JP5051840B2 - ペリクル収納容器内にペリクルを保管する方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体デバイス、プリント基板あるいは液晶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ペリクル、特には液晶ディスプレイ製造に使用される大型のペリクルを保管する方法に関する。

ＬＳＩ、超ＬＳＩなどの半導体或は液晶ディスプレイ等の製造においては、半導体ウエハーあるい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あるいはレチクル（以下、短にフォトマスクと記述）にゴミが付着していると、このゴミが光を吸収したり光を曲げてしまうために、転写したパターンが変形したり、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、クリーンルーム内で行われているが、それでもフォトマスクを常に清浄に保つことが難しい。そこで、フォトマスク表面にゴミよけとしてペリクルを貼り付け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にペリクル上に付着するため、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、ペリクルは、光を良く透過させるニトロセルロース、酢酸セルロースあるいはフッ素樹脂などからなる、使用される光線に対して透明なペリクル膜を、アルミニウム、ステンレス、ポリエチレンなどからなるペリクルフレームの上端面に貼り付けないし接着する。さらに、ペリクルフレームの下端には、フォトマスクに装着するための、ポリブテン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂等からなる粘着層、及び粘着層の保護を目的とした離型層（セパレータ）が設けられる。そして、ペリクルを保管・移送する際には、セパレータを介して収納容器に載置される。

セパレータは、通常、ＰＥＴ樹脂などの１００〜２００μｍ程度の薄いフィルム上に離型剤を塗布し、所望の形状に切断加工したものが使用される。セパレータは、フィルムの薄さに加え、なおかつ、フレームの外形とほぼ同じ枠状の形状をしているため、紐のようになってしまい、清浄に洗浄することが困難であるほか、マスク粘着層への貼り付け等の作業上において取り扱いが極めて不便であるという問題がある。

また、セパレータは、継ぎ目のない一枚の原材料シートで製造される必要がある。継ぎ目などの段差があると、貼り付けたマスク粘着層に形状が転写されてしまい、貼り付け後のマスクの安定性に影響を及ぼす可能性があるためである。そのため、大型のペリクル、特には１辺の長さが５００ｍｍを超えるような大型のペリクルに対しては、シートの製造が困難である他、離型剤を全面に渡って欠陥なく塗布することも困難であり、このようなセパレータを製造、入手することは容易ではなかった。

セパレータは粘着剤を保護する機能を有するもので、ペリクル使用時には剥がされ廃棄されるものである。セパレータを省略することができれば、究極的にこれらの問題を解決することができる。セパレータを省略するには、たとえば、通常、ペリクルは粘着剤を下側（ペリクル収納容器側）に向けて収納するが、粘着剤を上側にしてペリクル膜の接着面側を下側に載置することが考えられる。しかし、この場合、ペリクル膜内側がペリクル収納容器内で上方を向くことになり、最も保護しなくてはならない部分に異物が付着する懸念があり、好ましくない。そのため、これまでのところ、保管中にセパレータを必要としないペリクルおよびペリクル収納容器は提案されていなかった。

ペリクルをペリクル収納容器に固定するのは、通常、容器本体と蓋体とでペリクルを狭持することに依っているが、ペリクルフレームをピンでペリクル容器に固定することが試みられている（特許文献１参照）。この試みにおいても、ピンをペリクルフレームに係合するまでは、ペリクルを容器本体上に載置することから、セパレータは特許文献１においても欠くことができなかった。

これまでは、マスク粘着剤層はペリクルフレームの全幅に亘って形成されるのが一般であるが、ペリクルフレームの下端面に溝を設けることによりマスク粘着剤層をペリクルフレームの幅よりも細幅とする試みもなされているが（特許文献２参照）、この溝部に粘着剤層（ペリクル膜用に接着剤層も）を形成することによって粘着剤層が表面張力で凸状になることを回避し表面の平坦性向上を図るものであって、セパレータを用いないで済むようにしようとするものではない。

ペリクルフレームの幅よりも細幅の突出部を設けることによりペリクルフレームにマスク粘着剤が塗布されていない部分を設けることも試みられている（特許文献３、特許文献４参照）。前者は、フォトマスクからペリクルを剥離する際にペリクルフレームの粘着剤が塗布されていない段部に剥離具を係合するものであって、ペリクルにセパレータを用いないで済むようにしようとするものではなく、後者は、セパレータに突出した領域を設け、その突出部をペリクル収納容器に固定することによってセパレータをマスク粘着層から剥離することを補助するものであり、共にセパレータを用いなくするものではない。

特開２００６−２６７１７８号公報 特開２００５−３３８７２２号公報 特願２００６−１３５１８６ 特願２００７−２８６４８３号公報

本発明の目的は、ペリクル、特には少なくとも一つの辺長が５００ｍｍを越えるような大型のペリクルについて、セパレータを用いなくとも差し支えのないペリクル収納容器内にペリクルを保管する方法を提供することにある。

本発明のペリクル収納容器内にペリクルを保管する方法は、ペリクルフレームのマスク粘着剤塗布側端面の一部にマスク粘着剤の未塗布領域を形成し、ペリクル収納容器トレイの前記マスク粘着剤の未塗布領域と対応する位置に設けられたペリクルフレーム支持部上に、前記マスク粘着剤塗布側端面の他部に塗布された粘着剤が露出した状態でペリクルフレームを載置し、かつ、ペリクルフレームの側面に設けられた非貫通のピン挿入孔に、前記トレイに設けられたピン保持機構に設置されたピンを挿入してペリクルをペリクル収納容器内に固定することを特徴としている。

なお、前記ペリクルフレーム支持部の材質は、樹脂、ゴムおよびシリコーンゲルからなる群より選ばれた一種であり、ペリクルフレーム支持部が帯電防止性能を有するものとすることが好ましい。

本発明によれば、ペリクルフレームは、ペリクル収納容器のトレイに設けられたペリクルフレーム支持部に、マスク粘着剤の未塗布領域にのみが接触するように載置され、さらに、ペリクルフレームの側面に設けられた非貫通のピン挿入孔に、トレイのピン保持機構に設置されたピンを挿入することで、ペリクルフレームの上下の端面がペリクル収納容器に接触することなく固定することができ、セパレータは不要とされる。
よって、セパレータを使用せずともペリクルをペリクル収納容器に支障なく収納・保管することができるため、特に大型のペリクルにおけるセパレータ原材料の入手難という問題を解決できる他、輸送中やセパレータの剥離作業におけるセパレータ自体からの発塵がなくなるため、異物付着防止の観点からも効果が大きい。さらには、セパレータ自体のコストのみならず、洗浄作業、貼り付け作業等の関連する工程を削減できるため、製造コストを低減することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものでなはい。
図１に、本発明によりペリクルをペリクル収納容器に収納した状態の平面図および断面概略図を示す。ペリクルフレーム１１のマスク粘着剤塗布側端面の一部にマスク粘着剤１２の未塗布領域ａを設け、ペリクル収納容器トレイ１４上に設けられたフレーム支持部１８には該粘着剤未塗布領域ａだけが接触するように載置する。

さらに、輸送中にペリクル収納容器内でペリクルが移動することを防ぐため、ペリクルフレーム１１の側面に設けられた孔ｂに挿入されたゴムなどの弾性体を先端に有する（図示しない）ピン１７と保持機構１６によってペリクル収納容器にペリクルフレーム１１が固定されることとしている。この結果、マスク粘着層１２はペリクル収納容器トレイ１４へ接触せずにペリクル収納容器内に保持、固定される。したがって、セパレータによりマスク粘着層１２を保護する必要がなくなり、セパレータの使用を省略することができる。

ここで、ペリクルの固定方法は、上記したフレームに挿入したピンによる方法が最も好ましいものであるが、例えば、ペリクルフレームの、側面やペリクル膜接着層側端面に保持具などを押し当ててクランプするなどの方法でも良く、これらに限定されるものではない。
そして、前記ペリクル収納容器トレイ１４上のペリクルフレームの粘着剤塗布側端面を支持するフレーム支持部１８の材質は、ペリクルフレーム表面の傷つきを防止するため、また、ペリクルフレームと擦れた場合の発塵を少なくするため、樹脂であることが好ましい。樹脂の材質としては、発塵しにくいよう適度な硬度があり、表面を平滑に加工できるものであれば良く、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ＰＥＥＫ、ＰＴＦＥ、ＰＯＭなどを用いることができる。

また、表面が平滑であるならば、該材質をゴムとすることも良く、例えば、ＮＢＲ、ＥＰＲ、ウレタン、ＦＫＭなどを用いることができる。しかし、さらに好ましくは、該材質をシリコーンゲルとすることが良い。ゴムよりもさらに弾性率が低いことに加え、表面に若干のタックがあるため、輸送中の振動によるペリクルフレームとの擦れが極めて少なく、発塵の懸念が大幅に低下する。
また、これらの樹脂やゴム中にカーボンや金属（粉）などの各種導電性物質を混入することにより帯電防止性能を有する材料とすればさらに好ましい。輸送中やペリクル収納容器からの取り出し時におけるペリクルの帯電を防止することができ、静電気による異物付着やペリクル貼付時のマスクパターンの静電破壊発生の懸念が低下する。

そして、ペリクルフレーム支持部１８の取り付け位置や個数、個々の形状については、図１の例では８箇所設けているが、収納するペリクルフレームや収納容器の形状によって適宜設計することができる。基本的には、輸送中の振動等でペリクルフレームが動いてもマスク粘着層１２とペリクル収納容器トレイ１４およびペリクルフレーム支持部１８との間隙が確実に確保されるようになっていれば良い。

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図２に示すようなペリクルを製作した。すなわち、ペリクルフレーム２１として長辺外寸１６００ｍｍ、短辺外寸１５００ｍｍ、高さ５．８ｍｍ、幅１３ｍｍの５０００系アルミニウム合金を機械加工により切削し、表面には黒色アルマイト処理を施した。このペリクルフレームを純水で洗浄・乾燥したのち、マスク粘着剤層２２としてシリコーン粘着剤（信越化学工業（株）製、商品名ＫＲ―３７００）をトルエンで希釈し、直交３軸ディスペンサーロボットで塗布した。なお、マスク粘着剤層２２は、幅４ｍｍ、高さ１．５ｍｍの蒲鉾型の断面形状とした。このとき、ペリクルフレームの幅１３ｍｍに対して４ｍｍのマスク粘着剤層が形成されているので、外側に幅９ｍｍ幅の未塗布領域があることになる。

さらに、ペリクル膜接着剤層２３としてシリコーン粘着剤（信越化学工業（株）製、商品名ＫＲ―３７００）をトルエンで希釈して乾燥後の厚さが０．１ｍｍとなるように塗布したのち、１３０℃に加熱してこれらをキュアさせた。ペリクル膜２４は、１６００×１７００ｍｍの表面を平滑に研磨した矩形石英基板上にフッ素樹脂（旭硝子株式会社製、商品名；サイトップ）をダイコート法にて塗布し、溶媒を乾燥させた後、石英基板より引き剥がし、厚さ４μｍのペリクル膜を得た。そして、このペリクル膜を前記ペリクルフレームに貼り付け、カッターにて外側の不要膜を切除しペリクルを完成させた。

一方、図１のペリクル収納容器は、厚さ５ｍｍの黒色帯電防止ＡＢＳ樹脂（東レ株式会社製、商品名；トヨラックパレル）を真空成型法により成型し、ペリクル収納容器トレイ１４を製作した。また、同様にして、厚さ５ｍｍの透明帯電防止ＡＢＳ樹脂（東レ株式会社製、商品名；トヨラックパレル）を用い、真空成型法によりペリクル収納容器カバー１５を製作した。ペリクル収納容器トレイ１４上にはＡＢＳ樹脂を射出成型して製作したピン１７とピン保持機構１６をペリクルフレーム外側側面に設けた治具孔ｂに嵌合するよう位置調整のうえ、接着固定した。そしてさらに、ペリクル収納容器トレイ１４上でペリクルフレーム１１のマスク粘着剤の未塗布領域ａが接蝕する位置８箇所に、シリコーンゲル（信越化学工業（株）製、商品名；ＫＥ１０５６）を直径８ｍｍ、厚さ４ｍｍに成形し、フレーム支持部１８として取り付けた。
このペリクル収納容器をクリーンルーム内で純水洗浄、乾燥の後、前記ペリクルを収納しピン１７およびピン保持機構１６でペリクルを固定した。

評価として、ペリクルの収納されたペリクル収納容器を垂直に立て、１分間保持した後水平に戻す動作を３回行い、クリーンルーム内の暗室でペリクルへの異物の付着状況を検査した。その結果、ペリクルに付着している異物の増加は全く見られなかった。また、フレーム支持部１８に接触していた位置についても異物の付着などの痕跡が見られず、もちろん、マスク粘着層にも接触跡などの欠陥は全く見られなかった。

本発明によれば、セパレータを使用せずとも粘着層を保護することができるため、保管中にセパレータを必要としないペリクルおよびペリクル収納容器を得ることができる、そのため、特に大型のペリクルにおけるセパレータ原材料の入手難という問題を解決できる他、輸送中やセパレータの剥離作業におけるセパレータ自体からの発塵がなくなるため、異物付着防止の観点からも効果が大きい、さらには、セパレータ自体のコストのみならず、洗浄作業、貼り付け作業等の関連する工程を削減できるため、製造コストを低減することができる、等の効果を奏するので、その産業上の利用価値は極めて高い。

本発明によりペリクルをペリクル収納容器に収納した状態を示す平面図および断面概略図である。 本発明のペリクルを示す説明図である。

１１ ペリクルフレーム
１２ マスク粘着層（マスク粘着剤）
１３ ペリクル膜
１４ ペリクル収納容器トレイ
１５ ペリクル収納容器カバー
１６ ピン保持機構
１７ ピン
１８ フレーム支持部
２１ ペリクルフレーム
２２ マスク粘着剤層
２３ 膜接着剤層
２４ ペリクル膜
ａ （マスク粘着剤の）未塗布領域
ｂ （ペリクルフレーム１１の側面に設けられた）孔

Claims (3)

1. ペリクルフレームのマスク粘着剤塗布側端面の一部にマスク粘着剤の未塗布領域を形成し、ペリクル収納容器トレイの前記マスク粘着剤の未塗布領域と対応する位置に設けられたペリクルフレーム支持部上に、前記マスク粘着剤塗布側端面の他部に塗布された粘着剤が露出した状態でペリクルフレームを載置し、かつ、ペリクルフレームの側面に設けられた非貫通のピン挿入孔に、前記トレイに設けられたピン保持機構に設置されたピンを挿入してペリクルをペリクル収納容器内に固定することを特徴とするペリクル収納容器内にペリクルを保管する方法。
2. 前記ペリクルフレーム支持部の材質が、樹脂、ゴムおよびシリコーンゲルからなる群より選ばれた一種である請求項２に記載のペリクル収納容器内にペリクルを保管する方法。
3. 前記ペリクルフレーム支持部が帯電防止性能を有する請求項１または２に記載のペリクル収納容器内にペリクルを保管する方法。

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