另一方面若考虑掩模贴附侧的平坦度很差的情况，此时若框架的防护薄膜贴附侧的平坦度很好的话，也可利用防护薄膜的封装来抑制框架的变形，进而使掩模的变形不会这么大。
然而，形成在框架的掩模贴附侧的掩模粘着剂层，夹在防护薄膜的框架与掩模的间，此时若框架的掩模贴附侧的平坦度很差的话，在局部处所掩模粘着剂的压缩变大，结果会引起掩模的变形。然而，由于粘着剂层比框架以及掩模更柔软，故框架的掩模贴附侧其平坦度的影响，比防护薄膜侧的平坦度的影响更小。
考虑到防护薄膜的框架的平坦度时，如果防护薄膜的框架的厚度平均，防护薄膜的框架的掩模贴附侧与防护薄膜贴附侧的平坦度会相同。然而一般而言框架厚度不均匀，故掩模贴附侧与防护薄膜贴附侧的平坦度并不相同。
如上所述，防护薄膜的框架的平坦度是否良好对抑制掩模的变形来说是重要的，对掩模的变形来说，防护薄膜贴附侧的平坦度的影响很大，尤其若该部分平坦度良好的话，甚至能够有效抑制掩模的变形。

发明内容

鉴于上述情况，本发明提供一种防护薄膜，即使将该防护薄膜贴附在掩模上，也不会损害到掩模的平坦度。
本发明的防护薄膜，该防护薄膜的框架的贴附于掩模的一侧的平坦度在 30μm以下，且该防护薄膜的框架的防护薄膜侧的平坦度在15μm以下。
按照本发明的防护薄膜，即使在贴附于掩模上的状态下，防护薄膜以及掩模都不易产生歪斜，而能进行高性能的光刻处理。

具体实施方式

为了消除上述不良情况，本发明人发现，将防护薄膜的框架的掩模贴附侧的平坦度抑制在30μm以下，且将该防护薄膜的框架的防护薄膜侧的平坦度抑制在15μm以下，便能将掩模的变形抑制缩小。
如上所述的，当防护薄膜的框架的平坦度很差时，将防护薄膜贴附于掩模上时，其形状会转印到掩模的形状上。例如，防护薄膜的框架的1边，从涂布粘着剂该侧观察呈凹入形状时，将该边贴附在掩模上时，沿着该防护薄膜的一边，掩模会变形成凸出形状。相反的，当防护薄膜的框架的1边呈凸出形状时，在将该边贴附于掩模上时，沿着该防护薄膜一边，掩模变形成凹入形状。
又，掩模的平坦度的变化与防护薄膜的框架的平坦度的絶对值一同受到框架形状与掩模形状的间关系的左右。亦即，即使框架的平坦度相同，在框架形状不同的情况下，贴附于相同掩模上时，掩模的平坦度的变化也可能会不同。又，相反的，将相同形状的框架贴附在不同形状的掩模上时，掩模的平坦度的变化也可能会不同。
框架十分平坦时，该等形状依存性会变小，故若尽量使框架平坦度良好，便能减少将防护薄膜贴附于掩模上的时掩模的变形。
防护薄膜的框架的平坦度，一般而言，系将框架置于平滑面上，测量框架端面高度，从各点的数值计算出假想平面，将各点的假想平面的变位最大 -最小值当作平坦度。
框架平坦度的测量，可在框架上取数点来测量，通常，测量4个角落与各直线的中央4点合计共8点，即足以算出框架整体的平坦度。
如上所述的，掩模的平坦度，比起框架的平坦度而言是非常良好的。框架的平坦度，若提高到跟掩模的平坦度一样，也能减少因防护薄膜贴附所造成的变形，然而实际上，要将铝制框架的平坦性，加工到跟石英制的平板上的掩模的平坦性并驾齐驱，是非常困难的，而且不经济。
在此检讨框架平坦性的后，发现若将防护薄膜的框架的掩模贴附侧的平坦度抑制在30μm以下，并将防护薄膜侧的平坦度抑制在15μm以下，即使将该框架所制得的防护薄膜贴附在掩模上，也能将掩模的变形抑制在0.1μm以下，而获得接近让人满意的结果。
又将框架的平坦度提高，随的掩模的平坦度变化也变小。如果需要更加缩小掩模平坦度的变化时，将框架的平坦度抑制在例如10μm以下，或是5μm 以下，便能进一步抑制掩模的平坦度变化，而提供给产业一种高质量且附带防护薄膜的掩模。
[实施例]
以下，系表示本发明的实施例，惟本发明并非仅限于此。
[实施例1]
将Cytop CTX-S[旭硝子(股)制商品名]溶解于全氟三丁基胺内制成5 ％的溶液，将该溶液滴在硅晶圆上，用旋涂法，以830rpm的速度使晶圆旋转，让该溶液在晶圆上散开。的后在室温下干燥30分钟后，再用180℃使其干燥，形成平均的薄膜。将其贴附于涂布有接着剂的铝框上，剥离薄膜，即作成防护薄膜。
经过氧皮铝处理的铝制框架(外寸：149mm×122mm×5.8mm)其平坦度从掩模贴附侧测量为30μm，从防护薄膜侧测量为15μm。将掩模粘着剂涂布在该框架的掩模贴附侧的一边端面上，另一边端面涂布膜接着剂。的后将铝框的膜接着剂侧贴附在防护薄膜上，切断框架外周薄膜完成防护薄膜。
用负重20kg的力量将完成的防护薄膜贴附到142mm正方且平坦度 0.25μm的掩模上。的后再度测量附带防护薄膜的掩模的平坦度为0.33μm，平坦度恶化了0.08μm，如是平坦度被抑制在令人满意的范围内。
[实施例2]
将Cytop CTX-S[旭硝子(股)制商品名]溶解于全氟三丁基胺内制成5 ％的溶液，将该溶液滴在硅晶圆上，用旋涂法，以830rpm的速度使晶圆旋转，让该溶液在晶圆上散开。的后在室温下干燥30分钟后，再用180℃使其干燥，形成平均的薄膜。将其贴附于涂布有接着剂的铝框上，剥离薄膜，即作成防护薄膜。
经过氧皮铝处理的铝制框架(外寸：149mm×122mm×5.8mm)其平坦度从掩模贴附侧测量为12μm，从防护薄膜侧测量为6μm。将掩模粘着剂涂布在该框架的掩模贴附侧的一边端面上，另一边端面涂布膜接着剂。的后将铝框的膜接着剂侧贴附在防护薄膜上，切断框架外周薄膜完成防护薄膜。
用负重20kg的力量将完成的防护薄膜贴附到142mm正方且平坦度 0.25μm的掩模上。的后再度测量附带防护薄膜的掩模的平坦度为0.24μm。掩模的平坦度的变化量为0.01μm，变化非常小，结果让人非常满意。又掩模的形状几乎没有变化。
[实施例3]
将Cytop CTX-S[旭硝子(股)制商品名]溶解于全氟三丁基胺内制成5 ％的溶液，将该溶液滴在硅晶圆上，用旋涂法，以830rpm的速度使晶圆旋转，让该溶液在晶圆上散开。的后在室温下干燥30分钟后，再用180℃使其干燥，形成平均的薄膜。将其贴附于涂布有接着剂的铝框上，剥离薄膜，即作成防护薄膜。
经过氧皮铝处理的铝制框架(外寸：149mm×122mm×5.8mm)其平坦度从掩模贴附侧测量为6μm，从防护薄膜侧测量为12μm。将掩模粘着剂涂布在该框架的掩模贴附侧的一边端面上，另一边端面涂布膜接着剂。的后将铝框的膜接着剂侧贴附在防护薄膜上，切断框架外周薄膜完成防护薄膜。
用负重20kg的力量将完成的防护薄膜贴附到142mm正方且平坦度 0.25μm的掩模上。的后再度测量附带防护薄膜的掩模的平坦度为0.21μm，掩模平坦度的变化量为0.04μm，结果令人满意。结果比实施例1好，但比实施例2差。又掩模的形状并无太大变化。
[比较例1]
将Cytop CTX-S[旭硝子(股)制商品名]溶解于全氟三丁基胺内制成5 ％的溶液，将该溶液滴在硅晶圆上，用旋涂法，以830rpm的速度使晶圆旋转，让该溶液在晶圆上散开。的后在室温下干燥30分钟后，再用180℃使其干燥，形成平均的薄膜。将其贴附于涂布有接着剂的铝框上，剥离薄膜，即作成防护薄膜。
经过氧皮铝处理的铝制框架(外寸：149mm×122mm×5.8mm)其平坦度从掩模贴附侧测量为58μm，从防护薄膜侧测量为52μm。将掩模粘着剂涂布在该框架的掩模贴附侧的一边端面上，另一边端面涂布膜接着剂。的后将铝框的膜接着剂侧贴附在防护薄膜上，切断框架外周薄膜完成防护薄膜。
用负重20kg的力量将完成的防护薄膜贴附到142mm正方且平坦度 0.25μm的掩模上。的后再度测量掩模的平坦度为0.48μm，掩模平坦度大幅恶化。又此时防护薄膜的框架，从防护薄膜侧观察，长边中央呈凸出形状，防护薄膜贴附后的掩模形状转印了框架形状，相对防护薄膜长边方向变形成凸出形状。
[表1]平坦度测量结果

按照本发明，即使在贴附于掩模上的状态下，防护薄膜以及掩模都不易产生歪斜，而能进行高性能的光刻处理，在利用半导体光刻的产业领域中贡献很大。
[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

标题	发布/更新时间	阅读量
脱模薄膜-专利编号CN101909875B	2020-05-11	884
脱模薄膜-专利编号CN101909875A	2020-05-13	583
反光薄膜-专利编号CN102529261B	2020-05-12	1016
薄膜开关-专利编号CN104201027A	2020-05-11	310
层压薄膜-专利编号CN101218098B	2020-05-12	687
光学薄膜-专利编号CN102736136A	2020-05-12	956
卡基薄膜-专利编号CN102700212A	2020-05-13	323
反光薄膜-专利编号CN102529261A	2020-05-11	824
光学薄膜-专利编号CN102736136B	2020-05-11	766
导电薄膜-专利编号CN101512681A	2020-05-13	794

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