KR20060129745A - 레티클 보호용 펠리클 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생산 수율을 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, 사각형 모양으로 형성된 상기 레티클의 가로와 세로에 대응되는 변을 갖고, 상기 레티클의 모서리에서 인접한 위치에서 상기 사각형의 대각선에 대응되는 변을 갖는 팔각형 모양을 갖도록 형성된 펠리클 프레임을 포함함에 의해 상기 레티클의 모서리에 대응되는 상기 펠리클 프레임에 의해 종래에 유발되는 상기 펠리클 필름의 주름 또는 굴곡을 제거시켜 상기 주름 또는 굴곡에 의한 노광공정 불량을 방지할 수 있기 때문에 생산 수율을 향상시킬 수 있다.

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

Description

레티클 보호용 펠리클{Pellicle for protecting reticle}

도 1은 종래 기술에 따른 레티클 보호용 펠리클을 나타내는 평면도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레티클 보호용 펠리클을 개략적으로 나타낸 평면도.

도 3은 도 2의 I~I'선상을 취하여 나타낸 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 레티클 110 : 마스크 패턴

200 : 펠리클 210 : 펠리클 필름

220 : 펠리클 프레임 222 : 가로 프레임

224 : 세로 프레임 226 : 대각선 프레임

228 : 접착제

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.

이하, 도면을 참조하여 레티클 보호용 펠리클을 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 따른 레티클 보호용 펠리클(20)을 나타내는 평면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 레티클(10) 보호용 펠리클(20)은, 상기 레티클(10)의 표면에 형성된 상기 마스크 패턴(11)을 외부의 요인으로부터 보호하기 위해 상기 마스크 패턴(11)의 패턴 막을 커버링하고, 상기 광학계에서 조사되는 광을 투과시키는 상기 펠리클 필름(21)과, 상기 레티클(10)의 가장자리에서 상기 펠리클 필름(21)을 지지하여 상기 펠리클 필름(21)과 상기 레티클(10) 표면을 소정 간격 이격시키는 상기 레티클(10)과 동일 또는 유사한 모양의 사각형 모양으로 형성된 펠리클 프레임(22)을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 펠리클 필름(21)은 상기 광학계에서 조사되는 광을 투과시키는 투명한 비닐과 유사한 재질로 형성되어 있다.

또한, 상기 펠리클 프레임(22)은 사각형의 가로 및 세로에 해당되는 가로 프레임(230)(23)과 상기 가로 프레임(23)에 수직하는 세로 프레임(24)을 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 펠리클 프레임(22)은 상기 레티클(10) 가장자리에서 접착제(도시되지 않음)에 의해 접착 고정된다. 상기 접착제는 상기 펠리클(20)의 사용 시에만 선택적으로 사용되거나 제거될 수 있다.

따라서, 종래 기술에 따른 레티클(10) 보호용 펠리클(20)은 레티클(10) 가장 자리에 고정적으로 형성된 펠리클 프레임(22)에 펠리클 필름(21)을 커버링하여 상기 레티클(10)에 형성된 마스크 패턴(11)의 패턴 막으로 유입되는 파티클과 같은 오염물질을 차단함으로서 레티클(10)의 수명을 연장시킬 수 있다.

하지만, 종래 기술에 따른 레티클(10) 보호용 펠리클(20)은 다음과 같은 문제점이 있었다.

종래 기술의 레티클(10) 보호용 펠리클(20)은, 펠리클 프레임(22)에 지지되는 펠리클 필름(21)이 사각형 모양의 레티클(10)과 펠리클 프레임(22)에 대응되도록 위치되어야 하나, 상기 펠리클 필름(21)이 상기 사각형의 가로 및 세로 방향으로 팽창되어 상기 펠리클 프레임(22)에 지지되는 과정에서 상기 사각형의 모서리에서 주름이 발생되고 상기 주름에 의해 상기 펠리클 필름(21)을 통과하는 광량이 달라져 레티클(10) 노광 공정 불량이 야기될 수 있기 때문에 생산 수율이 떨어지는 단점이 있었다.

상술한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 사각형 모양의 레티클(10)의 모서리에 대응되는 펠리클 프레임(22)의 모서리에서 펠리클 필름(21)이 주름지는 것을 방지하고, 상기 주름에 의한 레티클(10) 노광 공정 불량을 방지토록 하여 생산 수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 레티클(10) 보호용 펠리클(20)을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양태(aspect)에 따른 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, 사각형 모양으로 형성된 상기 레티클의 가로와 세로에 대응되는 변을 갖고, 상기 레티클의 모서리에서 인접한 위치에서 상기 사각형의 대각선에 대응되는 변을 갖는 팔각형 모양을 갖도록 형성된 펠리클 프레임을 포함함을 특징으로 한다.

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 2는 본 발명의 실시예에 따른 레티클(100) 보호용 펠리클(200)을 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 3은 도 2의 I~I'선상을 취하여 나타낸 단면도이다.

도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 레티클(100) 보호용 펠리클(200)(200)은, 반도체 노광설비의 광학계에서 조사되는 광을 레티클(100) 또는 웨 이퍼로 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 펠리클 필름(210)을 지지하여 상기 펠리클 필름(210)과 상기 레티클(100) 표면을 소정 간격 이격시키고, 사각형 모양으로 형성된 상기 레티클(100)의 가로와 세로에 대응되는 변을 갖고, 상기 레티클(100)의 모서리에서 인접한 위치에서 상기 사각형의 대각선에 대응되는 변을 갖는 팔각형 모양을 갖도록 형성된 펠리클 프레임(220)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 펠리클 필름(210)은 상기 광을 투과시킬 수 있는 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 패턴(110)에 대응하여 상기 펠리클 필름(210)이 주름지거나 굴곡이 발생되지 않도록 조심스레 다루어져야만 한다.

예컨대, 상기 펠리클 필름(210)은 에틸렌(CH₂=CH₂)의 1개의 H가 다른 기(基)와 대치된 화합물을 나타내는 투명 재질의 비닐로 이루어질 수 있으며, 상기 비닐은 소정의 외력으로부터 변형되거나 복원되려는 고유의 탄성을 갖고 있다.

이때, 상기 비닐은 특정방향으로 과도한 상기 외력이 발생될 경우, 상기 외력에 수직하는 방향으로 주름 또는 굴곡이 유발되기 때문에 상기 주름 또는 굴곡을 제거하기 위해 상기 외력에 수직인 방향으로 상기 외력과 동일 또는 유사한 크기의 다른 외력이 요구된다. 또한, 상기 비닐은 상기 레티클(100)을 중심으로 전면에서 동일 또는 유사한 외력이 주어져야만 주름 또는 굴곡이 제거될 수 있다.

그리고, 상기 펠리클 필름(210)을 상기 마스크 패턴(110)의 상기 패턴 막(110)이 형성된 상기 레티클(100)로부터 이격시키는 펠리클 프레임(220)은 상기 마스크 패턴(110)이 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 패턴(110)을 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 패턴(110)은 상기 레티클(100)의 모양을 따라 정사각형 또는 직사각형 내부에서 형성된다.

물론, 상기 마스크 패턴(110)의 패턴 막(110)을 대기중의 파티클과 같은 오염물질로부터 보호하는 상기 펠리클 필름(210)은 상기 마스크 패턴(110)에 대응되도록 형성되기 때문에 상기 펠리클 필름(210)을 지지하는 상기 펠리클 프레임(220)은 상기 마스크 패턴(110)의 외곽을 따라 정사각형 또는 직사각형 모양을 갖도록 형성될 수 있다.

그러나, 상기 펠리클 필름(210)이 사각형 모양으로 형성된 상기 펠리클 프레임(220) 상에서 펼쳐질 경우, 사각형의 가로변과 세로변으로 외력이 가해지고, 상기 사각형의 대각선으로 가해지는 외력이 상기 가로변과 세로변에 가해지는 외력보다 상대적으로 줄어들기 때문에 상기 대각선 방향 또는 상기 대각선의 수직하는 방향으로 주름 또는 굴곡이 형성된다.

따라서, 상기 사각형 모양으로 형성된 레티클(100)의 모서리에서 상기 사각형의 대각선 방향에 평행한 방향으로 형성된 변을 갖는 팔각형 모양으로 상기 펠리클 프레임(220)을 형성하여 상기 사각형 모양으로 형성된 상기 레티클(100)의 모서리에 대응되는 방향으로 외력이 가해질 수 있고, 상기 사각형의 모서리 방향으로 가해지는 외력에 의해 상기 펠리클 필름(210)이 주름 또는 굴곡 없이 균일하게 팽창될 수 있다.

이때, 상기 팔각형에서 상기 사각형의 대각선에 평행한 방향으로 형성된 변은 상기 레티클(100)의 모서리에 형성된 마스크 패턴(110)을 둘러싸고 형성될 수 있으나, 상기 마스크 패턴(110)을 외부에 두고 형성될 수도 있다.

예컨대, 트랜지스터와 같은 능동소자를 형성하기 위한 마스크 패턴(110)은 상기 펠리클 프레임(220) 내부에만 형성될 수 있으나, 상기 레티클(100)을 상기 레티클(100) 스테이지에서 정렬시키고, 상기 마스크 패턴(110)을 상기 웨이퍼 상에 대응되도록 정렬시키는 정렬마크는 상기 레티클(100)의 가장자리에 주로 형성되어 실제 웨이퍼가 노광되는 노광 공정에서는 필요치 않은 마크이기 때문에 상기 펠리 클 프레임(220)의 내부 또는 외부중 어디에 형성되어도 무방하다.

또한, 팔각형 모양으로 형성된 상기 펠리클 프레임(220)은 사각형 모양으로 형성된 상기 레티클(100)의 가로변과 세로변에 대응되는 가로 프레임(222, 예를들어 가로축)과 세로 프레임(224, 예를 들어 세로축) 및 상기 사각형의 대각선에 대응되는 대각선 프레임(226)을 포함하여 이루어진다.

따라서, 따라서, 본 발명에 따른 레티클(100) 보호용 펠리클(200)은 사각형 모양으로 형성된 레티클(100)의 모서리에 대응되는 위치에서 펠리클 필름(210)을 소정의 외력이 가해질 수 있는 대각선 프레임(220)을 구비하여 주름 또는 굴곡을 방지하거나, 사각형 모양으로 형성된 종래의 펠리클 모서리에서 상기 펠리클 필름(210)을 소정의 인장력으로 지지할 수 있다.

또한, 상기 가로 프레임(222), 상기 세로 프레임(224), 및 대각선 프레임(226)은 상기 레티클(100) 표면으로부터 상기 펠리클 필름(210)을 소정 간격 이격시켜 지지할 수 있는 높이를 갖도록 형성된다.

이때, 상기 가로 프레임(222), 세로 프레임(224) 및, 대각선 프레임(226)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.

예컨대, 상기 가로 프레임(222)과 세로 프레임(224)은 각각 2개가 서로 평행 하게 형성되며, 상기 가로 프레임(222)과 세로 프레임(224)이 연장되어 만나는 모서리 부분에 형성되는 대각선 프레임(226)은 서로 평행하여 마주보도록 두 개의 쌍으로 4개가 형성된다. 따라서, 본 발명에 따른 레티클(100) 보호용 펠리클(200)은 종래의 사각형 모양의 펠리클 프레임의 모서리부분에 대각선 프레임(226)을 형성하여 곡률을 높임으로서 펠리클 프레임(220)에 지지되는 펠리클 필름(210)의 인장력을 사각형 모양으로 형성된 레티클(100)의 모서리에 대응하여 높일 수 있고, 상기 인장력에 의한 주름 또는 굴곡을 방지토록 할 수 있다.

이때, 상기 펠리클 프레임(220)은 KrF 또는 ArF와 같은 노광설비의 광원과, 제조사에 따라 조금씩의 차이는 있지만, 상기 레티클(100)에는 120㎜*149㎜*5㎜정도로 설계된다. 여기서, 상기 펠리클 프레임(220)은 각각 약 120mm정도의 가로 프레임(222)과, 149mm정도의 세로 프레임(224)과, 5mm정도의 높이를 갖도록 형성된다. 상기 가로 프레임(222)과 세로 프레임(224)이 서로 연장되어 만나는 모서리 부분에 약 3 내지 5mm정도의 크기를 갖고 서로 평행한 두 쌍의 대각선 프레임(226)이 형성된다. 또한, 상기 펠리클 프레임(220)의 두께는 약 2mm정도로 형성된다.

예컨대, 상기 대각선 프레임(226)이 약 3mm정도의 크기로 형성될 경우, 상기 가로 프레임(222)은 약 114mm정도의 크기를 갖고, 상기 세로 프레임(224)은 약 143mm정도의 크기를 갖도록 형성된다. 따라서, 상기 대각선 프레임(226)은 상기 펠리클 필름(210)이 상기 사각형 모양의 레티클(100) 모서리 방향으로 소정 크기의 외력이 발생되어도 주름 또는 굴곡을 유발시키지 않거나 손상되지 않을 정도의 크기 즉, 상기 가로 프레임(222) 및 세로 프레임(224)에 비해 과도하게 작은 크기로 형성되어도 무방하다.

또한, 상기 레티클(100) 프레임을 상기 레티클(100)에 접착시키는 접착제(228)는 상기 펠리클 프레임(220)이 다양한 종류의 레티클(100)에서 선택적으로 접착 또는 제거될 수 있다. 예컨대, 상기 접착제(228)는 액체 상태로 이루어질 수 있으나, 상기 펠리클 프레임(220)과 상기 레티클(100)의 표면사이의 양측을 접합하는 양면 테이프로 이루어질 수도 있다.

따라서, 본 발명의 레티클(100) 보호용 펠리클(200)은 레티클(100)의 가장자리에서 펠리클 필름(210)을 지지하는 펠리클 프레임(220)을 팔각형 모양을 갖도록 형성하여 사각형 모양의 레티클(100)의 모서리에 대응되는 펠리클 프레임(220)의 모서리에서 펠리클 필름(210)이 주름지거나 굴곡되는 것을 방지하고, 펠리클 필름(210)을 통과되는 광양을 균일하게 하여 레티클(100) 노광 공정 불량을 방지토록 할 수 있기 때문에 생산 수율을 증대 또는 극대화할 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, 팔각형 모양을 갖도록 형성된 상기 펠리클 프레임(220)에서 서로 평행한 두쌍의 대각선 프레임(226)의 길이가 극도로 짧아져도 무방하다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 레티클의 가장자리에서 펠리클 필름을 지지하는 펠리클 프레임을 팔각형 모양을 갖도록 형성하여 사각형 모양의 레티클의 모서리에 대응되는 펠리클 프레임의 모서리에서 펠리클 필름이 주름지거나 굴곡되는 것을 방지하고, 펠리클 필름을 통과되는 광양을 균일하게 하여 레티클 노광 공정 불량을 방지토록 할 수 있기 때문에 생산 수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

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, 사각형 모양으로 형성된 상기 레티클의 가로와 세로에 대응되는 변을 갖고, 상기 레티클의 모서리에서 인접한 위치에서 상기 사각형의 대각선에 대응되는 변을 갖는 팔각형 모양을 갖도록 형성된 펠리클 프레임을 포함함을 특징으로 하는 레티클 보호용 펠리클.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 펠리클 프레임은 사각형 모양으로 형성된 레티클에 대응하여 가로 프레임, 세로 프레임 및 대각선 프레임을 포함함을 특징으로 하는 레티클 보호용 펠리클.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 대각선 프레임은 상기 가로 프레임 및 세로 프레임에 비해 과도하게 작은 크기로 형성함을 특징으로 하는 레티클 보호용 펠리클.

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