KR20100138460A - 포토마스크용 펠리클 및 이를 이용한 포토마스크 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 포토마스크용 펠리클은, 포토마스크의 패턴이 있는 면에 대향하도록 배치되며 수분 차단 기능을 갖는 펠리클 멤브레인과, 그리고 포토마스크의 패턴이 있는 면과 펠리클 멤브레인 사이에 배치되어 펠리클 멤브레인을 지지하는 프레임을 구비한다.

펠리클, 헤이즈(haze), 성장성 이물, 소수성, 펠리클 멤브레인

Description

포토마스크용 펠리클 및 이를 이용한 포토마스크 제조방법{Pellicle for photomask and method of manufacturing photomask using the same}

본 발명은 반도체소자 형성을 위한 포토리소그라피 공정시 사용되는 포토마스크에 관한 것으로서, 특히 포토마스크용 펠리클 및 이를 이용한 포토마스크 제조방법에 관한 것이다.

반도체소자는 많은 미세 패턴들로 이루어지는데, 이와 같은 미세 패턴들은 포토리소그라피 공정을 통해 형성된다. 구체적으로 웨이퍼상에 포토레지스트막을 도포한 후에, 이 포토레지스트막에 대해 웨이퍼에 전사하고자 하는 패턴을 갖는 포토마스크를 사용하여 노광을 수행한다. 그리고 노광이 이루어진 포토레지스트막에 대해 현상을 수행하면 포토마스크상의 패턴이 웨이퍼상의 포토레지스트막으로 전사된다. 이와 같은 패턴 전사 과정을 수행하는데 있어서, 전사하고자 하는 패턴을 갖는 포토마스크 표면이 오염된 경우에는 정확한 패턴 전사가 이루어지지 않을 뿐더러 불량 패턴의 주요 원인으로 작용할 수도 있다. 따라서 포토마스크 표면을 대기중의 분자나 다른 형태의 오염으로부터 보호하기 위하여 포토마스크 표면에 펠리클(pellicle)을 부착하여 포토마스크 표면이 오염되는 것을 방지하고 있다. 일반적 으로 펠리클은 포토마스크 표면에 대향되도록 배치되는 펠리클 멤브레인(pellicle membrane)과 이 펠리클 멤브레인을 지지하면서 포토마스크 표면 사이에 배치되는 프레임(frame)을 포함하여 구성된다.

그런데 포토마스크 표면에 펠리클을 부착하더라도 노광 과정 중에 포토마스크 표면이 오염될 수도 있는데, 일 예로 노광 과정중에 포토마스크 표면상에 헤이즈(haze)가 발생되는 경우가 있다. 헤이즈는, 포토마스크 표면에 있던 잔류이온들이 노광에너지에 의해 주변의 반응성이 강한 물질들과 반응하게 되고, 임계 크기 이상이 되면 점점 그 크기가 커지는 성장성 이물이다. 이와 같이 헤이즈를 유발하는 잔류이온들은 포토마스크 제조과정에서 수행되는 세정에 의해 생긴것일 수도 있으며, 또는 펠리클을 구성하는 성분들로부터 발생될 수도 있다.

최근 펠리클을 구성하는 재료들에 대한 물질개발이 활발하게 이루어지고 있으며, 이에 따라 펠리클을 구성하는 물질로부터 헤이즈가 유발되는 경우가 크게 줄어들고 있다. 그러나 여전히 펠리클이 부착된 포토마스크를 보관하거나 이동중에 여전히 SO^{2 -}, NH^{4 -}와 같은 이온들로부터 노출되며, 이와 같은 이온들은 펠리클 멤브레인을 통하여 포토마스크 표면에 흡착한 후에 성장성 이물의 핵을 형성한다. 이 핵은 펠리클 멤브레인을 통해 유입되는 수분을 끌여들여 점점 자라나고, 더욱이 노광중에는 노광에너지를 받아 점점 더 크기가 커지는 헤이즈로 성장하게 된다. 최근에는 포토마스크 표면을 소수성화하는 방법도 제안된 바 있으나, 이와 같은 방법만으로는 여전히 포토마스크 표면과 펠리클 사이의 공간 내에 만들어지는 헤이즈 발 생을 억제할 수 없으며, 더욱이 포토마스크 제조과정을 더욱 더 복잡하게 한다는 단점이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 포토마스크 표면과 펠리클 사이의 내부 공간 내로의 수분 유입을 차단하여 헤이즈 원인의 핵이 성장하는 것을 억제함으로써 헤이즈 발생이 방지할 수 있도록 하는 포토마스크용 펠리클을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 상기와 같은 포토마스크용 펠리클을 이용한 포토마스크 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 포토마스크용 펠리클은, 포토마스크의 패턴이 있는 면에 대향하도록 배치되며 수분 차단 기능을 갖는 펠리클 멤브레인과, 그리고 포토마스크의 패턴이 있는 면과 펠리클 멤브레인 사이에 배치되어 펠리클 멤브레인을 지지하는 프레임을 구비한다.

일 예에서, 상기 펠리클 멤브레인은, 소수성 처리가 이루어진 투광막으로 구성될 수 있다.

다른 예에서, 상기 펠리클 멤브레인은, 소수성을 갖는 재질의 투광막으로 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 포토마스크 제조방법은, 전면에 패턴들을 갖는 포토마스크를 준비하는 단계와, 수분 차단 기능을 갖는 펠리클 멤브레인과, 펠리클 멤브레인을 지지하는 프레임을 포함하는 펠리클을 준비하는 단계와, 그리고 포토마스크의 전면에 프레임을 부착하여 포토마스크와 펠리클을 부착시키는 단계를 포함 한다.

일 예에서, 상기 펠리클 멤브레인은, 소수성 처리가 이루어진 투광막으로 구성될 수 있다.

다른 예에서, 상기 펠리클 멤브레인은, 소수성을 갖는 재질의 투광막으로 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 펠리클 멤브레인이 수분 차단 기능을 갖고 있으므로, 펠리클 부착 후에 포토마스크 표면과 펠리클 멤브레인 사이의 공간 내에 수분이 유입되지 못하며, 이로 인해 헤이즈 발생을 방지할 수 있으며, 또한 포토마스크 제작시 소수성화 처리 등이 불필요함에 따라 포토마스크 제조과정을 간단화할 수 있다는 이점도 제공된다.

도 1은 본 발명에 따른 포토마스크용 펠리클을 나타내 보인 단면도이다.

도 1을 참조하면, 포토마스크용 펠리클(100)은, 포토마스크 표면과 일정 간격 이격되면서 포토마스크 표면을 덮는 펠리클 멤브레인(pellicle membrane)(102)과, 펠리클 멤브레인(102)을 지지하도록 포토마스크와 펠리클 멤브레인(102) 사이에 배치되는 프레임(frame)(104)을 포함한다. 펠리클 멤브레인(102)은 수분 차단 기능을 갖는다. 펠리클 멤브레인(102)은 소수성 처리가 이루어진 투광막으로 구성된다. 일 예에서, 펠리클 멤브레인(102)은 투과율이 좋아서 짧은 파장의 광이 투과할 수 있는 폴리머(polymer)의 표면에 소수성 처리가 이루어진 구조를 갖는다. 경 우에 따라서, 펠리클 멤브레인(102)은, 소수성을 갖는 재질 자체로 이루어진 투광막으로 구성될 수도 있다. 일반적으로 펠리클 멤브레인(102)은 수 ㎛ 미만의 두께를 갖는다.

프레임(104) 내에는 프레임(104)을 관통하는 벤트홀(vent hole)(106)이 형성되며, 이 벤트홀(106)의 바깥쪽에는 필터(filter)(108)가 배치된다. 벤트홀(106) 및 필터(108)는 청정공기의 흐름을 형성시켜 외부와 내부의 압력차이를 제거하는 역할을 수행한다. 프레임(104)의 내벽에는 내벽 접착제(110)가 배치되어 프레임(104)에 부착되어 있는 이물질이나 공기중의 부유물에 의한 오염이 방지되도록 한다. 프레임(104)의 상부면과 펠리클 멤브레인(102) 사이에는 막접착제(112)가 배치되며, 이 막접착제(112)에 의해 프레임(104)과 펠리클 멤브레인(102)이 부착된다. 프레임(104)의 하부면에는 마스크접착제(114)가 배치되며, 이 마스크접착제(114)에 의해 프레임(104)과 포토마스크가 부착된다.

도 2는 도 1의 포토마스크용 펠리클을 이용한 포토마스크 제조방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 플로챠트이다. 그리고 도 3 및 도 4는 도 2의 단계 220 및 230의 과정을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 먼저 포토마스크를 제작한다(단계 210). 포토마스크는 쿼츠와 같은 투광기판의 상부면에 패턴들, 예컨대 위상반전패턴 또는 광차단막패턴이 배치되는 구조로 제작된다. 본 실시예에 있어서 포토마스크 제작시 포토마스크 표면에 대한 소수성 처리가 불필요하다. 다음에 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이 수분 차단 기능을 갖는 펠리클을 제작한다(단계 220). 상기 단계 210에 서의 포토마스크 제작과 단계 220에서의 펠리클 제작은 별도로 이루어진다. 다음에 펠리클을 포토마스크에 부착시킨다(단계 230). 구체적으로 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 포토마스크(300)와 펠리클(100)을 상호 정렬시킨다. 이때 투광기판(310)의 상부면, 즉 패턴이 형성되어 있는 면과 프레임(104)이 부착된 펠리클 멤브레인(102)의 내부면이 상호 대향되도록 한다. 다음에 도면에서 화살표로 나타낸 바와 같이 펠리클(100)과 포토마스크(300)의 상부면(301)을 부착시킨다. 펠리클(100)과 포토마스크(300)의 부착은 프레임(104)의 하부에 있는 마스크접착제(114)에 의해 이루어진다. 이와 같이 수분 차단 기능을 갖는 펠리클 멤브레인(102)을 포함하는 펠리클(100)을 포토마스크(300)에 부착시킴으로써 포토마스크(300) 표면과 펠리클 멤브레인(102) 사이의 공간 내에는 수분이 유입되지 못하며, 따라서 비록 그 공간 내에 SO^{2 -}, NH^{4 -}와 같은 이온들이 존재하더라도 헤이즈로서 성장하는 것이 억제된다.

도 1은 본 발명에 따른 포토마스크용 펠리클을 나타내 보인 단면도이다.

도 2는 도 1의 포토마스크용 펠리클을 이용한 포토마스크 제조방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 플로챠트이다.

도 3 및 도 4는 도 2의 단계 220 및 230의 과정을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.

Claims (6)

1. 포토마스크의 패턴이 있는 면에 대향하도록 배치되며 수분 차단 기능을 갖는 펠리클 멤브레인; 및

   상기 포토마스크의 패턴이 있는 면과 상기 펠리클 멤브레인 사이에 배치되어 상기 펠리클 멤브레인을 지지하는 프레임을 구비하는 포토마스크용 펠리클.
2. 제1항에 있어서,

   상기 펠리클 멤브레인은, 소수성 처리가 이루어진 투광막으로 구성되는 포토마스크용 펠리클.
3. 제1항에 있어서,

   상기 펠리클 멤브레인은, 소수성을 갖는 재질의 투광막으로 구성되는 포토마스크용 펠리클.
4. 전면에 패턴들을 갖는 포토마스크를 준비하는 단계;

   수분 차단 기능을 갖는 펠리클 멤브레인과, 상기 펠리클 멤브레인을 지지하는 프레임을 포함하는 펠리클을 준비하는 단계; 및

   상기 포토마스크의 전면에 상기 프레임을 부착하여 상기 포토마스크와 펠리클을 부착시키는 단계를 포함하는 포토마스크 제조방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 펠리클 멤브레인은, 소수성 처리가 이루어진 투광막으로 구성되는 포토마스크 제조방법.
6. 상기 펠리클 멤브레인은, 소수성을 갖는 재질의 투광막으로 구성되는 포토마스크 제조방법.

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