JPH049061A - 高光線透過性防塵体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、　ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体素子の製造工程に
おけるフォトリングラフィ工程で使用するフォトマスク
やレチクル等に、塵埃等の異物が付着することを防止す
るために使用する防塵体の製造方法に関する。

Ｃ従来の技術〕 ガラスあるいはプラスチック成形体の表面に二酸化珪素
被覆を施す技術として、特開昭５７−１９６７４４号、
　同５８−１６１９４４号、　同６１１２７３４号およ
び同６３−１１２６３２号公報がある。しかしこれらは
いずれもガラス基板あるいはプラスチック成形体の表面
に二酸化珪素被覆を施すことによって、金属析出の抑止
あるいは損傷等からの表面保護を行うものに過ぎなかっ
た。

ところで、半導体素子の製造工程における露光処理では
、ガラス板の表面にクロム等の蒸着遮光膜で回路をパタ
ーンニングしたマスクを用いて、この回路パターンをレ
ジスト等の感光剤が塗布されたシリコンウェハ上に転写
する作業が行われている。

このとき、マスク上に塵埃等の異物が付着した状態で露
光処理が行われると、この塵埃の陰影がそのままウェハ
上にも転写されてしまうこととなり、製品不良を生じ、
いわゆる歩留りを低下させる要因となる。特に、マスク
としてレチクルを用いてウェハ上のチップ領域に順次回
路パターンを転写する縮小投影露光処理においては、大
半のチップの製品良否を左右することとなり、塵埃付着
の問題は深刻である。

そこで、返歌　前記マスクの回路パターン上の所定距離
位置にニトロセルロース等の有機物からなる透明防塵体
（ペリクル）を張設して、回路パターン上に塵埃が直接
付着するのを防止することが知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、半導体素子の集積度の向上にともない、露光時
の光線波長がｇ線（４３６ｎｍ）からｉ線（３６５ｎｍ
）、さらにエキシマレーザ（２４８ｎｍ）へと短波長側
にシフトしてくると、従来の有機物からなる透明薄膜を
用いた防塵体では、分子の結合状態が弱く、薄膜内で光
線の吸収中に光分解を起こし、膜自体が不透明化してし
まい、安定的な光透過率が得られないこと、および膜の
機械的強度の劣化が生じることが明らかにされた。

本発明の目的は、上記の点に鑑みてなされたものであり
、基板上に無機物質を析出させて形成した薄膜を光線透
過性膜として用いることによって、エキシマレーザ等の
短波長光を長期間にわたって照射しても光分解をきたさ
ない高光線透過性防塵体を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、マスクに装着される保持枠と、この保持枠に
取付けられる透明な光線透過性膜とを備えた防塵体にお
いて、珪弗化水素酸からなるシリカ飽和水溶液中に浸漬
した基板上に二酸化珪素を析出させて薄膜を形成し、こ
の薄膜を光線透過性膜として基板から単独膜化し保持枠
を設けたことを要旨とする。

ここで、基板とはたとえばアクリル樹脂等のプラスチッ
ク基板、シリコンウェハ等の珪素基板、石英ガラス基板
、さらにはアルミニウム等の金属基板等を用いることが
できる。

ここで、前記プラスチック基板を用いる場合には、たと
えばプラスチック基板の表面にあらかじめ界面活性剤水
溶液を塗布してこれを乾燥させた後に、このプラスチッ
ク基板を珪弗化水素酸からなるシリカ飽和水溶液中に浸
漬することによって、二酸化珪素薄膜を析出形成するこ
とが可能である。

これに用いられる界面活性水溶液としては、塗布後にプ
ラスチック基板の表面で水滴状にならない程度であれ＋
ｆ、　　希薄水溶液であってもよい。この限界濃度は界
面活性剤の種類によっても異なるが、パーフルオロアル
キルカルボン酸誘導体の如きフッ素系界面活性剤との併
用によってさらに低濃度にまで希釈したものを使用でき
る。

また、珪弗化水素酸からなるシリカ飽和水溶液は、たと
えば珪弗化水素酸溶液にシリカゲルあるいはシリカガラ
ス等の酸化珪素源を溶解することにより得られる。

また、前記珪弗化水素酸水溶液中にたとえば一定時間あ
るいは継続的にほう酸を添加することにより、基板上の
二酸化珪素薄膜の成長が一定に維持さ札　基板の全面に
わたって均一な膜を形成することができる。このほう酸
の量は、少なすぎると二酸化珪素が基板上に析出しなく
なり、また多すぎると水溶液中に二酸化珪素の沈澱物を
生じさせることになる。

二酸化珪素の析出によって得られる薄膜　すなわち光線
透過性膜の厚さは、好ましくは１０μｍ未満で、特に好
ましくは０．２〜５．０μｍで、２４０ないし５００ｎ
ｍの光を平均光線透過率で８５％以上透過するものであ
る。ここで平均光線透過率とは、２４０ないし５００ｎ
ｍの間で起こる光線透過率の干渉波の山部と谷部をとり
平均した値である。

膜厚としては、前記１０Ｐｍよりもさらに薄い方が好ま
しいが、一般に０．２μｍ未満の場合には十分な強度が
得られないことが多い。しかし、強度の点で問題がなけ
ればこの数値未満の膜厚であっでもよいことは勿論であ
る。一方、膜の厚さが１０μｍ以−Ｌであってもかまわ
ないが、露光時の光収差の増大等を考慮すると、　１０
μｍ以下であることが好ましい。

光線透過性膜の厚さは、露光に使用する波長に対して透
過率が高くなるように選択する。本発明において、この
ような膜厚は、析出時間および珪弗化水素酸水溶液の濃
度等により制御可能である。

ここで、光線透過性膜の厚さをｄ３、屈折率をｎｏ、波
長をλとした場合、 （ただしｍは１以」二の整数） のとき反射が防止さ汰　透過率が最高になる。例えばｎ
、＝１．５の場合は、ｇ線（４３６ｎｍ）の透光率を高
くするには、膜厚ｄ、を０．８７μｍとし、エキシマレ
ーザ（２４８ｎｍ）の透過率を高くするには、膜厚ｄ１
　　を０．８３または２．４８μｍにする。

ここで、目的とする膜厚が得られないための透過率の低
下、あるいは波長の変動にともなう透過率のイく安定化
を防止するためには、第２図に示すように、光線透過性
膜３のＬ層にさらに反射防止層５を積層形成してもよい
。

このような反射防止層５を積層形成した場合、光線透過
性膜３の屈折率をｎ２、反射防止層５の屈折率を０２、
反射防止層５の厚さをｄ２　とした場合、ｃｏ　ｖ’ｎ
　＋　＝　ｎ２、■ｄ２−ｍλ／（４ｎ２）の両式を満
たす屈折率と膜厚とを選択すると反射が防止さＬ　透過
率は最高となる。また反射防止層５は、光線透過性膜３
の片面あるいは両面のいずれに積層してもよい。

このように、基板上に形成された二酸化珪素薄膜を光線
透過性膜３とした場合の屈折率ｎ、は１、４−１．６で
ある。したがって、ｎ　２　＝　Ｖ’ｎ　Ｉ　　は１．
１８〜１．２６の屈折率を有する物質を反射防止層５と
して積層すればよいことになる。このような物質として
は、たとえばフッ化カルシウム（ＣａＦ２）をあげるこ
とができる。

このような化合物を積層するには、真空蒸着法、スパッ
タリング法等を用いることができる。

また、反射防止層５が、第３図に示すように、高屈折率
層５ａと低屈折率層５　ｂとの２層構造となっている場
合、光線透過性膜３の屈折率をｎｌ、高屈折率層５ａの
屈折率をｎ２、その膜厚をｄ２、低屈折率層５ｂの屈折
率をｎ３、その膜厚をｄ３とした場合、■ｖ’ｎ　＋　
　＝　１２　／　ｎａ、■ｄ２−ｍλ／４ｎ２、および
■ｃ１３＝ｍλ／４ｎ３の３式を満たす屈折率と膜厚と
を選択すると反射が完全に防止さ汰　高い透過率を得る
ことができる。

高屈折率層５ａの素材となる物質として、たとえばフッ
化セリウム（ＣｅＦ３）、臭化セシウｌ＼（Ｃｓ　Ｂ　
ｒ　）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、フッ化鉛（Ｐｂ
Ｆ２）などの無機物をあげることができる。

低屈折率層５ｂの素材となる物質としては、たとえばフ
ッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化マグネシウノ＼（Ｍｇ
Ｆ２）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）等の無機物をあげ
ることができる。また、前記高屈折率層５ａおよび低屈
折率層５ｂを積層するには、スパッタリング法や真空蒸
着法等を用いることができる。

前記光線透過性膜３を単独膜化する方法としては、たと
えば基板上に成長された二酸化珪素薄膜を基板から物理
的な手段で剥離させる方法の４１基板を加熱して該基板
部分を分解除去する方法、さらには溶剤等を用いて基板
をエツチング除去する方法等がある。特に、エツチング
除去を行う場合には、基板を枠状に残してその中央部分
のみをエツチング除去することにより、基板の残部を保
持枠２として、光線透過性膜３と保持枠２とを一体的に
成形することも可能である。

以、］二のようにして得られた高光線透過性防塵体１は
、第１図に示すように、両面粘着テープ等によりマスク
４に取付けられる。このような高光線透過性防塵体１で
表面が保護されたマスク４を用いることにより、露光時
における、塵埃等の異物の陰影のウェハ十、への転写が
防止される。

すなわち、マスク４の表面と、保持枠２の内側面と、光
線透過性膜３の内面とで構成される保護空間Ｓにより、
マスク４の表面に直接塵埃が付着することが防止される
構造となっている。このような構造により、たとえ塵埃
が光線透過性膜３の外面側に付着したとしても、この塵
埃の陰影は、焦点ず担　すなわちデッドフォーカスとな
り、塵埃の陰影がウェハ上に転写されることはない。

なお、前記高光線透過性防塵体１は、マスク４に対して
その片面のみならず両面に装着してもよい。

〔作用〕

前記した手段によれｔｆ、無機物質である二酸化珪素を
析出させて薄膜を形成し、この薄膜を単独膜化して光線
透過性膜を得ることによって、短波長光を長期間にわた
って照射しても光分解による膜の不透明化および膜の機
械的強度の劣化を生じることのない高光線透過性防塵体
を提供することができる。

〈実施例〉 〔実施例１〕 シリカゲル粉末を飽和するまで溶解した２モル／１の濃
度の珪弗化水素酸水溶液中に、２００ｍｍＸ　２００ｍ
ｍＸ　５ｍｍの大きさのアクリル基板を浸漬した後、０
．５モル／１のほう酸水溶液を連続的に滴下しながら、
４５時間放置した。

そして、前記珪弗化水素酸水溶液中より前記アクリル基
板を引き上げたところ、膜厚が２．２μｍの二酸化珪素
薄膜が得られた。

次に、前記二酸化珪素薄膜を前記アクリル基板より剥離
して、光線透過性膜とし、この光線透過性膜を直径１５
０ｍｍ、高さ５ｍｍの金属製の保持枠の側面に張設して
防塵体を得た。

このようにして得られた防塵体の光透過率は、２４８ｎ
ｍにおける透過率が９９．０％であり、２４０〜５００
ｎｍにおける平均光線透過率は９２．０％であった。

〔実施例２〕 実施例１で得られた二酸化珪素薄膜の両面に、真空蒸着
法により反射防止層５としてＣａＦ２を５０ｎｍの厚さ
にコーティングしれ このようにして得られた反射コーティングを施した光線
透過性膜３は、２３０〜２６０ｎｍの範囲にわたって９
９．８％以上の高い光透過率を示した。

〔発明の効果〕

本発明によれに　基板上に二酸化珪素を析出させて薄膜
を形成し、これを単独膜化して光線透過性膜を得ること
によって、短波長光を長期間にわたって照射しても光分
解による膜の不透明化および膜の機械的強度の劣化を生
じることのない高光線透過性防塵体を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の実施例を示しており、第１図
は本発明によって得られる高光線透過性防塵体をマスク
に装着した断面図、第２図および第３図は光線透過性膜
の構造を示す断面図である。 １　高光線透過性防塵体 ２・・保持枠　　　　３　光線透過性膜４・マスク　　
　　５・反射防止層 ５ａ　高屈折率層 ５ｂ　低屈折率層　Ｓ　保護空間

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）マスクに装着される保持枠と、この保持枠に取付
   けられる透明な光線透過性膜とを備えた防塵体において
   、珪弗化水素酸からなるシリカ飽和水溶液中に浸漬した
   基板上に二酸化珪素を析出させて薄膜を形成し、この薄
   膜を光線透過性膜として基板から単独膜化し保持枠を設
   けたことを特徴とする高光線透過性防塵体の製造方法。
2. （２）前記二酸化珪素の析出の際に、珪弗化水素酸のシ
   リカを飽和させて得た水溶液中に、ほう酸を添加するこ
   とを特徴とする請求項１記載の高光線透過性防塵体の製
   造方法。
3. （３）前記二酸化珪素を析出して薄膜を得た後、この薄
   膜の両面あるいは片面に反射防止層を形成して光透過性
   膜としたことを特徴とする請求項１記載の高光線透過性
   防塵体の製造方法。