KR20100116107A - 펠리클 막의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 펠리클 막의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 두께가 얇은 펠리클 막의 박리시 선형결함이 발생하는 것을 방지하기 위한 펠리클 막 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 기판 위에 펠리클 막을 형성한 후 박리하여 펠리클 막을 제조하는 방법에 있어서, 상기 기판 위에 상기 펠리클 막 형성을 위한 유기물 용액을 도포하는 단계; 상기 도포 막을 1차 건조하는 단계; 상기 건조 막을 상기 기판으로부터 박리하는 단계; 및 상기 박리된 건조 막을 2차 건조하여 펠리클 막을 얻는 단계;를 포함하며, 상기 1차 건조 단계에서 상기 도포 막에 포함된 용매의 일부만 제거하는 것을 특징으로 하는 펠리클 막의 제조방법이 제공된다.

펠리클, 가건조

Description

펠리클 막의 제조방법{METHOD OF FORMING PELLICLE MEMBRANE}

본 발명은 펠리클 막의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 두께가 얇은 펠리클 막의 박리시 선형결함이 발생하는 것을 방지하기 위한 펠리클 막 제조방법에 관한 것이다.

반도체 장치 또는 액정 표시판 등의 제조공정에서는 반도체 웨이퍼 또는 액정용 원판에 광을 조사하여, 패턴이라고 불리는 배선을 형성하는 패터닝이 행하여진다. 이 패터닝에 사용하는 마스크에 조금이라도 먼지가 있으면, 이 먼지에 의해 패턴에 결함이 발생하여 반도체 장치나 액정 표시판을 사용할 수 없게 된다.

이 때문에, 패터닝은 주지된 바와 같이 클린룸으로 불리는 특별히 먼지가 없는 방에서 행하여진다. 그러나 이러한 방법으로도 미세한 먼지의 제거는 어렵다. 따라서 먼지를 확실히 제거하기 위하여, 마스크의 표면에 펠리클로 불리는 방진용 커버를 점착한다. 펠리클은 특정의 프레임에 유기질의 투명한 박막을 점착하여 구성한 것이고, 이 점착된 막을 통상 펠리클 막이라고 한다.

펠리클 막을 제조하는 종래의 방법은 다음과 같다. 우선, 펠리클 막을 형성하기 위한 용액을 준비한다. 펠리클 막을 형성하기 위한 용액이 정해지면 이에 적 합한 특성을 갖는 기판을 준비한다. 적합한 특성을 가진 기판은 펠리클 막을 형성하기 위한 용액과 서로 반응하지 않으며, 건조 후 박리시 펠리클 막이 손상되지 않고 용이하게 이탈될 수 있는 기판을 의미한다. 다음으로, 펠리클 막을 제조하기 위한 용액을 정해진 기판에 도포한 후 이를 건조한다. 마지막으로 펠리클 막을 기판으로부터 분리한다.

종래의 방법으로 수 마이크로미터 두께를 가지는 펠리클 막을 박리하는 경우, 박리 시 적용되는 힘의 불균일성 및 박리 속도의 불연속성으로 인해, 풀 라인(pull line)이라고 불리는 선형 결함이 발생하게 된다. 풀 라인은 막의 소성 변형으로 인해 발생한다. 이러한 소성 변형을 최소화하기 위해서 막을 원판으로부터 박리할 때 박리 속도를 매우 낮게 하거나, 매우 높게 하여 이를 극복하려는 시도가 있으나, 선형 결함의 발생을 완전히 제거하기는 어려웠다.

본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 성형 된 펠리클 막을 가건조하여 박리한 후 재건조하는 방법을 통해서 선형 결함이 없는 펠리클 막을 제조하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의하면, 기판 위에 펠리클 막을 형성한 후 박리하여 펠리클 막을 제조하는 방법에 있어서, 상기 기판 위에 상기 펠리클 막 형성을 위한 유기물 용액을 도포하는 단계; 상기 도포 막을 1차 건조하는 단계; 상기 건조 막을 상기 기판으로부터 박리하는 단계; 및 상기 박리된 건조 막을 2차 건조하여 펠리클 막을 얻는 단계;를 포함하며, 상기 1차 건조 단계에서 상기 도포 막에 포함된 용매의 일부만 제거하는 것을 특징으로 하는 펠리클 막의 제조방법이 제공된다. 1차 건조 단계에서 상기 도포 막에 포함된 용매의 일부만 제거되므로, 박리 후 2차 건조 단계에서 박리 과정에서 발생한 선형 결함이 용이하게 제거된다.

상기 페리클 막의 두께는 4 내지 6㎛인 것이 바람직하며, 상기 도포 막을 1차 건조하는 단계는, 상온에서 30 내지 60분 건조하는 자연 건조 단계; 40 내지 60℃에서 20 내지 40분 건조하는 연성 건조 단계; 및 130 내지 190℃에서 40 내지 60분 건조하는 강성 건조 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 도포 막을 2차 건조하는 단계는, 건조 오븐에서 55 내지 85℃에서 5 내지 15분 건조하는 단계일 수 있다.

본 발명에 따른 펠리클 막의 제조방법은 성형된 펠리클 막을 가건조하여 박리한 후 재건조하는 방법을 통해, 펠리클 막 제조 시 발생하는 선형 결함을 줄일 수 있다는 장점이 있다.

이하 첨부된 도면을 참고하여, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 펠리클 막의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 펠리클 막의 제조방법은 기판에 펠리클 막을 형성하는 단계로 시작한다. 기판은 매끈한 표면을 가진 것으로서, 실리콘 웨이퍼, 석영 유리, 일반 유리 등을 사용할 수 있다. 펠리클 막은 니트로셀룰로오스, 초산셀룰로오스와 같은 셀룰로오스 수지 또는 불소 수지가 주로 사용된다. 최근에는 반도체 제조용 노광 장치에 요구되는 해상도가 점차 높아져 오고 있으며, 그 해상도를 실현하기 위해 파장이 짧은 빛이 광원으로서 사용하고 있다. 이런 단파장의 빛은 에너지가 크기 때문에 종래의 셀룰로오스계의 막 재료로는 충분한 내광성을 확보하는 것이 곤란하다. 따라서 최근에는 주로 불소계 수지 용액을 이용하여 펠리클 막을 제조한다. 용매는 중합체를 용해하는 한 특별히 제한되지 않으나, 중합도가 높은 가용성인 불소계 용매가 바람직하다. 용액의 농도는 0.1 내지 20 중량％, 바람직하게는 0.3 내지 10 중량％이다.

다음으로, 준비된 펠리클 막을 구성하는 수지를 용해한 용액을 기판 위에 코팅한다. 코팅하는 방법으로는 공지된 다양한 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 롤 코팅, 캐스팅, 스핀 코팅, 물 캐스팅, 딥 코팅 또는 랑그무어 블로지트(Langmuir Blodgett)와 같은 코팅 방법에 의해 기판 위에 펠리클 막을 형성할 수 있다. 최근의 고NA 대응의 펠리클에서는 광범위한 광선 입사각에 대하여 높은 투과율을 얻기 위해 펠리클 막을 더욱 얇게 하는 것이 검토되고 있다. 이를 위해서는 기판에 도포하는 용액의 농도를 낮추거나 또는 스핀 코터(spin coater)의 회전수 높이는 등의 조건을 변경할 필요가 있다. 막의 두께는 통상적으로 0.01 내지 50 ㎛의 범위 내에서 선택된다.

다음으로, 기판상에 형성된 펠리클 막을 1차로 건조시켜, 기판상에 형성된 펠리클 막 내부의 용매를 일부 제거한다. 이 단계에서는 반드시 펠리클 막 내부의 용매가 남아 있어야 한다. 건조 수단은 열풍이나 적외선 램프 조사(照射), 핫 플레이트 등 일반적으로 알려진 다양한 방법을 사용할 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다.

1차 건조 단계는 자연 건조, 연성 건조 및 강성 건조를 포함한다. 자연 건조는 페리클 막을 상온에서 30 내지 60분 건조하는 단계이며, 연성 건조는 자연 건조 된 페리클 막을 40 내지 60℃에서 20 내지 40분 건조하는 단계이며, 강성 건조는 연성 건조된 펠리클 막을 130 내지 190℃에서 40 내지 60분 건조하는 단계이다.

다음, 1차 건조된 펠리클 막을 기판으로부터 박리한다. 펠리클 막에 셀로판 테이프나 접착제를 도포한 틀 모양 치구(治具)를 대고 접착하여, 셀로판테이프나 틀모양 치구를 손이나 기계적 수단에 의해 한끝으로부터 들어올리는 방법으로 펠리클 막을 떼어낼 수가 있다.

다음, 박리한 펠리클 막을 2차로 건조하여 펠리클 막 내부에 잔존하는 용매를 제거한다. 2차 건조는 1차 건조와 마찬가지로 다양한 건조 수단이 활용될 수 있으나, 균일한 열전달을 통해서 선형결함이 용이하게 제거될 수 있도록, 건조 오븐을 사용하는 것이 바람직하다. 2차 건조단계에서는 박리한 펠리클 막을 55 내지 85℃에서 5 내지 15분 건조한다. 2차 건조단계에서는 1차 건조된 펠리클 막을 기판으로부터 박리하는 과정에서 발생하는 선형 결함이 제거된다.

마지막으로, 2차 건조된 펠리클 막을 접착제, 점착제 등을 도포한 알루미늄 프레임에 부착하고, 프레임 외측의 불필요한 막을 절단·제거함으로써 펠리클을 완성한다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명한다.

<실시예 1>

환상 퍼플루오로에테르기를 갖는 완전 불소화물 불소계 수지인 사이톱(아사히 글라스(주)제품, 상품명)을 불소계 용매 벤조트리플루오라이드에 용해하여 8 중량%용액을 만들었다. 이 불소 중합체 용액을 850㎜×1200㎜의 유리 기판 표면 위에 적하(滴下)하여 500RPM으로 60초간 회전시키고 실온에서 30분간 자연 건조시켰다. 다음으로, 50℃에서 30분 열풍으로 연성 건조시켰다. 마지막으로 핫 플레이트(Hot plate)를 이용하여 180℃에서 50분간 다시 건조하여 펠리클 막을 얻었다.

다음으로, 알루미늄 프레임에, 에폭시계 접착제 애랄다이트 라피드(Araldite rapid)(쇼와코우분시사 제품, 상품명)를 도포해서 기판 위에 형성된 펠리클 막에 접착하고, 기판으로부터 펠리클 막을 박리했다. 다음으로 이 펠리클 막을 70℃에서 10분간 2차 건조시켰다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 펠리클 막의 제조방법에 있어서, 2차 건조 전후의 펠리클 막의 표면상태를 나타내는 표면사진이다. (a)는 2차 건조 전의 표면상태를 나타낸 사진이며, (b) 2차 건조 후의 표면상태를 나타낸 사진이다. 도 2의 (a)에서 알 수 있듯이, 1차 건조 후 박리 과정에서는 박리 시 적용되는 힘의 불균일성 및 박리 속도의 불연속성에 의해 선형 결함이 발생한다. 그러나 도 2의 (b)에서 알 수 있듯이, 2차 건조 후 선형결함이 감소한다. 1차 건조 후에도 펠리클 막의 내부에 상당한 양의 용매가 잔존하기 때문에 2차 건조 과정에서 용질인 수지가 이동하고, 재결합하기 때문에 이러한 선형결함의 감소가 가능하다.

<비교예 1>

실시예 1과 동일한 방법으로 불소 중합체 용액을 만들었다. 이 불소 중합체 용액을 850㎜×1200㎜의 유리 기판 표면 위에 적하(滴下)하여 500RPM으로 60초간 회전시키고 실온에서 30분간 1차 건조시켰다. 그 후 180℃에서 1시간 30분간 다시 건조하여 균일한 펠리클 막을 얻었다. 다음으로, 알루미늄 프레임에, 에폭시계 접 착제 애랄다이트 라피드(Araldite rapid)(쇼와코우분시사 제품, 상품명)를 도포해서 기판 위에 형성된 펠리클 막에 접착하고, 기판으로부터 펠리클 막을 박리했다. 박리 후 실시예 1과 동일한 조건으로 2차 건조를 하였다. 비교예 1의 경우 박리 후 선형 결함이 관찰되었으며, 2차 건조를 하여도 이러한 결함이 제거되지 않았다. 1차 건조과정에서 용매가 모두 제거되었기 때문에 실시예 1과 달리 용질인 수지의 이동이나 재결합이 어려웠기 때문이다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 펠리클 막의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 펠리클 막의 제조방법에 있어서, 2차 건조 전후의 펠리클 막의 표면상태를 나타내는 표면사진이다.

Claims (5)

1. 기판 위에 펠리클 막을 형성한 후 박리하여 펠리클 막을 제조하는 방법에 있어서,

   상기 기판 위에 상기 펠리클 막 형성을 위한 유기물 용액을 도포하는 단계;

   상기 도포 막을 1차 건조하는 단계;

   상기 건조 막을 상기 기판으로부터 박리하는 단계; 및

   상기 박리된 건조 막을 2차 건조하여 펠리클 막을 얻는 단계;를 포함하며,

   상기 1차 건조 단계에서 상기 도포 막에 포함된 용매의 일부만 제거하는 것을 특징으로 하는 펠리클 막의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 펠리클 막의 두께는 4 내지 6㎛인 것을 특징으로 하는 펠리클 막의 제조방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 도포 막을 1차 건조하는 단계는,

   상온에서 30 내지 60분 건조하는 자연 건조 단계;

   40 내지 60℃에서 20 내지 40분 건조하는 연성 건조 단계; 및

   130 내지 190℃에서 40 내지 60분 건조하는 강성 건조 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 펠리클 막의 제조방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 도포 막을 2차 건조하는 단계는,

   55 내지 85℃에서 5 내지 15분 건조하는 단계인 것을 특징으로 하는 펠리클 막의 제조방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 도포 막을 2차 건조하는 단계는.

   건조 오븐에서 건조하는 단계인 것을 특징으로 하는 펠리클 막의 제조방법.

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