KR100755998B1 - 필터를 구비한 페리클과 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

적어도 하나의 기압조절용 통기공과 그 통기공을 덮도록 부착되는 필터를 구비한 페리클프레임을 갖는 페리클로서, 760㎜Hg기압하에서 노출 원판에 상기 페리클을 부착시키고 그후 기압을 500㎜Hg로 감소시킨 다음, 그 압력으로 유지하는 단계동안 팽창된 페리클 박막이 초기상태로 회복되는데 5분에서 180분이 소요되는 페리클 및 그 제조 방법이 제공되며, 적어도 하나의 기압조절용 통기공을 갖는 페리클 프레임을 갖는 페리클로서, 상기 통기공을 덮도록 부착된 상기 필터의 내부표면 전체는 수지로 함침되고 필터부피의 50%이상이 수지로 함침된다.

불순물 포획(trapping)성능과 통기성능 모두를 지닌, 필터를 갖는 페리클 및 그 제조방법, 그리고 공기 취입등과 같은 격렬한 공기흐름하에서도 통기성을 유지하면서 불순물이 방출되지 않고 고정될 수 있는, 통기성을 갖는 필터를 구비한 페리클이 제공된다.

Description

필터를 구비한 페리클과 그 제조방법{PELLICLE WITH A FILTER AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF}

도1은 필터를 구비한 페리클의 일예를 나타내는 사시도이다.

도2는 도1의 A-A선 단면도이다.

도3은 본 발명의 제2실시예에 의한 필터의 구조를 나타내는 개략설명도이다.

*도면의 주요부위에 대한 부호설명*

1: 페리클 (pellicle)

2: 페리클프레임(pellicle flame)

4: 필터(filter)

5: 기압조절용 통기공(vent for controlling atmospheric pressure)

본 발명은 외부 기압의 변화에 기인한 페리클박막(pellicle film)의 팽창이나 흠집을 방지하도록 페리클 프레임의 일측면에 제공되는 기압조절용 통기공을 통해 불순물이 들어오는 것을 방지하기 위한 필터를 갖는 페리클에 관한 것이다.

LSI, VLSI 등과 같은 반도체 디바이스 또는 액정 디스프레이용 디바이스의 제조에 있어서는, 본 명세서에서 포토마스크, 레티클 등에 대한 일반적인 용어로서 사용되는 노광원판을 실리콘 웨이퍼 또는 액정용 원판과 같은 반도체 웨이퍼에 배치하고, 빛에 노출시켜 투과된 빛으로 패턴을 전사한다. 즉 리소그래피(lithography)를 실시하는 것이다.

그러나, 상기 언급된 단계에서 불순물들(이하, 종종 트래쉬나 분진이라 한다)이 노출 원판에 부착되면, 그 불순물은 빛을 흡수하거나 굴절시켜 반도체웨이퍼 또는 액정용 원판에 전사된 패턴을 변형시킬 수도 있고, 그 패턴의 가장자리부는 거칠어 질 수도 있으며, 백색부는 검게 더러워질 수도 있으며, 그 결과 패턴의 크기, 품질, 형상 등의 저하를 초래한다.

그 결과로 반도체 디바이스 또는 액정 디스프레이용 디바이스의 성능 및 제조수율의 저하 문제를 발생시킨다.

상기 언급된 문제들을 피하기 위해, 일반적으로 리소그래피은 크린룸(clean room)에서 행해진다. 그러나 크린룸에서 노출 원판을 완벽한 청결상태로 유지하기는 어렵다. 따라서 불순물등이 노출 원판의 표면에 부착되는 것을 방지하기 위해 노출을 위한 빛을 잘 통과시키는 페리클을 노출원판의 표면에 부착하는 방법이 채택되었다.

상기한 바 같이, 페리클을 부착하면, 불순물들은 노출 원판의 표면에 직접 부착되지 않고 페리클박막에 부착된다. 따라서 리소그래피가 진행되는 동안 노출 원판의 패턴에 초점을 맞추면, 그런 불순물들의 존재는 전사에 영향을 주지 않아 상기 언급된 문제는 발생하지 않는다.

불순물들(트래쉬)이 노출 원판에 부착되는 것을 방지하고자 상기 페리클을 제공하므로, 일반적으로 페리클이 노출 원판에 부착된 후에는, 페리클 외부의 불순물들이 페리클로 들어오지 않도록, 페리클을 노출 원판에 조밀하게 접착시킨다. 따라서 페리클 외부와 내부는 통풍되지 않으며, 이와같이 노출 원판과 페리클에 의해 형성되는 공간은 밀폐 공간을 이룬다.

상기 페리클은 대기압하에서 사용되더라도, 페리클이 사용되는 높이, 계절과 기후의 변화에 따라 대기압에 의한 영향을 종종 받는다. 또한, 페리클은 감압하에서 종종 사용되기도 한다.

상기한 바와 같이, 페리클박막이 노출 원판에 부착한 상태에서 대기압이 변하면, 그 페리클박막은 팽창되거나 움푹 들어가게 되며, 상기 설명한 바와 같이 노출 원판과 페리클에 의해 형성된 공간은 밀폐된 공간이므로 페리클박막의 높이가 변하게 된다. 결과적으로, 예를 들면, 페리클박막은 팽창되어 노출용 장치의 일부와 접촉되게 된다. 더욱이, 페리클박막상의 불순물에 대한 검사를 실시할 때, 예를 들어 조명용 레이저의 촛점이 이동되어 오검사를 초래하기도 한다. 이들은 사용시 심각한 문제가 된다.

이들 경우에 있어서, 통기공은 페리클 내부와 외부의 대기압을 조절하는데 효과적이다. 그러나 단지 통기공만 제공되면, 불순물들은 통기공을 통한 공기유입과 함께 들어오게 된다. 결과적으로, 불순물이 페리클 내부에 있는 노출 원판 표면에 부착되는 것을 방지하려는 페리클의 원래 목적은 실현될 수 없는 것이다.

이같은 관점에서, 페리클프레임의 일측면에 통기공을 제공하고, 또한 통기공 외부 에 필터를 제공함으로써, 불순물의 유입을 방지하면서 페리클 외부와 내부의 대기압을 조절하는 방법이 제안되었다. (일본실용신안공고 제63-39703호)

작은 통기공을 제공하고 그 외부에 필터를 부착하는 방법에서, 리소그래피을 실시할 때 문제를 발생시킬 정도의 크기인 불순물이 들어오는 것을 방지하기 위해 일반적으로 예상되는 불순물의 직경보다 작거나 동일한 직경을 갖는 다수의 공극이 있는 수지판 또는 금속판을 필터로 사용한다.

한편, 필터를 페리클에 접착할 때, 예를 들어, 휘어거나 마찰 등에 의해 필터의 표면과 내부는 손상을 받기 쉬우며, 그 결과 불순물이 발생한다.

더욱이, 필터를 제작 후부터 필터의 미세 공극에 잠재적으로 존재해 왔던 불순물이 내부와 외부의 기압 차이로 형성되는 기류(통풍)에 기해 종종 페리클의 내부에서 방출되기도 한다. 그 문제를 해결하기 위해, 상기 불순물들의 방출을 제어하기 위해 필터의 일부에 감압(感壓)접착제를 적용하는 것이 제안되었다.(일본특허출원공개 제9-68792호, 제9-160223호)

그러나, 실제로, 마스크의 패턴표면에 부착될 수 있는 불순물의 크기가 보다 미세해짐에 따라, LSI의 패턴룰(pattern rule)도 마이크로 단위의 반이하로 보다 미세해져 갔다. 이같은 여건에서, 페리클 사용시 보다 청결함이 요구된다. 필터 불순물 포획 성능을 추구하면, 필터의 통기성능이 저하되는 문제가 생기므로, 기압조절 기능에서 충분한 성능을 얻지 못하게 된다. 반대로, 필터의 통기성능을 추구하면, 필터의 불순물 포획 기능이 상대적으로 저하되므로, 불순물이 페리클박막과 노출 원판으로 형성된 공간에 들어 올 수 있게 되는 모순이 생길 수 있다.

한편, 불순물을 제거할 목적으로 종종 필터의 외부에서 공기취입 등을 실시하기도 한다. 그런 공기취입에 의해 필터를 통과하는 기류는 기압변화에 의해 야기된 기류보다 더욱 파괴적이므로, 감압접착제로 처리하는 통상적인 조건하에서는 불순물들을 충분히 포획하고 고정할 수 없으며, 종종 불순물들은 페리클 속으로 방출된다.

본 발명은 상기 언급한 종래의 문제점을 해결하기 위해 성취되었다.

본 발명의 첫 번째 목적은 불순물 포획성능과 통기성능을 동시에 지닌 필터를 구비한 페리클과 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 두 번째 목적은 통기성능을 유지하면서, 필터에 있는 불순물들이 격렬한 기류와 같은 공기취입 등의 영향하에서도 방출되지 않고 고정될 수 있으며, 미세한 불순물이 포획될 수 있는 통기성능을 지닌 필터를 갖는 페리클을 제공하는 것이다.

상기 첫 번째 목적을 이루기 위해, 본 발명은 적어도 하나의 기압조절용 통기공이 있는 페리클프레임과 통기공을 덮기 위해 부착된 필터를 구비한 페리클을 제공하며, 여기서 700㎜Hg기압하에서 페리클을 노출 원판에 부착한 다음, 500㎜Hg기압으로 감소하고 그 기압을 유지하는 단계에서, 팽창된 페리클박막을 초기상태로 복원하는데 5분에서 180분까지 소요되도록 한다.

상기 설명된 바와 같이, 필터의 통기성능을 평가하기 위한 측정방법과 측정조건을 정하고, 측정의 결과가 조건, 즉 팽창된 페리클박막을 복원하는데 5분에서 180분정도 소요되는 조건을 만족시키도록, 필터를 구비한 페리클을 제작하게 되면, 최종 결과물인 페리클의 불순물 포획성능은 탁월하게 향상되며, 따라서 외부로부터의 불순물뿐만 아니라, 내부와 외부의 기압 차이에 의해 생성된 기류에 의해 필터의 내부에 존재하는 잠재적인 불순물들도 기류와 수지사이의 마찰 또는 미세 공극들로 인해 형성되는 정전기에 의해 확실히 포획되고, 페리클로 방출되지 않는다.

나아가, 페리클의 실제 기압조절 기능은 이 같은 통기성능으로 충분히 확보된다. 따라서, 상기 필터를 구비한 상기 페리클은 통기성능과 불순물 포획성능을 동시에 지니며, 잘 균형을 이루게 된다.

바람직하게는, 본 발명의 페리클은 필터가 수지로 처리된 것이 좋다. 또한 바람직하게는 필터처리용 수지는 점성이 있는 것이 좋다. 본 발명의 필터를 구비한 페리클에 있어서, 수지로 처리된 필터는 액상 수지로 필터의 표면을 코팅하고(그리고/또는) 액상 수지에 필터를 침지시켜 제조하는 것이 바람직하다.

상기 설명된 바와 같이, 필터를 수지로 처리하면, 통기성능을 저하시키지 않고 불순물 포획성능을 향상시킬 수 있다.

상기 언급된 두 번째 목적을 이루기 위해서, 본 발명은 적어도 하나의 기압조절용 통기공을 갖는 페리클프레임이 있는 필터를 구비한 페리클을 제공하며, 여기서 상기 필터는 상기 통기공을 덮기 위해 부착된 필터의 내부표면 전체가 수지로 함침하고, 필터 부피의 50%이상이 수지로 함침하게 된다.

상기 설명한 바와 같이, 통기공을 덮도록 부착된 필터의 내부표면 전체가 수지로 함침하고, 필터 부피의 50%이상이 수지로 함침된 필터가 페리클프레임에 제공된 기압조절용 통기공에 부착되므로, 필터 제조 후 미세 공극에 잠재적으로 존재해 왔던 불순물은 방출되지 않도록 확실히 고정시킬 수 있으며, 격렬한 공기취입에도 거의 방출되지 않는다. 나아가, 필터내에서 생성되었거나 외부로부터 들어오는 불순물들은 기류와 수지 사이의 마찰이나 미세 공극에 의해 생성된 정전기에 의해 포획되며, 페리클로 들어오지 않는다. 더욱이, 필터의 실제 통기성능은 수지를 함침함에 의해 충분히 확보될 수 있다.

이 경우, 필터가 함침되는 수지는 끈적한 것이 바람직하다.

상기 설명된 바와 같이, 필터가 끈적한 수지로 함침되면, 불순물 포획 성능과 고정 성능이 보다 향상될 수 있다.

본 발명의, 필터를 구비한 페리클에 있어서, 수지로 함침되는 필터는 바람직하게는 필터의 표면을 액상수지로 코팅하고(그리고/또는) 액상수지에 필터를 침지하여 제조된다.

상기 설명된 바와 같이, 필터를 구비한 페리클에서, 필터가 액상수지로 코팅하고(그리고/또는) 액상수지에 침지하여 수지로 함침되게 되면, 필터의 미세공극의 전체표면이 균일하게 코팅되므로, 필터 제조 후 잠재적으로 존재해 왔으며, 강한 공기취입으로 방출된 불순물과, 필터가 외압으로 부서질 때 생성되는 불순물을 확실히 고정시키고, 외부로부터 들어오는 불순물을 확실히 포획할 수 있다.

본 발명은 또한 적어도 하나의 기압조절용 통기공이 제공되는 페리클프레임이 있는, 필터를 구비한 페리클을 제조하는 방법에 관한 것이다. 여기서는 760㎜Hg기압하에서 상기 페리클에는 노출 원판에 페리클을 부착한 다음 500㎜Hg로 감소시키고 그 압력으로 유지하는 단계에서 팽창된 페리클박막을 초기상태로 복원하는데 5분에 서 180분까지 소요되도록 정해진 공극크기를 갖는 필터가 상기 통기공을 덮도록 부착된다.

페리클에 상기 설명한 바와 같은 필터를 제공하기 위해, 필터의 공극크기, 박막의 회복시간과 불순물 트팽핑성능의 관계를 세밀하게 실험을 통해 정하고(예를 들어, 통기성능실험에서 페리클에 증가된 불순물의 수), 요구되는 회복시간(통기성능)과 불순물포획성능에 상응하는 공극 크기를 갖는 필터를 선택하며, 통기공을 덮기 위해 페리클프레임에 필터를 부착할 필요가 있다.

상기 설명된 바와 같이, 본 발명에 의하면, 필터의 외부로부터 들어오는 불순물과 필터의 내부에서 생성되는 불순물 모두를 포획하여 거의 완전하게 고정할 수 있는 불순물 포획성능과 실제로 기압조절 기능인 충분한 통기성능을 동시에 지닌 필터를 구비한 페리클을 제공할 수 있다.

나아가, 본 발명에 의하면, 최소 하나의 기압조절용 통기공이 있는 페리클프레임을 구비한 페리클에 있어서, 필터가 제작된 이후로 잠재적으로 존재해 왔던 불순물을 고정시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 페리클에 의해, 통기공으로 불순물이 들어오는 것을 방지하기 위해 제공되는 필터의 통기성능을 저하시키지 않고, 공기취입과 같은 격렬한 기류로도 불순물은 방출되지 않는다. 그 불순물들이 미세한 불순물이 되어 페리클에 들어가려 해도, 확실히 포획되어 고정될 수 있다. 또한, 기압의 변화에 기인한 페리클 박막의 팽창과 회복시간이 실제 사용을 방해하는 필터를 형성할 수 있다.

따라서, 본 발명에 의한 필터를 구비한 페리클을 사용하여 포토리소그래피을 실시 하면, 균일한 전사 패턴을 얻을 수 있으므로, 반도체 디바이스와 액정 디스프레이용 디바이스의 성능과 수율을 향상시킬 수 있다.

이하 본 발명의 실시예를 설명한다. 그러나 본 발명은 설명하는 바에 제한되지 않는다.

본 발명의 발명자는 기압조절용 통기공으로 들어오는 불순물을 방지하기 위해 제공되는 필터의 통기 성능과 불순물 포획성능 사이에 좋은 균형을 이루게 하여 불순물 포획 성능과 통기 성능을 지닌 필터를 구비한 페리클을 제조할 수 있다는 사실을 알아 냈고, 필터의 공극크기, 통기 성능 그리고 불순물 포획 성능 사이의 관계를 연구해 왔다.

나아가, 본 발명의 발명자들은, 적어도 하나의 기압조절용 통기공이 있는 페리클 프레임을 구비한 페리클에서, 필터제조 후 필터의 미세 공극에 잠재적으로 존재해 왔던 미세한 불순물을 포획하여 고정하고, 통기공으로 불순물이 들어오는 것을 방지하도록 제공되는 필터의 통기 성능을 저하시키지 않으면서, 공기취입과 같은 격렬한 기류에 의해 방출되지 않고 미세한 불순물로 들어오지 않도록 하기 위해, 통기공을 덮는 필터의 미세공극 내부표면에 수지코팅을 적용할 필요가 있다는 사실을 알아 냈고, 본 발명은 완성하기 위한 필터의 처리를 위한 조건을 연구해 왔다.

우선, 이하 도면을 참고로 하여 필터를 구비한 페리클을 설명한다. 도1은 일반적으로 필터를 구비한 페리클의 구성을 설명하기 위한 개략 설명도이다. 도2는 A-A선 단면도이다.

일반적으로 페리클1은 페리클프레임2와 페리클프레임2의 상부 모서리면에 부착된 페리클박막3으로 구성되어 있다. 일반적으로 페리클박막3은 접착층(도시되지않음)을 통해 페리클프레임2의 상부 모서리면에 부착된다. 페리클1을 포토마스크10에 접착하기 위한 끈적한 층6은 페리클프레임2의 하부모서리면에 형성된다. 끈적한 층6을 보호하기 위한 안감(도시되지않음)은 끈적한 층6의 표면에 고정되어 있다. 리소그래피을 실시할때, 안감은 벗겨 진다. 그리고 페리클1을 포토마스크10에 친밀하게 접착시키기 위해 상기 포토마스크상에 배치한다.

또한, 기압조절용 통기공5는 페리클프레임2의 측면에 제공되며, 불순물이 통기공5를 통해 페리클에 들어오지 않도록 필터4를 통기공5에 부착시킨다.

본 발명의 제1실시예인 불순물 포획성능과 통기 성능을 동시에 지닌 필터를 구비한 페리클에 있어서, 불순물이 기압조절용 통기공을 통해 페리클에 들어오지 않도록 제공되는 필터는 그 통기성능과 불순물 포획성능의 균형이 잘 이루고 있을 것이 요구된다. 따라서, 필터의 통기성능과 불순물 포획성능 사이의 관계는 필터의 각 공극크기에 대해 실험적으로 정해지며, 필터의 통기성능은 다음과 같이 정해진다.

즉, 적어도 하나의 기압조절용 통기공을 갖는 페리클프레임과 본 발명의 상기 실시예의 통기공을 덮도록 접착되는 필터를 구비한 페리클에 있어서, 필터의 통기성능은 760㎜Hg기압하에서 페리클을 노출 원판에 부착하고 나서, 기압을 500㎜Hg로 감소시키고 그 압력을 유지할 때, 팽창된 페리클이 초기상태로 회복하는데 5분에서 180분정도 소요되도록 정한다.

페리클박막의 회복시간이 5분 이하면, 필터와 통기공의 기압조절 기능은 우수해지나, 프레임의 통기공을 통과하는 공기의 유동율은 높아진다. 그리고 불순물이 페리 클에 들어오도록 통기성능을 증가시키기 위해 필터의 공극크기를 크게 해야 한다.

반대로, 페리클박막의 회복시간이 180분이상이면, 필터의 공극크기는 작아서 불순물 포획성능은 우수하나, 페리클은 외부 기압의 변화를 따라가지 못한다.

따라서, 페리클박막의 회복시간은 5분에서 180분범위에서 정해지고, 이에 부합되는 공극크기를 지닌 필터를 선택한다. 상기 필터를 구비한 페리클은 필터의 불순물 포획성능이 우수해 질 것이고 실제적인 기압조절 기능을 갖는다.

이러한 필터를 구비한 페리클을 제작하기 위해서, 미리 사용되는 각 재료에 대한 필터의 공극크기, 페리클 박막의 회복시간 그리고 불순물 포획성능의 관계를 세밀하게 실험적으로 정할 필요가 있다(예를 들어, 통기성능실험중 페리클에 증가되는 불순물의 수). 그런 후 필요한 박막의 회복시간(통기성능)과 불순물 포획성능에 따라, 적당한 공극크기를 갖는 필터를 선택한다. 그리고 기압조절용 통기공을 덮도록 상기 필터를 접착시킨다.

필터의 통기성능과 불순물 포획성능에 대한 실험은 실제 사용되어 온 페리클을 사용하여 실시한다. 예를 들면, 다음과 같은 측정조건을 형성한다.

통기성능 실험은 다음과 같이 실시한다. 직경 5mm인 통기공을 덮기 위해 샘플 필터가 접착된 페리클을 중량 30kg인 석영기판에 접착시킨다. 그리고 압력은 초기압력 760㎜Hg에서 500㎜Hg로 10초간에 걸쳐 감소시킨다. 그 압력을 유지하며, 페리클박막의 팽창을 관찰한다. 그리고 팽창된 페리클 박막이 초기상태로 회복되는데 필요한 시간을 측정한다.

상기 언급된 통기성능 실험에 이어 불순물 포획성능 실험을 한다. 여기서는 페리클 을 다시 진공실에 놓고, 압력을 초기상태인 760㎜Hg에서 500㎜Hg로 10초에 걸쳐 감소한다. 그 압력을 5분 후에 10초에 거쳐 초기압력으로 증가시키고 5분동안 그 압력으로 유지한다. 이와 같은 감소하고 증가하는 압력사이클을 5회 반복한다. 그 실험의 60분후, 박막의 팽창이 완전히 사라졌을때, 300,000lux의 광도를 갖는 집광렌즈을 이용하여 시각으로 불순물을 검사한다. 그리고 그 사이클 과정에서 상기 페리클에 증가된 불순물의 수를 센다.

필터의 성능은 상기 실험의 결과로 평가된다. 본 발명의 기준에 의하면, 통기성능에 관해서는, 박막의 회복시간이 5분에서 180분범위라면, 기압조절 기능은 실제적으로 충분하다고 여겨진다. 즉 인정된다. 불순물 포획성능에 관해서는, 페리클 박막상의 불순물이 상기 실험에서 증가되면, 그 필터는 허용될 수 없다.

필터용 재료는 폴리테트라 플로에티렌(PTEE) 또는 나일론 66 등과 같은 수지, 316L 스테인레스와 같은 금속, 알루미나, 알루미늄 니트라이드 등과 같은 세라믹일 수 있다. 어쨋든 통기성능을 지닌 다공성이고 투과성인 재료 중 어떤 것도 사용될 수 있으며, 그 재료는 특별한 재료로 한정되지 않는다.

필터상의 통기공을 덮도록 접착시킬 끈적한 층을 형성한다. 끈적한 층은 필터의 내부표면의 주변부에, 즉 통기지역을 마멸시키지 않도록 통기공을 덮기 위해 페리클 프레임에 필터를 접착할 때, 상기 프레임의 측면상 표면에 감압 접착제를 코팅하여 형성한다.

끈적한 층을 형성할 재료의 예는 감압접착제 이중코팅 테이프, 실리콘 수지 감압접착제, 아크릭 감압접착제 등이 포함된다.

필터보호재료는 기계적 충격 또는 물리적 외부 압력으로부터 필터를 보호하기 위해 필터의 외부표면에 부착한다. 필터보호재료로써, 적당한 강도, 완충성 그리고 투과성을 가진 다공성 플라스틱 시트를 사용한다. 재료로서는 실리콘 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄과 같은 재료를 예로 들수 있다.

그 다음으로, 필터의 통기성능을 그다지 저하시키지 않고 불순물 포획 성능을 향상시킬 수 있는 필터의 수지 처리를 설명한다.

특별한 처리방법은 수지를 가열 또는 용융시키거나, 용매에 수지를 용해시키거나, 또는 물에 수지를 에멀션화하는 방법 등에 의해 액상으로 된 액상수지에 필터를 잠시 침지하는 방법 또는 미세 공극에 액상수지를 넣고 그것으로 그 공극의 내부면을 코팅하기 위해 액상수지로 표면에 스프레이 코팅과 같은 방법을 포함한다. 그러나 본 발명의 제1실시예에서는, 수지 처리후 수지가 필터상에 유지될 수 있는 한, 처리방법은 상기에 한정되지 않는다.

상기 처리방법에 의한 필터에 있어서, 잠재적으로 필터에 존재하는 불순물의 방출은 제어될 수 있으며, 불순물들은 필터에서 거의 생성되지 않는다. 또한, 처리용 수지가 감압접착제라면, 필터는 외부에서 들어오는 불순물에 대한 불순물 포획성능 또한 우수하다. 수지를 처리용으로 상당량을 사용한다면, 실제사용을 위한 필터의 통기성능은 저하되지 않는다.

그 다음으로, 본 발명의 제2실시예인 필터는 도면을 참고하여 설명한다. 도3은 본 발명의 실시예로서 필터의 일반적인 구성을 설명하기 위한 개략 설명도이다.

도3에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예인 필터4a는 필터몸체41, 필터몸체 를 접착하기 위한 끈적한 층44, 그리고 필터보호재45로 구성되어 있다.

필터몸체41, 필터의 내부표면42, 즉 통기공을 덮도록 페리클 프레임 상에 필터를 접착시킬 때 프레임측면의 표면전체는, 수지함침층43을 형성하기 위해 필터몸체41 부피의 50%이상을 수지에 함침되도록 수지를 침지한다. 그리고나서 필터의 미세 공극 내부표면상에 수지코팅을 형성하도록 건조시킨다.

이하 수지코팅의 효과를 설명한다.

수지종류와 수지함침량의 영향을 실험하여 조사하였다.(실험1-1)

페리클프레임은 외부면적 120㎜ x 120㎜, 높이 6.3㎜ 그리고 내부면적 110㎜ x 110㎜이고, 한 측면의 중앙에 직경0.5㎜의 통기공을 갖는 표면이 알루마이트처리된 알루미늄합금으로 제조했다.

실리콘 감압접착제 KR-120(상표명, Shin-Etsu Chemical Corporation에서 제조)를 두께0.6㎜인 테이프모양으로 층을 형성하도록 하부 모서리면에 적용하고, 끈적한 층을 형성하도록 120℃에서 30분동안 경화했다. 두께 1.62㎛인 투명한 비정질 플루오린 수지로 제조된 페리클박막을 플루오린 변성 실리콘접착제로 그 프레임의 상부 모서리 표면에 접착시켰다.

그리고나서, 공극크기3㎛ 그리고 면적 10㎜ x 3㎜인 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)로 제조된 필터를 PTFE의 수화액(고체함량 3%)에 침지하였다. 필터 전체에 수지가 확장되는 것을 확인된 후(수지용액함침부피:100%), 필터를 2시간동안 공기건조를 했고, 지름 0.5㎜인 통기공을 덮도록 상기 페리클프레임 상에 접착시켰다.

상기 설명된 바와 같이 제조되는 페리클은 30㎏중량의 석영기판상에 접착시켰다. 그 다음 페리클은 진공공간에 배치되고,압력을 30초에 걸쳐 초기압력 760㎜Hg에서 500㎜Hg로 감소시켰다. 그 압력을 유지한 채, 페리클박막의 팽창을 관찰했다. 초기상태와 비교하여 6㎜의 팽창이 있더라도, 압력을 완전히 감소시킨 직후, 35분이 지나 팽창은 0㎜로 소멸되었다. 따라서 필터의 통기성능에서 실제적인 문제는 없는 것으로 확인되었다.

그 다음으로, 상기 페리클을 다시 진공실에 놓고, 압력을 760㎜Hg의 초기압력에서 500㎜Hg으로 감소시켰다. 5분 후, 압력을 30초에 걸쳐 초기압력으로 증가시키고 5분동안 그 압력을 유지했다. 그런 감소되고 증가되는 압력사이클을 5회 반복하였다. 실험 전과 후, 페리클 박막에 접착된 불순물을 집광렌즈를 이용하여 300,000lux의 광도로 시각을 통해 세었다. 불순물의 증가는 관찰되지 않았다.

페리클의 필터는, 그로부터 수직으로 10㎜ 떨어진 지점으로부터, 10초 동안 1.0과 2.5㎏f/㎠의 조절기압력을 가진, 내부직경 0.72㎜인 송풍기를 사용하여 청결한 공기취입을 받았다. 공기취입 전과 후에, 페리클 박막에 접착되는 불순물은 300,000lux의 광도를 가진 집광렌즈를 이용하여 시각으로 세었다. 불순물의 증가는 없다.

그 결과는 표1에 나타나 있다.

목록 실험번호	함유수지 종류	수지용액첨가량 (㎕)	수지용액으로 함침된 필터의 부피(%)	공기취입압력(10초)과 감소되고 증가되는 압력사이클 후 페리클박막상의 불순물(3㎛이상)의 증가된 수			감소된 압력하에서 페리클피막의 팽창에 대한 회복시간** (min)	*** 평가
				1.0㎏/㎠	2.5㎏/㎠	압력의감소와 증가*
1-1	PTFE	필터침지	100	0	0	0	35	◎
1-2	PTFE	2.5	62	0	2	0	25	○
1-3	PTFE	1.5	40	2	4	3	20	×
2-1	감압접착제	필터침지	100	0	0	0	35	◎
2-2	감압접착제	3	80	0	0	0	30	◎
2-3	감압접착제	2.5	62	0	1	0	25	○
2-4	감압접착제	2	50	0	4	0	25	○
2-5	감압접착제	1	30	2	4	2	20	×
3-1	없음	없음	0	6	7	2	20	××

*:감소되고 증가되는 압력사이클(30초에 걸쳐 760㎜Hg에서 500㎜Hg으로 감소되어, 5분 동안 유지하고, 30초에 걸쳐 초기 압력으로 증가시키고 5분간 유지), 5사이클

**:감소된 압력하에서 압력 증가에 의해 생성되는 페리클박막 팽창의 회복시간

◎: 좋음 ○:약간 좋음 ×: 나쁨

(실험1-2,1-3)

수지를 필터의 내부표면으로부터 표면전체에 균일하게 분산시키기 위해, PTFE로 제조되는 공극크기 3㎛와 면적 10㎜ x 3㎜인 필터에 PTFE 수화액(고체함량3%)을 액적으로 첨가시켰다. 그리고 필터를 2시간동안 공기건조후에 페리클에 부착했다. 다른 과정은 표1-1과 유사한 조건하에 실시했다. 두 종류의 샘플은 수지용액의 코팅량을 달리하여 마련했다.

수지용액으로 처리한 필터부의 부피율, 공기건조후 페리클박막상의 불순물의 증가 된 수를 측정한 결과들과 30초에 걸쳐 통상압력인 760㎜Hg에서 500㎜Hg로 압력이 감소할 때, 페리클 팽창의 회복기간을 표1로 요약하였다.

표1에 나타난 실험1-1에서 1-3까지의 결과로부터, 수지용액으로 함침된 필터부피의 증가는, 특히 50%이상까지의 증가는,공기취입에 의해 필터로부터 불순물 방출의 감소와 우수한 불순물 포획성능을 가능하게 하는 것을 확인할 수 있다.(실험2-1)

페리클은, PTFE로 제조된 공극크기 3㎛와 면적 10㎜ x 10㎜인 필터를 톨루엔에 실리콘 감압접착제 KR-120(상기 설명) 3%의 수용액에 침지하며, 감압접착제를 필터 전체에 분산한 것을 확인한 후, 필터를 20분간 공기건조를 하고 페리클 프레임상에 접착하는 것을 제외하고 실험1-1과 같은 조건하에서 제작된다.

수지용액으로 처리된 필터부의 부피율, 공기취입 후 페리클페리클상의 증가된 불순물 수의 측정결과 그리고 통상압력 760㎜Hg에서 500㎜Hg로 30초에 걸쳐 압력을 감소시킬 때 페리클박막 팽창의 회복시간은 표1에 요약되었다.

상기 실험을 실시한 후, 필터는 페리클로부터 제거하고 절단한다. 필터의 내부표면과 절단표면을 EPMA(전자탐침 X-선 미량분석)에 의해 실리콘 원자의 맵 분석으로 분석한다. 그 결과로, 필터부피 전체에서 실리콘 분포를 관찰하였고, 실리콘 감압 접착제를 필터의 표면 전체에 분산한 것을 확인하였다.(실험2-2, 2-5, 3-1)

페리클은 수지를 필터의 내부표면으로부터 표면전체에 균일하게 분산시키기 위해 PTFE로 제조되는 공극크기 3㎛와 면적 10㎜ x 3㎜인 필터에 톨루엔에 실리콘 감압 접착제 KR-120(상기 설명되었음)3%의 용액인 액적으로 첨가시켰고, 필터를 20분동안 공기건조하고, 페리클프레임에 부착한 것을 제외하고 실험1-1과 같은 조건하에 서 제조한다.

수지용액의 코팅양이 각각 다른 4종류의 샘플(2-2에서2-5)을 마련했다.

수지용액으로 처리된 필터부의 부피율, 공기취입 후 페리클 박막상의 증가된 불순물 수의 측정결과 그리고 통상압력 760㎜Hg에서 500㎜Hg로 30초에 걸쳐 압력을 감소시킬 때 페리클박막 팽창의 회복시간은 표1에 요약되었다.

실험3-1와 같이 수지를 함침하지 않는 필터를 마련했다. 상기 2종류의 평가를 실시했다. 그 결과 또한 표1에 나타나 있다.

표1에서 나타난 실험 2-1에서 2-5의 결과로부터, 수지용액을 함침하는 필터 부피의 증가가, 특히 50%이상의 증가는, 필터로부터 공기취입에 의한 불순물 방출의 감소와 양질의 불순물포획 성능을 가능하게 한다. 나아가, 감압접착제를 수지로 사용하여, 실험1의 수지(PTFE)에 비교해서 불순물 포획성능을 향상시켰다. 수지로 함침된 필터부피의 증가에 따라 감소된 압력하에서 페리클 박막 팽창의 회복기간을 길어지는 경향이 있다. 그러나 이는 실제적으로 중요한 문제가 아님이 확인되었다.

필터가 실험1-3,2-5,3-1와 같이 거의 또는 전혀 수지나 감압접착제를 함침하고 있지 않을 경우, 불순물은 공기취입에 의해 증가했고, 불순물 포획성능은 빈약한 것으로 확인되었다.

상기 언급된 결과로부터, 본 발명의 제2실시예인 페리클로서, 적어도 하나의 기압조절용 통기공을 갖춘 페리클 프레임이 있는 필터를 구비한 페리클에 적용했다. 여기서 통기공을 덮도록 부착된 필터 내부표면의 전체는 수지를 함침하고, 필터부피의 50%이상이 수지로 함침되었다.

필터가 상기 구조를 가질 때, 내부표면 전체에 걸쳐 상기 수지를 함침하여, 필터부피의 50%이상 정도 함침하는 필터를 기압조절용 통기공을 덮도록 페리클 프레임에 제공한다. 필터를 제작한 이후로 미세공극에서 잠재적으로 존재해 왔던 불순물은 수지에 의해 고정되고, 강한 공기취입으로도 방출되지 않는다.

또한, 필터에서 생성된 또는 외부에서 들어오는 불순물은 공기취입과 수지사이의 마찰 또는 미세공극으로 발생되는 정전기에 의해 포획될 수 있어 페리클에 들어오지 않는다. 따라서, 실제사용을 위한 필터의 통기성능은 그 양만큼 수지로 함침됨으로써 보장될 수 있다.

본 발명의 제1실시예와 제2실시예에 적용되는 수지는 제한되는 바는 아니지만, UV선에 대한 높은 광저항과 필터재료와의 높은 접착성을 갖으며, 필터몸체에 용이하게 함침될 수 있는 수지가 바람직하다.

그런 특성을 갖는 수지의 예로 실리콘 감압접착제, PTFE수화액과 같은 것을 포함한다.

특히, 일반적인 수지보다 불순물 포획 성능에서 보다 우수하므로 실리콘 감압접착제와 같은 끈적한 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 설명된 바와 같이, 필터에 수지를 함침과정을 액상수지로 필터의 표면을 코팅하고(그리고/또는), 액상수지에 필터를 침지하여 행하면, 필터의 미세 공극의 전체표면은 균일하게 코팅할 수 있으므로, 필터를 제작한 이후로 잠재적으로 존재해 왔던 불순물을 확실히 고정시킬 수 있고, 불순물이 강한 공기취입으로 방출되는 것을 방지할 수 있다 또한, 필터가 외부압력에 의해 부서질 때 생성되는 불순물과 외부 에서 들어오는 불순물도 확실하게 포획될 수 있다.

이하 본 발명의 페리클용으로 사용되는 재료를 설명한다.

본 발명에서 사용되는 페리클 박막용 재료는 빛을 잘 통과할 수 있는 재료일 수 있다. 예를 들어, 바람직하게는, 니트로 셀롤로우스, 셀롤로우스 아세테이트, 셀롤로우스 프로피오네이트, 변성 폴리바이닐 알콜, 폴루오린 폴리머 등이 있다. 특히 플루오린 폴리머, 이들 중 데트라플루오로에틸렌와 바이닐라이덴 플루오라이드의 코폴리머, 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오르프로필렌과 바이닐라이덴 플루오라이드의 터폴리머, 데트라플루오르에틸렌과 플루오린으로 함침되고 사이클릭 퍽플루오로에테르족을 가진 모노머의 코폴리머와 같은 비정질 플루오린 폴리머가 있다. 그러나 이에 제한되지는 않는다.

비정질 플루오린 폴리머와 같은 것이 보다 바람직하며, 높은 광전도성을 가지고 단파장에서 장파장까지 광범위한 파장범위에 사용될 수 있고 광저항에서 우수하다. 통상적으로 사용되는 비정질 플루오른 폴리머의 예로는; 사이톱(상표명, Asahi glass corporation에서 제조), 테프론 AF(상표명, DuPont에서 제조)와 같은 것을 포함한다.

이들 폴리머들을 사용하기 위해서는 용매에서 용해시킨다. 예를 들어, 이들은 플루오린 용매에서 용해할 수 있으며, 박막을 형성하기 위해 실리콘 기판 등에 적용될 수 있다.

본 발명에 의하면, 상기 언급된 페리클 박막을 페리클프레임에 접착하기 위해, 일반적으로 접착층을 페리클 프레임의 상부 모서리면에 제공한다.

접착층으로 사용되는 접착제는 제한되지 않으며, 가열에 의해 접착이 실시될 때 열가소성 또는 열경화성 수지로 할 수 있다. 또는 광경화에 의해 접착이 실시될 때는 광경화성 수지로 할 수 있다.

접착제의 예로서 ; 아크릭 수지 접착제, 에폭시 수지 접착제, 실리콘 수지 접착제, 플루오린 등이 함침된 실리콘 접착제와 같은 풀루오린 폴리머를 포함하며, 이중에도 플루오린 폴리머가 바람직하다. 특별히, 플루오린 폴리머 CT69(상표명, Asahi glass corporation에서 제조) 등이 있다.

본 발명에 의하면, 페리클 프레임을 노출 원판에 부착하기 위한 끈적한 층과 그것을 보호하기 위한 안감은 상기 언급된 페리클 프레임의 하부 모서리면에 제공된다.

끈적한 층용 재료의 예로서; 감압접착제 이중 코팅 테이프, 실리콘 수지 감압 접착제, 아크릭 감압접착제 등을 포함한다.

안감용 재료의 예로서, 예를 들면, 폴리에틸롄, 데레프탈레이트(PET), PTFE, 페놀포르말데히드 수지(PFA), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보나이트(PC), 바이닐 크로라이드, 폴리프로필렌(PP) 등이 있을 수 있다.

그 다음으로, 필터를 구비한 그런 페리클을 제작하기 위한 방법을 설명한다.

적어도 네 변중 한 변 표면의 중앙에 기압조절용 통기공을 가진 사각형인 페리클 프레임을 마련한다.

여기서 사용되는 페리클 프레임은 원형 또는 직사각형일 수 있다. 이 재료는 제한이 없으나, 예를들어, 양극산화 처리된 알루미늄 재료, 스테인레스 스틸 등과 같은 금속, 폴리아세탈, 폴리카보나이트, 메틸 폴리메타아크리레이트(PMMA), 아크릭 수 지, 폴리에틸렌 등과 같은 수지, 블루글래스 등이 있을 수 있다.

본 발명에 의한 제1실시예에 있어서, 본 발명에 의해 조절된 공극크기를 가진 필터는 프레임의 측면 중앙에 제공되는 통기공을 덮도록 페리클 프레임에 부착된다.

본 발명에 의한 제2실시예에 있어서, 본 발명의 수지를 함침하는 필터는 페리클 프레임에 부착된다. 이 경우, 필터의 내부표면은 그 프레임의 측면 중앙에 제공되는 통기공을 덮도록 프레임의 표면에 접착시킨다. 접착층을 형성하는 필터의 내부표면의 주변부에 접착제나 감압접착제를 적용하고, 그 다음 통기공을 덮도록 이를 배치하고, 그것을 접착하여 이를 고정하는 접착을 실시한다.

그 다음으로, 페리클 박막을 필터를 부착하는 페리클 프레임에 놓는다. 그 페리클 박막을 통상의 방법, 예를 들어, 접착제의 특성에 따라 선택할 수 있는 온도퓨젼방법, 광경화방법 등으로 페리클 프레임에 접착시킬 수 있다.

포토마스크에 페리클을 접착하기 위한 끈적한 층을 페리클의 하부 모서리면에 형성한다. 끈적한 층을 보호하기 위한 안감은 끈적한 층의 표면에 고정된다. 이에 의해, 본 발명의 필터를 구비한 페리클은 제작된다.

[실시예]

본 발명은 본 발명의 실시예와 비교예로 자세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여기에 제한되지는 않는다.

[실시예1]

페리클 프레임은 표면이 알루마이트 처리되고 외부면적 120㎜ x 120㎜, 높이 6.3㎜ 와 프레임의 내부면적 110㎜ x 110㎜인 알루미늄 합금으로 만들었다. 여기에서 직 경 0.5㎜의 통기공을 준비된 한 면의 중앙에 제공하였다. 실리콘 감압접착제 KR-120(상표명, Shin-Etsu Chemical Coperation에서 제조)를 0.6㎜의 두께를 가진 테이프형인 층을 형성하기 위해 하부 모서리면에 적용하였고, 끈적한 층을 형성하기 위해 120℃에서 30분동안 경화하였다. 두께 1.62㎛인 투명한 비정질 플루오린 수지로 제작된 페리클 박막을 프레임의 상부 모서리 표면에 플루오린 변성 실리콘 접착제로 접착하였다.

그 다음으로, 3㎛의 공극크기와 10㎜ X 3㎜크기를 갖는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)으로 제작한 필터를 상기 페리클의 직경0.5㎜의 통기공을 덮도록 페리클프레임에 접착하였다.

상기와 같이 제작된 페리클을 30㎏중량의 석영기판에 접착하였다. 그 다음, 그 페리클은 진공실에 놓고, 압력을 10초에 걸쳐 통상압력인 760㎜Hg에서 500㎜Hg로 감소시켰다. 그 감소된 압력으로 유지한 채, 페리클 박막의 팽창을 관찰하였다. 압력의 감소를 완전히 한 직후 초기상태와 비교하여 팽창 6㎜가 있더라도, 35분이 지나서 0㎜로 제거되었다. 따라서, 필터의 통기특성에서 실제적인 문제가 없는 것으로 확인되었다.

그 다음으로, 상기 페리클을 진공실에 놓고 압력을 10초에 걸쳐 통상압력인 760㎜Hg에서 500㎜Hg로 감소시켰다. 5분후 압력은 10초에 걸쳐 통상압력으로 증가하고 5분동안 그 압력으로 유지하였다. 이와 같이 감소되고 증가되는 압력사이클은 5회 반복한다. 실험 50분후, 박막의 팽창이 완전히 소멸되었을 때, 페리클박막에 부착된 불순물을 300,000lux의 광도로 집광렌즈를 이용하여 시각을 통해 세었다. 상기 사이클 실험에서 불순물 수의 증가는 관찰되지 않았다. 상기 언급된 실험의 결과는 표2에 나타나 있다.

목록 실시예번호	필터의 기공크기 (㎛)	감소된 압력하에서 페리클박막의 팽창에 대한 회복시간(min)*	감소되고 증가되는 압력 사이클 5회반복후 페리클 박막상에 증가된 불순물 (3㎛이상)의 수**	평가※
실시예1	3	35	0	○
비교예1	10	3	5	×
비교예2	0.5	210	0	×

*:감소되는 압력하에서 초기 상태로 압력이 증가하여 생성되는 페리클박막 팽창의 회복시간

**:감소되고 증가되는 압력사이클(30초에 걸쳐 760㎜Hg에서 500㎜Hg으로 감소되어, 5분 동안 유지하고, 30초에 걸쳐 초기 압력으로 증가시키고 5분간 유지), 5사이클

※:○ 좋음 ×나쁨

[비교예1]

페리클을 공극크기 10㎛와 면적 10㎜ x 3㎜인 PTFE로 만든 필터를 통기공을 덮도록 페리클 프레임에 접착시키는 것을 제외하고 실시예1과 같은 조건하에서 제조하였다. 그리고 실시예1과 같은 실험을 했다. 그 결과로, 팽창을 제거하기 위한 회복시간은 3분정도로 매우 짧았지만, 직경 3㎛ 이상을 가진 불순물의 수는 감소되고 증가되는 압력사이클 후 페리클 박막에 5번 반복으로 증가되었다. 불순물 포획 성능을 열등해졌음을 확인할 수 있었다. 그 결과는 표2에 요약되어 있다.

[비교예2]

페리클을 공극크기 0.3㎛와 면적 10㎜ x 3㎜인 PTFE로 만든 필터를 통기공을 덮도 록 페리클 프레임에 접착시키는 것을 제외하고 실시예1과 같이 제조하였다. 실시예1과 같은 실험을 실시하였다. 그 결과로서, 불순물의 수가 증감되는 압력 사이클 후에 증가되지 않았다. 그러나 페리클 박막의 팽창을 제거하기 위한 회복시간은 210분정도로 매우 길었고, 페리클 박막은 실제사용을 위한 충분한 기압조절 기능을 갖지 못하였다. 그 결과는 표2에 요약되어 있다.

본 발명은 상기 설명된 실시예에 제한되어 있지 않다. 상기 설명된 구현물은 단지 예에 불과하며, 첨부된 청구범위에 설명된 바와 같은 기본적인 구조와 유사한 작용과 효과를 제공하는 것들은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (10)

1. 적어도 하나의 기압조절용 통기공과 상기 통기공을 덮도록 부착된 필터를 가지는 펠리클 프레임을 갖는 페리클에 있어서,

   상기 통기공을 덮도록 부착된 상기 필터의 내부 표면 전체가 수지로 함침되고 상기 필터부피의 50%이상이 수지로 함침되며,

   이 필터는 760㎜Hg기압하에서 노광 원판에 상기 페리클을 부착시킨 다음, 500㎜Hg기압으로 감소시키고 그 압력으로 유지하는 동안 팽창된 페리클 박막을 초기상태로 회복하는데 5분에서 180분이 소요되도록 정해진 공극크기를 갖는 필터인 것을 특징으로 하는, 필터를 구비한 페리클
2. 제1항에 있어서,

   필터에 함침되는 수지가 점착성을 가지는 것을 특징으로 하는, 필터를 구비한 페리클
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 수지를 함침한 상기 필터는 액상수지로 필터표면을 코팅하거나, 액상수지중에 필터를 침지하거나, 또는 액상수지를 필터 표면에 코팅하고나서 액상수지중에 필터를 침적함에 의해 제조됨을 특징으로 하는, 필터를 구비한 페리클
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