KR20080099922A - Photo mask having pelicle - Google Patents

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Abstract

According to the pellicle of photomask, it has the structure of surrounding the whole photomask. Accordingly, the upper side of photomask, and the side and defecation can be protected from the contaminant of molecule in atmosphere or the other form. A photomask comprises as follows. The mask substrate(200) has a pattern. The pellicle film(210) is arranged in a constant interval in a region corresponding to the same pattern in the upper side and rear side of the mask substrate. A frame(220) is disposed to surround the edge of the mask substrate, connected to the pellicle film. The frame is consists of a resin layer including F.

Description

펠리클을 구비하는 포토마스크{Photo mask having pelicle}Photo mask having pelicles

도 1 은 종래의 포토마스크를 설명하기 위해 나타내보인 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a conventional photomask.

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 포토마스크를 설명하기 위해 나타내보인 도면들이다.2 and 3 are views shown to explain the photomask according to the present invention.

본 발명은 포토마스크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 펠리클을 구비하는 포토마스크에 관한 것이다. The present invention relates to a photomask, and more particularly to a photomask having a pellicle.

반도체소자를 제조하는 과정에서 반도체기판에 형성하고자 하는 패턴을 구현하기 위해 포토마스크를 이용한 포토리소그래피(photolithography) 공정이 이용되고 있다. 이때, 포토마스크 표면이 파티클 등에 의해 오염되면, 반도체기판에 전사되는 패턴에 영향을 미치게 된다. 따라서, 포토마스크의 오염을 방지하기 위해 포토마스크를 제작한 후, 포토마스크 상에 펠리클(pelicle)을 부착하고 있다. In the process of manufacturing a semiconductor device, a photolithography process using a photomask is used to implement a pattern to be formed on a semiconductor substrate. At this time, if the surface of the photomask is contaminated by particles or the like, it affects the pattern transferred to the semiconductor substrate. Therefore, after the photomask is manufactured to prevent contamination of the photomask, a pellicle is attached to the photomask.

도 1은 종래의 포토마스크의 펠리클을 설명하기 위해 나타내보인 단면도이다. 1 is a cross-sectional view illustrating a pellicle of a conventional photomask.

도 1을 참조하면, 펠리클(120)은 회로 패턴(110)이 형성된 마스크기판(100) 표면에 부착된다. 펠리클(120)은 마스크기판(100) 표면과 일정간격 이격되게 마스크기판(100)의 표면을 덮는 펠리클 막(121)과, 펠리클 막(121)을 지지하도록 마스크기판(100)에 부착되는 금속성 프레임(123)을 포함하여 구성된다. 펠리클 막(121)은 얇고 투명한 막으로 마스크기판(100)에 형성된 회로 패턴(110)이 대기 중의 분자나 다른 형태의 오염으로부터 보호해 주는 역할을 한다. Referring to FIG. 1, the pellicle 120 is attached to the surface of the mask substrate 100 on which the circuit pattern 110 is formed. The pellicle 120 is a pellicle film 121 covering the surface of the mask substrate 100 to be spaced apart from the surface of the mask substrate 100 and a metallic frame attached to the mask substrate 100 to support the pellicle film 121. And 123. The pellicle film 121 is a thin and transparent film that serves to protect the circuit pattern 110 formed on the mask substrate 100 from contamination of molecules or other forms in the atmosphere.

이러한 펠리클(120)은 마스크기판(100) 표면에 접착제로 부착된다. 이때, 가해진 압력과 펠리클 막(121)이 가진 인장응력이 금속성 프레임(123)을 통해 마스크기판(100)에 그대로 전달되어 마스크기판(100)이 변형될 수 있다. 구체적으로, 도면에서 도시된 화살표 방향을 따라, 펠리클 막(121)이 가진 힘이 마스크기판(100)에 영향을 미쳐 마스크기판(100)이 휘어지게 된다. The pellicle 120 is attached to the mask substrate 100 by the adhesive. In this case, the applied pressure and the tensile stress of the pellicle film 121 are transferred to the mask substrate 100 as it is through the metallic frame 123, so that the mask substrate 100 may be deformed. Specifically, in the direction of the arrow shown in the drawing, the force of the pellicle film 121 affects the mask substrate 100 so that the mask substrate 100 is bent.

이처럼 마스크기판(100)이 휘어지게 되면, 포토마스크의 평편도에 영향을 미치게 된다. 포토마스크의 편평도는 노광 장비가 갖고 있는 초점심도에 영향을 미치므로, 기판이 휘어진 포토마스크를 이용하여 노광 공정을 수행하게 되면, 초점심도 마진(margin)이 저하된다. 즉, 노광과정에서 원하지 않은 부분이 노광되어 웨이퍼 상에 전사되는 패턴에 불량을 초래하게 된다. As such, when the mask substrate 100 is bent, the flatness of the photomask is affected. Since the flatness of the photomask affects the depth of focus of the exposure apparatus, when the substrate is subjected to the exposure process using the bent photomask, the depth of focus margin is reduced. That is, in the exposure process, unwanted portions are exposed and cause defects in the pattern transferred onto the wafer.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 펠리클 막과 기판의 응력으로 인해 마스크기판이 변형되는 것을 방지하는 펠리클을 구비하는 포토마스크를 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a photomask having a pellicle to prevent the mask substrate from being deformed due to the stress of the pellicle film and the substrate.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 펠리클은, 패턴이 형성된 마스크기판; 마스크기판의 상면 및 배면에 상기 패턴과 대응되는 영역에 일정 간격으로 배치된 펠리클 막; 및 상기 펠리클 막을 지지하기 위해 상면 및 배면에 배치된 펠리클 막과 연결되어 상기 마스크기판 테두리를 감싸도록 배치된 프레임을 구비한다.In order to achieve the above technical problem, the pellicle according to the present invention, the mask substrate is formed pattern; A pellicle film disposed on the top and bottom surfaces of the mask substrate at predetermined intervals in a region corresponding to the pattern; And a frame disposed to cover the edge of the mask substrate by being connected to the pellicle film disposed on the top and back surfaces to support the pellicle film.

상기 프레임은 불소(F)를 포함하는 수지막으로 형성된 것이 바람직하다.It is preferable that the said frame is formed from the resin film containing fluorine (F).

상기 프레임 상에 코팅된 응력완화막을 더 구비할 수 있다.A stress relaxation film coated on the frame may be further provided.

상기 응력완화막은 크롬막으로 형성된 것이 바람직하다.The stress relaxation film is preferably formed of a chromium film.

상기 프레임은, 상기 마스크기판 상측 모서리에 접점되게 기울어지는 상부 프레임; 상기 마스크기판 하측 모서리에 접점되게 기울어지는 하부 프레임; 및 상기 상부 프레임 및 하부 프레임을 상기 마스크기판 측부에서 결합되게 하는 오링제를 더 구비할 수 있다.The frame, the upper frame inclined to contact the upper edge of the mask substrate; A lower frame inclined to contact a lower edge of the mask substrate; And an o-ring agent that allows the upper frame and the lower frame to be coupled to the mask substrate side.

상기 프레임 내에는, 상기 프레임을 관통하는 벤트홀; 및 상기 프레임 내부에 부착되어 마스크기판의 모서리를 지지하는 지지대를 더 구비할 수 있다. In the frame, a vent hole penetrating the frame; And a support attached to the inside of the frame to support the edge of the mask substrate.

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 포토마스크를 설명하기 위해 나타내 보인 도면들로써, 도 2는 단면도이고, 도 3은 평면도이다.2 and 3 are views for explaining the photomask according to the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view, Figure 3 is a plan view.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 포토마스크는 회로 패턴이 형성된 마스크기판(200)과, 빛을 투과시키는 펠리클 막(210)과 펠리클 막(210)을 지지하는 프레임(220)을 구비하며, 회로 패턴이 구현된 마스크기판(200)의 상면, 배면 및 측 면을 감싸는 구조를 갖는다. 이때, 마스크기판(200)은 석영과 같은 투명한 기판에 광차단막 패턴(201)이 형성된 것으로, 광차단막 패턴(201)은 마스크기판(200)의 중앙에 형성되고, 마스크기판(200)의 테두리는 펠리클의 고정 등을 위해 패턴이 형성되지 않는 영역이다. 마스크기판(200)에 형성되는 광차단막 패턴은 경우에 따라, 광차단막 패턴 및 위상반전막 패턴으로 형성할 수도 있다.2 and 3, the photomask according to the present invention includes a mask substrate 200 having a circuit pattern, a pellicle film 210 that transmits light, and a frame 220 that supports the pellicle film 210. It has a structure surrounding the top, back and side of the mask substrate 200, the circuit pattern is implemented. In this case, the mask substrate 200 is formed of a light blocking film pattern 201 on a transparent substrate such as quartz, the light blocking film pattern 201 is formed in the center of the mask substrate 200, the edge of the mask substrate 200 The pattern is not formed for fixing the pellicle. The light blocking film pattern formed on the mask substrate 200 may be formed of a light blocking film pattern and a phase inversion film pattern in some cases.

여기서, 펠리클 막(210)은 마스크기판(200) 상에 구현된 회로 패턴과 대응되는 영역에 일정간격 이격되게 마스크기판(220)의 상면 및 배면에 배치된다. 펠리클 막(210)은 투과되는 광의 투과도를 유지하면서 파티클 등 오염분자에 의해 마스크기판(200) 상에 구현된 패턴이 오염되는 것을 방지하는 역할을 한다. Here, the pellicle film 210 is disposed on the top and rear surfaces of the mask substrate 220 to be spaced apart at regular intervals from a region corresponding to the circuit pattern implemented on the mask substrate 200. The pellicle film 210 serves to prevent the pattern embodied on the mask substrate 200 from being contaminated by contaminants such as particles while maintaining the transmittance of transmitted light.

프레임(220)은 펠리클 막(210)이 배치되지 않은 영역 예컨대, 회로 패턴이 구현되지 않은 테두리 영역의 상면, 배면 및 측면을 감싸도록 배치된다. 프레임(220)은 펠리클 막(210)이 마스크기판(200) 표면과 일정간격 이격되게 지지하고, 고정하는 역할을 한다. 여기서, 프레임(220)은 파티클이 잘 부착되지 않은 막 예컨대, 불소(F)를 포함하는 수지막으로 사용할 수 있다. 따라서, 프레임(220)으로 불소를 포함하는 수지막을 사용하게 되면, 펠리클 제조 과정 시 펠리클이 오염되는 것을 최소한으로 방지할 수 있다. The frame 220 is disposed to surround the top, back, and side surfaces of an area where the pellicle film 210 is not disposed, for example, an edge area in which a circuit pattern is not implemented. The frame 220 supports and fixes the pellicle film 210 at a predetermined distance from the surface of the mask substrate 200. Here, the frame 220 may be used as a film in which particles are hardly adhered, for example, a resin film containing fluorine (F). Therefore, when the resin film containing fluorine is used as the frame 220, it is possible to minimize the contamination of the pellicle during the pellicle manufacturing process.

펠리클 막(210)의 측부와 연결되어 펠리클 막(210)을 지지하는 프레임(220)과 프레임(220) 위에 접착된 응력완화막(223)으로 구성되어 있다. 프레임(220)은 펠리클 막(210)이 마스크기판(200) 표면과 일정 간격 이격되게 지지하고, 고정하는 역할을 한다. It is composed of a frame 220 connected to the side of the pellicle film 210 to support the pellicle film 210 and a stress relaxation film 223 adhered to the frame 220. The frame 220 supports and fixes the pellicle film 210 spaced apart from the surface of the mask substrate 200 at a predetermined interval.

그런데, 불소를 포함하는 수지막은 고유의 압축응력(compressive stress)을 가지고 있으며, 이러한 압축응력에 의해 프레임(220)이 수축되거나 변형되어 펠리클 내부의 마스크기판(200)이 변형될 수 있다. However, the resin film containing fluorine has an inherent compressive stress, and the compressive stress may constrict or deform the frame 220 to deform the mask substrate 200 inside the pellicle.

이에 따라, 프레임(220)과 반대의 응력을 가진 응력완화막(223)을 프레임(220) 위에 코팅(coating)한다. 응력완화막(223)은 압축응력의 반대의 응력 예컨대, 인장응력(tnsile stress)을 갖고 있는 금속막 예컨대, 증착 특성이 우수한 크롬(cr)막이 사용될 수 있다. Accordingly, the stress relaxation film 223 having a stress opposite to that of the frame 220 is coated on the frame 220. The stress relaxation film 223 may be a metal film having a stress opposite to the compressive stress, for example, a tnsile stress, for example, a chromium (cr) film having excellent deposition characteristics.

응력완화막(223)을 프레임(220) 위에 코팅함에 따라, 프레임(220)과 응력완화막(2223)들의 고유의 응력을 서로 상쇄시켜 마스크기판(200)이 변형되는 것을 방지할 수 있다. 이때, 프레임(220) 내에는, 프레임(220)을 관통하는 벤트홀(225)과, 프레임 (220) 내부에 부착되는 지지대(227)가 배치된다. 벤트홀(225)은 펠리클 내의 압력을 조절하여 외부와 내부의 압력차이를 제거하는 역할을 한다. 지지대(227)는 마스크기판(200)의 모서리에 접촉해서 마스크기판(200)을 지지한다. 이에 따라, 마스크기판(200)과 프레임(220)의 접착면적을 줄여, 후속 공정 등에 의해 마스크기판(200)이 받는 충격을 최소화할 수 있다. As the stress relaxation layer 223 is coated on the frame 220, the inherent stresses of the frame 220 and the stress relaxation layers 2223 may be canceled out to prevent the mask substrate 200 from being deformed. In this case, a vent hole 225 penetrating the frame 220 and a support 227 attached to the inside of the frame 220 are disposed in the frame 220. Vent hole 225 serves to remove the pressure difference between the outside and the inside by adjusting the pressure in the pellicle. The support 227 contacts the edge of the mask substrate 200 to support the mask substrate 200. Accordingly, the adhesion area between the mask substrate 200 and the frame 220 may be reduced, thereby minimizing the impact received by the mask substrate 200 by a subsequent process.

이때, 프레임(220)은 마스크기판(200) 상측 모서리에 접점되게 기울어지는 상부 프레임과, 마스크기판(200) 하측 모서리에 접점되게 기울어지는 하부 프레임으로 구분될 수 있다. 이때,상부 프레임 및 하부 프레임을 상기 마스크기판 측부에서 결합되게 하는 오링제를 더 구비할 수 있다. 이러한, 상부 프레임과 하부 프레임을 각각 제작하고 나면, 마스크기판(200) 측부에서 결합되어 이물질 등이 펠리클 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다. In this case, the frame 220 may be divided into an upper frame inclined to contact the upper edge of the mask substrate 200 and a lower frame inclined to contact the lower edge of the mask substrate 200. At this time, the upper frame and the lower frame may further include an O-ring agent to be coupled to the mask substrate side. After manufacturing the upper frame and the lower frame, respectively, the mask substrate 200 may be coupled to the side to prevent foreign matters from being introduced into the pellicle.

본 발명에 따르면, 회로 패턴이 형성된 마스크기판(200)은 마스크기판(200) 전체를 감싸는 펠리클에 의해, 회로 패턴이 형성된 마스크기판(200) 상면 뿐아니라, 포토마스크 측면 및 배면을 대기 중의 분자나 다른 형태의 오염물질로부터 보호할 수 있다. According to the present invention, the mask substrate 200 on which the circuit pattern is formed is formed by a pellicle covering the entire mask substrate 200, and the molecules and the side surfaces and the rear surface of the mask mask 200 as well as the upper surface of the mask substrate 200 on which the circuit patterns are formed. It can protect against other forms of contaminants.

또한, 서로 다른 응력을 가진 프레임(220)과 응력완화막(223)을 구비하여 포토마스크의 편평도를 안정적으로 확보할 수 있으며, 후속 포토리소그라피 과정에서 웨이퍼 상에 구현되는 패턴 형상에 영향을 주지 않도록 할 수 있다. In addition, the frame 220 and the stress relaxation film 223 having different stresses can be provided to ensure the flatness of the photomask stably, so as not to affect the pattern shape implemented on the wafer in the subsequent photolithography process. can do.

그리고, 프레임 내에 배치된 벤트홀에 의해 포토마스크 표면에서 아웃개싱 되는 이물질들이 외부로 빠져나올 수 있어 성장성 헤이즈와 같은 결함을 방지할 수 있다. In addition, foreign matters outgassed from the surface of the photomask may be released to the outside by the vent hole disposed in the frame, thereby preventing defects such as growth haze.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다. As mentioned above, the present invention has been described in detail with reference to specific examples, but the present invention is not limited thereto, and it is apparent that modifications and improvements can be made by those skilled in the art within the technical idea of the present invention. .

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 포토마스크의 펠리클에 따르면, 포토마스크 전체를 감싸는 구조를 갖는다. 이에 따라, 포토마스크의 상면, 측면 및 배변을 대기 중의 분자나 다른 형태의 오염물질로부터 보호할 수 있다.As described so far, according to the pellicle of the photomask according to the present invention, the photomask has a structure surrounding the entire photomask. As a result, the top, side, and bowel movements of the photomask can be protected from molecules and other forms of contaminants in the atmosphere.

또한, 펠리클을 포토마스크 상에 부착할 때, 포토마스크가 받는 응력에 의해 마스크기판이 휘어지는 것을 방지하고, 포토마스크의 평편도를 확보하여 노광 시, 초점 심도 저하로 인해 불량 패턴이 형성되는 것을 방지할 수 있다. In addition, when the pellicle is attached on the photomask, the mask substrate is prevented from being bent due to the stress applied to the photomask, and the flatness of the photomask is secured to prevent a bad pattern from being formed due to a decrease in depth of focus during exposure. can do.

Claims (6)

패턴이 형성된 마스크기판;A mask substrate on which a pattern is formed; 마스크기판의 상면 및 배면에 상기 패턴과 대응되는 영역에 일정 간격으로 배치된 펠리클 막; 및A pellicle film disposed on the top and bottom surfaces of the mask substrate at predetermined intervals in a region corresponding to the pattern; And 상기 펠리클 막을 지지하기 위해 상면 및 배면에 배치된 펠리클 막과 연결되어 상기 마스크기판 테두리를 감싸도록 배치된 프레임을 구비하는 포토마스크.And a frame arranged to cover the edge of the mask substrate in connection with the pellicle film disposed on the top and back surfaces of the pellicle film to support the pellicle film. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 프레임은 불소(F)를 포함하는 수지막으로 형성된 포토마스크.The frame is a photomask formed of a resin film containing fluorine (F). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 프레임 상에 코팅된 응력완화막을 더 구비하는 포토마스크.The photomask further comprises a stress relaxation film coated on the frame. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 응력완화막은 크롬막으로 형성된 포토마스크.The stress relaxation film is a photomask formed of a chromium film. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 프레임은,The frame, 상기 마스크기판 상측 모서리에 접점되게 기울어지는 상부 프레임;An upper frame inclined to be in contact with an upper edge of the mask substrate; 상기 마스크기판 하측 모서리에 접점되게 기울어지는 하부 프레임; 및A lower frame inclined to contact a lower edge of the mask substrate; And 상기 상부 프레임 및 하부 프레임을 상기 마스크기판 측부에서 결합되게 하는 오링제를 더 구비하는 포토마스크.The photomask further comprises an O-ring for coupling the upper frame and the lower frame at the mask substrate side. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 프레임 내에는, In the frame, 상기 프레임을 관통하는 벤트홀; 및A vent hole penetrating the frame; And 상기 프레임 내부에 부착되어 마스크기판의 모서리를 지지하는 지지대를 더 구비하는 포토마스크 펠리클.The photomask pellicle is attached to the inside of the frame further comprises a support for supporting the edge of the mask substrate.
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