KR20040057962A - 펠리클 제조 방법 및 펠리클 제조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 펠리클판에 인장 응력을 부여한 펠리클을 제조하는 데 있어서, 펠리클판과 펠리클 프레임의 재료 선택의 자유도가 있어 제조 설비의 규모 증대 및 고비용화가 적고, 생산성이 좋은 펠리클 제조 방법 및 펠리클 제조 장치를 얻는 데 있다.

펠리클판의 펠리클 프레임과의 접착 부분보다 내측인 부분에 대향하여 설치된 핫 플레이트에 의해 펠리클판과 펠리클 프레임을 접착할 때에, 펠리클판의 펠리클 프레임과의 접착 부분보다 내측인 부분을 선택적으로 가열한다.

Description

펠리클 제조 방법 및 펠리클 제조 장치{PELLICLE MANUFACTURING METHOD AND PELLICLE MANUFACTURING DEVICE}

본 발명은, 펠리클판과 펠리클 프레임을 접착하는 펠리클 제조 방법 및 펠리클 제조 장치에 관한 것이다.

반도체 집적 회로 혹은 액정 표시 장치의 제조에 있어서, 패터닝시에 패턴 원판인 포토 마스크에 이물질 및 파티클이 부착되지 않도록 펠리클을 포토 마스크의 패턴면에 부착하여 노광 작업을 행하는 것이 일반적이다. 여기서, 펠리클이라 함은, 높이 4 내지 6.3 ㎜의 펠리클 프레임에 사진 제판에서 이용되는 노광광을 투과하는 펠리클막을 접착한 것이다.

한편, 반도체 패턴의 미세화에 수반하여 사진 제판의 리소그래피에서 이용되는 노광광이 단파장화되고 있다. 패턴 치수 180 내지 250 ㎚의 반도체 장치의 제조에서는 KrF 엑시머 레이저 광원(파장 : 248 ㎚)을 이용한 리소그래피가 사용되어 왔다. 그리고, 최근의 패턴 치수 100 내지 130 ㎚의 반도체 제조에서는 ArF 엑시머 레이저 광원(파장 : 193 ㎚)을 이용한 리소그래피가 계속해서 사용되고 있다. 또한, 패턴 치수 50 내지 70 ㎚의 반도체를 제조하는 리소그래피 기술로서, F₂레이저(파장 : 157 ㎚)가 개발되고 있다.

이들 광원에 대해 투과성이나 내광성이 우수한 펠리클막이 필요해진다. 현재, KrF나 ArF 리소그래피용 펠리클막으로서 수 ㎛ 두께의 불소계 유기 폴리머막이 사용되고 있다. 그런데, 종래의 불소계 유기 폴리머막은 F2 레이저에 대해서는, 투과성은 95 ％ 이상이지만, 내광성이 나빠 실용적이지는 않다. 그래서, 이에 대신하는 펠리클로서, 두께 수백 ㎛의 합성 석영 유리 기판을 펠리클막에 이용한 무기 펠리클의 개발이 진행되고 있다. 이 무기 펠리클은 투과성이나 내광성의 점에서는 유기 펠리클에 비해 우수하지만, 두께가 수백 ㎛가 되므로 노광광의 광로에 영향을 미치고, 평면도가 리소그래피의 전사 정밀도에 영향을 미친다. 그러나, 합성 석영 유리 기판의 자중 쳐짐이나 노광 중의 진동에 의해 평면도가 유지되지 않아 전사 제도가 열화되는 문제가 있다.

이와 같은 무기 펠리클의 문제를 해결하는 방법으로서, 펠리클 프레임에 접착한 상태에서 펠리클막에 유리 기판을 이용한 것(이하, 펠리클판이라 불리움)에 인장 응력을 부여하여 평면도를 유지하는 방법이 있다. 이 인장 응력을 부여하는 방법으로서, 펠리클판에 비해 열팽창률이 작은 프레임을 이용하여 고온에서 부착하고, 상온에서 유리판에 인장 응력을 부여하는 방법이 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조). 또한, 펠리클판에 비해 열팽창률이 큰 펠리클 프레임을 이용하여 저온에서 접착하고, 상온에서 유리의 펠리클판에 인장 응력을 부여하는 방법이 있다(예를 들어, 특허 문헌 2 참조).

[특허 문헌 1]

일본 특허 공개 2002-40628호 공보

[특허 문헌 2]

일본 특허 공개 2002-40629호 공보

종래의 펠리클에서는 펠리클판에 인장 응력을 부여하기 위해 펠리클판과 펠리클 프레임에 열팽창률 계수가 다른 재료를 선택해야만 해, 재료 선택의 자유도가 작아져 있었다. 또한, 고온 혹은 저온에서 청정도가 높은 환경을 만들어 펠리클판과 펠리클 프레임을 접착해야만 해, 제조 설비가 대규모가 되어 비용이 대폭으로 높아져 있었다. 또한, 펠리클 전체의 고온화 혹은 저온화의 처리에는 시간이 걸리므로 생산성이 나빠지는 문제도 있었다.

본 발명은, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은 펠리클판에 인장 응력을 부여한 펠리클을 제조하는 데 있어서 펠리클판과 펠리클 프레임의 재료 선택의 자유도가 있고, 제조 설비의 규모 증대 및 고비용화가 적어 생산성이 좋은 펠리클 제조 방법 및 펠리클 제조 장치를 얻는 것이다.

도1은 제1 실시 형태에 있어서의 펠리클 제조 장치를 도시하는 단면도.

도2는 제2 실시 형태에 있어서의 펠리클 제조 장치를 도시하는 단면도.

도3은 제3 실시 형태에 있어서의 펠리클 제조 장치를 도시하는 단면도.

도4는 제4 실시 형태에 있어서의 펠리클 제조 장치를 도시하는 단면도.

도5는 제4 실시 형태에 있어서의 펠리클 제조 장치에서 이용되는 차폐판을 도시하는 상면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 펠리클판

3 : 펠리클 프레임

4, 10, 15 : 핫 플레이트

11 : 가스 분출구

12 : He 가스

13 : 펠리클 프레임 냉각 기구

16 : 히터

17 : 핫 플레이트 냉각 기구

20 : 적외선

21 : 적외선 램프

22 : 차폐판

본 발명에 관한 펠리클 제조 방법은 펠리클판과 펠리클 프레임을 접착할 때에 펠리클판의 펠리클 프레임과의 접착 부분보다 내측인 부분을 선택적으로 가열하도록 한 것이다.

본 발명에 관한 펠리클 제조 장치는 펠리클판과 펠리클 프레임을 접착시키는 펠리클 제조 장치에 있어서, 펠리클판의 펠리클 프레임과의 접착 부분보다 내측인부분에 대향하여 설치된 핫 플레이트를 갖는 것이다.

본 발명에 관한 다른 펠리클 제조 장치는 펠리클판과 펠리클 프레임을 접착시키는 펠리클 제조 장치에 있어서, 펠리클판에 적외선을 조사하는 적외선 램프와, 펠리클판의 펠리클 프레임과의 접착 부분으로 조사되는 적외선을 차폐하는 차폐판을 갖는 것이다. 본 발명의 그 밖의 특징은 이하에 명백하게 한다.

(제1 실시 형태)

도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 펠리클 제조 장치를 도시하는 단면도이다. 여기서 제조되는 펠리클은 F₂레이저 광원(파장 : 157 ㎚)을 이용한 리소그래피용 포토 마스크에 장착되어 포토 마스크에 이물질 및 파티클이 부착되는 것을 방지하기 위한 것이다.

도1에 있어서, 펠리클판(1)은 F₂레이저광에 대해 투과성이 높은 합성 석영 등으로 이루어지는 유리 기판으로 형성되고, 두께가 800 ㎛, 외형이 150 ㎜ × 120 ㎜이다. 이 펠리클판(1)은 그 외주부가 접촉하도록 통형의 다이(2)에 적재되어 있다. 한편, 펠리클 프레임(3)은 알루미늄 등의 재료로 형성되고, 높이가 4 ㎜, 외형이 펠리클판(1)과 동일한 150 ㎜ × 120 ㎜이다. 그리고, 펠리클판(1)의 펠리클 프레임(3)과의 접착 부분보다 내측인 부분에 대향하여 핫 플레이트(4)가 설치되어 있다. 이 핫 플레이트(4)는 펠리클판(1)과 수십 ㎛ 이격되어 있고, 50 내지 200 ℃의 범위에서 전체면에 걸쳐서 균일하게 가열되어 있다.

펠리클 프레임(3)의 하부에 접착제(5)를 도포하여 펠리클판(1)에 압박함으로써, 펠리클판(1)과 펠리클 프레임(3)은 접착된다. 이 접착시에 핫 플레이트(4)를 이용하여 펠리클판(1)의 펠리클 프레임(3)과의 접착 부분보다 내측인 부분을 선택적으로 가열한다. 이에 의해, 펠리클 프레임(3)을 상온 상태에서 가열하지 않고 펠리클판(1)을 가열할 수 있다. 그리고, 접착제(5)가 경화된 후에 펠리클판(1)을 상온으로 복귀시키면, 거의 열팽창하지 않았던 펠리클 프레임(3)은 그대로이고, 열팽창하고 있던 펠리클판(1)만이 수축되므로 펠리클판(1)에 인장 응력이 발생한다.

이상과 같이 제1 실시 형태에서는 핫 플레이트(4)를 이용하여 펠리클판에 인장 응력을 부여하고 있다. 따라서, 펠리클판과 펠리클 프레임의 재료 선택에 특별한 제한은 없고, 재료 선택의 자유도가 있다. 또한, 핫 플레이트(4)를 설치함에 따른 제조 설비의 규모 증대 및 고비용화는 적다. 그리고, 핫 플레이트(4)에 의해 펠리클판(1)은 단시간에 가열되므로 생산성이 좋다.

(제2 실시 형태)

도2는 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 펠리클 제조 장치를 도시하는 단면도이다. 도1과 동일한 구성 요소는 동일한 번호를 붙여 설명은 생략한다. 도2에 있어서, 펠리클판(1)의 펠리클 프레임(3)과의 접착 부분보다 내측인 부분에 대향하여 핫 플레이트(10)가 설치되어 있다. 이 핫 플레이트(10)의 상측 표면은 펠리클판(1)과 펠리클 프레임(3)의 접착시의 펠리클판(1)의 쳐짐에 맞추어 하방으로 오목해지도록 만곡되어 있다. 그리고, 핫 플레이트(10)는 펠리클판(1)과 수십 ㎛ 이격되어 있고, 50 내지 200 ℃의 범위에서 전체면에 걸쳐서 균일하게 가열되어 있다. 또한, 핫 플레이트(10)에는 가스 공급부의 일부로서, 무수의 미소 구멍으로이루어지는 가스 분출 구멍(11)이 마련되어 있다. 이 가스 분출 구멍(11)으로부터 펠리클판(1)과 핫 플레이트(10) 사이에 공기보다 열전도성이 높은 가스인 He 가스(12)가 공급된다. 또한, 펠리클 프레임(3)에 접촉하여 펠리클 프레임 냉각 기구(13)가 설치되어 있다.

여기서, 핫 플레이트(10)는 펠리클판(1)의 쳐짐에 맞추어 만곡되어 있으므로, 핫 플레이트(10)와 펠리클판(1)의 간격이 균일하게 되어 있다. 또한, 펠리클판(1)과 핫 플레이트(10) 사이의 공기를 He 가스(12)로 치환시키고 있다. 또한, 펠리클 프레임 냉각 기구(13)에 의해 펠리클 프레임(3)은 냉각되어 접착 중의 펠리클 프레임(3)의 열팽창을 더욱 감소시키고 있다.

이와 같은 펠리클 제조 장치를 이용하여 펠리클판(1)과 펠리클 프레임(3)의 접착시에 펠리클판(1)의 펠리클 프레임(3)과의 접착 부분보다 내측인 부분을 선택적으로 가열한다. 그리고, 접착제(5)가 경화된 후에 펠리클판(1)을 상온으로 복귀시키면, 펠리클판(1)에 인장 응력이 발생한다.

이상과 같이 제2 실시 형태에서는 제1 실시 형태와 같은 효과를 갖고, 또한 핫 플레이트(10)와 펠리클판(1)의 간격을 균일하게 함으로써, 펠리클판(1)과 핫 플레이트(10)가 접촉 또는 지나치게 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 펠리클판(1)과 핫 플레이트(10) 사이의 공기를 He 가스(12)로 치환함으로써, 핫 플레이트(10)로부터 펠리클판(1)으로의 열의 전달 효율을 높일 수 있다. 또한, 펠리클 프레임 냉각 기구(13)에 의해, 펠리클 프레임(3)의 열팽창을 더욱 감소시켜 효율적으로 펠리클판(1)에 인장 응력을 발생시킬 수 있다.

(제3 실시 형태)

도3은 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서의 펠리클 제조 장치를 도시하는 단면도이다. 도1과 동일한 구성 요소는 동일한 번호를 붙여 설명은 생략한다. 도3에 있어서, 펠리클판(1)의 펠리클 프레임(3)과의 접착 부분보다 내측인 부분에 대향하여 핫 플레이트(15)가 설치되어 있다. 이 핫 플레이트(15)의 중앙부에 접촉하여 히터(16)가 설치되고, 핫 플레이트(15)의 외주부에 핫 플레이트 냉각 기구(17)가 설치되어 있다. 이 핫 플레이트 냉각 기구(17)는 핫 플레이트(15)의 외주부의 내부에 마련된 구멍에 냉각수를 흐르게 함으로써, 핫 플레이트(15)의 주위를 수냉하는 것이다. 냉각수의 유량을 제어함으로써, 핫 플레이트 냉각 기구(17)의 냉각도를 제어할 수 있다. 또한, 직사각형의 펠리클 프레임(3)에 이용하는 직사각형의 핫 플레이트(15)의 경우에는, 세로 변과 가로 변에 따른 핫 플레이트 냉각 기구(17)를 각각 따로 제어할 수도 있다.

이와 같은 펠리클 제조 장치를 이용하여 펠리클판(1)과 펠리클 클레임(3)의 접착시에 펠리클판(1)의 펠리클 프레임(3)과의 접착 부분보다 내측인 부분을 선택적으로 가열한다. 그리고, 접착제(5)가 경화된 후에 펠리클판(1)을 상온으로 복귀시키면, 펠리클판(1)에 인장 응력이 발생한다. 또한, 이 접착시에 핫 플레이트(15)의 히터(16)와 핫 플레이트 냉각 기구(17)를 제어함으로써, 가열하는 펠리클판(1)의 펠리클 프레임(3)과의 접착 부분보다 내측인 부분 온도 분포를 제어할 수 있다.

이상과 같이 제3 실시 형태에서는 제1 실시 형태와 같은 효과를 갖는다. 그리고, 접착시의 펠리클판(1)의 온도 분포를 제어함으로써, 펠리클판(1)의 인장 응력의 크기나 면 내 분포를 제어할 수 있다. 따라서, 직사각형의 펠리클 프레임(3)에 펠리클판(1)을 접착시키는 경우라도, 펠리클판(1)의 인장 응력의 면 내 분포의 치우침을 완화하여 펠리클판(1)의 평면도나 기계적 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 핫 플레이트(15)를 중앙을 향해 온도가 높아지도록 하고 있으므로, 펠리클판(1)의 가장 쳐짐이 큰 중앙부의 온도를 높게 하여 인장 응력을 보다 효율적으로 발생시킬 수 있다.

(제4 실시 형태)

도4는 본 발명의 제4 실시 형태에 있어서의 펠리클 제조 장치를 도시하는 단면도이다. 도1과 동일한 구성 요소는 동일한 번호를 붙여 설명은 생략한다. 도4에 있어서, 펠리클판(1)에 적외선(20)을 조사하는 적외선 램프(21)와, 펠리클판(1)의 펠리클 프레임(3)과의 접착 부분으로 조사되는 적외선(20)을 차폐하는 차폐판(22)을 설치하고 있다. 또한, 여기서는 펠리클판(1)을 적재하는 다이(2)의 도시를 생략하고 있다.

펠리클판(1)과 펠리클 프레임(3)의 접착시에 적외선 램프(21)를 이용하여 펠리클판(1)의 펠리클 프레임(3)과의 접착 부분보다 내측인 부분을 선택적으로 가열한다. 그리고, 접착제(5)가 경화된 후에 펠리클판(1)을 상온으로 복귀시키면, 펠리클판(1)에 인장 응력이 발생한다. 여기서, 차폐판(22)으로서 펠리클판(1)의 펠리클 프레임(3)과의 접착 부분보다 내측인 부분을 부분적으로 차폐하는 것을 이용하면, 펠리클판(1)의 온도 분포를 제어할 수 있다. 예를 들어, 차폐판(22)으로서,도5의 (a) 또는 도5의 (b)에 도시한 바와 같은 것을 이용하면, 펠리클판(1)의 중심부를 향할수록 보다 많은 적외선(20)이 조사되도록 할 수 있다.

이상과 같이 제4 실시 형태에서는 제1 실시 형태와 같은 효과를 갖는다. 또한, 펠리클판(1)의 펠리클 프레임(3)과의 접착 부분보다 내측인 부분도 부분적으로 차폐하는 차폐판(22)을 이용하면, 제3 실시 형태와 같은 효과를 갖는다.

상기한 제1 내지 제4 실시 형태의 구성을 적절하게 조합하는 것도 가능하다. 또한, 상기 실시 형태에서는 펠리클 프레임(3)으로서 Al의 경우에 대해 서술하였지만, 그 밖의 금속, 유리, 세라믹 등의 재료라도 좋다. 그리고, 열전도용 가스로서 He에 대해 설명하였지만, 공기보다도 열전도율이 높은 가스이면 효과는 얻을 수 있다.

본 발명은 이상 설명한 바와 같이, 펠리클판에 인장 응력을 부여한 펠리클을 제조하는 데 있어서, 펠리클판과 펠리클 프레임의 재료 선택의 자유도가 있고, 제조 설비의 규모 증대 및 고비용화가 적어 생산성이 좋다.

Claims (11)

1. 펠리클판과 펠리클 프레임을 접착할 때에, 상기 펠리클판의 상기 펠리클 프레임과의 접착 부분보다 내측인 부분을 선택적으로 가열하는 것을 특징으로 하는 펠리클 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 펠리클판의 상기 펠리클 프레임과의 접착 부분보다 내측인 부분의 온도 분포를 제어하는 것을 특징으로 하는 펠리클 제조 방법.
3. 펠리클판과 펠리클 프레임을 접착시키는 펠리클 제조 장치에 있어서, 상기 펠리클판의 상기 펠리클 프레임과의 접착 부분보다 내측인 부분에 대향하여 설치된 핫 플레이트를 갖는 것을 특징으로 하는 펠리클 제조 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 펠리클판과 상기 핫 플레이트 사이에 공기보다 열전도성이 높은 가스를 공급하는 가스 공급부를 갖는 것을 특징으로 하는 펠리클 제조 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 공기보다 열전도성이 높은 가스는 He인 것을 특징으로 하는 펠리클 제조 장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 가스 공급부는 상기 핫 플레이트에 마련된 가스 분출 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 펠리클 제조 장치.
7. 제3항에 있어서, 상기 핫 플레이트는 상기 펠리클판의 쳐짐에 맞추어 만곡되어 있는 것을 특징으로 하는 펠리클 제조 장치.
8. 제3항에 있어서, 상기 펠리클 프레임을 냉각하는 펠리클 프레임 냉각 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 펠리클 제조 장치.
9. 제3항에 있어서, 상기 핫 플레이트의 중앙부에 접촉하여 설치된 히터와, 상기 핫 플레이트의 외주부에 설치된 핫 플레이트 냉각 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 펠리클 제조 장치.
10. 펠리클판과 펠리클 프레임을 접착시키는 펠리클 제조 장치에 있어서, 상기 펠리클판에 적외선을 조사하는 적외선 램프와, 상기 펠리클판의 상기 펠리클 프레임과의 접착 부분으로 조사되는 상기 적외선을 차폐하는 차폐판을 갖는 것을 특징으로 하는 펠리클 제조 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 차폐판은 상기 펠리클판의 상기 펠리클 프레임과의 접착 부분으로부터 내측인 부분으로 조사되는 상기 적외선을 부분적으로 차폐하는것을 특징으로 하는 펠리클 제조 장치.