JP2018146668A - Pellicle film and method for producing pellicle film - Google Patents
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Abstract
【課題】EUV光の透過率と、ハンドリング性のバランスに優れるペリクル膜、及び、その製造方法を提供する。【解決手段】ペリクル膜は、炭素膜により構成され、ペリクル膜を構成する炭素膜の厚さの均一性である面内の膜厚ムラが15%以下であり、膜の外形寸法から求められる膜の体積V(cm3)と膜の質量G(g)との比、すなわち、G/Vとして算出した値である密度が0.3〜2.1g/cm3である。また、炭素膜は、炭素、又は、炭素原子を含む化合物に由来する乱層炭素構造を含み、前記炭素原子を含む化合物が、ポリイミド化合物及びポリベンゾオキサジン化合物からなる群より選択される1種以上である。【選択図】なしPROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pellicle film having an excellent balance between EUV light transmittance and handleability, and a method for producing the same. A pellicle film is composed of a carbon film, and the in-plane film thickness unevenness, which is the uniformity of the thickness of the carbon film constituting the pellicle film, is 15% or less, and is a film obtained from the external dimensions of the film. The ratio of the volume V (cm3) of the film to the mass G (g) of the film, that is, the density which is a value calculated as G / V is 0.3 to 2.1 g / cm3. Further, the carbon film contains a random layer carbon structure derived from carbon or a compound containing a carbon atom, and the compound containing a carbon atom is one or more selected from the group consisting of a polyimide compound and a polybenzoxazine compound. Is. [Selection diagram] None
Description
本発明は、極端紫外光を用いたリソグラフィ用のペリクル膜、及びペリクル膜の製造方法に関する。 The present invention relates to a pellicle film for lithography using extreme ultraviolet light and a method for manufacturing the pellicle film.
半導体集積回路は、集積度の向上が図られ、現在に至るまで高集積化が続いている。半導体集積回路の高集積化のために、光リソグラフィと呼ばれる露光技術が利用される。この露光技術では、半導体集積回路の配線の最小線幅が45nm以下の解像度を得るために、露光波長をEUV領域と呼ばれるλ=6〜14nmの極端紫外光(以下、EUV(Extreme Ultra Violet)光ともいう)を用いたEUVリソグラフィが有用であると考えられている。 The degree of integration of semiconductor integrated circuits has been improved, and high integration has continued until now. For high integration of semiconductor integrated circuits, an exposure technique called photolithography is used. In this exposure technique, in order to obtain a resolution with a minimum line width of 45 nm or less of the wiring of a semiconductor integrated circuit, the exposure wavelength is called extreme ultraviolet light (hereinafter referred to as EUV (Extreme Ultra Violet) light) of 6 to 14 nm called the EUV region. It is considered that EUV lithography using (also referred to as) is useful.
EUV光は、ほとんど全ての物質に吸収されやすい特性を有する。そこで、露光光としてEUV光を用いる光リソグラフィでは、反射光学系を用いて露光を行う。具体的には、露光パターンが反映された原版にEUV光を反射させることによって、反射光としてのEUV光を露光する。この際、原版に異物が付着していると、EUV光が異物に吸収されたり、EUV光が散乱したりするため、所望のパターンに露光されない場合がある。 EUV light has the property of being easily absorbed by almost all substances. Therefore, in photolithography using EUV light as exposure light, exposure is performed using a reflective optical system. Specifically, the EUV light as the reflected light is exposed by reflecting the EUV light on the original on which the exposure pattern is reflected. At this time, if a foreign substance adheres to the original plate, EUV light is absorbed by the foreign substance or EUV light is scattered, so that a desired pattern may not be exposed.
そのため、原版のEUV光照射面を、ペリクルで保護することが検討されている。ペリクルは、原版のEUV光照射面を保護するためのペリクル膜を有している。ペリクル膜にEUV光照が照射されると、ペリクル膜がEUV光を吸収し、十分な露光量が得られないことがあるため、ペリクル膜には、EUV光に対する高い透過性が求められる。炭素はEUV光を吸収する量が小さいため、ペリクル膜の材料として着目され、これまでに、炭素を含有する膜が提案されている(特許文献1及び2参照)。 Therefore, it has been studied to protect the EUV light irradiation surface of the original plate with a pellicle. The pellicle has a pellicle film for protecting the EUV light irradiation surface of the original. When the pellicle film is irradiated with EUV light, the pellicle film absorbs the EUV light and a sufficient exposure amount may not be obtained. Since carbon absorbs less EUV light, it has attracted attention as a pellicle film material, and so far, films containing carbon have been proposed (see Patent Documents 1 and 2).
特許文献1には、膜厚が100nm〜63nmであり、炭素多孔体膜で構成されるペリクル膜が開示されている。かかるペリクル膜は、EUV光に対する高い透過性を有し、物理的強度と耐久性を有するとともに、膜破片を容易に除去でき、且つ生産性に優れるとされている。 Patent Document 1 discloses a pellicle film having a film thickness of 100 nm to 63 nm and formed of a carbon porous film. Such a pellicle film has high transparency to EUV light, has physical strength and durability, can easily remove film fragments, and is excellent in productivity.
特許文献2には、有機系材料を含むフィルムにEUV光を照射することによって、有機系材料が炭化し無機系材料へと変換されることによって、ペリクル膜が製造できることが開示されている。かかるペリクル膜は、EUV光透過性及び耐久性に優れ、且つ、自立性を有するとされている。 Patent Document 2 discloses that a pellicle film can be manufactured by irradiating a film containing an organic material with EUV light so that the organic material is carbonized and converted into an inorganic material. Such a pellicle film is said to be excellent in EUV light transmission and durability, and to be self-supporting.
しかしながら、EUV光透過率と膜厚との関係に着目すると、特許文献2のペリクル膜は、EUV光透過率に対するペリクル膜の膜厚が薄い。そのため、得られたペリクル膜を、さらに部材等に取り付けることといった操作をするとき、ハンドリングが難しい。膜のハンドリングを容易にするためには、膜厚を厚くする方法が考えられるが、膜厚を厚くすることによって、膜が吸収するEUV光は増大し、EUV光透過率が低下することになる。したがって、ハンドリング性の向上のために、一定の膜厚を有しながらも、EUV光透過率に優れるペリクル膜が必要とされている。
本発明は、上記問題に鑑み、EUV光の透過率と、ハンドリング性のバランスに優れるペリクル膜、及び、かかるペリクル膜の製造方法を提供することを目的とする。
However, paying attention to the relationship between the EUV light transmittance and the film thickness, the pellicle film of Patent Document 2 has a thin film thickness with respect to the EUV light transmittance. Therefore, handling is difficult when performing operations such as attaching the obtained pellicle film to a member or the like. In order to facilitate the handling of the film, a method of increasing the film thickness can be considered, but by increasing the film thickness, the EUV light absorbed by the film increases and the EUV light transmittance decreases. . Therefore, there is a need for a pellicle film that has a constant film thickness and excellent EUV light transmittance in order to improve handling properties.
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a pellicle film excellent in the balance between the transmittance of EUV light and the handling property, and a method for manufacturing such a pellicle film.
本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意検討した結果、特定の面内の膜厚ムラ及び密度を有する、炭素膜により構成されるペリクル膜は、EUV光の高透過率を有しながらも、ハンドリング性に優れることを見いだし、本発明を完成するに至った。
また、本発明者らは、特定の製造方法によって、上記ペリクル膜を、炭素化時のクラックがなく、強度に優れる自立膜として成膜できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a pellicle film composed of a carbon film having a specific in-plane film thickness unevenness and density has a high EUV light transmittance. However, the present inventors have found that it is excellent in handling properties and completed the present invention.
In addition, the present inventors have found that the pellicle film can be formed as a self-supporting film having no cracks during carbonization and excellent in strength by a specific manufacturing method, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明は以下のとおりである。
[1]
炭素膜により構成され、
面内の膜厚ムラが15%以下であり、
密度が0.3〜2.1g/cm3である、
ペリクル膜。
[2]
面内の膜厚ムラが5%以下である、[1]に記載のペリクル膜。
[3]
密度が0.8〜2.1g/cm3である、[1]又は[2]に記載のペリクル膜。
[4]
炭素膜が、炭素、又は、炭素原子を含む化合物に由来する乱層炭素構造を含み、
前記炭素原子を含む化合物が、ポリイミド化合物及びポリベンゾオキサジン化合物からなる群より選択される1種以上である、[1]〜[3]のいずれかに記載のペリクル膜。
[5]
炭素膜により構成され、前記炭素膜の厚みが1500nm未満である、ペリクル膜の製造方法であって、
基板に炭素原子を含む膜を積層する工程、
前記基板に積層した膜を窒素雰囲気下、800〜1400℃で加熱し、炭素膜とする工程、
前記炭素膜を基板から剥離する工程を含む、
ペリクル膜の製造方法。
[6]
炭素膜が、炭素、又は、炭素原子を含む化合物に由来する乱層炭素構造を含み、
前記炭素原子を含む化合物が、ポリイミド化合物及びポリベンゾオキサジン化合物からなる群より選択される1種以上である、[5]に記載のペリクル膜の製造方法。
That is, the present invention is as follows.
[1]
Composed of carbon film,
In-plane film thickness unevenness is 15% or less,
The density is 0.3 to 2.1 g / cm 3 ;
Pellicle membrane.
[2]
The pellicle film according to [1], wherein the in-plane film thickness unevenness is 5% or less.
[3]
The pellicle film according to [1] or [2], wherein the density is 0.8 to 2.1 g / cm 3 .
[4]
The carbon film comprises carbon or a turbostratic carbon structure derived from a compound containing carbon atoms;
The pellicle film according to any one of [1] to [3], wherein the compound containing a carbon atom is one or more selected from the group consisting of a polyimide compound and a polybenzoxazine compound.
[5]
A pellicle film manufacturing method comprising a carbon film, wherein the carbon film has a thickness of less than 1500 nm,
Laminating a film containing carbon atoms on a substrate;
Heating the film laminated on the substrate at 800-1400 ° C. in a nitrogen atmosphere to form a carbon film;
Including a step of peeling the carbon film from the substrate,
A method for producing a pellicle film.
[6]
The carbon film comprises carbon or a turbostratic carbon structure derived from a compound containing carbon atoms;
The method for producing a pellicle film according to [5], wherein the compound containing carbon atoms is one or more selected from the group consisting of a polyimide compound and a polybenzoxazine compound.
本発明は、EUV光の透過率と、ハンドリング性のバランスに優れるペリクル膜、及び上記ペリクル膜の製造方法を提供することができる。 The present invention can provide a pellicle film excellent in the balance between EUV light transmittance and handling properties, and a method for producing the pellicle film.
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」と略記する。)について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。 Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter abbreviated as “this embodiment”) will be described in detail. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, It can implement by changing variously within the range of the summary.
[ペリクル膜]
本実施形態のペリクル膜は、炭素膜により構成され、面内の膜厚ムラが15%以下であり、密度が0.3g/cm3〜2.1g/cm3である。
ペリクル膜が炭素膜により構成されることは、ペリクル膜が炭素膜からなることを指す。
[Pellicle membrane]
Pellicle film of the present embodiment is constituted by a carbon film, thickness unevenness in the surface is 15% or less, a density of 0.3g / cm 3 ~2.1g / cm 3 .
The fact that the pellicle film is made of a carbon film means that the pellicle film is made of a carbon film.
一般的に炭素膜は、膜厚が厚くなるほど、EUV光の透過率が低下する。しかし、EUV光の高透過率が求められているため、膜厚を薄くする必要がある。膜厚を薄くすることによって、例えば、成膜した炭素膜をフレーム等に張りつける作業をする際、破膜の恐れがあり、ハンドリングが難しい。
本実施形態におけるペリクル膜を構成する炭素膜は、内面の膜厚ムラ及び密度が上記範囲であることによって、EUV光の透過率を高くすることができる。その結果、炭素膜の膜厚を比較的厚くしても、EUV光の透過性を維持できるため、ハンドリング性とEUV光の高透過性とのバランスに優れるペリクル膜を得ることができる。
In general, as the film thickness of the carbon film increases, the transmittance of EUV light decreases. However, since high EUV light transmittance is required, it is necessary to reduce the film thickness. By reducing the film thickness, for example, when the deposited carbon film is attached to a frame or the like, there is a risk of film breakage and handling is difficult.
The carbon film constituting the pellicle film in the present embodiment can increase the transmittance of EUV light when the film thickness unevenness and the density of the inner surface are in the above ranges. As a result, since the EUV light permeability can be maintained even when the carbon film is relatively thick, a pellicle film having an excellent balance between handling properties and high EUV light transmittance can be obtained.
(面内の膜厚ムラ)
本実施形態における面内の膜厚ムラとは、ペリクル膜を構成する炭素膜の厚さの均一性を指す。本実施形態における面内の膜厚ムラは、以下の式(1)から求めることができる。面内の膜厚ムラ(%)は、小さい値であるほど、膜厚の均一性に優れる。
(In-plane film thickness unevenness)
In-plane film thickness unevenness in this embodiment refers to the uniformity of the thickness of the carbon film constituting the pellicle film. The in-plane film thickness unevenness in the present embodiment can be obtained from the following equation (1). As the in-plane film thickness unevenness (%) is smaller, the film thickness is more uniform.
面内の膜厚ムラ(%)=Δt/t×100 式(1) In-plane film thickness unevenness (%) = Δt / t × 100 Formula (1)
Δtは、面内の最大膜厚と面内の最小膜厚との差である。
tは、面内膜厚の膜厚平均値である。
Δt is a difference between the in-plane maximum film thickness and the in-plane minimum film thickness.
t is the film thickness average value of the in-plane film thickness.
面内の膜厚ムラは、15%以下であり、好ましくは5%以下であり、より好ましくは4%以下である。面内の膜厚ムラは、EUV光の透過性を向上させる観点から、0%であることが理想であるが、0.1%以上であってもよく、0.5%以上であってもよい。
面内の膜厚ムラを15%以下とすることにより、EUV光がペリクル膜を通過するとき、該ペリクル膜中でEUV光が拡散することを防ぎ、EUV光の透過性を向上させることができると考えられる。
The in-plane film thickness unevenness is 15% or less, preferably 5% or less, and more preferably 4% or less. The in-plane film thickness unevenness is ideally 0% from the viewpoint of improving the EUV light transmittance, but may be 0.1% or more, or 0.5% or more. Good.
By setting the in-plane film thickness unevenness to 15% or less, when EUV light passes through the pellicle film, it is possible to prevent the EUV light from diffusing in the pellicle film and to improve the EUV light transmission. it is conceivable that.
面内の膜厚ムラは、例えば、後述のペリクル膜の製造方法において、炭素原子を含む膜が積層された基板全体を加熱し、該炭素原子を含む膜を炭素化することによって、15%以下に制御することができる。
面内の膜厚ムラは、具体的には、実施例に記載の方法によって測定することができる。
In-plane film thickness unevenness is, for example, 15% or less by heating the entire substrate on which films containing carbon atoms are stacked and carbonizing the film containing carbon atoms in a method for manufacturing a pellicle film described later. Can be controlled.
Specifically, the in-plane film thickness unevenness can be measured by the method described in the examples.
(密度)
密度は、膜の外形寸法から求められる膜の体積V(cm3)と膜の質量G(g)との比、すなわち、G/Vとして算出した値である。
密度は、EUV光の透過性を向上させる観点から、0.3g/cm3〜2.1g/cm3であり、好ましくは0.8g/cm3〜2.1g/cm3であり、より好ましくは0.9g/cm3〜1.9g/cm3である。
密度は、炭素膜が乱層炭素構造を含むことによって、0.3g/cm3〜2.1g/cm3とすることができる。また、密度は、後述のペリクル膜の製造方法により得られた炭素膜を、さらに二酸化炭素ガスを賦活することによって低密度化することや、高温の不活性雰囲気において熱処理することによって高密度化することを行って、0.3g/cm3〜2.1g/cm3の範囲に制御することができる。
密度は、具体的には、実施例に記載の方法によって測定することができる。
(density)
The density is a ratio between the film volume V (cm 3 ) and the film mass G (g) obtained from the outer dimensions of the film, that is, a value calculated as G / V.
Density, from the viewpoint of improving the permeability of the EUV light is 0.3g / cm 3 ~2.1g / cm 3 , preferably 0.8g / cm 3 ~2.1g / cm 3 , more preferably is 0.9g / cm 3 ~1.9g / cm 3 .
Density, by the carbon film containing turbostratic carbon structure, it is possible to 0.3g / cm 3 ~2.1g / cm 3 . Further, the density is increased by lowering the density of the carbon film obtained by the method for producing the pellicle film described later by further activating carbon dioxide gas or by heat treatment in a high-temperature inert atmosphere. it performs, it can be controlled in the range of 0.3g / cm 3 ~2.1g / cm 3 .
Specifically, the density can be measured by the method described in Examples.
(炭素膜の厚み)
本実施形態のペリクル膜を構成する炭素膜の厚みは、好ましくは1500nm未満である。炭素膜の厚みは、通常の意味で用いられる、膜の厚みのことである。炭素膜の厚みの上限値は、より好ましくは1200nm以下であり、さらに好ましくは1000nm以下であり、よりさらに好ましくは500nm以下である。
炭素膜の厚みを1500nm未満とすることにより、製造時にクラックの発生がない炭素膜を得ることができる。
また、炭素膜の厚みの下限値は、0nmより大きければ特に制限されない。
(Carbon film thickness)
The thickness of the carbon film constituting the pellicle film of this embodiment is preferably less than 1500 nm. The thickness of a carbon film is the thickness of a film | membrane used by the normal meaning. The upper limit value of the thickness of the carbon film is more preferably 1200 nm or less, still more preferably 1000 nm or less, and still more preferably 500 nm or less.
By setting the thickness of the carbon film to less than 1500 nm, it is possible to obtain a carbon film that is free from cracks during manufacturing.
Further, the lower limit value of the thickness of the carbon film is not particularly limited as long as it is larger than 0 nm.
炭素膜の厚みは、例えば、後述のペリクル膜の製造方法において、基板に炭素原子を含む膜を積層するときに、該膜の厚さを調整することによって、制御することができる。
炭素膜の厚みは、原子間力顕微鏡(AFM)や、電子顕微鏡(SEM)等で測定することができる。炭素膜の厚みは、具体的には、実施例に記載の方法によって測定することができる。
The thickness of the carbon film can be controlled, for example, by adjusting the thickness of the film when a film containing carbon atoms is stacked on the substrate in a method for manufacturing a pellicle film described later.
The thickness of the carbon film can be measured with an atomic force microscope (AFM), an electron microscope (SEM), or the like. Specifically, the thickness of the carbon film can be measured by the method described in Examples.
[ペリクル膜の製造方法]
本実施形態のペリクル膜の製造方法は、炭素膜により構成され、前記炭素膜の厚みが1500nm未満である、ペリクル膜の製造方法である。また、本実施形態のペリクル膜の製造方法は、基板に炭素原子を含む膜を積層する工程(工程I)、前記基板に積層した膜を窒素雰囲気下、800〜1400℃で加熱し、炭素膜とする工程(工程II)、前記炭素膜を基板から剥離する工程(III)を含む。
[Method for producing pellicle film]
The method for manufacturing a pellicle film according to the present embodiment is a method for manufacturing a pellicle film, which is formed of a carbon film, and the thickness of the carbon film is less than 1500 nm. In addition, the method for manufacturing a pellicle film according to this embodiment includes a step of laminating a film containing carbon atoms on a substrate (step I), and heating the film laminated on the substrate at 800 to 1400 ° C. in a nitrogen atmosphere. Step (step II), and step (III) of peeling the carbon film from the substrate.
(工程I)
基板に炭素原子を含む膜を積層する工程とは、基板上に、炭素や炭素原子を含む化合物を膜状に成形することを指す。
(Process I)
The step of laminating a film containing carbon atoms on a substrate refers to forming a compound containing carbon or carbon atoms on the substrate into a film shape.
上記基板としては、融点が、炭素膜を形成する際の加熱温度である800〜1400℃より高い基板であれば特に制限されず、例えば、炭化ケイ素を含む基板、二酸化ケイ素を含む基板、ケイ素を含む基板等が挙げられる。基板としては、表層が二酸化ケイ素(SiO2)を含む層であるケイ素基板(以下、Si基板ともいう)が好ましい。
Si基板上で炭素膜を製造することによって、破膜することなく、面内の膜厚の均一性に優れる炭素膜を製造することができる。
The substrate is not particularly limited as long as the substrate has a melting point higher than 800 to 1400 ° C. which is a heating temperature when forming a carbon film. For example, a substrate containing silicon carbide, a substrate containing silicon dioxide, silicon Examples include a substrate. As the substrate, a silicon substrate (hereinafter also referred to as Si substrate) whose surface layer contains silicon dioxide (SiO 2 ) is preferable.
By producing a carbon film on a Si substrate, a carbon film having excellent in-plane film thickness uniformity can be produced without breaking the film.
炭素や炭素原子を含む化合物を膜状に成形する方法としては、公知の技術が適用でき、例えば、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、イオンプレーティング法、分子線エピタキシー法、イオン化蒸着法、レーザーアブレーション法、アークプラズマ蒸着法、熱化学蒸着法、プラズマ化学蒸着法、有機金属化学蒸着法、スプレー熱分解法、無電解めっき法、電解めっき法、塗布焼成法、エアロゾルデポジション法、微粒子塗布法、及び、スピンコート法等が挙げられる。
中でも、炭素を基板上に膜状に成形する方法としては、アークプラズマ蒸着法(APD法ともいう)が好ましく、炭素原子を含む化合物を基板上に膜状に成形する方法としては、スピンコート法が好ましい。
アークプラズマ蒸着法及びスピンコート法を適用することによって、面内の膜厚の均一性に優れる炭素膜を製造することができる。
As a method for forming carbon or a compound containing carbon atoms into a film, known techniques can be applied, for example, sputtering, electron beam evaporation, ion plating, molecular beam epitaxy, ionization evaporation, laser ablation. Method, arc plasma deposition method, thermal chemical vapor deposition method, plasma chemical vapor deposition method, metal organic chemical vapor deposition method, spray pyrolysis method, electroless plating method, electroplating method, coating firing method, aerosol deposition method, fine particle coating method, And a spin coat method etc. are mentioned.
Among them, as a method for forming carbon into a film on a substrate, an arc plasma deposition method (also referred to as an APD method) is preferable, and as a method for forming a compound containing a carbon atom on a substrate, a spin coating method is used. Is preferred.
By applying the arc plasma deposition method and the spin coating method, a carbon film having excellent in-plane film thickness uniformity can be manufactured.
APD法では、炭素が基板上に蒸着され、膜を形成する。
工程IIでの加熱によって、形成される炭素膜の厚みの減少が起こるため、APD法で形成される膜の厚さは、好ましくは1900nm以下であり、より好ましくは1500nm以下であり、さらに好ましくは630nm以下である。
APD法で形成される膜の厚さの下限値は、炭素膜の厚みを0nmより大きくできる範囲であれば特に制限されず、0nm超過である。
In the APD method, carbon is deposited on a substrate to form a film.
Since the thickness of the formed carbon film is reduced by heating in the step II, the thickness of the film formed by the APD method is preferably 1900 nm or less, more preferably 1500 nm or less, and further preferably It is 630 nm or less.
The lower limit of the thickness of the film formed by the APD method is not particularly limited as long as the thickness of the carbon film can be larger than 0 nm, and exceeds 0 nm.
アークプラズマ蒸着法は、例えば、アークプラズマ蒸着装置を用いることにより、炭素膜を作製することができる。具体的には、黒鉛を含むカソードに対し放電を行うことにより、炭素を蒸発させ、該炭素をSi基板上に堆積させることにより、炭素膜を得ることができる。堆積させるとき、炭素膜の均一性を高めるために、Si基板を回転させてもよい。
アークプラズマ蒸着装置としては、例えば、アドバンス理工(株)社製蒸着装置APD−1P−GB等が挙げられる。
In the arc plasma deposition method, for example, a carbon film can be produced by using an arc plasma deposition apparatus. Specifically, a carbon film can be obtained by discharging the cathode containing graphite to evaporate carbon and depositing the carbon on a Si substrate. When depositing, the Si substrate may be rotated to increase the uniformity of the carbon film.
Examples of the arc plasma vapor deposition apparatus include a vapor deposition apparatus APD-1P-GB manufactured by Advance Riko Co., Ltd.
スピンコート法では、炭素原子を含む化合物が基板上に塗布され、膜を形成する。
工程IIでの加熱によって、形成される炭素膜の厚みの減少が起こるため、APD法で形成される膜の厚さは、好ましくは3000nm以下であり、より好ましくは2400nm以下であり、さらに好ましくは2000nm以下である。
APD法で形成される膜の厚さの下限値は、得られる炭素膜の厚みを0nmより大きくできる範囲であれば特に制限されず、0nm超過である。
In the spin coating method, a compound containing carbon atoms is applied on a substrate to form a film.
Since the thickness of the formed carbon film is reduced by heating in the step II, the thickness of the film formed by the APD method is preferably 3000 nm or less, more preferably 2400 nm or less, and further preferably It is 2000 nm or less.
The lower limit of the thickness of the film formed by the APD method is not particularly limited as long as the thickness of the obtained carbon film can be larger than 0 nm, and exceeds 0 nm.
炭素原子を含む化合物としては、加熱によって炭素化するものであれば特に制限されず、好ましくは有機系材料である。
炭素原子を含む化合物としては、より好ましくは、ポリイミド化合物、ポリベンゾオキサジン化合物、ポリアクリロニトリル化合物、ポリイソシアネート化合物、ポリアミド化合物、ヘテロ芳香環化合物、ポリフェニレン樹脂、ポリエーテル樹脂、液晶ポリマー樹脂、ポリパラキシリレン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂及びフラン樹脂からなる群より選択される1種以上である。
炭素原子を含む化合物としては、さらに好ましくは、ポリイミド化合物及びポリベンゾオキサジン化合物からなる群より選択される1種以上である。
The compound containing a carbon atom is not particularly limited as long as it is carbonized by heating, and is preferably an organic material.
More preferably, the compound containing a carbon atom is a polyimide compound, polybenzoxazine compound, polyacrylonitrile compound, polyisocyanate compound, polyamide compound, heteroaromatic ring compound, polyphenylene resin, polyether resin, liquid crystal polymer resin, polyparaxylylene. It is 1 or more types selected from the group which consists of a len resin, a phenol resin, an epoxy resin, and a furan resin.
More preferably, the compound containing a carbon atom is one or more selected from the group consisting of a polyimide compound and a polybenzoxazine compound.
ポリイミド化合物は、イミド結合を有するポリマーであれば特に制限されないが、酸無水物とジアミンとの反応物であることが好ましい。
酸無水物としては、例えば、ピロメリット酸無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、2,3,3’,4−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)、4,4’−オキシジフタル酸二無水物(ODPA)、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホテトラカルボン酸二無水物(DSDA)等が挙げられる。
ジアミンとしては、例えば、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、o−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル等が挙げられる。
これらのポリイミド化合物の中でも、好ましくは、BPDAとジアミノジフェニルエーテルとの反応物であるポリマーである。
The polyimide compound is not particularly limited as long as it is a polymer having an imide bond, but is preferably a reaction product of an acid anhydride and a diamine.
Examples of the acid anhydride include pyromellitic anhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA), 2,3,3 ′, 4-biphenyltetracarboxylic dianhydride. Product (BPDA), 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (BTDA), 4,4′-oxydiphthalic dianhydride (ODPA), 3,3 ′, 4,4′- And diphenylsulfotetracarboxylic dianhydride (DSDA).
Examples of the diamine include p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, o-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 3,3′-diaminodiphenyl ether, and 3,3′-. Diaminobenzophenone, 3,3′-diaminodiphenylsulfone, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 3,3′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, Examples include 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene and 4,4′-bis (3-aminophenoxy) biphenyl.
Among these polyimide compounds, a polymer that is a reaction product of BPDA and diaminodiphenyl ether is preferable.
ポリベンゾオキサジン化合物は、フェノール化合物とジアミンとホルムアルデヒドとの反応物であることが好ましい。
フェノール化合物としては、例えば、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、1,4−ジヒドロキシベンゼン等が挙げられる。
ジアミンとしては、例えば、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、o−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル等が挙げられる。
これらのポリベンゾオキサジン化合物の中でも、好ましくは、4,4’−ジヒドロキシジフェニルメタンとジアミノジフェニルエーテルとの反応物であるポリマーである。
The polybenzoxazine compound is preferably a reaction product of a phenol compound, a diamine and formaldehyde.
Examples of the phenol compound include 4,4′-dihydroxybiphenyl, 1,4-dihydroxybenzene, and the like.
Examples of the diamine include p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, o-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 3,3′-diaminodiphenyl ether, and 3,3′-. Diaminobenzophenone, 3,3′-diaminodiphenylsulfone, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 3,3′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, Examples include 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene and 4,4′-bis (3-aminophenoxy) biphenyl.
Among these polybenzoxazine compounds, a polymer that is a reaction product of 4,4′-dihydroxydiphenylmethane and diaminodiphenyl ether is preferable.
ポリイミド化合物及びポリベンゾオキサジン化合物を基板に基板上に塗布するとき、ポリイミド化合物及びポリベンゾオキサジン化合物を直接塗布してもよく、ポリイミド化合物及びポリベンゾオキサジン化合物の原料である、上述の化合物を基板に塗布し、加熱等により基板上で該化合物を重合させ、ポリイミド化合物及びポリベンゾオキサジン化合物としてもよい。 When the polyimide compound and the polybenzoxazine compound are coated on the substrate, the polyimide compound and the polybenzoxazine compound may be directly coated on the substrate, and the above-mentioned compound, which is a raw material of the polyimide compound and the polybenzoxazine compound, is applied to the substrate. It is good also as a polyimide compound and a polybenzoxazine compound by apply | coating and polymerizing this compound on a board | substrate by heating.
(工程II)
基板に積層した膜を不活性ガス雰囲気下、800〜1400℃で加熱し、炭素膜とする工程とは、工程Iで得られた炭素原子を含む膜を800〜1400℃で加熱し、乱層炭素構造を含む炭素膜へと変換させることを指す。
炭素膜は、炭素、又は、炭素原子を含む化合物を加熱して得られる乱層炭素構造を含むことから、本実施形態のペリクル膜における炭素膜は、炭素、又は、炭素原子を含む化合物に由来する乱層炭素構造を含むことが好ましい。
(Process II)
The step of heating the film laminated on the substrate at 800 to 1400 ° C. in an inert gas atmosphere to form a carbon film is the heating of the film containing carbon atoms obtained in Step I at 800 to 1400 ° C. This refers to conversion into a carbon film containing a carbon structure.
Since the carbon film includes a turbulent carbon structure obtained by heating carbon or a compound containing carbon atoms, the carbon film in the pellicle film of this embodiment is derived from carbon or a compound containing carbon atoms. It preferably contains a turbulent carbon structure.
不活性ガスとしては、工程Iで得られた膜に含まれる炭素原子が乱層炭素構造になる反応に影響を与えなければ、特に制限されず、例えば、窒素、アルゴン等が挙げられる。これらの中でも、窒素が好ましい。 The inert gas is not particularly limited as long as the carbon atoms contained in the film obtained in Step I do not affect the reaction of forming a turbostratic carbon structure, and examples thereof include nitrogen and argon. Among these, nitrogen is preferable.
加熱温度は、800〜1400℃であり、好ましくは900〜1300℃であり、より好ましくは1000〜1200℃である。加熱温度を800〜1400℃とすることにより、工程Iで得られた膜に含まれる炭素原子が乱層炭素構造へと変換することができ、炭素膜を得ることができる。加熱は、熱処理炉等により行うことができる。
加熱時間は、炭素原子から乱層炭素構造への変換を十分に行う観点から、好ましくは1分〜10時間であり、より好ましくは10分〜3時間であり、さらに好ましくは30分〜2時間である。
A heating temperature is 800-1400 degreeC, Preferably it is 900-1300 degreeC, More preferably, it is 1000-1200 degreeC. By setting the heating temperature to 800 to 1400 ° C., carbon atoms contained in the film obtained in Step I can be converted into a turbulent carbon structure, and a carbon film can be obtained. Heating can be performed in a heat treatment furnace or the like.
The heating time is preferably from 1 minute to 10 hours, more preferably from 10 minutes to 3 hours, and even more preferably from 30 minutes to 2 hours, from the viewpoint of sufficiently converting the carbon atom to the disordered carbon structure. It is.
また、加熱により炭素原子から乱層炭素構造への変換が進行し、乱層炭素構造を含む炭素膜が得られたことは、レーザーラマン測定にてsp2炭素を観測することによって確認することができる。
レーザーラマン測定によるsp2炭素の観測は、具体的には、実施例に記載の方法によって行うことができる。
Moreover, it is confirmed by observing sp 2 carbon by laser Raman measurement that the conversion from carbon atoms to the turbulent carbon structure has progressed by heating, and the carbon film containing the turbulent carbon structure has been obtained. it can.
Specifically, the observation of sp 2 carbon by laser Raman measurement can be performed by the method described in Examples.
(工程III)
炭素膜を基板から剥離する工程における具体的な方法としては、特に制限されず、例えば、アクリル樹脂等を含む組成物を、加熱によって得られた炭素膜にスピンコートし、支持膜を形成する工程;フッ酸処理等によって、基板を剥離する工程;炭素膜と支持膜からなる構成体の炭素膜周端に、支持枠を張りつける工程;支持膜をエッチング処理等によって除去する工程;を含む方法等が挙げられる。
(Process III)
A specific method in the step of peeling the carbon film from the substrate is not particularly limited, and for example, a step of spin-coating a composition containing an acrylic resin or the like on the carbon film obtained by heating to form a support film. A step of peeling the substrate by hydrofluoric acid treatment or the like; a step of attaching a support frame to the peripheral edge of the carbon film of the structure composed of the carbon film and the support film; a method of removing the support film by etching or the like; Is mentioned.
[ペリクル膜の用途]
本実施形態のペリクル膜は、ペリクルに使用することができる。ペリクルは、EUV露光装置内で、露光パターンを備える原版に異物が付着することを防ぐ部材として使用することができる。
[Application of pellicle film]
The pellicle film of this embodiment can be used for a pellicle. The pellicle can be used as a member for preventing foreign matter from adhering to an original plate having an exposure pattern in an EUV exposure apparatus.
以下実施例などを用いて、本実施形態を更に詳細に説明するが、本実施形態はこれらの例によって何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present embodiment will be described in more detail using examples and the like, but the present embodiment is not limited to these examples.
(EUV光の透過率の測定)
ペリクル膜のEUV光の透過率は、九州シンクロトロン光研究センター保有のBL12を使用し、測定した。具体的には、EMジャパン製Si基板(基板中央部500μmのみ50nmのSiN膜)に数mmの試料を貼りつけ、専用ホルダーの凹みの側面に基板を固定し、透過光学系にて92eV(λ=13.5nm)の軟X線(EUV光)を照射した。そして、試料の有無での透過強度比から、EUV光の透過率I/I0を求めた。
I0は、ペリクル膜を設置しない状態で検出される入射光強度であり、Iは、ペリクル膜を設置した状態で検出される透過光強度である。また、EUV光の透過率I/I0は、以下の関係式が成り立つ。
(Measurement of EUV light transmittance)
The EUV light transmittance of the pellicle membrane was measured using BL12 held by Kyushu Synchrotron Light Research Center. Specifically, a sample of several mm is attached to an EM Japan Si substrate (SiN film having a thickness of 50 nm only at the central portion of the substrate 500 μm), the substrate is fixed to the side of the dent of the dedicated holder, and 92 eV (λ = 13.5 nm) was irradiated with soft X-rays (EUV light). Then, the transmittance I / I 0 of EUV light was determined from the transmission intensity ratio with and without the sample.
I 0 is the incident light intensity detected with no pellicle film installed, and I is the transmitted light intensity detected with the pellicle film installed. The EUV light transmittance I / I 0 has the following relational expression.
μmは、質量吸収係数(cm2/g)である。
dは、膜厚(cm)である。
μは、線吸収係数である。
mu m is the mass absorption coefficient (cm 2 / g).
d is a film thickness (cm).
μ is a linear absorption coefficient.
(面内の膜厚ムラの測定)
面内の膜厚ムラについては、EUV測定後に原子間力顕微鏡(AFM)を利用して測定した。膜厚の測定方法については、AFM以外で測定しても良く、特に限定されない。
AFMにより測定して得られた膜厚の値から、式(1)で算出した値を、面内の膜厚ムラの指標とした。
(Measurement of in-plane film thickness unevenness)
In-plane film thickness unevenness was measured using an atomic force microscope (AFM) after EUV measurement. About the measuring method of a film thickness, you may measure except AFM, and it does not specifically limit.
The value calculated by the equation (1) from the film thickness value measured by AFM was used as an index of in-plane film thickness unevenness.
面内の膜厚ムラ(%)=Δt/t×100 式(1) In-plane film thickness unevenness (%) = Δt / t × 100 Formula (1)
Δtは、測定して得られた膜厚のうち、最厚部と最薄部の膜厚との差である。
tは、測定して得られた膜厚の平均である。
Δt is the difference between the film thickness of the thickest part and the thinnest part among the film thicknesses obtained by measurement.
t is the average film thickness obtained by measurement.
(炭素膜の厚みの測定)
炭素膜の厚みについては、EUV測定後にAFMを利用して測定した。
(Measurement of carbon film thickness)
The thickness of the carbon film was measured using AFM after EUV measurement.
(密度の測定)
密度は、膜の外形寸法から求められる膜の体積V(cm3)と膜の質量G(g)との比、すなわち、G/Vとして算出した。
(Density measurement)
The density was calculated as the ratio between the volume V (cm 3 ) of the film and the mass G (g) of the film obtained from the outer dimensions of the film, that is, G / V.
(膜の強度の評価(液引き上げ))
下記の実施例において、炭素膜をイソプロピルアルコール中に浸し、液中からEUV測定にて使用するシリコン基板(中心部:SiN膜)を用いて、炭素膜を引き上げて、引き上げ時に膜が破膜するかどうかで評価した。表中、○は、膜の引き上げ時に膜が破膜しなかったとことを表し、×は、膜の引き上げ時に膜が破膜したことを表す。
(Evaluation of membrane strength (liquid pulling up))
In the following examples, the carbon film is immersed in isopropyl alcohol, and the carbon film is pulled up from the liquid using a silicon substrate (center part: SiN film) used for EUV measurement. It was evaluated by whether or not. In the table, ◯ represents that the film did not break when the film was pulled up, and x represents that the film was broken when the film was pulled up.
(レーザーラマン測定によるsp2炭素の観測)
レーザーラマン測定によるsp2炭素の観測は、ラマン顕微鏡(Renishaw社製inVia Reflex)を使用して行った。ラマン測定では、測定条件は、環境雰囲気:大気中、励起光:532nm、励起光強度:1%、対物レンズ:100倍、回折格子:1800gr/mm、測定領域:165cm-1〜1920cm-1とした。
下記の実施例1にて得られた炭素膜、実施例8のアークプラズマ蒸着法による炭素膜、及び、加熱前の、アークプラズマ蒸着法による膜を使用して得られたスペクトルを図1に示す。
(Observation of sp 2 carbon by laser Raman measurement)
Observation of sp 2 carbon by laser Raman measurement was performed using a Raman microscope (inVia Reflex manufactured by Renishaw). The Raman measurement, measurement conditions, environmental atmosphere: in the atmosphere, the excitation light: 532 nm, excitation light intensity: 1%, the objective lens: 100 times, grating: 1800gr / mm, measurement area: and 165cm -1 ~1920cm -1 did.
A spectrum obtained using the carbon film obtained in Example 1 below, the carbon film obtained by the arc plasma deposition method of Example 8, and the film obtained by the arc plasma deposition method before heating is shown in FIG. .
[実施例1]
3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)及び4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(ODA)から合成したポリイミド前駆体(BPDA−ODA)をN−メチルピロリドンに溶解させた15wt%溶液を、Si基板上にスピンコートにより塗布した。基板上で窒素雰囲気下、300℃、1時間イミド化し、膜厚400nmのポリイミド膜とした。膜厚は、断面SEMにて1mm以上の間隔をあけて10点以上撮影し、その寸法を平均した値として求めた。
続いて、この基板を熱処理炉に入れ、N2フロー下、1100℃、1時間、加熱することにより炭素化し、炭素膜とした。炭素膜の膜厚は、炭素膜にピンセットにてスクラッチ痕を作製後、接触式段差計にて、炭素膜と基板の段差を測定し、炭素膜厚200nmとし、膜厚ムラは2.5%であった。この炭素膜の表面を、光学顕微鏡により1000倍で観察すると、クラックは観察されなかった。
その後、基板にポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)15wt%のアセトン溶液を500rpmでスピンコートし、支持膜を形成した。基板を40wt%のフッ化水素(HF)水溶液に浸漬させ、PMMA膜付き炭素膜を基板から剥離後、水洗した。それから、PMMA膜付き炭素膜を、アセトン:イソプロピルアルコール=1:1(重量比)溶液に浸漬し、PMMAを溶解させた後、ガラス基板を利用して、炭素膜をイソプロピルアルコール液に移した。さらにEMジャパン製Si基板の中央のSiN窓部に合わせて、炭素膜を引き上げ、イソプロピルアルコールを乾燥させることにより、EUV測定用の炭素膜とした。この炭素膜のEUV透過率を測定したところ、透過率は41%であった。
[Example 1]
A polyimide precursor (BPDA-ODA) synthesized from 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA) and 4,4′-diaminodiphenyl ether (ODA) is dissolved in N-methylpyrrolidone. A 15 wt% solution was applied onto the Si substrate by spin coating. A polyimide film having a film thickness of 400 nm was obtained by imidization on a substrate in a nitrogen atmosphere at 300 ° C. for 1 hour. The film thickness was obtained as an average value of 10 or more points taken at intervals of 1 mm or more with a cross-sectional SEM.
Subsequently, this substrate was placed in a heat treatment furnace and carbonized by heating at 1100 ° C. for 1 hour under N 2 flow to obtain a carbon film. The film thickness of the carbon film was determined by measuring the difference between the carbon film and the substrate with a contact step meter after making scratch marks on the carbon film with tweezers, and setting the carbon film thickness to 200 nm. Met. When the surface of the carbon film was observed with an optical microscope at 1000 times, no cracks were observed.
Thereafter, an acetone solution of polymethyl methacrylate resin (PMMA) 15 wt% was spin coated on the substrate at 500 rpm to form a support film. The substrate was immersed in a 40 wt% hydrogen fluoride (HF) aqueous solution, and the carbon film with the PMMA film was peeled off from the substrate and washed with water. Then, the carbon film with the PMMA film was immersed in an acetone: isopropyl alcohol = 1: 1 (weight ratio) solution to dissolve the PMMA, and then the carbon film was transferred to the isopropyl alcohol liquid using a glass substrate. Furthermore, according to the SiN window part of the center of the Si substrate made from EM Japan, the carbon film was pulled up and isopropyl alcohol was dried to obtain a carbon film for EUV measurement. When the EUV transmittance of this carbon film was measured, the transmittance was 41%.
[実施例2]
BPDA−ODAのN−メチルピロリドン溶液濃度を10wt%としたこと以外は、実施例1と同様に実施した。炭素膜厚は140nmであり、膜厚ムラは2.9%であった。また、EUV透過率は56%であった。
[Example 2]
The same procedure as in Example 1 was performed except that the concentration of the BPDA-ODA solution in N-methylpyrrolidone was 10 wt%. The carbon film thickness was 140 nm and the film thickness unevenness was 2.9%. Further, the EUV transmittance was 56%.
[実施例3]
BPDA−ODAのN−メチルピロリドン溶液濃度を8wt%としたこと以外は、実施例1と同様に実施した。炭素膜厚は100nmであり、膜厚ムラは2.6%であった。また、EUV透過率は60%であった。
[Example 3]
The same operation as in Example 1 was carried out except that the concentration of the BPDA-ODA in N-methylpyrrolidone was 8 wt%. The carbon film thickness was 100 nm, and the film thickness unevenness was 2.6%. Further, the EUV transmittance was 60%.
[実施例4]
BPDA−ODAのN−メチルピロリドン溶液濃度を5.5wt%としたこと以外は、実施例1と同様に実施した。炭素膜厚は80nmであり、膜厚ムラは3.0%であった。また、EUV透過率は70%であった。
[Example 4]
The same operation as in Example 1 was performed except that the concentration of the BPDA-ODA in N-methylpyrrolidone solution was 5.5 wt%. The carbon film thickness was 80 nm, and the film thickness unevenness was 3.0%. Further, the EUV transmittance was 70%.
[実施例5]
BPDA−ODAのN−メチルピロリドン溶液濃度を4wt%としたこと以外は、実施例1と同様に実施した。炭素膜厚は50nmであり、膜厚ムラは2.0%であった。また、EUV透過率は79%であった。
[Example 5]
The same procedure as in Example 1 was performed except that the concentration of the BPDA-ODA in N-methylpyrrolidone solution was 4 wt%. The carbon film thickness was 50 nm and the film thickness unevenness was 2.0%. Further, the EUV transmittance was 79%.
[実施例6]
BPDA−ODAのN−メチルピロリドン溶液濃度を0.5wt%としたこと以外は、実施例1と同様に実施した。炭素膜厚は5nmであった。しかし、PMMA膜付き炭素膜を、アセトン:イソプロピルアルコール=1:1(重量比)溶液に浸漬後、ガラス基板を利用して引き上げる際に、炭素膜が破膜した。
[Example 6]
The same operation as in Example 1 was performed except that the concentration of the BPDA-ODA in N-methylpyrrolidone solution was 0.5 wt%. The carbon film thickness was 5 nm. However, the carbon film was broken when the carbon film with the PMMA film was immersed in an acetone: isopropyl alcohol = 1: 1 (weight ratio) solution and then pulled up using a glass substrate.
[実施例7]
実施例1におけるBPDA−ODAを、4,4’−ジヒドロキシジフェニルメタン及び4,4’−ジアミノジフェニルエーテルから合成したポリベンゾオキサジン(PBO)に変更し、1,4−ジオキサンに溶解させた15wt%のポリベンゾオキサジン溶液を、Si基板上にスピンコートにより塗布した。基板上で窒素雰囲気下、250℃で開環重合させ、膜厚320nmとした。膜厚は、断面SEMにて1mm以上の間隔をあけて10点以上撮影し、その寸法を平均した値として求めた。
続いて、この基板を熱処理炉に入れ、N2フロー下、1100℃、1時間、加熱することにより炭素化し、炭素膜とした。炭素膜の膜厚は、炭素膜にピンセットにてスクラッチ痕を作製後、接触式段差計にて、炭素膜と基板の段差を測定し、炭素膜厚150nmとし、膜厚ムラは3.3%であった。この炭素膜の表面を、光学顕微鏡により1000倍で観察すると、クラックは観察されなかった。
その後、基板にPMMA15wt%のアセトン溶液を500rpmでスピンコートし、支持膜を形成した。基板を40wt%のHF水溶液に浸漬させ、PMMA膜付き炭素膜を基板から剥離後、水洗した。それから、PMMA膜付き炭素膜を、アセトン:イソプロピルアルコール=1:1(重量比)溶液に浸漬し、PMMAを溶解させた後、ガラス基板を利用して、炭素膜をイソプロピルアルコール液に移した。さらにEMジャパン製Si基板の中央のSiN窓部に合わせて、炭素膜を引き上げ、イソプロピルアルコールを乾燥させることにより、EUV測定用の炭素膜とした。この炭素膜のEUV透過率を測定したところ、透過率50%であった。
[Example 7]
The BPDA-ODA in Example 1 was changed to polybenzoxazine (PBO) synthesized from 4,4′-dihydroxydiphenylmethane and 4,4′-diaminodiphenyl ether, and 15 wt% polydissolved in 1,4-dioxane. The benzoxazine solution was applied onto the Si substrate by spin coating. Ring-opening polymerization was performed at 250 ° C. in a nitrogen atmosphere on the substrate to obtain a film thickness of 320 nm. The film thickness was obtained as an average value of 10 or more points taken at intervals of 1 mm or more with a cross-sectional SEM.
Subsequently, this substrate was placed in a heat treatment furnace and carbonized by heating at 1100 ° C. for 1 hour under N 2 flow to obtain a carbon film. The film thickness of the carbon film was determined by measuring the level difference between the carbon film and the substrate with a contact level meter after making scratch marks on the carbon film with tweezers to obtain a carbon film thickness of 150 nm, and film thickness unevenness of 3.3%. Met. When the surface of the carbon film was observed with an optical microscope at 1000 times, no cracks were observed.
Thereafter, a PMMA 15 wt% acetone solution was spin-coated on the substrate at 500 rpm to form a support film. The substrate was immersed in a 40 wt% HF aqueous solution, and the carbon film with the PMMA film was peeled off from the substrate and washed with water. Then, the carbon film with the PMMA film was immersed in an acetone: isopropyl alcohol = 1: 1 (weight ratio) solution to dissolve the PMMA, and then the carbon film was transferred to the isopropyl alcohol liquid using a glass substrate. Furthermore, according to the SiN window part of the center of the Si substrate made from EM Japan, the carbon film was pulled up and isopropyl alcohol was dried to obtain a carbon film for EUV measurement. When the EUV transmittance of the carbon film was measured, the transmittance was 50%.
[実施例8]
アークプラズマ蒸着法による炭素膜の作製は、アドバンス理工(株)社製蒸着装置APD−1P−GBを用いて行った。具体的には、カソードである高純度人造黒鉛に対して、電圧100V、コンデンサ容量720F、周波数10Hzにて放電を行い、炭素を蒸発させた。蒸発した炭素は、カソードから15mmの距離に置かれたSi基板上に堆積させた。炭素膜の厚さは100nmとした。炭素膜の均一性を高めるために、Si基板を30rpmにて回転させた。炭素膜を形成させた基板を熱処理炉に入れ、N2フロー下、1100℃、1時間、加熱することにより炭素化し、炭素膜とした。以降の操作は、実施例1とすべて同様に実施した。炭素膜厚は80nmであり、膜厚ムラは3.1%であった。また、EUV透過率は71%であった。
[Example 8]
Preparation of the carbon film by the arc plasma deposition method was performed using a vapor deposition apparatus APD-1P-GB manufactured by Advance Riko Co., Ltd. Specifically, high-purity artificial graphite as a cathode was discharged at a voltage of 100 V, a capacitor capacity of 720 F, and a frequency of 10 Hz to evaporate carbon. The evaporated carbon was deposited on a Si substrate placed at a distance of 15 mm from the cathode. The thickness of the carbon film was 100 nm. In order to improve the uniformity of the carbon film, the Si substrate was rotated at 30 rpm. The substrate on which the carbon film was formed was placed in a heat treatment furnace and carbonized by heating at 1100 ° C. for 1 hour under N 2 flow to obtain a carbon film. The subsequent operations were all performed in the same manner as in Example 1. The carbon film thickness was 80 nm, and the film thickness unevenness was 3.1%. The EUV transmittance was 71%.
[実施例9]
実施例1にて作製した炭素膜を、二酸化炭素ガスを賦活することによって多孔質化、すなわち低密度化した。
具体的には、実施例1にて作製した炭素膜を、流量100ml/minの二酸化炭素ガス気流中、800℃において5分間熱処理した。上記熱処理による質量減少は48%であった。得られた多孔質炭素膜について、実施例1と同様に物性値を測定したところ、密度0.82g/cm3、炭素膜厚200nm、膜厚ムラ2.5%であった。また、EUV透過率は62%であった。
[Example 9]
The carbon film produced in Example 1 was made porous, that is, reduced in density by activating carbon dioxide gas.
Specifically, the carbon film produced in Example 1 was heat-treated at 800 ° C. for 5 minutes in a carbon dioxide gas stream having a flow rate of 100 ml / min. The mass loss due to the heat treatment was 48%. The obtained porous carbon film were measured physical property values in the same manner as in Example 1, a density 0.82 g / cm 3, carbon film thickness 200 nm, a film thickness non-uniformity of 2.5%. The EUV transmittance was 62%.
[実施例10]
実施例2にて作製した炭素膜を、さらに高温の不活性雰囲気において熱処理することによって黒鉛化、すなわち高密度化した。
具体的には、実施例2にて作製した炭素膜を、倉田技研(株)製小型超高温炉SCC−30/220を用いて,アルゴンガス気流下3000℃にて熱処理した。アルゴンガス流量は500ml/minとした。この熱処理による質量減少は1%以下あった。得られた黒鉛化炭素膜について、実施例1と同様に物性値を測定したところ、密度2.10g/cm3,炭素膜厚100nm、膜厚ムラ2.7%であった。また、EUV透過率は54%であった。
[Example 10]
The carbon film produced in Example 2 was further graphitized, that is, densified by heat treatment in a high-temperature inert atmosphere.
Specifically, the carbon film produced in Example 2 was heat-treated at 3000 ° C. under a stream of argon gas using a small super high temperature furnace SCC-30 / 220 manufactured by Kurata Giken Co., Ltd. The argon gas flow rate was 500 ml / min. The mass reduction by this heat treatment was 1% or less. The physical properties of the graphitized carbon film obtained were measured in the same manner as in Example 1. The density was 2.10 g / cm 3 , the carbon film thickness was 100 nm, and the film thickness unevenness was 2.7%. The EUV transmittance was 54%.
[比較例1]
BPDA−ODAのN−メチルピロリドン溶液濃度を20%とし、Si基板上にブレードコータによって塗布したこと以外は、実施例1と同様に実施し、炭素膜厚1500nmとした。光学顕微鏡にて炭素膜の表面を観察すると、クラックが複数確認された。
[Comparative Example 1]
The same procedure as in Example 1 was conducted except that the N-methylpyrrolidone solution concentration of BPDA-ODA was 20%, and coating was performed on a Si substrate with a blade coater, and the carbon film thickness was 1500 nm. When the surface of the carbon film was observed with an optical microscope, a plurality of cracks were confirmed.
[比較例2]
実施例1と同様に、Si基板上で膜厚400nmのポリイミド膜とした。その後、基板を40wt%のHF水溶液に浸漬させ、ポリイミド膜を基板から剥離後、水洗した。ポリイミド膜をテンタークリップにセットし、熱処理炉に入れ、張力を維持したまま、N2フロー下、1100℃、1時間、加熱することにより、炭素化した。しかし、加熱中に膜が破れ、炭素膜を得ることができなかった。
[Comparative Example 2]
Similar to Example 1, a polyimide film having a film thickness of 400 nm was formed on a Si substrate. Thereafter, the substrate was immersed in a 40 wt% HF aqueous solution, and the polyimide film was peeled off from the substrate and washed with water. The polyimide film was set on a tenter clip, placed in a heat treatment furnace, and carbonized by heating at 1100 ° C. for 1 hour under N 2 flow while maintaining the tension. However, the film was broken during heating, and a carbon film could not be obtained.
国際公開2015/178250パンフレットに開示されている、ポリイミド膜にEUV光を照射して得られる炭素膜(以下、比較参考例1の炭素膜という)は、上記パンフレットの図11から、EUV光の透過率が53%であると読み取ることができる。
このとき、比較参考例1の炭素膜は、炭素化前の膜厚が110nmであり、比較参考例1の炭素化後の炭素膜は、60nm前後であると予想される。また、比較参考例1の炭素膜は、上記パンフレットの図9から、レーザーラマン測定によるsp2炭素に相当するバンドが見られず、グラファイト(密度;2.26g/cm3)を主成分として含むと予想される。
上記実施例2の炭素膜は、EUV光の透過率が56%であったとき、膜厚は140nmであったことから、比較参考例1の炭素膜と比較して、膜厚が厚くてもEUV光の透過率が高い。これは、本実施形態の炭素膜が、基板上の炭素原子を含む膜全体を加熱することにより形成されたものであり、膜厚ムラが抑えられたのに対し、比較参考例1では、電子ビーム走査によるスポット露光のため、走査パターンによるムラが発生し、膜厚が均一にならないためだと考えられる。
The carbon film obtained by irradiating the polyimide film with EUV light (hereinafter referred to as the carbon film of Comparative Reference Example 1) disclosed in International Publication No. 2015/178250 pamphlet is shown in FIG. It can be read that the rate is 53%.
At this time, the carbon film before carbonization of the carbon film of Comparative Reference Example 1 is expected to be 110 nm, and the carbon film after carbonization of Comparative Reference Example 1 is expected to be around 60 nm. In addition, the carbon film of Comparative Reference Example 1 does not show a band corresponding to sp 2 carbon by laser Raman measurement from FIG. 9 of the pamphlet, and contains graphite (density: 2.26 g / cm 3 ) as a main component. It is expected to be.
Since the film thickness of the carbon film of Example 2 was 140 nm when the EUV light transmittance was 56%, the film thickness was larger than that of the carbon film of Comparative Reference Example 1. EUV light transmittance is high. This is because the carbon film of the present embodiment is formed by heating the entire film containing carbon atoms on the substrate, and the film thickness unevenness is suppressed. It is considered that spot exposure by beam scanning causes unevenness due to the scanning pattern and the film thickness is not uniform.
本発明のペリクル膜は、リソグラフィマスクを汚染から保護するためのペリクル膜として、EUVリソグラフィの分野で産業上の利用可能性がある。 The pellicle film of the present invention has industrial applicability in the field of EUV lithography as a pellicle film for protecting a lithography mask from contamination.
Claims (6)
面内の膜厚ムラが15%以下であり、
密度が0.3〜2.1g/cm3である、
ペリクル膜。 Composed of carbon film,
In-plane film thickness unevenness is 15% or less,
The density is 0.3 to 2.1 g / cm 3 ;
Pellicle membrane.
前記炭素原子を含む化合物が、ポリイミド化合物及びポリベンゾオキサジン化合物からなる群より選択される1種以上である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のペリクル膜。 The carbon film comprises carbon or a turbostratic carbon structure derived from a compound containing carbon atoms;
The pellicle film according to any one of claims 1 to 3, wherein the carbon atom-containing compound is at least one selected from the group consisting of a polyimide compound and a polybenzoxazine compound.
基板に炭素原子を含む膜を積層する工程、
前記基板に積層した膜を窒素雰囲気下、800〜1400℃で加熱し、炭素膜とする工程、
前記炭素膜を基板から剥離する工程を含む、
ペリクル膜の製造方法。 A pellicle film manufacturing method comprising a carbon film, wherein the carbon film has a thickness of less than 1500 nm,
Laminating a film containing carbon atoms on a substrate;
Heating the film laminated on the substrate at 800-1400 ° C. in a nitrogen atmosphere to form a carbon film;
Including a step of peeling the carbon film from the substrate,
A method for producing a pellicle film.
前記炭素原子を含む化合物が、ポリイミド化合物及びポリベンゾオキサジン化合物からなる群より選択される1種以上である、請求項5に記載のペリクル膜の製造方法。 The carbon film comprises carbon or a turbostratic carbon structure derived from a compound containing carbon atoms;
The method for producing a pellicle film according to claim 5, wherein the compound containing a carbon atom is one or more selected from the group consisting of a polyimide compound and a polybenzoxazine compound.
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