能够高速地进行气压调整的曝光用防护膜的制作方法

本发明涉及一种保护半导体或液晶等的制造中所使用的曝光用掩模不受异物影响、且能够高速地进行气压调整的曝光用防护膜，特别是进行有关于一种euv防护膜。

背景技术：

1、所谓半导体或液晶等的制造是使用光刻技术并利用曝光用掩模形成电路图案。近年来，特别是在半导体中，所述电路图案也自微米向次微米、进而向纳米进行微细化，随之曝光光源也向g线(436nm)、i线(365nm)、krf准分子激光(248nm)、arf准分子激光(193nm)进行短波长化。最近也对更短波长的euv(extreme ultra violet)(极紫外线；13.5nm)曝光进行了研究，在最尖端器件中一部分也开始实用化。

2、所述的半导体、例如大规模集成电路(large scale integration，lsi)、超lsi等的制造一般是在晶片上涂布抗蚀剂后，与描绘有所期望的电路图案的曝光掩模一起设置于曝光机，对曝光掩模照射光，将电路图案转印至晶片。通常，这些操作是在极力减少了灰尘的洁净室(clean room)内进行，但即使如此，由于掩模制成后的移动或设置等，来自人体或机器或者环境的灰尘大多会附着于掩模上。这些灰尘与电路图案一起被转印，因此会产生异常的电路，所获得的半导体成为不良品，从而导致制造良率的降低。

3、因此，作为所述防止对策，如专利文献1那样通常在掩模制成后立即将防尘的防护膜贴附于掩模上。其原因在于，若将防护膜一并贴附于掩模，则即使有灰尘，其后灰尘也不会直接载置于掩模的电路图案上，即使载置于防护膜上，也会将曝光的焦点对准至电路图案上，由此防护膜上的灰尘不会因“散焦”而被转印。

4、防护膜的基本结构通常在金属制的框架的上端面张设对于曝光波长为高透明且具有耐光性的防护膜片，在下端面由具有较强耐光性的丙烯酸或硅酮等粘着材等形成气密用密封件，进而包括对装设于掩模后的防护膜的内外气压差进行调整的通气口用过滤器等。

5、作为这些防护膜片，对曝光波长具有高透过率，且具有高耐光性，例如对于g线(436nm)，使用硝基纤维素，对于i线(365nm)使用丙酸纤维素，对于krf准分子激光(248nm)、arf准分子激光(193nm)使用非晶质氟聚合物。近年来，随着进一步的微细化，短波长化进一步推进，euv(极紫外线；13.5nm)曝光也开始使用。作为所述防护膜片材，原理上只要为对euv光而言透过率性高、且耐光性高的材料则能够使用，但实用上有机物已经无法耐受，而一般优选为无机物。其中，优选为价格低廉且能够再现性良好地进行均匀的成膜的单晶硅、多晶硅、非晶硅、或这些的氮化物、氮氧化物、碳化物或者钼硅化物等金属硅化物等，出于进一步保护这些膜材的目的，也提供一种包括sic、sio2、si3n4、sion、y2o3、yn、mo、ru及rh等保护膜的物质。关于膜厚，为了获得高透过率，对次微米以下的所述膜进行了研究，且一部分已供于实用。

6、这些中，在大气压下使用的g线(436nm)i线(365nm)、krf准分子激光(248nm)，arf准分子激光等的现有型防护膜中，其通气口用过滤器一般使用聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，pet)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，ptfe)等的包含数十微米至数百微米的纤维直径的不织布。

7、现有技术文献

8、专利文献

9、专利文献1：日本专利特开2005-268464号公报

10、非专利文献

11、非专利文献1：“电子材料”、1997年7月号、第103页

技术实现思路

1、发明所要解决的问题

2、另一方面，在真空或减压下使用的近年来开始实用化的euv(极紫外线：13.5nm)曝光的防护膜中，作为其通气口用过滤器，一部分使用现有的pet、ptfe等树脂制或多孔质的烧结金属或陶瓷等，或者虽提出但为等同于无可耐受由曝光装置的结构带来的各种尺寸限制或其严苛的使用条件的物品的状况，在euv(极紫外线：13.5nm)曝光的实用化上成为大的障碍。即，当前的pet、ptfe等树脂制的、包括包含粗纤维的不织布以及包含将金属纤维编织而成的网状物的支撑体的过滤器必然大且厚，由于经常受到所述尺寸的限制，因此产生无法使用或缩小曝光掩模的利用区域的问题。此外，也具有压力损失也高、而且应阻止的次微米以下的灰尘也容易通过的缺点。另一方面，对于多孔质的烧结金属或陶瓷，使过滤孔微细且固定的情况存在如下等的问题：在制成时引起孔彼此的熔接等而伴随着技术上的困难，同时较应阻止的灰尘的直径大的孔或必要以上的小孔、或者已堵塞的孔等混合存在，另外通气时的压力损失大，过滤器性能也不稳定。

3、另一方面，euv曝光装置为1台数百亿日元的极其高价的装置，并且在生产上无用而不直接发挥作用，但是，操作上不可避免的、掩模的出入时的抽真空或大气压恢复导致装置上大的停滞时间，从而成为成本上升的因素。因此，为了稍微提高euv曝光装置的运转率，降低生产成本，需要更高速地进行所述抽真空或大气压恢复，以实现这些的时间的缩短。

4、然而，就euv的光耐性、光透过率或加工性的方面而言，现行的euv曝光的防护膜片一般使用次微米以下的极薄的单晶硅、多晶硅、非晶硅、或这些的氮化物、氮氧化物、碳化物等硬的无机材料膜。

5、因此，即使是当前的压力损失高的过滤器本身，或者进而由于由曝光装置的结构带来的各种尺寸限制而强制进行小型化并贴附于掩模上的防护膜自不必说，若高速地进行所述的抽真空或恢复大气压，则由于防护膜内外的空气的急剧出入所造成的压力损失，在掩模与防护膜的空间内产生局部的空气浓淡，产生大的局部压力差。极薄且硬的防护膜片无法追随于所述压力差，防护膜片断裂、飞散，污染高价的曝光机内部，无法进行之后的曝光，而产生巨大损害，成为euv曝光技术上的一大障碍。

6、作为所述改善对策，在现有技术中例如在专利文献1中提出了通过兼作所谓的防护膜片以及通气孔过滤器的掩模盖(光掩模(reticle)盖)覆盖电路图案从而保护电路图案不受灰尘影响。的确，所述方法由于曝光面也作为过滤器面积起作用，因此等同于无由曝光装置的结构带来的各种尺寸限制，过滤面积变得极大，能够高速地进行抽真空或大气压恢复。但是，另一方面，在euv光直接照射的曝光面以及兼作过滤器的通气口的部分，高能量的euv光直接照射至记载的多孔状氟树脂(ptfe树脂)上，即使是耐光性较好的ptfe也会分解，就连短时间使用也无法耐受，从而阻碍了其实用化。

7、解决问题的技术手段

8、因此，本发明者等为解决所述障碍以及各种问题，进行了努力努力，结果完成了本发明。即，如下所述。

9、[1]一种防护膜，其特征在于包括：

10、防护膜框架；

11、极薄的防护膜片，设置于所述防护膜框架的上端面；

12、通气口，设置于所述防护膜框架；以及

13、过滤器，堵塞所述通气口，

14、所述过滤器包含片材以及支撑体，所述片材的一部分或全部包含纳米纤维或碳纳米管中的至少一者，所述支撑体具有支撑所述片材的开口部。

15、[2]根据所述[1]所述的防护膜，其特征在于包括：

16、防护膜框架；

17、极薄的防护膜片，设置于所述防护膜框架的上端面；

18、通气口，设置于所述防护膜框架；以及

19、过滤器，堵塞所述通气口，

20、所述过滤器包含不织布以及支撑体，所述不织布的一部分或全部包含纳米纤维或碳纳米管中的至少一者，所述支撑体具有支撑所述不织布的开口部。

21、[3]根据所述[1]或[2]所述的防护膜，其特征在于所述不织布至少包含通过静电纺丝制作的纳米纤维和/或碳纳米管(carbon nano tube，cnt)。

22、[4]根据所述[1]至[3]中任一项所述的防护膜，其特征在于所述支撑体为平板状。

23、[5]根据所述[1]至[4]中任一项所述的防护膜，其特征在于所述支撑体包含蜂窝结构。

24、[6]根据所述[1]至[5]中任一项所述的防护膜，其特征在于所述过滤器包含不织布及具有开口部的支撑体，且自单表面向另一个单表面、或自两个表面向中央部具有“过滤精度梯度”*。

25、(*“过滤精度梯度”：是指阶段性地改变过滤器材的过滤精度。一般而言，自大的粒子向小的粒子阶段性地捕捉，防止急剧的堵塞)

26、[7]根据所述[1]至[6]中任一项所述的防护膜，其特征在于所述防护膜片的膜厚为1μm以下，其一部分或全部至少包含单晶硅、多晶硅、非晶硅、或这些的氮化物、氮氧化物、碳化物或者金属硅化物。

27、[8]根据所述[7]所述的防护膜，其特征在于对所述防护膜片实施无机化合物的涂布。

28、[9]根据所述[8]所述的防护膜，其特征在于所述无机化合物为sic、si3n4、y2o3中的任一种。

29、[10]根据所述[1]至[9]中任一项所述的防护膜，其特征在于所述纳米纤维或所述碳纳米管的表面被sic或si3n4被覆。

30、[11]根据所述[1]至[10]中任一项所述的防护膜，其特征在于所述防护膜为euv掩模用防护膜。

31、[12]一种带防护膜的曝光掩模，其特征在于将根据所述[1]至[11]中任一项所述的防护膜装设于曝光掩模。

32、[13]一种防护膜的制造方法，为制造根据所述[1]至[12]中任一项所述的防护膜的方法，其特征在于包括如下工序：制成包含使用静电纺丝法的纳米纤维、或使用碳纳米管法的碳纳米管中的至少一者的不织布；及利用所述不织布以及进而具有开口部的平板状的支撑体来制成过滤器。

33、[14]一种防护膜的制造方法，其特征在于根据所述[13]的平板状的支撑体为蜂窝结构。

34、[15]一种曝光方法，其特征在于使用根据所述[13]或[14]所述的带防护膜的曝光掩模进行曝光。

35、[16]一种半导体装置的制造方法，其特征在于包括通过根据所述[13]或[14]所述的带防护膜的曝光掩模进行曝光的工序。

36、发明的效果

37、通过本发明，在曝光用防护膜、就连其装设受到严格的空间限制的最尖端euv曝光用防护膜中，首次实现其过滤器的极薄化、小型化、高性能化，其结果，迄今为止难以实现的完整防护膜装设首次成为可能。本发明的过滤器包括所述不织布以及其支撑体，因此，尽管压力损失极小，也能够阻止次微米以下的微细异物混入，此外能够使掩模出入时的抽真空、大气压恢复的所谓“气压调整”进一步高速化，进而可提高高价的曝光装置的运转率，从而实现高特性且大幅度地降低生产成本的半导体的生产。