防护薄膜框架、防护薄膜组件、防护薄膜组件的检查方法、带防护薄膜组件的曝光原版及曝光方法、以及半导体或液晶显示板的制造方法

摘要

本发明提供一种防护薄膜框架、防护薄膜组件、防护薄膜组件的检查方法、带防护薄膜组件的曝光原版及曝光方法、以及半导体或液晶显示板的制造方法，所述防护薄膜框架为具有设置防护膜的上端面(13)以及面向光掩模的下端面(14)的框状的防护薄膜框架(1)，且所述防护薄膜框架(1)的至少内侧面(11)处的光源波长500nm～1000nm的最小反射率为20％以下。本发明可提供一种防护薄膜框架、使用所述防护薄膜框架的防护薄膜组件及所述防护薄膜组件的检查方法，所述防护薄膜框架通过降低防护薄膜框架内表面(11)对于检查光的反射率，而可尽可能地抑制来自所述框架的散射光，提高异物检查性，并且通过降低仅对于检查光的波长的反射率，而防护薄膜框架的着色等的限制少。

说明书

技术领域

本发明涉及一种作为除尘器而装设于光刻(lithography)用光掩模的防护薄膜框架(pellicle frame)、防护薄膜组件(pellicle)、防护薄膜组件的检查方法、带防护薄膜组件的曝光原版及曝光方法、以及半导体或液晶显示板的制造方法。

背景技术

近年来，大规模集成电路(Large Scale Integrated circuit，LSI)的设计规则正推进向次四分之一微米(sub-quarter micron)的微细化，伴随于此，正推进曝光光源的短波长化。即，曝光光源自基于水银灯的g射线(436nm)、i射线(365nm)转移为KrF准分子激光(248nm)、ArF准分子激光(193nm)等，进而研究有使用主波长13.5nm的极紫外(ExtremeUltra Violet，EUV)光的EUV曝光。

在LSI、超LSI等半导体制造或液晶显示板的制造中，对半导体晶圆或液晶用原板照射光来制作图案，若此时使用的光刻用掩模及标线(reticle)(以下，加以总称而记述为“曝光原版”)附着有尘埃，则所述尘埃会吸收光，或者会使光弯曲，因此所转印的图案变形，或者边缘粗杂，此外，还存在基底被染黑，尺寸、品质、外观等受损的问题。

这些作业通常是在洁净室(clean room)内进行，但即便如此，也难以使曝光原版始终保持洁净。因此，通常采用于在曝光原版表面贴附防护薄膜组件作为除尘器后进行曝光的方法。此情况下，异物不会直接附着于曝光原版的表面，而是附着于防护薄膜组件上，因此，若在光刻时使焦点在曝光原版的图案上对焦，则防护薄膜组件上的异物便与转印无关。

所述防护薄膜组件的基本结构为：在包含铝或钛等的防护薄膜框架的上端面张设相对于曝光中所使用的光而透过率高的防护膜，并且在下端面形成气密用衬垫(gasket)。气密用衬垫通常使用粘合剂层，并贴附有以保护所述粘合剂层为目的的保护片。防护膜包含使曝光中使用的光(基于水银灯的g射线(436nm)、i射线(365nm)、KrF准分子激光(248nm)、ArF准分子激光(193nm)等)良好地透过的硝基纤维素、乙酸纤维素、氟系聚合物等，但在EUV曝光用途中，正在研究极薄硅膜或碳膜来作为防护膜。

防护薄膜组件的目的在于保护曝光原版以便异物不会附着于曝光原版，因此，对防护薄膜组件要求非常高的洁净度。因此，在防护薄膜组件制造工序中，需要在出货前检查防护膜、防护薄膜框架、粘合剂及保护片是否没有附着异物。

通常，对防护薄膜框架的异物检查是在暗室中将聚光照射到框架，并以目视检测来自异物的散射光。若防护薄膜框架的内表面存在异物，则异物会因振动或空气的移动而容易地落下至掩模面。因此，最近，除了目视检查以外，增加有利用异物检查装置来对防护薄膜框架内表面进行检查。通常，在异物检查装置中，对防护薄膜框架照射He-Ne激光或半导体激光等激光，并利用半导体检测器(电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD))等检测来自异物的散射光。

但是，并无对来自防护薄膜框架内表面的散射光与来自异物的散射光进行分辨的手段，且存在检测器会检测到由防护薄膜框架引起的散射光，无法正常地进行异物检查的问题。

在专利文献1中，提出有通过使防护薄膜框架内表面处的对于检查光400nm～1100nm的反射率降低至0.3％以下来提高检查性。但是，为了将对于400nm～1100nm的反射率设为0.3％以下，需要将框架无限地着色为黑色，为了实现这一点，需要严格选定防护薄膜框架材料或着色方法，且有时根据材料而难以实现。

另外，检查光中所使用的He-Ne激光或半导体激光的波长范围例如为640nm～660nm等，其范围是限定的，且未必需要在400nm～1100nm的全波长区域中降低反射率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2001-249442号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明是鉴于所述情况而成，目的在于提供一种防护薄膜框架及使用所述防护薄膜框架的防护薄膜组件、以及所述防护薄膜组件的检查方法，所述防护薄膜框架通过降低防护薄膜框架内表面对于检查光的反射率，而可尽可能地抑制来自所述框架的散射光，提高异物检查性，并且通过降低仅对于检查光的波长的反射率，而防护薄膜框架的着色等的限制少。

解决问题的技术手段

本发明人发现，在具有设置防护膜的上端面以及面向光掩模的下端面的框状的防护薄膜框架中，将所述防护薄膜框架的内表面处的光源波长500nm～1000nm下的最小反射率调整为20％以下，结果，尽可能地抑制来自防护薄膜框架的散射光，且通过将反射率为20％以下的特定波长用作检查光的波长，而使仅对于所述检查光的波长的反射率降低，通过着眼于所述情况，可提供防护薄膜框架的着色方法等表面处理并无大的限制、检查性良好的防护薄膜框架，从而形成了本发明。

因此，本发明提供以下的防护薄膜框架、防护薄膜组件、防护薄膜组件的检查方法、带防护薄膜组件的曝光原版及曝光方法、以及半导体或液晶显示板的制造方法。

1.一种防护薄膜框架，其为具有设置防护膜的上端面以及面向光掩模的下端面的框状的防护薄膜框架，其特征在于：所述防护薄膜框架的至少内侧面处的光源波长500nm～1000nm的最小反射率为20％以下。

2.根据所述1记载的防护薄膜框架，其中：所述最小反射率为10％以下。

3.根据所述1或2记载的防护薄膜框架，其中：光源波长500nm～1000nm的所有波长下的反射率为20％以下。

4.根据所述1或2记载的防护薄膜框架，其中：光源波长500nm～1000nm的所有波长下的反射率为10％以下。

5.根据所述1或2记载的防护薄膜框架，其中：防护薄膜框架的整个周面处的光源波长500nm～1000nm的最小反射率为20％以下。

6.根据所述1或2记载的防护薄膜框架，其中：作为防护薄膜框架的材质，包含钛或钛合金。

7.根据所述1或2记载的防护薄膜框架，其中：作为防护薄膜框架的材质，包含铝或铝合金。

8.根据所述1或2记载的防护薄膜框架，其中：防护薄膜框架的厚度小于2.5mm。

9.根据所述1或2记载的防护薄膜框架，其中：防护薄膜框架的厚度小于1.5mm。

10.根据所述1或2记载的防护薄膜框架，其中：在防护薄膜框架的表面形成有氧化膜。

11.根据所述1或2记载的防护薄膜框架，其中：防护薄膜框架的表面被黑色化。

12.根据所述1或2记载的防护薄膜框架，其中：防护薄膜框架的表面施加有伤痕消除处理。

13.根据所述1或2记载的防护薄膜框架，其中：防护薄膜框架的表面施加有手工研磨处理、喷砂处理、化学研磨处理或是电解研磨处理。

14.根据所述1或2记载的防护薄膜框架，其中：其为用于极紫外光用防护薄膜组件的防护薄膜框架。

15.一种防护薄膜组件，其特征在于包括：根据所述1记载的防护薄膜框架、以及经由粘合剂或粘接剂而设置于所述防护薄膜框架的一端面的防护膜。

16.根据所述15记载的防护薄膜组件，其中：防护膜是设置于防护薄膜框架的上端面。

17.根据所述15或16记载的防护薄膜组件，其中：防护膜为硅膜或碳膜。

18.根据所述15或16记载的防护薄膜组件，其中：防护薄膜组件的高度为2.5mm以下。

19.根据所述15或16记载的防护薄膜组件，其为用于极紫外光光刻的防护薄膜组件。

20.一种防护薄膜组件的检查方法，通过异物检查机检测存在于根据所述15记载的防护薄膜组件的异物，其特征在于：通过将防护薄膜框架的至少内侧面处的反射率为20％以下的特定波长用作检查光的波长，而检测存在于所述防护薄膜组件的异物。

21.一种带防护薄膜组件的曝光原版，其特征在于：在曝光原版装设有根据所述15记载的防护薄膜组件。

22.根据所述21记载的带防护薄膜组件的曝光原版，其中：曝光原版为极紫外光用曝光原版。

23.根据所述21记载的带防护薄膜组件的曝光原版，其为用于极紫外光光刻的带防护薄膜组件的曝光原版。

24.一种曝光方法，其特征在于：通过根据所述21记载的带防护薄膜组件的曝光原版进行曝光。

25.根据所述24记载的曝光方法，其中：曝光的光源为发出极紫外光的曝光光源。

26.一种半导体的制造方法，其特征在于包括：使用根据所述21记载的带防护薄膜组件的曝光原版，对半导体晶圆进行曝光的工序。

27.根据所述26记载的半导体的制造方法，其中：曝光的光源为发出极紫外光的曝光光源。

28.一种液晶显示板的制造方法，其特征在于包括：使用根据所述21记载的带防护薄膜组件的曝光原版，对液晶用原板进行曝光的工序。

29.根据所述28记载的液晶显示板的制造方法，其中：曝光的光源为发出极紫外光的曝光光源。

发明的效果

本发明的防护薄膜框架、防护薄膜组件、以及防护薄膜组件的检查方法通过尽可能地抑制来自所述防护薄膜框架的散射光，并且使用防护薄膜框架的反射率为20％以下的特定波长作为检查光的波长，而可对防护薄膜框架进行表面处理，以使仅对于所述检查光的波长的反射率降低，且所述表面处理的自由度变高，可提供检查性良好的防护薄膜框架。

附图说明

图1是表示本发明的防护薄膜框架的一例的立体图。

图2是表示将本发明的防护薄膜组件装设于光掩模的形态的概略图。

具体实施方式

以下，对本发明，更详细地进行说明。

本发明的防护薄膜框架为具有设置防护膜的上端面以及面向光掩模的下端面的框状的防护薄膜框架。

防护薄膜框架若为框状，则其形状与装设防护薄膜组件的光掩模的形状对应。通常为四边形(长方形或正方形)框状。除了四边形框状以外，还可变更为三角形框状、五边形框状、六边形框状、八边形框状等的多边形框状或圆形框状、椭圆形框状等的光掩模的形状。关于四边形框状等的多边形框状，也包含对所存在的角部实施了C倒角加工、R倒角加工、线倒角加工等倒角加工的形态。

另外，在防护薄膜框架，存在用于设置防护膜的面(此处设为上端面)、以及装设光掩模时面向光掩模的面(此处设为下端面)。

通常，在防护薄膜框架的上端面，经由粘接剂等而设置防护膜，且在下端面设置用于将防护薄膜组件装设到光掩模的粘合剂等，但并不限于此。

防护薄膜框架的材质并无限制，可使用现有的材质。在EUV用途的防护薄膜框架中，由于有暴露于高温下的可能性，因此优选为热膨胀系数小的材料。例如，可列举Si、SiO

防护薄膜框架的尺寸并无特别限定，由于EUV用防护薄膜组件的高度被限制为2.5mm以下，因此EUV用途的防护薄膜框架的厚度比其小而小于2.5mm。尤其是，若考量到防护膜或掩模粘合剂等的厚度，则EUV用途的防护薄膜框架的厚度优选为1.5mm以下。

本发明的防护薄膜框架中，实施所述防护薄膜框架的表面处理，以使至少其内侧面处的波长500nm～1000nm的范围内的最小反射率为20％以下。尤其适宜的是在防护薄膜框架的整个周面中所述光源波长的范围中的最小反射率为20％以下，适宜地实施所述防护薄膜框架的表面处理。关于所述表面处理的方法，并无特别限制，例如，可为：通过利用阳极氧化处理在表面形成100μm的氧化膜而利用干涉色使其发色为蓝色的方法，或者实施镀黑镍处理而进行黑色化。另外，也可对氧化膜掺杂碳，使框架表面黑色化。

关于本发明的防护薄膜框架，无需相对于所述波长范围500nm～1000nm下的全波长使反射率为20％以下，只要相对于所述波长范围中的特定波长使反射率为20％以下即可。此处所述的特定波长为异物检查机中使用的检查光的波长，且相对于所述波长，优选为反射率为20％以下，特别优选为10％以下。相反地，也可根据表示防护薄膜框架的最小反射率的反射率的分布，选定异物检查机中使用的检查光。

另外，为了使检查性更良好，也可对表面实施手工研磨或喷砂处理、化学研磨处理、电解研磨处理等伤痕消除处理。关于这些表面处理，通过使表面粗糙度粗糙化，可尽可能地防止来自防护薄膜框架的散射光。

另外，通常，在防护薄膜框架的侧面，设置有在进行处理(handling)或将防护薄膜组件自光掩模剥离时所使用的夹具孔。关于夹具孔的大小，在防护薄膜框架的厚度方向上的长度(在为圆形时为直径)为0.5mm～1.0mm。孔的形状并无限制，可为圆形或矩形。

另外，在防护薄膜框架，设置有通气部，为了防止异物侵入到通气部，可设置过滤器。

本发明的防护薄膜组件经由粘合剂或粘接剂而在防护薄膜框架的上端面设置防护膜。粘合剂或粘接剂的材料并无限制，可使用现有的材料。为了强力地保持防护膜，优选为粘接力强的粘合剂或粘接剂。

关于所述防护膜的材质，并无特别限制，优选为曝光光源的波长下的透过率高且耐光性高的材质。例如，针对EUV曝光而使用极薄硅膜或碳膜等。作为这些碳膜，例如可列举：石墨烯、类钻碳、碳纳米管等膜。所述防护膜并不仅限定于薄膜，也可采用包括对防护膜进行支撑的支撑框的膜。例如，可采用如下方法：在硅晶圆上形成防护膜，仅对用作防护膜的部位进行背面蚀刻而去除硅晶圆，由此制作防护膜。此情况下，防护膜可在由硅框支撑的状态下获得。

进而，在防护薄膜框架的下端面，形成用于装设于光掩模的掩模粘合剂。通常，掩模粘合剂优选为遍及防护薄膜框架的整周来设置。

作为所述掩模粘合剂，可使用现有的粘合剂，可适宜地使用丙烯酸系粘合剂或硅酮系粘合剂。粘合剂也可视需要被加工成任意形状。

在所述掩模粘合剂的下端面，也可贴附用于保护粘合剂的脱模层(隔离膜(separator))。脱模层的材质并无特别限制，例如可使用：聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ethercopolymer，PFA)、聚乙烯(polyethylene，PE)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride，PVC)、聚丙烯(polypropylene，PP)等。另外，视需要，也可在脱模层的表面涂布硅酮系脱模剂或氟系脱模剂等脱模剂。再者，关于防护薄膜组件向光掩模的装设，除了利用掩模粘合剂以外，也可利用物理性固定手段进行固定。作为所述固定手段，可列举螺钉、螺栓、螺母、铆钉、键、销等。也可将掩模粘合剂与物理性固定手段加以并用。

此处，图1中示出本发明的防护薄膜框架1的一例，符号11表示防护薄膜框架的内侧面，符号12表示防护薄膜框架的外侧面，符号13表示防护薄膜框架的上端面，符号14表示防护薄膜框架的下端面。再者，通常，在防护薄膜框架的长边侧设置用于将防护薄膜组件自光掩模剥离的夹具孔，但在图1中并未特别地进行图示。

图2是表示防护薄膜组件10的图，利用粘接剂4而在防护薄膜框架1的上端面粘接、张设防护膜2。另外，在防护薄膜框架1的下端面，利用粘合剂5以能够剥离的方式粘接于光掩模3，保护光掩模3上的图案面。

本发明的防护薄膜组件不仅可作为用于在EUV曝光装置内抑制异物附着于曝光原版的保护构件，而且还可作为在曝光原版的保管时或在曝光原版的搬运时用于保护曝光原版的保护构件。将防护薄膜组件装设于光掩模等曝光原版并制造带防护薄膜组件的曝光原版的方法除了存在利用所述掩模粘合剂进行贴附的方法以外，还存在静电吸附法、进行机械性固定的方法等。

本实施方式的半导体或液晶显示板的制造方法包括利用所述带防护薄膜组件的曝光原版对基板(半导体晶圆或液晶用原板)进行曝光的系统。例如，在作为半导体装置或液晶显示板的制造步骤之一的光刻步骤中，为了在基板上形成与集成电路等对应的光致抗蚀剂图案，而在步进器设置所述带防护薄膜组件的曝光原版进行曝光。通常，在EUV曝光中，使用EUV光被曝光原版反射并被引导至基板的投影光学系统，这些是在减压或真空下进行。由此，假设即便在光刻步骤中异物附着于防护薄膜组件上，这些异物也不会在涂布有光致抗蚀剂的晶圆上成像，因此可防止由异物的像引起的集成电路等的短路或断线等。因此，通过使用带防护薄膜组件的曝光原版，可提高光刻步骤中的良率。

实施例

以下，示出实施例及比较例，具体说明本发明，但本发明不受下述实施例的限制。

[实施例1]

制作钛制防护薄膜框架(外形尺寸150mm×118mm×1.5mm，框架宽度4.0mm)。将钛制框架浸渍于磷酸、硫酸及过氧化氢的混合电解液中，在温度25℃、电压20V、时间30分钟的条件下，通过阳极氧化来形成氧化膜，使作为干涉色的蓝色发色。利用中性洗剂与纯水对所述防护薄膜框架进行清洗，在所述框架的上端面，以成为宽度1mm、厚度0.1mm的方式涂布对硅酮粘合剂(信越化学工业(股)制造的X-40-3264)100质量份加入1质量份的硬化剂(信越化学工业(股)制造的PT-56)并进行搅拌而成的材料。另外，在框架的下端面，遍及整周，以成为宽度1mm、厚度0.1mm的方式涂布对丙烯酸粘合剂(综研化学(股)制造的SK戴恩(SK-Dyne)1495)100质量份加入0.1质量份的硬化剂(综研化学(股)制造的L-45)并进行搅拌而成的材料来作为掩模粘合剂。其后，将防护薄膜框架在90℃下加热12小时，使上下端面的粘合剂硬化。继而，使作为防护膜的极薄硅膜压接于形成于框架的上端面的粘合剂，从而完成防护薄膜组件。

[实施例2]

制作钛框架后，依次进行阳极氧化、黑色染色、封孔处理，在所述框架的表面形成黑色的氧化被膜。除了所述框架表面的着色处理方法以外，与实施例1相同。

[实施例3]

制作铝合金制框架后，依次进行阳极氧化、黑色染色、封孔处理，在所述框架的表面形成黑色的氧化被膜。除了所述框架的材质及表面处理以外，与实施例1相同。

[比较例1]

除了不对钛制防护薄膜框架进行任何表面处理以外，与实施例1相同。

对于实施例1～3及比较例1中获得的防护薄膜组件，实施利用异物检查装置进行的检查。另外，使用利用与实施例1～3、比较例1相同的框架的材质、并对所述材质实施表面处理而成的样件(sample piece)，实施各样品的反射率测定。

[反射率测定]

准备3cm×3cm、厚度5mm的样件，准备实施了与实施例1～3及比较例1相同的表面处理的样品。使用“分光光度计V-780”(日本分光(股)制造，型号名)测定500nm～1000nm的反射率。将最小反射率与检查光(532nm)下的反射率的测定值示于表1中。关于最小反射率，根据由分光光度计获得的图表进行确定。再者，作为检查光选定532nm的激光的理由，是因为此种半导体激光虽紧凑但稳定性优异，容易作为装置组装用途来使用，而且在面向半导体的检查装置中有使用实绩。

[异物检查]

利用夹具孔将所获得的防护薄膜组件握持于专用的夹具，并使20μm的标准粒子附着于防护薄膜框架的内壁面的一部分。将所述防护薄膜组件与夹具一起放入具备波长532nm的半导体激光的内表面异物检查装置(信越工程(股)制造)中，并根据下述基准评价内壁面的异物检查的好坏。

＜判定基准＞

○：在并未附着粒子的区域中未确认到散射光，确认到仅附着粒子的部分的散射光。

×：在并未附着粒子的部分也确认到散射光。

[表1]

根据所述表1的结果考察下述方面。

在使用实施例1～3的防护薄膜框架的情况下，通过将检查光(532nm)下的防护薄膜框架处的反射率设为20％以下，可提供基于异物检查机的检查性良好的防护薄膜组件。相对于此，在使用比较例1的防护薄膜框架的情况下，在并未附着异物粒子的部分也确认到框架的散射光，因此不可以说是检查性良好。

符号的说明

1：防护薄膜框架

2：防护膜

3：光掩模

4：防护膜粘接剂

5：光掩模粘合剂

10：防护薄膜组件