KR20050003293A - 반도체 소자 제조용 포토 마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 펠리클 프레임을 마스크에 부착하기 위한 접착제를 사용하지 않고 펠리클 프레임 고정 손잡이를 사용하여 탈부착의 용이성을 확보한 반도체 소자 제조용 포토 마스크에 관한 것으로, 반도체 소자의 제조를 위한 패턴의 전사를 위한 마스크 원판과, 상기 마스크 원판의 보호를 위하여 마스크 원판상에 구성되는 펠리클 및 펠리클의 지지를 위한 펠리클 프레임과, 펠리클을 마스크 원판에 탈부착하기 위하여 상기 펠리클 프레임의 양단에 돌출 구성되는 프레임 고정부 및 프레임 고정부의 회전축에 연결 구성되는 펠리클 고정용 핀을 포함한다.

Description

반도체 소자 제조용 포토 마스크 {Photo mask for fabricating of semiconductor device}

본 발명은 반도체 소자 제조용 마스크에 관한 것으로, 구체적으로 펠리클 프레임을 마스크에 부착하기 위한 접착제를 사용하지 않고 펠리클 프레임 고정 손잡이를 사용하여 탈부착의 용이성을 확보한 반도체 소자 제조용 포토 마스크에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 장치의 제조에 있어서는 반도체 웨이퍼에 빛을 조사하여 패터닝하고 있지만, 이 경우에 사용하는 노광 원판(mask)에 먼지가 부착되어 있으면, 이 먼지가 빛을 흡수하거나 빛을 반사하는 것에 의해 전사한 패터닝이 변형될 수 있다.

클린룸 내에서도 노광 원판을 항상 정상으로 유지하는 것이 어렵기 때문에, 노광원판의 표면에 먼지가 부착되는 것을 막기 위하여 노광용 빛을 잘 통과시키는 펠리클(마스크 보호막)을 점착하는 방법이 행해지고 있다.

이하에서 첨부된 도면을 참고하여 종래 기술의 반도체 소자의 제조를 위한 포토 마스크에 관하여 설명한다.

마스크를 이용한 미세 패턴 형성 공정은 리소그래피(Lithography) 기술이 이용되고 있다. 이러한 리소그래피 기술은 식각 대상물 상에 감광막을 형성한 후에, 노광 및 현상 공정을 수행하여 감광막 패턴을 형성하고, 이어서, 감광막 패턴을 베리어로 하는 식각 공정으로 노출된 식각 대상물 부분을 식각함으로써, 요구되는 패턴을 형성하는 기술이다.

반도체 소자의 집적도가 향상됨에 따라, 패턴의 폭이 감소되고 있는 실정에서, 상기와 같은 노광 장비로는 고집적 반도체 소자에서 요구되는 미세 패턴을 형성할 수 없다.

따라서, 최근에는 i-라인보다도 더 짧은 파장, 예를 들면, 248㎚ KrF 노광 장비를 이용하는 DUV(Deep Ultra Violet) 공정이 제안되었다.

한편, 노광 공정시에는 소위 레티클(Reticle)이라 불리는 노광 마스크가 사용되며, 이러한 노광 마스크는 통상 투명도가 우수한 석영(Quartz) 재질의 기판 상에 빛의 차단 기능을 하는 크롬(Cr) 패턴을 형성하여 제작한다.

그러나, 일반적인 노광 마스크는 248㎚ KrF 노광 장비를 이용하는 DUV 공정에서 사용할 수 없기 때문에, 이러한 노광 공정에서 사용하기 위한 다양한 노광 마스크들이 제안되고 있다.

종래 기술의 마스크 구조는 다음과 같다.

도 1은 종래 기술의 반도체 소자의 제조를 위한 포토 마스크의 구성도이다.

마스크 원판(1)상에 펠리클(4)이 구성되는데 펠리클(4)은 펠리클 프레임(2)에 의해 지지되고 펠리클 프레임(2)은 마스크 접착제(3)에 의해 마스크 원판(1)에 부착된다.

펠리클(4)은 예를 들어 접착체를 사용하여 마스크에 점착할 때, 마스크등과 보호체 사이에 틈이 없는 것이 요구된다.

그러므로 펠리클 프레임의 전 주변과 전 저면을 틈이 없이 기판에 접착시켜서 밀봉(완전봉합)하여 먼지등의 통로가 되는 틈이 형성되는 것을 방지하는 것이 요구된다.

그러나 마스크에 펠리클을 압착 점착하는 동안 변형될 수 있다. 약간의 변형이 있을때에도 마스크를 노광하여 마스크 패턴을 반도체 웨이퍼에 전사시에 패턴의 이중 촬영 또는 부분 확대가 발생하여 불량품이 나오는 문제점이 나타날 수 있다.

또한, 펠리클 클수록 마스크 보호체를 마스크에 점착시키는데 필요한 힘이 더 커야 하므로 불량품이 생산되는 위험이 증가되는 문제점이 있다.

그리고 집적 회로의 선폭의 미세화 등이 요구되고 있기 때문에 단파장의 노광 광원을 사용하는 것이 매우 요구되고 있으나, 이와 같은 단파장의 자외선을 사용한 경우에는 셀룰로오스 등의 종래의 펠리클막은 열화가 심하여, 충분한 내구성을 얻을 수 없었다.

그 때문에 최근, 불소계 중합체를 포함하는 펠리클막이 사용되고 있지만, 불소계 중합체는 박리성이 우수하기 때문에 종래의 펠리클막을 펠리클 프레임에 접착하는 데 사용되어 왔던 에폭시계 접착제로는 실용적인 접착력을 얻을 수 없었다.

또한, 에폭시계 접착제는 단파장의 자외선에 대하여 충분한 내광성을 갖고 있지 않았다.

종래 기술에서는 이러한 불소계 중합체를 포함하는 펠리클막의 접착제에 대한 문제를 해결하기 위해, 불소계 유기물을 포함하는 펠리클막을 동일 불소계 유기물을 포함하는 접착제로 펠리클 프레임에 접착하여 이루어지는 펠리클도 제안되고 있다.

그러나 이와 같은 종래 기술의 반도체 소자 제조용 포토 마스크는 다음과 같은 문제점이 있다.

종래 기술에서는 반도체 제조용 포토 마스크를 보호하기 위해 장착하는 펠리크을 마스크에 부착할 때 접착제를 사용하여 부착하게 된다. 이는 사용이 간편하나 떼어내기 어려운 단점이 있다.

즉, 붙이는 것을 목적으로 한 접착제이기 때문에 떼는 데 많은 힘이 필요하며 떼어낸 후 접착제가 남는 단점이 있다.

이러한 종래 기술의 펠리클의 접착 공정이 번거롭고, 또한 열을 더 높이기 때문에 프레임 등의 부재에 왜곡이 발생하는 등의 문제가 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 반도체 소자 제조용 포토 마스크의 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로, 펠리클 프레임을 마스크에 부착하기 위한 접착제를 사용하지 않고 펠리클 프레임 고정 손잡이를 사용하여 탈부착의 용이성을 확보한 반도체 소자 제조용 포토 마스크를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술의 반도체 소자의 제조를 위한 포토 마스크의 구성도

도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조를 위한 포토 마스크의 구성도

- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

21: 마스크 원판 22: 펠리클 프레임

23: 봉입 물질 24: 펠리클

25a: 프레임 고정부 25b: 회전축

25c: 펠리클 고정용 핀

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 포토 마스크는 반도체 소자의 제조를 위한 패턴의 전사를 위한 마스크 원판과, 상기 마스크 원판의 보호를 위하여 마스크 원판상에 구성되는 펠리클 및 펠리클의 지지를 위한 펠리클 프레임과, 상기 펠리클 프레임의 양단에 돌출 구성되는 프레임 고정부 및 프레임 고정부의 회전축에 연결 구성되는 펠리클 고정용 핀을 포함하고, 상기 펠리클 고정용 핀에 의해 펠리클이 마스크 원판에 고정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 이하에서의 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 포토 마스크의 바람직한 실시예에 관하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조를 위한 포토 마스크의 구성도이다.

본 발명은 메모리 소자 및 시스템 IC 반도체 소자의 제조시에 사용되는 공정 중 리소그라피(lithography) 공정에 사용되는 축소 노광용 마스크 제조 기술을 제공한다.

본 발명은 펠리클 프레임(pellicle frame)을 마스크에 부착시 접착제를 사용하지 않고 밀폐 용기와 같은 방식의 고정 손잡이를 이용하여 탈부착 한다.

그 구성은 도 2a에서와 같이, 패턴을 전사하기 위한 마스크 원판(21)상에 마스크 원판(21)을 보호하기 위한 펠리클(24)이 구성되는데 펠리클(24)은 펠리클 프레임(22)에 의해 지지되고 펠리클 프레임(22)은 물리화학적인 방법이 아닌 기계적인 부속물인 고정 손잡이를 사용하여 마스크 원판(21)에 고정된다

그리고 마스크 원판(21)과 펠리클 프레임(22)사이에는 봉입 물질(Sealing material)(23)이 위치하여 펠리클 프레임(22)의 전 주변과 전 저면을 틈이 없이 기판에 접착시켜서 밀봉(완전봉합)하여 먼지 등의 통로가 되는 틈이 형성되는 것을 방지한다.

그리고 펠리클 프레임(22)에는 회전축(25b)을 갖는 프레임 고정부(25a)가 돌출 구성되고 프레임 고정부(25a)의 회전축에 펠리클 고정용 핀(25c)이 연결 구성된다.

이와 같이 구성되는 펠리클 고정 수단에 의해 도 2b에서와 같이, 펠리클은 부착제의 사용없이 마스크 원판에 고정된다.

여기서, 펠리클 고정용 핀(25c)은 펠리클 프레임(22)의 일부로 작동하거나 따로 탈부착하는 것이 가능하다.

펠리클 고정용 핀(25c)은 끝단이 마스크 원판(21)을 고정할 수 있는 형태로 꺽여진 구조이고 길이는 펠리클 프레임(22)을 마스크 원판(21)에 완전히 합착할 수 있는 정도의 길이를 갖는다.

반도체 제조용 포토마스크를 보호하기 위해 사용되고 있는 펠리클은 펠리클 내의 이물 발생, 펠리클 자체의 수명 등에 기인하여 떼어 내게 되는데, 본 발명은 접착제를 전혀 사용하지 않으므로 떼어낸 후 잔존하는 접착제에 의한 오염을 방지 할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 포토 마스크는 다음과 같은 효과가 있다.

펠리클 프레임을 기계적으로 마스크에 합착할 수 있도록 펠리클 고정용 핀을 구성하여 이물 발생, 펠리클 자체의 수명 등에 의해 펠리클을 제거하는 공정이 용이하고, 잔존하는 접착제가 없으므로 오염을 방지할 수 있다.

또한, 펠리클의 부착시에도 접착제를 사용할 때와 같이 높은 압력을 가할 필요없이 간단하게 부착할 수 있어 압력에 의한 마스크 변형 등을 방지한다.

이는 패턴 왜곡을 방지하여 반도체 소자의 수율을 향상시키는 효과를 갖는다.

Claims (3)

1. 반도체 소자의 제조를 위한 패턴의 전사를 위한 마스크 원판과,

   상기 마스크 원판의 보호를 위하여 마스크 원판상에 구성되는 펠리클 및 펠리클의 지지를 위한 펠리클 프레임과,

   상기 펠리클을 마스크 원판에 탈부착하기 위하여, 상기 펠리클 프레임의 양단에 돌출 구성되는 프레임 고정부 및 프레임 고정부의 회전축에 연결 구성되는 펠리클 고정용 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조용 포토 마스크.
2. 제 1 항에 있어서, 펠리클 고정용 핀은 펠리클 프레임의 일부로 작동하거나 따로 탈부착하는 것이 가능하고, 끝단이 마스크 원판을 고정할 수 있는 형태로 꺽여진 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조용 포토 마스크.
3. 제 1 항에 있어서, 마스크 원판과 펠리클 프레임사이에는 봉입 물질이 위치하여 펠리클 프레임을 마스크 원판과 밀봉하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조용 포토 마스크.