KR101838758B1 - 펠리클 프레임 - Google Patents

Abstract

과제
펠리클의 제조, 반송 등에 있어서, 핸들링 지그를 바꿔 끼울 때에 파티클의 발생을 방지하여, 펠리클의 오염을 저하시킬 수 있는 펠리클 프레임을 제공한다.
해결 수단
본 발명의 펠리클 프레임은, 마주 보는 1 쌍의 변에 각각 4 개 이상씩 펠리클 핸들링용의 지그 구멍을 형성하거나, 또는 마주 보는 2 쌍의 변에 각각 2 개 이상씩 지그 구멍을 형성한다.

Description

펠리클 프레임{A PELLICLE FRAME}

본 발명은, LSI, 초 LSI 등의 반도체 장치 혹은 액정 표시판을 제조할 때의 리소그래피용 마스크의 먼지막이로서 사용되는 리소그래피용 펠리클의 펠리클 프레임에 관한 것이다.

LSI, 초 LSI 등의 반도체 제조 또는 액정 표시판 등의 제조에 있어서는, 반도체 웨이퍼 또는 액정용 원판에 광을 조사하여 패턴 제조하는데, 이 경우에 사용하는 노광 원판에 먼지가 부착되어 있으면, 이 먼지가 광을 흡수하거나 광을 구부리기 때문에, 전사된 패턴이 변형되거나 에지가 흐릿해진 것이 되는 것 외에, 하지 (下地) 가 검게 오염되거나 하여, 치수, 품질, 외관 등이 손상된다는 문제가 있었다. 또한, 본 발명에 있어서, 「노광 원판」이란, 리소그래피용 마스크 및 레티클의 총칭이다.

이들 작업은, 통상적으로 클린룸에서 실시되고 있는데, 이 클린룸 내에서도 노광 원판을 항상 청정하게 유지하기 어려우므로, 노광 원판의 표면에 먼지막이를 위한 노광용 광을 잘 통과시키는 펠리클을 첩착 (貼着) 하는 방법이 취해지고 있다.

이 경우, 먼지는 노광 원판의 표면 상에는 직접 부착되지 않고, 펠리클막 상에 부착되기 때문에, 리소그래피시에 초점을 노광 원판의 패턴 상에 맞춰 두면, 펠리클막 상의 먼지는 전사에 무관계가 된다.

펠리클의 기본적인 구성은, 펠리클 프레임 및 이것에 장설 (張設) 된 펠리클막으로 이루어진다. 펠리클막은, 노광에 사용하는 광 (g 선, i 선, KrF 엑시머 레이저, ArF 엑시머 레이저, F₂ 레이저 등) 을 잘 투과시키는 니트로셀룰로오스, 아세트산셀룰로오스, 불소계 폴리머 등으로 이루어진다. 펠리클 프레임은, 흑색 알루마이트 처리 등을 실시한 A7075, A6061, A5052 등의 알루미늄 합금, 스테인리스강, 폴리에틸렌 등으로 이루어진다.

펠리클을 제조하는 경우, 펠리클 프레임의 상부에 펠리클막의 양(良)용매를 도포하고, 펠리클막을 풍건시키고 접착시키거나 (특허문헌 1 참조), 아크릴 수지, 에폭시 수지나 불소 수지 등의 접착제로 접착시킨다 (특허문헌 2 참조). 또한, 펠리클 프레임의 하부에는 노광 원판이 장착되기 때문에, 폴리부텐 수지, 폴리아세트산비닐 수지, 아크릴 수지 또는 실리콘 수지 등으로 이루어지는 점착층, 및 점착층의 보호를 목적으로 한 레티클 점착제 보호용 라이너를 형성한다.

제조된 펠리클은, 노광 원판의 표면에 형성된 패턴 영역을 둘러싸도록 설치된다. 펠리클은, 노광 원판 상에 먼지가 부착되는 것을 방지하기 위해 설치되는 것이므로, 이 패턴 영역과 펠리클 외부는 펠리클 외부의 진애가 패턴면에 부착되지 않도록 격리되어 있다.

최근 LSI 의 디자인 룰은 서브 쿼터 미크론으로 미세화가 진행되고 있으며, 그에 따라 노광 광선의 단파장화가 진행되고 있다. 즉, 지금까지 주류였던 수은 램프에 의한 g 선 (436 ㎚), i 선 (365 ㎚) 에서 KrF 엑시머 레이저 (248 ㎚), ArF 엑시머 레이저 (193 ㎚), F₂ 레이저 (157 ㎚) 등으로 이행하고 있다. 노광 광선의 단파장화가 진행되어 노광 해상도가 높아지면, 지금까지는 문제가 되지 않았던 레벨의 미소한 파티클 등의 컨태미네이션이 문제가 된다.

그런데, 펠리클을 제조하여 반송하거나 혹은 노광 원판에 착탈할 때에 펠리클 프레임을 유지·고정시키기 위해, 통상적으로 펠리클 프레임에는 펠리클 핸들링용의 지그 구멍 (이하, 간단히 「지그 구멍」이라고 한다) 이 형성되어 있다. 이 지그 구멍에 펠리클 제조용 지그 등의 핸들링 지그의 지그 핀을 끼워 넣고 가압함으로써, 펠리클 프레임이 파지 (把持) 된다.

종래, 각 공정 사이에서 핸들링 지그를 교환할 필요가 있는 경우에는, 펠리클 프레임을 재치대에 임시로 놓거나 한 후, 핸들링 지그를 떼어내고, 다른 핸들링 지그에 세팅할 필요가 있었다.

그러나, 이 방법에서는, 일시적이지만, 펠리클 프레임의 지그 구멍 이외의 부분에 다른 물건이 접촉하기 때문에, 그 부분에 파티클 등의 컨태미네이션이 발생할 가능성이 있었다.

일본 공개특허공보 소58-219023호 미국 특허 제4861402호 명세서

본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위해, 펠리클의 제조, 반송 등에 있어서, 핸들링 지그를 바꿔 끼울 때에 파티클의 발생을 방지하여, 펠리클의 오염을 저하시킬 수 있는 펠리클 프레임을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명자는 예의 검토한 결과, 상기 과제를 해결하기 위해서는, 펠리클 프레임의 지그 구멍 이외의 부분에 다른 물건을 접촉시키지 않는 것이 중요하고, 또, 종래의 펠리클 프레임에는, 마주 본 1 쌍의 변에 지그 구멍이 각 2 개씩 형성되어 있기 때문에, 1 개의 핸들링 지그로 파지하면, 남은 지그 구멍은 존재하지 않는 점에 주목하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은, 펠리클 핸들링용의 지그 구멍이 마주 보는 1 쌍의 변에 각각 4 개 이상씩 형성되어 있는 펠리클 프레임이다.

또, 본 발명은, 펠리클 핸들링용의 지그 구멍이 마주 보는 2 쌍의 변에 각각 2 개 이상씩 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 펠리클 프레임을 사용한 경우, 복수의 핸들링 지그로 동시에 파지할 수 있고, 펠리클의 제조 공정에 있어서, 펠리클 프레임의 지그 구멍 이외에 다른 물건이 접촉하지 않기 때문에, 펠리클 제조시의 오염을 극한까지 저하시킬 수 있게 된다.

도 1 은 본 발명의 펠리클 프레임을 2 개의 핸들링 지그로 파지한 상태를 나타내는 평면도.
도 2 는 도 1 에 나타낸 상태를 나타내는 측면도.

이하에 도면을 참조하면서 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1 은 본 발명의 펠리클 프레임을 2 개의 핸들링 지그로 파지한 상태를 나타내는 평면도이고, 도 2 는 측면도이다. 도 1, 도 2 에 나타낸 펠리클 프레임에는, 펠리클 핸들링용의 지그 구멍을 마주 보는 2 쌍의 변에 각각 2 개씩 형성하고 있다. 즉, 펠리클 프레임 (1) 의 1 쌍의 장변에는 각각 지그 구멍을 2 개, 1 쌍의 단변에는 각각 지그 구멍을 2 개 형성하고 있다. 본 발명의 펠리클 프레임은, 복수의 핸들링 지그로 동시에 파지할 수 있도록, 마주 보는 1 쌍의 변에 각각 4 개 이상씩, 혹은 마주 보는 2 쌍의 변에 각각 2 개 이상씩 지그 구멍을 형성한다. 도 1, 도 2 에 나타낸 케이스에서는, 장변에 형성된 지그 구멍에는, 전공정용의 핸들링 지그 (2) 의 지그 핀 (4), 단변에 형성된 지그 구멍에는, 후공정용의 핸들링 지그 (3) 의 지그 핀 (5) 이 삽입되어, 2 개의 핸들링 지그 (2, 3) 에 의해 펠리클 프레임 (1) 이 파지되어 있다. 또한, 지그 구멍은, 펠리클 프레임의 지그 핀에 대응하는 위치에 형성하고 있다.

종래의 펠리클 프레임에 있어서는, 지그 구멍은 펠리클 프레임의 마주 보는 1 쌍의 변에 각각 2 개씩 형성되어 있었지만, 본 발명에서는, 이것 이외에 추가로 마주 보는 1 쌍의 변에 각각 2 개 이상씩의 지그 구멍을 형성하고 있다 (따라서, 프레임 전체에서는 합계로 8 개 이상). 그 장소는 장변이어도 단변이어도 다른 쌍의 지그 구멍과 간섭하지 않으면 상관없지만, 스페이스, 작업 용이성의 면에서 생각하여, 다른 쌍의 지그 구멍이 설치되어 있지 않은 변인 쪽이 바람직하다. 마주 보는 1 쌍의 변에 각각 형성되는 지그 구멍의 수는 2 개보다 많아도, 핸들링 지그의 지그 핀의 수와 대응되어 있으면 상관없다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 펠리클 프레임은, 복수의 핸들링 지그로 동시에 파지할 수 있도록, 마주 보는 1 쌍의 변에 각각 4 개 이상씩, 혹은 마주 보는 2 쌍의 변에 각각 2 개 이상씩 지그 구멍을 형성하고 있기 때문에, 공정 사이에서 핸들링 지그를 바꿔 끼울 때에, 지그 구멍 이외의 부분에 다른 물건을 접촉시키지 않고 작업을 진행시킬 수 있다. 그 결과, 펠리클 프레임의 고정, 반송 등을 할 때, 펠리클을 오염시킬 가능성을 거의 제로로 할 수 있다.

본 발명의 펠리클 프레임에 형성되는 지그 구멍의 구조는, 종래와 같이 단면이 원형이고, 안쪽부가 테이퍼 구조로 되어 있는 것이 바람직하다. 종래의 구조를 유지함으로써, 지금까지 기른 노하우를 살린 채 제조 장치, 핸들링 지그의 개발을 진행시킬 수 있다.

실시예

이하에 실시예에 의해 본 발명을 상세하게 설명한다.

[실시예 1]

펠리클 프레임으로서, 프레임 겉사이즈 150 ㎜ × 122 ㎜ × 5.8 ㎜, 프레임의 두께 2 ㎜, JIS A 7075 의 알루미늄 합금제로 흑색 알루마이트를 실시한 펠리클 프레임을 준비하였다. 각각의 프레임 장변의 외주면에 펠리클 핸들링용의 지그 구멍을 프레임 장변 센터 양분으로 104 ㎜ 피치, 각각의 프레임 단변의 외주면에는, 단변 센터 양분으로 94 ㎜ 피치로서, 막 접착제 도포 단면 (端面) 으로부터 1.75 ㎜ 가 되는 위치에 구멍 직경 1.6 ㎜φ, 깊이 1.2 ㎜ 의 지그 구멍을 형성하였다.

맨 처음으로 프레임 장변 104 ㎜ 피치의 지그 구멍을 사용하여, 전공정용의 펠리클 제조용 지그 (2) 에 펠리클 프레임 (1) 을 세팅하였다. 내면 점착제를 도포한 후, 상기 펠리클 제조용 지그 (2) 를 교환하기 위해, 지그 교환 장치 (도시 생략) 에서 단변의 지그 구멍을 사용하여 그 펠리클 프레임 (1) 을 후공정용의 펠리클 제조용 지그 (3) 로 파지하였다.

또한, 도 1 및 도 2 에 나타낸 바와 같이, 지그 핀 (4, 5) 은 펠리클 핸들링용 지그 (2, 3) 에 각각 형성된 블록 (6, 7) 으로부터 연장되도록 형성되어 있다.

이어서, 상기 전공정용의 펠리클 제조용 지그 (2) 의 지그 핀 (4) 을 장변의 지그 구멍으로부터 떼어내어, 지그 (2) 를 제거하고, 후공정용의 펠리클 제조용 지그 (3) 로 다시 장변의 지그 구멍을 파지하고 (도시 생략), 상기 펠리클 프레임을 후공정용의 제조용 지그에 이설 (移設) 하여, 후공정으로 진행시켰다.

그리고, 종래의 펠리클 제조 공정에 따라, 마스크 접착제를 펠리클막 접착면과는 반대측의 프레임면에 도포하여 60 분 정치 (靜置) 후, 고주파 유도 가열 장치에 의해 150 ℃ 로 가열하고 건조를 실시하였다. 막 접착제를 도포 건조 후, 펠리클막을 첩합 (貼合) 하여 펠리클을 완성시켰다.

완성된 펠리클의 프레임을 확인한 결과, 파티클의 부착은 관찰되지 않았다. 펠리클막에 대해서도 파티클의 검사를 실시하여, 파티클에 의한 오염이 실질적으로 검출되지 않음을 확인하였다.

또, 완성된 펠리클을 용기에 수납하고, 10 ㎝ 의 높이로부터 낙하시켜 다시 펠리클막의 검사를 실시하여, 막 상 이물질의 증가를 조사하였다.

20 개의 펠리클에 대해 낙하 시험을 실시하였지만, 펠리클막 상에 파티클이 증가한 것은 없었다.

[실시예 2]

실시예 1 과 동일한 펠리클 프레임을 준비하였다. 그리고, 실시예 1 과 동일하게 펠리클 프레임을 전공정용의 펠리클 제조용 지그에 세팅하고, 내면 점착제를 도포 후, 상기 펠리클 제조용 지그를 교환하기 위해, 후공정용의 펠리클 제조용 지그로 프레임 단변의 지그 구멍을 사용하여 파지하였다.

동시에 2 개의 펠리클 제조용 지그로 파지하고 있는 것을 확인하고 나서, 전공정용의 펠리클 제조용 지그의 지그 핀을 지그 구멍으로부터 떼어내어, 전공정용의 펠리클 제조용 지그를 제거하고, 펠리클 프레임을 후공정용의 제조용 지그에 이설하였다. 그 후, 실시예 1 과 동일하게 하여 펠리클을 제조하였다.

완성된 펠리클의 프레임을 실시예 1 과 동일하게 확인한 결과, 파티클의 부착은 관찰되지 않았다. 펠리클막에 대해서도 파티클의 검사를 실시하여, 파티클이 실질적으로 검출되지 않음을 확인하였다.

또, 실시예 1 과 동일하게, 완성된 펠리클을 용기에 수납하고, 10 ㎝ 의 높이로부터 낙하시켜 다시 펠리클막의 검사를 실시하여, 막 상 이물질의 증가를 조사하였다.

20 개의 펠리클에 대해 낙하 시험을 실시하였지만, 막 상 파티클이 증가한 것은 없었다.

[실시예 3]

실시예 1 과 동일하게 펠리클 프레임을 준비하였다. 그리고, 각각의 프레임 장변의 외주면에 지그 구멍을 프레임 장변 센터 양분으로 104 ㎜ 피치와 124 ㎜ 피치, 막 접착제 도포 단면으로부터 1.75 ㎜ 가 되는 위치에 구멍 직경 1.6 ㎜φ, 깊이 1.2 ㎜ 의 지그 구멍을 형성하였다. 그 후, 지그 교환 장치에 있어서 104 ㎜ 피치의 지그 구멍을 사용하여 펠리클 프레임을 전공정용의 펠리클 제조용 지그로 파지하고, 이것을 후공정용의 펠리클 제조용 지그로 124 ㎜ 피치의 지그 구멍에서 추가로 파지한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 펠리클을 제조하였다.

완성된 펠리클의 프레임을 실시예 1 과 동일하게 확인한 결과, 파티클의 부착은 관찰되지 않았다. 펠리클막에 대해서도 파티클의 검사를 실시하여, 파티클이 실질적으로 검출되지 않음을 확인하였다.

또, 실시예 1 과 동일하게, 완성된 펠리클을 용기에 수납하고, 10 ㎝ 의 높이로부터 낙하시켜 다시 펠리클막의 검사를 실시하여, 펠리클막 상의 이물질의 증가를 조사하였다.

20 개의 펠리클에 대해 낙하 시험을 실시하였지만, 막 상 파티클이 증가한 것은 없었다.

단, 실시예 3 에서 사용한 펠리클 프레임의 지그 구멍은 장변에만 형성되어 있었기 때문에, 이설시 펠리클 제조용 지그의 지그 핀의 설치 위치에 제약이 있어, 실시예 1 의 경우와 비교하여 지그 교환 장치의 설계의 면에서 마진이 적었다.

[비교예 1]

실시예 1 과 동일하게 펠리클 프레임을 준비하였다. 그리고, 각각의 프레임 장변에 지그 구멍을 프레임 장변 센터 양분으로 104 ㎜ 피치, 막 접착제 도포 단면으로부터 1.75 ㎜ 가 되는 위치에 구멍 직경 1.6 ㎜φ, 깊이 1.2 ㎜ 의 지그 구멍을 형성하였다.

그 후, 전공정용의 펠리클 제조용 지그를 지그 교환 장치에 세팅한 후, 펠리클 프레임 하단면을 수용하는 파트로 펠리클 프레임을 지지하고, 지그 구멍으로부터 핀을 떼어냈다. 이 때, 펠리클 프레임 하단면을 수용하는 파트는, 지그 구멍의 바로 아래 부분에 폭 1 ㎜ 로 펠리클 프레임을 횡단하는 방향으로 형성하였다. 그리고, 전공정용의 펠리클 제조용 지그를 제거한 후, 후공정용의 펠리클 제조용 지그를 세팅하고, 지그 핀을 지그 구멍에 세팅하고, 펠리클 프레임을 후공정용의 제조용 지그에 이설하였다. 그리고, 실시예 1 과 동일하게 펠리클을 제조하였다.

완성된 펠리클 프레임을 실시예 1 과 동일하게 확인한 결과, 20 개의 제품 중 7 개의 펠리클 프레임의 파트에 접촉한 부분에 파티클의 부착이 관찰되었다. 펠리클막에 대해서도 검사를 실시하였지만, 파티클이 검출되지 않음을 확인하였다.

또, 실시예 1 과 동일하게, 완성된 펠리클을 용기에 수납하고, 10 ㎝ 의 높이로부터 낙하시켜 다시 펠리클막의 검사를 실시하여, 펠리클막 상의 이물질의 증가를 조사하였다.

20 개의 펠리클에 대해 낙하 시험을 실시한 결과, 2 개의 펠리클에 있어서, 펠리클막 상에 파티클이 1 개씩 검출되었다.

[평가]

실시예 1 ∼ 3 및 비교예 1 의 결과로부터, 펠리클 제조 공정에 있어서, 지그 구멍의 부분만을 사용하여 파지하는 본 발명의 펠리클 프레임에 대해서는, 파티클의 부착이 관찰되지 않았지만, 펠리클 프레임의 지그 구멍 이외의 부분에 접촉시켜 작업한 것은, 펠리클 프레임이 접촉한 부분에 일정한 확률로 파티클의 부착이 관찰되었다.

또, 부착된 상기 파티클은, 용기 수납 후에 강한 충격이 가해지면, 경우에 따라서는 펠리클막으로 파티클이 이동할 가능성이 있는 것도 판명되었다. 본 발명의 펠리클 프레임은, 핸들링 지그 교환시에 있어서의 파티클의 발생을 방지하는데 매우 효과적임을 알 수 있었다.

1 : 펠리클 프레임
2 : 전공정용의 핸들링 지그
3 : 후공정용의 핸들링 지그
4 : 전공정용의 핸들링 지그의 지그 핀
5 : 후공정용의 핸들링 지그의 지그 핀
6 : 전공정용의 핸들링 지그의 블록
7 : 후공정용의 핸들링 지그의 블록

Claims (6)

1. 직사각형의 펠리클 프레임으로서,
   펠리클 핸들링용의 지그 구멍이 합계 8 개 이상 상기 펠리클 프레임의 외주벽에 뚫어져 있고, 상기 지그 구멍은 그 마주 보는 2 쌍의 변에 각각 2 개 이상씩 형성되어 있거나, 혹은 마주 보는 1 쌍의 변에만 각각 4 개 이상씩 형성되어 있고,
   상기 지그 구멍 중 일부는 전공정용의 핸들링 지그의 지그 핀을 삽입하기 위한 지그 구멍이고, 상기 지그 구멍의 나머지는 후공정용의 핸들링 지그의 지그 핀을 삽입하기 위한 지그 구멍인 것을 특징으로 하는 펠리클 프레임.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 지그 구멍이 마주 보는 2 쌍의 변에 각각 2 개 이상씩 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 펠리클 프레임.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 지그 구멍이 마주 보는 1 쌍의 변에만 각각 4 개 이상씩 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 펠리클 프레임.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 기재된 펠리클 프레임을 포함하여 구성되는, 펠리클.
5. 직사각형의 펠리클 프레임과 전공정용의 핸들링 지그와 후공정용의 핸들링 지그의 어셈블리로서,
   펠리클 프레임에는, 펠리클 핸들링용의 지그 구멍이 합계 8 개 이상 그 펠리클 프레임의 외주벽에 뚫어져 있고, 상기 지그 구멍은 그 마주 보는 2 쌍의 변에, 각각 2 개 이상씩 형성되어 있거나, 혹은 마주 보는 1 쌍의 변에만 각각 4 개 이상씩 형성되어 있고,
   상기 지그 구멍 중 일부는 전공정용의 핸들링 지그의 지그 핀이 삽입되어 있고,
   상기 지그 구멍의 나머지는 후공정용의 핸들링 지그의 지그 핀이 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 펠리클 프레임과 전공정용의 핸들링 지그와 후공정용의 핸들링 지그의 어셈블리.
6. 직사각형의 펠리클 프레임의 핸들링 지그를 바꿔 끼우는 방법으로서,
   펠리클 프레임에는, 펠리클 핸들링용의 지그 구멍이 합계 8 개 이상 그 펠리클 프레임의 외주벽에 뚫어져 있고, 상기 지그 구멍은 그 마주 보는 2 쌍의 변에, 각각 2 개 이상씩 형성되어 있거나, 혹은 마주 보는 1 쌍의 변에만 각각 4 개 이상씩 형성되어 있고,
   상기 지그 구멍 중 일부에 전공정용의 핸들링 지그의 지그 핀을 삽입하여 파지하고 있는 상태에서,
   상기 지그 구멍의 나머지에 후공정용의 핸들링 지그의 지그 핀을 삽입하여 파 지하고,
   이어서, 전공정용의 핸들링 지그의 지그 핀을 지그 구멍으로부터 떼어내어 전공정용의 핸들링 지그를 제거하는 것을 특징으로 하는 펠리클 프레임의 핸들링 지그를 바꿔 끼우는 방법.

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