KR20060098312A - 레티클 보호용 펠리컬 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 레티클 보호용 펠리클을 개시한다. 그의 펠리클은, 반도체 노광설비의 레티클을 보호하기 위한 레티클 보호용 펠리클에 있어서; 상기 반도체 노광설비의 광학계에서 조사되는 광을 투과시키고, 상기 레티클의 표면에 형성된 패턴 막을 외부의 요인으로부터 보호하기 위해 상기 패턴 막을 커버링하는 상기 펠리클 필름; 및 상기 레티클의 가장자리에서 상기 펠리클 필름을 지지하여 상기 펠리클 필름과 상기 레티클 표면을 소정 간격 이격시키고, 상기 레티클의 정렬 시 상기 레티클 필름을 지지하는 부분이 레티클에서 형성된 패턴에 오버랩되지 않고 상기 펠리클 필름이 상기 패턴 막을 커버링하는 면적이 가변되도록 형성된 펠리클 프레임을 포함함에 다양한 종류의 레티클에 호환하여 상기 펠리클을 사용토록 할 수 있기 생산성을 향상시킬 수 있다.

펠리클(pellicle), 레티클(reticle), 프레임(frame), 필름(film)

Description

레티클 보호용 펠리컬{Pellicle for protecting reticle}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레티클 보호용 펠리클을 개략적으로 나타낸 단면도 및 평면도.

도 2는 도 1의 가로 프레임에 형성된 삽입부를 확대하여 나타낸 평면도.

도 3은 도 2의 Ⅰ~Ⅰ'선상을 절개하여 나타낸 횡단면도.

도 4는 도 2의 Ⅱ~Ⅱ'선상을 절개하여 나타낸 종단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 레티클 110 : 패턴 막

200 : 펠리클 210 : 펠리클 필름

220 : 펠리클 프레임 222 : 가로 프레임

224 : 세로 프레임 226 : 제 1 프레임

228 : 제 2 프레임

본 발명은 반도체 노광설비에 관한 것으로, 상세하게는 반도체 노광설비의 레티클을 보호하기 위한 레티클 보호용 펠리클에 관한 것이다.

최근, 반도체 제조 업계에서는 반도체 칩의 동작 속도를 증대시키고 단위 면적당 정보 저장 능력을 증가시키기 위하여 반도체 집적 회로 공정에 적용되는 최소 선폭이 꾸준히 줄어드는 추세에 있다. 또한, 반도체 웨이퍼 상에 집적화 되는 트랜지스터와 같은 반도체 소자의 크기가 서브 하프 마이크론 이하로 축소되고 있는 시점에서 이에 따른 새로운 기술과 반도체 제조 공정이 계속적으로 도입되고 있다.

예컨대, KrF(불화 크립톤) 엑시머 레이저광(248um) 또는 ArF(불화 아르곤) 엑시머 레이저광(193㎛)와 같은 단파장의 광을 광원으로 사용한 노광공정의 도입으로 반도체 소자의 선폭 축소 고집적화가 가능하여졌다. 이와 같은 단파장의 광원을 사용하는 스테퍼(stepper) 또는 스케너(scanner)와 같은 반도체 노광설비는 반송되는 웨이퍼(wafer) 상부에 레티클(reticle)의 마스크 패턴(mask pattern)을 정렬 위치시켜 포커스 렌즈(focus lens)를 이용하여 상기 광을 선택적으로 노광시킴으로써 웨이퍼 상에 회로 패턴을 형성토록 할 수 있다.

상기 마스크 패턴은 주로 상기 반도체 노광설비에서 조사되는 상기 광의 흡수율이 우수한 검은 색계열의 크롬과 같은 금속재질로 유리 재질의 상기 레티클의 표면에 형성된다.

그러나, 상기 크롬과 같은 금속재질은 상기 유리 재질의 레티클에 안정적으로 점착(adhesion)되어 있지 못하기 때문에 상기 레티클의 폴리싱과 같은 외부의 물리적인 힘에 의해 쉽게 손상될 수 있다.

따라서, 상기 마스크 패턴이 형성된 상기 레티클 표면을 보호하는 펠리클(pellicle)을 형성하여 상기 레티클에서 유발되는 파티클(particle)과 같은 오염물질의 유발을 방지할 수 있기 때문에 외부로부터 상기 레티클에 형성된 상기 마스크 패턴이 보호될 수 있다.

상기 펠리클은 상기 레티클의 표면에 형성된 상기 마스크 패턴을 외부의 요인으로부터 보호하기 위해 상기 마스크 패턴의 패턴 막을 커버링하고, 상기 광학계에서 조사되는 광을 투과시키는 상기 펠리클 필름과, 상기 레티클의 가장자리에서 상기 펠리클 필름을 지지하여 상기 펠리클 필름과 상기 레티클 표면을 소정 간격 이격시키는 펠리클 프레임을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 펠리클 프레임은 상기 레티클 가장자리에서 접착제에 의해 접착 고정된다. 이때, 상기 접착제는 상기 펠리클의 사용시에만 선택적으로 제거될 수 있다.

따라서, 종래 기술에 따른 레티클 보호용 펠리클은 레티클 가장자리에 고정적으로 형성된 펠리클 프레임에 펠리클 필름을 커버링하여 상기 레티클의 패턴 막으로 유입되는 파티클과 같은 오염물질을 차단함으로서 레티클의 수명을 연장시킬 수 있다.

하지만, 종래 기술에 따른 레티클 보호용 펠리클은 다음과 같은 문제점이 있었다.

종래 기술의 레티클 보호용 펠리클은, 광학계를 통해 레티클에 조사되는 광이 달라지거나, 노광 공정이 이루어질 마스크 패턴의 종류가 달라짐에 따라 새로운 레티클이 요구되고, 상기 레티클이 달라질 때마다 상기 레티클에 맞는 크기의 상기 펠리클 프레임이 설계 제작되는 것과 같이 상기 펠리클 프레임이 다양한 레티클에 대하여 호환성을 갖지 못하기 때문에 생산성이 떨어지는 단점이 있었다. 예컨대, 일정한 크기의 펠리클 프레임을 상기 레티클에 장착시킬 경우, 상기 펠리클 프레임에 의해 상기 레티클에 형성된 정렬마크가 가려질 수 있기 때문에 노광 공정 불량을 야기시킬 수가 있다.

상술한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 펠리클 프레임이 다양한 레티클에 대하여 호환성을 갖도록 하여 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 레티클 보호용 펠리클을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양태(aspect)에 따라, 레티클 보호용 펠리클은, 반도체 노광설비의 레티클을 보호하기 위한 레티클 보호용 펠리클에 있어서; 상기 반도체 노광설비의 광학계에서 조사되는 광을 투과시키고, 상기 레티클의 표면에 형성된 패턴 막을 외부의 요인으로부터 보호하기 위해 상기 패턴 막을 커버링하는 상기 펠리클 필름; 및 상기 레티클의 가장자리에서 상기 펠리클 필름을 지지하여 상기 펠리클 필름과 상기 레티클 표면을 소정 간격 이격시키고, 상기 레티클의 정렬 시 상기 레티클 필름을 지지하는 부분이 레티클에서 형성된 상기 패턴에 오버랩되지 않고 상기 펠리클 필름이 상기 패턴 막을 커버링하는 면적이 가변되도록 형성된 펠리클 프레임을 포함함을 특징으로 한다.

여기서, 상기 펠리클 프레임은 상기 레티클과 동일 또는 유사한 사각형, 육각형 또는 팔각형 모양으로 형성되어 상기 레티클의 외곽에서 일정한 거리를 갖고 상기 레티클의 가장자리에 형성되고, 상기 펠리클 프레임은 상기 레티클 평면에서 사각형 모양으로 위치될 경우, 상기 사각형에서 각 한쌍의 가로축 또는 세로축 중 적어도 어느 하나의 길이가 줄어들거나 늘어남이 바람직하다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 레티클 보호용 펠리클을 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시예는 여러가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레티클 보호용 펠리클을 개략적으로 나타낸 단면도 및 평면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 레티클(100) 보호용 펠리클(200)은, 반도체 노광설비의 광학계에서 조사되는 광을 레티클(100) 또는 웨이퍼로 투과시키면서 상기 레티클(100)의 표면에 형성된 크롬과 같은 패턴 막(110)을 외부의 요인으로부터 보호하여 상기 레티클(100)의 수명을 연장시키기 위해 상기 패턴 막(110)을 커버링하는 상기 펠리클 필름(210)과, 상기 레티클(100)의 가장자리에서 상기 펠리 클 필름(210)을 지지하여 상기 펠리클 필름(210)과 상기 레티클(100) 표면을 소정 간격 이격시키고, 상기 레티클(100)의 정렬 시 상기 레티클(100) 필름을 지지하는 부분이 레티클(100)에서 형성된 상기 패턴에 오버랩되지 않고 상기 펠리클 필름(210)이 상기 패턴 막(110)을 커버링하는 면적이 가변되도록 형성된 펠리클 프레임(220)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 펠리클 필름(210)은 상기 광을 투과시킬 수 있는 비닐과 같은 투명 재질로 이루어진다. 또한, 상기 광학계에서 조사되는 상기 광이 KrF(불화 크립톤) 엑시머 레이저광(248um) 또는 ArF(불화 아르곤) 엑시머 레이저광(193㎛)과 같은 각각 서로 다른 단파장의 광으로 이루어질 경우, 상기 광의 종류에 따른 투과 특성이 우수한 펠리클 필름(210)이 사용되어야 한다. 이때, 상기 펠리클 필름(210)은 얇은 두께의 유기물질로 형성되어 두께에 따라 굴절율이 달라지거나, 투과율이 떨어지기 때문에 박막으로 형성되어야 하며, 상기 레티클(100)에 형성된 마스크 패턴에 대응하여 상기 펠리클 필름(210)이 주름지거나 굴곡이 발생되지 않도록 조심스레 다루어져야만 한다.

그리고, 상기 펠리클 필름(210)을 상기 마스크 패턴의 상기 패턴 막(110)이 형성된 상기 레티클(100)로부터 이격시키는 펠리클 프레임(220)은 상기 마스크 패턴이 존재치 않는 레티클(100)의 가장자리 전면을 둘러싸면서 상기 펠리클 프레임(220) 내부의 상기 레티클(100) 필름을 지지한다. 단, 상기 레티클(100) 또는 상기 레티클(100)에 형성된 상기 마스크 패턴을 정렬하기 위한 각종 정렬마크는 상기 레티클(100) 프레임 내부에 존재하거나, 상기 레티클(100) 프레임 외부에 존재하여도 무방하다.

일반적인 레티클(100)은 상기 반도체 노광장치의 레티클(100) 스테이지(stage)에서의 정사각형 또는 직사각형 모양을 갖도록 형성되고, 상기 레티클(100)에 형성된 상기 마스크 패턴은 상기 레티클(100)의 모양을 따라 정사각형 또는 직사각형 내부에서 형성된다.

물론, 상기 마스크 패턴의 패턴 막(110)을 보호하는 상기 펠리클 필름(210)은 상기 마스크 패턴에 대응되도록 형성되기 때문에 상기 펠리클 필름(210)을 지지하는 상기 펠리클 프레임(220)은 상기 마스크 패턴의 외곽을 따라 정사각형 또는 직사각형 모양을 갖도록 형성된다.

반면, 상기 레티클(100)을 상기 레티클(100) 스테이지에서 정렬시키고, 상기 마스크 패턴을 상기 웨이퍼 상에 대응되도록 정렬시키는 정렬마크는 상기 레티클(100)의 가장자리에 주로 형성되어 실제 웨이퍼가 노광되는 노광 공정에서는 필요치 않은 마크이기 때문에 상기 펠리클 프레임(220)의 내부 또는 외부에 위치되어도 무방하다.

상기 펠리클 프레임(220)은 상기 레티클(100)의 모양을 따라 가로 프레임(222, 예를들어 가로축)과 세로 프레임(224, 예를 들어 세로축)이 각각 쌍으로 이루어진 정사각형 또는 직사각형 모양으로 형성되고, 상기 가로 프레임(222)과 상기 세로 프레임(224)은 상기 레티클(100) 표면으로부터 상기 펠리클 필름(210)을 소정 간격 이격시켜 지지할 수 있는 높이를 갖도록 형성된다.

이때, 상기 가로 프레임(222)과 세로 프레임(224)의 높이가 서로 다를 경우, 상기 가로 프레임(222)과 세로 프레임(224)에 지지되는 상기 펠리클 필름(210)에서 주름이 생기거나 겹쳐지기 때문에 상기 가로 프레임(222)과 세로 프레임(224)의 높이는 서로 동일 또는 유사한 높이를 갖는다. 또한, 상기 가로 프레임(222)과 세로 프레임(224)은 서로 동일 또는 유사한 두께를 갖도록 형성된다.

그러나, 상기 가로 프레임(222)과 세로 프레임(224)이 고정되어 있을 경우, 상기 펠리클 프레임(220)이 다양한 마스크 패턴 및 정렬마크가 형성된 레티클(100)의 종류에 따라 호환성을 갖지 못한다.

따라서, 도 1의 화살표 방향과 같이, 상기 가로 프레임(222) 또는 세로 프레임(224)의 길이를 줄이거나 늘려 펠리클 필름(210)이 상기 레티클(100)에 형성된 마스크 패턴을 커버링 하는 면적을 가변시킴으로써 상기 레티클(100)의 종류에 따른 호환성을 갖도록 할 수 있다.

예컨대, KrF 노광설비의 경우, NIKON사, CANON사 및 ASML사에서 생산되는 레티클(100)에는 동일한 113㎜*149㎜*5㎜정도의 가로, 세로, 높이를 갖는 펠리클 프레임(220)이 설계된다. 이때, 상기 펠리클 프레임(220)은 약 2mm정도의 두께를 갖도록 형성된다.

반면, ArF 노광설비의 경우, NIKON사는 상기 펠리클 프레임(220)이 약 111mm의 가로와, 약 149mm의 세로와, 약 5mm의 높이를 갖도록 설계되어야 하고, ASML사는 약 115mm의 가로와, 약 149mm의 세로와, 약 5mm의 높이를 갖도록 설계되어야 하고, 향후 개발될 CANON사는 상기 ASML사보다 펠리클 프레임(220)의 가로가 약 0.5mm정도 증가되도록 설계되어야 한다.

상기 ArF 노광설비에서 조차 펠리클 프레임(220)의 규격이 단일화되어 있지 않고 다양하다. 이때, 상기 KrF 노광설비 및 ArF 노광설비의 레티클(100)에 사용되는 펠리클(200)의 높이와 세로 길이가 동일 또는 유사하고, 가로 길이에서만 다양하게 변화됨으로부터 펠리클 프레임(220)의 가로 길이를 변경하여 레티클(100)의 종류에 따라 호환성을 갖게됨을 알 수 있다.

또한, 상기 레티클(100) 프레임을 상기 레티클(100)에 접착시키는 접착제는 상기 펠리클 프레임(220)이 다양한 종류의 레티클(100)에서 선택적으로 접착 또는 제거될 수 있다.

따라서, 본 발명의 레티클(100) 보호용 펠리컬은, 각 한 쌍의 가로 프레임(222) 또는 세로 프레임(224)의 길이를 줄이거나 늘려 펠리클 필름(210)이 레티클(100)의 패턴 막(110)을 커버링하는 면적을 가변시키는 펠리클 프레임(220)을 구비하여 다양한 레티클(100)에 대하여 호환성을 갖도록 하기 때문에 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있다.

예컨대, 상기 각 한 쌍의 가로 프레임(222) 또는 세로 프레임(224)의 길이 조절은 각 한 쌍의 가로 프레임(222) 또는 세로 프레임(224)에 있어서 일측 프레임이 타측 프레임에 삽입되는 삽입부를 구비함으로써 원활하게 이루어질 수 있다.

도 2는 도 1의 가로 프레임(222)에 형성된 삽입부를 확대하여 나타낸 평면도이고, 도 3은 도 2의 Ⅰ~Ⅰ'선상을 절개하여 나타낸 횡단면도이고, 도 4는 도 2의 Ⅱ~Ⅱ'선상을 절개하여 나타낸 종단면도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 펠리클 프레임(220)의 삽입부는 일방향 으로 형성된 제 1 프레임(226) 내부에 상기 제 1 프레임(226)에 평행하도록 형성된 제 2 프레임(228)이 삽입되고, 상기 펠리클 필름(210)을 지지하는 상기 제 1 프레임(226)의 최고점이 상기 제 2 프레임(228)에 인접하도록 형성하여 상기 펠리클 프레임(220)에 의해 지지되는 상기 펠리클 필름(210)의 주름을 방지토록 할 수 있다.

여기서, 상기 제 2 프레임(228)은 상기 제 1 프레임(226)에 의해 감싸지는 구조를 가지며, 상기 제 2 프레임(228)의 상단은 상기 제 1 프레임(226)의 최고점과 동일 또는 유사한 높이를 갖고 평탄하게 형성된다. 상기 제 2 프레임(228)을 감싸는 상기 제 1 프레임(226)의 최고점 이외에는 상기 펠리클 필름(210)이 닫지 않도록 각 최고점을 기준으로 양측으로 라운딩(rounding)처리되어 있다.

따라서, 펠리클 프레임(220)의 삽입부는 제 1 프레임(226)의 최고점과 상기 제 2 프레임(228)의 상단이 동일 또는 유사한 높이를 갖도록 형성하여 상기 펠리클 프레임(220)에 지지되는 펠리클 필름(210)의 주름 또는 겹쳐짐을 방지할 수 있다.

또한, 상기 제 1 프레임(226)은 연장되어 상기 펠리클 프레임(220)의 세로 프레임(224) 또는 가로 프레임(222)에 결합하여 형성된다. 또한, 상기 제 2 프레임(228)은 상기 제 1 프레임(226)에 비해 상대적으로 작은 두께를 갖도록 형성되어 상기 제 1 프레임(226)에 결합되는 세로 프레임(224) 또는 가로 프레임(222)에 대향하는 프레임에 연결된다. 이때, 상기 제 2 프레임(228)은 상기 제 1 프레임(226)에 일부가 삽입되거나, 전체가 삽입될 수 있다.

그리고, 상기 제 1 프레임(226)과 제 2 프레임(228)은 각각 연장되어 결합되는 한쌍의 세로 프레임(224) 또는 가로 프레임(222)이 접착제에 의해 고정될 경우 길이 방향으로 지지되며, 상기 제 1 프레임(226)과 제 2 프레임(228)이 형성된 한쌍의 가로 프레임(222) 또는 세로 프레임(224)이 상기 접착제에 의해 고정될 경우 측면 방향으로 지지될 수 있다.

또한, 본 발명에서 개시된 발명 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 사용되어질 수 있을 것이다. 그리고, 당해 기술 분야의 숙련된 사람에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허 청구 범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다. 예컨대, 펠리클 프레임(220)은 비록 사각형 모양에 대하여 펠리클 필름(210)이 커버링하는 면적을 가변시킬 수 있도록 설명되었으나, 육각형 또는 팔각형과 같은 다각형 모양에서도 다양한 변경이 가능하다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 각 한 쌍의 가로 프레임 또는 세로 프레임의 길이를 줄이거나 늘려 펠리클 필름이 레티클의 패턴 막을 커버링하는 면적을 가변시키는 펠리클 프레임을 구비하여 다양한 레티클에 대하여 호환성을 갖도록 하기 때문에 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 반도체 노광설비의 레티클을 보호하기 위한 레티클 보호용 펠리클에 있어서;

   상기 반도체 노광설비의 광학계에서 조사되는 광을 투과시키고, 상기 레티클의 표면에 형성된 패턴 막을 외부의 요인으로부터 보호하기 위해 상기 패턴 막을 커버링하는 상기 펠리클 필름; 및

   상기 레티클의 가장자리에서 상기 펠리클 필름을 지지하여 상기 펠리클 필름과 상기 레티클 표면을 소정 간격 이격시키고, 상기 레티클의 정렬 시 상기 레티클 필름을 지지하는 부분이 레티클에서 형성된 상기 패턴에 오버랩되지 않고 상기 펠리클 필름이 상기 패턴 막을 커버링하는 면적이 가변되도록 형성된 펠리클 프레임을 포함함을 특징으로 하는 레티클 보호용 펠리클.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 펠리클 프레임은 상기 레티클과 동일 또는 유사한 사각형, 육각형 또는 팔각형 모양으로 형성되어 상기 레티클의 외곽에서 일정한 거리를 갖고 상기 레티클의 가장자리에 형성됨을 특징으로 하는 레티클 보호용 펠리컬.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 펠리클 프레임은 상기 레티클 평면에서 사각형 모양으로 위치될 경우, 상기 사각형에서 각 한쌍의 가로축 또는 세로축 중 적어도 어느 하나의 길이가 줄어들거나 늘어남을 특징으로 하는 레티클 보호용 펠리클.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 가로축 또는 세로축의 길이가 줄어들거나 늘어남은 상기 가로축 또는 세로축 각각에서 일방향으로 형성된 제 1 프레임과, 제 1 프레임에 평행한 방향으로 형성되어 상기 제 1 프레임 내부에 삽입되도록 형성된 삽입부를 포함함을 특징으로 하는 레티클 보호용 펠리클.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 제 1 프레임은 상기 제 2 프레임을 감싸며 상기 펠리클 필름이 지지되는 최고점을 상기 제 2 프레임에 인접하도록 형성되고, 상기 제 2 프레임의 상단이 상기 최고점과 동일 또는 유사한 높이를 갖도록 형성됨을 특징으로 하는 레티클 보호용 펠리클.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 제 2 프레임을 감싸는 상기 제 1 프레임의 최고점 이외에는 상기 펠리클 필름이 닫지 않도록 각 최고점을 기준으로 양측으로 라운딩처리됨을 특징으로 하는 레티클 보호용 펠리클.

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