KR20110119979A - 펠리클의 오염 방지 방법 및 이를 적용한 검사 장치 - Google Patents

펠리클의 오염 방지 방법 및 이를 적용한 검사 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 펠리클의 오염 방지 방법 및 이를 적용한 검사 장치에 관한 것으로, 펠리클(Pellicle)을 포함하는 포토마스크를 검사하는 공정을 진행하는데 있어서, 상기 포토마스크를 고정시키는 홀더의 상부면에 상기 포토마스크 전체를 덮을 수 있는 외부 보호 장치를 더 형성하여, 펠리클에 이물질이 부착되지 않도록 하고, 이러한 외부 보호 장치를 포함하는 검사 장치 또는 검사 후 진행하는 노광 공정에서 사용하는 프로젝션 얼라이너(Projection Aligner), 스텝퍼(Stepper) 및 스캐너(Scanner)와 같은 노광 장치를 제공하는 발명에 관한 것이다.

Description

펠리클의 오염 방지 방법 및 이를 적용한 검사 장치{METHOD FOR PREVENTING POLLUSION OF PELLICLE AND INSPECTION APPARATUS APPLYING TO THEREOF}
본 발명은 펠리클의 오염 방지 방법 및 이를 적용한 검사 장치에 관한 것으로, 포토리소그래피 공정에서 사용되는 포토마스크의 최종 생성물에 검사 장비로부터의 이물이 생성되는 것을 방지 및 후속의 노광 공정에서의 오염을 방지하는 기술에 관한 것이다.
최근, 반도체 장치의 고집적화에 따라 제조 공정에서의 광 리소그래피에 사용하는 노광 광의 단파장화가 진행되고 있다.
즉, 웨이퍼상에 집적 회로 패턴을 묘사할 때에 보다 좁은 선폭으로 미세한 회로 패턴을 묘화할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
이에 대응하기 위해, 예컨대 광 리소그래피용 스테퍼의 노광 광으로서, 종래의 g 선 (파장 436 ㎚), i 선 (파장 365 ㎚) 에서 나아가 KrF 엑시머 레이저 (파장 248 ㎚), ArF 엑시머 레이저 (파장 193 ㎚), 또한 F2 레이저 (파장 l57 ㎚) 등의 보다 단파장의 빛이 사용되게 되었다.
특히, 포토마스크의 표면에 이물질이 부착되는 경우 치명적인 문제가 발생할 수 있는데, 이러한 문제를 방지하기 위한 이물질 막으로서, 포토마스크의 일면 또는 양면에 펠리클을 장착하는 방법을 채택하고 있다.
최근에는 특히, LSI, 초 LSI 등의 반도체 장치 또는 액정 표시 장치 등의 제조에 사용되고 있으며, 220nm 이하의 파장을 사용하는 노광 공정이 주로 이루어지고 있다.
이러한 노광시에 사용하는 포토마스크에 흠집 또는 이물질 등이 존재하면, 패턴과 동시에 흠집 또는 이물질이 웨이퍼 상에 인쇄되어 회로의 단락 및 단선 등의 원인이 되기 때문에 펠리클의 사용은 거의 필수화 되고 있다.
여기서 펠리클이란, 펠리클 프레임의 상면 개구부에 펠리클 박막을 접착하여 용기형상으로 한 것을 말한다.
펠리클은, 평면형 펠리클 박막과, 펠리클 박막을 포토마스크로부터 이격하기 위해 소정의 두께를 갖는 펠리클 프레임으로 이루어지고, 펠리클 프레임의 상면에 펠리클 박막을 접착하여 용기형상으로 한 것을 말한다.
펠리클 프레임에는, 표면에 알루마이트 처리한 알루미늄이 사용되고 있다.
상기와 같이 형성된 펠리클은 포토마스크에 형성된 마스크 패턴을 모두 감싸는 형태로 포토마스크의 유리기판에 접착되어 진다.
이와 같은 형태의 펠리클은 반도체 제품 수율을 향상시킬 수 있고, 포토마스크의 오염을 방지할 수 있고, 포토마스크의 수명 연장 및 세정 주기를 연장하여 반도체 제조 공정의 효율을 향상시킬 수 있다.
그러나, 상술한 바와 같이 노광 장비가 더 복잡해 짐에 따라서, 오염 원인이 계속해서 증가되고 있으며, 장비의 노후화에 따른 부식 및 포토마스크가 장비를 옮겨 다니는 중에 발생하는 오염원으로 인하여 펠리클에도 오염이 발생하는 문제가 있다.
이와 같이 펠리클에 오염이 발생하는 경우 펠리클을 제거(Reject)하고 새로운 펠리클을 부착해야 하는 불편함이 있다.
이 경우 페리클 제거 공정, 페리클 접착제 제거 공정, 세정 공정 후 재 검사 공정을 진행해야 하기 때문에 생산 수율이 저하되고 제품의 품질이 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 펠리클을 포함하는 포토마스크 제조를 완료한 후 검사 공정을 진행하면서 포토마스크 보호를 위한 펠리클에 오염 물질이 부착되는 문제를 방지하기 위하여, 포토마스크를 고정시키는 검사 장치의 홀더 부분에 또 다른 형태의 펠리클인 외부보호커버를 형성하는 펠리클의 오염 방지 방법 및 이를 적용한 검사 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
아울러, 본 발명은 상기 펠리클을 포함하는 포토마스크 제조를 완료한 후 노광 공정을 진행하면서 포토마스크 보호를 위한 펠리클에 오염 물질이 부착되는 문제를 방지하기 위하여, 포토마스크를 고정시키는 노광 장치의 홀더 부분에 또 다른 형태의 펠리클인 외부보호커버를 형성하는 펠리클의 오염 방지 방법 및 이를 적용한 노광 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 펠리클의 오염 방지 방법은 펠리클(Pellicle)을 포함하는 포토마스크 검사 공정 또는 노광 공정을 진행하는데 있어서, 상기 포토마스크를 고정시키는 홀더의 상부면에 상기 포토마스크 전체를 덮을 수 있는 외부 보호 장치를 더 형성하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 홀더는 검사 장치, 프로젝션 얼라이너(Projection Aligner), 스텝퍼(Stepper) 및 스캐너(Scanner) 중 어느 한 장치의 홀더 일 수 있다.
상기 외부 보호 장치는 평판형, 박스형 및 돔형 중 어느 한 장치일 수 있으며, 상기 외부 보호 장치는 상기 홀더의 표면에 나사 결합되거나, 접착 방식으로 결합될 수 있다. 또한, 상기 외부 보호 장치는 상기 홀더의 표면에 개폐 가능한 방식으로 결합될 수 있으며, 상기 외부 보호 장치는 상기 홀더의 표면에 흰지 방식으로 결합되거나, 슬라이딩 방식으로 결합될 수 있다. 또한, 상기 외부 보호 장치는 상기 포토마스크를 투영시키는 투명창을 포함할 수 있다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 포토마스크 검사 장치는 펠리클(Pellicle)을 포함하는 포토마스크를 고정시키는 홀더 및 상기 홀더의 상부 표면에 상기 펠리클을 덮을 수 있는 형태로 형성되는 외부보호커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치는 펠리클(Pellicle)을 포함하는 포토마스크와, 상기 포토마스크를 고정시키는 홀더 및 상기 홀더의 상부 표면에 상기 펠리클을 덮을 수 있는 형태로 형성되는 외부보호커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 검사 장치 또는 상기 노광 장치는 상기 포토마스크의 펠리클이 형성된 이면을 덮을 수 있는 형태로 상기 홀더의 하부 표면에 형성되는 배면 외부보호커버를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 홀더 상부의 외부보호커버 또는 상기 배면 외부보호커버는 진공 배출구를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 펠리클의 오염 방지 방법 및 이를 적용한 검사 장치 또는 노광 장치를 이용하면, 포토마스크를 검사하는 공정 또는 노광 공정을 진행하면서 포토마스크 보호를 위하여 포토마스크 상부에 형성된 펠리클에 오염 물질이 부착되는 문제를 방지할 수 있는 효과가 있다.
즉, 본 발명에 따른 펠리클의 오염 방지 방법 및 이를 적용한 노광 장치는 포토마스크를 고정시키는 검사 장치 또는 노광 장치의 홀더 부분에 또 다른 형태의 펠리클을 더 형성하여, 펠리클에 오염 물질이 부착되는 문제를 방지함으로써, 펠리클 및 장비를 세정하여야 하는 시간 및 비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다
아울러, 본 발명은 펠리클 수명 향상을 통한 포토마스크의 수명 연장 및 세정 주기를 연장시킴으로써, 반도체 제품 수율을 향상시키고, 반도체 제조 공정의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 검사 장치 또는 노광 장치의 외부보호커버를 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 검사 장치 또는 노광 장치의 홀더를 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 검사 장치 또는 노광 장치의 홀더에 외부보호커버를 장착한 사진이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 검사 장치 또는 노광 장치의 홀더에 포토마스크 및 외부보호커버를 장착한 사진들이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 펠리클의 오염 방지 방법을 도시한 단면도이다.
이하에서는, 본 발명의 상술한 목적에 근거하여 펠리클의 오염 방지 방법 및 이를 적용한 검사 장치 또는 노광 장치에 대하여 상세히 설명하는 것으로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들 및 도면을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명에 따른 펠리클 오염 방지 방법을 이해하기 위해서 먼저, 본 발명에 따른 검사 장치 또는 노광 장치에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 검사 장치 또는 노광 장치의 외부보호커버를 나타낸 사진이다.
도 1을 참조하면, 투명한 용기형으로 구비되는 외부보호커버를 볼 수 있다. 여기서는, 포토마스크에 접착되는 펠리클과 동일한 형태로 나타내었으나, 항상 이에 제한 되는 것은 아니며, 평판형으로 될 수도 있고, 돔 형 등 펠리클 상부를 덮어서 보호할 수 있는 형태이면 어느 것이든 가능하다.
여기서, 펠리클과 동일한 박스 형으로 형성되는 경우를 살펴 보면, 펠리클에서와 같은 사각형의 프레임 상부에 외부보호박막이 형성된 형태를 볼 수 있다. 이때, 프레임에는 나사 결합을 위한 체결부가 더 형성될 수 있으며, 흰지 결합을 위한 경첩부 등 다양한 방식의 접착 수단이 더 포함될 수 있다.
이와 같은 외부보호커버는 포토마스크에 부착된 펠리클 보호를 위해서 노광 장치의 포토마스크 홀더에 장착되는데, 홀더에 대한 일례를 살펴보면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 검사 장치 또는 노광 장치의 홀더를 나타낸 사진이다.
도 2를 참조하면, 중심부에 포토마스크 고정을 위한 지지부를 갖는 홀더를 볼 수 있다.
이때, 검사 장치는 펠리클을 포함하는 포토마스크 제조 완료 후 곧 바로 오염원을 감사하는 장치를 본 발명의 실시예로 들 수 있으며, 노광 장치는 프로젝션 얼라이너(Projection Aligner), 스텝퍼(Stepper) 및 스캐너(Scanner) 중 어느 한 장치를 들 수 있다. 그러나, 항상 이에 제한되는 것은 아니며, 포토마스크를 고정시킨 후 작업을 진행하는 방식이라면 어떠한 형식의 홀더에도 모두 외부 보호 장치가 적용될 수 있다.
먼저, 홀더의 지지부에 검사 공정 또는 노광을 위한 포토마스크가 고정되면 그 상부에 상기 도 1에서와 같은 외부보호커버가 형성될 수 있다.
이때, 외부보호커버가 펠리클과 같이 포토마스크 상부에 형성되는 경우에는 그 탈부착이 용이하지 못하고, 노광 장치로부터 발생할 수 있는 오염원에 대해서는 커버 능력이 떨어질 수 있으므로, 외부보호커버는 홀더에 부착되도록 하는 것이 바람직하다.
따라서, 홀더에 형성되는 외부보호커버의 구체적인 형태를 살펴보면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 검사 장치 또는 노광 장치의 홀더에 외부보호커버를 장착한 사진이다.
도 3은 홀더 내에 포토마스크를 미장착한 상태에서 외부보호커버만 덮어서 부착한 것을 촬영한 것이다.
이때의 장착 방식은 제한된 것은 없으나, 홀더의 표면에 나사 방식으로 결합되거나, 접착 방식으로 결합될 수 있다.
또한, 상기 외부보호커버는 홀더의 표면에 개폐 가능한 방식으로 결합되되, 흰지 결합 방식 또는 슬라이딩 방식으로 결합 방식으로 부착될 수 있다.
아울러, 사진에서 볼 수 있는 바와 같이 외부보호커버는 포토마스크를 고정시킬 경우, 포토마스크를 투영시키는 박막형태의 투명창을 포함하는 것이 바람직하나, 항상 이에 제한되는 것은 아니다.
예를 들면, 검사 장치와 노광 장치 간 이송을 위한 장치의 홀더에 부착되는 외부보호커버라면, 투명창이 포함된 것이 아니어도 문제가 없다.
다음으로, 상기와 같은 외부보호커버 내부에 포토마스크가 고정된 상태를 살펴보면 다음과 같다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 검사 장치 또는 노광 장치의 홀더에 포토마스크 및 외부보호커버를 장착한 사진들이다.
도 4를 참조하면, 외부보호커버 내부에 펠리클이 부착된 포토마스크가 공정되어 있는 것을 볼 수 있다. 이와 같은 상태는 펠리클 외부에 펠리클 보호를 위한 또 다른 형태의 펠리클이 부착된 상태이므로, 펠리클 인 펠리클(Pellicle In Pellicle)이라 표현할 수 있다.
아울러 도 5를 참조하면, 상기와 같은 펠리클 인 펠리클 형태를 보다 명확히 확인할 수 있다.
이때, 외부 펠리클인 외부보호커버의 주 목적은 내부의 펠리클 보호이지만, 궁극적으로는 포토마스크를 보호하기 위한 수단이 되므로, 포토마스크를 기준으로 볼 때 양면을 모두 커버할 수 있는 형태로 외부보호커버가 구비되는 것이 바람직하다.
즉, 도 4 또는 도 5의 사진에 도시된 이면에도 외부보호커버가 구비되도록 하는 것이 바람직하며, 이를 실현하기 위한 본 발명의 펠리클 보호 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 펠리클의 오염 방지 방법을 도시한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 홀더(200) 상부에 펠리클(150)이 부착된 포토마스크(100)가 구비된 것을 볼 수 있다.
이때, 본 발명에서는 포토마스크(100) 및 펠리클(150) 보호를 위해서 홀더(200)의 상부에 형성되는 외부보호커버(230) 및 홀더(200)의 배면에 형성되는 배면 외부보호커버(260)를 사용한다.
이와 같이, 포토마스크(100)의 전면을 외부보호커버(230, 260)에 의해서 덮혀지도록 함으로써, 포토마스크(100) 또는 펠리클(150)에 이물질이 부착되는 일이 발생하지 않도록 하며, 불필요한 오염이 발생하지 않도록 할 수 있다.
여기서, 포토마스크(100)는 크롬(Cr) 층과 같은 차광 패턴이나, 위상 반전을 위한 하프톤 패턴 등으로 이루어지는 마스크패턴(110)을 포함하고 있다. 이때, 상기와 같은 마스크패턴(110) 보호를 위해서 포토마스크(100) 상부에 접착층(120)에 의해 고정되는 프레임(130)이 형성되고, 프레임(130) 상부에 펠리클박막(140)이 형성되어 펠리클(150)을 이루게 된다.
본 발명에서는 이러한 펠리클(150) 보호를 위해서, 펠리클(150) 상부에 또다른 형태의 펠리클이 되는 외부보호커버(230)를 형성한다. 이때, 외부보호커버(230)의 기본 구조는 펠리클(150)과 동일한 구조로 볼 수 있다.
즉, 외부보호프레임(210) 상부에 외부보호박막(220)이 형성된 구조를 갖는다. 이때, 외부보호프레임(210)에는 홀더(200)와 외부보호커버(230)의 결함을 위한 수단이 더 구비될 수 있으며, 그러한 결합 수단은 상기 도 3에서 설명한 바와 같이 흰지부, 슬라이딩부 등 다양한 방식의 결합 수단이 구비될 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 포토마스크(100)에 대한 오염을 방지하기 위해서는 펠리클(150) 상부에 형성되는 외부보호커버(230)와 동일한 형태의 외부보호커버가 포토마스크(100)의 이면에도 형성할 수 있다.
따라서, 배면 외부보호커버(260)는 소정의 결합 수단을 포함하는 배면 외부보호프레임(240)과 배면 외부보호박막(250)에 의해서 구비될 수 있으나, 항상 이에 제한되는 것은 아니다.
예를 들면, 홀더(200)의 이면은 평평한 구조를 가지고 있으며, 포토마스크(100)에 의해서 돌출되는 면이 나타나지 않으므로, 배면 외부보호커버(260)의 구성 중 배면 외부보호프레임(240)이 생략된 평판형 구조가 되어도 전혀 문제가 되지 않는다.
아울러, 도시되지는 않았으나, 홀더(200) 상부의 외부보호커버(230) 또는 배면 외부보호커버(260)의 측벽에는 포토마스크(100)의 공기적 통공 또는 진공 상태 유지를 위한 진공 배출구가 더 구비될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 펠리클 오염 방지 방법은 진공 배출구를 통해서 포토마스크 또는 펠리클에 부착될 수 있는 이물질의 오염 정도를 현저하게 감소시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 펠리클의 오염 방지 방법을 적용하면 포토마스크를 검사하는 공정 또는 포토마스크를 이용한 노광 공정을 진행하면서 포토마스크 또는 펠리클에 오염 물질이 부착되는 문제를 방지할 수 있다.
즉, 포토마스크를 고정시키는 검사 장치 또는 노광 장치의 홀더 부분에 외부보호커버를 형성하여, 펠리클에 오염 물질이 부착되는 문제를 방지함으로써, 펠리클을 제거한 후 재부착 하거나, 펠리클을 세정하여야 하는 시간 및 비용을 절감시킬 수 있다.
또한, 외부보호커버를 적용한 검사 장치 또는 노광 장치는 외부보호커버에 의해서 포토마스크의 청결상태가 지속적으로 유지될 수 있으므로 장치를 세정하여야 하는 시간 및 비용을 절감시킬 수 있다.
아울러, 본 발명은 펠리클 수명 향상을 통한 포토마스크의 수명을 연장시킬 수 있고, 세정 주기를 연장시킴으로써, 반도체 제품 수율을 향상시키고, 반도체 제조 공정의 효율을 향상시킬 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100 : 포토 마스크 110 : 마스크패턴
120 : 접착제 130 : 프레임
140 : 펠리클박막 150 : 펠리클
200 : 홀더 210 : 외부보호프레임
220 : 외부보호박막 230 : 외부보호커버
240 : 배면 외부보호프레임 250 : 배면 외부보호박막
260 : 배면 외부보호커버

Claims (11)

  1. 펠리클(Pellicle)을 포함하는 포토마스크를 검사하는 공정 또는 상기 포토마스크를 이용하여 노광 공정을 진행하는데 있어서, 상기 포토마스크를 고정시키는 홀더의 상부면에 상기 포토마스크 전체를 덮을 수 있는 외부 보호 장치를 더 형성하는 것을 특징으로 하는 펠리클의 오염 방지 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀더는 검사 장치, 프로젝션 얼라이너(Projection Aligner), 스텝퍼(Stepper) 및 스캐너(Scanner) 중 어느 한 장치의 홀더인 것을 특징으로 하는 펠리클의 오염 방지 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 보호 장치는 평판형, 박스형 및 돔형 중 어느 한 장치인 것을 특징으로 하는 펠리클의 오염 방지 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 보호 장치는 상기 홀더의 표면에 나사 결합되거나, 접착 방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 펠리클의 오염 방지 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 보호 장치는 상기 홀더의 표면에 개폐 가능한 방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 펠리클의 오염 방지 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 외부 보호 장치는 상기 홀더의 표면에 흰지 방식으로 결합되거나, 슬라이딩 방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 펠리클의 오염 방지 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 보호 장치는 상기 포토마스크를 투영시키는 투명창을 포함하는 것을 특징으로 하는 펠리클의 오염 방지 방법.
  8. 펠리클(Pellicle)을 포함하는 포토마스크;
    상기 포토마스크를 고정시키는 홀더; 및
    상기 홀더의 상부 표면에 상기 펠리클을 덮을 수 있는 형태로 형성되는 외부보호커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 검사 장치는 상기 포토마스크의 펠리클이 형성된 이면을 덮을 수 있는 형태로 상기 홀더의 하부 표면에 형성되는 배면 외부보호커버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 홀더 상부의 외부보호커버 또는 상기 배면 외부보호커버는 진공 배출구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
  11. 펠리클(Pellicle)을 포함하는 포토마스크;
    상기 포토마스크를 고정시키는 홀더; 및
    상기 홀더의 상부 표면에 상기 펠리클을 덮을 수 있는 형태로 형성되는 외부보호커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
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