TWI415168B - 微影用防護薄膜組件 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種微影用防護薄膜組件，在製造LSI、超LSI等半導體裝置或液晶顯示板時當作微影用遮罩的防塵器使用。
在LSI、超LSI等半導體裝置或是液晶顯示板等產品的製造中，係用光照射半導體晶圓或液晶用原板以製作形成圖案，惟若此時所使用的曝光原版有灰塵附著的話，由於該灰塵會吸收光，使光反射，故除了會讓轉印的圖案變形、使邊緣變粗糙以外，還會使基底污黑，損壞尺寸、品質、外觀等。又，在本發明中，「曝光原版」是微影用遮罩以及初縮遮罩的總稱。
該等作業通常是在無塵室內進行，然而即使是在無塵室內進行，想要經常保持曝光原版清潔仍是相當困難，故吾人遂在曝光原版表面貼合透光性良好的防護薄膜組件作為防塵器使用。
此時，異物並非直接附著於曝光原版的表面上，而係附著於防護薄膜上，故只要在微影時將焦點對準曝光原版的圖案，防護薄膜上的異物就不會對轉印造成影響。
防護薄膜組件的基本構造，是由防護薄膜組件框架以及鋪設於其上的防護薄膜所構成。防護薄膜，是由硝化纖維素、醋酸纖維素或氟系聚合物等物質所構成的，其對曝光用光線(g線、i線、248nm、193nm、157nm等)具備良好的透光性。防護薄膜組件框架，是由符合日本工業規格(Japanese Industrial Standards；JIS)A7075、A6061、A5052的鋁合金、不銹鋼、聚乙烯等材料所構成的，其經過黑色氧皮鋁處理。在防護薄膜組件框架上部塗佈防護薄膜的良好溶劑，讓防護薄膜風乾並接合於該防護薄膜組件框架上部(參照專利文獻1)，或是用丙烯酸樹脂、環氧樹脂或氟樹脂等接合劑接合(參照專利文獻2)。接著，為了在防護薄膜組件框架下部鋪設曝光原版，遂設置由聚丁烯樹脂、聚醋酸乙烯酯樹脂、丙烯酸樹脂以及矽氧樹脂等物質所構成的黏著層，以及用
來保護黏著層的初縮遮罩黏著劑保護用墊片。
防護薄膜組件會覆蓋形成於曝光原版表面上的圖案區域。防護薄膜組件係用來防止異物附著於曝光原版上而設置的構件，故能隔離該圖案區域與防護薄膜組件外部，防止防護薄膜組件外部灰塵附著到圖案表面上。
近年來，LSI的佈局規則向0.25微米以下微細化進展，隨之曝光光源也向短波長化進展，亦即，逐漸從原為主流的水銀燈的g線(436nm)、i線(365nm)，轉而使用KrF準分子雷射(248nm)、ArF準分子雷射(193nm)、F2
雷射(157nm)等雷射光。當曝光像這樣朝短波長化發展而曝光解析度變高時，以往不會造成問題的圖案歪曲或變形，都會變得有可能對良品率造成影響。圖案的歪曲或變形大多是因為曝光原版本身的歪曲或變形。上述不良情況的主要原因，例如像防護薄膜組件貼合時所造成的歪曲變形。
已知防護薄膜組件本身的變形或歪曲，會在防護薄膜組件貼合時對曝光原版所造成的不良影響。
[專利文獻1]日本特開昭58-219023號公報
[專利文獻2]美國專利第4861402號說明書
為了解決上述問題，本發明提供一種能夠減少變形或歪曲程度的微影用防護薄膜組件。
上述問題，可用以下(1)所記載的機構解決。
本發明較佳實施態樣(2)~(7)也一併列記如下。
(1)一種微影用防護薄膜組件，其特徵為：設置在矩形防護薄膜組件框架的2個長邊的兩端附近的至少2個夾具孔，都係設置在距離各長邊的任一個端部10mm以內的位置上，(2)如(1)所記載的微影用防護薄膜組件，其中，該防護薄膜組件框架的長邊的長度在140mm以上300mm以下，
(3)如(1)或(2)所記載的微影用防護薄膜組件，其中，該防護薄膜組件框架的長邊的長度為140mm以上230mm以下，(4)如(1)~(3)中任一項所記載的微影用防護薄膜組件，其中，設置在該防護薄膜組件框架的2個長邊的兩端附近的複數夾具孔的互相對向的1對夾具孔朝框架長邊方向形成長孔狀，(5)如(1)~(4)中任一項所記載的微影用防護薄膜組件，其中，該防護薄膜組件框架，係具備黑色氧皮鋁包覆膜的鋁合金製防護薄膜組件框架，(6)如(1)~(4)中任一項所記載的微影用防護薄膜組件，其中，該防護薄膜組件框架，係具備聚合物電沈積膜的鋁合金製防護薄膜組件框架，(7)如(1)~(6)中任一項所記載的微影用防護薄膜組件，其中，該防護薄膜組件框架的高度在5mm以下。
設置在矩形防護薄膜組件框架的2個長邊的兩端附近的至少2個夾具孔，都係設置在距離各長邊的任一個端部10mm以內的位置上，藉此，比起習知技術而言，更能減少在用防護薄膜組件製造用夾具固定防護薄膜組件框架時所產生的框架歪曲與變形。
本發明的微影用防護薄膜組件(以下僅稱「防護薄膜組件」)的特徵為：設置在矩形防護薄膜組件框架(以下僅稱「框架」)的2個長邊的兩端附近的至少2個夾具孔，都設置在距離各長邊的任一個端部10mm以內的位置上。
亦即，本發明的微影用防護薄膜組件，在矩形防護薄膜組件框架的一端面上透過防護薄薄膜接合劑舖設防護薄膜，在另一端面上設置曝光原版接合劑，其特徵為：分別設置在該防護薄膜組件框架的2個長邊的兩端附近且在各長邊上至少2個的夾具孔，係設置在距離各長邊的任一個端部10mm以內的位置上。上述夾具孔，可有效使用於防護薄膜組件的製造以及其後貼合並剝離曝
光原版的處理中。夾具孔，宜距離各長邊的任一個端部相等的距離，宜設置在2~10mm的位置上。
又，夾具孔設置在距離長邊的端部10mm以內的位置上，係意味著圓形夾具孔的中心，或是，長孔形夾具孔的長邊方向的中央部設置在10mm以下，夾具孔整體並非設置在10mm以內也沒有關係。
再者，互相對向的1對夾具孔宜朝長邊方向形成長孔構造。更宜互相對向的2對夾具孔的其中1對為圓形夾具孔而另1對具有長孔構造。
圓形以及長孔夾具孔均非貫通孔。圓形夾具孔宜在圓柱前端形成圓錐狀的連接凹部。
在本發明的防護薄膜組件中，該防護薄膜組件框架的長邊長度宜在140mm以上300mm以下，更宜在140mm以上230mm以下。又，防護薄膜組件框架的高度最好是在5mm以下。在本發明中，將夾具孔應用在這些防護薄膜組件上，比起習知技術而言，歪曲、變形的情況可大幅減少。
以下，參照圖面詳細説明本發明。
如圖1所示的，本發明之微影用防護薄膜組件10，其在防護薄膜組件框架3上端面設置防護薄膜貼合用接合層2以鋪設防護薄膜1，此時，用來將防護薄膜組件10貼合於曝光原版(光罩基板或是初縮遮罩)5上的接合用黏著層4通常係設置於防護薄膜組件框架3下端面，該初縮遮罩接合用黏著層4的下端面貼合著可剝離的墊片(未經圖示)。又，在防護薄膜組件框架3上設有氣壓調整孔(通氣口)6，另外亦可設置用來過濾灰塵微粒的除塵用過濾器7。
此時，該等防護薄膜組件構成要件的大小跟通常的防護薄膜組件，例如半導體微影用防護薄膜組件、大型液晶顯示板製造微影步驟用防護薄膜組件等一樣，而且，材質也可使用上述習知材質。
防護薄膜的種類並無特別限制，例如可使用習知準分子雷射
用的非晶質氟聚合物等。非晶質氟聚合物，例如：Cytop[旭硝子(股)公司製商品名]、鐵氟龍(登錄商標)AF(Du Pont公司製商品名)等。用該等聚合物製作防護薄膜時，可因應需要先將其溶解於溶媒中再使用，例如可將其適當溶解於氟系溶媒中。
關於本發明所使用的防護薄膜組件框架的基材，可使用以往所使用的鋁合金基材，而宜使用JIS A7075、JIS A6061、JIS A5052等規格的基材，不過只要使用鋁合金基材就能確保所製作的防護薄膜組件框架具有足夠的強度，故對框架基材並無特別限制。防護薄膜組件框架表面，在設置聚合物包覆膜之前，宜利用噴砂處理或化學研磨使其粗糙化。在本發明中，使該框架表面粗糙化的方法可採用公開習知的方法。鋁合金基材宜利用不銹鋼、金鋼砂、玻璃細珠等對表面進行噴砂處理，且可利用NaOH等物質進行化學研磨，使表面粗糙化。
圖2係對防護薄膜組件框架的1個長邊從其正面觀察的圖示。在圖2所示的4個夾具孔中，外側2個夾具孔11、11A係本發明之夾具孔，內側2個夾具孔12、12係習知之夾具孔。圖2最右側的夾具孔11A朝長邊方向形成長孔形狀，惟若互相對向的1對夾具孔係長邊形狀的話，則設置在左邊或右邊都可以。長邊形狀，宜在矩形的兩端形成半圓接合的形狀。
夾具孔的深度方向的形狀，並無特別限定，只要不是貫通的就好，即使是在圓柱前端設成推拔形狀的凹孔，也是可以。
圖3係表示被固定在製造夾具上的防護薄膜組件框架的圖示。製造夾具13設置成藉由4個銷部14、15固定防護薄膜組件框架3的構造。製造夾具的銷部，設置成3mmφ的圓柱，且在前端形成45o
的推拔形狀。又，設置在一方長邊上的2個夾具孔11、11A宜被固定銷14固定在製造夾具13上，設置在另一方長邊上的2個夾具孔11、11A宜被具備彈簧機構的固定銷15固定在製造夾具13上。無論哪個固定銷均宜為推拔銷，其在前端形成推拔形狀。具備彈簧機構的銷部設計成可將朝防護薄膜組件框架的夾具孔的插入方向施加的力量抑制在最小限度內。當防護薄膜組件框
架因為加熱等因素而膨脹時，可藉由該銷部的彈簧構造，避開朝短邊方向膨脹的因素，關於長邊方向的膨脹，在設置於框架上且互相對向的1對長孔內，推拔銷的前端可相對防護薄膜組件框架移動，故不會有多餘的力量施加於防護薄膜組件框架，而能夠保持住在製造夾具內部從兩側挾持防護薄膜組件框架的狀態。
本發明的防護薄膜組件，對於被採用的情況增加，長邊在140mm以上，框架高度在5mm以下的薄型防護薄膜組件特別能夠發揮其優越性能。框架高度，宜為1~5mm，更宜為2~5mm。防護薄膜組件框架長邊上限並無特別限制，惟如上述所述，宜在300mm以下，更宜在230mm以下。防護薄膜組件框架的短邊，其長度只要是在長邊以下即可，並無特別限制。由於該等防護薄膜組件框架的構造非常容易歪曲，故將處理用的夾具孔設置在角落附近，以在強度較高的部分握持框架。又框架長邊的長度越長，在例如受熱的時候，框架的膨脹越大，故確保有餘隙能夠吸收框架長邊方向的長度變化是很重要的。
夾具孔的直徑，可選擇適當尺寸，宜為1~2mm，當設置成長孔時，橫長宜為1~2mm。
在本發明中，防護薄膜組件框架，宜具備黑色氧皮鋁包覆膜及/或聚合物包覆膜，更宜具備聚合物的電沈積膜。又，防護薄膜組件框架，宜為鋁合金製防護薄膜組件框架，若是具備黑色氧皮鋁包覆膜及/或聚合物的電沈積膜的鋁合金製防護薄膜組件框架則更佳。
在防護薄膜組件框架表面形成黑色氧皮鋁包覆膜的方法，一般係先用NaOH等鹼性處理液進行數十秒的洗浴處理，之後置於稀硫酸水溶液中進行陽極氧化處理，接著進行黑色染色、封孔處理，這樣就能在表面上設置黑色氧化包覆膜。
又，聚合物包覆膜(聚合物塗佈)可利用各種方法設置，例如一般的噴塗法、靜電塗裝法或電沈積法等方法。在本發明中宜利用電沈積法形成聚合物包覆膜。
電沈積法，可使用熱硬化型樹脂或紫外線硬化型樹脂。又，
可分別對其使用陰離子電沈積法、陽離子電沈積法。由於在本發明中亦求耐紫外線性能，故熱硬化型樹脂的陰離子電沈積法，從塗佈穩定性、外觀、強度等觀點考量，是較佳的選擇。
電沈積好的聚合物包覆膜的厚度，宜為5~30μm，更宜為5~20μm。
用於該等目的之塗裝裝置或電沈積用塗料可從某幾家日本公司購入市售產品使用之。例如，Shimizu(股)公司在市面上販售，商品名稱為Elecoat的電沈積塗料。「Elecoat Frosty W-2」或「Elecoat Frosty ST Satiner」係去光澤類型的熱硬化型陰離子類型的電沈積塗料，本發明宜使用之。
當聚合物包覆膜為黑色去光澤電沈積膜時，其發射係數宜在0.80~0.99為佳。在此，「發射係數」係指以黑體(吸收入射其表面的所有光，不反射也不透過的理想物體)為基準求出全部放射能量P與物體放射能量P1的比率(P1/P)，吾人可使用Japan Sensor(股)公司製的放射測量器TSS-5X測量數值。
以下藉由實施例具體例示説明本發明。又，在實施例以及比較例中，揭示「遮罩」作為「曝光原版」的例子，然而對初縮遮罩也同樣能夠適用，自不待言。
準備框架外尺寸150mm×122mm×3.5mm，框架厚度2mm，且實施過黑色氧皮鋁處理的框架，作為防護薄膜組件框架。在框架長邊上，將處理用夾具孔的中心，設置在框架長邊中心點前後間距共135mm，且距離薄膜接合劑塗佈端面1.75mm的位置上，從防護薄膜組件框架外側，設置孔徑1.6mmφ、深度1.2mm的夾具孔(距離長邊兩端部7.5mm)。又讓互相對向的1對夾具孔各朝橫方向兩側擴大0.8mm，形成3.2mm×1.6mm的長孔。該框架的平坦度用Mitutoyo(股)公司製造的3次元測量器BH506進行測量，發現為6μm。在對應夾具孔間距為135mm的製造夾具上設置該框架，按照習知的防護薄膜組件製造步驟塗佈遮罩接合劑並靜置60
分，之後用高頻率感應加熱裝置進行加熱。在薄膜接合劑塗佈並乾燥之後，貼合防護薄膜，製成防護薄膜組件。從完成後的防護薄膜組件剝離遮罩接合劑，使用Mitutoyo(股)公司製造的3次元測量器BH506測量平坦度，發現為9μm。
又，上述的「平坦度」，係加上以防護薄膜組件框架假想平面為基準的凹凸的Max、Min差所定義出的大小。
準備框架外尺寸149mm×115mm×3.5mm，框架厚度2mm，且實施過電沈積聚合物塗佈的框架，作為防護薄膜組件框架。在框架長邊上跟實施例1一樣設置處理用夾具孔。該框架的平坦度用Mitutoyo(股)公司製造的3次元測量器BH506測量，發現為8μm。在對應夾具孔間距為135mm的製造夾具上設置該框架，按照習知的防護薄膜組件製造步驟塗佈遮罩接合劑並靜置60分，之後用高頻率感應加熱裝置進行加熱。在薄膜接合劑塗佈並乾燥之後，貼合防護薄膜，製成防護薄膜組件。從完成後的防護薄膜組件剝離遮罩接合劑，用Mitutoyo(股)公司製造的3次元測量器BH506測量平坦度，發現為9μm。
準備框架外尺寸149mm×113mm×4.5mm，框架厚度2mm，且實施過黑色氧皮鋁處理的框架，作為防護薄膜組件框架。在框架長邊上跟實施例1一樣設置處理用夾具孔。該框架的平坦度用Mitutoyo(股)公司製造的3次元測量器BH506測量，發現為6μm。在對應夾具孔間距為135mm的製造夾具上設置該框架，按照習知的防護薄膜組件製造步驟塗佈遮罩接合劑並靜置60分，之後用高頻率感應加熱裝置進行加熱。在薄膜接合劑塗佈並乾燥之後，貼合防護薄膜，製成防護薄膜組件。從完成後的防護薄膜組件剝離遮罩接合劑，用Mitutoyo(股)公司製造的3次元測量器BH506測量平坦度，發現為6μm。
準備框架外尺寸150mm×122mm×3.5mm，框架厚度2mm，且
實施過黑色氧皮鋁處理的框架，作為防護薄膜組件框架。在框架長邊上設置孔徑1.6mmφ、深度1.2mm的處理用夾具孔，該夾具孔的中心設置在框架長邊中心點前後間距共135mm且距離薄膜接合劑塗佈端面1.75mm的位置上。該框架的平坦度用Mitutoyo(股)公司製造的3次元測量器BH506進行測量，發現為6μm。在對應夾具孔間距135mm的製造夾具上設置該框架，按照習知的防護薄膜組件製造步驟塗佈遮罩接合劑並靜置60分，之後用高頻率感應加熱裝置進行加熱。在薄膜接合劑塗佈並乾燥之後，貼合防護薄膜，製成防護薄膜組件。從完成後的防護薄膜組件剝離遮罩接合劑，使用Mitutoyo(股)公司製造的3次元測量器BH506測量平坦度，發現為25μm。
準備框架外尺寸150mm×122mm×3.5mm，框架厚度2mm，且實施過黑色氧皮鋁處理的框架，作為防護薄膜組件框架。在框架長邊上設置孔徑1.6mmφ、深度1.2mm的處理用夾具孔，該夾具孔的中心設置在框架長邊中心點前後間距共104mm且距離薄膜接合劑塗佈端面1.75mm的位置上。該框架的平坦度用Mitutoyo(股)公司製造的3次元測量器BH506進行測量，發現為7μm。在對應夾具孔間距135mm的製造夾具上設置該框架，按照習知的防護薄膜組件製造步驟塗佈遮罩接合劑並靜置60分，之後用高頻率感應加熱裝置進行加熱。在薄膜接合劑塗佈並乾燥之後，貼合防護薄膜，製成防護薄膜組件。從完成後的防護薄膜組件剝離遮罩接合劑，用Mitutoyo(股)公司製造的3次元測量器BH506測量平坦度，發現為55μm。
1‧‧‧防護薄膜
2‧‧‧接合層
3‧‧‧防護薄膜組件框架
4‧‧‧粘著層
5‧‧‧曝光原版
6‧‧‧氣壓調整用孔(通氣口)
7‧‧‧除塵用過濾器
10‧‧‧防護薄膜組件
11‧‧‧夾具孔(圓形)(本發明)
11A‧‧‧夾具孔(長孔)(本發明)
12‧‧‧夾具孔(習知技術)
13‧‧‧製造夾具
14‧‧‧銷部(固定式)
15‧‧‧銷部(附彈簧機構)
圖1係説明圖，表示防護薄膜組件的構造例。
圖2係表示防護薄膜組件框架長邊與夾具孔的圖示。
圖3係表示被設置在防護薄膜組件製造夾具上的防護薄膜組件框架的圖示。
3‧‧‧防護薄膜組件框架
11‧‧‧夾具孔(圓形)(本發明)
11A‧‧‧夾具孔(長孔)(本發明)
13‧‧‧製造夾具
14‧‧‧銷部(固定式)
15‧‧‧銷部(附彈簧機構)
Claims (7)
- 一種微影用防護薄膜組件，其特徵為：設置在矩形防護薄膜組件框架的2個長邊的兩端附近的至少2個夾具孔，都係設置在距離各長邊的任一個端部10mm以內的位置上。
- 如申請專利範圍第1項之微影用防護薄膜組件，其中，該防護薄膜組件框架的長邊的長度在140mm以上300mm以下。
- 如申請專利範圍第1或2項之微影用防護薄膜組件，其中，該防護薄膜組件框架的長邊的長度在140mm以上230mm以下。
- 如申請專利範圍第1或2項之微影用防護薄膜組件，其中，設置在該防護薄膜組件框架的2個長邊的兩端附近的複數夾具孔的互相對向的1對夾具孔朝框架長邊方向形成長孔狀。
- 如申請專利範圍第1或2項之微影用防護薄膜組件，其中，該防護薄膜組件框架，係具備黑色氧皮鋁包覆膜的鋁合金製防護薄膜組件框架。
- 如申請專利範圍第1或2項之微影用防護薄膜組件，其中，該防護薄膜組件框架，係具備聚合物電沈積膜的鋁合金製防護薄膜組件框架。
- 如申請專利範圍第1或2項之微影用防護薄膜組件，其中，該防護薄膜組件框架的高度在5mm以下。
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