KR101678476B1 - 리소그래피용 펠리클 - Google Patents

Abstract

본 발명은 펠리클과 마스크의 폐쇄 공간내에 노광에 있어서 문제를 야기하는 물질을 펠리클 내부 공간으로부터 최대한 저감시키는 것을 과제로 한다.

본 발명의 리소그래피용 펠리클은 리소그래피용 펠리클 프레임(1)에 복수의 통기공(2)을 형성하고, 이 통기공을 진애 방지용 필터(3)로 덮어서 이루어지는 펠리클에 있어서, 상기 프레임의 통기공 부분에 스폿 페이싱 가공(4)을 실시하고, 또한 이 스폿 페이싱 가공의 벽면을 테이퍼상으로 가공해서 이루어지는 것을 특징으로 한다. 프레임에 형성하는 통기공 및 스폿 페이싱 가공이 프레임의 각 변에 적어도 1개소 형성되는 것, 테이퍼상 가공의 경사면 각도가 프레임면에 수직방향으로부터 90도보다 크고 180도보다 작은 것, 스폿 페이싱 가공이 원형인 것, 또는 타원형인 것, 또한 스폿 페이싱 가공이 복수의 통기공에 걸쳐진 것일 수 있다.

리소그래피용 펠리클

Description

리소그래피용 펠리클{PELLICLE FOR LITHOGRAPHY}

본 발명은 LSI, 초LSI 등의 반도체장치 또는 액정표시판을 제조할 때의 리소그래피용 마스크의 먼지 막이로서 사용되는 리소그래피용 펠리클에 관한 것이다.

LSI, 초LSI 등의 반도체 제조 또는 액정표시판 등의 제조에 있어서는 반도체 웨이퍼 또는 액정용 원판에 광을 조사해서 패터닝을 제작하는 것이지만, 이 경우에 사용하는 노광 원판(리소그래피용 마스크)에 먼지가 부착되어 있으면, 이 먼지가 광을 흡수하거나, 광을 구부려 버리므로, 전사된 패턴이 변형되거나, 에지가 거칠어지게 되는 것 외에, 하지가 검게 오염되거나 해서 치수, 품질, 외관 등이 손상된다는 문제가 있었다.

이 때문에, 이들 작업은 통상 클린룸에서 행해지고 있지만, 이 클린룸내에서도 노광 원판을 항상 청정하게 유지하는 것이 어려우므로, 노광 원판의 표면에 먼지 막이를 위한 노광용의 광을 잘 통과시키는 펠리클막을 펠리클 프레임에 붙인 펠리클을 붙이는 방법이 취해지고 있다. 이 경우, 먼지는 노광 원판의 표면 상에는 직접 부착되지 않고, 펠리클막 상에 부착되므로, 리소그래피시에 초점을 노광 원판의 패턴 상에 맞춰 두면, 펠리클막 상의 먼지는 전사에 무관계가 된다.

펠리클의 기본적인 구성은 노광에 사용하는 광을 잘 투과시키는 니트로셀룰로오스, 아세트산 셀룰로오스, 불소계 폴리머 등으로 이루어지는 투명한 펠리클막을 흑색 알루마이트 처리를 실시한 A7075, A6061, A5052 등의 알루미늄 합금, 스텐레스, 폴리에틸렌 등으로 이루어지는 펠리클 프레임의 상부에 펠리클막의 양용매를 도포하고, 풍건(風乾)해서 접착하거나(특허문헌1 참조), 아크릴 수지, 에폭시 수지나 불소 수지 등의 접착제로 접착하고(특허문헌2, 특허문헌3 참조), 또한, 펠리클 프레임의 하부에는 노광 원판이 장착되기 위해서 폴리부텐 수지, 폴리아세트산 비닐 수지, 아크릴 수지 및 실리콘 수지 등으로 이루어지는 점착층, 및 점착층의 보호를 목적으로 한 레티클 점착제 보호용 라이너로 구성되어 있다.

펠리클을 노광 원판에 붙인 경우에 펠리클 내부는 폐쇄 공간이 된다. 이 경우, 펠리클막에는 통기성이 없으므로, 온도변화에 따라 이 폐쇄 공간 내의 기체의 팽창·수축에 의해 펠리클막이 상방으로 부풀어 오르거나, 또한, 하방으로 쳐지거나 한다. 이것을 막기 위해서, 펠리클 프레임에 통기공을 형성하는 것도 알려져 있다(특허문헌4 참조). 특허문헌4에 있어서는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 통기공(11)을 형성한 펠리클 프레임변(12)과, 펠리클의 폐쇄 공간 내에 존재·침입·발생하는 진애를 포집하는 점착제(14)를 도포한 펠리클 프레임변(13)을 구비하고 있는 것이 개시되어 있다.

또한, 펠리클 내부에 점착제를 사용하지 않고, 펠리클 프레임에 통기공을 형성한 예도 있다(도 9 참조).

그러나, 통기공이 1개 내지 복수개 형성된 것 뿐인 펠리클에서는 환기의 효 율이 나쁘고, 펠리클 내부의 폐쇄 공간 내의 기압의 변동, 예를 들면, 노광에 따른 마스크 환경에서의 기압 변화가 커지지 않으면 소망의 환기가 행해지지 않고, 펠리클 구성 부재 안에서부터 발생하는 유기 내지는 무기의 가스가 리소그래피 공정에 있어서의 자외선(i선이나 g선, KrF 레이저, ArF 레이저, F₂ 레이저 등)의 조사, 노광시 또는 포토마스크 보관시에 펠리클 구성 부재 내부로부터 벗어나서 펠리클과 포토 마스크가 형성하는 폐쇄 공간 내에 가스형상물로 되어 발생해서 체류하고, 노광시의 자외광하에서 환경중에 있는 암모니아나 시안 화합물, 기타 탄화수소 화합물 등과 광 화학반응을 일으켜 황산 암모늄 등으로 대표되는 소위 헤이즈라고 불리는 포깅이나, 미소입자를 발생시키는 상황에는 대응하기 어렵다.

(특허문헌1) 일본 특허공개 소 58-219023호 공보

(특허문헌2) 미국 특허 제4861402호 명세서

(특허문헌3) 일본 특허공고 소 63-27707호 공보

(특허문헌4) 일본 특허공개 평 3-166545호 공보

펠리클은 마스크 기판의 표면에 형성된 패턴 영역을 둘러싸도록 설치된다. 펠리클은 마스크 기판 상에 먼지가 부착되는 것을 방지하기 위해서 설치되는 것이기 때문에, 이 패턴 영역과 펠리클 외부와는 펠리클 외부의 진애가 패턴면에 부착되지 않도록 격리되어 있다.

최근, LSI의 디자인 룰은 서브 쿼터 미크론으로 미세화가 진행되고 있으며, 그것에 따라 노광광원의 단파장화가 진행되고 있는, 즉 지금까지 주류였던 수은 램프에 의한 g선(436nm), I선(365nm)으로부터 KrF 엑시머 레이저(248nm), ArF 엑시머 레이저(193nm), F₂ 레이저(157nm) 등으로이다. 이렇게 노광광의 단파장화가 진행되면 당연히 노광광이 갖는 에너지가 높아지게 된다. 높은 에너지의 광을 사용할 경우, 종래와 같은 파장의 광에 비해서 노광 분위기에 존재하는 가스상 물질을 반응시켜 마스크 기판 상에 반응 생성물을 생성시킬 가능성이 현격히 높아지게 된다.

그래서, 클린룸 내의 가스상 물질을 최대한 저감시키거나, 레티클의 세정을 엄중히 행하거나, 펠리클의 구성 물질로부터 가스 발생이 있는 것을 배제하는 등의 대책이 취해져 왔다. 특히 펠리클은 마스크 기판에 직접 붙여서 사용하는 것이기 때문에, 펠리클 구성 재료, 즉 유기 재료로 이루어지는 레티클 접착제, 펠리클막 접착제, 내벽 코팅제 등에 대해서 가스 저 발생화가 요구되어지고, 개선이 진행되어 왔다. 그러나, 마스크 기판 상에 발생하는 소위 헤이즈라고 불리는 포깅상의 이물은 레티클의 세정이나 펠리클 구성 재료의 가스 저 발생화를 진행시켜도 완전하 게는 발생을 저지할 수 없어 반도체 제조에 있어서의 수율 저하의 원인이 되고 있었다.

상기 사정을 감안하여 본 발명은 펠리클과 마스크의 폐쇄 공간 내에 노광에 있어서 문제를 야기하는 물질을 펠리클 내부 공간으로부터 최대한 저감시키는 것을 과제로 한다.

이러한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명자들은 예의 검토를 거듭한 결과, 펠리클을 구성하는 부재로부터 발생하는 가스가 노광 환경하에서 펠리클 부재 중으로부터 탈리해서 펠리클과 마스크의 폐쇄 공간 내에 체류하고, 이것에 노광시의 단파장 자외선이 접촉됨으로써, 예를 들면, 황산 암모늄이나 탄화수소계 화합물 등의 헤이즈를 발생시키는 것을 찾아냈다.

그래서, 본 발명자들은 펠리클 구성 부재 등으로부터 발생한 가스가 펠리클 내부 공간에 체류하기 어려운 펠리클을 고안해서 단자외광에 의한 노광 환경하에서도 헤이즈의 발생율이 낮은 펠리클을 완성시켰다.

즉, 본 발명의 리소그래피용 펠리클은 리소그래피용 펠리클 프레임에 복수의 통기공을 형성하고, 이 통기공을 진애 방지용 필터로 덮어서 이루어지는 펠리클에 있어서, 상기 프레임의 통기공 부분에 스폿 페이싱 가공을 실시하고, 또한 이 스폿 페이싱 가공의 벽면을 테이퍼상으로 가공해서 이루어지는 것을 특징으로 한다. 프레임에 형성하는 통기공 및 스폿 페이싱 가공이 프레임의 각 변에 적어도 1개소 형성되는 것, 테이퍼상 가공의 경사면 각도가 프레임면에 수직방향으로부터 90도보다 크고 180도보다 작은 것, 스폿 페이싱 가공이 원형인 것, 또는 스폿 페이싱 가공이 타원형인 것, 또한 스폿 페이싱 가공이 복수의 통기공에 걸쳐지는 것일 수 있다.

(발명의 효과)

본 발명은 펠리클 프레임의 외측면에 형성된 통기공과 이것을 덮는 필터를 펠리클 프레임 외측면에 스폿 페이싱 가공에 의해 형성한 오목부의 저부에 배치하고, 또한 그 오목부의 벽면을 테이퍼상으로 가공한 것으로, 스테퍼나 스캐너의 스테이지를 고속 이동시킴으로써 효율 좋게 외기를 도입하고, 또한 배기해 갈 수 있으므로, 도 7에 나타낸 바와 같이, 펠리클에 의해 밀폐되는 공간에 체류하는 공기가 효율 좋게 배기되어 내부에 가스가 고이기 어렵다. 이 때문에 마스크 상에 헤이즈가 발생하기 어려워진다는 효과를 갖고, 보다 단파장화가 진행되는 리소그래피에 대응할 수 있다는 효과를 갖는다.

본 발명은 수동적으로 펠리클 내를 환기하는 기구를 갖는 펠리클 프레임을 장비하는 것을 특징으로 하는 리소그래피용 펠리클이다.

이하에 본 발명에 대해서, 첨부 도면을 참조하면서, 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명의 펠리클은 기본적으로는 통례 대로의 펠리클 프레임의 상단면에 펠리클막 붙임용 접착제를 통해 펠리클막을 설치한 것으로, 이 경우, 통상 하단면에 레티클 접착용 점착제가 형성되고, 상기 레티클 접착용 점착제의 하단면에 라이너가 박리 가능하게 붙여져서 이루어지는 것이다.

이 경우, 이들 펠리클 구성 부재의 크기는 통상의 펠리클, 예를 들면 반도체 리소그래피용 펠리클, 대형 액정표시판 제조 리소그래피 공정용 펠리클 등과 동일하며, 또한, 그 재질도 상술한 바와 같은 공지의 재질로 할 수 있다. 이 점을 더욱 상세하게 설명하면, 펠리클막의 종류에 대해서는 특별히 제한은 없고, 예를 들면, 종래 엑시머 레이저용으로 사용되고 있는 비정질 불소 폴리머 등을 사용할 수 있다. 비정질 불소 폴리머의 예로서는, 사이톱(아사히가라스(주)제 상품명), Teflon AF(듀폰(주)제 상품명) 등을 들 수 있다. 이들 폴리머는 그 펠리클막 제작시에 필요에 따라 용매에 용해해서 사용해도 좋고, 예를 들면 불소계 용매 등으로 적당히 용해할 수 있다.

본 발명에 있어서 사용되는 펠리클 프레임의 모재에 관해서는, 종래 사용되고 있는 알루미늄 합금재, 바람직하게는, JIS A7075, JIS A6061, JIS A5052재 등이 이용되지만, 알루미늄 합금재 이외의 수지, 유리 등이어도 펠리클 프레임으로서의 강도가 확보되는 한, 특별히 제한은 없다.

본 발명의 펠리클에는 펠리클 프레임에 통기공이 형성되어 있는 것, 그 통기공에 필터를 설치하고, 또한 그 필터를 설치하는 장소의 주위에 "스폿 페이싱"부분을 형성하는 것을 특징의 하나로 하고 있다. 그 전형적인 펠리클의 예를 도 1에 나타낸다.

도 1에 있어서, 1은 펠리클 프레임이며, 펠리클 프레임(1)에는 통기공(2)이 형성되어 있고, 이 통기공(2)은 진애 방지용 필터(3)가 덮고 있다. 펠리클 프레임(1)의 외측부분에는 스폿 페이싱 가공부(4, 스폿 페이싱부)가 설치된다.

통기공을 형성하는 부분의 스폿 페이싱 가공에 대해서는, 통기공보다 큰 구 멍 사이즈로 필터 두께보다 깊게 파여져 있고, 펠리클 프레임의 두께를 초과하지 않는 사이즈이면 특별히 제한은 없지만, 스폿 페이싱 가공의 벽면에 대해서는 90°보다 큰 각도일 필요가 있다. 각도가 90°보다 작으면 통기공을 막는 모양이 되고, 반대로, 각도를 크게 취함으로써 통기공에 유입되는 외기량을 늘릴 수 있다. 그러나, 그 각도를 180도보다 크게 하면, 기체류에 혼란이 일어나서, 유리함이 얻어지기 어렵게 된다. 스폿 페이싱 가공의 외형에는 외기량을 효율 좋게 도입할 수 있는 형상이면 제한은 없지만, 예를 들면, 오벌형(도 2(a)), 원형(도 2(b)), 또한 복수의 통기공(2)을 공통으로 포함하는 "연속된 형상" (도 2(c))으로 할 수 있다.

스폿 페이싱부는 도 3에 나타내는 바와 같이, 펠리클 프레임(1)의 외측면(5)으로부터 내부를 향해서 테이퍼상으로 형성되고, 화살표(6)로 나타내는 바와 같이 스폿 페이싱부 테이퍼 각도를 정의할 때, 스폿 페이싱부 테이퍼 각도는 90도보다 크고, 180도보다 작게 한다.

펠리클 프레임의 4개의 측면(변)에는 각각 적어도 하나이상의 통기공이 형성된다. 상기 통기공의 사이즈, 형상에 대해서는 특별히 제한은 없지만, 상기 통기공에 설치하는 필터의 메쉬 사이즈, 여과 면적 또는 이들로부터 구해지는 통기량에 따라 그 사이즈, 형상을 선택한다. 또한, 통기공의 목적이 펠리클 내부와 외부의 환기인 것, 펠리클 내부의 오염된 공기가 체류하지 않는 것이기 때문에, 펠리클의 내부가 될 수 있는 한 구석구석까지 환기되도록 통기공을 배치하는 것이 바람직하다.

배치의 예로서는, 펠리클 프레임의 4구석에 가까운 부분과 프레임 중앙 부근 등에 형성하는 것이 바람직하다. 노광 조건, 사용 시간, 또한 비용 등을 고려해서 펠리클 프레임에 형성하는 통기공의 수에 대해서는 적당히 변경해도 상관없다.

펠리클 프레임 4변에 있어서의 통기공의 설치수와 배치에 관해서, 헤이즈의 발생과의 관계를 조사하는 실험에서는 표 1에 나타내는 대로의 결과가 얻어졌다.

즉, 펠리클 프레임의 외치수 149mm×122mm×5.8mm, 프레임 두께 2mm의 A7075-T651의 알루미늄 합금제 프레임을 사용해서 마주 보는 장변끼리 및 단변끼리에서 통기공수를 동수로 하거나, 또는 다른 수로 하고, 장변과 단변 상호의 통기공수도 동수 또는 다른 수로 하고, 그 조합을 여러가지로 설정해서 ArF 엑시머 레이저의 노광량 500J/㎠에서의 "헤이즈의 발생"을 체크하는 확인 실험을 행했다. "헤이즈의 발생"에 대해서는 레이저 산란 이물 검사 장치를 사용했다.

펠리클 프레임에 있어서의 통기공의 배치예의 몇개를 도 4∼도 6에 나타낸다.

도 4는 펠리클 프레임으로서 프레임 외치수 149mm×122mm×5.8mm, 프레임 두께 2mm의 A7075-T651의 알루미늄 합금제 프레임을 준비하고, 이 프레임의 각 측면의 중앙(총 4개소)과, 각 측면의 코너로부터 20mm의 위치(총 8개소, 합계 12개소)에 지름 0.5mm의 통기공을 형성한 예이다.

도 5는 동일한 펠리클 프레임에 이 프레임의 각 장변의 각 측면에 각각 10개소, 단변의 각 측면의 각각 8개소의 총 36개소에 0.5mm의 통기공을 형성한 예이다.

도 6은 장변·단변의 각각의 대변에 불균등한 수의 통기공을 형성한 예이며, 장변1/장변2로 9/3, 단변1/단변2로 7/3으로 한 예를 도시하고 있다.

확인 실험의 실험 조건은 대표적인 몇개의 실험 번호에 대해서 설명한다. 다른 실험 번호의 것에 있어서도 이들에 준한다.

[실험 번호6]: 처음에 펠리클 프레임으로서 프레임 외치수 149mm×122mm×5.8mm, 프레임 두께 2mm의 A7075-T651의 알루미늄 합금제 프레임을 준비했다. 이 프레임의 1측면 중앙 4개소, 코너로부터 20mm의 위치 8개소의 합계 12개소에 지름 0.5mm의 통기공을 형성했다. 이어서 이 12개소의 통기공을 중심으로 하는 폭 10mm 높이 5mm이며, 깊이 1mm, 벽의 각도 135°의 테이퍼상 스폿 페이싱부를 설치했다.

이것을 표면 세정한 후, 유리 비즈를 사용해서 토출압 약 137.1kPa(1.5kg/㎠)의 샌드 블라스트 장치로 1분간 표면 처리해서 표면을 조면화했다. 이어서 이것을 NaOH 처리욕 중에서 10초간 처리해서 세정한 후, 화성 전압 10V(1.3A)로 14% 황산 수용액, 액체 온도 18℃ 중에서 양극 산화를 행했다. 이어서, 흑색 염색, 봉공 처리해서 표면에 흑색의 산화 피막을 형성했다. 이 후 5분간 초순수와 초음파 세정 장치를 병용해서 세정했다.

이어서, 이 프레임의 내면에 스프레이 코팅 장치를 사용해서 실리콘계 점착제를 10㎛ 코팅했다. 이어서 상기 통기공에 재질이 PTFE이며 진애 여과 사이즈가 0.1∼3.0㎛이며 99.9999%인 폭 8mm, 높이 2.5mm, 두께 300㎛의 필터를 설치했다. 필터는 제진용 필터를 설치한 구조로 했다.

이어서, Teflon AF1600(미국 듀폰사제 상품명)을 불소계 용제·Fluorinert FC-75(미국 쓰리엠사제 상품명)에 용해시켜서 농도 8%의 용액을 조제했다.

다음에, 이 용액에 의해 지름 200mm, 두께 600㎛의 경면 연마한 실리콘 기판 면에 스핀 코터를 사용해서 막의 두께가 0.8㎛인 투명막을 형성시켰다.

다음에, 이 막에 외치수 200mm×200mm×5mm 폭, 두께 5mm의 프레임을 에폭시계 접착제 아랄다이트라피드(쇼와 고분시(주)제 상품명)을 사용해서 접착하고, 실리콘 기판면으로부터 박리했다.

다음에, 상기와 같이 해서 준비한 알루미늄 합금제 프레임의 일단면에 실리콘계 점착제를 도포하고, 100℃에서 10분 가열하여 건조 경화시켰다. 또한, 이 알루미늄 합금제 프레임의 다른 일단면 상에 불소계 용매 CT 솔브180(아사히 가라스(주)제 상품명)으로 희석한 불소계 고분자 폴리머 CTX(아사히가라스(주)제 상품명)를 도포하고 100℃에서 10분 가열해서 건조 경화시켰다.

PET제 라이너를 준비하고, CCD 카메라에 의한 화상 처리 위치 결정 기구를 갖는 라이너 붙임 장치에 의해 레티클 접착제에 붙였다.

다음에, 준비한 Teflon AF1600(미국 듀폰사제 상품명)의 막표면에 밀착시킨 후, IR 램프로 프레임을 가열해서 프레임과 막을 융착시켰다. 2개의 프레임은 펠리클 프레임의 접착면을 상향으로 해서 고정용의 지그에 부착해서 상대적으로 위치가 어긋나지 않도록 고정했다.

다음에, 펠리클 프레임 외측의 프레임을 끌어 올려서 고정하고, 펠리클 프레임 외측의 막부에 약 490Pa(0.5g/㎠)의 장력을 부여했다.

다음에, 스칼라 로봇에 부착한 커터에 튜브식 디스펜서를 이용해서 Fluorinert FC75(듀폰사제 상품명)를 매분 10㎕ 적하하면서, 상기 펠리클 프레임의 접착제 부분의 주변부를 따라 커터를 이동하면서 펠리클 프레임 외측의 불필요 막 부분을 절단 제거했다.

완성된 펠리클을 표면 잔류 산성분의 농도가 1ppb 이하가 되는 조건으로 세정한 Cr 테스트 패턴을 형성한 석영 유리제 6인치 포토 마스크 기판에 붙였다. 이어서 이것을 ArF 엑시머 레이저 스캐너 NSR S306C(가부시키가이샤 니콘제 상품명)에 장착하고, 레티클 면상 노광 강도 0.01mJ/㎠/pulse, 반복 주파수 4000Hz에서 500J/㎠의 조사량까지 조사했다.

조사한 6인치 포토 마스크 상의 오염 상황 관찰을 레이저 이물 검사 장치로 행한 결과, 테스트 패턴부, 유리 부분 모두 헤이즈, 이물의 발생은 없었다.

[실험 번호7]: 처음에 펠리클 프레임으로서 프레임 외치수 149mm×122mm×5.8mm, 프레임 두께 2mm의 A7075-T651의 알루미늄 합금제 프레임을 준비했다. 이 프레임의 1장변 측면 10개소, 단변 8개소의 총 36개소에 0.5mm의 통기공을 형성했다. 이어서 이 36개소의 통기공을 포함하는 장변에서 폭 139mm, 높이 5mm, 단변에서 폭 110mm, 높이 5mm, 벽의 각도 135°의 테이퍼상 스폿 페이싱부를 설치했다.

이것을 표면 세정한 후, 유리 비즈를 사용해서 토출압 약 137.1kPa(1.5kg/㎠)의 샌드 블라스트 장치로 1분간 표면 처리해서 표면을 조면화했다. 이어서 이것을 NaOH 처리욕 중에서 10초간 처리해서 세정한 후, 화성 전압 10V(1.3A)로 14% 황산 수용액, 액체 온도 18℃ 중에서 양극 산화를 행했다. 이어서 흑색 염색, 봉공 처리해서 표면에 흑색의 산화 피막을 형성했다. 이 후, 5분간 초순수와 초음파 세정 장치를 병용해서 세정했다.

이어서, 이 프레임의 내면에 스프레이 코팅 장치를 사용해서 실리콘계 점착 제를 10㎛ 코팅했다. 이어서 상기 통기공에 재질이 PTFE이며 진애 여과 사이즈가 0.1∼3.0㎛이며 99.9999%인 폭 8mm, 높이 2.5mm, 두께 300㎛의 필터를 설치했다. 필터는 제진용 필터부와 그 외측에 케미컬 필터를 갖는 구조로 했다.

이어서, Teflon AF1600(미국 듀폰사제 상품명)을 불소계 용제·Fluorinert FC-75(미국 쓰리엠사제 상품명)에 용해시켜서 농도 8%의 용액을 조제했다.

이어서, 이 용액에 의해 지름 200mm, 두께 600㎛의 경면 연마한 실리콘 기판면에 스핀 코터를 사용해서 막의 두께가 0.8㎛인 투명막을 형성시켰다.

이어서, 이 막에 외치수 200mm×200mm×5mm 폭, 두께 5mm의 프레임을 에폭시계 접착제 아랄다이트라피드(쇼와 고분시(주)제 상품명)를 사용해서 접착하고, 실리콘 기판면으로부터 박리했다.

이어서, 상기와 같이 해서 준비한 알루미늄 합금제 프레임의 일단면에 실리콘계 점착제를 도포하고, 100℃에서 10분 가열하여 건조 경화시켰다. 또한, 이 알루미늄 합금제 프레임의 다른 일단면 상에 불소계 용매 CT 솔브 180(아사히 가라스(주)제 상품명)으로 희석한 불소계 고분자 폴리머 CTX(아사히 가라스(주)제 상품명)를 도포하고 100℃에서 10분 가열하여 건조 경화시켰다.

PET제 라이너를 준비하고, CCD 카메라에 의한 화상 처리 위치 결정 기구를 갖는 라이너 붙임 장치에 의해 레티클 접착제에 붙였다.

다음에, 준비한 Teflon AF1600(미국 듀폰사제 상품명)의 막표면에 밀착시킨 후, IR 램프로 프레임을 가열하여 프레임과 막을 융착시켰다. 2개의 프레임은 펠리클 프레임의 접착면을 상향으로 해서 고정용 지그에 부착해서 상대적으로 위치가 어긋나지 않도록 고정했다.

다음에, 펠리클 프레임 외측의 프레임을 끌어 올려서 고정하고, 펠리클 프레임 외측의 막부에 약 490Pa(0.5g/㎠)의 장력을 부여했다.

다음에, 스칼라 로봇에 부착한 커터에 튜브식 디스펜서를 사용해서 Fluorinert FC75(듀폰사제 상품명)를 매분 10㎕ 적하하면서, 상기 펠리클 프레임의 접착제 부분의 주변부를 따라 커터를 이동하면서 펠리클 프레임 외측의 불필요 막부분을 절단 제거했다.

완성된 펠리클을 표면 잔류 산성분의 농도가 1ppb 이하가 되는 조건으로 세정한 Cr 테스트 패턴을 형성한 석영 유리제 6인치 포토 마스크 기판에 붙였다. 이어서, 이것을 ArF 엑시머 레이저 스캐너 NSR S306C(가부시키가이샤 니콘제 상품명)에 장착하고, 레티클 면상 노광 강도 0.01mJ/㎠/pulse, 반복 주파수 4000Hz로 500J/㎠의 조사량까지 조사했다.

조사한 6인치 포토 마스크 상의 오염 상황 관찰을 레이저 이물 검사 장치로 행한 결과, 테스트 패턴부, 유리 부분 모두 헤이즈, 이물의 발생은 없었다.

[실험 번호 12]: 처음에 펠리클 프레임으로서 프레임 외치수 149mm×122mm×5.8mm, 프레임 두께 2mm의 A7075-T651의 알루미늄 합금제 프레임을 준비했다. 이 프레임의 1측면 중앙에 지름 0.5mm의 통기공을 형성했다.

이것을 표면 세정한 후, 유리 비즈를 사용해서 토출압 약 137.1kPa(1.5kg/㎠)의 샌드 블라스트 장치로 1분간 표면 처리해서 표면을 조면화했다. 이어서 이것을 NaOH 처리욕 중에서 10초간 처리해서 세정한 후, 화성 전압 10V(1.3A)로 14% 황 산 수용액, 액체 온도 18℃ 중에서 양극 산화를 행했다. 이어서, 흑색 염색, 봉공 처리해서 표면에 흑색의 산화 피막을 형성했다. 이 후, 5분간 초순수와 초음파 세정 장치를 병용해서 세정했다.

이어서, 이 프레임의 내면에 스프레이 코팅 장치를 사용해서 실리콘계 점착제를 1㎛ 코팅했다.

이어서, 상기 통기공에 재질이 PTFE이며 진애 여과 사이즈가 0.1㎛∼3.0㎛이며 99.9999%인 폭 9.5mm, 높이 2.5mm, 두께 300㎛의 필터를 설치했다. 필터는 제진용 필터부와 그 외측에 케미컬 필터를 갖는 구조로 했다.

이어서, Teflon AF1600(미국 듀폰사제 상품명)을 불소계 용제·Fluorinert FC-75(미국 쓰리엠사제 상품명)에 용해시켜서 농도 8%의 용액을 조제했다.

이어서, 이 용액에 의해 지름 200mm, 두께 600㎛의 경면 연마한 실리콘 기판면에 스핀 코터를 사용해서 막의 두께가 0.8㎛인 투명막을 형성시켰다.

다음에, 이 막에 외치수 200mm×200mm×5mm 폭, 두께 5mm의 프레임을 에폭시계 접착제 아랄다이트라피드(쇼와 고분시(주)제 상품명)를 사용해서 접착하고, 실리콘 기판면으로부터 박리했다.

다음에, 상기와 같이 해서 준비한 알루미늄 합금제 프레임의 일단면에 실리콘계 점착제를 도포하고, 100℃에서 10분 가열하여 건조 경화시켰다. 또한, 이 알루미늄 합금제 프레임의 다른 일단면 상에 불소계 용매 CT 솔브 180(아사히 가라스(주)제 상품명)으로 희석한 불소계 고분자 폴리머 CTX(아사히 가라스(주)제 상품명)를 도포하고 100℃에서 10분 가열하여 건조 경화시켰다.

PET제 라이너를 준비하고, CCD 카메라에 의한 화상 처리 위치 결정 기구를 갖는 라이너 붙임 장치에 의해 레티클 접착제에 붙였다.

다음에, 준비한 Teflon AF1600(미국 듀폰사제 상품명)의 막표면에 밀착시킨 후, IR 램프로 프레임을 가열해서 프레임과 막을 융착시켰다. 2개의 프레임은 펠리클 프레임의 접착면을 상향으로 해서 고정용의 지그에 부착해서 상대적으로 위치가 어긋나지 않도록 고정했다.

이어서, 펠리클 프레임 외측의 프레임을 끌어 올려서 고정하고, 펠리클 프레임 외측의 막부에 약 490Pa(0.5g/㎠)의 장력을 부여했다.

이어서, 스칼라 로봇에 부착한 커터에 튜브식 디스펜서를 사용해서 Fluorinert FC75(듀폰사제 상품명)를 매분 10㎕ 적하하면서, 상기 펠리클 프레임의 접착제 부분의 주변부를 따라 커터를 이동하면서, 펠리클 프레임 외측의 불필요 막부분을 절단 제거했다.

완성된 펠리클을 표면 잔류 산성분의 농도가 1ppb 이하가 되는 조건으로 세정한 Cr 테스트 패턴을 형성한 석영 유리제 6인치 포토 마스크 기판에 붙였다. 이어서 이것을 ArF 엑시머 레이저 스캐너 NSR S306C(가부시키가이샤 니콘제 상품명)에 장착하고, 레티클 면상 노광 강도 0.01mJ/㎠/pulse, 반복 주파수 4000Hz로 500J/㎠의 조사량까지 조사했다.

조사한 6인치 포토 마스크 상의 오염 상황 관찰을 레이저 이물 검사 장치로 행한 결과, 테스트 패턴부에는 헤이즈, 이물의 발생은 없었지만, 유리 부분에 헤이즈의 발생이 확인되었다. 이것을 레이저 라만 분광 분석 장치에 의해 분석한 결과, 황산 암모늄인 것이 밝혀졌다.

[실험 번호13]: 처음에 펠리클 프레임으로서 프레임 외치수 149mm×122mm×5.8mm, 프레임 두께 2mm의 A7075-T651의 알루미늄 합금제 프레임을 준비했다. 이 프레임의 1측면 중앙 4개소, 코너로부터 20mm의 위치 8개소의 합계 12개소에 지름 0.5mm의 통기공을 형성했다. 이어서 이 12개소의 통기공을 중심으로 하는 폭 10mm 높이 5mm이며 깊이 1mm, 벽의 각도 90°의 스폿 페이싱부를 설치했다.

이것을 표면 세정한 후, 유리 비즈를 사용하여 토출압 약 137.1kPa(1.5kg/㎠)의 샌드 블라스트 장치로 1분간 표면 처리해서 표면을 조면화했다. 이어서 이것을 NaOH 처리욕 중에서 10초간 처리해서 세정한 후, 화성 전압 10V(1.3A)로 14% 황산 수용액, 액체 온도 18℃ 중에서 양극산화를 행했다. 이어서, 흑색 염색, 봉공 처리해서 표면에 흑색의 산화 피막을 형성했다. 이 후 5분간 초순수와 초음파 세정 장치를 병용해서 세정했다.

이어서, 이 프레임의 내면에 스프레이 코팅 장치를 사용하여 실리콘계 점착제를 10㎛ 코팅했다.

이어서 상기 통기공에 재질이 PTFE이며 진애 여과 사이즈가 0.1∼3.0㎛이며 99.9999%인 폭 8mm, 높이 2.5mm, 두께 300㎛의 필터를 설치했다. 필터는 제진용 필터부와 그 외측에 케미컬 필터를 갖는 구조로 했다.

이어서, Teflon AF1600(미국 듀폰사제 상품명)을 불소계 용제·Fluorinert FC-75(미국 쓰리엠사제 상품명)에 용해시켜서 농도 8%의 용액을 조제했다.

다음에, 이 용액에 의해 지름 200mm, 두께 600㎛의 경면 연마된 실리콘 기판 면에 스핀 코터를 사용해서 막의 두께가 0.8㎛인 투명막을 형성시켰다.

다음에, 이 막에 외치수 200mm×200mm×5mm 폭, 두께 5mm의 프레임을 에폭시계 접착제 아랄다이트라피드(쇼와 고분시(주)제 상품명)를 사용해서 접착하고, 실리콘 기판면으로부터 박리했다.

다음에, 상기와 같이 해서 준비한 알루미늄 합금제 프레임의 일단면에 실리콘계 점착제를 도포하고, 100℃에서 10분 가열하여 건조 경화시켰다. 또한, 이 알루미늄 합금제 프레임의 다른 일단면 상에 불소계 용매 CT 솔브 180(아사히 가라스(주)제 상품명)으로 희석한 불소계 고분자 폴리머 CTX(아사히 가라스(주)제 상품명)를 도포하고 100℃에서 10분 가열하여 건조 경화시켰다.

PET제 라이너를 준비하고, CCD 카메라에 의한 화상 처리 위치 결정 기구를 갖는 라이너 붙임 장치에 의해 레티클 접착제에 붙였다.

다음에, 준비한 Teflon AF1600(미국 듀폰사제 상품명)의 막표면에 밀착시킨 후, IR 램프로 프레임을 가열해서 프레임과 막을 융착시켰다. 2개의 프레임은 펠리클 프레임의 접착면을 상향으로 해서 고정용의 지그에 부착해서 상대적으로 위치가 어긋나지 않도록 고정했다.

다음에, 펠리클 프레임 외측의 프레임을 끌어 올려서 고정하고, 펠리클 프레임 외측의 막부에 약 490Pa(0.5g/㎠)의 장력을 부여했다.

이어서, 스칼라 로봇에 부착한 커터에 튜브식 디스펜서를 사용하여 Fluorinert FC75(듀폰사제 상품명)를 매분 10㎕ 적하하면서, 상기 펠리클 프레임의 접착제 부분의 주변부를 따라 커터를 이동하면서, 펠리클 프레임 외측의 불필요 막 부분을 절단 제거했다.

완성된 펠리클을 표면 잔류 산성분의 농도가 1ppb 이하가 되는 조건으로 세정한 Cr 테스트 패턴을 형성한 석영 유리제 6인치 포토 마스크 기판에 붙였다. 그 다음에, 이것을 ArF 엑시머 레이저 스캐너 NSR S306C (가부시키가이샤 니콘제 상품명)에 장착하고, 레티클 면상 노광 강도 0.01mJ/㎠/pulse, 반복 주파수 4000Hz로 500J/㎠의 조사량까지 조사했다.

조사한 6인치 포토 마스크 상의 오염 상황 관찰을 레이저 이물 검사 장치로 행한 결과, 테스트 패턴부에는 헤이즈, 이물의 발생은 없었지만, 유리 부분에 헤이즈의 발생이 확인되었다. 이것을 레이저 라만 분광 분석 장치에 의해 분석한 결과, 황산 암모늄인 것이 밝혀졌다. 마찬가지로 해서 행한 시험 결과를 표 1에 정리했다.

표 1에 의하면, 실험 번호 1·2·10·11·13은, 「스폿 페이싱 각도」가 부적당하기 때문에, 또한, 실험 번호 12는 「스폿 페이싱」자체의 수가 부족했기 때문에 "헤이즈의 발생"은 피할 수 없었다.

또한, 본 발명에서 사용할 수 있는 각종 소재에 대해서 덧붙여 둔다.

본 발명에 사용하는 제진용 필터로서는 상기 통기공 부분에 설치할 수 있는 것이면, 형상, 개수, 장소에 특별히 제한은 없다. 필터 재질로서는 수지(PTFE, 나일론 66 등), 금속(316L 스테인레스 스틸 등), 세라믹스(알루미나, 질화 알루미늄 등) 등을 들 수 있다. 또한, 상기 제진용 필터의 외측 부분에는 환경 중의 화학물질을 흡착이나 분해하는 케미컬 필터를 장비하는 것도 바람직하다.

펠리클막 접착용 접착제로서는 종래부터 사용되고 있는 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 아크릴 수지 접착제, 에폭시 수지 접착제, 실리콘 수지 접착제, 함불소 실리콘 접착제 등의 불소 폴리머 등을 들 수 있지만, 중에서도 불소계 폴리머가 적합하다.

불소계 폴리머로서는 구체적으로는 불소계 폴리머 CT69(아사히 가라스(주)제 상품명)를 들 수 있다.

레티클 붙임용 접착제로서는 양면 점착 테이프, 실리콘 수지 점착제, 아크릴계 점착제 등을 들 수 있다.

본 발명의 펠리클은 통상의 방법으로 펠리클 프레임의 상단면에 펠리클막 붙임용 접착제층을 통해 펠리클막을 설치하거나, 또는 통상, 하단면에 레티클 붙임용 접착제층을 형성하고, 이 레티클 붙임용 접착제층의 하단면에 이형층을 박리 가능하게 붙임으로써 제조할 수 있다.

여기에서, 펠리클 프레임 상단면에 형성되는 펠리클막 붙임용 접착제층은 필요에 따라 용매로 희석해서 펠리클 프레임 상단면에 도포하고, 가열해서 건조하여 경화시킴으로써 형성할 수 있다. 이 경우, 접착제의 도포방법으로서는 브러시 도포, 스프레이, 자동 디스펜서에 의한 방법 등이 채용된다.

본 발명에 사용하는 레티클 접착제 보호용 라이너에 대해서는 특별히 재질을 제한하는 것은 아니다. 예를 들면, PET, PTFE, PFA, PE, PC, 염화비닐, PP 등을 들 수 있다.

도 1은 본 발명의 펠리클의 일례를 나타내는 설명도이다.

도 2는 본 발명의 펠리클 프레임의 통기공의 주위에 형성하는 스폿 페이싱부의 여러 예를 나타내는 사시 설명도이며, (a)는 스폿 페이싱부가 오벌형, (b)는 원형, (c)는 복수의 통기공(2)을 공통으로 포함하는 "연속된 형상"을 나타낸다.

도 3은 본 발명에 있어서의 스폿 페이싱부의 테이퍼 각도의 정의를 나타내는 설명도이다.

도 4는 본 발명의 펠리클 프레임에 형성된 통기공의 배치예를 예시하는 도면이다.

도 5는 본 발명의 펠리클 프레임에 형성된 통기공의 다른 배치예를 예시하는 도면이다.

도 6은 본 발명의 펠리클 프레임에 형성된 통기공의 또 다른 배치예를 예시하는 도면이다.

도 7은 스캐너 스테이지를 이동하는 경우의 마스크 기판에 붙여진 펠리클 내의 외기의 유출입의 일례를 나타내는 설명도이다.

도 8은 종래의 통기공과 점착제층을 장비한 펠리클의 일례를 나타내는 도면이다.

도 9는 종래의 펠리클 프레임에 통기공을 장비한 펠리클의 예를 나타내는 도면이다.

(부호의 설명)

1: 펠리클 프레임 2:통기공

3: (진애 방지용)필터 4:스폿 페이싱 가공부

5: (펠리클 프레임(1)의) 외측면 6:화살표

11:통기공 12:펠리클 프레임변

13:펠리클 프레임변 14:점착제

15:필터

Claims (6)

1. 리소그래피용 펠리클 프레임에 복수의 통기공을 형성하고, 이 통기공을 진애 방지용 필터로 덮어서 이루어지는 펠리클에 있어서,

   상기 프레임의 통기공이 형성된 부분에 스폿 페이싱 가공을 실시하여, 복수의 통기공을 포함하고 오목부와 벽면을 갖는 스폿 페이싱부를 형성하고, 또한 이 스폿 페이싱부의 벽면은 테이퍼상이며,

   상기 스폿 페이싱부의 오목부의 저부에 상기 필터가 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피용 펠리클.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 프레임에 형성되는 통기공 및 스폿 페이싱부가 상기 프레임의 각 변에 1개소 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피용 펠리클.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 테이퍼상의 경사면 각도가 프레임면에 수직방향으로부터 90°보다 크고 180°보다 작은 것을 특징으로 하는 리소그래피용 펠리클.
4. 삭제
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 스폿 페이싱부가 타원형인 것을 특징으로 하는 리소그래피용 펠리클.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 스폿 페이싱부가 직사각형인 것을 특징으로 하는 리소그래피용 펠리클.

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