KR20110077976A - Apparatus and method of attaching a photomask with pellicle - Google Patents

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KR20110077976A KR1020090134679A KR20090134679A KR20110077976A KR 20110077976 A KR20110077976 A KR 20110077976A KR 1020090134679 A KR1020090134679 A KR 1020090134679A KR 20090134679 A KR20090134679 A KR 20090134679A KR 20110077976 A KR20110077976 A KR 20110077976A
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Abstract

PURPOSE: A photo-mask and a pellicle attaching apparatus and an attaching method using the same are provided to suppress the distortion of patterns on the photo-mask and increase the holding time of an attached pellicle. CONSTITUTION: A photo-mask(200) is vertically supported by the front side of a first supporter(310). A pellicle is supported by the front side of a second supporter(320) which is parallelly arranged to the first supporter. A tube(330) is arranged to be in contact with the rear side of the first supporter and the second supporter. Fluid fills in the tube in order to apply the pressure of the fluid to the rear side of the first supporter and the rear side of the second supporter.

Description

포토마스크와 펠리클 부착장치 및 이를 이용한 부착방법{Apparatus and method of attaching a photomask with pellicle}Apparatus and method of attaching a photomask with pellicle}

본 발명은 포토마스크에 관한 것으로서, 특히 포토마스크와 펠리클 부착장치 및 이를 이용한 부착방법에 관한 것이다.The present invention relates to a photomask, and more particularly, to an apparatus for attaching a photomask and a pellicle and an attachment method using the same.

일반적으로 펠리클은 포토마스크 표면을 대기중 분자나 다른 형태의 오염으로부터 보호해주는 장치이다. 즉 포토마스크 패턴에 파티클(particle)이 있을 경우 이 파티클이 웨이퍼에 포커싱되지만, 펠리클이 포토마스크에 장착되게 되면, 펠리클 표면에 파티클이 부착되더라도 웨이퍼 표면에 패턴으로 포커싱되지 않는다. 이를 위해 펠리클은 대략 1㎛ 내외의 투명한 막으로 이루어진다.In general, pellicles are devices that protect the surface of a photomask from airborne molecules and other forms of contamination. That is, when a particle is present in the photomask pattern, the particle is focused on the wafer, but when the pellicle is mounted on the photomask, the particle is not focused on the wafer surface even though the particle is attached to the pellicle surface. For this purpose, the pellicle is composed of a transparent film of about 1 μm.

도 1은 일반적인 포토마스크 보호를 위한 펠리클을 나타내 보인 도면이다. 그리고 도 2는 포토마스크에 펠리클이 부착된 상태를 나타내 보인 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 펠리클(100)은 투명한 막 형태의 펠리클 멤브레인(pellicle membrane(110)을 포함한다. 펠리클 멤브레인(110)은 화합물들의 적절한 혼합비율로 제작된 얇은 막으로서 빛의 투과율이 최대가 되도록 하는 적정 두께를 갖는다. 펠리클 멤브레인(110)은 가장자리를 따라 부착되는 프레임(120)에 의해 지지된다. 프 레임(120)의 단부에는 마스크 접착제(130)가 부착된다.마스크 접착제(130)는 가열해서 녹인 다음 다시 접착력을 갖도록 하기 위해 냉각을 시켜서 굳어지는 접착제 형태이다. 포토마스크(200)와 펠리클(100)의 부착은 이 마스크 접착제(130)에 의해 이루어진다.1 is a view showing a pellicle for protecting a general photomask. 2 is a view illustrating a state in which a pellicle is attached to a photomask. 1 and 2, the pellicle 100 includes a pellicle membrane 110 in the form of a transparent membrane. The pellicle membrane 110 is supported by a frame 120 which is attached along the edge, and a mask adhesive 130 is attached to the end of the frame 120. 130 is in the form of an adhesive that is heated and melted and then cooled to be hardened to have an adhesive force, and the photomask 200 and the pellicle 100 are attached by the mask adhesive 130.

포토마스크(200)에 펠리클(100)을 부탁하기 위해서는, 먼저 포토마스크(200)와 펠리클(100)을 정렬시킨다. 정렬이 이루어진 후에는 포토마스크(200)의 패턴이 있는 상부면에 펠리클(100)을 접촉시킨 상태에서 압력을 가함으로써 마스크 접착제(130)에 의해 포토마스크(200)에 펠리클(100)이 부착되도록 한다. 그런데 이와 같은 과정은 기계적 동작을 통해 이루어지고 있으며, 따라서 압력이 포토마스크(200) 전 영역에 걸쳐 균일하게 인가되지 않을 수 있다. 이 경우 프레임(120)에 왜곡된 장력을 유발하여 부착이 이루어진 후에도 부분적으로 부착이 유지되는 시간이 짧아질 수 있다. 이와 같은 불균일한 압력 인가는 포토마스크(200) 표면에 대해서도 발생되며, 이 경우 포토마스크(200) 표면의 패턴이 왜곡되는 현상이 발생할 수 있다. 이 경우 웨이퍼상에 패턴이 원하는 프로파일로 전사되지 않을 수 있으며, 특히 최근 미세 패턴 형성을 위해 이용되고 있는 듀얼 리소그라피 공정, 즉 2장의 포토마스크를 이용하여 한계 치수 이하의 패턴을 형성하고자 하는 경우 노광장비 내에서 2장의 포토마스크의 위치가 일치되지 않는 레지스트레이션 에러(registration error)가 발생되고, 그 결과 웨이퍼상에 전사되는 패턴 사이의 간격이 불균일하게 되는 문제가 발생할 수 있다.In order to apply the pellicle 100 to the photomask 200, first, the photomask 200 and the pellicle 100 are aligned. After the alignment is made, the pellicle 100 is attached to the photomask 200 by the mask adhesive 130 by applying pressure while the pellicle 100 is brought into contact with the patterned upper surface of the photomask 200. do. However, such a process is performed through a mechanical operation, and thus pressure may not be uniformly applied over the entire area of the photomask 200. In this case, the time for which the attachment is maintained even after the attachment is made may be shortened by causing a distorted tension in the frame 120. Such non-uniform pressure is applied to the surface of the photomask 200, and in this case, a pattern of the surface of the photomask 200 may be distorted. In this case, the pattern may not be transferred to the desired profile on the wafer. In particular, in the case of a dual lithography process that has recently been used to form a fine pattern, that is, to form a pattern below a critical dimension using two photomasks, an exposure apparatus A registration error in which the positions of the two photomasks do not coincide within each other may occur, and as a result, a problem may occur that the spacing between patterns transferred on the wafer becomes uneven.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 포토마스크에 펠리클 부착시 부분적인 압력 불균일에 의한 문제들이 발생되지 않도록 전체적으로 균일한 압력하에 부착이 이루어지도록 하는 포토마스크와 펠리클 부착장치를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a photomask and pellicle attachment device to be attached under a uniform pressure as a whole so that problems due to partial pressure unevenness when the pellicle is attached to the photomask.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 이와 같은 부착장치를 이용한 부착방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an attachment method using such an attachment device.

본 발명의 일 예에 따른 포토마스크와 펠리클 부착장치는, 전면에 포토마스크가 수직방향으로 지지되는 제1 지지대와, 제1 지지대와 수평방향으로 나란하게 정렬되어 포토마스크와 대향되도록 전면에 펠리클이 지지되는 제2 지지대와, 그리고 제1 지지대의 배면 및 제2 지지대의 배면에 접촉되도록 배치되고 내부는 유체로 채워져서 제1 지지대의 배면 및 제2 지지대의 배면에 유체 압력이 가해지도록 하는 튜브를 구비한다.The photomask and the pellicle attachment device according to an embodiment of the present invention, the first support on which the photomask is vertically supported on the front surface, and the pellicle on the front surface to be aligned parallel to the first support in parallel with the photomask And a tube which is arranged to be in contact with the second support being supported and the back of the first support and the back of the second support, the interior being filled with fluid so that fluid pressure is applied to the back of the first support and the back of the second support. Equipped.

상기 제1 지지대 및 제2 지지대은 상기 유체 압력에 의해 부분적으로 변형되는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.The first support and the second support is preferably made of a material that is partially deformed by the fluid pressure.

상기 튜브 내에 채워진 유체의 유속은 0이 유지되도록 하는 것이 바람직하다.The flow rate of the fluid filled in the tube is preferably such that zero is maintained.

본 발명의 일 예에 따른 포토마스크와 펠리클 부착방법은, 수평방향으로 나란하게 정렬되어 있는 제1 지지대의 전면 및 제2 지지대의 전면에 포토마스크의 부 착면과 펠리클의 부착면이 상호 대향되도록 각각 포토마스크 및 펠리클을 배치시키는 단계와, 제1 지지대의 배면 및 제2 지지대의 배면에 내부가 유체로 채워진 튜브를 접촉시키는 단계와, 그리고 튜브 내의 유체에 의한 압력이 제1 지지대 및 제2 지지대에 가해지도록 한 상태에서 제1 지지대 및 제2 지지대를 밀착시켜 포토마스크와 펠리클을 부착시키는 단계를 포함한다.The photomask and the pellicle attachment method according to an embodiment of the present invention, so that the attachment surface of the photomask and the attachment surface of the pellicle on the front surface of the first support and the second support that are aligned side by side in the horizontal direction, respectively Placing a photomask and pellicle, contacting a tube filled with a fluid with the back of the first support and a back of the second support, and pressure from the fluid in the tube to the first support and the second support. Attaching the photomask and the pellicle by bringing the first support and the second support into close contact with each other.

상기 포토마스크와 펠리클을 부착시키는 단계는, 튜브 내의 유체의 유속이 0을 유지하는 상태에서 수행하는 것이 바람직하다.Attaching the photomask and the pellicle is preferably performed while the flow rate of the fluid in the tube is maintained at zero.

본 발명에 따르면, 포토마스크를 지지하는 제1 지지대의 배면 및 펠리클을 지지하는 제2 지지대의 배면에 유체가 채워진 튜브를 접촉시킴으로써, 포토마스크와 펠리클 부착시 포토마스크 표면과 펠리클 표면의 전 부분에 걸쳐 균일한 유체 압력이 가해지게 되고, 이에 따라 균일한 압력하에 부착 공정을 수행할 수 있다는 이점이 제공된다. 따라서 부착된 펠리클의 부착 유지 시간을 증가시키고, 포토마스크상의 패턴이 왜곡되는 현상을 억제할 수 있다.According to the present invention, a fluid-filled tube is brought into contact with the back of the first support for supporting the photomask and the back of the second support for supporting the pellicle, so that the photomask surface and the entire surface of the pellicle surface when the pellicle is attached. A uniform fluid pressure is applied over, thereby providing the advantage that the attachment process can be carried out under a uniform pressure. Therefore, it is possible to increase the adhesion retention time of the adhered pellicle and to suppress the phenomenon of distorting the pattern on the photomask.

도 3은 본 발명에 따른 포토마스크와 펠리클 부착장치 및 이를 이용한 부착방법을 설명하기 위해 나타내 보인 도면이다. 도 3을 참조하면, 포토마스크와 펠리클 부착장치(300)는, 상호 대향되도록 배치되는 제1 지지대(310) 및 제2 지지대(320)를 포함한다. 제1 지지대(310) 및 제2 지지대(320)는, 제1 지지대(310)의 전면(311) 및 제2 지지대(320)의 전면(321)이 가로방향(x방향)을 향하도록 수직하 게 배치된다. 포토마스크(200)는 제1 지지대(310)의 전면(311) 위에 지지되도록 배치된다. 펠리클(100)은 제2 지지대(320)의 전면(321) 위에 지지되도록 배치된다. 따라서 포토마스크(200)의 표면 중 패턴이 형성된 상부면(201)과 펠리클(100)의 부착면(101)은 상호 대향되도록 배치된다. 비록 도면의 간단화를 위해 도면상에는 도시되지 않았지만, 펠리클(100)의 부착면(101)은 마스크 접착제가 부착된 프레임이 있는 면이다. 제1 지지대(310) 및 제2 지지대(320)는 각각 배면에 인가되는 압력에 의해 부분적으로 변형되는 재질로 이루어진다.3 is a view showing for explaining a photomask and pellicle attachment device and an attachment method using the same according to the present invention. Referring to FIG. 3, the photomask and the pellicle attachment device 300 may include a first support 310 and a second support 320 disposed to face each other. The first support 310 and the second support 320 are vertically positioned such that the front surface 311 of the first support 310 and the front surface 321 of the second support 320 face the horizontal direction (x direction). Crab is placed. The photomask 200 is disposed to be supported on the front surface 311 of the first support 310. The pellicle 100 is disposed to be supported on the front surface 321 of the second support 320. Therefore, the upper surface 201 of which the pattern is formed on the surface of the photomask 200 and the attachment surface 101 of the pellicle 100 are disposed to face each other. Although not shown in the drawings for the sake of simplicity, the attachment surface 101 of the pellicle 100 is a surface with a frame to which a mask adhesive is attached. The first support 310 and the second support 320 are each made of a material that is partially deformed by the pressure applied to the rear surface.

제1 지지대(310)의 배면(312)과 제2 지지대(320)의 배면(322)에는 튜브(330)가 배치된다. 튜브(330)의 내부에는 유체(340)가 채워진다. 이에 따라 튜브(330) 내의 유체(340)에 의한 압력이 제1 지지대(310)의 배면(312)을 통해 포토마스크(200)에 전달되며, 마찬가지로 제2 지지대(320)의 배면(322)을 통해서는 펠리클(100)에 전달된다. 이때 포토마스크(200)의 상부면(201)의 특정 지점과 이 지점에 부착되는 펠리클(100)의 부착면(101)의 특정 지점에는 동일한 유체 압력이 인가되도록 할 수 있는데, 이를 위해서는 이 특정 지점의 높이가 동일해야 하며, 튜브(330) 내의 유체(340)가 정지되어 있는 상태, 즉 유속이 0이 되는 상태가 유지되도록 하여야 한다.The tube 330 is disposed on the rear surface 312 of the first support 310 and the rear surface 322 of the second support 320. The fluid 340 is filled inside the tube 330. Accordingly, the pressure by the fluid 340 in the tube 330 is transmitted to the photomask 200 through the back 312 of the first support 310, and likewise the back 322 of the second support 320 is removed. Through it is delivered to the pellicle 100. In this case, the same fluid pressure may be applied to a specific point of the upper surface 201 of the photomask 200 and a specific point of the attachment surface 101 of the pellicle 100 attached to this point. The height of the must be the same, and the fluid 340 in the tube 330 is to be stopped, that is, to maintain a state in which the flow rate is zero.

도면에서 "A" 및 "A'"로 나타낸 지점을 예를 들어 포토마스크(200) 및 펠리클(100)에 가해지는 압력이 동일해지는 원리를 설명하면, 먼저 포토마스크(200)의 "A" 지점에 가해지는 유체 압력(P1)과 펠리클(100)의 "A'" 지점에 가해지는 유체 압력(P2)은 베르누이 방정식에 의해 각각 아래의 수학식 1 및 수학식 2와 같다.Referring to the principle indicated by the points "A" and "A '" in the drawings, for example, the pressure applied to the photomask 200 and the pellicle 100 is the same, the "A" point of the photomask 200 first; The fluid pressure P1 applied to the fluid pressure P1 and the fluid pressure P2 applied to the point “A '” of the pellicle 100 are represented by Equations 1 and 2 below by Bernoulli's equation.

P1=P(A) + pgh(A) + 1/2ρ(A)2 P1 = P (A) + pgh (A) + 1 / 2ρ (A) 2

여기서 P(A)는 A지점의 압력을 의미하고, pgh(A)는 A지접에서의 위치에너지를 의미하며, 그리고 1/2ρ(A)2는 A지점에서의 운동에너지를 의미한다.Where P (A) is the pressure at point A, pgh (A) is the potential energy at ground A, and 1 / 2ρ (A) 2 is the kinetic energy at point A.

P2=P(A') + pgh(A') + 1/2ρ(A')2 P2 = P (A ') + pgh (A') + 1 / 2ρ (A ') 2

여기서 P(A')는 A'지점의 압력을 의미하고, pgh(A')는 A'지접에서의 위치에너지를 의미하며, 그리고 1/2ρ(A')2는 A'지점에서의 운동에너지를 의미한다.Where P (A ') is the pressure at point A', pgh (A ') is the potential energy at A' contact, and 1 / 2ρ (A ') 2 is the kinetic energy at A' Means.

그런데 포토마스크(200)의 "A" 지점의 높이와 펠리클(100)의 "A'" 지점의 높이가 동일하므로, 위 수학식 1에서의 pgh(A)와 수학식 2에서의 pgh(A')는 동일한 값을 나타낸다. 그리고 튜브(330) 내의 유체(340)는 유속이 0인 상태이므로 운동에너지는 갖지 않게 되고, 따라서 수학식 1에서의 1/2ρ(A)2와 수학식 2에서의 1/2ρ(A')2는 그 값이 0이 된다. 또한 튜브(330) 내의 유체(340)는 분리되어 있지 않고 서로 연결된 튜브(330) 내에 있으므로 밀도가 일정하므로 수학식 1에서의 P(A)와 수학식 2에서의 P(A')는 동일한 값을 갖게 된다. 결과적으로 "A" 지점에 가해지는 압력(P1)과 "A'" 지점에 가해지는 압력(P2)이 동일하며, 이는 다른 지점에 대해서도 동일하게 적용된다.However, since the height of the "A" point of the photomask 200 and the height of the "A '" point of the pellicle 100 are the same, pgh (A) in Equation 1 above and pgh (A' in Equation 2). ) Represent the same value. In addition, since the fluid 340 in the tube 330 has a flow velocity of 0, the fluid 340 has no kinetic energy, and thus, 1 / 2ρ (A) 2 in Equation 1 and 1 / 2ρ (A ') in Equation 2 2 is zero. In addition, since the fluid 340 in the tube 330 is not separated but in the connected tubes 330, the density is constant, so that P (A) in Equation 1 and P (A ') in Equation 2 are the same value. Will have As a result, the pressure P1 applied to the "A" point and the pressure P2 applied to the "A '" point are the same, and the same applies to the other points.

이와 같은 부착장치(300)를 이용하여 포토마스크(200)와 펠리클(100)을 부착시키는 과정을 보다 구체적으로 설명하면, 먼저 포토마스크(200)를 제1 지지대(310)의 전면(311)에 배치시키고, 펠리클(100)은 제2 지지대(320)의 전면(321)에 배치시킨다. 이에 따라 포토마스크(200)의 상부면(201)과 펠리클(100)의 접착면(101)은 상호 대향된다. 이 상태에서, 도면에서 화살표(351, 352)로 각각 나타낸 바와 같이, 제1 지지대(310)와 제2 지지대(320)를 이동하여 포토마스크(200)의 상부면(201)과 펠리클(100)의 접착면(101), 즉 펠리클(100)의 프레임 단부에 있는 접착제가 접촉되도록 한다. 그러면 위에서 설명한 바와 같이, 접착면 전체에 걸쳐서 포토마스크(200)와 펠리클(100)의 모든 접착 부분마다 동일한 압력이 가해지고, 따라서 전체적으로 균일한 압력하에서 접착이 이루어지게 된다.Referring to the process of attaching the photomask 200 and the pellicle 100 using the attachment device 300 in more detail, first, the photomask 200 on the front surface 311 of the first support 310 The pellicle 100 is disposed on the front surface 321 of the second support 320. Accordingly, the upper surface 201 of the photomask 200 and the adhesive surface 101 of the pellicle 100 face each other. In this state, as shown by arrows 351 and 352 in the figure, respectively, the first support 310 and the second support 320 are moved to the upper surface 201 and the pellicle 100 of the photomask 200. The adhesive on the adhesive side 101, ie the frame end of the pellicle 100 is in contact. Then, as described above, the same pressure is applied to all the bonding portions of the photomask 200 and the pellicle 100 over the entire adhesive surface, and thus adhesion is performed under uniform pressure as a whole.

도 1은 일반적인 포토마스크 보호를 위한 펠리클을 나타내 보인 도면이다.1 is a view showing a pellicle for protecting a general photomask.

도 2는 포토마스크에 펠리클이 부착된 상태를 나타내 보인 도면이다.2 is a view illustrating a state in which a pellicle is attached to a photomask.

도 3은 본 발명에 따른 포토마스크와 펠리클 부착장치 및 이를 이용한 부착방법을 설명하기 위해 나타내 보인 도면이다.3 is a view showing for explaining a photomask and pellicle attachment device and an attachment method using the same according to the present invention.

Claims (5)

전면에 포토마스크가 수직방향으로 지지되는 제1 지지대;A first support on the front surface of which the photomask is vertically supported; 상기 제1 지지대와 수평방향으로 나란하게 정렬되어 상기 포토마스크와 대향되도록 전면에 펠리클이 지지되는 제2 지지대; 및A second support on which a pellicle is supported on the front surface of the second support so as to be parallel to the first support so as to face the photomask; And 상기 제1 지지대의 배면 및 제2 지지대의 배면에 접촉되도록 배치되고 내부는 유체로 채워져서 상기 제1 지지대의 배면 및 제2 지지대의 배면에 유체 압력이 가해지도록 하는 튜브를 구비하는 포토마스크와 펠리클 부착장치.A photomask and pellicle having a tube disposed to contact the back of the first support and the back of the second support, the tube being filled with a fluid such that fluid pressure is applied to the back of the first support and the back of the second support. Attachment device. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 지지대 및 제2 지지대은 상기 유체 압력에 의해 부분적으로 변형되는 재질로 이루어지는 포토마스크와 펠리클 부착장치.And the first support and the second support are made of a material partially deformed by the fluid pressure. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 튜브 내에 채워진 유체의 유속은 0인 포토마스크와 펠리클 부착장치.A photomask and pellicle attachment device, wherein the flow rate of the fluid filled in the tube is zero. 수평방향으로 나란하게 정렬되어 있는 제1 지지대의 전면 및 제2 지지대의 전면에 포토마스크의 부착면과 펠리클의 부착면이 상호 대향되도록 각각 포토마스크 및 펠리클을 배치시키는 단계;Disposing the photomask and the pellicle on the front surface of the first support and the second support in the horizontal direction so that the attachment surface of the photomask and the attachment surface of the pellicle are opposed to each other; 상기 제1 지지대의 배면 및 제2 지지대의 배면에 내부가 유체로 채워진 튜브 를 접촉시키는 단계; 및Contacting a tube filled with a fluid with a rear surface of the first support and a rear surface of the second support; And 상기 튜브 내의 유체에 의한 압력이 상기 제1 지지대 및 제2 지지대에 가해지도록 한 상태에서 상기 제1 지지대 및 제2 지지대를 밀착시켜 포토마스크와 펠리클을 부착시키는 단계를 포함하는 포토마스크와 펠리클 부착방법.And attaching the photomask and the pellicle by bringing the first support and the second support into close contact with the pressure of the fluid in the tube being applied to the first support and the second support. . 제4항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 포토마스크와 펠리클을 부착시키는 단계는, 상기 튜브 내의 유체의 유속이 0을 유지하는 상태에서 수행하는 포토마스크와 펠리클 부착방법.Attaching the photomask and the pellicle, the photomask and pellicle attachment method is performed while the flow rate of the fluid in the tube is maintained at zero.
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