KR20040098753A

KR20040098753A - 레티클

Info

Publication number: KR20040098753A
Application number: KR1020030030994A
Authority: KR
Inventors: 김대성
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-05-15
Filing date: 2003-05-15
Publication date: 2004-11-26

Abstract

포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 노광 장치의 레티클이 개시되어 있다. 상기 레티클은 광원으로부터 제공되는 빛을 포토레지스트 막에 선택적으로 투영시키기 위한 노광 패턴이 형성된 플레이트를 구비하고 있다. 상기 노광 패턴이 형성된 플레이트 상에 형성되며, 상기 노광 패턴이 오염물질로부터 오염되지 않도록 상기 노광 패턴을 커버하는 제1보호부를 구비하고 있다. 또한, 상기 제1보호부 상에 형성되고, 상기 제1보호부가 오염물질로부터 오염되지 않도록 상기 제1보호부를 커버하는 제2보호부를 더 포함하고 있다. 상기와 같은 구성을 레티클은 오염물질이 흡착된 펠리클막을 보다 빠르고 용이하게 교환할 수 있어 노광 공정의 스루풋을 향상시킬 수 있는 특성을 갖는다.

Description

레티클 {Reticle}

본 발명은 반도체 노광 공정에 적용되는 레티클에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 노광 공정에 적용되는 레티클 패턴의 오염을 방지할 수 있는 구조를 갖는 레티클에 관한 것이다.

근래에 컴퓨터와 같은 정보 매체의 급속한 보급에 및 반도체 장치의 비약적인 발전에 따라 반도체 소자는 고속으로 동작하는 동시에 대용량의 저장 능력을 가질 것이 요구되고 있다. 이러한 요구에 부응하여, 상기 반도체 소자는 집적도, 신뢰도 및 응답 속도 등을 향상시키는 방향으로 제조 기술이 발전됨에 따라, 상기 반도체 소자의 집적도 향상을 위한 주요한 기술인 노광(photolithography) 기술과 같은 미세 가공 기술에 대한 요구도가 엄격해지고 있는 실정이다.

상기 포토리소그래피 기술(potolithography technique)을 사용하여 반도체 집적 회로(semiconductor integrated circuit) 또는 액정 기판(liquid crystal substrate)을 제조하는 경우에는 상기 기판에 형성된 포토레지스트 막(photo resist film)이 정해진 노광 패턴(predetermined pattern)이 형성된 레티클을 적용하는 노광 공정을 수행해야 한다. 상기 이러한 노광 공정에서는 일반적으로 투영 노광 장치가 사용된다.

상기 노광 장치를 사용하여 노광을 실시하는 일 예는 미합중국 특허 제5,696,835호(issued to Hennessey et al.)에 개시되어 있다.

상기 투영 노광 장치는 광원(light source)으로부터 생성된조사광(illumination light)이 소정의 회로 패턴(prescribed circuit pattern)이 형성된 레티클(reticle)에 조사된다. 이어서, 상기 레티클로 조사된 광은 레티클을 투과하여, 상기 레티클 패턴의 형상을 갖는 이미지 상을 형성한다. 상기 레티클의 패턴 형상(reticle pattern image)을 갖는 광은 투영 광학 시스템(projection optical system)을 통과하여 상기 웨이퍼의 포토레지스트 막 상에 전사된다. 이로 인해, 상기 포토레지스트 막은 소정의 회로 패턴형상을 갖도록 노광 된다.

도 1은 종래의 반도체 노광 공정에 적용되는 레티클을 나타내는 단면도이다.

도 1을 참조하면, 상기 레티클(Reticle;20)은 노광 장치의 광원에서 제공되는 빛(Light)을 투과시킬 수 있는 재질로 이루어진 플레이트(12)와 상기 플레이트(12)로 제공되는 빛을 선택적으로 투영 및 차단시키는 노광 패턴(14)을 구비하고 있다. 또한, 상기 노광 패턴(14)이 형성된 플레이트(12) 상에 형성되고, 상기 노광 패턴(14)을 둘러싸고 있는 구조를 갖는 펠리클 프레임(Pellicle Frame;16)과, 상기 노광 패턴(14)이 먼지 등에 의해 오염되지 않게 상기 노광 패턴(14)을 커버하도록 상기 펠리클 프레임(16) 상에 부착되는 펠리클막(Pellicle;18)을 구비하고 있다.

여기서, 펠리클 프레임(160) 상면에는 접착제가 도포되어 있어 상기 펠리클막이 펠리클 프레임(160) 상면에 부착된다.

상기와 같이 펠리클막(18)을 포함하는 레티클(20)은 반도체 기판(도시하지 않음) 상에 도포된 포토레지스트 막에 레티클의 노광 패턴을 전사하기 위한 노광 공정을 수행할 때 적용된다. 이때, 상기 펠리클막(18)은 레티클의 노광 패턴을 커버하고 있기 때문에 노광 공정시 먼지등과 같은 오염 물질이 상기 노광 패턴에 흡착되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 취급 부주의로 인한 레티클의 파손을 방지할 수 있는 역할을 한다.

그러나, 상기 펠리클막을 포함하는 레티클을 적용하는 노광 공정의 시간이 점차 증가함에 따라 상기 먼지(Particle)등과 같은 오염물질이 상기 펠리클막의 표면에 흡착되는 경우가 점차 증가되고 있는 실정이다. 따라서, 상기 펠리클막의 표면에 흡착된 오염물질을 제거하기 위해서는 상기 펠리클막의 표면을 세정하는 공정을 수행하거나, 상기 펠리클 프레임에 부착된 펠리클막을 교체하는 작업을 수행하여야 한다.

여기서, 상기 펠리클막의 교체 작업은 먼저, 오염된 펠리클막을 제거한 후, 다시 세정 공정을 거친 후, 새로운 펠리클막을 상기 펠리클 프레임에 부착하는 공정으로 이루어져 있기 때문에 레티클에 형성되어있는 펠리클막을 교체하는 작업시간이 약 24 내지 48시간 정도가 소요된다.

이로 인해, 상기 포토레지스트 막을 노광하기 위한 노광 공정의 공기가 길어지고, FAB 제공이 증가되는 요인을 갖기 때문에 반도체 공정의 스루풋을 향상시키는 효과를 기대할 수 없다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제1 및 제2목적은 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 노광 공정시 레티클의 노광 패턴의 오염 방지 및 오염된 펠리클막의 교체 시간을 감소시키기 위한 구조를 갖는 레티클을 제공하는데 있다.

도 2a는 본 발명의 반도체 노광 공정에 적용되는 레티클을 나타내는 평면도이다.

도 2b는 도 2a에 도시된 본 발명의 레티클을 A-A'방향으로 절단한 단면도이다.

도 2c는 도 2b의 B에 도시된 제1보호부와 제2보호부의 구조 및 결합관계를 상세히 나타내기 위한 확대도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레티클을 포함하는 노광 장치를 설명하기 위한 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 플레이트 110 : 노광 패턴

130 : 제1프레임 140 : 제1펠리클막

150 : 제1보호부 160 : 제2프레임

170 : 제2펠리클막 180 : 제2보호부

200 : 레티클

상기 제1목적을 달성하기 위한 본 발명의 레티클은,

광원으로부터 제공되는 빛을 포토레지스트 막에 선택적으로 투영시키기 위한 노광 패턴이 형성된 플레이트;

상기 노광 패턴이 형성된 플레이트 상에 형성되고, 상기 노광 패턴이 오염물질로부터 오염되지 않도록 상기 노광 패턴을 커버하는 제1보호부; 및

상기 제1보호부 상에 형성되고, 상기 제1보호부가 오염물질로부터 오염되지 않도록 상기 제1보호부를 커버하는 제2보호부를 포함하는데 있다.

또한, 상기 제2목적을 달성하기 위한 본 발명의 레티클은,

상기 노광 패턴을 둘러싸고 있는 구조를 갖고, 상기 노광 패턴이 형성된 플레이트 제1면의 외측부에 구비되는 제1프레임;

상기 제1프레임 상에 부착되고, 상기 노광 패턴이 오염물질로부터 오염되지 않도록 상기 노광 패턴을 커버하는 제1펠리클막;

상기 제1프레임과 대응되는 위치에 해당하는 제1펠리클막 상에 구비되고, 상기 제1프레임과 대응되는 구조를 갖는 제2프레임; 및

상기 제2프레임 상에 부착되고, 상기 제1펠리클막이 오염물질로부터 오염되지 않도록 상기 제1펠리클막을 커버하는 제2펠리클막을 포함하는데 있다.

상기 제1프레임의 제1면에는 돌출부가 형성되어 있고, 상기 제1프레임의 제1면과 대응되는 제2프레임의 제2면은 삽입부가 형성되어 억지 끼움 방식으로 체결된다. 또한, 상기 제1프레임의 제1면에는 삽입부가 형성되어 있고, 상기 제1프레임의 제1면과 대응되는 제2프레임의 제2면은 돌출부가 형성되어 억지 끼움 방식으로 체결된다.

상술한 본 발명의 구성을 갖는 레티클은 노광 공정시 오염물질의 흡착으로 인한 펠리클막의 교체작업을 보다 쉽고 빠르게 수행할 수 있어 반도체 노광 공정의 스루풋을 향상 및 FAB 제공이 늘어나는 요인을 효과적으로 방지할 수 있는 특성을 지니고 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라서 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 2a는 본 발명의 반도체 노광 공정에 적용되는 레티클을 나타내는 평면도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 본 발명의 레티클을 A-A'방향으로 절단한 단면도이다.

도 2a 내지 2b를 참조하면, 본 발명의 레티클(200)은 광원으로부터 제공되는 빛을 제공받아 기판(도시하지 않음) 상에 도포되어 있는 포토레지스트 막 상으로 빛을 선택적으로 투영하여 소정의 패턴들로 이루어지는 포토레지스트 패턴을 노광하여 형성하기 위한 노광 장치에 적용된다.

본 발명의 레티클(200)은 광원으로부터 제공되는 빛을 포토레지스트 막에 선택적으로 투영시키기 위한 노광 패턴(110)이 형성된 플레이트(100)와 상기 노광 패턴(110)이 먼지 또는 파티클과 같은 오염물질로부터 오염되지 않도록 상기 노광 패턴(110)을 커버하는 제1보호부(150) 및 상기 제1보호부(150)가 먼지나 파티클과 같은 오염물질로부터 오염되지 않도록 상기 제1보호부(150)의 상면을 커버하는 제2보호부(180)로 구성되어 있다.

여기서, 상기 플레이트(100)는 노광 장치의 광원으로부터 제공되는 빛을 투과시키는 유리재질로 이루어져 있고, 그 상면에 형성되어 있는 노광 패턴은 빛을 투과시키지 않는 크롬 금속으로 형성된다.

상기 제1보호부(150)는 상기 노광 패턴(110)을 둘러싸고 있는 구조를 갖고, 상기 노광 패턴(110)이 형성된 플레이트(100) 제1면의 외측부에 구비되어 있는 제1프레임(130) 및 상기 노광 패턴이 오염물질에 의해 오염되지 않도록 상기 노광 패턴(110)을 커버하고, 상기 제1프레임(130) 상에 접착되어 있는 제1펠리클막(140)을 포함하고 있다.

또한, 상기 제2보호부(180)는 제1프레임(130)과 대응되는 구조를 갖고, 상기 제1프레임(130)과 대응되는 위치에 해당하는 제1펠리클막(140) 상에 구비되는 제2프레임(160) 및 상기 제1펠리클막(140)이 먼지 또는 파티클등의 오염물질에 의해 오염되지 않도록 상기 제1펠리클막(140)을 커버하고, 상기 제2프레임(160) 상에 접착되어 있는 제2펠리클막(170)을 포함하고 있다.

여기서, 상기 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제1보호부(150)와 제2보호부(180)는 상기 제1보호부의 제1프레임(130)과 상기 제2보호부의 제2프레임(160)이 서로 억지끼움 방식으로 체결되는 것을 특징으로 하고 있다.

상기와 같이 제2보호부(180)를 제1프레임(130)에 억지끼움 방식으로 체결하는 이유는 상기 제2보호부의 제2펠리클막이 오염될 때 상기 제2보호부를 전부 교체하는 작업이 종래의 펠리클막만을 교체 작업보다 용이할 뿐만 아니라 종래의 펠리클막 교체 시간에 비해 교체 시간이 현저하게 감소되기 때문이다.

도 2c를 참조하면, 본 발명의 레티클(도시하지 않음)은 상기 노광 패턴이 형성된 플레이트(100) 제1면의 외측부에 위치하고, 상기 노광 패턴(도시하지 않음)을 둘러싸고 있는 구조를 갖는 제1프레임(130)을 포함하고 있다. 상기 제1프레임(150) 상에 구비되고, 상기 노광 패턴(도시하지 않음)이 오염물질로부터 오염되지 않도록 상기 노광 패턴을 커버하는 제1펠리클막(140)을 포함하고 있다.

그리고, 상기 제1프레임(130)과 대응되는 위치에 존재하는 제1펠리클막(140) 상에 형성되고, 상기 제1프레임(130)과 대응되는 구조를 갖는 제2프레임(160)을 포함하고 있다. 또한, 상기 제2프레임(160) 상에 구비되고, 상기 제1펠리클막(140)이 오염물질로부터 오염되지 않도록 상기 제1펠리클막(140)을 커버하는 제2펠리클막(170)을 포함하고 있다.

상기 도 2c에 도시된 바와 같이 상기 제1프레임(130)은 상기 플레이트(100)와 면접하는 제2면(도시하지 않음)과 상기 제1펠리클막(140)과 면접하는 제1면(도시하지 않음)을 갖고, 상기 제1프레임(130)의 저면과 상면에는 접착제(190)가 도포되어 있다. 여기서, 상기 접착제(190)는 플레이트(100)와 제1펠리클막(140)을 제1프레임(130)에 부착시켜 일체형이 되도록 하는 역할을 갖는다.

또한, 상기 제2프레임(160)은 상기 제1펠리클막(140)과 면접하는 제2면(도시하지 않음)과 상기 제2펠리클막(170)과 면접하는 제1면(도시하지 않음)을 갖고, 상기 제2펠리클막(170)과 제2프레임(160) 사이에는 접착제(190)가 도포되어 있다. 여기서, 상기 접착제(190)는 상기 제2펠리클막(170)과 제2프레임(160)을 부착하여 일체형이 되도록 하는 역할을 갖는다.

그리고, 상기 제1프레임(130)과 제2프레임(160)이 억지 끼움 방식으로 결합될 수 있도록 상기 제1프레임(130)의 제1면에는 삽입부(155)가 형성되고, 상기 제2프레임(160)의 제2면에는 상기 삽입부에 억지 끼움 방식으로 체결되는 돌출부(185)가 형성되어 있다.

상기 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 제1프레임의 제1에는 돌출부가 형성되고, 상기 제2프레임의 제2면에는 상기 돌출부와 억지 끼움 방식으로 체결될 수 있는 삽입부가 형성될 수 도 있다.

이와 같이, 상기 제1프레임과 제2프레임이 억지 끼움 방식으로 체결시키는 이유는 상기 제1펠리클막의 오염을 방지하는 제2펠리클막이 먼지등에 의해 오염될 경우 상기 제2프레임과 제2펠리클막을 포함하는 제2보호부만을 교체하는 작업만을 수행하면 되기 때문이다.

즉, 상기 제2보호부를 교체하는 작업은 접착제 제거 및 펠리클막을 프레임 상에 정밀하게 부착시켜야 하는 작업을 생략할 수 있어 종래의 펠리클막만을 교체 작업보다 용이할 뿐만 아니라 종래의 펠리클막 교체시간에 비해 교체 시간이 현저하게 감소되는 효과를 얻을 수 있기 때문이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 레티클(200)에 형성된 노광 패턴(도시하지 않음) 상기 기판(W) 상에 투영시킨다. 상기 투영을 통하여 상기 레티클(200)에 형성된 레티클의 노광 패턴의 이미지가 상기 기판(W) 상에 전사된다. 이때 상기 기판(W)의 상부 면에는 상기 빛에 의해 화학적 물성이 변화하는 포토레지스트 막(280)되어 있다.

상기 노광 장치는 상기 빛을 제공하는 광원(210), 상기 빛을 집광하는 집광부(220), 노광 패턴이 형성된 레티클(200), 상기 레티클(200)을 얼라인하는 얼라인 스테이지(260), 상기 패턴의 이미지를 기판(W) 상에 축소 투영시키기 위한 렌즈부(270) 및 상기 포토레지스트 막(280)이 도포된 기판(W)을 지지하는 웨이퍼 스테이지(290)를 포함하고 있다.

상기 레티클(200)은 상기 빛을 선택적으로 투영시켜 상기 기판 상에 상기 포토레지스트 패턴들을 형성하기 위한 노광 패턴과 상기 노광 패턴을 오염을 방지하기 위한 제1보호부 및 제1보호부의 오염을 방지하고, 보호부의 교체작업이 용이하게 진행될 수 있는 제2보호부를 포함하고 있다.

상기 노광 장치의 얼라인 스테이지(260) 상에는 본 발명의 레티클(200)이 개되는데, 상기 얼라인 스테이지(260)는 상기 광원(210)과 렌즈부(270) 사이에 위치해 있다. 그리고, 상기 얼라인 스테이지(260)는 상기 레티클(200)의 노광 패턴의 표면에 상기 빛의 초점을 설정할 수 있도록 상기 레티클(200)을 이동시켜서 얼라인시킨다.

이에 따라, 상기 광원(210)으로 부터 제공되는 빛이 상기 레티클(200)과 상기 렌즈부(270)를 투과하여, 상기 레티클(200)의 노광 패턴의 이미지를 기판(W)의 포토레지스트 막(280) 상에 각각 투영된다.

그리고, 상기 웨이퍼 스테이지(290)는 기판(W)이 놓여지고, Y축 방향과, Y축에 직교하는 X축 방향과, X,Y 평면에 직교하는 Z축 방향으로 소정의 거리만큼 이동 가능하고, 상기 웨이퍼 스테이지(290)의 X, Y 및 Z 방향의 이동은 기판(W)의 포토레지스트 막 (280)상에 미세 패턴을 정확하게 얼라인시키기 위해 조절된다.

따라서, 본 발명의 레티클은 노광 패턴의 오염을 방지하기 위한 제1보호부 및 제2보호부를 포함하고 있을 뿐만 아니라 상기 제1보호부와 제2보호부가 억지 끼움 방식으로 체결되어 있다. 이 때문에 상기 제2보호부의 제2펠리클막이 오염될 경우제2보호부만을 교체하여 제1보호부에 체결시키면 되기 때문에 종래의 펠리클막만을 교체하는 작업보다 용이할 뿐만 아니라 교체시간이 현저하게 감소되는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 상기 펠리클막의 교체가 용이한 구조 및 구성을 갖는 레티클을 사용하면, 펠리클막을 교체하는 시간을 약 18 내지 36시간을 단축할 수 있어 반도체 제조 공정의 스루풋을 향상시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

광원으로부터 제공되는 빛을 포토레지스트 막에 선택적으로 투영시키기 위한 노광 패턴이 형성된 플레이트;

상기 노광 패턴이 형성된 플레이트 상에 형성되고, 상기 노광 패턴이 오염물질로부터 오염되지 않도록 상기 노광 패턴을 커버하는 제1보호부; 및

상기 제1보호부 상에 형성되고, 상기 제1보호부가 오염물질로부터 오염되지 않도록 상기 제1보호부를 커버하는 제2보호부를 포함하는 노광 장치의 레티클.
제1항에 있어서, 상기 제1보호부는,

상기 노광 패턴을 둘러싸고 있는 구조를 갖고, 상기 노광 패턴이 형성된 플레이트 제1면의 외측부에 구비되어 있는 제1프레임; 및

상기 노광 패턴이 커버되도록 상기 제1프레임 상에 접착되는 제1펠리클막을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치의 레티클.
제2항에 있어서, 제2보호부는,

상기 제1프레임과 대응되는 구조를 갖고, 상기 제1프레임과 대응되는 위치에 해당하는 제1펠리클막 상에 구비되는 제2프레임; 및

상기 제1펠리클막이 커버되도록 상기 제2프레임 상에 접착되는 제2펠리클막을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치의 레티클.
제3항에 있어서, 상기 제1프레임과 상기 제2프레임은 억지 끼움 방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 노광 장치의 레티클.
제4항에 있어서, 상기 제1프레임의 제1면에는 돌출부가 형성되어 있고, 상기 제1프레임의 제1면과 대응되는 제2프레임의 제2면은 삽입부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치의 레티클.
제4항에 있어서, 상기 제1프레임의 제1면에는 삽입부가 형성되어 있고, 상기 제1프레임의 제1면과 대응되는 제2프레임의 제2면은 돌출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치의 레티클.
광원으로부터 제공되는 빛을 포토레지스트 막에 선택적으로 투영시키기 위한 노광 패턴이 형성된 플레이트;

상기 노광 패턴을 둘러싸고 있는 구조를 갖고, 상기 노광 패턴이 형성된 플레이트 제1면 외측부에 구비되는 제1프레임;

상기 제1프레임 상에 부착되고, 상기 노광 패턴이 오염물질로부터 오염되지 않도록 상기 노광 패턴을 커버하는 제1펠리클막;

상기 제1프레임과 대응되는 위치에 해당하는 제1펠리클막 상에 구비되고, 상기 제1프레임과 대응되는 구조를 갖는 제2프레임; 및

상기 제2프레임 상에 부착되고, 상기 제1펠리클막이 오염물질로부터 오염되지 않도록 상기 제1펠리클막을 커버하는 제2펠리클막을 포함하는 노광 장치의 레티클.
제7항에 있어서, 상기 제1프레임은 상기 플레이트와 면접하는 제2면과 상기 제1펠리클막과 면접하는 제1면을 갖고, 상기 제1프레임의 제2면과 제1면에는 접착제가 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치의 레티클.
제7항에 있어서, 상기 제2프레임은 상기 제1펠리클막과 면접하는 제2면과 상기 제2펠리클막과 면접하는 제1을 갖고, 상기 제2프레임의 제2면과 제1면에는 접착제가 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치의 레티클.
제8항 또는 제10항에 있어서, 상기 제1프레임과 제2프레임과 억지 끼움 방식으로 체결되는 것을 특징으로 하는 노광 장치의 레티클.