KR20110011959A - Method of adhering pellicl to photomask - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 포토마스크에 관한 것으로서, 특히 포토마스크와 펠리클 부착방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to photomasks, and more particularly to a method for attaching photomasks and pellicles.
반도체소자는 많은 미세패턴들로 이루어지며, 이와 같은 미세패턴들은 포토리소그라피 공정을 통해 형성된다. 이 과정을 구체적으로 설명하면, 먼저 웨이퍼상에 포토레지스트막을 도포한 후에, 이 포토레지스트막에 대해 포토마스크를 사용한 노광을 수행한다. 포토마스크는 웨이퍼에 전사하고자 하는 패턴들을 갖는다. 다음에 노광이 이루어진 포토레지스트막에 대해 현상을 수행한다. 이 현상에 의해 포토마스크상의 패턴이 전사된 포토레지스트막패턴이 형성된다. 다음에 포토레지스트막패턴을 식각마스크로 한 식각을 수행한 후에 포토레지스트막패턴을 제거함으로써 웨이퍼상에 최종적으로 원하는 패턴이 형성된다.The semiconductor device is composed of many fine patterns, and such fine patterns are formed through a photolithography process. In detail, this process is first applied to a photoresist film on the wafer, and then the photoresist film is exposed to light using a photomask. The photomask has patterns to be transferred to the wafer. Next, development is performed on the exposed photoresist film. This phenomenon forms a photoresist film pattern onto which the pattern on the photomask is transferred. Next, after the etching using the photoresist film pattern as an etching mask, the desired pattern is finally formed on the wafer by removing the photoresist film pattern.
그런데 이와 같은 포토리소그라피 공정을 이용한 패턴 전사 과정을 수행하는데 있어서, 전사하고자 하는 패턴들을 갖는 포토마스크 표면이 오염된 경우에는 패턴 전사가 정확하게 이루어지지 않을뿐더러, 불량 패턴의 주요 원인으로도 작용할 수 있다. 따라서 포토마스크 표면을 대기중의 분자나 다른 형태의 오염으로부터 보 호하기 위하여 포토마스크 표면에 펠리클(pellicle)을 부착하여 포토마스크 표면이 오염되는 것을 방지하고 있다. 일반적으로 펠리클은, 포토마스크 표면에 대향되도록 배치되는 펠리클 멤브레인(pellicle membrane)과, 이 펠리클 멤브레인과 포토마스크 표면 사이에 배치되어 펠리클 멤브레인을 지지하는 프레임(frame)을 포함한다.However, in performing the pattern transfer process using the photolithography process, if the surface of the photomask having the patterns to be transferred is contaminated, the pattern transfer may not be accurately performed and may also serve as a main cause of the defective pattern. Therefore, in order to protect the surface of the photomask from molecules in the atmosphere or other forms of contamination, pellicles are attached to the surface of the photomask to prevent contamination of the photomask surface. In general, a pellicle includes a pellicle membrane disposed to face the photomask surface and a frame disposed between the pellicle membrane and the photomask surface to support the pellicle membrane.
포토마스크에 펠리클을 부착하기 위해서 소정의 접착제(adhesive)를 사용하는 것이 일반적이다. 이 과정을 보다 구체적으로 설명하면, 포토마스크를 일정 위치에 위치시킨 후에, 상부에 펠리클을 위치시킨다. 이때 펠리클의 프레임 하부면에는 접착제가 붙어 있다. 이 상태에서 접착제가 포토마스크에 접착되도록 펠리클을 포토마스크를 향해 이동시킨다. 접착제가 포토마스크에 접착되면, 접착제의 흡착력에 의해 포토마스크와 펠리클의 프레임은 견고하게 부착된다.It is common to use certain adhesives to adhere the pellicle to the photomask. In more detail, this process is performed after placing the photomask at a predetermined position, and then placing the pellicle on the top. At this time, the adhesive is attached to the lower surface of the frame of the pellicle. In this state, the pellicle is moved toward the photomask so that the adhesive adheres to the photomask. When the adhesive is bonded to the photomask, the photomask and the frame of the pellicle are firmly attached by the adhesive force of the adhesive.
그런데 이 과정에서 접착제의 접착력이 강력하기 때문에, 펠리클과 포토마스크의 접착 위치가 원하는 위치에서 벗어나는 경우에도 재부착하기가 용이하지 않다. 따라서 펠리클을 포토마스크 위로 마운트하는 과정에서 많은 시간과 주의가 요구된다. 더욱이 세심한 주의를 기울이더라도 부착 오류가 발생할 수 있으며, 이 경우 심한 경우에는 포토마스크를 폐기하여야 하는 경우도 발생할 수 있다.However, since the adhesive force of the adhesive in this process is strong, it is not easy to reattach even when the bonding position between the pellicle and the photomask is out of the desired position. Therefore, a lot of time and attention is required in the process of mounting the pellicle over the photomask. Furthermore, even with great care, attachment errors can occur, and in extreme cases, the photomask may have to be discarded.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 포토마스크와 펠리클의 부착 오류가 원천적으로 방지되도록 함으로써 생산성이 향상되도록 하는 포토마스크와 펠리클 부착방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a photomask and pellicle attachment method to improve the productivity by preventing the attachment error of the photomask and pellicle inherently.
본 발명의 일 실시예에 따른 포토마스크와 펠리클 부착방법은, 포토마스크의 상부 표면 중 펠리클에 접촉되는 표면 위에 자기조립막을 형성하는 단계와, 상기 자기조립막에 반응하는 분자막이 부착된 펠리클을 준비하는 단계와, 그리고 상기 자기조립막과 상기 분자막을 반응시켜 상기 포토마스크에 펠리클을 부착시키는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a method of attaching a photomask and a pellicle may include forming a self-assembled film on a surface of the upper surface of the photomask that is in contact with the pellicle, and attaching a pellicle having a molecular film reacted with the self-assembled film. And preparing a pellicle on the photomask by reacting the self-assembled film with the molecular film.
일 예에서, 상기 자기조립막을 형성하는 단계는, 포토마스크 상부 표면 전면에 자기조립막을 형성하는 단계와, 그리고 포토마스크의 배면으로 자외선을 조사하여 펠리클에 접촉되는 표면 외의 다른 자기조립막을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 이 경우 자외선은 포토마스크가 사용되는 노광 광의 파장보다 높은 파장을 갖는다.In an example, the forming of the self-assembled film may include forming a self-assembled film on the entire surface of the photomask upper surface, and removing other self-assembled film other than the surface contacting the pellicle by irradiating ultraviolet rays to the rear surface of the photomask. It may include. In this case, the ultraviolet rays have a wavelength higher than the wavelength of the exposure light for which the photomask is used.
일 예에서, 상기 자기조립막은 실리콘을 포함하는 헤드 그룹과 비닐 그룹을 가질 수 있다.In one example, the self-assembled film may have a head group and a vinyl group including silicon.
일 예에서, 상기 펠리클에 부착된 분자막은 폴리에틸렌을 포함할 수 있다.In one example, the molecular film attached to the pellicle may comprise polyethylene.
일 예에서, 상기 자기조립막과 분자막을 반응시키는 단계는 가열 및 가압을 통해 수행할 수 있다.In one example, the step of reacting the self-assembled film and the molecular film may be carried out by heating and pressing.
본 발명에 따르면, 포토마스크와 펠리클의 부착을 자기조립막을 이용하여 수행함으로써, 펠리클이 포토마스크에 부착되는 위치가 자기조립막의 위치 내로 한정되며, 이에 따라 펠리클과 포토마스크 사이의 부착 오류의 발생이 방지되도록 하는 이점이 제공된다.According to the present invention, by attaching the photomask and the pellicle by using the self-assembled film, the position where the pellicle is attached to the photomask is limited to the position of the self-assembled film, thereby preventing the occurrence of adhesion error between the pellicle and the photomask. The benefit of being prevented is provided.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토마스크와 펠리클 부착방법을 설명하기 위해 나타내 보인 도면들이다. 그리고 도 8은 도 7의 흡착결합부의 결합 구조를 나타내 보인 모식도이다.1 to 7 are diagrams for explaining the photomask and pellicle attachment method according to an embodiment of the present invention. 8 is a schematic view showing the bonding structure of the adsorption coupling portion of FIG.
먼저 도 1을 참조하면, 투광기판(110) 위에 위상반전막패턴(120)이 형성된 포토마스크(100)를 준비한다. 이 포토마스크(100)는 프레임영역(F)을 갖는데, 프레임영역(F) 내의 위상반전막패턴(120) 위에는 광차단막패턴(130)이 배치된다. 위상반전막패턴(120)은 몰리브데늄실리콘나이트라이드(MoSiN)막을 포함할 수 있으며, 특정 파장대에서 낮은 광투과율, 예컨대 대략 6%의 투과율을 갖는다. 광차단막패턴(130)은 크롬(Cr)막을 포함할 수 있으며, 광이 투과하는 것을 실질적으로 억제한다. 이와 같은 포토마스크(100)의 상부 표면 전면에 자기조립막(140)을 형성한다. 자기조립막(140)은 헤드 그룹(head group)(141)에 비닐 그룹(vinyl group)(142)이 연결되는 구조를 갖는다. 헤드 그룹(141)은 포토마스크(100)의 상부 표면에 화학 흡착되는 부분으로서 포토마스크(100) 상부 표면에의 흡착을 용이하게 하기 위해 -OH기와의 반응성이 좋은 실리콘(Si)을 포함하는 것이 바람직하다. 비닐 그룹(142)은 후속의 펠리클에 부착된 분자막과 크로스링크(cross link) 반응을 일으키는 부분이다. 일 예에서, 자기조립막(140)으로 CH2=CH-CH2-Si(Cl)-(OMe)2를 사용한다.First, referring to FIG. 1, a
포토마스크(100)에 자기조립막(140)을 화학흡착시키는 방법은 기상법 또는 액상법을 사용하여 수행할 수 있다. 먼저 도 2a에 나타낸 바와 같이, 기상법은 챔버(210) 내에서 수행된다. 구체적으로 내부 반응공간(212)이 한정된 챔버(210)의 플레이트(plate)(220) 위에 포토마스크(100)를 로딩시킨다. 그리고 공기를 배출시켜 챔버(210) 내의 내부 반응공간(212)을 진공 상태로 만든 후에, 도면에서 화살표(240)로 나타낸 바와 같이, 가스공급노즐(230)을 통해 자기조립막 프리커서(precursor)를 내부 반응공간(212) 내로 공급한다. 그러면 포토마스크(100) 표면에 자기조립막이 화학 흡착된다. 다음에 도 2b에 나타낸 바와 같이, 액상법을 사용하는 경우, 자기조립분자(140')가 들어있는 용액(260)을 액체용기(250)에 수용시킨 상태에서 용액(260) 안으로 포토마스크(100)를 침수시킨다. 그러면 자기조립분자(140')가 포토마스크(100)의 표면 성분과 반응하여 자기조립막(140)이 형성된다.The method of chemically adsorbing the self-assembled
다음에 도 3 및 도 4를 참조하면, 도 3에서 화살표(150)로 나타낸 바와 같이, 포토마스크(100)의 배면으로 자외선(UV)을 조사한다. 여기서 포토마스크(100)의 배면은 위상반전막패턴(120)이 형성된 면과 반대인 면은 의미한다. 자외선(UV)을 조사하는 목적은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 자기조립막(140) 중에서 펠리클에 접촉될 영역, 예컨대 프레임영역(F) 외의 다른 영역에 있는 자기조립막(140)을 제거하기 위한 것이다. 그런데 투광기판(110) 위에 형성된 자기조립막(140)의 경우 투광기판(110)의 광 투과율이 실질적으로 100%에 가깝기 때문에 조사하는 자외선(UV)의 파장에 관계없이 쉽게 제거된다. 그러나 위상반전막패턴(120) 표면 위에 있는 자기조립막(140)의 경우 위상반전막패턴(120)의 낮은 광 투과율로 인해 쉽게 제거되지 않는다. 따라서 조사하는 자외선(UV)으로 포토마스크(100)가 사용되는 노광 광의 파장보다 높은 파장을 갖는 자외선을 사용한다. 일 예로, 포토마스크(100)가 ArF 파장대에서 사용되는 경우 ArF보다 높은 248nm 파장의 자외선(KrF 자외선)을 사용한다. 다른 예로, 포토마스크(100)가 KrF 파장대에서 사용되는 경우 KrF보다 높은 365nm 파장의 자외선(i-line 자외선)을 사용한다. 이와 같이 높은 파장의 자외선을 사용함에 따라 위상반전막패턴(120)은 차광막으로서의 기능을 상실하게 되며, 따라서 충분한 양의 자외선(UV)이 위상반전막패턴(120)을 투과하여 위상반전막패턴(120) 표면 위의 자기조립막(140)은 제거된다. 반면에 광차단막패턴(130)의 경우 여전히 광차단 기능을 갖고 있으므로 광차단막패턴(130) 위의 자기조립막(140)은 제거되지 않고 남게 된다. 통상적으로 위상반전마스크의 경우 광차단막패턴(130)은 프레임영역(F)에만 배치되므로, 자기조립막(140)은 프레임영역(F)에만 남게 된다.Next, referring to FIGS. 3 and 4, as shown by
다음에 도 5를 참조하면, 자기조립막(140)에 반응하는 분자막(330)이 부착된 펠리클(300)을 준비한다. 펠리클(300)은 펠리클 멤브레인(310)과 이 펠리클 멤브레인(310)의 가장자리 부분에 부착된 프레임(320)을 포함하며, 분자막(330)은 플레임(320)의 하부면에 부착된다. 일 예에서, 펠리클(300)의 프레임(320) 하부면에 부착된 분자막(330)은 폴리에틸렌(polyethylene)을 포함한다.Next, referring to FIG. 5, a
다음에 도 6을 참조하면, 포토마스크(100)를 핫 플레이트(hot plate)(400) 위에 로딩시킨다. 비록 도면에 나타내지는 않았지만, 핫 플레이트(400) 내부에는 히터(heater)가 배치되어 온도를 일정 수준 이상으로 증가시킬 수 있다. 포토마스크(100)를 핫 플레이트(400) 위에 로딩시킨 후에 펠리클(300)을 포토마스크(100)에 고정시킬 위치로 이동시킨다. 이때 펠리클(300)의 프레임(320) 하부면에 있는 분자막(330)과 포토마스크(100) 위의 자기조립막(140)이 상호 대향되도록 한다.Next, referring to FIG. 6, the
다음에 도 7을 참조하면, 포토마스크(100) 표면을 일정 온도, 예컨대 대략 200℃의 온도가 되도록 한 상태에서, 도면에서 화살표로 나타낸 바와 같이, 펠리클(300) 상부에 압력을 가하여, 자기조립막(140)과 분자막(330)이 반응되도록 한다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 가압 및 가열에 의해 자기조립막(140)의 비닐 그룹(142)과 폴리에틸렌으로 이루어진 분자막(330)은 크로스 링킹(cross linking) 반응을 하여 상호 결합되며, 그 결과 포토마스크(100)에 펠리클(300)을 부착시키는 흡착결합부(500)가 만들어진다.Next, referring to FIG. 7, in a state in which the surface of the
도 1 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토마스크와 펠리클 부착방법을 설명하기 위해 나타내 보인 도면들이다.1 to 7 are diagrams for explaining the photomask and pellicle attachment method according to an embodiment of the present invention.
도 8은 도 7의 흡착결합부의 결합 구조를 나타내 보인 모식도이다.FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a coupling structure of the adsorption coupling part of FIG. 7.
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KR20210128984A (en) * | 2013-11-11 | 2021-10-27 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | A method for bonding a pellicle, and a bonding apparatus used in this method |
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