KR20100043340A - Pelicle frame surface treatment method - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A pellicle frame surface processing method is provided to improve the surface hardness of an oxide film, and to obtain an accuracy of a wafer product by coating the oxide film on a pellicle frame. CONSTITUTION: A pellicle frame surface processing method comprises the following steps: hanging a pellicle frame to a jig; dipping the pellicle frame to an electrolyte using the jig; and forming an oxide film using a plasma electrolysis on the surface of the pellicle frame dipped in the electrolyte. The pellicle frame is aluminum 7075. The oxide film is coated in black.

Description

펠리클 프레임 표면처리 방법{Pelicle frame surface treatment method}Pellicle frame surface treatment method

본 발명은 펠리클 프레임 표면처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 펠리클 프레임의 표면을 아노다이징 처리하지 않고 PEO 방식으로 산화피막을 형성하여 후공정에서 초정밀 제품의 불량 유발을 방지하는데 기여하는 펠리클 프레임 표면처리 방법을 제공하고자 하는 것이다.The present invention relates to a pellicle frame surface treatment method, and more particularly, to form an oxide film by PEO method without anodizing the surface of the pellicle frame surface treatment that contributes to the prevention of defects of ultra-precision products in the post-process To provide a way.

일반적으로, 반도체, LCD의 사진식각 공정에서 포토마스크(photo mask)와 레티클(reticle) 표면을 대기중 분자나 다른 형태의 오염물질로부터 보호하기 위하여 펠리클을 사용한다. 이러한 펠리클은 사각 테두리 형상의 펠리클 프레임의 일면에 사각 박판 형태의 펠리클막이 부착되어 구성된 것으로, 포토마스크나 레티클 위에 부착되어, 마스크와 레티클을 공정에 사용하는 도중 이물질의 발생 및 부착을 막아 웨이퍼상의 패턴 형상화에 영향을 주지 않도록 하는 부품이다. Generally, pellicles are used to protect photo masks and reticle surfaces from atmospheric molecules and other contaminants in the photolithography process of semiconductors and LCDs. The pellicle is formed by attaching a rectangular thin pellicle film to one surface of a pellicle frame having a rectangular rim shape. The pellicle is attached on a photomask or a reticle to prevent foreign substances from being generated and attached during the process of using a mask and a reticle in a wafer pattern. It is a part that does not affect the shaping.

이때, 펠리클 프레임은 통상 알루미늄으로 제작되어, 펠리클 프레임 표면에 도금을 하기 이전에 아노다이징(anodizing: 양극산화) 공정을 거친다. 아노다이징 이란 금속(부품)을 플러스전극봉에 걸고 전해액(황산, 인산, 수산 등의 희석산 전해액)에서 전해시켜 양극에서 발생하는 산소에 의해 소재 금속과 대단한 밀착력을 가진 산화피막(산화알미늄)이 형성되도록 하는 것으로서, 펠리클 프레임에 단단히 밀착되어 있는 양극피막(즉, 산화피막)은 모든 도금 시스템에서 화학적으로 활성표면을 제공하여 도장밀착력을 향상시킬 수 있기 때문에, 펠리클 프레임에 도금을 행하기 이전에 필수적으로 아노다이징 공정을 거치게 된다.In this case, the pellicle frame is usually made of aluminum and undergoes an anodizing process before plating the surface of the pellicle frame. Anodizing is a metal (part) that is hung on a positive electrode and electrolyzed in an electrolyte solution (dilute acid electrolytes such as sulfuric acid, phosphoric acid, and oxalic acid) to form an oxide film (aluminum oxide) with great adhesion to the material metal by oxygen generated from the anode. In this case, anodized film (ie, anodized film) that is tightly adhered to the pellicle frame is essential before plating the pellicle frame, because the coating adhesion can be improved by providing a chemically active surface in all plating systems. Anodizing process.

그런데, 웨이퍼의 메모리가 기가(giga) 단위로 올라가면 극도로 정밀해야 하지만, 아노다이징을 실시하는 도중에 펠리클 프레임의 내부(구체적으로, 기공)에 침입해 있던 황산과 질산과 같은 부식액이 침출되면서 박막필름 자체를 뿌옇게 만드는 현상(헤이즈 현상- Haze phenomenon)이 발생되고, 이러한 헤이즈 현상으로 웨이퍼상에 패턴이 제대로 형성되지 못하여 불량을 초래하는 문제점이 있다. 즉, 펠리클 프레임 아노다이징 처리시 침습해 있던 부식액이 후공정에서 영향을 미쳐 필요한 초정밀의 웨이퍼를 취득할 수 없는 문제를 초래하며, 나아가, 초정밀의 웨이퍼를 제대로 취득하지 못하여 고가의 자원 낭비를 초래하는 문제도 있다.By the way, when the memory of the wafer goes up by the giga unit, it must be extremely precise, but the thin film film itself is exposed to the leaching of corrosion liquids such as sulfuric acid and nitric acid that have penetrated the inside (specifically, pores) of the pellicle frame during anodizing. A haze phenomenon occurs, and the haze phenomenon causes a problem in that a pattern is not properly formed on a wafer, resulting in a defect. In other words, the corrosion solution invaded during the pellicle frame anodizing process may affect the post-processing process, and thus may not be able to obtain the required ultra-precision wafers, and furthermore, it may not be able to acquire the ultra-precision wafers properly, resulting in a waste of expensive resources. There is also.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 부식액의 침출로 인하여 펠리클 프레임에 부착된 박막필름에 헤이즈 현상이 발생되는 것을 방지하여 정밀 웨이퍼와 같은 고정밀 제품을 취득할 수 있도록 하는 펠리클 프레임 표면처리 방법을 제공하고자 하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to prevent the haze phenomenon occurs in the thin film attached to the pellicle frame due to leaching of the corrosion solution to obtain a high-precision product such as a precision wafer It is an object of the present invention to provide a pellicle frame surface treatment method.

이러한 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따르면, 펠리클 프레임 표면처리 방법은 펠리클 프레임을 지그에 걸어주는 제1과정과, 상기 지그를 이용하여 상기 펠리클 프레임을 전해액에 침지시키는 제2과정과, 상기 전해액에 침지된 펠리클 프레임의 표면에 플라즈마 전기분해를 이용하여 산화막을 형성하는 제3과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 펠리클 프레임 표면처리 방법이 제공된다.According to the present invention for realizing this object, the pellicle frame surface treatment method includes a first process of hanging a pellicle frame on a jig, a second process of immersing the pellicle frame in an electrolyte using the jig, and There is provided a pellicle frame surface treatment method comprising a third process of forming an oxide film on the surface of the immersed pellicle frame using plasma electrolysis.

본 발명은 펠리클 프레임 자체를 아노다이징 처리하지는 방식이 아니라, PEO(Plazma electrolytic oxidation)을 채용하여 펠리클 프레임에 산화피막을 입힘으로써, 아노다이징 수행시 펠리클 프레임 내부에 침습되있던 부식액이 후공정에서 침출로 인하여 펠리클 프레임에 부착된 박막필름에 헤이즈 현상이 발생되는 것을 방지하므로, 정밀 웨이퍼와 같은 고정밀 제품을 취득할 수 있도록 하는 것이 첫번 째 효과이다. The present invention is not a method of anodizing the pellicle frame itself, but by applying PEO (Plazma electrolytic oxidation) to the oxide film on the pellicle frame, the corrosion solution invaded inside the pellicle frame during anodizing due to leaching in the post process The first effect is to obtain a high-precision product such as a precision wafer since the haze phenomenon is prevented from occurring in the thin film attached to the pellicle frame.

구체적으로, 웨이퍼의 메모리가 기가(giga) 단위로 올라가면 극도로 정밀해야 하는데, 아노다이징을 실시하는 도중에 펠리클 프레임의 내부(구체적으로, 기공)에 침입해 있던 황산과 질산과 같은 부식액이 침출되면서 박막필름 자체를 뿌옇게 만드는 현상(헤이즈 현상)이 발생되고, 이러한 헤이즈 현상으로 웨이퍼상에 패턴이 제대로 형성되지 못하여 불량을 초래하는 문제점이 있으나, 본 발명에서는 아노다이징이 아니라 PEO(Plazma electrolytic oxidation)을 채용하여 펠리클 프레임에 산화피막을 입혀 표면 처리함으로써, 상기한 부식액이나 유해 가스의 침출로 인한 헤이즈 현상을 미연에 방지하며, 이로 인해, 초정밀의 웨이퍼와 같은 정밀 제품의 취득을 확실하게 보장하는 효과를 갖는 것이다.Specifically, when the memory of the wafer is raised in giga units, the precision of the wafer must be extremely precise. A thin film is formed by leaching of corrosive liquids such as sulfuric acid and nitric acid that have penetrated the inside (specifically, pores) of the pellicle frame during anodizing. A phenomenon that causes itself to swell (haze phenomenon) is generated, there is a problem that the pattern is not formed properly on the wafer due to this haze phenomenon causes a defect, but in the present invention pellicle by employing PEO (Plazma electrolytic oxidation) rather than anodizing By coating the surface with an oxide film, the haze phenomenon caused by leaching of the above-mentioned corrosive liquid or harmful gas is prevented in advance, and this has the effect of reliably ensuring the acquisition of a precision product such as an ultra-precision wafer.

또한, 본 발명에 의하면, 후공정에서 아노다이징 처리한 제품과 달리 부식액이나 유해 가스의 침출로 인한 박막필름 자체의 헤이즈 현상을 방지하여 초정밀의 웨이퍼와 같은 제품을 불량없이 생산할 수 있도록 한다는 것이 가장 큰 특징이며, 나아가, 펠리클 프레임 표면의 산화피막 경도를 최대 2000Hv까지 올릴 수 있어, 종래에 비하여 산화피막의 표면 경도를 월등히 높이고, 뛰어난 내열성을 지니고, DC 1000V 정도까지 견디는 높은 내전도성을 지니고, 일반 도금이나 아노다이징에 비하여 탁월한 내마모성이 있고, 완벽히 균일한 두께의 산화피막을 형성하며, 아울러, 우수한 내부식성을 갖는 양질의 펠리클 프레임을 얻을 수 있다.In addition, according to the present invention, unlike the product anodized in the post-process, the haze phenomenon of the thin film itself due to the leaching of corrosive liquid or harmful gas can be prevented to produce a product such as a wafer of high precision without defects Furthermore, it is possible to increase the oxide film hardness of the surface of the pellicle frame up to 2000 Hv, to significantly increase the surface hardness of the oxide film, and to have excellent heat resistance and high conductivity resistance to withstand up to about 1000V DC. Compared to anodizing, a high quality pellicle frame having excellent abrasion resistance, forming an oxide film having a perfectly uniform thickness, and having excellent corrosion resistance can be obtained.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

본 발명의 펠리클 프레임 표면처리 방법은 펠리클 프레임을 지그에 걸어주는 제1과정과, 펠리클 프레임을 전해액에 침지시켜 셋팅하는 제2과정과, 전해액에 침지된 펠리클 프레임의 표면에 플라즈마 전기분해를 이용하여 산화막을 형성하는 제3과정을 포함한다.The pellicle frame surface treatment method of the present invention comprises a first process of hanging the pellicle frame on the jig, a second process of setting the pellicle frame by immersion in the electrolyte, and plasma electrolysis on the surface of the pellicle frame immersed in the electrolyte. A third process of forming an oxide film is included.

제1과정에서 지그에 펠리클 프레임을 걸어준 다음, 제2과정에서 지그를 이용하여 펠리클 프레임을 전해액 속에 침지시킨다. 물론, 전해액이 담긴 전해조에는 전극부재가 구비되고, 지그를 전극부재에 통전 가능하게 걸어서 셋팅하게 된다.In the first step, the pellicle frame is applied to the jig. In the second step, the pellicle frame is immersed in the electrolyte using the jig. Of course, the electrolytic cell containing the electrolytic solution is provided with an electrode member, and the jig is set to be energized to the electrode member.

제3과정에서 PEO(Plazma electrolytic oxidation : 플라즈마 전해 산화) 작업을 수행한다. PEO는 플라즈마를 펠리클 프레임 표면에 형성시켜 산화코팅 작업을 수행하는 것이다. 즉, 펠리클 프레임 표면에 산화피막을 형성하며, 이때, PEO 작업시에는 상온에서 산화막 코팅 작업을 수행할 수 있다.In the third process, a plasma electrolytic oxidation (PEO) operation is performed. PEO is to form an oxide on the surface of the pellicle frame to perform an oxide coating operation. That is, an oxide film is formed on the surface of the pellicle frame, and in this case, the oxide film coating may be performed at room temperature.

상기와 같이 PEO(Plazma electrolytic oxidation : 플라즈마 전해 산화) 작업을 통해 펠리클 프레임 표면에 산화피막을 형성한 다음, PEO 산화피막이 형성된 펠리클 프레임의 표면을 수세 및 건조시키고 용도에 맞게 검사한다.As described above, an oxide film is formed on the surface of the pellicle frame through a plasma electrolytic oxidation (PEO) operation. Then, the surface of the pellicle frame on which the PEO oxide film is formed is washed with water, dried, and inspected for use.

플라즈마 전기분해 산화(PEO : Plazma electroltic oxidation) 코팅 공정은 전해액 속에서 플라즈마 전기 분해를 이용하여 산화막을 형성시키는 표면처리 공정으로서, 일반적인 원리는 양극산화법과 같은 전해 반응과 흡사하나 PEO는 특정 전류와 전압을 통해 발생되는 플라즈마를 이용하여 일반 양극산화나 다른 표면 코팅 기술과는 차별화 되는 매우 치밀하고 단단한 산화물층을 형성하는 것이다.Plasma electroltic oxidation (PEO) coating is a surface treatment process in which an oxide film is formed by using plasma electrolysis in an electrolyte solution. The general principle is similar to an electrolytic reaction such as anodizing, but PEO has a specific current and voltage. Plasma generated through the formation of a very dense and hard oxide layer that is different from general anodization or other surface coating technology.

이러한 PEO는 가벼운 경금속인 알루미늄 표면에 플라즈마 코팅 처리를 함으로써 제품의 표면경도, 도장력, 부식억제 등의 효과를 상당히 높일 수 있게 된다. 특히, 본 발명에서 주목할 것은 펠리클 프레임 표면을 PEO(Plazma electrolytic oxidation) 방식에 의해 산화막 처리함으로써, 추후 공정중 유독성 가스나 부식액을 발생시키지 않고, 이러한 부식액의 침출로 인하여 반도체 식각 공정에서 사용되는 박막필름의 표면이 뿌옇게 되는 헤이즈 현상을 미연에 방지하므로, 웨이퍼와 같은 양질의 초정밀 제품을 취득할 수 있도록 한다는 것에 큰 특징이 있다.The PEO is able to significantly increase the surface hardness of the product, coating power, corrosion inhibition, etc. by applying a plasma coating on the aluminum surface, which is a light hard metal. Particularly, in the present invention, the pellicle frame surface is oxidized by PEO (Plazma electrolytic oxidation) method, so that no toxic gas or corrosive liquid is generated during the subsequent process, and the thin film used in the semiconductor etching process due to the leaching of the corrosive liquid. It has a great feature that it is possible to obtain a high-quality super-precision product such as a wafer since the haze phenomenon that blurs the surface of the film is prevented in advance.

이때, 상기 펠리클 프레임이 침지되는 전해액은 약알칼리 전해액으로서, 유독성 물질의 처리시설이 필요 없고, 탈지와 같은 전처리를 하지 않아도 산화피막 형성 작업이 원활하게 이루어지는 부수적인 효과도 기대할 수 있다.At this time, the electrolyte solution in which the pellicle frame is immersed is a weak alkali electrolyte, and does not need a treatment facility for toxic substances, and an additional effect of smoothly forming an oxide film without pretreatment such as degreasing can be expected.

또한, 본 발명에 의해 펠리클 프레임의 표면을 산화피막 코팅 처리한 경우, 펠리클 프레임 표면 피막 경도는 대략 1400 내지 1700(Hv)(최대 2000Hv)까지 표면 피막 경도를 올릴 수 있으므로, 종래 표면 처리된 제품들에 비하여 경도를 상당히 높일 수 있으며, 내부식성면에서 종래 표면 처리 제품에 비하여 월등히 우수하다.In addition, when the surface of the pellicle frame is coated with an oxide coating according to the present invention, since the pellicle frame surface coating hardness can increase the surface coating hardness up to approximately 1400 to 1700 (Hv) (up to 2000 Hv), conventional surface treated products Compared with conventional surface treatment products, the hardness can be considerably increased compared to the conventional surface treatment products.

한편, 하드 아노다이징은 내부식성 문제가 있고, 에지 부분의 2차 플라즈마(secondary plazma) 발생으로 품질이 저하되지만, 본 발명에 의한 PEO 방식을 이용하여 내부식성 문제를 해소함은 물론 에지 부분의 2차 플라즈마 발생을 해소함으로써 양질의 펠리클 프레임을 취득할 수 있다. On the other hand, hard anodizing has a problem of corrosion resistance, the quality is degraded by the generation of secondary plasma (edgeary plasma) of the edge portion, but using the PEO method according to the invention to solve the corrosion resistance problem as well as secondary plasma of the edge portion By eliminating the generation, a high quality pellicle frame can be obtained.

또한, 상기 펠리클 프레임은 강성을 고려하여 알루미늄 7075로 이루어지며, 이러한 알루미늄 7075로 이루어진 펠리클 프레임의 표면에 플라즈마 전기분해를 이 용하여 산화막을 입힌다. 이때, 산화피막은 검정색이면서 동시에 무광으로 펠리클 프레임 표면에 코팅된다.In addition, the pellicle frame is made of aluminum 7075 in consideration of rigidity, and an oxide film is coated on the surface of the pellicle frame made of aluminum 7075 by using plasma electrolysis. At this time, the oxide film is black and at the same time is coated on the surface of the pellicle frame matte.

상기와 같은 본 발명의 장점을 요약하면, 후공정에서 아노다이징 처리한 제품과 달리 부식액이나 유해 가스의 침출로 인한 박막필름 자체의 헤이즈 현상을 방지하여 초정밀의 웨이퍼와 같은 제품을 불량없이 생산할 수 있도록 한다는 것이 가장 큰 특징이며, 나아가, 펠리클 프레임 표면의 산화피막 경도를 최대 2000Hv까지 올릴 수 있어, 종래에 비하여 산화피막의 표면 경도를 월등히 높이고, 뛰어난 내열성을 지니고, DC 1000V 정도까지 견디는 높은 내전도성을 지니고, 일반 도금이나 아노다이징에 비하여 탁월한 내마모성이 있고, 완벽히 균일한 두께의 산화피막을 형성하며, 아울러, 우수한 내부식성을 갖는 양질의 펠리클 프레임을 얻을 수 있다는 것이다.To summarize the advantages of the present invention as described above, unlike the product anodized in the post-process to prevent the haze phenomenon of the thin film itself due to leaching of the corrosive liquid or harmful gas to enable the production of products such as wafers of ultra-precision without defects In addition, it is possible to increase the oxide film hardness of the surface of the pellicle frame up to 2000 Hv, which greatly increases the surface hardness of the oxide film, has excellent heat resistance, and has high conductivity resistance up to about 1000V DC. Compared with general plating or anodizing, it has excellent abrasion resistance, forms an oxide film with a perfectly uniform thickness, and has a high quality pellicle frame with excellent corrosion resistance.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary knowledge.

Claims (4)

펠리클 프레임을 지그에 걸어주는 제1과정과, 상기 지그를 이용하여 상기 펠리클 프레임을 전해액에 침지시키는 제2과정과, 상기 전해액에 침지된 펠리클 프레임의 표면에 플라즈마 전기분해를 이용하여 산화막을 형성하는 제3과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 펠리클 프레임 표면처리 방법.A first process of hanging the pellicle frame on the jig, a second process of immersing the pellicle frame in the electrolyte using the jig, and forming an oxide film using plasma electrolysis on the surface of the pellicle frame immersed in the electrolyte A pellicle frame surface treatment method comprising a third process. 제 1 항에 있어서, 상기 펠리클 프레임은 알루미늄 7075로 이루어져, 상기 펠리클 프레임의 표면에 플라즈마 전기분해를 이용하여 산화막을 코팅하는 것을 특징으로 하는 펠리클 프레임 표면처리 방법.The pellicle frame surface treatment method according to claim 1, wherein the pellicle frame is made of aluminum 7075, and an oxide film is coated on the surface of the pellicle frame by using plasma electrolysis. 제 2 항에 있어서, 상기 펠리클 프레임은 알루미늄 7075로 이루어져, 상기 전해액에 침지된 펠리클 프레임의 표면에 플라즈마 전기분해를 이용하여 산화피막을 형성할 때, 상기 산화피막이 검정색으로 코팅되는 것을 특징으로 하는 펠리클 프레임 표면처리 방법.The pellicle of claim 2, wherein the pellicle frame is made of aluminum 7075, and when the oxide film is formed on the surface of the pellicle frame immersed in the electrolyte by using plasma electrolysis, the pellicle film is coated in black. Frame surface treatment method. 제 3항에 있어서, 상기 펠리클 프레임은 전해액에 침지되어 표면의 플라즈마 발생에 의해 산화막이 코팅되며, 상기 전해액은 약알칼리 전해액인 것을 특징으로 하는 펠리클 프레임 표면처리 방법.4. The method of claim 3, wherein the pellicle frame is immersed in an electrolyte solution and the oxide film is coated by plasma generation on the surface, and the electrolyte solution is a weak alkali electrolyte solution.
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