KR102645907B1 - 펠리클의 박리 방법 및 펠리클의 박리 장치 - Google Patents

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Abstract

(과제) 노광 원판으로부터 펠리클을 박리했을 때에 노광 원판 상에 남는 잔류물을 줄일 수 있어, 약한 세정 조건에서 노광 원판의 재세정을 실시할 수 있는 펠리클의 박리 방법 및 펠리클의 박리 장치를 제공한다.
(해결 수단) 펠리클 프레임 (11) 의 일방의 단면에 펠리클막용 접착제 (13) 를 개재하여 펼쳐서 형성된 펠리클막 (12) 과, 타방의 단면에 형성된 점착층 (14) 을 갖고, 노광 원판 (1) 에 점착층 (14) 이 점착된 펠리클 (10) 을 노광 원판 (1) 으로부터 박리한다. 펠리클 프레임의 외측면에 형성된 지그공 (30) 에 펠리클 프레임 지지핀 (21) 을 삽입하고, 펠리클 프레임 지지핀 (21) 을 점착층 (14) 이 노광 원판 (1) 으로부터 박리되는 방향으로 이동시켜, 그 때, 펠리클 프레임 지지핀 (21) 에 가해지는 박리력을 측정하고, 또한, 그 박리력이 최소가 되도록 제어하면서 펠리클 (10) 을 노광 원판 (1) 으로부터 박리한다.

Description

펠리클의 박리 방법 및 펠리클의 박리 장치{METHOD FOR PEELING PELLICLE AND APPARATUS FOR PEELING PELLICLE}
본 발명은, LSI, 초 LSI 등의 반도체 장치 혹은 액정 표시판을 제조할 때의 리소그래피용 마스크의 먼지막이로서 사용되는 펠리클의 박리 방법 및 펠리클의 박리 장치에 관한 것이다.
LSI, 초 LSI 등의 반도체 제조 또는 액정 표시판 등의 제조에 있어서는, 반도체 웨이퍼 또는 액정 기판의 레지스트 도공면에 노광 원판을 겹치고, 콜리메이트 광을 조사하여 레지스트에 잠상 패턴을 형성한다. 이 때, 노광 원판에 먼지가 부착되어 있으면, 이 먼지가 광을 흡수하거나 광을 굴곡시켜 버리기 때문에, 전사된 패턴이 변형되거나, 에지가 거친 것이 되는 것 외에, 하지가 검게 오염되거나 하여, 치수, 품질, 외관 등이 손상된다는 문제가 있었다. 또한, 본 발명에 있어서, 「노광 원판」이란, 리소그래피용 마스크 및 레티클의 총칭이다.
이 때문에, 리소그래피 작업은 통상적으로 클린룸에서 실시되고 있지만, 그럼에도 노광 원판을 항상 청정하게 유지하는 것이 어렵기 때문에, 노광 원판의 패턴면에 먼지막이를 위한, 노광용의 광을 잘 통과시키는 펠리클막을 갖는 펠리클을 첩착 (貼着) 하는 방법이 채용되고 있다.
펠리클은, 펠리클 프레임 (프레임체) 과, 펠리클 프레임의 상단면 (上端面) 에 펼쳐서 형성된 펠리클막과, 펠리클 프레임의 하단면 (下端面) 에 형성된 점착층, 및 점착층의 보호를 목적으로 한 라이너를 갖는 노광 원판용 방진 보호 커버이며, 점착층을 노광 원판의 패턴면에 첩부한다.
노광 원판의 패턴면에 펠리클을 첩착하면, 펠리클은 패턴 영역을 둘러싸도록 위치되어, 펠리클 외부의 진애가 부착되지 않도록 패턴 영역과 펠리클 외부와는 두께 방향으로 떨어져, 먼지는 노광 원판의 표면 상에는 직접 부착되지 않고, 펠리클막 상에 부착된다. 펠리클막 상의 먼지는, 리소그래피시에 초점을 노광 원판의 패턴 상에 맞춰 두면, 전사와는 무관해진다.
노광 원판에 대한 펠리클의 첩부는, 통상적으로, 전용의 장치 또는 지그에 의해 실시된다. 어떠한 장치라도 기본적인 동작은 공통되며, 펠리클, 노광 원판 상호의 위치 관계를 조정한 후, 펠리클 프레임을 노광 원판과 평행하게 일정시 간 가압함으로써 펠리클이 첩부된다.
그런데, 최근에 있어서, LSI 의 디자인룰은 선폭의 서브쿼터미크론으로의 미세화가 진행되고 있어, 그에 따라, 노광 광원의 단파장화가 진행되고 있다. 구체적으로는, 지금까지 주류였던, 수은 램프의 발광 스펙트럼인 g 선 (436 ㎚), i 선 (365 ㎚) 에서 KrF 엑시머 레이저 (248 ㎚), ArF 엑시머 레이저 (193 ㎚), F2 레이저 (157 ㎚) 등으로 이행되고 있다. 선폭의 미세화가 진행된 결과, 펠리클을 첩부한 노광 원판의 패턴면에 발생할 가능성이 있는 이물질이나 헤이즈 (Haze ; 확산 담가) 의 허용되는 크기가 점점 엄격해지고 있다.
또 최근 사용되고 있는 마스크 기판의 막은, 디자인룰의 미세화에 대응하기 위해, 위상 시프트 마스크 (Phase-Shifting Mask : PSM) 에 있어서 위상 시프트막이 일반적으로 채용되도록 되어 오고 있다. 위상 시프트막은, 매우 섬세하여, 과도한 마스크 세정에 의해 데미지를 입을 가능성이 있다. 또한, 위상 시프트 마스크는, 위상 시프트막을 부가하여 그 부분을 통과하는 광의 위상이나 투과율을 제어함으로써, 웨이퍼에 대한 노광시의 해상도나 초점 심도 (DOF : Depth of Focus) 를 개선하여, 전사 특성을 향상시킨 노광 원판이다.
노광 원판에 첩부한 후의 펠리클은, 어떠한 이유로 이물질이나 헤이즈가 발생하는 경우나, 펠리클막이 데미지를 입은 경우, 새로 첩부하는 것이 필요해지면 박리해야 한다. 그리고, 펠리클을 박리한 노광 원판을 재세정하여 새로운 펠리클로 바꿔 첩부하는, 리펠리클이라고 부르는 작업이 필요해진다.
펠리클의 박리는, 이제까지는 손으로 누르면서 주의 깊게 펠리클을 박리하는 방법이 주류였다. 그러나, 포토마스크 손상의 위험이 큰 데다가, 작업성이 매우 나쁘다는 문제가 있었다.
그래서, 박리용 지그를 사용하여 펠리클을 박리하는 방법으로서, 펠리클 프레임 외측면에 형성한 환공 (丸孔) 에 핀상의 박리용 지그를 삽입하여 펠리클 프레임을 들어 올려 박리하는 방법이 제안되어 있다 (특허문헌 1).
일본 특허공개공보 제2009-301022호
리펠리클에서 가장 중요해지는 것이 노광 원판을 청정도가 높은 상태로 재세정하는 것이다. 전술한 바와 같이 상기 위상 시프트막은, 매우 섬세하여, 과도한 마스크 세정에 의해 데미지를 입게 될 가능성이 있다. 그래서, 마스크 세정에 사용하는 약액을 재검토하거나, 세정 조건을 약하게 하는 경향이 있다. 약한 세정 조건에서 노광 원판의 재세정을 실시하기 위해서는, 펠리클을 박리했을 때에 노광 원판 상에 남는 잔류물을 얼마나 줄일지가 중요하다.
상기의 박리용 지그를 사용하여 펠리클을 박리하는 종래 방법은, 노광 원판과 점착층 사이에, 점착력 이상의 힘을 가하여 무리하게 노광 원판 표면으로부터 점착층을 포함하는 펠리클을 떼어내기 때문에, 노광 원판 상에 남는 점착층의 잔류물이 많아져, 그 후의 세정이 힘들어진다는 문제가 있다. 또, 노광 원판 상으로부터 펠리클을 박리했을 때에 점착층이 어긋나 노광 원판의 패턴 상에 달라붙어, 패턴을 손상시키거나 오염시키거나 할 우려도 있다. 또한, 펠리클의 변 길이가 긴 대형 펠리클의 경우에는 한번에 전부를 박리할 수 없기 때문에, 일부분씩 박리해 나가야 하는데, 먼저 박리한 부분이 다시 점착되지 않도록 고려가 필요해져, 작업성이 나쁘다.
그래서, 본 발명은, 상기 서술한 점을 감안하여 안출된 것으로, 노광 원판으로부터 펠리클을 박리했을 때에 노광 원판 상에 남는 잔류물을 줄일 수 있어, 약한 세정 조건에서 노광 원판의 재세정을 실시할 수 있는 펠리클의 박리 방법 및 펠리클의 박리 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 펠리클의 박리 방법은, 펠리클 프레임의 일방의 단면 (端面) 에 펠리클막용 접착제를 개재하여 펼쳐서 형성된 펠리클막과, 타방의 단면에 형성된 점착층을 갖고, 노광 원판에 상기 점착층이 점착된 펠리클을 상기 노광 원판으로부터 박리하는 펠리클의 박리 방법으로서, 상기 펠리클 프레임의 외측면에 형성된 지그공에 펠리클 프레임 지지핀을 삽입하고, 상기 펠리클 프레임 지지핀을 상기 점착층이 상기 노광 원판으로부터 박리되는 방향으로 이동시켜, 그 때, 상기 펠리클 프레임 지지핀에 가해지는 박리력을 측정하고, 또한, 그 박리력이 최소가 되도록 제어하면서, 상기 펠리클을 상기 노광 원판으로부터 박리하는 것을 특징으로 한다. 상기 박리력의 제어는, 펠리클 프레임 지지핀의 이동 속도나 이동 방향을 조절하면서 실시한다.
상기 펠리클의 박리 방법에서는, 상기 펠리클 프레임의 외측면의 상기 지그공에 삽입한 상기 펠리클 프레임 지지핀에 가해지는 상기 박리력의 측정 및 제어를, 상기 외측면의 동일한 변의 지그공에 삽입되는 상기 펠리클 프레임 지지핀에 대해, 한꺼번에 실시하는 양태로 할 수 있다.
또, 상기 펠리클의 박리 방법에서는, 상기 펠리클 프레임의 외측면의 상기 지그공에 삽입한 상기 펠리클 프레임 지지핀에 가해지는 상기 박리력의 측정 및 제어를, 각 상기 펠리클 프레임 지지핀에서 독립적으로 실시하는 양태로 할 수 있다.
상기 펠리클의 박리 방법에서는, 상기 박리력의 제어를 실시할 때, 상기 펠리클 프레임 지지핀에 대해, 상기 펠리클의 박리 방향과는 상이한 동작도 실시하게 하면서 상기 펠리클을 박리할 수 있다.
한편, 본 발명의 펠리클의 박리 장치는, 펠리클 프레임의 일방의 단면에 펠리클막용 접착제를 개재하여 펼쳐서 형성된 펠리클막과, 타방의 단면에 형성된 점착층을 갖고, 노광 원판에 상기 점착층이 점착된 펠리클을 상기 노광 원판으로부터 박리하는 펠리클의 박리 장치로서, 상기 펠리클 프레임의 외측면에 형성된 지그공에 삽입되어 상기 펠리클 프레임을 지지하는 복수의 펠리클 프레임 지지핀과, 상기 펠리클 프레임 지지핀의 각각에 대응하여 형성되고, 대응하는 상기 펠리클 프레임 지지핀에 가해지는 힘을 측정하는 복수의 로드 셀과, 상기 펠리클 프레임 지지핀의 각각에 대응하여 형성되고, 대응하는 상기 펠리클 프레임 지지핀을 독립적으로 상하 방향으로 이동시키는 복수의 1 축 로봇을 구비한 것을 특징으로 한다. 또, 상기 박리 장치는, 상기 로드 셀이 출력하는 측정값을 입력하여, 상기 1 축 로봇 내의 서보 모터를 제어하기 위한 컴퓨터를 형성할 수 있다.
본 발명에 의하면, 노광 원판으로부터 펠리클을 박리했을 때에 노광 원판 상에 남는 잔류물을 줄일 수 있어, 약한 세정 조건에서 노광 원판의 재세정을 실시할 수 있는 펠리클의 박리 방법 및 펠리클의 박리 장치를 제공할 수 있다.
도 1 은 노광 원판에 리소그래피용의 펠리클을 첩부한 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 2 는 펠리클의 사시도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 펠리클의 박리 장치의 개략 사시도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 펠리클의 박리 장치의 1 축 로봇의 개략도이다.
이하에 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다. 먼저, 펠리클을 대략적으로 설명한 후에, 본 발명에 관련된 펠리클의 박리 장치 및 펠리클의 박리 방법에 대하여 설명한다.
본 발명에 사용하는 펠리클의 기본적 구성을, 먼저 도 1 을 참조하면서 설명한다. 도 1 은, 노광 원판 (1) 에 리소그래피용의 펠리클 (10) 을 첩부한 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 1 에 있어서, 노광 원판 (1) 은 반도체 웨이퍼 또는 액정 기판 등의 마스크 기판 또는 레티클이다. 펠리클 (10) 은, 노광 원판 (1) 의 감광제 레지스트가 도공된 패턴면에 겹쳐지고, 콜리메이트 광의 조사에 의해 패턴면에 잠상 패턴을 형성할 때에, 펠리클막 (12) 은 패턴면에 먼지가 부착되는 것을 방지한다.
펠리클 (10) 은, 펠리클 프레임 (프레임체) (11) 과, 펠리클 프레임 (11) 의 일방의 단면 (도 1 에서는 상면부) 에 펠리클막용 접착제 (13) 를 개재하여 프레임 개구를 폐색하여 펼쳐서 형성된 펠리클막 (12) 과, 펠리클 프레임 (11) 의 타방의 단면 (도 1 에서는 하면부) 에 형성되어 노광 원판 (1) 의 패턴면에 박리 가능하게 장착시키기 위한 점착층 (14) 과, 점착층 (14) 의 하단면에 박리 가능하게 첩착되는 라이너 (도시 생략) 를 갖는다.
도 2 는 펠리클 (10) 의 사시도이다.
펠리클 프레임 (11) 은, 첩부하는 노광 원판 (1) 에 비뚤어짐 등의 영향을 경감시키기 위해, 펠리클 첩부에 의한 잔류 응력을 억제하기 위해, 펠리클 첩부시에 변형이 적은, 평탄 가공된 것이 바람직하다. 펠리클 프레임 (11) 은 일방의 면 (도 1 에 있어서 상단면) 과 타방의 면 (도 1 에 있어서 하단면) 이 평행이 되도록 소요 사이즈·소요 프레임 형상으로 성형되고 나서, 필요에 따라 일방의 면과 타방의 면이 정밀 평탄 가공되고, 또한, 초정밀하게 평행도를 갖도록 형성되어 있다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 펠리클 프레임 (11) 은 양측 장변부의 외측면의 각각에 2 개씩, 지그공 (30) 을 구비하고 있다. 펠리클 프레임 (11) 에는, 기압 조정용 구멍 (통기구) (15) 이 설치되고, 또한 파티클 제거의 목적으로 제진용 필터 (16) 가 형성되어 있다.
펠리클 프레임 (11) 의 크기는 통상적인 펠리클이며, 예를 들어, 반도체 리소그래피용의 펠리클, 대형 액정 표시판 제조 리소그래피 공정용 펠리클 등과 동일한 크기이다.
펠리클 프레임 (11) 은, 공지된 재질로 할 수 있다. 펠리클 프레임 (11) 은, 알루미늄 합금재, 스테인리스, 폴리에틸렌 등에서 선택되며, 소요 형상·사이즈로 성형된다. 알루미늄 합금재를 사용하는 경우에는, 펠리클 프레임 (11) 으로서의 강도가 확보되는 한 특별히 제한은 없다. 바람직하게는, 흑색 알루마이트 처리 등을 실시한 JIS A7075, JIS A6061, JIS A5052 재 등의 알루미늄 합금이 사용된다. 알루미늄 합금재에 대해, 스테인리스, 카보런덤, 유리 비즈 등에 의해 표면을 블라스트 처리하고, 또한 NaOH 등에 의해 화학 연마를 실시하여 표면을 조화 (粗化) 하는 방법이 바람직하다. 모재에 폴리머 피막을 형성하는 경우에는, 펠리클 프레임 (11) 의 표면은, 폴리머 피막을 형성하기 전에, 샌드 블라스트나 화학 연마에 의해 조화하는 것이 바람직하다. 본 실시형태에 있어서, 이 프레임 표면의 조화의 방법은 종래 공지된 방법을 채용할 수 있다.
펠리클막 (12) 은, 펠리클 프레임 (11) 의 상면부에 펠리클막용 접착제 (13) 를 개재하여 펼쳐서 형성되어 있다.
펠리클막 (12) 은, 리소그래피에 의한 각 노광 파장에 대해 내광성이 있는 막 재료를 선택하여, 높은 투과율이 얻어지도록 막 두께가 설계된다. 펠리클막 (12) 은, 펠리클 프레임 (11) 의 상면부에, 펠리클막의 양용매를 도포하고 풍건시켜 접착력을 얻어 펼쳐서 형성되거나, 또는 미리 따로 막 형성되어, 아크릴 수지, 에폭시 수지나 불소 수지 등의 펠리클막용 접착제 (13) 를 개재하여 접착된다.
펠리클막 (12) 의 종류에 대해서는 특별히 제한은 없고, 노광에 사용하는 광 (g 선 (436 ㎚), i 선 (365 ㎚), KrF 엑시머 레이저 (248 ㎚), ArF 엑시머 레이저 (193 ㎚), F2 레이저 (157 ㎚) 등) 을 잘 투과시키는 니트로셀룰로오스, 아세트산셀룰로오스, 비정질 불소계 폴리머 등에서 선택된다. 비정질 불소계 폴리머의 예로는, 사이톱 (아사히 유리사 제조, 상품명), 테플론 (등록 상표) AF (듀퐁사 제조, 상품명) 등을 들 수 있다. 이들 폴리머는, 그 펠리클막 제작시에 필요에 따라 용매에 용해시켜 사용해도 되고, 예를 들어 불소계 용매 등으로 적절히 용해시킬 수 있다.
점착층 (14) 은, 펠리클 프레임 (11) 의 하면부에 형성되고, 폴리부텐 수지, 폴리아세트산비닐 수지, 아크릴 수지, 실리콘 수지 등으로 이루어진다. 점착층 (14) 은, 펠리클 (10) 을 노광 원판 (1) 에 점착시키는 역할을 갖는다.
라이너 (도시 생략) 는, 노광 원판 (1) 에 펠리클 (10) 을 고정시키기까지는, 점착층의 보호를 목적으로 하여, 점착층 (14) 을 오버코트하도록 하여 형성되어 있다.
상기 구성의 펠리클 (10) 은 이하의 기능을 갖는다. 즉, 노광 원판 (1) 의 패턴면에 먼지가 부착되는 것을 방지하기 위해 형성되는 펠리클막을 갖는 펠리클을 노광 원판 (1) 의 표면에 첩착하면, 펠리클막 (12) 은 노광 원판 (1) 의 표면에 형성되는 패턴 영역을 둘러싸도록 위치되어, 펠리클 외부의 진애가 부착되지 않도록 패턴 영역과 펠리클 외부는 두께 방향으로 떨어진다. 펠리클 (1) 을 노광 원판 (1) 의 표면에 첩착하면, 먼지는 노광 원판 (1) 의 표면 상에는 직접 부착되지 않고, 펠리클막 (12) 상에 부착된다. 펠리클막 (12) 상의 먼지는, 리소그래피시에 초점을 노광 원판 (1) 의 패턴 상에 맞춰 두면, 전사와는 무관해진다.
도 3 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 펠리클의 박리 장치 (20) 의 개략 사시도이다. 펠리클의 박리 장치 (20) 는, 본 발명의 펠리클의 박리 방법을 실시할 때에 사용하는 장치이다.
펠리클의 박리 장치 (20) 는, 4 개의 펠리클 프레임 지지핀 (21) 과, 4 개의 핀 지지축 (22) 과, 4 개의 1 축 로봇 (24) 과, 4 개의 로드 셀 (23) 을 구비하고 있다.
4 개의 펠리클 프레임 지지핀 (21) 은, 펠리클 프레임 (11) 의 장변의 각 외측면에 소요 간격을 두고 2 개, 양측에서 합계 4 개 형성되고, 지지핀 (21) 을 펠리클 프레임 (11) 의 양측의 단면에 형성된 4 개의 지그공 (30) 에 각각 끼워 넣어 결합시켜, 펠리클 (10) 을 노광 원판 (1) 으로부터 펠리클 프레임 (11) 을 들어 올려 박리하기 위해 형성된다. 또한, 펠리클 프레임 지지핀 (21) 은 원기둥형의 삽입단 부분이 원뿔형이고, 지그공 (30) 은 개구부가 펠리클 프레임 지지핀 (21) 의 원기둥형과 일치하는 원형공이고, 안쪽부가 펠리클 프레임 지지핀 (21) 의 원뿔형과 일치하는 원추공으로 되어 있다. 따라서, 펠리클 프레임 지지핀 (21) 은, 지그공 (30) 에 덜컹거리지 않고 끼워 맞춰진다.
4 개의 핀 지지축 (22) 은, 대응하는 펠리클 프레임 지지핀 (21) 의 기단부를 하단부에서 일체로 지지하고, 상하 방향으로 승강 가능하게 형성된다.
도 4 는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 펠리클의 박리 장치 (20) 의 일부를 구성하는 1 축 로봇 (24) 의 개략도이다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 4 개의 1 축 로봇 (24) 의 각각은, 예를 들어, 케이싱 내에, 서보 모터 (25) (모터 드라이버를 포함한다) 와, 서보 모터 (25) 에 의해 회전되는 피니언과, 피니언 (26) 과 맞물려 피니언 (26) 의 회전에 따라 축 방향으로 이동하는 래크 (27) 를 갖는 승강축 (28) 을 갖고, 승강축 (28) 의 하단부가 핀 지지축 (22) 의 상단과 연결되어 있는 구성이다. 또한, 서보 모터 (25) 와 피니언 (26) 과 래크 (27) 의 조합 대신에, 직동 액추에이터를 사용할 수도 있어, 전왜 (電歪) 액추에이터를 선택할 수 있다.
4 개의 로드 셀 (23) 은, 예를 들어, 1 축 로봇 (24) 의 피니언의 지축을 양단 지지하는 2 개의 베어링 중의 일방의 베어링의 하측에 협압되도록 형성되어 있다. 타방의 베어링과 로드 셀 (23) 은, 스프링 (29) 에 의해 들어 올려져 있다. 동력원인 서보 모터 (25) 가 동작하여 펠리클 프레임 지지핀 (21) 이 펠리클 프레임 (11) 을 들어 올릴 때에, 펠리클 프레임 지지핀 (21) 에 가해지는 힘이, 핀 지지축 (22), 래크 (27), 피니언 (26), 로드 셀 (23) 의 순으로 전달되므로, 펠리클 프레임 (11) 을 들어 올릴 때에, 펠리클 프레임 지지핀 (21) 에 가해지는 힘, 즉 박리력을 측정할 수 있다.
각각의 서보 모터 (25) 를 제어하는 컴퓨터 (도시 생략) 는, 로드 셀 (23) 이 출력하는 측정값을 입력하고 A/D 변환하여 변환값의 크기에 따른 소정 배수의 모터 구동용 신호를 생성하고, 이 모터 구동용 신호를 대응하는 서보 모터 (25) 의 모터 드라이버에 출력하도록 되어 있다.
이로써, 서보 모터 (25) 는, 대응하는 펠리클 프레임 지지핀 (21) 에 가해지는 힘을 측정하는 로드 셀 (23) 의 출력이 최소가 되도록, 펠리클 프레임 지지핀 (21) 을 펠리클 (10) 이 노광 원판 (1) 으로부터 박리하는 방향으로 이동시킬 수 있다.
계속해서, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 펠리클의 박리 방법을 설명한다. 그 박리 방법은, 전술한 본 발명에 관련된 펠리클의 박리 장치를 사용하여 실시한다.
상기 펠리클의 박리 방법은, 펠리클 프레임 (11) 과, 펠리클 프레임 (11) 의 일방의 단면 (도 1 에 있어서 상면부) 에 펠리클막용 접착제 (13) 를 개재하여 펼쳐서 형성된 펠리클막 (12) 과, 펠리클 프레임 (11) 의 타방의 단면 (도 1 에 있어서 하면부) 에 형성된 점착층 (14) 을 갖고, 점착층 (14) 이 노광 원판 (1) 에 점착된 리소그래피용의 펠리클 (10) 을 노광 원판 (1) 으로부터 박리하는 방법이다.
그리고, 상기 펠리클의 박리 방법은, 펠리클 프레임 (11) 의 장변 양측의 양외측면에 형성된 4 개의 지그공 (30) 의 각각에 펠리클 (10) 을 박리하기 위한 1 개의 펠리클 프레임 지지핀 (21) 을 삽입하고, 펠리클 프레임 지지핀 (21) 에 가해지는 박리력을 측정하고, 또한, 그 박리력이 최소가 되도록 펠리클 프레임 지지핀 (21) 의 이동 속도 및 이동 방향을 제어하면서, 펠리클 프레임 지지핀 (21) 을, 펠리클 (10) 의 점착층 (14) 이 노광 원판 (1) 으로부터 이간되는 방향 (펠리클의 박리 방향) 으로 이동시켜 펠리클 (10) 을 박리한다.
상기 펠리클의 박리 방법은, 펠리클 프레임 (11) 의 장변 양측의 양외측면에 형성된 4 개의 지그공 (30) 에 삽입한 4 개의 펠리클 프레임 지지핀 (21) 에 가해지는 박리 강도를 각각 독립적으로 측정, 제어하면서 실시한다.
박리 강도를 각각 독립적으로 측정, 제어하면서 실시하는 것은, 펠리클의 박리 공정에 있어서, 도 3 에 나타내는 4 개의 펠리클 프레임 지지핀 (21) 으로 동시에 펠리클 (10) 을 들어 올리는 경우에는, 점착층 (14) 의 노광 원판 (1) 으로부터의 이간이 점착층 (14) 의 전체면에 있어서 실시되어. 노광 원판 (1) 의 비뚤어짐이나 점착층의 박리 잔류물 등의 영향이 발생하는 경우가 있으므로, 이와 같은 영향을 경감시키기 위해 유효하다.
도 3 에서는 도시하고 있지 않지만, 펠리클의 박리 장치 (20) 는 스테이지를 구비하고 있다. 이 스테이지 상에 펠리클 (10) 이 첩착된 노광 원판 (1) 을 펠리클 (10) 이 위가 되도록 세트한다. 새로운 펠리클을 바꿔 첩부하는 리펠리클이 필요해진 경우에는, 펠리클 프레임 지지핀 (21) 을 펠리클 프레임 (11) 의 양측의 측면부에 형성되어 있는 4 개의 지그공 (30) 에 삽입하고, 펠리클 박리 장치의 작동을 개시하는 시작 버튼 (도시 생략) 을 누른다. 4 개의 1 축 로봇 (24) 은, 대응하는 로드 셀 (23) 의 측정값과 관계되어 펠리클 프레임 지지핀을 각각 상방으로 끌어 올려 펠리클 (10) 을 상방으로 끌어 올려, 펠리클 (10) 의 노광 원판 (1) 으로부터 펠리클 (10) 의 점착층 (14) 을 박리한다.
4 개의 펠리클 프레임 지지핀 (21) 으로 펠리클 프레임 (11) 의 양측의 4 군데를 지지하고, 각각의 펠리클 프레임 지지핀 (21) 을 4 개의 1 축 로봇 (24) 으로 독립적으로 또한 동시에 로드 셀 (23) 이 출력하는 측정값이 최소가 되도록 하여 펠리클 프레임 (11) 을 들어 올리는 구성으로 한 이유에 대해서는, 이하와 같이 설명할 수 있다.
종래 기술의 기재에서 서술한 바와 같이, 노광 원판에 대한 펠리클의 첨부는, 전용의 장치 또는 지그로 실시하여, 펠리클, 노광 원판 상호의 위치 관계를 조정한 후, 펠리클 프레임 (11) 을 노광 원판 (1) 과 평행하게 일정 시간 가압함으로써 펠리클 (10) 의 점착층 (14) 을 첩부한다. 이 경우, 노광 원판 (1) 과 펠리클 (10) 의 점착층 (14) 의 점착력은 균일하다고는 할 수 없다. 박리하기 쉬운 지점과 박리하기 어려운 지점이 랜덤하게 혼재한다. 따라서, 노광 원판 (1) 으로부터 펠리클 (10) 의 점착층 (14) 을 어느 부분도 균일한 이간이 이루어지도록 떼어내려고 하면, 박리하기 쉬운 지점에서는, 로드 셀 (23) 이 출력하는 측정값이 작아지고, 박리하기 어려운 지점에서는, 로드 셀 (23) 이 출력하는 측정값이 커진다. 로드 셀 (23) 이 출력하는 측정값이 커지는 곳에서는, 점착층 (14) 에 박리력에 의한 부하가 크게 가해지기 때문에, 노광 원판 (1) 상에 남는 잔류물이 많아진다.
그래서, 4 개의 펠리클 프레임 지지핀 (21) 에 대해, 1 축 로봇 (24) 으로 독립적으로, 또한 동시에 로드 셀 (23) 이 출력하는 측정값이 최소가 되도록 하여 펠리클 프레임 (11) 을 들어 올리는 구성으로 한 경우에는, 박리하기 어려운 지점에서는, 점착층 (14) 에 박리력에 의한 부하가 크게 가해지지 않도록 박리 시간을 많이 들이기 위해, 예를 들어, 로드 셀 (23) 의 측정값이 소정의 설정값 (임계값) 이하가 되도록, 펠리클 프레임 지지핀 (21) 을 예를 들어 0.1 ㎜/초의 속도로 상승시킨다. 이 결과, 점착층 (14) 에 박리력에 의한 부하가 크게 가해지지 않고 박리해 나가, 노광 원판 (1) 상에 남는 잔류물이 적어진다.
한편, 박리하기 쉬운 지점에서는, 로드 셀 (23) 의 측정값이 소정의 설정값 (임계값) 이하가 되기 때문에, 박리하기 어려운 지점과 동일하게, 펠리클 프레임 지지핀 (21) 을 예를 들어 0.1 ㎜/초의 속도로 상승시키면, 점착층 (14) 에 박리력에 의한 부하가 크게 가해지지 않고 박리해 나가, 노광 원판 (1) 상에 남는 잔류물이 적어진다.
이로써, 박리력이 편재되지 않도록, 4 개의 1 축 로봇 (24) 의 움직임을 제어할 수 있어, 노광 원판 (1) 으로부터 펠리클 (10) 을 박리했을 때에, 노광 원판 (1) 상에 남는 잔류물을 줄일 수 있어, 약한 세정 조건에서 노광 원판의 재세정을 실시할 수 있다.
본 발명의 펠리클 박리 방법은, 마스크로부터 펠리클을 박리할 때의 박리력을 최소로 하기 위해, 경우에 따라서는 펠리클의 박리 방향과는 상이한 동작을 지시하여 점착층 (14) 의 박리 데미지를 최소로 하도록 하는 것이 바람직하다. 여기서, 「경우에 따라서는 펠리클의 박리 방향과는 상이한 동작을 지시」한다란, 예를 들어 펠리클 프레임 지지핀을 예를 들어 0.1 ㎜/초의 속도로 상승시키는 설정에 의해 로드 셀의 측정값이 임계값을 초과하는 경우에는, 펠리클 프레임 지지핀의 상승을 정지시키거나, 미소 치수만큼 하강시키거나, 상승 속도를 작게 하거나 하는 것이다.
4 개의 펠리클 프레임 지지핀을 독립적으로 제어하여 펠리클을 박리하는 것은, 펠리클 공정을 숙지한 작업원이 수작업으로 마스크로부터 펠리클을 박리하는 동작과 유사하다. 실제로 작업원이 수작업으로 박리 지그를 사용하여 박리 조작을 하는 경우, 일반적으로는 펠리클의 일부가 박리를 개시하면 그때까지의 동작과는 비교가 되지 않는 스피드로 박리 동작이 진행된다. 박리 공정을 숙지한 작업원의 경우, 박리가 개시된 현상을, 박리 지그를 통해 감각으로서 받아들여, 손의 움직임을 컨트롤하여 박리 동작을 완화시켜, 펠리클 점착제의 데미지가 최소가 되도록 한다.
실시예
이하에, 본 발명의 펠리클의 박리 장치 (20) 및 펠리클의 박리 방법을 적용한 실시예를 설명한다. 또한, 실시예 및 비교예에 있어서의 「마스크」, 「레티클」은 도 1 에 나타내는 「노광 원판 (1)」의 예로서 기재한 것이다.
(실시예 1)
먼저, 실시예 1 에서 사용하는 펠리클의 제작에 대하여 설명한다. 알루미늄 합금제의 펠리클 프레임 (외형 사이즈 149 ㎜ × 115 ㎜ × 3.5 ㎜ × 두께 2 ㎜, 마스크 첩부용 점착제 도포 단면의 평탄도, 15 um) 을 정밀 세정 후, 상기 점착제 도포 단면에 소켄 화학사 제조의 아크릴 점착제 (제품명 ; SK 다인, SK-1425) 를 도포하고, 60 분 실온에서 정치 (靜置) 하여 점착제를 형성하고. 그 후, 펠리클 프레임보다 큰 알루미늄판의 상면부 (평탄도가 5 um) 에 세퍼레이터를 놓고, 상기 서술한 점착제를 도포한 펠리클 프레임을 점착제가 아래를 향하도록 두었다. 이로써, 점착제는 평탄한 세퍼레이터에 접촉하여 평탄 가공되었다. 다음으로, 알루미늄판 상의 펠리클 프레임을 60 ℃ 의 오븐에 60 분 넣어 상기 점착제를 경화시킨 후, 펠리클을 알루미늄판째 꺼내, 점착제가 형성된 펠리클 프레임을 알루미늄판측의 세퍼레이터로부터 박리하였다. 계속해서, 펠리클 프레임의 점착제 도포면과 반대측의 단면에 아사히 유리사 제조의 접착제 (상품명 ; 사이톱 CTX-A) 를 도포하고, 그 후, 130 ℃ 에서 펠리클 프레임의 가열을 실시하여, 접착제를 접착 능력이 발현된 상태로 경화시키고, 마지막으로, 상기 펠리클 프레임보다 한층 더 큰 알루미늄 프레임에 맞춰 형태를 잡아 겹친 펠리클막에, 상기 펠리클 프레임의 접착제 도포 단면을 첩부하고, 펠리클 프레임보다 외측의 부분을 제거하였다. 이로써 펠리클을 완성시켰다.
다음으로, 6025 마스크 기판과 상기 서술한 완성시킨 펠리클을 본 실시형태에 관련된 가압 장치의 스테이지 상에 세트하고, 첩부 하중 100 N (60 초에 걸쳐 설정 하중까지 도달시킴), 하중 시간 30 초로 가압하여 펠리클을 마스크 기판에 첩부하고, 7 일간 실온에서 방치하였다.
7 일 후, 펠리클이 장착된 마스크 기판을 본 실시형태의 박리 장치의 스테이지 상에 세트하고, 박리 장치의 스위치를 넣어 박리 테스트를 실시하였다. 박리 장치의 스위치를 넣어 박리 동작을 개시하면, 각각의 펠리클 프레임 지지핀 (21) 은 로드 셀 (23) 의 박리력을 피드백하여 독립적으로 상하로, 펠리클 점착제에 가해지는 힘을 완화시키고 있었다. 박리 후의 기판을 육안으로 관찰했지만 눈에 띄는 박리 잔류물은 확인되지 않았다. 펠리클을 박리했을 때의 최대 박리 강도는 8.5 N 이었다.
(실시예 2)
실시예 1 과 동일한 순서로 완성시킨 펠리클을 실시예 1 과 동일한 6025 마스크 기판에 첩부하고 실온에서 7 일간 방치하였다. 7 일 후에 상기의 펠리클이 첩부된 마스크 기판을 상기 박리 장치에 세트하였다. 이 때, 박리 장치의 제어를, 동일한 변의 지그공에 삽입된 펠리클 프레임 지지핀 (21) 을 편측씩 2 개 한꺼번에 제어하면서 박리 테스트를 실시하였다. 박리 테스트 중의 박리 장치의 동작을 관찰한 결과, 실시예 1 의 4 개의 펠리클 프레임 지지핀 (21) 을 독립적으로 제어한 경우와 비교하면, 약간 박리 강도가 높아졌지만, 박리 후의 기판을 육안으로 확인한 결과, 눈에 띄는 박리 잔류물은 확인되지 않았다. 펠리클을 박리했을 때의 최대 박리 강도는 10.2 N 이었다.
(실시예 3)
실시예 1 과 동일한 순서로 완성시킨 펠리클을 실시예 1 과 동일한 6025 마스크 기판에 첩부하고 실온에서 7 일간 방치하였다. 7 일 후에 상기의 펠리클이 첩부된 마스크 기판을 상기 박리 장치에 세트하였다. 이 때, 박리 장치의 제어를, 지그공에 삽입된 펠리클 프레임 지지핀을 일괄적으로 한꺼번에 제어하면서 박리를 실시하였다. 실시예 1 의 4 개의 펠리클 프레임 지지핀 (21) 을 독립적으로 제어하여 박리했을 때나, 실시예 2 의 마주 보는 변을 각각 제어하여 박리한 경우와 비교하면 박리 강도가 높아졌지만, 박리 후의 기판을 육안으로 확인한 결과, 눈에 띄는 박리 잔류물은 확인되지 않았다. 펠리클을 박리했을 때의 최대 박리 강도는 12.3 N 이었다.
(비교예 1)
실시예 1 ∼ 3 과 동일한 순서로 펠리클을 완성, 마스크 기판에 대한 첩부, 7 일간의 정치를 실시하고, 7 일 후, 펠리클이 첩부된 마스크 기판을 상기 박리 장치에 세트하고, 로드 셀의 측정값이 최소가 되는 컴퓨터 제어를 OFF 로 하고, 4 개의 1 축 로봇 (24) 에 의한 4 개의 펠리클 프레임 지지핀 (21) 을 소정의 속도로 동시에 상승시켜, 박리 테스트를 실시하였다. 박리 속도는 실시예 1 ∼ 3 의 박리 개시 스피드와 동일하게 하여 실시했지만, 펠리클 박리시의 최대 박리 강도는 실시예 1 ∼ 3 과 비교하여 매우 높은 42.7 N 이 되어, 박리시에 수차례 박리음이 났다. 박리 후의 기판을 육안으로 확인한 결과, 최초로 박리가 시작된 부근에 박리 잔류물이 확인되었다.
(비교예 2)
실시예 1 ∼ 3 및 비교예 1 과 동일한 순서로 펠리클을 완성, 첩부, 7 일간의 정치를 실시하고, 7 일 후, 펠리클이 첩부되었던 마스크 기판을 박리 장치에 세트하고, 로드 셀의 측정값이 최소가 되는 컴퓨터 제어를 OFF 로 하고, 4 개의 1 축 로봇 (24) 에 의한 4 개의 펠리클 프레임 지지핀 (21) 을 소정의 속도로 동시에 상승시켜, 박리 테스트를 실시하였다. 박리 속도는 실시예 1 ∼ 3 의 박리 개시 스피드의 절반, 0.05 ㎜/초로 실시했지만, 최대 박리 강도는 29.5 N 으로, 박리시에 1 회 작은 박리음이 났다. 박리 후의 기판을 육안으로 확인한 결과, 최초로 박리가 시작된 부근에 약간의 박리 잔류물이 확인되었다.
(보충)
상기 서술한 실시예 1 ∼ 3 의 박리 개시 스피드는, 마스크 기판 상방을 향해 0.1 ㎜/초로 동작시켰다. 그리고, 로드 셀의 측정값이 최소가 되는 프로그램을 설치한 컴퓨터 제어를 실시하여, 이로써, 4 개 펠리클 프레임 지지핀 (21) 의 동작을, 최대 박리 스피드가 0.1 ㎜/초를 초과하지 않도록 각각 개별적으로 상승시키거나, 또는 정지 혹은 역동작시킴으로써, 점착층에 대해 박리력에 의한 부하를 작게 억제하였다. 한편, 비교예 1 에 대해서는, 4 개의 펠리클 프레임 지지핀 (21) 의 동작 박리 개시부터 종료까지 일정한 0.1 ㎜/초로 작동시켰다. 또, 비교예 2 에 대해서는 박리 개시부터 종료까지 일정한 0.05 ㎜/초로 작동시켰다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 상기 서술한 숙련된 작업자가 감지하는 감각을, 각각의 펠리클 프레임 지지핀에 형성되어 있는 로드 셀에 의해 정량적으로 파악하고, 컴퓨터로 데이터를 취득하여 각각의 1 축 로봇의 동작을 제어하여, 각각의 펠리클 프레임 지지핀의 움직임을 박리력이 최소가 되도록 컨트롤할 수 있어, 펠리클의 박리 방법 및 펠리클의 박리 장치에 유용하다.
1 : 노광 원판
10 : 펠리클
11 : 펠리클 프레임
12 : 펠리클막
13 : 펠리클막용 접착제
14 : 점착층
20 : 펠리클의 박리 장치
21 : 펠리클 프레임 지지핀
22 : 핀 지지축
23 : 로드 셀
24 : 1 축 로봇
25 : 서보 모터
26 : 피니언
27 : 래크
30 : 지그공

Claims (5)

  1. 펠리클 프레임을 갖는 펠리클이 첩착된 노광 원판으로부터 펠리클을 박리하는 펠리클의 박리 방법으로서,
    상기 펠리클 프레임의 외측면에 형성된 지그공에 펠리클 프레임 지지핀을 삽입하고, 상기 펠리클 프레임 지지핀을 상기 펠리클이 상기 노광 원판으로부터 박리되는 방향으로 이동시켜, 그 때, 상기 펠리클 프레임 지지핀에 가해지는 박리력을 측정하고, 또한, 상기 박리력이 최소가 되도록 제어하면서, 상기 펠리클을 상기 노광 원판으로부터 박리하고,
    상기 펠리클 프레임의 외측면의 상기 지그공에 삽입한 상기 펠리클 프레임 지지핀에 가해지는 상기 박리력의 측정 및 제어를, 각 상기 펠리클 프레임 지지핀에서 독립적으로 실시하는 것을 특징으로 하는 펠리클의 박리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 박리력의 제어를 실시할 때, 상기 펠리클 프레임 지지핀에 대해, 상기 펠리클이 박리되는 방향과는 상이한 동작도 실시하게 하면서 상기 펠리클을 박리하는, 펠리클의 박리 방법.
  3. 펠리클 프레임을 갖는 펠리클이 첩착된 노광 원판으로부터 펠리클을 노광 원판으로부터 박리하는 펠리클의 박리 장치로서,
    상기 펠리클 프레임의 외측면에 형성된 지그공에 삽입되어 상기 펠리클 프레임을 지지하는 복수의 펠리클 프레임 지지핀과,
    상기 펠리클 프레임 지지핀의 각각에 대응하여 형성되고, 대응하는 상기 펠리클 프레임 지지핀에 가해지는 힘을 측정하는 복수의 로드 셀과,
    상기 펠리클 프레임 지지핀의 각각에 대응하여 형성되고, 대응하는 상기 펠리클 프레임 지지핀을 독립적으로 상하 방향으로 이동시키는 복수의 1 축 로봇을 구비하고,
    상기 펠리클 프레임의 외측면의 상기 지그공에 삽입한 상기 펠리클 프레임 지지핀에 가해지는 박리력의 측정 및 제어를, 각 상기 펠리클 프레임 지지핀에서 독립적으로 실시하는 것을 특징으로 하는 펠리클의 박리 장치.
  4. 펠리클 프레임을 갖는 펠리클이 첩착된 노광 원판으로부터 펠리클을 박리하고, 상기 펠리클이 박리된 노광 원판에 새로운 펠리클을 첩착하는 펠리클 부착 노광 원판의 제조 방법으로서,
    상기 펠리클 프레임의 외측면에 형성된 지그공에 펠리클 프레임 지지핀을 삽입하고, 상기 펠리클 프레임 지지핀을 상기 펠리클이 상기 노광 원판으로부터 박리되는 방향으로 이동시켜, 그 때, 상기 펠리클 프레임 지지핀에 가해지는 박리력을 측정하고, 또한, 상기 박리력이 최소가 되도록 제어하면서, 상기 펠리클을 상기 노광 원판으로부터 박리하고,
    상기 펠리클 프레임의 외측면의 상기 지그공에 삽입한 상기 펠리클 프레임 지지핀에 가해지는 상기 박리력의 측정 및 제어를, 각 상기 펠리클 프레임 지지핀에서 독립적으로 실시하는 것을 특징으로 하는 펠리클 부착 노광 원판의 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 박리력의 제어를 실시할 때, 상기 펠리클 프레임 지지핀에 대해, 상기 펠리클이 박리되는 방향과는 상이한 동작도 실시하게 하면서 상기 펠리클을 박리하는, 펠리클 부착 노광 원판의 제조 방법.
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