KR20060112585A - 펠리클 프레임 - Google Patents

Abstract

포토마스크에의 점착후에 박리가 용이한 펠리클 프레임, 및 그 펠리클 프레임을 사용한 포토리소그래피용 펠리클을 제공한다.

프레임의 긴 변의 길이가 500mm이상인 대형 펠리클에 있어서, 코너부(12)로부터 50mm이내의 외측면에 적어도 1개소의 오목부(13)를 형성한 것을 특징으로 하는 펠리클 프레임이다.

또한 오목부(13)는 펠리클 프레임(11)의 외측면 전체에 5개소이상 배치되어 있는 것, 오목부(13)는 지름 1.0mm이상 3.0mm이하, 깊이 0.5mm이상이며 또한 비관통의 둥근 구멍인 것이 각각 바람직하다.

그리고, 이러한 펠리클 프레임을 사용해서 펠리클을 구성한다.

Description

펠리클 프레임{PELLICLE FRAME}

도 1은 본 발명에 의한 펠리클 프레임의 일실시형태를 나타내는 설명도이다.

도 2는 본 발명에 의한 펠리클 프레임을 유리기판으로부터 박리한 상태를 나타내는 개략적인 설명도이다.

도 3은 본 발명에 의한 펠리클 프레임에 형성된 오목부를 나타내는 설명 단면도이다.

도 4(a)는 본 발명에 의한 펠리클 프레임의 다른 실시형태를 나타내는 설명도이다.

도 4(b)는 본 발명에 의한 펠리클 프레임의 또 다른 실시형태를 나타내는 설명도이다.

도 5(a)는 박리지그에 의해 펠리클을 박리하는 상태를 나타내는 개략적인 설명도이며, 박리되기 시작하는 상태를 나타낸다.

도 5(b)는 박리지그에 의해 펠리클을 박리하는 상태를 나타내는 개략적인 설명도이며, 박리가 진행된 상태를 나타낸다.

도6은 종래의 펠리클 프레임의 예를 나타내는 설명도이다.

도7은 종래의 펠리클 프레임을 유리기판으로부터 박리한 상태를 나타내는 개략적인 설명도이다.

(부호의 설명)

11:펠리클 프레임 12:코너부

13:오목부 14:마스크 점착층

15:석영 유리기판 16:펠리클막

17:펠리클막 접착층 21:펠리클 프레임

22:코너부 23:(코너부 근방의) 오목부

24:(추가)오목부 31:펠리클 프레임

32:코너부 33:오목부

34:오목부 51:펠리클 프레임

52:오목부 53:석영 유리기판

54:박리지그 55:마스크 점착층

61:펠리클 프레임 62:코너부

63:오목부 64:마스크 점착층

65:석영 유리기판

66:(펠리클 프레임이 박리·변형되어 생긴) 간극

본 발명은, 반도체 디바이스, 프린트기판 또는 액정 디스플레이 등을 제조할 때의 먼지막이로서 사용되는 리소그래피용 펠리클, 특히 액정 디스플레이 제조에 이용되는 대형의 펠리클에 관한 것이다.

LSI 등의 반도체 디바이스 또는 액정 디스플레이 등의 제조에 있어서는, 반도체 웨이퍼 또는 액정용 유리 원판에 광을 조사해서 패턴을 제작하지만, 이 때 사용하는 포토마스크 또는 레티클(Reticle)(이하, 간단히 포토마스크라고 함)에 먼지가 부착되어 있으면, 이 먼지가 빛을 가리거나, 절곡시켜 버리므로, 전사된 패턴이 손상된다는 문제가 있었다.

이 때문에, 이들 작업은 통상 클린룸내에서 행해지고 있지만, 그래도 포토마스크를 항상 청정하게 유지하는 것은 어렵다. 그래서, 포토마스크 표면에 먼지막이로서 펠리클을 붙이는 방법이 채용되고 있다.

이 경우, 이물은 포토마스크의 표면상에는 직접 부착되지 않고, 펠리클상에 부착되므로, 리소그래피시에 초점을 포토마스크의 패턴상에 맞춰 두면, 펠리클상의 이물은 전사에 무관하게 된다.

이 펠리클은, 통상 광을 잘 투과시키는 니트로셀룰로오스, 초산 셀룰로오스 또는 불소계 수지 등으로 이루어지는 투명한 펠리클막을, 알루미늄, 스테인레스, 폴리에틸렌 등으로 이루어지는 펠리클 프레임의 상단면에 펠리클막의 양용매를 도포하고, 바람으로 건조시켜 접착하거나(특허문헌1참조), 아크릴수지나 에폭시수지 등의 접착제로 접착하고(특허문헌2, 특허문헌3참조), 또한 펠리클 프레임의 하단에는, 포토마스크에 장착하기 위한 폴리부덴수지, 폴리초산비닐수지, 아크릴수지 등으로 이루어지는 점착층, 및 점착층의 보호를 목적으로 한 이형층(세퍼레이터)이 형성된다.

또한 펠리클을 포토마스크에 점착한 상태에서, 펠리클 내부에 둘러싸여진 공간과 외부의 기압차를 없애는 것을 목적으로 해서, 펠리클 프레임의 일부에 기압조정용의 작은 구멍을 형성하고, 작은 구멍을 통해서 이동하는 공기로부터의 이물침입을 막기 위한 필터가 설치되는 일도 있다(특허문헌4참조).

펠리클을 제조할 때에는, 조립이나 반송을 위해서 펠리클 프레임을 유지할 필요가 있지만, 도6에 나타내듯이, 일반적으로는 펠리클 프레임의 외측면에 홈이나 오목부(63)를 형성하고, 여기에 핀 등을 삽입해서 유지하는 것이 행해지고 있다. 일반적으로는, 오목부는 대향한 두 변에 각 2개소씩, 총 4개소 형성된다. 이 때, 이 오목부(63)는 핀 등으로 펠리클 프레임을 유지했을 때에 상하방향의 휘어짐이 생기기 어렵도록, 코너부(62)로부터 프레임 변 길이의 20∼30%정도 떨어진 위치에 형성되는 일이 많다.

포토마스크에 점착된 후의 펠리클은, 어떠한 이유로 새로 점착할 필요가 있으면 박리하지 않으면 안되다. 그 때는, 마스크 점착층에 판상의 지그를 끼워넣어서 프레임을 들어 올려 박리하는 방법, 또는 도 5(a), (b)에 나타내듯이, 상기한 펠리클 프레임 외측면에 형성된 오목부(52)에, 핀상의 지그(54)를 끼워넣어 지레의 원리로 펠리클 프레임(51)을 들어 올려서 박리하는 방법 등이 행해지고 있다.

마스크 점착층에 판상의 지그를 끼워넣는 경우, 펠리클 프레임의 전체 둘레에 걸쳐 끼워넣기가 가능하므로, 박리하기 쉬운 끝쪽부터 차례로 박리해 갈 수 있다는 이점이 있지만, 포토마스크에 손상을 줄 우려가 있어 그다지 바람직한 것이라고는 할 수 없다.

한편, 펠리클 프레임 외측면에 형성된 오목부에 핀상의 지그를 끼워넣는 방법에서는 그러한 위험은 작다. 그러나, 이 오목부는, 상기한 바와 같이, 일반적으로는 4개소밖에 없고, 또한 위치도 박리에 사용하는 것을 고려한 위치로 되어 있는 것은 아니다. 그 때문에 변 길이가 500mm를 초과하는 대형의 펠리클의 경우, 한 번에 박리시키는 면적이 크기 때문에, 박리에 요하는 힘이 매우 커진다는 문제가 있다.

또한 박리지그로 펠리클 프레임을 들어 올리고 있는 동안에는, 펠리클 프레임이 휘고, 핀 주변의 소정 범위에서 박리되어 부상되지만, 박리지그를 빼면 펠리클 프레임은 거의 원래의 위치로 되돌아와 버려, 대부분이 다시 접착되어 버린다. 그 결과, 펠리클 전체를 박리하는 것이 매우 어렵다는 문제가 있었다.

(특허문헌1)일본 특허공개 소58-219023호 공보

(특허문헌2)미국특허 제4861402호 명세서

(특허문헌3)일본 특허공고 소63-27707호 공보

(특허문헌4)일본국 실용신안 공고 소63-39703호 공보

본 발명은 상기와 같은 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 포토마스크에의 점착후에 박리가 용이한 대형의 펠리클 프레임, 및 그 펠리클 프레임을 사용한 포토리소그래피용 펠리클을 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 프레임의 긴 변의 길이가 500mm이상 인 대형 펠리클에 있어서, 코너부로부터 50mm이내의 외측면에 적어도 1개소의 오목부를 형성한 것을 특징으로 하는 펠리클 프레임이다.

또한 오목부는 펠리클 프레임의 외측면 전체에 5개소이상 배치되어 있는 것, 오목부는 지름 1.0mm이상 3.0mm이하, 깊이 0.5mm이상이며 또한 비관통의 둥근 구멍인 것이 각각 바람직하다.

그리고, 이러한 펠리클 프레임을 사용해서 펠리클을 구성한다.

본 발명에 의하면, 긴 변의 길이가 500mm를 넘는 대형의 펠리클에 있어서도, 코너부로부터 50mm이내의 위치에 오목부를 형성함으로써, 포토마스크 기판으로부터 박리할 때에는, 코너부인 끝쪽에서부터 박리를 진행할 수 있으므로, 박리에 요하는 힘을 작게 할 수 있고, 또한 코너부 근방의 펠리클 프레임이 코너부 주변으로부터 내측에 걸쳐서, 위쪽으로 휘어지게 소성변형되어 재접착하기 어려워져, 박리가 매우 용이하게 된다. 또한 코너부 근방 이외에 배치된 오목부를 이용하면, 변 길이가 700mm를 초과하는 특히 대형의 펠리클에 대해서도 일부분씩 박리를 진행시킬 수 있으므로, 용이하게 박리할 수 있다.

이하, 도면을 참조해서 본 발명의 실시형태를 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.

도 1은, 본 발명에 의한 펠리클 프레임의 일실시형태를 나타내는 설명도, 도 2는, 본 발명에 의한 펠리클 프레임을 유리기판으로부터 박리한 상태를 나타내는 개략 설명도, 도 3은, 본 발명에 의한 펠리클 프레임에 형성한 오목부를 나타내는 설명 단면도, 도 4(a)는, 본 발명에 의한 펠리클 프레임의 다른 실시형태를 나타내 는 설명도, 도 4(b)는, 본 발명에 의한 펠리클 프레임의 또 다른 실시형태를 나타내는 설명도, 도 5는, 박리지그에 의해 펠리클을 박리하는 상태를 나타내는 개략적인 설명도이며, 도 5(a)는 박리되기 시작하는 상태, 도 5(b)는 박리가 진행된 상태를 나타낸다.

도 1에 있어서, 펠리클 프레임(11)의 긴 변에, 코너부(12)의 근방 50mm이내의 부분에 오목부(13)를 형성하고 있다.

그 때문에 이 오목부(13)에 핀 등의 박리지그를 삽입해서 박리한 경우, 도 2에 나타내듯이, 코너부부터 박리되므로, 박리에 요하는 힘을 작게 할 수 있고, 또한 펠리클 프레임이 코너부 부근에서 상방으로 소성변형해서 재접착되기 어렵게 되므로, 박리가 매우 용이하게 된다. 단, 이 오목부(13)의 위치는 코너부(12)로부터 50mm이내인 것이 필요하며, 그이상 떨어지면 박리에 필요한 박리력이 현저하게 증가되는 데다가, 코너부를 완전하게 박리시키는 것이 어렵게 되어, 원하는 효과는 얻어지지 않는다.

종래, 이러한 오목부는, 유지를 목적으로 한 것으로서 대변에 2개씩, 하중이 밸런스되는 것에 주안을 두고 위치결정되어서, 4개소 형성되는 것이 일반적이었지만, 본 발명에서는, 본래의 펠리클 프레임을 유지하는 목적의 오목부에 추가해서, 박리를 고려한 위치에 이것을 추가해서 배치하거나, 또는 박리를 고려한 오목부만을 배치함으로써, 보다 용이하게 박리를 행할 수 있게 되었다.

또한, 이 때, 오목부는 지름 1.0mm이상 3mm이하, 깊이 0.5mm이상이며, 또한, 비관통의 둥근 구멍인 것으로 하는 것이 바람직하다. 종래의 오목부는, 유지를 주 안으로 하고 있었으므로, 유지구가 결합되면 족하고, 지름도 깊이도 박리지그에 그다지 적합한 것은 아니었다.

그리고, 이러한 펠리클 프레임을 사용해서 펠리클을 구성하면, 그 펠리클은 포토마스크로부터의 박리가 매우 용이한 것으로 된다.

이 실시형태에서는, 오목부(13)를 긴 변의 코너부(12)의 근방에 배치하고 있지만, 짧은 변에 배치해도 좋다. 또한 짧은 변과 긴 변의 양쪽에 배치되어 있어도 좋다(도 4(b)). 또한, 펠리클 프레임을 유지하기 위해서 형성한 오목부와 박리에 사용하는 오목부를 별도로 형성해도 좋다(도 4(a)).

도 3은, 이 오목부의 바람직한 형상을 나타낸 단면도이며, 기본적으로 단면이 원형으로 되어 있다. 원형이기 때문에 가공이 용이하고, 통상 사용되는 원형의 핀과의 끼워맞춤도 양호하다. 또한 유지 또는 박리에 사용하는 핀과의 충분한 끼워맞춤을 고려하면, 0.5mm이상의 깊이가 바람직하다.

지름은 1mm이상 3mm이하, 특히 2∼2.5mm의 범위가 바람직하다. 1mm이하에서는 유지 또는 박리에 사용하는 핀의 강도를 유지할 수 없게 되기 쉽고, 정밀도 좋은 유지 및 박리에 있어서 요구되는 강도를 만족할 수 없게 되기 쉽다. 또, 3mm이상에서는 펠리클 프레임의 결손량이 많아져, 사용시의 강도에 문제가 생길 우려가 있는 것외에, 박리시에 오목부의 주위가 말리거나, 깨지기 쉬워져 박리를 하기 어렵게 된다는 문제점이 있을 수 있다. 또한 구멍(오목부) 저부의 형상은, 도면에 나타내는 바와 같이, 드릴 선단형상 그대로 되어 있어도 좋고, 구면이나 평면 등으로 마무리되어 있어도 좋다.

통상, 이 오목부의 크기·형상은, 전 개소가 같은 것이면 가공이 용이하지만, 예를 들면 위치 및 용도에 따라 핀의 삽입 용이함을 고려하여, 개별적으로 최적화되어 있어도 좋다.

도 4(a)는, 다른 실시형태를 나타낸 것이지만, 코너부(22) 근방의 오목부(23)의 내측에 복수의 다른 오목부(24)를 형성하고 있다. 또한 도 4(b)에서는 긴 변 뿐만 아니라 짧은 변에도 (추가)오목부(34)를 형성하고 있다. 이러한 형태이면, 변 길이가 700mm를 초과하는 특히 대형의 펠리클 프레임에 대해서도, 코너부로부터 차례로 핀을 삽입하여, 서서히 박리해 갈 수 있으므로, 포토마스크로부터의 박리를 보다 용이하게 할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는, 종래의 펠리클 프레임의 하방향으로의 휘어짐을 고려한 위치보다 상당히 외측, 코너부 근방에 오목부를 형성하고 있다. 그 때문에 핀으로 펠리클 프레임을 유지했을 때, 자체 중량에 의한 하방향으로의 휘어짐이 우려되지만, 이들 실시형태에서 나타낸 바와 같은 4개소이상의 구멍에 의해 펠리클 프레임을 유지해서 이것을 방지할 수도 있고, 또한 제조장치측에 있어서 하측으로부터 지주를 설치한다는 수단으로 용이하게 이것을 보정할 수 있다.

(실시예1)

이하, 본 발명의 실시예를 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.

도 1에 나타내는 형상의 알루미늄합금제 펠리클 프레임(11)을 기계가공에 의해 제작했다. 이 펠리클 프레임(11)의 형상은, 외부치수 782×474mm, 내부치수 768 ×456mm, 높이 5mm의 직사각형으로 했다. 여기에서, 오목부(13)는 긴 변 측면의 코너부(12)로부터 각각 36mm의 위치에, 서로 대향하는 측면에 합계 4개소 배치하고, 그 형상은 지름 2.5mm 깊이 2.5mm의 비관통의 구멍으로 했다.

이 펠리클 프레임을 세정, 건조후, 한쪽의 끝면에 펠리클막 접착제로서 실리콘 점착제, 다른쪽 끝면에 마스크 점착제로서 실리콘 점착제(상품명 KR120, 신에쓰 가가꾸 고교(주)제)를 톨루엔으로 50%로 희석해서 도포하고, 가열에 의해 건조시켰다.

또한, 불소계 폴리머(상품명 사이톱, 아사히가라스(주)제)를 스핀 코트법에 의해 800×920×두께 8mm의 직사각형 석영기판상에 막형성하고, 기판외형과 동형상의 프레임체에 접착, 박리해서 얻은 두께 약 4㎛의 펠리클막을 이 펠리클 프레임에 점착했다. 그리고, 펠리클 프레임 주위의 불필요한 막을 커터로 절단 제거해서 펠리클로 했다. 완성된 펠리클의 오목부 주변의 단면구조는 도 3과 같이 되어 있다.

도 5(a)에 나타내듯이, 이 완성된 펠리클(51)을 520×800mm×두께 8mm의 평활한 석영 유리기판(53)에 120kg의 하중으로 점착한 후, 박리지그(54)를 오목부(52)에 삽입하고, 석영 유리기판(53)으로부터의 박리를 시도했다.

그 결과, 박리지그(54)의 조작에 의해, 도 2 및 도 5(b)에 나타내는 형태로 코너부를 완전하게 박리시킬 수 있고, 4개소의 오목부 전체에 대해서 박리조작을 행한 결과, 펠리클 프레임의 각 변의 중앙부만이 박리되지 않고 남아 있는 상태로 되었다. 그 후에 펠리클 프레임을 손으로 직접 잡고 천천히 상방으로 들어 올린 결과, 석영 유리기판으로부터 완전하게 박리할 수 있었다.

(실시예2)

도4(a)에 나타내는 형상의 알루미늄합금제 펠리클 프레임(21)을 기계가공에 의해 제작했다. 이 펠리클 프레임(21)의 형상은, 실시예1과 마찬가지로 외부치수 782×474mm, 내부치수 768×456mm, 높이 5mm의 직사각형으로 했다. 여기에서, 오목부는 긴 변 측면의 코너부(22)로부터 각각 36mm의 위치에 4개소(23), 또한 코너부(22)로부터 각각 166mm의 위치에 4개소(24) 배치하고, 그 형상은 지름 2.5mm 깊이 2.5mm의 비관통의 둥근 구멍으로 했다. 그리고, 이 펠리클 프레임(21)을 세정, 건조후, 상기 실시예1과 동일한 공정으로 펠리클을 완성했다.

이 완성된 펠리클을 520×800mm×두께 8mm의 평활한 석영 유리기판에 120kg의 하중으로 점착한 후, 코너부에 가까운 곳부터, 상기 실시예1과 동일하게 해서 유리기판으로부터의 박리를 시도했다. 그 결과, 박리지그(54)의 조작에 의해 용이하게 펠리클 프레임을 들어 올릴 수 있고, 그 후에 인접하는 오목부에 차례로 이 조작을 진행시켜 간 결과, 펠리클 프레임 전체가 한번에 완전히 박리되고, 일부가 다시 접촉해서 매우 가볍게 접착되어 있는 상태로 되었다. 그 후에 펠리클 프레임을 손으로 직접 잡고 천천히 상방으로 들어 올린 결과, 유리기판으로부터 매우 용이하게 박리할 수 있었다.

(비교예)

도 6에 나타내는 형상의 알루미늄합금제 펠리클 프레임(61)을 기계가공에 의해 제작했다. 이 펠리클 프레임(61)의 형상은, 실시예1과 마찬가지로 외부치수 782×474mm, 내부치수 768×456mm, 높이 5mm의 직사각형으로 했다. 여기에서, 오목부 (63)는 긴 변 측면의 코너부(62)로부터 각각 170mm의 위치에 4개소 배치하고, 그 형상은 지름 2.5mm 깊이 2.5mm의 비관통의 둥근 구멍으로 했다. 그리고, 이 펠리클 프레임(61)을 세정, 건조후, 상기 실시예1과 동일한 공정으로 펠리클을 완성했다.

이 완성된 펠리클을 상기 실시예와 동일하게 해서 석영 유리기판에 점착하고, 박리를 시도했다. 그러자, 박리시키는데에 매우 큰 힘이 필요했을 뿐만 아니라, 도 7에 나타낸 바와 같이 오목부(63) 주변의 펠리클 프레임(61)이 약간 부상하여 간극(65)이 생겼을 뿐이며, 오목부(63) 주변의 영역을 제외하고 박리할 수 없었다. 그리고, 이 지그로는 더 이상 펠리클 프레임(61)을 상방으로 들어 올릴 수 없게 되어, 더 이상 박리가 진행되지 않는 상태로 되어 버렸다.

본 발명에 의하면, 포토마스크와 펠리클을 박리할 필요가 발생한 경우에, 용이하고 간편하고 안전하게, 큰 힘을 요하지 않고 박리할 수 있으므로, 펠리클을 사용하는 리소그래피의 기술분야에서 이용가치가 매우 높은 것으로 된다.

Claims (4)

1. 프레임의 긴 변의 길이가 500mm이상인 대형 펠리클에 있어서, 코너부로부터 50mm이내의 외측면에 1개소이상의 오목부를 형성한 것을 특징으로 하는 펠리클 프레임.
2. 프레임의 긴 변의 길이가 500mm이상인 대형 펠리클에 있어서, 외측면 전체에 5개소이상의 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 펠리클 프레임.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 오목부는 지름 1.0mm이상 3.0mm이하, 깊이 0.5mm이상이며 또한 비관통의 둥근 구멍인 것을 특징으로 하는 펠리클 프레임.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 펠리클 프레임에 의해 구성된 것을 특징으로 하는 펠리클.

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