KR102207853B1 - 펠리클용 벤트 필터 및 이를 포함하는 펠리클 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 디바이스 또는 액정 디스플레이 등을 제조할 때 마스크에 부착되어 방진막으로 사용되는 펠리클에 부착되는 벤트 필터에 관한 것이다. 본 발명은 펠리클 프레임의 일 측면에 형성된 벤트홀을 덮도록 펠리클 프레임의 일 측면에 부착되는 펠리클용 벤트 필터로서, 상기 벤트홀과 마주보는 위치에 개구가 형성된 플라스틱 필름과, 상기 플라스틱 필름의 상면에 도포된 제1 접착제 층과, 상기 플라스틱 필름의 하면에 도포되어 상기 펠리클과 상기 플라스틱 필름을 결합하는 제2 접착제 층을 포함하는 접착부와, 상기 접착부의 상기 제1 접착제 층에 의해서 상기 플라스틱 필름과 결합하는 필터를 포함하며, 상기 개구로 유입된 가스의 적어도 일부가 상기 접착부의 외측면을 통해서 외부로 배출될 수 있도록, 상기 접착부에는 상기 접착부의 측면을 관통하며 상기 개구와 연결된 적어도 하나의 통로가 형성된 것을 특징으로 하는 펠리클용 벤트 필터를 제공한다.

Description

펠리클용 벤트 필터 및 이를 포함하는 펠리클{Vent filter for Pellicle and pellicle with the same}

본 발명은 반도체 디바이스 또는 액정 디스플레이 등을 제조할 때 마스크에 부착되어 방진막으로 사용되는 펠리클에 부착되는 벤트 필터에 관한 것이다.

반도체 디바이스 또는 액정 표시판 등의 제조에 있어서, 반도체 웨이퍼 또는 액정용 기판에 패터닝을 하는 방법으로 포토 리소그라피라는 방법이 사용된다. 포토 리소그라피에서는 패터닝의 원판으로서 마스크가 사용되고, 마스크 상의 패턴이 웨이퍼 또는 액정용 기판에 전사된다.

이 마스크에 먼지가 부착되어 있으면 이 먼지로 인하여 빛이 흡수되거나, 반사되기 때문에 전사된 패턴이 손상되어 반도체 장치나 액정 표시판 등의 성능이나 수율의 저하를 초래한다는 문제가 발생한다.

따라서 이들의 작업은 보통 클린룸에서 행해지지만 클린룸 내에도 먼지가 존재하므로, 마스크 표면에 먼지가 부착하는 것을 방지하기 위하여 펠리클을 부착하는 방법이 행해지고 있다. 이 경우, 먼지는 마스크의 표면에는 직접 부착되지 않고, 펠리클 막 위에 부착되고, 리소그라피 시에는 초점이 마스크의 패턴 상에 일치되어 있으므로 펠리클 상의 먼지는 초점이 맞지 않아 패턴에 전사되지 않는다는 장점이 있다.

도 1은 종래의 펠리클이 마스크에 부착된 상태를 나타낸 개략도이며, 도 2는 도 1에 도시된 벤트 필터가 장착된 펠리클의 일부를 나타낸 도면이다.

도 1과 2에 도시된 바와 같이, 펠리클은 빛이 투과될 수 있는 펠리클 막(1)과 펠리클 막(1)을 지지하는 펠리클 프레임(2)을 포함한다. 펠리클 막(1)은 펠리클 프레임(2)의 한쪽 면에 접착제(3, 도 1에는 미도시)에 의해서 부착될 수 있다. 그리고 펠리클을 마스크(M)에 부착하기 위해, 펠리클 프레임(2)의 반대 면에는 점착제(4)가 도포된다. 점착제(4)는 라이너(미도시)에 의해서 보호된다. 점착제(4)는 디스펜서 등을 이용해서 도포될 수 있다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 펠리클 프레임(2)의 측면에는 펠리클을 마스크(M)에 부착할 때, 펠리클 막(1)이 부풀어 오르는 것을 방지하기 위해서, 마스크(M)와 펠리클 사이의 공기가 펠리클 외부로 배출되도록 하기 위한 벤트홀(5)이 형성된다. 펠리클 막(1)이 부풀어 오르게 되면 노광(Photolithography) 공정에서 펠리클 막(1)에 의하여 광 경로 차가 발생하여 정확한 패턴을 형성하기 어렵다.

그리고 벤트홀(5)을 통해서 미세한 먼지 등이 유입되는 것을 차단하기 위한 벤트 필터(6)가 벤트홀(5) 앞에 부착된다. 벤트 필터(6)에 의해 외부의 공기 중의 입자원이 펠리클과 마스크(M) 사이로 유입되는 것이 억제되고, 내부의 공기는 외부로 배출될 수 있다.

기존의 벤트 필터(6)는 개구가 형성된 플라스틱 필름(6a)과 플라스틱 필름(6a)의 양면에 각각 도포된 유기물 접착제(6b, 6c)와 일면의 접착제(6b)에 의해서 플라스틱 필름(6a)에 부착되는 섬유재질의 필터(6d)를 포함한다. 벤트 필터(6)는 나머지 일면의 접착제(6c)에 의해서 벤트홀(5)이 플라스틱 필름(6a)의 개구와 연통되도록 펠리클 프레임(2)에 부착된다.

그런데 기존의 벤트 필터(6)를 사용할 경우에는 마스크(M)의 정상적인 사용을 위해서, 마스크(M)와 펠리클 사이에 갇힌 공기가 배출될 때까지 60 ~ 180분 정도 대기해야 한다는 문제가 있었다.

공개특허 10-2004-0001785 공개특허 10-2017-0038910 공개특허 10-2017-0076577 등록특허 10-0755998 등록특허 10-1383438

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 벤트 효율이 향상된 벤트 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 이러한 펠리클용 벤트 필터를 구비한 펠리클을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 펠리클 프레임의 일 측면에 형성된 벤트홀을 덮도록 펠리클 프레임의 일 측면에 부착되는 펠리클용 벤트 필터로서, 상기 벤트홀과 마주보는 위치에 개구가 형성된 플라스틱 필름과, 상기 플라스틱 필름의 상면에 도포된 제1 접착제 층과, 상기 플라스틱 필름의 하면에 도포되어 상기 펠리클과 상기 플라스틱 필름을 결합하는 제2 접착제 층을 포함하는 접착부와, 상기 접착부의 상기 제1 접착제 층에 의해서 상기 플라스틱 필름과 결합하는 필터를 포함하며, 상기 개구로 유입된 가스의 적어도 일부가 상기 접착부의 외측면을 통해서 외부로 배출될 수 있도록, 상기 접착부에는 상기 접착부의 측면을 관통하며 상기 개구와 연결된 적어도 하나의 통로가 형성된 것을 특징으로 하는 펠리클용 벤트 필터를 제공한다.

또한, 상기 접착부에 형성된 통로를 통해서 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위해서, 상기 통로의 출구를 덮도록 구성된 얇은 탄성 막 형태의 역류 방지 커버로서, 상기 필터의 상면에 고정되는 고정단과, 상기 펠리클 프레임의 표면에 접촉하는 자유단을 구비하는 역류 방지 커버를 더 포함하며, 상기 자유단은 탄성력에 의해서 상기 펠리클 프레임의 표면과의 접촉 상태를 유지하며, 상기 통로를 통해서 가스가 배출될 때에는 상기 자유단이 들리면서 상기 펠리클 프레임의 표면과 상기 자유단 사이에 틈이 생기는 것을 특징으로 하는 펠리클용 벤트 필터를 제공한다.

또한, 상기 필터는 탄소 물질이 포함된 섬유재질의 필터인 것을 특징으로 하는 펠리클용 벤트 필터를 제공한다.

또한, 상기 탄소 물질은 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT) 또는 활성탄인 것인 것을 특징으로 하는 펠리클용 벤트 필터를 제공한다.

또한, 상기 벤트홀에 대응하는 위치에 개구가 형성된 상부 플라스틱 필름과, 상기 상부 플라스틱 필름의 상면에 도포된 제3 접착제 층과, 상기 상부 플라스틱 필름의 하면에 도포되어 상기 필터와 상기 상부 플라스틱 필름을 결합하는 제4 접착제 층을 포함하는 상부 접착부와, 상기 상부 접착부의 상기 제3 접착제 층에 의해서 상기 상부 플라스틱 필름과 결합하는 상부 필터를 포함하며, 상기 상부 플라스틱 필름의 개구에는 입자상 탄소 물질이 채워진 것을 특징으로 하는 펠리클용 벤트 필터를 제공한다.

또한, 상기 통로는 상기 플라스틱 필름에는 형성되지 않으며, 제1 접착제 층과 제2 접착제 층 중 적어도 하나에만 형성되는 것을 특징으로 하는 펠리클용 벤트 필터를 제공한다.

또한, 본 발명은, 일 측면에 벤트홀이 형성된 펠리클 프레임과, 펠리플 프레임에 부착된 펠리클 막을 포함하며, 상기 벤트홀을 덮도록 상기 펠리클 프레임의 일 측면에 부착되는 펠리클용 벤트 필터를 포함하는 펠리클에 있어서, 상기 펠리클용 벤트 필터는, 상술한 펠리클용 벤트 필터인 것을 특징으로 하는 펠리클를 제공한다.

본 발명에 따른 펠리클용 벤트 필터는 벤트 효율이 향상되어 마스크의 정상적인 사용을 위한 대기 시간을 줄일 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 종래의 펠리클이 마스크에 부착된 상태를 나타낸 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 벤트 필터가 장착된 펠리클의 일부를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 펠리클용 벤트 필터의 일실시예가 부착된 펠리클의 일부를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 벤트 필터가 부착된 펠리클의 A-A 단면도이다.
도 5는 본 발명의 접착부의 다른 예들을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 접착부의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 펠리클용 벤트 필터의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 펠리클용 벤트 필터의 또 다른 실시예를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 펠리클용 벤트 필터에 대해서 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예는 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 3은 본 발명에 따른 펠리클용 벤트 필터의 일실시예가 부착된 펠리클의 일부를 나타낸 도면이며, 도 4는 도 3에 도시된 벤트 필터가 부착된 펠리클의 A-A 단면도이다.

도 3과 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 펠리클은 펠리클 막(1)과, 펠리클 막(1)을 지지하는 펠리클 프레임(2)과, 펠리클 프레임(2)의 한쪽 측면에 설치되는 벤트 필터(100)를 포함한다.

펠리클 막(1)은 리소그라피 공정에서 사용되는 노광광에 대한 투과율이 높은 재질로 이루어진다. 펠리클 막(1)은 펠리클 프레임(2)의 한쪽 면에 접착제(3)에 의해서 결합된다.

펠리클 프레임(2)은 펠리클 막(1)을 지지하는 역할을 한다. 펠리클 프레임(2)은 알루미늄 합금일 수 있다. 알루미늄 합금제 펠리클 프레임(2)은 흑색 알루마이트 피막 또는 세라믹 습식 산화 플라스마 코팅 피막을 갖는 것이 바람직하다. 펠리클 프레임(2)에 노광광이 입사되어 반사되면 전사한 패턴이 손상되기 때문에 흑색 피막을 형성하여 노광광의 반사를 최소화하는 것이다.

도 4는 도 3에 도시된 벤트 필터의 단면도이다. 도 3과 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 벤트 필터(100)는 접착부(10)와 필터(20)를 포함한다.

접착부(10)는 플라스틱 필름(11)과 플라스틱 필름(11)의 상면과 하면에 각각 도포된 제1 접착제 층(18)과 제2 접착제 층(19)을 포함한다. 제1 접착제 층(18)은 플라스틱 필름(11)과 필터(20)를 결합시키며, 제2 접착제 층(19)은 플라스틱 필름(11)과 펠리클 프레임(2)을 결합시킨다.

플라스틱 필름(11)은 대체로 모서리가 부드럽게 라운드 처리된 사각형 형태이며, 중심부에는 개구(12)가 형성되어 있다. 개구(12)도 모서리가 라운드 처리된 직사각형 형태로 형성될 수 있다. 플라스틱 필름(11)의 개구는 펠리클 프레임(2)에 형성된 벤트홀(5)과 마주보는 위치에 형성된다.

제1 접착제 층(18)과 제2 접착제 층(19)은 디스펜서를 이용하여 플라스틱 필름(11)의 상면과 하면에 각각 도포할 수 있다. 제1 접착제 층(18)과 제2 접착제 층(19)은 플라스틱 필름(11)과 동일한 형태로 도포될 수 있다. 제1 접착제 층(18)과 제2 접착제 층(18)은 유기 또는 무기 접착제 층일 수 있다. 무기 접착제를 사용하면 노광과정에서 접착제의 유기 성분이 분해되면서 발생하는 헤이즈 현상을 줄일 수 있다는 장점이 있다.

또한, 접착부(10)에는 개구(12)와 연결된 적어도 하나의 통로(15)가 형성된다. 통로(15)는 접착부(10)의 측면을 관통한다. 통로(15)는 접착부(10)의 내측면의 입구(13)와 외측면의 출구(14)를 연결한다.

접착부(10)는 플라스틱 필름(11)의 양면에 제1 접착제 층(18)과 제2 접착제 층(19)을 도포한 후에 개구(12) 및 통로(15)에 해당되는 부분을 한꺼번에 펀칭 공정으로 제거하는 방법으로 형성할 수 있다. 또한, 플라스틱 필름(11)에서 개구(12) 및 통로(15)에 해당되는 부분을 제거한 후에 플라스틱 필름(11)의 형상을 따라서 제1 접착제 층(18)과 제2 접착제 층(19)을 도포하는 방법으로 제작할 수도 있다.

필터(20)는 섬유재질의 필터일 수 있다. 필터(20)에는 입자상의 탄소 물질이 분포되어 있을 수 있다. 탄소 물질은 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT)나 활성탄일 수 있다. 탄소 물질은 유기물을 흡착하는 역할을 한다.

상술한 펠리클용 벤트 필터(100)가 부착된 펠리클을 마스크에 부착하면, 마스크와 펠리클 사이에 갇힌 공기는 필터(20)뿐 아니라 접착부(10)의 통로(15)를 통해서도 배출된다. 내부의 공기의 배출이 완료되면, 마스크와 펠리클 사이의 공간과 외부 사이의 압력차가 작아져서 접착부(10)의 통로(15)로는 입자가 거의 유입되지 않는다. 내외부의 압력차가 없어도, 일부 입자가 통로(15)로 진입할 수는 있으나, 제1 접착층(18)이나 제2 접착층(19)에 부착되어 마스크와 펠리클 사이의 공간으로 진입하지는 못한다.

도 5은 본 발명의 접착부의 다른 예들을 나타낸 도면이다. 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 통로(115)는 서로 대칭이 되도록 양측면에 형성될 수 있다. 또한, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 도 4에 도시된 접착부의 통로에 비해서 폭이 좁은 한 쌍의 통로(215)가 서로 대칭이 되도록 양측면에 형성될 수도 있다. 또한, 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 통로(315)는 지그재그 형태로 형성될 수도 있다.

도 6은 본 발명의 접착부의 또 다른 예를 나타낸 도면이다. 통로는 도 3과 4 및 도 5의 (a), (b), (c)에 도시된 바와 같이, 플라스틱 필름, 제1 접착제 층 및 제2 접착제 층을 모두 관통하도록 형성할 수도 있으나, 통로가 형성되지 않은 플라스틱 필름에 제1 접착제 층이나 제2 접착제 층을 도포하는 과정에서 제1 접착제 층이나 제2 접착제 층에만 통로가 형성되도록 할 수도 있다. 도 6의 (a)는 제1 접착제 층(418)에만 통로(415)가 형성된 접착부의 평면도이며, 도 6의 (b)는 도 6의 (a)에 도시된 접착부를 구비한 펠리클용 벤트 필터가 부착된 펠리클의 단면도이다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 펠리클용 벤트 필터의 단면도이다. 도 7에 도시된 펠리클용 벤트 필터는 역류 방지용 커버(30)를 더 포함한다는 점에서 도 3과 4에 도시된 실시예와 차이가 있다.

역류 방지용 커버(30)는 접착부(10)에 형성된 통로(15)를 통해서 이물질이 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다.

역류 방지용 커버(30)는 접착부(10)의 통로(15)의 출구(14)를 덮도록 구성된다. 역류 방지용 커버(30)는 사각형의 얇은 탄성 막일 수 있다. 역류 방지용 커버(30)는 필터(20)의 상면에 고정되는 고정단(31)과, 펠리클 프레임(2)의 표면에 접촉하는 자유단(32)을 구비한다.

자유단(32)은 탄성력에 의해서 펠리클 프레임(2)의 표면과의 접촉 상태를 유지한다. 그러나 펠리클을 마스크에 부착하는 과정에서 펠리클과 마스크 사이의 공간의 압력이 높아지면서, 통로(15)를 통해서 가스가 배출될 때에는 자유단(32)이 들리면서 펠리클 프레임(2)의 표면과 자유단(32) 사이에 틈이 생기며, 가스는 이 틈을 통해서 외부로 배출된다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 펠리클용 벤트 필터의 단면도이다. 도 8에 도시된 실시예는 필터(20) 위에 상부 접착부(50)와 상부 필터(70)가 더 적층된다는 점에서 도 3과 4에 도시된 실시예와 차이가 있다. 또한, 상부 접착부(50)의 개구가 입자상의 탄소 물질(56)로 채워진다는 점에서도 차이가 있다. 탄소 물질(56)은 CNT나 활성탄일 수 있다. 탄소 물질(56)은 유기물을 흡착하는 역할을 한다.

상부 접착부(50)는 상부 플라스틱 필름(51)과 상부 플라스틱 필름(51)의 상면과 하면에 각각 도포된 제3 접착제 층(58)과 제4 접착제 층(59)을 포함한다. 제3 접착제 층(58)은 상부 플라스틱 필름(51)과 상부 필터(70)를 결합시키며, 제4 접착제 층(49)은 상부 플라스틱 필름(51)과 필터(20)을 결합시킨다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

예를 들어, 도 6에서는 제1 접착제 층(418)에만 통로(415)를 형성하는 것으로 설명하였으나, 제2 접착제 층(419)에만 통로를 형성할 수도 있다.

1: 펠리클 막
2: 펠리클 프레임
5: 벤트홀
100: 벤트 필터
10: 접착부
11, 411: 플라스틱 필름
12, 112, 212, 312, 412: 개구
15. 115, 215, 315, 415: 통로
18, 118, 218, 318, 418: 제1 접착층
19, 419: 제2 접착층
20: 필터
50: 상부 접착부
51: 상부 플라스틱 필름
56: 입자상의 탄소 물질
58: 제3 접착층
59: 제4 접착층
70: 상부 필터

Claims (7)

1. 펠리클 프레임의 일 측면에 형성된 벤트홀을 덮도록 펠리클 프레임의 일 측면에 부착되는 펠리클용 벤트 필터로서,
   상기 벤트홀과 마주보는 위치에 개구가 형성된 플라스틱 필름과, 상기 플라스틱 필름의 상면에 도포된 제1 접착제 층과, 상기 플라스틱 필름의 하면에 도포되어 상기 펠리클 프레임과 상기 플라스틱 필름을 결합하는 제2 접착제 층을 포함하는 접착부와,
   상기 접착부의 상기 제1 접착제 층에 의해서 상기 플라스틱 필름과 결합하는 필터를 포함하며,
   상기 개구로 유입된 가스의 적어도 일부가 상기 접착부의 외측면을 통해서 외부로 배출될 수 있도록, 상기 접착부에는 상기 접착부의 상기 플라스틱 필름, 상기 제1 접착제층, 상기 제2접착제층 중 적어도 하나의 측면을 관통하며 상기 개구와 연결된 적어도 하나의 통로가 형성된 것을 특징으로 하는 펠리클용 벤트 필터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 접착부에 형성된 통로를 통해서 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위해서, 상기 통로의 출구를 덮도록 구성된 얇은 탄성 막 형태의 역류 방지 커버로서, 상기 필터의 상면에 고정되는 고정단과, 상기 펠리클 프레임의 표면에 접촉하는 자유단을 구비하는 역류 방지 커버를 더 포함하며,
   상기 자유단은 탄성력에 의해서 상기 펠리클 프레임의 표면과의 접촉 상태를 유지하며, 상기 통로를 통해서 가스가 배출될 때에는 상기 자유단이 들리면서 상기 펠리클 프레임의 표면과 상기 자유단 사이에 틈이 생기는 것을 특징으로 하는 펠리클용 벤트 필터.
3. 제1항에 있어서,
   상기 필터는 탄소 물질이 포함된 섬유재질의 필터인 것을 특징으로 하는 펠리클용 벤트 필터.
4. 제3항에 있어서,
   상기 탄소 물질은 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT) 또는 활성탄인 것인 것을 특징으로 하는 펠리클용 벤트 필터.
5. 제1항에 있어서,
   상기 벤트홀에 대응하는 위치에 개구가 형성된 상부 플라스틱 필름과, 상기 상부 플라스틱 필름의 상면에 도포된 제3 접착제 층과, 상기 상부 플라스틱 필름의 하면에 도포되어 상기 필터와 상기 상부 플라스틱 필름을 결합하는 제4 접착제 층을 포함하는 상부 접착부와,
   상기 상부 접착부의 상기 제3 접착제 층에 의해서 상기 상부 플라스틱 필름과 결합하는 상부 필터를 포함하며,
   상기 상부 플라스틱 필름의 개구에는 입자상 탄소 물질이 채워진 것을 특징으로 하는 펠리클용 벤트 필터.
6. 제1항에 있어서,
   상기 통로는 상기 플라스틱 필름에는 형성되지 않으며, 제1 접착제 층과 제2 접착제 층 중 적어도 하나에만 형성되는 것을 특징으로 하는 펠리클용 벤트 필터.
7. 일 측면에 벤트홀이 형성된 펠리클 프레임과, 펠리플 프레임에 부착된 펠리클 막을 포함하며, 상기 벤트홀을 덮도록 상기 펠리클 프레임의 일 측면에 부착되는 펠리클용 벤트 필터를 포함하는 펠리클에 있어서,
   상기 펠리클용 벤트 필터는,
   제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 펠리클용 벤트 필터인 것을 특징으로 하는 펠리클.
   

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