KR20160135665A - 펠리클 및 그 장착 방법 - Google Patents

Abstract

(과제) 본 발명의 목적은 스탠드 오프가 작고, 펠리클 프레임의 강성이 낮은 펠리클이어도 용이하게 그 핸들링이 가능하며, 펠리클 수납 용기로부터 안전하게 인출해서 결함 없이 포토마스크 등에 부착할 수 있는 펠리클 및 그 장착 방법을 제공하는 것이다.
(해결 수단) 본 발명의 펠리클은 펠리클 프레임(11)의 펠리클막 접착층측에 탈착 가능한 펠리클 지지 수단(20)을 설치함과 아울러 스탠드 오프/외부 치수 대각 길이의 값이 0.0001~0.003인 것을 특징으로 한다. 또한, 펠리클 지지 수단(20)은 평판형상 또는 프레임형상의 지지체(16)로 구성되고, 이 지지체(16)에 형성된 미점착성 물질을 통해 펠리클 프레임(11)의 펠리클막 접착층측에 탈착 가능하게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

펠리클 및 그 장착 방법{PELLICLE AND MOUNTING METHOD THEREOF}

본 발명은 반도체 디바이스, IC 패키지, 프린트 기판, 액정 디스플레이 또는 유기 EL 디스플레이 등을 제조할 때의 먼지막이로서 사용되는 펠리클 및 그 장착 방법에 관한 것이다.

LSI, 초 LSI 등의 반도체 또는 액정 디스플레이 등의 제조에 있어서는 자외선 등의 파장이 짧은 광을 포토마스크에 조사해서 반도체 웨이퍼 또는 액정용 유리 상에 패턴을 작성하는 노광기가 사용되고 있다. 이때에 사용하는 포토마스크에 먼지가 부착되어 있으면 이 먼지가 자외광을 가리거나, 반사하기 때문에 전사한 패턴의 변형, 단락 등이 발생하여 품질이 손상된다는 문제가 있었다.

그 때문에 이들 작업은 통상 클린룸에서 행해지고 있지만, 그래도 포토마스크를 항상 청정하게 유지하는 것이 어려우므로 포토마스크 표면에 먼지막이로서 펠리클을 부착한 후에 노광을 행하고 있다. 이 경우 이물은 포토마스크의 표면에는 직접 부착되지 않고, 펠리클 상에 부착되기 때문에 리소그래피 시에 초점을 포토마스크의 패턴 상에 맞춰두면 펠리클 상의 이물은 전사에 무관계가 된다.

또한, 일부의 특수 용도로서 포토마스크 이외의 노광기 내의 광학 부품에 장착되는 펠리클도 존재한다. 노광기 내에는 미러, 렌즈, 윈도우 등 자외광이 반사, 투과되는 광학 부품이 다수 탑재되어 있고, 이들 광학 부품은 광원으로부터의 자외광을 포토마스크나 워크(반도체 웨이퍼 또는 액정 기판)로 유도하고 있다. 이들 광학 부품에 이물이나 오염의 부착이 있으면 노광품의 품질에 영향을 미칠 수 있기 때문에 포토마스크 정도의 청정도가 아니라고해도 이들 광학 부품에 관해서도 가능한 한 청정하게 유지할 필요가 있다.

또한, 이들 광학 부품은 정밀한 위치 조정이 되어서 부착되어 있기 때문에 제조 현장에 있어서 이들을 개별로 분리해서 클리닝하는 것은 매우 곤란하다. 그 때문에 일단 오염이 발생해버리면 그 클리닝이나 재조정에 많은 시간을 요하게 되어 큰 가동률 저하를 초래하게 된다. 그래서, 이것을 방지하기 위해서 일부의 노광 장치에 있어서는 포토마스크뿐만 아니라 이들 광학 부품에도 펠리클을 부착해서 오염이 발생했을 때에 이것을 교환하는 것이 행해지고 있다.

이와 같은 펠리클은 일반적으로 광을 잘 투과시키는 니트로셀룰로오스, 아세트산 셀룰로오스 또는 불소 수지 등으로 이루어지는 투명한 펠리클막을 알루미늄, 스테인리스강, 엔지니어링 플라스틱 등으로 이루어지는 펠리클 프레임의 프레임형상을 이루는 한면에 접착해서 구성되어 있다. 또한, 펠리클 프레임의 다른 한면에는 포토마스크에 장착하기 위한 폴리부텐 수지, 폴리아세트산 비닐 수지, 아크릴수지, 실리콘 수지 등으로 이루어지되는 점착층 및 점착층의 보호를 목적으로 한 이형층(세퍼레이터)이 형성되어 있다.

펠리클에는 포토마스크에 장착하는 펠리클과, 그 이외의 광학 부품에 장착하는 펠리클이 존재하지만, 이들 펠리클 사이에 구조상의 큰 차이는 없다. 무엇보다 광학 부품에 장착하는 펠리클은 빈번히 교환되는 포토마스크용과 비교해서 필연적으로 장기간 사용되는 것이 되기 때문에 보다 높은 내광성이 요구되는 경향이 있다. 또한, 포토마스크용의 펠리클에서는 점착제에 의한 부착이 일반적이지만, 광학 부품용의 펠리클에서는 점착성이 없는 개스킷층을 형성하고, 나사 등 기계적인 고정 수단으로 부착하는 경우도 있다.

예를 들면, 특허문헌 1에는 펠리클 프레임의 포토마스크측의 단면에 개스킷의 기능을 갖는 탄성체층을 형성하고, 이것을 나사 등의 체결 수단으로 가압해서 높은 밀봉성을 유지할 수 있는 펠리클이 기재되어 있다. 이 펠리클에 의하면 마스크 점착층이 불필요하며, 또한 포토마스크에 부여하는 변형을 매우 작게 억제할 수 있는 것으로 되어 있다. 그리고, 이와 같은 펠리클에서는 본래 피보호면(포토마스크의 패턴면 등)으로부터 펠리클막면까지의 거리(이하, 「스탠드 오프」로 기재한다)는 클수록 이물의 디포커스 성능이 높아지는 점에서 큰 편이 바람직한 것으로 되어 있다.

일본 특허공개 2014-211591

그러나, 최근 펠리클 부착시의 포토마스크의 변형을 저감시키기 위해서 펠리클 프레임의 높이 방향의 강성을 저하시킨 스탠드 오프가 낮은 펠리클이 사용되어 오고 있다. 또한, 장치의 스페이스 상의 사정으로부터 종래보다 낮은 스탠드 오프의 펠리클이 구해지는 경우도 많아지고, 특히 광학 부품 장착용의 펠리클에 대해서는 스탠드 오프가 1㎜ 이하인 것도 존재한다.

이와 같은 스탠드 오프가 낮은 펠리클의 경우, 펠리클 프레임의 높이 방향의 강성이 매우 낮기 때문에 핸들링시에 프레임의 휘어짐이나 비틀림이 커져 취급이 어렵다는 문제가 있다. 특히, 펠리클 수납 용기로부터의 인출시에 펠리클의 취급이 곤란한 것에 추가해서 펠리클의 부착시에 있어서도 이 문제가 크고, 핸들링시에 펠리클 프레임이 설계상의 형상을 유지할 수 없기 때문에 펠리클막에 주름이나 굳음이 발생하고, 때로는 그대로의 상태로 부착되어 버린다는 문제가 발생하고 있었다.

그래서, 본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 스탠드 오프가 작고, 펠리클 프레임의 강성이 낮은 펠리클이어도 용이하게 그 핸들링이 가능하며, 펠리클 수납 용기로부터 안전하게 인출되어서 결함 없이 포토마스크 등에 장착할 수 있는 펠리클 및 그 장착 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 펠리클은 펠리클 프레임의 펠리클막 접착층측에 탈착 가능한 펠리클 지지 수단을 설치함과 아울러 스탠드 오프/외부 치수 대각 길이의 값이 0.0001~0.003인 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 펠리클은 그 펠리클 지지 수단이 평판형상 또는 프레임형상의 지지체로 구성되고, 이 지지체에 형성된 미점착성 물질을 통해 펠리클 프레임의 펠리클막 접착층측에 탈착 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 것이다. 그리고, 이 미점착성 물질은 지지체에 복수 개소에 분할해서 배치되어 있는 것이 바람직하고, 이 미점착성 물질의 점착력은 수직 방향으로 0.5㎜/s의 속도로 박리했을 경우에 0.01~0.5N의 범위인 것이 바람직하다.

또한, 발명의 펠리클은 그 미점착성 물질이 실리콘 또는 우레탄으로부터 선택되는 겔형상 물질인 것이 바람직하고, 펠리클 지지 수단으로는 핸들링에 사용하기 위한 파지부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 장착 방법은 펠리클을 피장착면의 포토마스크에 부착한 후에 펠리클 프레임에 설치된 펠리클 지지 수단을 분리하는 것을 특징으로 하는 것이다.

(발명의 효과)

본 발명에 의하면 스탠드 오프가 작고, 펠리클 프레임의 강성이 낮은 펠리클이어도 그 핸들링이 용이하며, 펠리클 프레임의 변형이나 펠리클막의 주름 등의 결함이 없어 포토마스크 등에 장착할 수 있는 펠리클 및 그 장착 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 펠리클을 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 A-A 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B 단면도이다.
도 4는 도 2의 C부 확대도이다.
도 5는 본 발명의 직사각형의 펠리클과, 이 펠리클에 적용한 펠리클 지지 수단을 분리한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 6은 원형의 펠리클에 적용한 펠리클 지지 수단의 사시도이다.
도 7은 펠리클 수납 용기의 사시도이다.
도 8은 도 7의 D-D 단면도이다.
도 9는 본 발명의 펠리클을 포토마스크로 장착하는 순서를 나타내는 단면 개략도이다.
도 10은 「외부 치수 대각 길이」를 나타내는 개략도이다.

이하, 본 발명의 일실시형태를 도면에 의거하여 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 펠리클에서는 도 4에 나타내는 바와 같이 펠리클(10)의 펠리클막 접착층(12)측에 펠리클 지지 수단(20)이 배치되고, 양자는 체결 수단(17)을 통해 체결되어 있다. 도 5는 직사각형의 펠리클(10)과 펠리클 지지 수단(20)을 분리한 상태를 나타낸다.

본 발명의 펠리클(10)은 스탠드 오프(마스크 점착층 포함의 높이)와 외부 치수 대각 길이의 비(스탠드 오프/외부 치수 대각 길이)가 0.0001~0.003이며, 그 프레임형상을 이루는 한면 상에는 펠리클막 접착층(12)이 형성되고, 펠리클막(14)이 길게 형성되어 있다. 또한, 그 대면에는 마스크 점착층(13)이 형성되고, 그 표면에는 필요에 따라서 마스크 점착층(13)을 보호하는 세퍼레이터(15)를 부착할 수 있다.

여기에서 외부 치수 대각 길이란 도 10에 나타내는 바와 같이 직사각형의 펠리클의 장변 외형과 단변 외형을 연장해서 교차한 점 사이의 길이이다. 일반적인 직사각형의 펠리클 프레임에서는 모서리부의 외측에 어느 정도의 R모따기가 이루어져 있지만, 이 R부를 무시한 대각의 길이이다.

스탠드 오프/외부 치수 대각 길이의 값이 0.0001 미만인 펠리클에서는 펠리클(10)로서의 형상 유지가 곤란하며, 그 채용이 어렵기 때문이다. 또한, 0.003을 초과하는 것으로는 그 나름대로 실용적인 강성이 확보되기 때문에 핸들링시의 문제가 적어 본 발명을 적용하는 메리트가 적기 때문이다.

따라서, 본 발명이 적용되는 「강성이 낮은 펠리클」은 재질에도 좌우되는 경우는 있지만, 재질이 일반적인 알루미늄 합금인 경우, 스탠드 오프/외부 치수 대각 길이가 0.003을 밑도는 사이즈의 펠리클이 바람직하다.

한편, 펠리클(10)의 스탠드 오프는 사용하는 노광 장치측의 요구 사항으로부터 결정되지만, 예를 들면 장변이 150㎜ 위치의 변 길이가 짧은 반도체용의 펠리클에서는 스탠드 오프가 0.5㎜ 이하인 경우에 핸들링 시의 문제가 발생하기 쉽다. 또한, 장변이 900~1700㎜인 액정에 사용하는 대형의 펠리클에서는 스탠드 오프가 7㎜인 경우에도 핸들링에 있어서 충분한 강성이 있다고는 말하기 어렵고, 6㎜를 밑돌면 핸들링하기 어렵다는 문제가 발생한다. 조금 더 소형의 장변이 400~800㎜ 정도인 액정용의 펠리클에서는 스탠드 오프가 2.5㎜ 이하가 되면 핸들링시에 문제가 발생하기 쉬워진다.

따라서, 본 발명이 적용되는 「스탠드 오프가 작은 펠리클」은 펠리클(10)의 변 길이에도 따르지만, 스탠드 오프의 구체적인 수치가 0.2~6㎜ 위치까지인 펠리클이 바람직하다.

펠리클 프레임(11)의 형상은 도 1~도 4의 실시예에서는 직사각형이지만, 모서리부에 사변을 갖는 팔각형이나 원형 등 다른 형상이어도 좋고, 특별히 한정되는 것은 아니다. 원형의 펠리클(10)의 경우에는 상기 외부 치수 대각 길이는 외부 치수 직경에 상당한 것으로 여겨도 좋다.

펠리클 프레임(11)의 재질은 알루미늄 합금, 마그네슘 합금 등의 경합금, 스테인리스강, 탄소강을 비롯한 철계 합금에 추가해서 GFRP, CFRP 등의 섬유 강화 플라스틱을 사용할 수 있다. 특히, 스테인리스강 등의 강성이 높고 내식성도 좋은 금속을 사용하는 것이 바람직하고, 레이저 절단, 절삭 가공 등의 가공 방법에 의해 제작하는 것이 좋다. 섬유 강화 플라스틱의 경우에는 막 장력 방향의 강성 확보라는 점에서는 바람직하지만, 본 발명과 같이 스탠드 오프가 작은 펠리클에서는 강성에 이방성이 있는 점에서 특히 비틀림이 발생하기 쉬워지기 때문에 그 취급이 약간 어렵다.

펠리클 프레임(11)의 어느 재질에 있어서도 그 표면은 방청, 발진 방지를 위해서 내광성이 있는 재질에 의해 도포, 도금, 양극 산화 처리 등의 표면 처리가 적절하게 실시되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 사용시에 있어서의 노광 광의 반사 방지와, 부착 이물의 시인을 용이하게 하기 위해서 흑색으로 되어 있는 것이 특히 바람직하다.

펠리클막 접착층(12)은 실리콘 수지, 불소계 수지, 아크릴계 수지 등의 공지의 접착제를 사용해서 에어 가압식 디스펜서 등의 도포 수단에 의해 펠리클 프레임(11) 상에 평활하게 도포해서 형성된다.

펠리클막(14)은 사용하는 노광기의 광원 파장에 따라 불소계 수지, 셀룰로오스계 수지 등으로 이루어지는 막 재료를 선택하여 스핀 코트법, 다이 코트법 등을 사용해서 평활 기판 상에 성막하고, 이것을 건조시킨 후에 기판 상으로부터 박리해서 얻을 수 있다. 또한, 필요에 따라서 반사 방지층을 형성하는 것도 좋다. 노광기 내의 광학 부품 용도에 대해서 사용하는 펠리클의 경우에는 교환 빈도를 연장시키기 위해서 내광성이 우수한 불소계 수지를 사용하는 것이 특히 바람직하다.

펠리클막(14)의 막 두께는 투과율, 막 강도를 고려해서 종합적으로 판단해서 설정하면 좋지만, 두께 0.2~10㎛의 범위가 적합하게 사용된다. 그리고, 펠리클막(14)은 주름이나 느슨함이 발생하지 않고, 또한 펠리클 프레임(11)에 과도한 휘어짐이 발생하지 않도록 적절한 장력을 가해서 펠리클 프레임(11) 상의 펠리클막 접착층(12)에 접착하는 것이 바람직하다.

마스크 점착층(13)은 고무계 점착제, 실리콘계 점착제, 아크릴계 점착제, 핫 멜트 점착제 등의 공지의 재료를 사용할 수 있다. 또한, 필요에 따라서 그 표면을 평탄화하는 처리를 실시해도 좋다. 또한, 그 표면에는 필요에 따라서 마스크 점착층(13)을 보호하는 세퍼레이터(15)를 부착할 수 있지만, 이 세퍼레이터(15)는 두께 0.05~0.3㎜정도의 PET 등으로 이루어지는 필름의 한면에 이형제를 도포하고, 마스크 점착층(13)의 외형에 맞춰서 절단한 것을 이용할 수 있다.

포토마스크용의 펠리클(10)의 경우에는 일반적으로 이와 같은 마스크 점착층(13)에 의해 펠리클(10)을 포토마스크(91)에 점착시켜서 부착하지만, 최근에는 마스크 점착층(13) 대신에 점착성이 없는 탄성체로 이루어지는 개스킷층을 형성하고, 클립이나 볼트 등의 기계적 수단에 의해 부착하는 방법도 제안되어 있으므로 그들을 적용할 수도 있다.

또한, 노광기 내의 광학 부품용의 펠리클(10)의 경우에는 장치측에 클램프 기구, 나사, 버클, 클립, 정전력, 자력 등의 여러 가지 종류의 고정 수단을 설치할 수 있다. 그 때문에 반드시 점착력을 갖는 마스크 점착층(13)을 사용하는 일은 없다. 장치측에 개스킷층을 형성했을 경우에는 펠리클 프레임(11)의 표면에 마스크 점착층이나 개스킷층에 유사한 것을 아무것도 설치하지 않는다는 선택도 가능하다. 본 발명은 그와 같은 경우에 있어서도 적용이 가능하다.

그런데, 이상과 같은 부재로 구성되는 펠리클(10)은 펠리클막 접착층(12)측에 배치된 평판형상 또는 프레임형상을 이루는 펠리클 지지 수단(20)과 체결 수단(17)을 통해 체결되어서 일체로 취급되는 것이 좋다. 그리고, 이 펠리클(10)은 부착시까지 펠리클 지지 수단(20)과 일체로 운용·운반되고, 펠리클(10)을 피보호면에 부착한 후에는 체결 수단(17)의 체결이 해제되어 펠리클 지지 수단(20)은 분리된다.

이와 같은 펠리클 지지 수단(20)은 도 5에 나타내는 바와 같이 프레임형상을 이루는 지지체(16)와 펠리클(10)과 체결하는 체결 수단(17), 핸들링에 사용하는 파지부(18)로 구성되어 있다. 지지체(16)는 이 실시형태에서는 프레임형상으로 되어 있지만, 펠리클막(14)에 접촉하지 않도록 배려되어 있으면 좋고, 평판형상의 것이나 사이에 보강이 들어간 프레임형상인 것으로 할 수도 있다. 또한, 펠리클 지지 수단의 외형은 펠리클(10)의 외형에 대략 일치시켜서 설계하는 것이 좋고, 예를 들면 도 6은 원형의 펠리클(10)에 적용한 펠리클 지지 수단(60)을 나타내는 것이며, 원형의 지지체(61)에 체결 수단(62)과 파지부(63)가 형성되어 있다.

지지체(16)의 재질로서는 알루미늄 합금 등의 경량이며, 고강성인 금속을 사용하는 것이 바람직하고, 파이프재 등을 사용한 중공 구조로 하는 것도 바람직하다. 단, 파이프재를 사용했을 경우에는 발진 방지를 위해서 개구부를 막는 처리가 필요하다.

여기에서, 지지체(16)의 펠리클 체결측의 평면도는 그 크기에도 따르지만, 체결한 펠리클에 굴곡 등이 발생해서 부착에 문제가 발생하는 것을 방지하기 위해서 적어도 0.5㎜, 바람직하게는 0.2㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다.

파지부(18)는 펠리클의 핸들링에 사용하기 위한 것이며, 적절한 강도의 금속이나 엔지니어링 플라스틱으로 제작하는 것이 바람직하고, 손으로 직접 또는 지그 등으로 이것을 파지해서 핸들링을 할 수 있다.

펠리클(10)과 펠리클 지지 수단(20)을 체결하는 체결 수단(17)은 미점착성 물질로 구성되고, 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이 펠리클 지지 수단(20) 상에 복수 개소에 분할해서 배치하는 것이 좋다. 이 배치나 개수에 대해서는 펠리클(10)에 프레임의 변형이나 막의 주름 등이 발생하지 않고, 안정되어서 고정할 수 있는 위치로 결정하면 좋지만, 직사각형의 펠리클(10)의 경우에는 적어도 4개의 모서리부는 포함되어 있을 필요가 있다.

또한, 복수 개소에 배치된 체결 수단(17)의 각각의 점착력은 수직 방향으로 0.5㎜/s의 속도로 박리했을 경우에 0.01~0.5N의 범위인 것이 바람직하다. 0.01N 미만에서는 고정력이 지나치게 작아서 안정된 유지를 할 수 없고, 0.5N을 초과하면 점착력이 지나치게 강해서 펠리클(10)로부터 펠리클 지지 수단(20)을 분리하는 것이 곤란해지기 때문이다.

체결 수단(17)의 이와 같은 미점착성 물질로서는 실리콘 또는 우레탄으로부터 선택되는 겔형상 물질이 좋고, 판형상으로 성형한 것으로부터 잘라내기 가공하거나 소망의 형상으로 이루어지는 형상으로 주형 성형하면 좋다. 사용하는 겔형상 물질은 표면의 점착력을 고려해서 선택하면 좋지만, 그 밖에 경도도 고려할 필요가 있다. 최적인 경도는 사용하는 두께와도 관련되지만, 선택하는 소재 자체의 목안으로서 아스카C 경도계에서 50 이하인 것이 좋다. 50을 초과하면 펠리클(10)의 부착 후에 펠리클 지지 수단(20)을 경사시키기 어려워지기 때문에 체결 수단(17)의 박리가 곤란해지기 때문이다. 단, 지나치게 부드러울 경우에도 형상이 안정되지 않고 작업하기 어려워지기 때문에 침입도에서 90을 초과하지 않는 것이 좋다.

이 체결 수단(17)은 지지체(16)의 한면에 부착되어 미점착성 물질만으로 구성되어도 좋지만, 선택한 경도, 치수에 따라서는 지나치게 부드러워서 형상이 일정하게 유지되지 않을 우려가 있다. 그 때문에 체결 수단(17)의 구성으로서는 수지나 금속 등의 스페이서를 사용해서 그 상부만을 미점착성 물질로 하는 구성이 특히 바람직하다. 이 경우, 미점착성 물질의 두께는 선단에서 1~5㎜로 하는 것이 바람직하다.

또한, 체결 수단(17)은 도 1~도 6의 실시형태에서는 원기둥형상에서 원형 단면으로 되어 있지만, 타원이나 직사각형이라는 다른 단면형상으로 할 수도 있다. 체결 수단(17)의 펠리클(10)과의 접촉 형상은 평면으로 하면 좋지만, 약간의 볼록함을 갖는 곡면형상으로 하면 지지 수단(20)의 분리가 용이해지기 때문에 바람직하다. 체결 수단(17)의 크기나 형상, 펠리클과의 접촉 면적은 펠리클(10)을 체결하는 점착력을 고려해서 결정하면 좋지만, 펠리클막(14)으로의 접촉 방지의 관점으로부터 그 접촉 폭은 펠리클막 접착층 폭의 70% 이하로 하는 것이 좋다.

또한, 체결 수단(17)은 펠리클 프레임(11)에 탄소강이나 페라이트계 스테인리스강 등의 자성 재료를 사용했을 경우 자석으로 구성하는 것도 고려된다. 펠리클 프레임(11)은 전체를 자성 재료로 제작하는 이외에 자성체를 메워 넣거나 표면에 접착이나 코팅함으로써 동등한 기능을 갖게 할 수도 있지만, 이 경우 체결 수단의 자력은 펠리클의 지지, 고정에 지장이 없는 범위로 선택하면 좋다. 무엇보다 자력의 경우에는 어떻게 조정해도 체결시에 천천히 고정하는 것이 어렵고, 또한 반대로 분리하는 순간에는 큰 힘이 필요해지고, 스무드한 조작이 어렵기 때문에 영구 자석이 아니라 전자력을 사용하거나 기계적인 조작으로 자력을 감쇠시키는 수단의 추가가 필요하다.

본 발명과 같은 스탠드 오프가 작은 펠리클(10)은 매우 강성이 낮아 안정성이 부족하기 때문에 펠리클 지지 수단(20)을 필요에 따라서 빈번히 탈착하는 것에는 상당한 곤란이 있다. 그 때문에 펠리클(10)을 제작하는 단계에 있어서 펠리클(10)과 펠리클 지지 수단(20)을 체결하고, 고객처에서 펠리클(10)이 사용되기 직전까지 일체로 운용·운반되는 것이 바람직하다. 따라서, 이 관점으로부터 펠리클(10)과 펠리클 지지 수단(20)은 체결 수단(17)을 통해 체결된 상태로 펠리클 수납 용기(70)에 수납되어 보관 및 운반되는 것이 바람직하다.

도 7 및 도 8은 본 발명에 의한 펠리클(10)을 수납하는 펠리클 수납 용기(70)를 나타내는 것이다. 도 7은 전체의 사시도이며, 도 8은 도 7 중의 D-D에서의 단면도이다. 펠리클 수납 용기(70)는 펠리클 수납 용기 본체(71)와 덮개체(72)로 구성되고, 펠리클 수납 용기 본체(71) 상에 펠리클 지지 수단(20)과 체결한 펠리클(10)을 적재하여 둘레 가장자리부에서 감합 밀폐하도록 되어 있다. 이 둘레 가장자리부는 점착 테이프(도시 생략) 등으로 밀폐하거나, 클립이나 버클(도시 생략) 등을 사용해서 고정하여 펠리클 수납 용기 본체(71)로부터 덮개체(72)가 분리되지 않지 않도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

펠리클 수납 용기 본체(71)나 덮개체(72)의 재질은 두께 2~8㎜의 PMMA, PAN, ABS, PC, PVC 등의 수지를 사용해서 사출 성형 또는 진공 성형 등의 가공 방법에 의해 제작하는 것이 좋다. 펠리클의 변 길이가 1500㎜를 초과하는 특히 대형의 펠리클에서는 강성을 확보하기 위해서 펠리클 수납 용기 본체(71)에 알루미늄 합금, 마그네슘 합금, 스테인리스강 등의 금속을 사용해도 좋다. 또한, 다른 강성을 향상시키는 수단으로서 판형상 또는 봉형상의 보강 수단을 외면에 부착할 수도 있다.

또한, 펠리클 수납 용기(70)는 부착 이물의 시인성을 향상시키는 관점으로부터 흑색으로 하는 것이 바람직하고, 덮개체(72)는 그 내부를 확인하는 목적으로부터 투명으로 하는 것이 바람직하다. 그리고, 소재의 선택 또는 표면의 코팅에 의해 도전성이나 난연성을 확보하는 것도 바람직하다.

펠리클 지지 수단(20)의 파지부(18)는 펠리클 수납 용기 본체(71) 상에 설치된 고정부(73)에 탑재되는 것이 좋다. 또한, 이 고정부(73)에 파지부(18)와 감합하는 홈이나 함몰 등을 형성하여 펠리클 지지 수단(20)이 수평 방향으로 이동하지 않도록 규제하는 것이 바람직하고, 또한 파지부(18)의 상단이 덮개체(72)의 내측에서 규제되도록 하는 것이 좋다. 펠리클(10) 및 펠리클 지지 수단(20)을 지지하는 높이는 펠리클(10)에 과대한 하중이 가해지지지 않도록 하면이 펠리클 수납 용기 본체(71)의 표면에 접촉하는 정도로 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 고정부(73)는 마찰에 의한 발진을 방지하기 위해서 PA, POM, PE, PEEK등의 엔지니어링 수지나, 우레탄계, 실리콘계, 불소계, 올레핀계 등의 엘라스토머를 사용해서 구성하는 것이 바람직하고, 대전 방지성이 부여되어 있으면 더 적합하다. 그리고, 이 고정부(73)는 절삭 가공이나 사출 성형, 주형 성형 등의 공지의 방법으로 제작하면 좋고, 볼트 등(도시 생략)에 의해 펠리클 수납 용기 본체(71)에 고정된다.

펠리클(10)은 이와 같은 구성에 의해 펠리클 지지 수단(20)을 통해 간접적으로 펠리클 수납 용기(70) 내에서 고정되어 펠리클 수납 용기(70)의 수송 중에도 움직이는 일이 없기 때문에 변형을 비롯한 파손이나 이물의 부착이 방지된다.

이어서, 도 9(a), 도 9(b), 도 9(c), 도 9(d)는 본 발명의 펠리클(10)을 피장착면의 포토마스크(91)에 장착하는 방법(순서)을 나타내는 단면 모식도이다.

최초에 펠리클 수납 용기(70)의 덮개체(72)를 연 후에 파지부(18)를 파지해서 펠리클 지지 수단(20)과 체결 수단(17)을 통해 체결된 펠리클(10)을 인출함(도시 생략)과 아울러 검사 등의 소정의 공정을 거친 후에 펠리클(10)의 세퍼레이터(15)를 박리해서 준비해둔다. 그리고, 도 9(a)에서는 준비한 펠리클(10)과 펠리클 지지 수단(20)을 반송해서 포토마스크(91)에 대해서 위치 조정을 행해서 소정의 부착 위치에 맞춘다.

이어서, 도 9(b)에서는 그대로 펠리클(10)과 포토마스크(91)를 근접시켜서 마스크 점착층(13)을 접촉시킨다. 이 조작은 간단한 지그를 사용해서 수작업으로 행할 수도 있지만, 펠리클 지지 수단(20)을 파지하여 이동시키는 반송 수단(도시 생략)을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 이 단계에서는 마스크 점착층(13)은 가볍게 접촉한 상태이며, 접착은 하고 있지만 완전한 접착력은 얻어져 있지 않다.

또한, 도 9(c)에서는 펠리클 지지 수단(20)을 펠리클(10)로부터 분리하는(박리하는) 조작을 행한다. 펠리클 지지 수단(20)을 펠리클(10)로부터 비스듬히 떼어 놓는 조작에 따라서 지지체(16) 상에 복수 배치되어 있는 미점착성의 체결 수단(17)의 표면으로부터 순차적으로 펠리클(10)의 박리가 진행되고, 모든 개소에서 박리가 종료되었을 때에 펠리클 지지 수단(20)을 펠리클(10)로부터 분리할 수 있다.

그리고, 최후에 도 9(d)에서는 조속히 펠리클 지지 수단(20)을 분리함과 아울러 별도 설치하는 가압 수단(도시 생략)에 의해 펠리클 지지 수단(20)을 분리한 펠리클(10)에 대해서 소정의 하중을 가해서 마스크 점착층(13)을 통해 펠리클(10)을 포토마스크(91)에 완전하게 장착시킬 수 있다.

또한, 이 조작은 클립 등 마스크 점착층과는 다른 고정 수단을 채용한 펠리클의 경우나 펠리클을 부착하는 대상이 포토마스크가 아니라 노광기의 광학 부품이어도 마찬가지로 실시할 수 있다. 소정의 펠리클 고정 수단을 동작시켜서 펠리클을 고정하고, 펠리클 지지 수단(20)을 비스듬히 분리한다는 점에서는 조금도 변경되는 점이 없다. 또한, 도 9의 실시형태에서는 작업성과 이물 부착 저감의 관점으로부터 포토마스크(91)를 경사 배치하고, 이 경사 상태에서 각 작업을 실시하고 있지만, 수평이나 수직 등의 다른 배치 상태에서 실시해도 좋다.

실시예

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 상세하게 설명한다. 이 실시예에서는 최초에 도 1~도 5에 나타내는 펠리클(10) 및 펠리클 지지 수단(20)을 제작했으므로 그 제작 순서에 대해서 설명하지만, 모든 작업은 클래스(10)의 클린룸 내에서 행했다.

펠리클 프레임(11)은 SUS304 스테인리스강을 레이저 절단과 기계 절삭에 의해 가공한 것이며, 외부 치수 756×913㎜, 내부 치수 740×901㎜, 모서리부 내측 R2㎜, 모서리부 외측 R6㎜, 높이 1.8㎜로 했다. 또한, 펠리클 프레임(11)의 각 장변에는 직경 0.4㎜의 통기 구멍(도시 생략)을 각각 8개 형성했다. 그리고, 리지부는 C0.2㎜ 정도의 모따기(도시 생략)를 실시하고, 전체면을 Ra 0.5 정도로 샌드 블라스트한 후에 흑색 니켈 도금을 실시했다.

이어서, 이 펠리클 프레임(11)을 계면 활성제와 순수로 잘 세정하여 건조한 후에 프레임형상을 이루는 한면 상에 마스크 점착층(13)으로서 실리콘 점착제(상품명; KR3700, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.제)를 3축 직교 로봇 상에 탑재한 에어 가압식 디스펜서에 의해 도포했다. 이때의 마스크 점착층의 두께는 1.2㎜이며, 오븐 중에서 130℃로 가열해서 완전하게 경화시켰다. 또한, 마스크 점착층(13)의 표면에는 두께 125㎛의 PET 필름의 편면에 이형제를 도포하고, 펠리클 프레임(11)의 외형과 대략 일치한 형상으로 절단해서 제작한 세퍼레이터(15)를 부착했다.

또한, 이 펠리클 프레임(11)은 그 수직 방향의 강성이 매우 낮아 핸들링할 수 없었기 때문에 이들 작업은 펠리클 프레임(11)을 알루미늄제의 평판(도시 생략) 상에 적재한 채 행했다.

마스크 점착층(13)이 형성된 후에 이 펠리클 프레임(11)을 상하 반전하고, 상기와 마찬가지로 해서 마스크 점착층(13)의 대면 상에 펠리클막 접착층(12)으로서 실리콘 점착제(상품명; KR3700, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.제)를 두께 50㎛가 되도록 도포하고, 오븐에서 130℃로 가열해서 완전하게 경화시켰다. 또한, 장변의 통기 구멍을 덮도록 PTFE 다공질막으로 이루어지는 필터를 아크릴 점착 시트로 접착했다(도시 생략).

펠리클막(14)은 그 재료로서 불소계 수지(상품명; CYTOP, ASAHI GLASS CO., LTD제)를 사용했다. 그리고, 우선 850×1200×두께 10㎜의 합성 석영으로 이루어지는 성막 기판 상에 다이 코트법에 의해 성막하고, 용매를 건조시킨 후에 기판 외형과 같은 치수의 가프레임을 접착해서 성막 기판으로부터 박리하여 두께 4.5㎛의 박리막을 얻었다. 그 후 이 박리막을 펠리클 프레임(11) 상의 펠리클막 접착층(12)에 접착해서 펠리클막(14)으로 하고, 펠리클 프레임(11) 외측의 잉여막을 커터로 절단 제거해서 펠리클(10)을 완성시켰다.

이상의 제작 순서를 거쳐서 완성된 펠리클(10)은 그 마스크 점착층(13)의 두께가 1.2㎜이기 때문에 펠리클 프레임(11)의 높이 1.8㎜로 맞춘 높이, 즉 스탠드 오프는 3.0㎜이다. 그리고, 이 펠리클 프레임(11)의 외부 치수 대각 길이는 1185.37㎜이기 때문에 스탠드 오프와 외부 치수 대각 길이의 비(스탠드 오프/외부 치수 대각 길이)는 0.0025이다.

이어서, 펠리클 지지 수단(20)의 제작 순서에 대해서 설명하면, 우선 펠리클 지지 수단(20)을 구성하는 지지체(16)는 A6063 알루미늄 합금의 20×20㎜의 각파이프를 용접으로 쌓아 올린 외부 치수 780×940㎜의 프레임형상인 것이며, 그 한면을 기계 절삭에 의해 평면도 0.2㎜로 마무리했다. 그 면에 18개의 체결 수단(17)을 부착해서 4개소의 모서리부 부근에는 대전 방지 POM으로 제작한 파지부(18)를 볼트(도시 생략)에 의해 부착했다.

또한, 체결 수단(17)은 그 재료로서 2액을 혼합한 실리콘 겔(상품명; KE1051, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.제)을 사용해서 주형 성형해서 제작한 것이며, 원통형의 SUS 304제의 하지(도시 생략) 상에 주형 성형해서 경화시켰다. 이때의 체결 수단(17)의 펠리클(10)과의 접촉면의 지름은 약 4㎜로 했다. 이어서, 이 체결 수단(17)을 SUS 304제의 하지 부분에 설치한 암나사를 통해 볼트(도시 생략)에 의해 지지체(16) 상에 부착했다.

그리고, 이상의 순서로 제작한 펠리클 지지 수단(20)을 평판 상에 적재한 펠리클(10)에 대해서 위치 조정하고, 펠리클(10)의 펠리클막 접착층(12) 및 접착한 펠리클막(14)에 압박해서 체결 수단(17)의 점착력에 의해 펠리클 지지 수단(20)을 펠리클(10)에 접착시켰다. 이때의 체결 수단(17)의 점착력은 사전에 속도 0.5㎜/s로 박리했을 때에 확인한 값에서는 0.15N/개소이었다.

최후에 펠리클(10)과 일체화한 펠리클 지지 수단(20)을 여러 가지 자세로 운반하고, 외관, 이물, 막의 투과율 등의 검사를 행한 결과 펠리클 프레임(11)의 변형이나 펠리클막(14)의 주름 등의 결함의 발생은 없고, 또한 체결 수단(17)으로부터 탈락되는 부분도 보이지 않아 안정되게 펠리클(10)을 핸들링할 수 있는 것이 확인되었다.

이어서, 본 발명의 펠리클(10)을 수납하기 위해서 도 7 및 도 8에 나타내는 펠리클 수납 용기(70)를 준비했다. 이것은 두께 5㎜의 대전 방지 ABS 수지판을 사용해서 진공 성형에 의해 제작한 것이다. 이 펠리클 수납 용기 본체(71) 상에는 펠리클 지지 수단(20)의 파지부(18)가 감합되는 대전 방지 PE제의 고정부(73)가 볼트(도시 생략)에 의해 부착되어 있고, 이 펠리클 수납 용기(70)를 계면 활성제와 순수로 잘 세정하고, 완전히 건조시켰다.

이 펠리클 수납 용기(70)에는 펠리클(10)과 펠리클 지지 수단(20)을 수납했다. 펠리클 지지 수단(20)의 파지부(18)를 고정부(73)의 홈에 수납한 후 핸들링시에 접촉하고 있었던 개소에 대해서 순수를 침윤시킨 PVA제 와이퍼로 클리닝을 행했다. 그리고, 덮개체(72)를 씌워서 둘레 가장자리 부분을 PVC제 점착 테이프로 실링하고, 최후에 덮개체(72)의 내면이 수납한 파지부(18)의 상면에 접촉해서 압박함으로써 펠리클 지지 수단(20) 및 펠리클(10)이 고정되어 있는 것을 확인했다.

그리고, 이 곤포 형태를 평가하기 위해서 펠리클(10), 펠리클 수납 용기 지지 수단(20)을 수납한 펠리클 수납 용기(70)를 쿠션재와 골판지 상자로 곤포하고, 약 1000㎞의 트럭 수송을 행하고, 다시 클린 룸 내에 반입해서 내부를 확인한 결과, 펠리클 수납 용기(70) 내에 있어서 펠리클(10)은 펠리클 지지 수단(20)과 확실히 체결된 채이며, 펠리클 프레임(11)의 변형이나 펠리클막(14)의 주름 등의 결함은 보이지 않았다. 또한, 고정부(73)와 지지 수단(18)의 마찰에 의한 발진도 특별히 보이지 않았다.

이어서, 도 9(a)~도 9(d)에 나타내는 순서에 따라서 본 발명의 펠리클(10)의 부착 상태(장착 상태)에 대해서 평가를 행했다. 우선, 도 9(a)에 나타내는 바와 같이 800×950×두께 10㎜의 석영 유리로 이루어지는 청정한 포토마스크(91)를 준비하고, 이것을 스탠드(도시 생략) 상에 수직으로부터 10° 경사시켜서 적재했다. 그리고, 펠리클 지지 수단(20)이 체결된 펠리클(10)을 포토마스크(91)에 가깝게 함과 아울러 소정의 부착 위치가 되도록 위치 조정을 행하면서 그대로 가깝게 해서 도 9(b)에 나타내는 바와 같이 펠리클(10)의 마스크 점착층(13)을 포토마스크(91)에 접촉시켰다. 또한, 마스크 점착층(13)을 보호하고 있는 세퍼레이터(15)는 사전에 박리해 두었다.

이어서, 도 9(c)에 나타내는 바와 같이 펠리클 지지 수단(20)을 천천히 비스듬히 이동시킴으로써 체결 수단(17)을 펠리클(10)로부터 순차적으로 박리시켜서 펠리클 지지 수단(20)을 분리했다. 도 9(d)는 펠리클 지지 수단(20)을 분리한 후의 펠리클(10)의 상태를 나타내는 것이다.

그리고, 최후에 포토마스크(91)에 가접착한 펠리클(10)을 가압 수단(도시 생략)에 의해 가압력 120kgf로 가압하고, 마스크 점착층(13)을 포토마스크(91)에 완전히 접착시킨 상태로 펠리클(10)을 잘 관찰한 결과, 펠리클 프레임(11)은 변형 없이 부착되어 있음과 아울러 펠리클막(14)에도 주름이나 느슨함은 보이지 않고, 정상적으로 부착되어 있는 것이 확인되었다.

비교예

비교예에서는 스탠드 오프가 작고, 펠리클 프레임의 강성이 낮은 실시예와 같은 펠리클을 같은 공정에서 제작했으므로 비교예의 펠리클은 실시예의 펠리클(10)과 비교해서 펠리클 프레임에 펠리클 지지 수단이 형성되어 있지 않은 점에서 상위하는 것뿐이다.

또한, 비교예에서는 이 펠리클 프레임도 그 수직 방향의 강성이 낮아 핸들링할 수 없기 때문에 펠리클 프레임을 알루미늄제의 평판 상에 적재한 채 펠리클을 제작했다. 그리고, 이 제작한 펠리클에 대해서 그 상태에서 막면에 집광 램프를 조사하고, 외관이나 이물의 검사를 행한 결과, 특별한 이상은 보이지 않았다.

이어서, 이 펠리클을 실시예와 같은 펠리클 수납 용기(70)에 수납하기 위해서 작업자 2명으로 어떻게든 펠리클을 들어올릴 수 있었지만, 곧 펠리클 프레임이 비틀어져서 펠리클막에 주름이 생겨버렸다. 그 때문에, 직접 포토마스크로의 부착 평가를 실시하려고 했지만, 이 펠리클을 핸들링하는 단계에서 펠리클 프레임이 비틀어져서 펠리클막에 주름이 생겨버렸기 때문에 부착 작업을 행할 수 없었다.

10 : 펠리클 11 : 펠리클 프레임
12 : 펠리클막 접착층 13 : 마스크 점착층
14 : 펠리클막 15 : 세퍼레이터
16 : 지지체 17 : 체결 수단
18 : 파지부 20 : 펠리클 지지 수단
60 : 펠리클 지지 수단(원형) 61 : 지지체(원형)
62 : 체결 수단 70 : 펠리클 수납 용기
71 : 펠리클 수납 용기 본체 72 : 덮개체
73 : 고정부 91 : 포토마스크

Claims (7)

1. 펠리클 프레임의 펠리클막 접착층측에 탈착 가능한 펠리클 지지 수단이 형성되고, 스탠드 오프/외부 치수 대각 길이의 값이 0.0001~0.003인 것을 특징으로 하는 펠리클.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 펠리클 지지 수단은 평판형상 또는 프레임형상의 지지체로 구성되고, 그 지지체에 형성된 미점착성 물질을 통해 상기 펠리클 프레임의 펠리클막 접착층측에 탈착 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 펠리클.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 미점착성 물질은 상기 지지체에 복수 개소에 분할해서 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 펠리클.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 미점착성 물질의 점착력은 수직 방향으로 0.5㎜/s의 속도로 박리했을 경우에 0.01~0.5N의 범위인 것을 특징으로 하는 펠리클.
5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 미점착성 물질은 실리콘 또는 우레탄으로부터 선택되는 겔형상 물질인 것을 특징으로 하는 펠리클.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 펠리클 지지 수단에는 핸들링에 사용하기 위한 파지부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 펠리클.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 펠리클을 피장착면에 부착한 후에 상기 펠리클 프레임에 설치된 상기 펠리클 지지 수단을 분리하는 것을 특징으로 하는 펠리클의 장착 방법.

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