KR20190028072A - 펠리클 프레임 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 디바이스 또는 액정 디스플레이 등을 제조할 때 마스크에 부착되어 방진막으로 사용되는 리소그라피용 펠리클의 프레임에 관한 것이다. 본 발명은 포토 마스크를 향하는 제1면과 그 제1면과 나란한 제2면을 구비하며, 한 쌍의 장변, 한 쌍의 단변 및 장변과 단변이 만나는 네 개의 모서리부를 구비하는 펠리클 프레임에 있어서, 상기 제1면의 모서리부가 오목하여 고저차가 형성된 것을 특징으로 하는 펠리클 프레임을 제공한다. 본 발명에 따른 펠리클 프레임은 모서리부에 고저차가 형성되어 있으므로, 펠리클 막 부착에 따른 살오름 현상이 발생하여도, 포토 마스크 면에는 영향을 미치지 않는다.

Description

펠리클 프레임{Pellicle frame}

본 발명은 반도체 디바이스 또는 액정 디스플레이 등을 제조할 때 마스크에 부착되어 방진막으로 사용되는 리소그라피용 펠리클의 프레임에 관한 것이다.

반도체 디바이스 또는 액정 표시판 등의 제조에 있어서, 반도체 웨이퍼 또는 액정용 기판에 패터닝을 하는 방법으로 포토 리소그라피라는 방법이 사용된다. 포토 리소그라피에서는 패터닝의 원판으로서 마스크가 사용되고, 마스크 상의 패턴이 웨이퍼 또는 액정용 기판에 전사된다. 이 마스크에 먼지가 부착되어 있으면 이 먼지로 인하여 빛이 흡수되거나, 반사되기 때문에 전사된 패턴이 손상되어 반도체 장치나 액정 표시판 등의 성능이나 수율의 저하를 초래한다는 문제가 발생한다. 따라서 이들의 작업은 보통 클린룸에서 행해지지만 클린룸 내에도 먼지가 존재하므로, 마스크 표면에 먼지가 부착하는 것을 방지하기 위하여 펠리클을 부착하는 방법이 행해지고 있다. 이 경우, 먼지는 마스크의 표면에는 직접 부착되지 않고, 펠리클 막 위에 부착되고, 리소그라피 시에는 초점이 마스크의 패턴 상에 일치되어 있으므로 펠리클 상의 먼지는 초점이 맞지 않아 패턴에 전사되지 않는다는 장점이 있다.

도 1은 종래의 펠리클의 저면도이며, 도 2는 도 1에 도시된 펠리클의 측면도이며, 도 3은 종래의 펠리클 프레임의 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 펠리클은 빛이 투과될 수 있는 펠리클 막(1)과 펠리클 막(1)을 지지하는 펠리클 프레임(2)을 포함한다. 펠리클 막(1)은 펠리클 프레임(2)의 한쪽 면에 접착제에 의해서 부착될 수 있다. 그리고 펠리클을 마스크(M)에 부착하기 위해, 펠리클 프레임(2)의 반대 면에는 점착제가 도포된다. 점착제는 라이너에 의해서 보호된다.

펠리클 프레임(2)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 장변과 단변이 직교하도록 제조되지만, 펠리클 막(1)이 부착되면, 펠리클 막(1)의 장력에 의해서 도 1에 도시된 바와 같이, 펠리클 프레임(2)의 형태가 변형된다. 즉, 펠리클 프레임(2)의 한 쌍의 장변은 안쪽으로 휘고, 한 쌍의 단변은 바깥쪽으로 휜다. 장변과 단변은 직교하지 않으며, 장변과 단변이 이루는 각이 미세하게 줄어든다. 각이 줄어듦에 따라서 모서리부(3)가 미세하게 압축되어 다른 부분에 비해서 두꺼워지는 '살오름 현상'이 발생한다. 펠리클 막(1)에 주름이 생기는 것을 방지하기 위해서 펠리클 막(1)을 팽팽하게 당긴 상태에서 펠리클 프레임(2)에 부착하기 때문에 펠리클 프레임(2)에 장력이 걸린다.

이렇게 변형된 펠리클을 가압하여 포토 마스크에 부착하면, 포토 마스크의 평탄도가 변화하는 '펠리클에 의한 변형(PID, pellicle induced distortion)'이 발생한다. 이러한 PID 값이 일정 수준 이상으로 커지면, 보정이 불가능한 상태가 되며, 이는 반도체 소자의 층간 정렬이 되지 않는 오버레이(overlay) 불량으로 이어져 반도체 칩을 생산할 수 없게 된다.

도 4는 종래의 펠리클의 부착 전 및 부착 후의 포토 마스크의 평탄도를 나타내는 그래프이다. 도 4에서 알 수 있듯이, 주로 마스크의 모서리의 평탄도 값이 변화된 것을 알 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로서, 일본등록특허 제4286194호는, 적어도 한 쌍의 대향하는 변이, 외측으로 돌출하는 원호 형상의 중앙부와, 중앙부의 양측에 위치되고 내측으로 돌출하는 오목한 원호 형상을 각각 갖는 오목부와, 오목부의 양측에 있는 직선 형상부를 각각 구비하여, 펠리클 막이 펠리클 프레임에 부착된 후에, 그러한 부착으로 인하여 펠리클 프레임이 소정의 형상이 되도록 하는 방식으로 펠리클 프레임을 형성하는 것을 제안하고 있다. 그러나 이러한 방법은 막 부착 시 표준화가 어렵다는 문제가 있었다. 또한, 한국등록특허 제10-0560128호에는 펠리클용 프레임의 외면에 보강 살을 형성하는 방법이 개시되어 있다.

또한, 일본공개특허 제2008-65258호, 일본공개특허 제2011-76042호, 일본공개특허 제2012-108277호 등에는 점착제의 두께, 탄성률, 점착력 등을 조절함으로써 포토 마스크의 변형을 억제하는 방법들이 개시되어 있다. 그러나 이러한 제안들은 충분한 해결책이 되지 않으며, 또한, 포토 마스크의 표면에 점착제가 잔류하여 제거가 어렵다는 새로운 문제를 유발한다는 단점도 있었다.

한국등록특허 제10-0560128호 일본등록특허 제4286194호 한국등록특허 제10-1743299호 일본공개특허 제2008-65258호 일본공개특허 제2011-76042호 일본공개특허 제2012-108277호

본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 포토 마스크에 부착시에 포토 마스크가 변형되는 것을 최소화할 수 있는 펠리클 프레임을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 포토 마스크를 향하는 제1면과 그 제1면과 나란한 제2면을 구비하며, 한 쌍의 장변, 한 쌍의 단변 및 장변과 단변이 만나는 네 개의 모서리부를 구비하는 펠리클 프레임에 있어서, 상기 제1면의 모서리부가 오목하여 고저차가 형성된 것을 특징으로 하는 펠리클 프레임을 제공한다.

상기 고저차는 펠리클 프레임의 두께의 5 내지 30%인 것이 바람직하다.

상기 제1면에는 점착제가 도포되며, 그 점착제는 포토 마스크 쪽 점착제 면에 고저차가 생기는 것을 방지하도록, 오목한 모서리부에 상대적으로 두껍게 도포되는 것이 바라직하다.

본 발명에 따른 펠리클 프레임은 모서리부에 고저차가 형성되어 있으므로, 펠리클 막 부착에 따른 살오름 현상이 발생하여도, 포토 마스크 면에는 영향을 미치지 않는다.

도 1은 종래의 펠리클의 저면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 펠리클의 측면도이다.
도 3은 종래의 펠리클 프레임의 사시도이다.
도 4는 종래의 펠리클의 부착 전 및 부착 후의 포토 마스크의 평탄도를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 펠리클 프레임의 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 펠리클 프레임에 펠리클 막을 부착한 상태를 나타낸 측면도이다.
도 7은 도 5에 도시된 펠리클 프레임에 점착제를 도포한 상태를 나타낸 측면도이다.
도 8은 도 5에 도시된 펠리클 프레임을 구비한 펠리클을 포토 마스크에 부착한 상태를 나타낸 측면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 펠리클 프레임에 대해서 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예는 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 펠리클 프레임의 사시도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 펠리클 프레임(20)은 대체로 직사각형 형태이다. 펠리클 프레임(20)은 한 쌍의 서로 나란한 장변(21), 한 쌍의 서로 나란한 단변(22) 및 장변(21)과 단변(22)이 만나는 네 개의 모서리부(23)를 구비한다. 펠리클 프레임(20)은 포토 마스크(PM)를 향하는 제1면(25)과 제1면(25)과 나란하며, 펠리클 막(10)이 부착되는 제2면(26)을 구비한다.

펠리클 프레임(20)은 펠리클 막(10)을 지지하는 역할을 한다. 펠리클 프레임(20)은 알루미늄 합금일 수 있다. 알루미늄 합금제 펠리클 프레임은 흑색 알루마이트 피막 또는 세라믹 습식 산화 플라스마 코팅 피막을 갖는 것이 바람직하다. 펠리클 프레임(20)에 노광광이 입사되어 반사되면 전사한 패턴이 손상되기 때문에 흑색 피막을 형성하여 노광광의 반사를 최소화하기 위한 것이다.

펠리클 프레임(20)의 네 개의 모서리부(23)는 원호를 이룬다. 펠리클 프레임(20)의 네 개의 모서리부(23)의 제1면(25) 쪽이 오목하여, 펠리클 프레임(20)의 제1면(25)에는 고저차(단차)가 형성된다. 고저차는 펠리클 프레임(23)의 두께의 5 내지 30% 정도로 형성된다. 모서리부(23)의 펠리클 막(10)이 부착되는 제2면(26)에는 고저차가 형성되지 않는다.

도 6은 도 5에 도시된 펠리클 프레임에 펠리클 막을 부착한 상태를 나타낸 측면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서도 펠리클 막(10)을 부착할 경우 오목한 모서리부(23)에서 살오름 현상이 발생한다. 하지만, 살오름 현상이 오목한 모서리부(23)에 발생하기 때문에 살오름 현상에 의해서 두꺼워진 부분의 두께가 펠리클 프레임(20)의 다른 부분의 두께에 비해서는 얇게 유지된다.

도 7은 도 5에 도시된 펠리클 프레임에 점착제를 도포한 상태를 나타낸 측면도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 펠리클 프레임(20)의 제2면(25)에는 점착제(30)가 도포된다. 점착제(30)는 액상 점착제를 토출하는 노즐을 펠리클 프레임(20)에 대해서 상대 이동시키는 방법으로 형성할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 점착제(30)는 모서리부(23)에 상대적으로 두껍게 도포되어, 포토 마스크(PM) 쪽 점착제 면에는 고저차가 생기지 않는다.

도 8은 도 5에 도시된 펠리클 프레임을 구비한 펠리클을 포토 마스크에 부착한 상태를 나타낸 측면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 모서리부(23)에 발생한 살오름 현상에 의해서 두꺼워진 부분은 포토 마스크(PM)의 표면과 이격된다. 따라서 펠리클 프레임(20)의 살오름 현상에 의한 포토 마스트(PM)의 변형을 방지할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

10: 펠리클 막
20: 펠리클 프레임
21: 장변
22: 단변
23: 모서리부
25: 제1면
26: 제2면
30: 점착제

Claims (3)

1. 포토 마스크를 향하는 제1면과 그 제1면과 나란한 제2면을 구비하며, 한 쌍의 장변, 한 쌍의 단변 및 장변과 단변이 만나는 네 개의 모서리부를 구비하는 펠리클 프레임에 있어서,
   상기 제1면의 모서리부가 오목하여 고저차가 형성된 것을 특징으로 하는 펠리클 프레임.
2. 제1항에 있어서,
   상기 고저차는 펠리클 프레임의 두께의 5 내지 30%인 것을 특징으로 하는 펠리클 프레임.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1면에는 점착제가 도포되며, 그 점착제는 포토 마스크 쪽 점착제 면에 고저차가 생기는 것을 방지하도록, 오목한 모서리부에 상대적으로 두껍게 도포되는 것을 특징으로 하는 펠리클 프레임.

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