KR102468171B1

KR102468171B1 - 펠리클 프레임 및 이것을 사용한 펠리클

Info

Publication number: KR102468171B1
Application number: KR1020170175248A
Authority: KR
Inventors: 아키노리 니시무라
Original assignee: 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2017-12-19
Publication date: 2022-11-16
Also published as: KR20180073482A; US10649326B2; JP2018105910A; TW201837600A; TWI758378B; US20180180991A1; JP6706575B2; CN108227369A

Abstract

(과제) 본 발명의 목적은, 높은 PID (펠리클 변형) 억제 효과를 나타내는 펠리클 프레임 및 이것을 사용한 펠리클을 제공하는 것이다.
(해결 수단) 본 발명의 펠리클 프레임은, 다각형 프레임 형상의 펠리클 프레임으로서, 펠리클 프레임의 모서리부 내부에 중공부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 또, 본 발명의 펠리클 프레임은, 펠리클 프레임의 직선부 내부에 중공부가 형성되고 있어도 되고, 펠리클 프레임의 모서리부 내부에 형성된 중공부와 직선부 내부에 형성된 중공부가 연통되어 있는 것이 바람직하다.

Description

펠리클 프레임 및 이것을 사용한 펠리클{PELLICLE FRAME AND PELLICLE USING THE SAME}

본 발명은, 펠리클 프레임 및 이것을 사용하여 구성되는 포토리소그래피용 펠리클에 관한 것이다.

반도체 디바이스나 액정 디스플레이 등을 제조할 때의 포토리소그래피 공정에서는, 레지스트를 도포한 반도체 웨이퍼나 액정용 원판에 광을 조사하는 것에 의해 패턴을 제조하는데, 이 때 사용하는 포토마스크나 레티클 (이하, 포토마스크) 에 이물질이 부착되어 있으면, 이 이물질이 광을 흡수하거나, 광을 굴절시켜 버리기 때문에, 전사된 패턴이 변형되거나, 에지가 조잡한 것이 되는 것 외에, 하지가 검게 오염되거나 하여, 치수, 품질, 외관 등이 손상된다는 문제가 있다.

이들 포토리소그래피 공정은, 통상적으로 클린룸 내에서 실시되지만, 그럼에도 노광 원판을 항상 청정하게 유지하는 것은 어렵기 때문에, 일반적으로 노광 원판에 펠리클로 불리는 이물질막이를 설치하여 노광을 하는 방법이 채용된다.

이와 같은 펠리클은, 일반적으로 프레임상의 펠리클 프레임과, 펠리클 프레임의 상단면에 장출 형성된 펠리클막과, 펠리클 프레임의 하단면에 형성된 기밀용 개스킷 등으로 구성되어 있다. 그 중의 펠리클막은, 노광광에 대해 높은 투과율을 나타내는 재료로 구성되고, 기밀용 개스킷으로는 점착제 등이 사용된다.

이와 같은 펠리클을 포토마스크에 설치하면, 이물질은 포토마스크에 직접 부착되지 않고, 펠리클 상에 부착되게 된다. 그리고, 포토리소그래피에 있어서 초점을 포토마스크의 패턴 상에 맞추면, 펠리클 상의 이물질은 전사에 영향을 주지 않게 되어, 패턴 변형 등의 문제를 억제하는 것이 가능해진다.

그런데, 이와 같은 포토리소그래피 기술에 있어서는, 해상도를 높이는 수단으로서, 노광 광원의 단파장화가 진행되고 있다. 현재까지, 노광 광원은 수은 램프에 의한 g 선 (436 ㎚), i 선 (365 ㎚) 으로부터, KrF 엑시머 레이저 (248 ㎚), ArF 엑시머 레이저 (193 ㎚) 로 이행하고 있고, 나아가서는 주파장 13.5 ㎚ 의 EUV (Extreme Ultra Violet) 광의 사용도 검토되고 있다.

현재, 펠리클을 포토마스크에 첩부했을 때에, 포토마스크에 변형이 발생하는 것이 문제가 되고 있다. 이 변형을, 여기서는 PID (Pellicle Induced Distortion) 라고 부른다. 이 PID 에 의해, 포토리소그래피 공정에서 형성하는 패턴의 위치 정밀도가 어긋나 버려, 반도체 디바이스 제조에 있어서의 큰 문제가 된다.

이와 같은 펠리클의 첩부에 의한 포토마스크의 변형을 저감하기 위한 수단으로서, 특허문헌 1 에는, 단면적을 6 ㎟ 이하로 한 펠리클 프레임이 개시되어 있다. 또, 특허문헌 2 에는, 펠리클 프레임의 폭이나 높이를 유지한 채로 단면적을 작게 하기 위해서, 단면 형상을 I 형상으로 한 펠리클 프레임이 개시되고, 특허문헌 3 에는, 내부에 복수의 중공부가 나란히 형성된 펠리클 프레임이 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 2009-25562호 일본 공개특허공보 2011-7934호 국제 공개 제2016/072149호

종래의 이들 펠리클 프레임은, 펠리클 프레임의 변형이 PID 의 한 요인인 것으로 생각하여 개발된 것이다. 즉, 펠리클 프레임보다 평탄한 포토마스크에 펠리클 프레임이 첩부된 경우, 펠리클 프레임은 포토마스크를 따라 변형되지만, 그 때, 펠리클 프레임에는 원래 상태로 되돌아가고자 하는 응력 (탄성력) 이 발생하게 된다. 그 때문에, 외력이 제거되면, 이번에는 펠리클 프레임의 변형에 따라 포토마스크에 변형이 발생해 버리므로, 이 응력을 작게 하기 위해서, 펠리클 프레임의 강성을 작게 한 것이다.

그러나, 특허문헌 2 의 단면 형상이 I 형상인 펠리클 프레임은, PID 의 억제 효과는 있지만, 펠리클 프레임의 표면적이 증대되기 때문에 검사 범위가 확대되어, 작업 효율이 저하되어 버린다는 문제가 있다.

또, 본 발명자들이, 특허문헌 3 에 기재된 실시형태에 따라 펠리클 프레임을 제조하여 PID 를 측정한 결과, 어느 정도의 PID 억제 효과는 얻어지지만, 그 억제 효과는 한정적인 것을 알 수 있었다.

따라서, 본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 높은 PID 억제 효과를 나타내는 펠리클 프레임 및 이것을 사용한 펠리클을 제공하는 것이다.

본 발명자는, 상기 문제를 해결하기 위해서 예의 검토를 실시한 결과, PID 는, 펠리클 프레임의 x 축 둘레의 (높이 방향의 힘에 대한) 단면 2 차 모멘트와 상관이 있는 것에 생각이 도달함과 함께, 재료 역학적으로 펠리클 프레임의 단면 2 차 모멘트를 작게 하면 PID 도 작아지는 경향이 있다는 지견을 얻었다.

또, 그 한편, 본 발명자는, 통상적인 펠리클을 포토마스크에 첩부한 경우에, 펠리클의 모서리부 부근에 큰 형상 변화가 발생하기 쉬운 경향이 있고, 이 때 펠리클의 모서리부 부근에 큰 응력이 발생하는 것으로 생각되기 때문에, 펠리클 프레임의 단면 2 차 모멘트를 작게 하는 것에 더하여, 그 PID 의 억제 효과를 더욱 향상시키기 위해서, 형상·구조적으로 추가로 검토를 진행한 결과, 펠리클 프레임의 모서리부 내부에 중공부를 형성하면, 보다 높은 PID 억제 효과가 얻어지는 것을 알아내어, 본 발명에 이른 것이다.

즉, 본 발명의 펠리클 프레임은, 다각형 프레임상의 펠리클 프레임으로서, 펠리클 프레임의 모서리부 내부에 중공부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 또, 본 발명의 펠리클 프레임은, 펠리클 프레임의 직선부 내부에 중공부가 형성되어 있어도 되고, 펠리클 프레임의 모서리부 내부에 형성된 중공부와 직선부 내부에 형성된 중공부가 연통되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 펠리클 프레임은, 펠리클 프레임의 모서리부 내부에 형성된 중공부의 단면적이 직선부 내부에 형성된 중공부의 단면적보다 큰 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 펠리클 프레임은, 내부에 중공부가 형성된 형상의 펠리클 프레임으로서, 중공부로부터 펠리클 프레임 표면에 이르는 관통공을 갖는 것을 특징으로 한다. 또, 이 펠리클 프레임은, 2 개의 다각형 프레임상의 부재를 접합하여 구성되고, 그 중공부는 적어도 일방의 부재의 접합면에 형성된 홈에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하고, 2 개의 다각형 프레임상의 부재는, 고상 접합에 의해 접합되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 펠리클 프레임은, 다각형 프레임상의 펠리클 프레임으로서, 펠리클 프레임의 모서리부에 있어서의 단면 2 차 모멘트가 직선부에 있어서의 단면 2 차 모멘트보다 작은 것을 특징으로 한다. 그리고, 이 펠리클 프레임의 모서리부에 있어서의 단면 2 차 모멘트는, 직선부에 있어서의 단면 2 차 모멘트에 대해 85 ％ 이상 100 ％ 미만의 크기인 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 펠리클 프레임은, 포토리소그래피용 펠리클의 제조를 위해서 제공되는 것이다.

본 발명의 펠리클 프레임에 의하면, 종래의 펠리클 프레임에 비해, 이것을 사용하여 제조한 펠리클을 포토마스크에 첩부했을 때의 PID 를 효과적으로 억제할 수 있다. 그 때문에, 보다 미세한 패턴 형성 공정에 있어서도 유효하게 사용하는 것이 가능해진다.

도 1 은, 본 발명의 펠리클 프레임의 외관 모식도이다.
도 2 는, 본 발명의 모서리부에 중공부를 형성한 펠리클 프레임 구조의 모식도이다.
도 3 은, 본 발명의 모서리부와 직선부에 중공부를 형성한 펠리클 프레임 구조의 모식도이다.
도 4 는, 본 발명의 모서리부의 중공부와 직선부의 중공부를 연통한 펠리클 프레임 구조의 모식도이다.
도 5 는, 본 발명의 펠리클 프레임의 중공부의 단면 형상을 나타내는 모식도이다.
도 6 은, 본 발명의 모서리부의 중공부와 직선부의 중공부를 연통한 펠리클 프레임 구조의 모식도이다.
도 7 은, 비교예 2 의 펠리클 프레임 구조의 모식도이다.
도 8 은, 비교예 3 의 펠리클 프레임의 단면 형상의 모식도이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 대해 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 펠리클 프레임 및 펠리클은, 포토마스크의 변형이 특별히 문제가 되는 반도체 제조 용도에 적합하지만, 그 용도는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 한 변이 150 ㎜ 전후인 반도체 제조용 펠리클이나 한 변이 200 ∼ 300 ㎜ 인 프린트 기판 제조용 펠리클, 나아가서는 한 변이 500 ∼ 2000 ㎜ 인 액정 및 유기 EL 디스플레이 제조용 펠리클로서 적용 가능하다.

본 발명의 펠리클 프레임은, 그 형상이 다각형 프레임상이며, 모서리부를 갖는다. 일반적으로는, 도 1 에 나타내는 바와 같은 사각형 프레임상이다. 그 직선부 (2) 가 교차하는 모서리부 (3) 는 R 형상으로 해도 되고, 통기공 (4) 이나 지그 구멍 (5) 을 형성해도 된다.

그리고, 펠리클 프레임의 모서리부 (3) 의 내부에는, 도 2 에 나타내는 바와 같이 중공부 (6) 가 형성되어 있다. 이로써, 펠리클을 포토마스크에 첩부했을 때에, 펠리클 모서리부 부근의 큰 형상 변화를 효과적으로 저감시킬 수 있고, 결과적으로 PID 를 억제할 수 있다.

또, 본 발명의 펠리클 프레임은, 2 개의 다각형 프레임상의 부재를 접합하여 구성해도 된다. 일방의 다각형 프레임상의 부재에 홈을 형성하고, 홈을 형성하고 있지 않은 다각형 프레임상의 부재와 접합함으로써, 홈이었던 지점을 펠리클 프레임의 중공부로 할 수 있다. 또, 쌍방의 다각형 프레임상의 부재에 홈을 형성하여, 2 개의 부재를 접합함으로써, 2 개의 홈으로 이루어지는 중공부로 해도 된다.

2 개의 다각형 프레임상의 부재의 접합 방법은 특별히 한정되지 않고, 사용하는 재료에 따라 적절히 선택하면 되지만, 특히 금속이나 합금 등을 펠리클 프레임의 재료로서 사용하는 경우에는, 고상 접합에 의해 접합되는 것이 바람직하다. 고상 접합을 사용하는 것에 의해, 2 개의 부재를 양호한 정밀도로 접합할 수 있음과 함께, 펠리클 프레임의 강도 저하를 방지하는 것이 가능하기 때문이다.

또한, 고상 접합으로는, 집속 이온 빔을 사용한 증착이나 확산 접합, 마찰 확산 접합 등을 사용할 수 있다.

또, 본 발명의 펠리클 프레임에서는, 펠리클 프레임의 내부에 중공부를 형성함으로써, x 축 둘레의 (높이 방향의 힘에 대한) 단면 2 차 모멘트 I_x 를 작게 할 수 있다. 그 때문에, 종래와 같이, 펠리클 프레임의 단면 형상을 I 형상으로 하여 단면 2 차 모멘트 I_x 를 더욱 작게 한 것과 비교해도, 펠리클 프레임의 모서리부 (3) 의 내부에 중공부 (6) 를 형성한 것인 편이 PID 를 저감시킬 수 있다.

본 발명의 펠리클 프레임에서는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 펠리클 프레임의 직선부 (2) 의 내부에 중공부 (7) 를 형성하는 것이 바람직하고, 이로 인해, 새로운 PID 억제 효과가 얻어진다. 또, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 펠리클 프레임의 모서리부 내부에 형성된 중공부 (6) 와 직선부 내부에 형성된 중공부 (7) 가 연통되어 있어도 된다. 이 때, 통기공 (4) 및/또는 지그 구멍 (5) 을 형성하는 지점의 주변을 제외한, 모든 지점에 중공부가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 통기공 (4) 및/또는 지그 구멍 (5) 의 중심으로부터 10 ㎜ 이내의 위치에 중공부가 형성된다.

또, 모든 중공부를 연통시켜, 펠리클 프레임의 내부 전체 둘레에 걸쳐서 중공부가 형성되도록 해도 된다. 이 경우, 통기공 (4) 및/또는 지그 구멍 (5) 은 중공부로부터 높이 방향으로 어긋나게 하여 형성해도 되고, 통기공 (4) 및/또는 지그 구멍 (5) 을 형성하는 지점의 중공부를 부분적으로 작게 해도 된다.

이 중공부는, 외부 공간으로부터 폐쇄되어 있어도 되고, 중공부로부터 펠리클 프레임 표면에 이르는 관통공을 형성하여 외부 공간으로 해방되어 있어도 된다. 중공부가 외부 공간으로부터 폐쇄되어 있으면, 중공부에 대한 이물질의 침입이나 중공부로부터의 이물질의 발생을 방지할 수 있다.

한편, 중공부가 폐쇄되어 있으면, 중공부 내에 잔류하는 기체 (공기) 에 대한 우려가 있다. 즉, 온도 변화에 의한 열 팽창이나 기압 변화에 의해, 중공부로부터 펠리클 프레임에 외력이 가해져, 변형이 발생할 우려가 있다. 특히, EUV 노광에 있어서, 펠리클은 진공 하에서 사용되어, 펠리클 프레임도 고온이 되는 것이 상정되지만, 중공부를 외부 공간으로 해방시키는 것에 의해, 이와 같은 사태를 피하는 것이 가능해진다. 또한, 중공부로부터 펠리클 프레임 표면에 이르는 관통공은, 통기공이나 지그 구멍으로서의 기능을 가지고 있어도 된다.

본 발명의 중공부는, 그 크기에 특별히 제한은 없지만, 중공부가 지나치게 작으면 PID 억제 효과는 얻어지지 않고, 지나치게 크면 PID 억제 효과는 높아지지만 강도가 저하되어 취급이 곤란해진다.

본 발명의 펠리클 프레임은, 상기 서술한 바와 같이, 형상·구조적으로는, 펠리클 프레임의 모서리부에 중공부를 형성하면 PID 의 억제를 위해서 효과적이다. 또, 그 한편, 재료 역학적으로는, 펠리클 프레임의 모서리부와 직선부의 단면 2 차 모멘트 I_x 를 작게 함으로써 PID 를 억제할 수 있다. 도 5 에 나타내는 바와 같은 중공부의 단면 구조를 갖는 펠리클 프레임의 경우, 그 단면 2 차 모멘트 I_x 는, 이하의 식으로 나타낸다.

여기서, B 는 펠리클 프레임의 폭, H 는 펠리클 프레임의 높이, b 는 중공부의 폭, h 는 중공부의 높이이다.

따라서, 내부에 중공부가 형성된 형상의 펠리클 프레임의 경우, 상기 식에 의하면, 펠리클 프레임의 중공부의 높이 h 를 크게 함으로써, 단면 2 차 모멘트 I_x 를 효과적으로 작게 할 수 있다. 그리고, 구체적으로는, 중공부의 높이 h 는, 펠리클 프레임의 높이 H 에 대해 50 ∼ 80 ％ 의 크기인 것이 바람직하다.

또, 중공부의 폭 b 는, 높이 h 만큼 단면 2 차 모멘트 I_x 에 영향을 미치지 않고, 펠리클 프레임의 폭 방향의 힘에 대한 굽힘 강성은 큰 것이 바람직하기 때문에, 중공부의 폭 b 는, 높이 h 보다 작게 설계하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 중공부의 폭 b 는, 펠리클 프레임의 폭 B 에 대해 35 ∼ 50 ％ 의 크기인 것이 바람직하다.

또한, 중공부의 단면적은, 펠리클 프레임 단면적 (중공부도 단면적으로서 포함한다) 에 대해 17.5 ∼ 40 ％ 의 크기인 것이 바람직하다. 중공부의 크기는, 모든 지점에서 일정하게 해도 되고, 부분적으로 변경해도 되지만, 특히, 모서리부 내부에 형성된 중공부의 단면적은, 직선부 내부에 형성된 중공부의 단면적보다 크게 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 펠리클을 포토마스크에 첩부했을 때에 발생하는 응력의 크기를 펠리클 프레임의 모서리부와 직선부에서 가까운 것으로 할 수 있기 때문에, PID 를 가장 효과적으로 억제하는 것이 가능해진다.

추가로, 펠리클 프레임의 굽힘 강성은, 재료 역학적으로 단면 2 차 모멘트와 상관이 있다고 생각되기 때문에, 내부에 중공부가 형성되어 있는 펠리클 프레임의 경우, 펠리클 프레임의 모서리부에 있어서의 단면 2 차 모멘트는, 직선부에 있어서의 단면 2 차 모멘트보다 작은 것이 바람직하고, 직선부에 있어서의 단면 2 차 모멘트에 대해 85 ％ 이상 100 ％ 미만의 크기로 하는 것이 바람직하다. 85 ％ 미만인 경우는, 펠리클을 포토마스크에 첩부했을 때에 발생하는 응력의 크기가 펠리클 프레임의 모서리부와 직선부에서는 크게 상이하기 때문에, PID 가 악화되어 버리는 경우가 있기 때문이다.

또한, 본 발명에 있어서의 펠리클 프레임의 모서리부란, R 형상으로 되어 있는 경우에는, R 의 시점에서 종점까지의 범위로 하고, 그 이외의 지점을 직선부로 한다. 또, 단면 형상이나 단면적, 단면 2 차 모멘트가 부분적으로 상이한 경우에는, 그것들의 평균치를 모서리부 및/또는 직선부에 있어서의 크기로 한다.

펠리클 프레임의 재질은 특별히 한정되지 않고, 공지된 재료를 사용할 수 있다. 예를 들어, 알루미늄, 알루미늄 합금, 철강, 스테인리스강, 황동, 인바, 슈퍼 인바 등의 금속이나 합금, 폴리에틸렌 (PE) 수지, 폴리아미드 (PA) 수지, 폴리에테르에테르케톤 (PEEK) 수지 등의 엔지니어링 플라스틱, 유리 섬유 강화 플라스틱 (GFRP), 탄소 섬유 강화 플라스틱 (CFRP) 등의 섬유 복합 재료 등을 들 수 있다.

펠리클 프레임의 표면은 흑색이 되도록 처리됨과 함께, 필요에 따라 발진 방지를 위한 도장 등의 표면 처리가 실시되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 알루미늄 합금을 사용한 경우에는, 알루마이트 처리나 화성 처리 등의 표면 처리를 실시하는 것이 바람직하고, 철강, 스테인리스강 등의 경우에는 흑색 크롬 도금 등의 표면 처리를 실시하는 것이 바람직하다.

펠리클 프레임의 내주면에는, 부유 이물질의 포착이나 고정을 위해, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제 등의 점착성 물질을 도포하는 것도 바람직하다. 또, 펠리클 프레임의 내면만, 또는 그 전체면에, 발진 방지를 목적으로 하여, 아크릴계 수지, 불소계 수지 등의 비점착성 수지의 피막을 형성하는 것도 바람직하다. 이들 점착성 수지, 비점착성 수지의 피막의 형성은, 스프레이, 딥핑, 분체 도장, 전착 도장 등의 공지된 방법에 의해 시공할 수 있다.

또, 펠리클 프레임의 외주면에는, 핸들링 등의 용도를 위해서, 복수 개 지점의 지그 구멍이나 홈을 형성해도 된다. 또한, 형번, 제조 번호, 바코드 등의 표시를 기계 각인 또는 레이저 마킹에 의해 형성해도 된다.

또한, 펠리클을 포토마스크에 첩부했을 때에, 펠리클과 포토마스크로 이루어지는 공간의 기압 조정을 위해서 통기공을 형성하는 것이 바람직하다. 또, 이 통기공을 통과하여 이물질이 침입하는 것을 방지하기 위해, 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 등의 다공질 재료로 이루어지는 필터를 설치하는 것이 바람직하다. 이 필터는, 접착제를 개재하여 펠리클 프레임의 외주면에 첩부하거나 하는 방법으로 설치할 수 있다. 또, 통기공 및 필터의 형상, 위치, 개수는, 요구되는 통기성이나 핸들링의 형편 등을 고려하여 결정하면 된다.

본 발명의 펠리클 프레임은, 이것에 펠리클막, 점착제층 등을 형성하여 펠리클을 제조할 수 있다. 펠리클막은, 사용하는 노광 광원에 따라, 셀룰로오스계 수지, 불소계 수지 등의 재료로부터 최적인 것을 선택하면 된다. 또, 그 막 두께도 투과율이나 기계적 강도 등의 관점에서 적절히 설계하면 되고, 필요에 따라, 반사 방지층을 형성할 수도 있다. 특히, 노광 광원으로서 EUV 광을 사용하는 경우에는, 막 두께가 1 ㎛ 이하인 극박의 실리콘막이나 그래핀막을 사용할 수 있다. 또, 펠리클막은, 아크릴계 접착제, 불소계 접착제, 실리콘계 접착제 등의 공지된 접착제를 개재하여, 펠리클 프레임의 상단면에 장출 형성할 수 있다.

펠리클을 포토마스크에 장착하기 위한 점착제층은, 펠리클 프레임의 하단면에 형성된다. 점착제층의 재질로는, 고무계 점착제, 우레탄계 점착제, 아크릴계 점착제, 스티렌·에틸렌·부틸렌·스티렌 (SEBS) 점착제, 스티렌·에틸렌·프로필렌·스티렌 (SEPS) 점착제, 실리콘 점착제 등의 공지된 것을 사용할 수 있다. 또, 헤이즈의 원인이 되는 아웃 가스의 발생이 적은 것이 바람직하다.

펠리클을 포토마스크에 장착한 후의 안정성 확보나 포토마스크에 미치는 영향을 저감하기 위해서, 점착제층 표면의 평면도는 30 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또, 단면 형상이나 두께는 필요에 따라 선택하면 되고, 예를 들어, 단면 형상을 반원형의 볼록 형상으로 할 수 있다.

점착제층의 표면에는, 두께 50 ∼ 300 ㎛ 정도이고 PET 제 필름 등의 표면에 박리성을 부여한 세퍼레이터를 설치해도 된다. 이것은, 점착제층을 보호하기 위한 것으로, 펠리클의 케이스나 펠리클의 지지 수단 등의 연구에 의거하여 생략해도 된다.

실시예

이하, 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 구체적으로 설명한다.

〈실시예 1〉

실시예 1 에서는, 먼저, 알루미늄 합금제이고 사각형 프레임상인 펠리클 프레임을 준비하였다. 이 펠리클 프레임에는, 도 4 에 나타내는 바와 같은 중공부 (6) 와 중공부 (7) 가 형성되어 있다. 펠리클 프레임의 외측 치수는 149 ㎜ × 115 ㎜ × 3.15 ㎜ 이고, 프레임 폭은 1.95 ㎜ 이다.

또, 중공부가 형성되어 있는 지점의 단면 형상은, 도 5 에 나타내는 바와 같은 형상이고, B = 1.95 ㎜, H = 3.15 ㎜, b = 0.70 ㎜, h = 2.30 ㎜ 이다. 이 때의 단면 2 차 모멘트 I_x 는, 4.37 ㎜⁴ 이다.

중공부의 높이는, 펠리클 프레임의 높이에 대해 73 ％ 의 크기이고, 중공부의 폭은 펠리클 프레임의 폭에 대해 36 ％ 의 크기이다. 중공부의 단면적은 펠리클 프레임 단면적 (중공부도 단면적으로서 포함한다) 에 대해 26 ％ 의 크기이다. 또, 펠리클 프레임의 모서리부에 있어서의 단면 2 차 모멘트는, 직선부에 있어서의 단면 2 차 모멘트에 대해 100 ％ 의 크기이다.

또한, 이 펠리클 프레임에는, φ0.5 ㎜ 의 통기공과 φ1.6 ㎜ 이고 깊이가 1.3 ㎜ 인 지그 구멍이 4 개 지점 형성되어 있다. 또한, 중공부는, 이들 통기공 및 지그 구멍의 중심으로부터 5 ㎜ 의 위치에 형성되어 있다. 또, 이 펠리클 프레임은, 중공부가 되는 위치에 홈을 형성한 2 개의 부재를 고상 접합하여 제조된 것이다.

다음으로, 준비한 펠리클 프레임을 순수로 세정한 후, 펠리클 프레임의 상단면에 실리콘 점착제 (신에츠 화학 공업 (주) 제조 KE-101A/B) 를 도포하고, 하단면에는 아크릴 점착제 (소켄 화학 (주) 제조 SK 다인 1495) 를 도포하였다.

계속해서, 다공부에 의해 지지된 단결정 실리콘의 펠리클막을, 펠리클 프레임의 상단면에 첩부하고, 펠리클 프레임보다 외측으로 비어져 나온 펠리클막을 제거함으로써, 펠리클을 완성시켰다.

제조한 펠리클을 가로세로 150 ㎜ 의 포토마스크 기판에 첩부하고, PID 의 평가를 실시한 결과, 그 결과는, PID 의 값이 24 ㎚ 였다.

포토마스크에 대한 펠리클 첩부 조건은, 하중 5 ㎏f, 하중 시간 30 초로 하였다. 또, PID 의 평가는, Corning Tropel 사 제조 FlatMaster 를 사용하여, 펠리클 첩부 전후로 포토마스크 기판의 정 (正) 방향과 부 (負) 방향의 최대 변형량의 합을 PID 의 값 (크기) 으로 하고 있다.

〈실시예 2〉

실시예 2 에서는, 먼저, 알루미늄 합금제이고 사각형 프레임상인 펠리클 프레임을 준비하였다. 이 펠리클 프레임에는, 도 2 에 나타내는 바와 같은 중공부 (6) 가 4 개의 모서리부에만 형성되어 있다. 펠리클 프레임의 외측 치수는 149 ㎜ × 115 ㎜ × 3.15 ㎜ 이고, 프레임 폭은 1.95 ㎜ 이다.

중공부의 높이는, 펠리클 프레임의 높이에 대해 73 ％ 의 크기이고, 중공부의 폭은 펠리클 프레임의 폭에 대해 36 ％ 의 크기이다. 중공부의 단면적은 펠리클 프레임 단면적 (중공부도 단면적으로서 포함한다) 에 대해 26 ％ 의 크기이다. 또, 펠리클 프레임의 모서리부에 있어서의 단면 2 차 모멘트는, 직선부에 있어서의 단면 2 차 모멘트에 대해 86 ％ 의 크기이다.

제조한 펠리클을 가로세로 150 ㎜ 의 포토마스크 기판에 첩부하고, PID 의 평가를 실시한 결과, 그 결과는, PID 의 값이 27 ㎚ 였다.

〈실시예 3 ∼ 6〉

실시예 3 ∼ 6 에서는, 먼저, 알루미늄 합금제이고 사각형 프레임상인 펠리클 프레임을 준비하였다. 각 펠리클 프레임에는, 도 6 에 나타내는 바와 같은 중공부 (6) 와 중공부 (7) 가 형성되어 있다. 여기서는, 직선부와 모서리부에서 중공부의 단면적이 상이하다. 또한, 도 6 은 모서리부 내부에 형성된 중공부의 단면적이 직선부 내부에 형성된 중공부의 단면적보다 큰 경우를 나타낸 것이다.

또, 펠리클 프레임의 외측 치수는 149 ㎜ × 115 ㎜ × 3.15 ㎜ 이고, 프레임 폭은 1.95 ㎜ 이다. 또, 중공부가 형성되어 있는 지점의 단면 형상은, 도 5 에 나타내는 바와 같은 형상이고, 중공부의 크기나 단면 2 차 모멘트 I_x 는, 각각 표 1 에 나타내는 바와 같이 설계되어 있다.

또한, 각 펠리클 프레임에는, φ0.5 ㎜ 의 통기공과 φ1.6 ㎜ 이고 깊이가 1.3 ㎜ 인 지그 구멍이 4 개 지점 형성되어 있다. 또한, 중공부는, 이들 통기공 및 지그 구멍의 중심으로부터 5 ㎜ 의 위치에 형성되어 있다. 또, 각 펠리클 프레임은, 중공부가 되는 위치에 홈을 형성한 2 개의 부재를 고상 접합하여 제조된 것이다.

제조한 펠리클을 가로세로 150 ㎜ 의 포토마스크 기판에 첩부하고, PID 의 평가를 실시한 결과, 그 결과는, 표 1 에 나타내는 바와 같았다.

〈비교예 1〉

비교예 1 에서는, 먼저, 알루미늄 합금제이고 사각형 프레임상인 펠리클 프레임을 준비하였다. 펠리클 프레임의 외측 치수는 149 ㎜ × 115 ㎜ × 3.15 ㎜ 이고, 프레임 폭은 1.95 ㎜ 이다. 또한, 이 펠리클 프레임에는 중공부는 형성되어 있지 않다 (도시 생략). 따라서, 단면 2 차 모멘트 I_x 는, 5.08 ㎜⁴ 이다. 또, 이 펠리클 프레임에는, φ0.5 ㎜ 의 통기공과 φ1.6 ㎜ 이고 깊이가 1.3 ㎜ 인 지그 구멍이 4 개 지점 형성되어 있다.

제조한 펠리클을 가로세로 150 ㎜ 의 포토마스크 기판에 첩부하고, PID 의 평가를 실시한 결과, 그 결과는, PID 의 값이 37 ㎚ 로, 실시예 1 ∼ 6 과 비교하여 큰 수치였다.

〈비교예 2〉

비교예 2 에서는, 먼저, 알루미늄 합금제이고 사각형 프레임상인 펠리클 프레임을 준비하였다. 이 펠리클 프레임에는, 도 7 에 나타내는 바와 같은 중공부 (7) 가 형성되어 있지만, 모서리부에는 중공부 (6) 는 형성되어 있지 않다. 펠리클 프레임의 외측 치수는 149 ㎜ × 115 ㎜ × 3.15 ㎜ 이고, 프레임 폭은 1.95 ㎜ 이다.

또, 중공부 (7) 가 형성되어 있는 지점의 단면 형상은, 도 5 에 나타내는 바와 같은 형상이고, B = 1.95 ㎜, H = 3.15 ㎜, b = 0.70 ㎜, h = 2.30 ㎜ 이다. 이 때의 단면 2 차 모멘트 I_x 는, 4.37 ㎜⁴ 이다.

중공부 (7) 의 높이는, 펠리클 프레임의 높이에 대해 73 ％ 의 크기이고, 중공부 (7) 의 폭은 펠리클 프레임의 폭에 대해 36 ％ 의 크기이다. 중공부 (7) 의 단면적은 펠리클 프레임 단면적 (중공부도 단면적으로서 포함한다) 에 대해 26 ％ 의 크기이다. 또, 펠리클 프레임의 모서리부에 있어서의 단면 2 차 모멘트는, 직선부에 있어서의 단면 2 차 모멘트에 대해 116 ％ 의 크기이다.

또한, 이 펠리클 프레임에는, φ0.5 ㎜ 의 통기공과 φ1.6 ㎜ 이고 깊이가 1.3 ㎜ 인 지그 구멍이 4 개 지점 형성되어 있다. 또한, 중공부 (7) 는, 이들 통기공 및 지그 구멍의 중심으로부터 5 ㎜ 의 위치에 형성되어 있다. 또, 이 펠리클 프레임은, 중공부가 되는 위치에 홈을 형성한 2 개의 부재를 고상 접합하여 제조된 것이다.

제조한 펠리클을 가로세로 150 ㎜ 의 포토마스크 기판에 첩부하고, PID 의 평가를 실시한 결과, 그 결과는, PID 의 값은 30 ㎚ 로, 실시예 1 ∼ 6 과 비교하여 큰 수치였다.

〈비교예 3〉

비교예 3 에서는, 먼저, 알루미늄 합금제이고 사각형 프레임상인 펠리클 프레임을 준비하였다. 이 펠리클 프레임은, 통기공과 지그 구멍이 형성된 지점을 제외하고, 도 8 에 나타내는 바와 같은 I 형상의 단면으로 되어 있다. 또, 펠리클 프레임의 외측 치수는 149 ㎜ × 115 ㎜ × 3.15 ㎜ 이고, 프레임 폭은 1.95 ㎜ 이다. 여기서, 이와 같은 단면 구조를 갖는 펠리클 프레임의 단면 2 차 모멘트 I_x 는, 중공부의 단면 구조를 갖는 펠리클 프레임과 동일한 이하의 식으로 나타낸다.

따라서, 단면 2 차 모멘트 I_x 는, 4.08 ㎜⁴ 이다.

이 펠리클 프레임에는, φ0.5 ㎜ 의 통기공과 φ1.6 ㎜ 이고 깊이가 1.3 ㎜ 인 지그 구멍이 4 개 지점 형성되어 있다. 또, 이 펠리클 프레임은, 이들 통기공 및 지그 구멍의 중심으로부터 5 ㎜ 의 위치의 단면 형상이 I 형상으로 되어 있다.

제조한 펠리클을 가로세로 150 ㎜ 의 포토마스크 기판에 첩부하고, PID 의 평가를 실시한 결과, 그 결과는, PID 의 값이 26 ㎚ 였다.

이상의 결과를 정리한 상기 표 1 에 의하면, 실시예 1 ∼ 6 과 비교예 1 및 2 의 비교로부터, 펠리클 프레임의 단면 2 차 모멘트 I_x 를 작게 하면, PID 도 작아지는 경향이 있는 것이 확인되었다. 또, 실시예 2 와 비교예 1 의 비교로부터, 펠리클 프레임의 모서리부에 중공부를 형성하면, 펠리클 프레임의 단면 2 차 모멘트 I_x 가 작아져서 PID 가 효과적으로 억제되는 것도 확인되었다.

또한, 실시예 1, 4 ∼ 6 과 실시예 3 의 비교로부터, 펠리클 프레임의 모서리부의 단면 2 차 모멘트가 직선부의 단면 2 차 모멘트보다 작은 것이 PID 의 억제를 위해서는 보다 효과적인 것도 확인되었다.

또, 한편, 실시예 1 과 비교예 3 의 비교로부터, 실시예 1 의 단면 2 차 모멘트 I_x 가 비교예 3 과 비교해서 큰 경우에도, 실시예 1 과 같이, 펠리클 프레임의 모서리부에 중공부를 형성함으로써 PID 의 수치를 보다 작게 할 수 있기 때문에, PID 를 억제하기 위해서는, 모서리부 내부에 중공부를 형성하는 편이 더욱 유효한 것이 확인되었다.

1 : 펠리클 프레임
2 : 직선부
3 : 모서리부
4 : 통기공 (관통공)
5 : 지그 구멍
6 : 모서리부 내부의 중공부
7 : 직선부 내부의 중공부

Claims

다각형 프레임상의 펠리클 프레임으로서, 그 펠리클 프레임의 모서리부 내부와 직선부 내부에 중공부가 형성되고, 상기 모서리부 내부에 형성된 중공부의 단면적은, 직선부 내부에 형성된 중공부의 단면적보다 큰 것을 특징으로 하는 펠리클 프레임.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 펠리클 프레임의 모서리부 내부에 형성된 중공부와 직선부 내부에 형성된 중공부가 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 펠리클 프레임.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 중공부로부터 펠리클 프레임 표면에 이르는 관통공을 갖는 것을 특징으로 하는 펠리클 프레임.
제 1 항에 있어서,
모서리부 내부에 형성된 중공부의 높이는, 펠리클 프레임의 높이에 대해 50 ∼ 80 ％ 의 크기인, 펠리클 프레임.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,
모서리부 내부에 형성된 중공부의 폭은, 펠리클 프레임의 폭에 대해 35 ∼ 50 ％ 의 크기인, 펠리클 프레임.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,
모서리부 내부에 형성된 중공부의 단면적은, 펠리클 프레임의 단면적 (중공부도 단면적으로서 포함한다) 에 대해 17.5 ∼ 40 ％ 의 크기인, 펠리클 프레임.
삭제
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삭제
삭제
제 1 항에 있어서,
EUV 노광용 펠리클에 사용되는, 펠리클 프레임.
제 1 항에 있어서,
진공 하에서 사용되는 펠리클에 사용되는, 펠리클 프레임.
제 1 항에 있어서,
상기 펠리클 프레임의 모서리부에 있어서의 단면 2 차 모멘트가 직선부에 있어서의 단면 2 차 모멘트보다 작은 것을 특징으로 하는 펠리클 프레임.
제 19 항에 있어서,
상기 펠리클 프레임의 모서리부에 있어서의 단면 2 차 모멘트는, 직선부에 있어서의 단면 2 차 모멘트에 대해 85 ％ 이상 100 ％ 미만의 크기인 것을 특징으로 하는 펠리클 프레임.
제 1 항, 제 3 항, 제 5 항, 제 6 항, 제 9 항, 제 12 항 및 제 17 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 기재된 펠리클 프레임을 사용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 펠리클.
포토마스크에 제 21 항에 기재된 펠리클을 설치한, 펠리클이 부착된 포토마스크.
제 22 항에 기재된 펠리클이 부착된 포토마스크를 사용하여 노광하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
제 22 항에 기재된 펠리클이 부착된 포토마스크를 사용하여 노광하는 공정을 갖는, 반도체 디바이스의 제조 방법.
제 22 항에 기재된 펠리클이 부착된 포토마스크를 사용하여 노광하는 공정을 갖는, 액정 디스플레이의 제조 방법.
제 22 항에 기재된 펠리클이 부착된 포토마스크를 사용하여 노광하는 공정을 갖는, 유기 EL 디스플레이의 제조 방법.