KR20110053914A - 리소그래피용 펠리클 - Google Patents

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KR20110053914A
KR20110053914A KR1020100113372A KR20100113372A KR20110053914A KR 20110053914 A KR20110053914 A KR 20110053914A KR 1020100113372 A KR1020100113372 A KR 1020100113372A KR 20100113372 A KR20100113372 A KR 20100113372A KR 20110053914 A KR20110053914 A KR 20110053914A
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유이치 하마다
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신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
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Abstract

과제
기압 조정 구멍으로부터 발생하거나 또는 이것을 통과할 가능성이 있는 이물질을 저감시킬 수 있는 리소그래피용 펠리클을 제공하는 것.
해결 수단
외주면으로부터 내주면으로 관통하는 기압 조정 구멍이 형성된 펠리클 프레임을 갖고, 상기 기압 조정 구멍의 깊이 방향과 수직인 단면의 단면적 (S) (㎟) 과 상기 기압 조정 구멍의 상기 깊이 방향의 길이 (L) (㎜) 의 비 (S/L) 가 0.25 ㎜ 이상 5.0 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하고, 바람직하게는 상기 단면적 (S) 이 0.5 ㎟ 이상 10.0 ㎟ 이하인 리소그래피용 펠리클.

Description

리소그래피용 펠리클{PELLICLE FOR LITHOGRAPHY}
본 발명은 LSI, 초 LSI 등의 반도체 장치 또는 액정 표시판을 제조할 때의 리소그래피용 마스크의 먼지막이로서 사용되는 리소그래피용 펠리클에 관한 것이다.
LSI, 초 LSI 등의 반도체 제조 또는 액정 표시판 등의 제조에 있어서는, 반도체 웨이퍼 또는 액정용 원판에 광을 조사하여 패턴을 제작하는데, 이 경우에 사용하는 노광 원판에 먼지가 부착되어 있으면, 이 먼지가 광을 흡수하거나 광을 굴절시키기 때문에, 전사된 패턴이 변형되거나 에지가 거칠어지는 것 이외에 하지 (下地) 가 검게 오염되거나 하여, 치수, 품질, 외관 등이 손상된다는 문제가 있었다. 또한, 본 발명에 있어서 「노광 원판」이란, 리소그래피용 마스크 및 레티클의 총칭이다.
이들 작업은 통상적으로 클린룸에서 실시되고 있는데, 이 클린룸 내에서도 노광 원판을 항상 청정하게 유지시키는 것이 어렵기 때문에, 노광 원판의 표면에 먼지를 막기 위한 노광용 광을 잘 통과시키는 펠리클을 첩착 (貼着) 시키는 방법이 취해지고 있다.
이 경우, 먼지는 노광 원판의 표면 상에는 직접 부착되지 않고, 펠리클막 상에 부착되기 때문에, 리소그래피시에 초점을 노광 원판의 패턴 상에 맞추어 두면 펠리클막 상의 먼지는 전사에 관여하지 않게 된다.
펠리클의 기본적인 구성은, 펠리클 프레임 및 이것에 부착 형성된 펠리클막으로 이루어진다. 펠리클막은 노광에 사용하는 광 (g 선, i 선, 248 ㎚, 193 ㎚, 157 ㎚ 등) 을 잘 투과시키는 니트로셀룰로오스, 아세트산셀룰로오스, 불소계 폴리머 등으로 이루어진다. 펠리클 프레임은 흑색 알루마이트 처리 등을 실시한 A7075, A6061, A5052 등의 알루미늄 합금, 스테인리스, 폴리에틸렌 등으로 이루어진다. 펠리클 프레임의 상부에 펠리클막의 양용매를 도포하고, 펠리클막을 풍건 (風乾) 시켜 접착시키거나 (일본 공개특허공보 소58-219023호 참조), 아크릴 수지, 에폭시 수지나 불소 수지 등의 접착제로 접착시킨다 (미국 특허 제4861402호 명세서, 일본 특허공보 소63-27707호, 일본 특허 제3089153호 참조). 또한, 펠리클 프레임의 하부에는 노광 원판이 장착되기 때문에, 폴리부텐 수지, 폴리아세트산비닐 수지, 아크릴 수지 또는 실리콘 수지 등으로 이루어지는 점착층, 및 점착층의 보호를 목적으로 한 레티클 점착제 보호용 라이너를 형성한다.
펠리클은 노광 원판의 표면에 형성된 패턴 영역을 둘러싸도록 설치된다. 펠리클은 노광 원판 상에 먼지가 부착되는 것을 방지하기 위해 형성되는 것이기 때문에, 이 패턴 영역과 펠리클 외부는 펠리클 외부의 진애 (塵埃) 가 패턴면에 부착되지 않도록 격리되어 있다.
본 출원인은 기압 조정 구멍에 형성되는 필터를 점착제에 의해 습윤시킨 필터가 부착된 펠리클을 개시하고 있다 (일본 공개특허공보 평9-68792호 참조).
최근, LSI 의 디자인 룰은 서브쿼터 미크론으로 미세화가 진행되고 있고, 그에 따라 이물질의 관리가 더욱 엄격해지고 있다. 또, 펠리클의 첩부 (貼付) 에 의해 발생하는 폐(閉)공간을 클린 에어로 치환하여 노광하는 것과 같은 요구도 있어, 펠리클 프레임의 기압 조정 구멍의 역할은 더욱 중요해지고 있다.
지금까지도 상기 일본 공개특허공보 평9-68792호와 같이 기압 조정 구멍에 형성되는 필터에 대한 이물질 대책은 제안되고 있지만, 펠리클 프레임의 기압 조정 구멍 자체에 대해서는 두드러진 개선책을 실시해오지 않았었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이다. 즉, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 기압 조정 구멍으로부터 발생하거나 또는 이것을 통과할 가능성이 있는 이물질을 저감시킬 수 있는 리소그래피용 펠리클을 제공하는 것이다.
상기 과제는 이하에 기재된 수단 (1) 에 의해 해결되었다. 본 발명의 바람직한 실시양태인 (2) ∼ (5) 와 함께 열기한다.
(1) 외주면으로부터 내주면으로 관통하는 기압 조정 구멍이 형성된 펠리클 프레임을 갖고, 상기 기압 조정 구멍의 깊이 방향과 수직인 단면 (斷面) 의 단면적 (S) (㎟) 과 상기 기압 조정 구멍의 상기 깊이 방향의 길이 (L) (㎜) 의 비 (S/L) 가, 0.25 ㎜ 이상 5.0 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 리소그래피용 펠리클,
(2) 상기 단면적 (S) 이 0.5 ㎟ 이상 10.0 ㎟ 이하인 (1) 에 기재된 리소그래피용 펠리클,
(3) 상기 기압 조정 구멍의 직경이 0.8 ㎜ 이상 3.6 ㎜ 이하인 (1) 에 기재된 리소그래피용 펠리클,
(4) 상기 펠리클 프레임의 높이와 상기 기압 조정 구멍의 직경의 차가 다음 식을 만족하는 (1) ∼ (3) 중 어느 하나에 기재된 리소그래피용 펠리클,
2 ㎜
Figure pat00001
(h-D)
Figure pat00002
5 ㎜
(단, h 는 상기 펠리클 프레임의 높이 (㎜) 를 나타내고, D 는 상기 기압 조정 구멍의 직경 (㎜) 을 나타낸다),
(5) 상기 기압 조정 구멍의 내벽면에 형성된 내벽 점착제층을 갖는 (1) ∼ (4) 중 어느 하나에 기재된 리소그래피용 펠리클.
본 발명에 의하면, 펠리클 프레임에 형성되는 기압 조정 구멍의 직경을 종래의 기압 조정 구멍의 직경인 0.5 ㎜ 와 비교하여 크게 설정함으로써, 통과하는 기체의 속도를 작게 할 수 있어, 기압 조정 구멍으로부터 발생하거나 또는 이것을 통과할 가능성이 있는 이물질을 저감시킬 수 있다.
도 1 은 본 발명의 리소그래피용 펠리클의 전체 구성을 모식적으로 나타내는 개략 사시도.
도 2 는 본 발명의 리소그래피용 펠리클의 일 실시양태에 있어서의 펠리클 프레임의 기압 조정 구멍을 포함하는 부분을 모식적으로 나타내는 개략 부분 확대 도.
발명을 실시하기 위한 형태
본 발명의 리소그래피용 펠리클의 기본적인 구성에 대해 도 1 및 도 2 를 이용하여 설명한다.
도 1 은 본 발명의 리소그래피용 펠리클의 전체 구성을 모식적으로 나타내는 개략 사시도이다. 도 2 는 본 발명의 리소그래피용 펠리클의 일 실시양태에 있어서의 펠리클 프레임의 기압 조정 구멍을 포함하는 부분을 모식적으로 나타내는 개략 부분 확대도로서, 도 2(a) 는 펠리클 프레임의 기압 조정 구멍을 포함하는 부분의 개략 평면도, 도 2(b) 는 도 2(a) 중의 A-A 선 개략 단면도이다.
도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 리소그래피용 펠리클 (10) 은, 예를 들어 대략 직사각 형상의 프레임인 펠리클 프레임 (3) 과, 펠리클 프레임 (3) 의 상단면 (上端面) 에 펠리클막 첩부 (貼付) 용 접착층 (2) 을 개재하여 부착 형성된 펠리클막 (1) 을 갖고 있다.
펠리클 프레임 (3) 의 하단면 (下端面) 에는, 펠리클 (10) 을 노광 원판 (5 ; 마스크 기판 또는 레티클) 에 점착 (粘着) 시키기 위한 점착층 (4) 이 형성되어 있다. 점착층 (4) 의 하단면에는 라이너 (도시 생략) 가 박리 가능하게 첩착되어 있다. 이 라이너는 리소그래피용 펠리클 (10) 을 노광 원판 (5) 에 점착시킬 때에 박리되는 것이다.
또, 펠리클 프레임 (3) 에는, 그 외주면으로부터 내주면으로 관통하는 기압 조정 구멍 (6 ; 통기구) 이 형성되어 있다. 펠리클 프레임 (3) 의 외주면에는, 기압 조정 구멍 (6) 의 개구부를 덮도록 파티클 등의 이물질을 제거하기 위한 제진용 필터 (7) 가 형성되어 있다.
또, 펠리클 프레임 (3) 의 내벽면 및 기압 조정 구멍 (6) 의 내벽면에는, 내벽 점착제에 의한 수지 코팅이 실시되어, 각각 내벽 점착제층 (8a, 8b) 이 형성되어 있다.
이들 펠리클 구성 부재의 크기는 통상의 펠리클, 예를 들어 반도체 리소그래피용 펠리클, 대형 액정 표시판 제조 리소그래피 공정용 펠리클 등과 동일하고, 또 그 재질도 공지된 재질을 사용할 수 있다.
펠리클막 (1) 의 종류에 대해서는 특별히 제한은 없고, 예를 들어 종래 엑시머 레이저용으로 사용되고 있는 비정질 불소 폴리머 등이 사용된다. 비정질 불소 폴리머의 예로는, 사이톱 (아사히 유리 (주) 제조, 상품명), 테플론 (등록 상표) AF (듀퐁사 제조, 상품명) 등을 들 수 있다. 이들 폴리머는 그 펠리클막 제작시에 필요에 따라 용매에 용해시켜 사용해도 되며, 예를 들어 불소계 용매 등으로 적절히 용해시킬 수 있다.
펠리클막 첩부용 접착층 (2) 에 사용되는 접착제로는 종래부터 사용되고 있는 것을 사용할 수 있고, 예를 들어 아크릴 수지 접착제, 에폭시 수지 접착제, 실리콘 수지 접착제, 함불소 실리콘 접착제, 비정질 불소 폴리머 등의 불소 폴리머 등을 들 수 있는데, 비정질 불소 폴리머를 사용한 펠리클막에 대해서는 비정질 불소계 폴리머가 바람직하다.
펠리클 프레임 (3) 의 모재에 관해서는, 종래 사용되고 있는 알루미늄 합금재, 바람직하게는 JIS A 7075, JIS A 6061, JIS A 5052 재 등이 사용되는데, 알루미늄 합금재를 사용하는 경우에는, 펠리클 프레임으로서의 강도가 확보되는 한 특별히 제한은 없다. 펠리클 프레임 표면은, 샌드 블라스트나 화학 연마에 의해 조화 (粗化) 시키는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서 이 프레임 표면의 조화 방법은 종래 공지된 방법을 채용할 수 있다. 알루미늄 합금재에 대해, 스테인리스, 카보런덤, 유리 비드 등에 의해 표면을 블라스트 처리하고, 추가로 NaOH 등에 의해 화학 연마를 실시하여 표면을 조화시키는 방법이 바람직하다.
펠리클 프레임 (3) 의 내벽면 및 기압 조정 구멍 (6) 의 내벽면에 대해 수지 코팅을 실시하여 내벽 점착제층 (8a, 8b) 을 형성하기 위한 내벽 점착제로는, 실리콘 점착제, 아크릴 점착제를 바람직하게 사용할 수 있으며, 그 중에서도 실리콘 점착제를 더욱 바람직하게 사용할 수 있다.
펠리클 (10) 을 노광 원판 (5) 에 점착시키기 위한 점착층 (4) 에 사용하는 접착제로는 각종 접착제를 적절히 선택할 수 있고, 아크릴 접착제나 SEBS (폴리(스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌)) 계 접착제 및 실리콘계 접착제를 바람직하게 사용할 수 있고, 아크릴 접착제 또는 실리콘계 접착제를 보다 바람직하게 사용할 수 있다.
펠리클 프레임 (3) 에 형성된 기압 조정 구멍 (6) 은, 예를 들어 그 중심축이 펠리클 프레임 (3) 의 외주면으로부터 내주면을 향하는 두께 방향에 따른 대략 원기둥 형상을 갖고 있고, 그 깊이 방향과 수직인 단면 형상이 대략 원 형상으로 되어 있다.
또, 기압 조정 구멍 (6) 의 그 깊이 방향과 수직인 단면의 단면적 (S) (㎟) 과 기압 조정 구멍 (6) 의 그 깊이 방향의 길이 (L) (㎜) 의 비 (S/L) 는 0.25 ㎜ 이상 5.0 ㎜ 이하로 되어 있다.
보다 구체적으로는 기압 조정 구멍 (6) 의 직경 (D) (㎜) 은, 바람직하게는 0.8 ㎜ 이상 3.6 ㎜ 이하, 보다 바람직하게는 1.0 ㎜ 이상 3.0 ㎜ 이하로 되어 있다.
또, 기압 조정 구멍 (6) 의 단면적 (S) (㎟) 은, 바람직하게는 0.5 ㎟ 이상 10.0 ㎟ 이하, 보다 바람직하게는 0.8 ㎟ 이상 8.0 ㎟ 이하, 더욱 바람직하게는 2.0 ㎟ 이상 5.0 ㎟ 이하로 되어 있다.
이들 기압 조정 구멍 (6) 의 직경 (D), 길이 (L), 및 단면적 (S) 은, 후술하는 바와 같이, 기압 조정 구멍 (6) 으로부터 발생하거나 또는 이것을 통과할 가능성이 있는 이물질을 저감시키는 관점에서 설정되어 있다.
기압 조정 구멍 (6) 은, 펠리클 프레임 (3) 에 필요한 강도를 저해하지 않도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.
예를 들어, 펠리클 프레임 (3) 의 강도를 확보하는 관점, 및 기압 조정 구멍 (6) 의 외측에 형성되는 필터 (7) 의 구조로부터는, 펠리클 프레임 (3) 의 높이 (h) (㎜) 와 기압 조정 구멍 (6) 의 직경 (D) (㎜) 의 차 (h-D) 가 식 (1) 을 만족하도록 기압 조정 구멍 (6) 의 직경 (D) 을 설정하는 것이 바람직하다.
2 ㎜
Figure pat00003
(h-D)
Figure pat00004
5 ㎜ (1)
기압 조정 구멍 (6) 은 다음에 서술하는 기능을 한다. 즉, 펠리클 (10) 을 노광 원판 (5) 에 첩부시키면, 펠리클 (10) 과 노광 원판 (5) 사이에 폐공간이 발생한다. 이와 같이 펠리클 (10) 의 첩부에 의해 발생한 폐공간 내를 클린 에어나 불활성 가스로 치환할 때에, 기압 조정 구멍 (6) 은 클린 에어의 도입구 내지 배출구로서의 역할 등의 중요한 역할을 담당한다. 또, 기압 조정 구멍 (6) 은 펠리클 (10) 이 첩부된 노광 원판 (5) 을 공수 (空輸) 등에 의해 운반할 때에, 펠리클 (10) 과 노광 원판 (5) 사이에서 발생한 폐공간 내부와 외부 사이에 발생하는 기압차를 완화시키기 위한 개구로서 기능한다.
기압 조정 구멍 (6) 의 개구부를 덮도록 형성된 제진용 필터 (7) 로는, 기압 조정 구멍 (6) 을 통한 펠리클 내외의 기압차의 완화 등에 충분한 통기성을 갖는 것으로서, 기압 조정 구멍 (6) 부분에 설치할 수 있는 것이면 형상, 개수, 장소에 특별히 제한은 없다. 제진용 필터 (7) 의 재질로는 발진성이 아닌 것이 바람직하고, 수지 (폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 나일론 66 등), 금속 (SUS316L 스테인리스스틸 등), 세라믹스 (알루미나, 질화알루미늄 등) 등을 들 수 있다. 또, 제진용 필터 (7) 의 외측 부분에는 환경 중의 화학 물질을 흡착시키거나 분해시키는 케미컬 필터를 장비하는 것도 바람직하다.
또한, 도 1 및 도 2 에서는 펠리클 프레임 (3) 에 1 개의 기압 조정 구멍 (6) 이 형성되어 있는 경우를 나타내고 있는데, 펠리클 프레임 (3) 에 복수 개의 기압 조정 구멍 (6) 을 형성해도 된다. 또, 도 1 및 도 2 에서는, 펠리클 프레임 (3) 의 단변 (短邊) 의 대략 중앙에 기압 조정 구멍 (6) 이 형성되어 있는 경우를 나타내고 있는데, 펠리클 프레임 (3) 의 단변 또는 장변의 임의의 위치에 기압 조정 구멍 (6) 을 형성할 수 있다.
또, 도 1 및 도 2 에서는 기압 조정 구멍 (6) 의 깊이 방향과 수직인 단면 형상이 대략 원 형상으로 되어 있는 경우를 나타내고 있는데, 기압 조정 구멍 (6) 의 단면 형상은 이것에 한정되지 않는다. 기압 조정 구멍 (6) 의 단면 형상으로는 원 형상 이외에, 타원 형상, 삼각 형상, 직사각 형상, 5 각 형상 등의 다각 형상 등이어도 된다.
본 발명의 리소그래피용 펠리클은, 상기 서술한 바와 같이 기압 조정 구멍 (6) 의 그 깊이 방향과 수직인 단면의 단면적 (S) (㎟) 과 기압 조정 구멍 (6) 의 그 깊이 방향의 길이 (L) (㎜) 의 비 (S/L) 가 0.25 ㎜ 이상 5.0 ㎜ 이하로서, 종래의 기압 조정 구멍의 직경과 비교하여 기압 조정 구멍 (6) 의 직경 (D) (㎜) 이 크게 되어 있는 것에 주된 특징이 있다. 보다 구체적으로는, 본 발명의 리소그래피용 펠리클은, 기압 조정 구멍 (6) 의 직경 (D) (㎜) 이, 바람직하게는 0.8 ㎜ 이상 3.6 ㎜ 이하, 보다 바람직하게는 1.0 ㎜ 이상 3.0 ㎜ 이하로 되어 있는 것에 주된 특징이 있다. 이러한 기압 조정 구멍 (6) 의 직경 (D) 은, 종래의 기압 조정 구멍의 직경인 0.5 ㎜ 보다 크게 되어 있다.
이와 같이 본 발명의 리소그래피용 펠리클에서는, 기압 조정 구멍 (6) 의 직경 (D) 이 종래와 비교하여 크게 되어 있기 때문에, 기압 조정 구멍 (6) 으로부터 발생하거나 또는 이것을 통과할 가능성이 있는 이물질을 저감시킬 수 있다. 이하, 종래와 비교하여 직경 (D) 이 큰 본 발명의 기압 조정 구멍 (6) 에 의해 이물질이 저감되는 기구 (機構) 에 대해 상세히 서술한다.
펠리클을 노광 원판에 첩부한 경우에 있어서, 폐공간 내를 클린 에어나 불활성 가스로 치환할 때 또는 폐공간과 외부의 기압차를 완화시키거나 할 때에는, 어느 정도의 기체가 기압 조정 구멍을 통과한다. 이 때, 기압 조정 구멍의 내부에 파티클 등의 이물질이 존재한 경우에는, 펠리클과 노광 원판 사이의 폐공간의 내부로 이물질을 보내 버릴 가능성이 있다.
종래에도 이와 같은 이물질에 의한 문제를 방지하기 위해, 펠리클 프레임에 대해 정밀 세정이나 에어 건에 의한 블로우 세정 등의 각종 세정이 이루어졌었다. 또, 펠리클 프레임의 내벽면에 대해 내벽 점착제 등에 의한 수지 코팅이 이루어졌었다.
그러나, 종래 기압 조정 구멍의 직경은 0.5 ㎜ 정도로 작았기 때문에, 세정이나 수지 코팅에 문제가 발생하는 경우가 있었다.
예를 들어 정밀 세정에서는, 펠리클 프레임을 세정액에 침지시켰을 때에 기압 조정 구멍의 직경이 작으면, 기압 조정 구멍의 내부에 기체가 잔존하는 경우가 있었다. 그 결과, 기압 조정 구멍의 내부까지 충분한 초음파 세정을 실시할 수 없는 경우가 있었다.
또, 내벽 점착제 등에 의한 수지 코팅에서는, 기압 조정 구멍의 직경이 지나치게 작기 때문에, 충분한 양의 내벽 점착제 등의 코팅액이 기압 조정 구멍의 내부에 도달할 수 없는 경우가 있었다. 그 결과, 기압 조정 구멍의 내벽면에 수지 코팅이 실시되지 않아 내벽 점착제층이 형성되지 않은 미도공 부분이 남아 버리는 경우가 있었다.
이에 반해, 본 발명의 리소그래피용 펠리클에서는, 상기 서술한 바와 같이 기압 조정 구멍 (6) 의 직경 (D) 이 종래와 비교하여 크게 설정되어 있다. 이 때문에, 기압 조정 구멍 (6) 의 내부까지 초음파 세정 등의 세정을 충분히 실시할 수 있다. 또, 기압 조정 구멍 (6) 의 내벽면에 대해 미도공 부분이 없이 확실하게 수지 코팅을 실시할 수 있어, 기압 조정 구멍 (6) 의 내벽면에 확실하게 내벽 점착제층 (8b) 을 형성할 수 있다.
구체적으로는, 기압 조정 구멍 (6) 의 직경 (D) 을 0.8 ㎜, 길이 (깊이) (L) 를 2 ㎜ 로 설정한 펠리클 프레임 (3) 의 경우, 순수에 침지시킨 복수의 펠리클 프레임 (3) 을 관찰한 결과, 모든 펠리클 프레임 (3) 에 대해 기압 조정 구멍 (6) 에 에어가 잔류하지 않는 것이 확인되었다. 이것은 에어 잔류가 관찰되는 기압 조정 구멍 (6) 의 직경 (D) 을 0.5 ㎜, 길이 (L) 를 2 ㎜ 로 설정한 경우와 비교하여 세정을 충분히 실시하는 데에 분명하게 유리한 상황이다.
또, 기압 조정 구멍 (6) 의 직경 (D) 을 0.8 ㎜, 길이 (L) 를 2 ㎜ 로 설정한 펠리클 프레임 (3) 의 경우, 펠리클 프레임 (3) 의 내벽면 및 기압 조정 구멍 (6) 의 내벽면을 스프레이를 사용하여 내벽 점착제에 의해 코팅한 결과, 기압 조정 구멍 (6) 의 내벽면까지 확실하게 코팅되어 있는 것이 확인되었다. 더욱 구체적으로는, 펠리클 프레임 (3) 의 내벽면에 있어서의 내벽 점착제에 의한 내벽 점착제층 (8a) 의 두께를 1 로 한 경우, 직경 (D) 을 0.5 ㎜ 로 설정한 경우에는 기압 조정 구멍 (6) 의 내벽면에 있어서의 내벽 점착제층 (8b) 의 가장 얇은 부분의 두께는 0.01 이하였다. 이에 반해, 직경 (D) 을 0.8 ㎜ 로 설정한 경우에는 기압 조정 구멍 (6) 의 내벽면에 있어서의 내벽 점착제층 (8b) 의 가장 얇은 부분의 두께는 0.2 정도까지 향상되었다.
이렇게 하여, 본 발명에 의하면 충분한 세정 및 확실한 수지 코팅을 가능하게 함으로써, 기압 조정 구멍 (6) 으로부터 발생하거나 또는 이것을 통과할 가능성이 있는 이물질을 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 리소그래피용 펠리클에서는, 기압 조정 구멍 (6) 의 직경이 종래와 비교하여 크게 설정되어 있기 때문에, 기압 변동하에서 기압 조정 구멍 (6) 을 통과하는 기체의 속도를 저하시킬 수 있다.
기압 조정 구멍 (6) 의 통기량은, 기압 조정 구멍 (6) 의 외측에 형성된 필터 (7) 가 율속 (律速) 이 된다. 이 때문에, 기압 조정 구멍 (6) 의 직경 (D), 즉 기압 조정 구멍 (6) 의 통기 단면적이 커지면, 기압 조정 구멍 (6) 을 통과하는 기체의 속도는 저하된다. 통기 단면적에 대해 기압 조정 구멍 (6) 의 직경 (D) 이 0.8 ㎜ 인 경우와 0.5 ㎜ 인 경우를 비교하면, 전자의 통기 단면적은 후자의 통기 단면적의 2.5 배 이상이 된다.
이렇게 하여, 본 발명에 의하면, 기압 조정 구멍 (6) 을 통과하는 기체의 속도를 저하시킴으로써 기압 조정 구멍 (6) 으로부터 발생하거나 또는 이것을 통과할 가능성이 있는 이물질의 발생 리스크를 저감시킬 수 있다.
또한, 상기 서술한 바와 같이, 기압 조정 구멍 (6) 의 직경 (D) 이 커지면 커질수록 펠리클 프레임 (3) 의 정밀 세정에 있어서 기압 조정 구멍 (6) 내부의 청정도를 확보하기 쉬워진다. 또, 기압 조정 구멍 (6) 의 내벽면에 있어서의 내벽 점착제층 (8b) 의 두께가 용이하게 확보된다. 게다가 또한, 기압 변동하에서 기압 조정 구멍 (6) 을 통과하는 기체의 속도가 저하된다. 이러한 결과, 기압 조정 구멍 (6) 에서 기인하는 이물질의 발생 리스크가 저하된다.
그러나, 기압 조정 구멍 (6) 은 펠리클 프레임 (3) 의 강도가 저하되지 않도록 형성하는 것이 바람직하다. 그래서, 기압 조정 구멍 (6) 으로부터 발생하거나 또는 이것을 통과할 가능성이 있는 이물질의 저감과 펠리클 프레임 (3) 의 강도의 확보를 양립시키는 관점에서, 기압 조정 구멍 (6) 의 직경 (D) (㎜) 은 0.8 ㎜ 이상 3.6 ㎜ 이하로 설정하는 것이 바람직하고, 1.0 ㎜ 이상 3.0 ㎜ 이하로 설정하는 것이 보다 바람직하다.
동일한 관점에서 기압 조정 구멍 (6) 의 단면적 (S) (㎟) 은 0.5 ㎟ 이상 10.0 ㎟ 이하로 설정하는 것이 바람직하고, 0.8 ㎟ 이상 8.0 ㎟ 이하로 설정하는 것이 보다 바람직하고, 2.0 ㎟ 이상 5.0 ㎟ 이하로 설정하는 것이 더욱 바람직하다.
또, 펠리클 프레임 (3) 의 높이 (h) 가 한정되기 때문에, 기압 조정 구멍 (6) 의 직경 (D) 을 결정하는 데에 있어서는, 펠리클 프레임 (3) 의 강도를 확보하는 관점, 및 기압 조정 구멍 (6) 의 외측에 형성되는 필터 (7) 의 구조를 고려하는 것이 바람직하다. 이들 강도 확보의 관점 및 필터 (7) 의 구조를 고려하면, 기압 조정 구멍 (6) 의 직경 (D) 의 상한은, 바람직하게는 펠리클 프레임 (3) 의 높이 (h) 에서 2 ㎜ 정도 뺀 값이 될 것으로 생각된다.
또, 요즘 기압 조정 구멍을 프레임의 두께에 대해 최단 (最短) 이 되도록 가공하지 않고, 프레임의 두께 방향에 대해 경사지게 하거나 우회시켜 기압 조정 구멍의 전체 길이를 의도적으로 길게 설정하는 것이 제안되고 있다. 그러나, 이러한 기압 조정 구멍에서는 세정성이나 구멍 내부의 코팅성이 떨어질 뿐만 아니라, 기압 조정시에 쓸데없는 압력 손실이 발생하기 쉬워 장점이 없을 것으로 생각된다.
실시예
이하, 실시예에 의해 구체적으로 본 발명을 예시하여 설명한다. 또한, 실시예 및 비교예에 있어서의 「마스크」는 「노광 원판」의 예로서 기재한 것으로서, 레티클에 대해서도 동일하게 적용할 수 있다는 것은 말할 필요도 없다.
(실시예 1)
펠리클 프레임으로서, 프레임 외부 치수 150 ㎜ × 122 ㎜ × 5.8 ㎜, 프레임 두께 2 ㎜ 의 흑색 알루마이트를 실시한 두랄루민제 프레임을 준비하였다. 프레임 단변 중앙부에 기압 조정 구멍을 1 개 형성하였다. 기압 조정 구멍은, 직경 0.8 ㎜ 의 원 형상의 단면 형상을 갖고, 프레임 두께 2 ㎜ 를 관통하도록 가공하였다.
이 프레임을 정밀 세정한 후, 프레임 내벽면의 전체면에 신에츠 화학 공업 (주) 제조의 실리콘 점착제 (상품명 : KR3700) 를 스프레이로 도포하여 내벽 점착제층을 형성하였다. 계속해서, 프레임 하단면에 신에츠 화학 공업 (주) 제조의 레티클 장착용 실리콘 점착제 (상품명 : X40-3122) 를 로봇 도포기로 세선화 도포하였다. 또한, 반대측 상단면에 아사히 유리 (주) 제조의 펠리클막 접착용 불소 수지 (상품명 : CYTOP CTX-109A) 를 로봇으로 세선화 도포하고, 고주파 유도 가열 장치로 가열하였다.
마지막으로, 기압 조정 구멍을 막도록 기압 조정용 (방진용) 필터를 첩부하여 펠리클 프레임을 완성시켰다.
이렇게 하여 완성시킨 프레임에 미리 준비한 펠리클막을 첩합 (貼合) 시켜 펠리클을 완성시켰다.
완성시킨 펠리클을 12 인치 실리콘 웨이퍼에 첩합시킨 후, 이것을 압력 변동고에 보관하고, 상압에서 0.5 기압으로의 감압 및 0.5 기압에서 상압으로의 복압 (復壓) 의 기압 변동 사이클을 5 회 반복하였다. 이 때, 펠리클막을 보호하기 위해 상압에서 0.5 기압까지의 감압을 10 분에 걸쳐 실시하였다.
상기 기압 변동 사이클 테스트의 종료 후, 12 인치 실리콘 웨이퍼의 펠리클에 의해 보호된 내측 부분의 이물질 검사를 실시한 결과, 이물질의 증가는 관찰되지 않았다.
또, 이물질 검사의 종료 후, 펠리클을 실리콘 웨이퍼로부터 떼어내고, 프레임의 기압 조정 구멍이 형성된 부분을 나누어 기압 조정용 구멍의 내벽면에서의 실리콘 점착제에 의한 내벽 점착제층의 코팅 상황을 조사하였다. 동시에, 프레임 내벽면에서의 실리콘 점착제에 의한 내벽 점착제층의 코팅 상황을 조사하였다. 그 결과, 기압 조정 구멍의 내벽면에서의 내벽 점착제층의 두께는 2 ∼ 3 ㎛ 인데 반해, 프레임 내벽면에서의 내벽 점착제층의 두께는 10 ㎛ 정도였다.
(실시예 2)
기압 조정 구멍을 직경 3.0 ㎜ 의 원 형상의 단면 형상을 갖도록 가공한 점 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 펠리클을 완성시키고, 완성시킨 펠리클을 12 인치 실리콘 웨이퍼에 첩합시켰다.
그 후, 실시예 1 과 동일하게 하여 기압 변동 사이클 테스트를 실시한 후, 이물질 검사 및 내벽 점착제층의 코팅 상황의 조사를 순서대로 실시하였다.
이물질 검사의 결과, 실시예 2 에 있어서도 실시예 1 과 마찬가지로 12 인치 실리콘 웨이퍼의 펠리클에 의해 보호된 내측 부분에서 이물질의 증가는 관찰되지 않았다.
또, 내벽 점착제층의 코팅 상황의 조사 결과, 실시예 2 에서는 기압 조정 구멍의 내벽면에서의 내벽 점착제층의 두께가 3 ∼ 5 ㎛ 인데 반해, 프레임 내벽면에서의 내벽 점착제층의 두께는 10 ㎛ 정도였다.
(비교예 1)
기압 조정 구멍을 직경 0.5 ㎜ 의 원 형상의 단면 형상을 갖도록 가공한 점 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 펠리클을 완성시키고, 완성시킨 펠리클을 12 인치 실리콘 웨이퍼에 첩합시켰다.
그 후, 실시예 1 과 동일하게 하여 기압 변동 사이클 테스트를 실시한 후, 이물질 검사 및 내벽 점착제층의 코팅 상황의 조사를 순서대로 실시하였다.
이물질 검사의 결과, 비교예 1 에서는 12 인치 실리콘 웨이퍼의 펠리클에 의해 보호된 내측 부분에서의 기압 조정 구멍 주변에 2 개의 이물질이 검출되었다.
또, 내벽 점착제층의 코팅 상황의 조사 결과, 비교예 1 에서는 기압 조정 구멍의 내벽면에서의 내벽 점착제층의 두께는 0.02 ∼ 0.05 ㎛ 인데 반해, 프레임 내벽면에서의 내벽 점착제층의 두께는 10 ㎛ 정도였다.
(비교예 2)
기압 조정 구멍을 직경 4.0 ㎜ 의 원 형상의 단면 형상을 갖도록 가공한 점 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 펠리클을 완성시키고, 완성시킨 펠리클을 12 인치 실리콘 웨이퍼에 첩합시켰다.
또한, 비교예 2 에서는 프레임의 높이 5.8 ㎜ 에 대해서는 비어져 나오지 않도록 제작한 필터로 직경 4.0 ㎜ 의 기압 조정 구멍을 커버하고자 하면, 필터 첩부부 외측에서의 점착제의 첩부 폭이 1 ㎜ 이하가 되어 신뢰성이 저하되었다.
또, 프레임의 높이 5.8 ㎜ 에 대해 직경 4.0 ㎜ 의 기압 조정 구멍을 뚫었기 때문에, 프레임 강도에 문제가 발생할 가능성이 있었다.
그 후, 실시예 1 과 동일하게 하여 기압 변동 사이클 테스트를 실시한 후, 이물질 검사 및 내벽 점착제층의 코팅 상황의 조사를 순서대로 실시하였다.
이물질 검사의 결과, 비교예 2 에서는 12 인치 실리콘 웨이퍼의 펠리클에 의해 보호된 내측 부분에서 이물질의 증가는 관찰되지 않았다.
또, 내벽 점착제층의 코팅 상황의 조사 결과, 비교예 2 에서는 기압 조정 구멍의 내벽면에서의 내벽 점착제층의 두께가 4 ∼ 6 ㎛ 인데 반해, 프레임 내벽면에서의 내벽 점착제층의 두께는 10 ㎛ 정도였다.
또한, 상기에서는 높이 5.8 ㎜ 의 펠리클 프레임을 사용하였지만, 높이 4.5 ㎜, 3.0 ㎜ 의 펠리클 프레임의 경우에는, 기압 조정 구멍의 직경의 상한은 각각 2.5 ㎜, 1.0 ㎜ 정도가 될 것으로 예상된다.
1 : 펠리클막
2 : 펠리클막 첩부용 접착층
3 : 펠리클 프레임
4 : 점착층
5 : 노광 원판
6 : 기압 조정 구멍
7 : 제진용 필터
8a, 8b : 내벽 점착제층
10 : 리소그래피용 펠리클

Claims (12)

  1. 외주면으로부터 내주면으로 관통하는 기압 조정 구멍이 형성된 펠리클 프레임을 갖고,
    상기 기압 조정 구멍의 깊이 방향과 수직인 단면의 단면적 (S) (㎟) 과 상기 기압 조정 구멍의 상기 깊이 방향의 길이 (L) (㎜) 의 비 (S/L) 가 0.25 ㎜ 이상 5.0 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 리소그래피용 펠리클.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단면적 (S) 이 0.5 ㎟ 이상 10.0 ㎟ 이하인, 리소그래피용 펠리클.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단면적 (S) 이 0.8 ㎟ 이상 8.0 ㎟ 이하인, 리소그래피용 펠리클.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기압 조정 구멍의 직경이 0.8 ㎜ 이상 3.6 ㎜ 이하인, 리소그래피용 펠리클.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기압 조정 구멍의 직경이 1.0 ㎜ 이상 3.0 ㎜ 이하인, 리소그래피용 펠리클.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 펠리클 프레임의 높이와 상기 기압 조정 구멍의 직경의 차가 다음 식을 만족하는, 리소그래피용 펠리클.
    2 ㎜
    Figure pat00005
    (h-D)
    Figure pat00006
    5 ㎜
    (단, h 는 상기 펠리클 프레임의 높이 (㎜) 를 나타내고, D 는 상기 기압 조정 구멍의 직경 (㎜) 을 나타낸다)
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기압 조정 구멍의 단면 형상이 원 형상인, 리소그래피용 펠리클.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 기압 조정 구멍의 내벽면에 내벽 점착제층을 갖는, 리소그래피용 펠리클.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 펠리클 프레임의 내벽면에 내벽 점착층을 갖는, 리소그래피용 펠리클.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 내벽 점착층이, 실리콘 점착제 또는 아크릴 점착제에 의해 형성된, 리소그래피용 펠리클.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 내벽 점착층이, 실리콘 점착제 또는 아크릴 점착제에 의해 형성된, 리소그래피용 펠리클.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 기압 조정 구멍에 제진용 필터를 형성한, 리소그래피용 펠리클.
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