KR20230164123A - 펠리클 프레임, 펠리클, 펠리클 부착 포토마스크, 노광 방법, 반도체 디바이스의 제조 방법 및 액정 디스플레이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 종래에 비해 점착제층의 평탄도의 악화를 억제할 수 있고, 더 나아가서는 펠리클로부터 포토마스크에 주는 응력을 완화할 수 있어, 결과적으로 PID(Pellicle Induced Distorion)를 억제할 수 있는, 점착제층 부착 펠리클 프레임을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은, 펠리클막이 설치되는 한쪽의 단면과, 포토마스크에 첩부하기 위한 점착제층이 설치된 다른쪽의 단면을 갖는 점착제층 부착 펠리클 프레임으로서, 상기 점착제층의 두께가 0.10∼0.30mm이고, 또한, 상기 점착제층의 점착력이 5×10-3∼5×10-1N/cm인 점착제층 부착 펠리클 프레임, 및 상기 한쪽의 단면에 펠리클막이 설치된 펠리클을 제공한다.
Description
본 발명은, 반도체 디바이스, 프린트 기판, 액정 디스플레이 등을 제조할 때의 먼지 막이(dust guard)로서 사용되는 펠리클 프레임, 펠리클, 펠리클 부착 포토마스크, 노광 방법, 반도체 디바이스의 제조 방법 및 액정 디스플레이의 제조 방법에 관한 것이다.
LSI, 초(超)LSI 등의 반도체 제조나 액정 디스플레이 등의 제조에 있어서는, 반도체 웨이퍼나 액정용 원판에 광을 조사하여 패턴을 형성하는데, 이때에 이용하는 포토마스크 또는 레티클(이하, 단지 포토마스크라고 기술한다)에 먼지가 부착되어 있으면, 에지가 거친 것이 되거나, 하지(下地)가 검게 오염되거나 하는 등, 치수, 품질, 외관이 손상된다는 문제가 있었다.
이 때문에, 이러한 작업은 통상 클린룸에서 행하여지고 있지만, 그래도 포토마스크를 항상 청정하게 유지하는 것이 어렵기 때문에, 포토마스크 표면에 먼지 막이로서 펠리클을 첩부(貼付)한 후에 노광을 행하고 있다. 이 경우, 이물은 포토마스크의 표면에는 직접 부착되지 않고, 펠리클 상에 부착되기 때문에, 리소그래피 시에 초점을 포토마스크의 패턴 상에 맞추어 두면, 펠리클 상의 이물은 전사에 무관하게 된다.
일반적으로, 펠리클은, 광을 잘 투과시키는 니트로셀룰로오스, 초산(酢酸) 셀룰로오스 또는 불소 수지 등으로 이루어지는 투명한 펠리클막을 알루미늄, 스테인리스, 폴리에틸렌 등으로 이루어지는 펠리클 프레임의 상단면에 펠리클막의 양(良)용매를 도포한 후, 풍건(風乾)하여 접착하거나, 아크릴 수지나 에폭시 수지 등의 접착제로 접착한다. 또한, 펠리클 프레임의 하단에는 포토마스크에 접착하기 위한 폴리부텐 수지, 폴리초산비닐 수지, 아크릴 수지, 실리콘 수지 등으로 이루어지는 점착제층 및 점착제층의 보호를 목적으로 한 이형층(세퍼레이터)으로 구성된다.
그리고, 이와 같은 펠리클을 포토마스크의 표면에 부착하고, 포토마스크를 개재하여 반도체 웨이퍼나 액정용 원판에 형성된 포토레지스트막을 노광할 때에는, 먼지 등의 이물은, 펠리클의 표면에 부착되고 포토마스크의 표면에는 직접 부착되지 않기 때문에, 포토마스크에 형성된 패턴 상에 초점이 위치하도록 노광용 광을 조사하면, 먼지 등의 이물의 영향을 회피하는 것이 가능해진다.
그런데, 근래는, 반도체 디바이스 및 액정 디스플레이는, 점점 더 고집적화, 미세화되어 오고 있다. 현재는, 32nm 정도의 미세 패턴을 포토레지스트막에 형성하는 기술도 실용화되어 있다. 32nm 정도의 패턴이면, 반도체 웨이퍼 또는 액정용 원판과 투영 렌즈와의 사이를 초순수(超純水) 등의 액체로 채우고, 불화 아르곤(ArF) 엑시머 레이저를 이용하여, 포토레지스트막을 노광하는 액침 노광기술이나 다중 노광 등의 종래의 엑시머 레이저를 이용한 개량 기술에 의해 대응 가능하다.
그러나, 차세대 반도체 디바이스나 액정 디스플레이에는 더욱 미세화한 패턴 형성이 요구되고 있어, 종래와 같은 펠리클 및 노광 기술을 사용하는 것으로는, 보다 미세한 패턴을 형성하는 것은 곤란해지고 있다.
그래서, 근래에는, 보다 미세한 패턴을 형성하기 위한 방법으로서, 13.5nm를 주파장(主波長)으로 하는 EUV 광을 사용한 EUV 노광 기술이 주목받고 있다.
그런데, 반도체 디바이스나 액정 디스플레이의 미세화가 진행됨에 따라, 수율을 좌우하는 펠리클에 대해서는, 펠리클을 포토마스크에 첩부했을 때에 그 응력으로 포토마스크가 일그러지고(PID; Pellicle Induced Distortion), 결과적으로 형성되는 패턴의 위치 정밀도가 어긋나기 때문에, 미세 패턴을 형성하기 어려워지는 것이 큰 문제가 되고 있다.
통상의 펠리클에서는, 펠리클 프레임의 하단면에 전체 둘레에 걸쳐 점착제층이 설치되어 있고, 펠리클과 포토마스크의 첩부 시에는, 포토마스크는 펠리클 프레임의 한쪽의 단면(端面) 전체로부터 응력을 받게 되어, 그 응력에 의해 포토마스크가 일그러져 버린다는 문제가 발생한다. 펠리클 프레임으로부터 받는 응력에 의해 포토마스크가 일그러져 버리면, 일그러짐의 정도에 따라서는 목적의 미세 패턴을 형성하는 것은 곤란해진다.
포토마스크의 일그러짐을 극력 없애기 위해서는, 특허문헌 1에는 점착제층의 점착력을 낮게 억제한 펠리클을 제안하고 있다. 그러나, 이 펠리클이어도, 점착제층의 두께에 따라서는 포토마스크와 펠리클의 첩부가 약해져, 포토마스크로부터 펠리클이 낙하하는 문제도 있었다.
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 펠리클 프레임과 포토마스크의 첩합(貼合) 시에, 펠리클 프레임으로부터 포토마스크로 전해지는 응력을 저감하여, 포토마스크의 일그러짐을 억제할 수 있는 점착제층 부착 펠리클 프레임, 펠리클, 펠리클 부착 포토마스크, 노광 방법, 반도체 디바이스의 제조 방법 및 액정 디스플레이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는, 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토를 거듭한바, 펠리클 프레임의 하단면에 설치하는 점착제층의 두께를 박형화하고, 또한 점착력을 저하시킴으로써, 점착제 평탄도의 악화 억제를 담보할 수 있고, 펠리클을 포토마스크에 첩부했을 때에 발생하는 펠리클 프레임으로부터 점착제로의 변형 응력이 점착제에 유지되기 어려워져, 결과적으로 마스크의 형상 변화도 억제되는 것을 지견(知見)하여, 본 발명에 이른 것이다.
따라서, 본 발명은, 하기의 점착제층 부착 펠리클 프레임, 펠리클, 펠리클 부착 포토마스크, 노광 방법, 반도체 디바이스의 제조 방법 및 액정 디스플레이의 제조 방법을 제공한다.
1. 펠리클막이 설치되는 한쪽의 단면과, 포토마스크에 첩부하기 위한 점착제층이 설치된 다른쪽의 단면을 갖는 점착제층 부착 펠리클 프레임으로서, 상기 점착제층의 두께가 0.10∼0.30mm이고, 또한, 상기 점착제층의 점착력이 5×10-3∼5×10-1N/cm인 점착제층 부착 펠리클 프레임.
2. 상기 점착제층이 아크릴계 점착제를 함유하여 이루어지는 상기 1 기재의 점착제층 부착 펠리클 프레임.
3. 상기 점착제층이 실리콘계 점착제를 함유하여 이루어지는 상기 1 기재의 점착제층 부착 펠리클 프레임.
4. 상기 점착제층의 표면에는, 박리 가능한 세퍼레이터가 설치되는 상기 1∼3 중 어느 것에 기재한 점착제층 부착 펠리클 프레임.
5. 상기 1∼4 중 어느 것에 기재한 점착제층 부착 펠리클 프레임의 상기 한쪽의 단면에 펠리클막이 설치되는 것을 특징으로 하는 펠리클.
6. 포토마스크에 상기 5 기재의 펠리클이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 펠리클 부착 포토마스크.
7. 상기 6 기재의 펠리클 부착 포토마스크에 의해 노광하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
8. 상기 6 기재의 펠리클 부착 포토마스크에 의해 노광하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스의 제조 방법.
9. 상기 6 기재의 펠리클 부착 포토마스크에 의해 노광하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 제조 방법.
본 발명의 점착제층 부착 펠리클 프레임에 의하면, 종래에 비해 점착제층의 평탄도의 악화를 억제할 수 있고, 더 나아가서는 펠리클로부터 포토마스크에 주는 응력을 완화할 수 있어, 결과적으로 PID를 억제할 수 있다. 그 때문에, 본 발명의 점착제층 부착 펠리클 프레임은, 특히 PID 성능이 가장 중요시되고 있는 근래의 미세화 패턴에 사용하는 펠리클로서 효과적이며, 이와 같은 펠리클을 이용한 펠리클 부착 포토마스크 노광 방법, 반도체 디바이스의 제조 방법 및 액정 디스플레이의 제조 방법에 유용하다.
이하, 본 발명에 대해, 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 펠리클 프레임은, 펠리클막이 설치되는 한쪽의 단면과, 포토마스크에 첩부하기 위한 점착제층이 설치된 다른쪽의 단면을 갖는 점착제층 부착 펠리클 프레임이다.
상기 펠리클 프레임의 재질로는, 알루미늄 합금, 철강, 스테인리스강, 황동, 인바(Invar), 슈퍼 인바 등의 금속이나 합금, PE, PA, PEEK 등의 엔지니어링 플라스틱, GFRP, CFRP 등의 섬유 복합재료 등 공지의 것을 이용할 수 있다.
또, 상기 펠리클 프레임의 표면은 흑색이 되도록 처리되는 동시에, 필요에 따라 발진(發塵) 방지를 위한 도장(塗裝) 등의 표면 처리가 실시되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들면, 알루미늄 합금을 사용한 경우에는, 알루마이트 처리나 화성(化成) 처리 등의 표면 처리를 실시하는 것이 바람직하고, 철강, 스테인리스강 등의 경우는 흑색 크롬 도금 등의 표면 처리를 실시하는 것이 바람직하다.
상기 펠리클 프레임의 하단면(즉, 펠리클 프레임의 한쪽의 단면에는 펠리클막이 설치되는데, 그 다른쪽의 단면)에는, 포토마스크의 기판에 첩부하기 위한 점착제층을 갖는다.
상기 점착제층의 두께는 0.10∼0.30mm의 범위 내이며, 바람직하게는 0.10∼0.20mm이다. 점착제층을 형성할 때에는, 석영 기판 등에 꽉 눌러 평탄화 처리를 행하는 것이 제조 공정상 바람직하다. 이와 같이 하면 점착제층의 평탄도가 향상되고, 펠리클의 포토마스크에의 첩부에 의한 마스크 일그러짐을 억제할 수 있다. 점착제층의 두께가 작으면, 석영 기판 등으로부터 펠리클을 박리할 때에, 응집 파괴(점착제층의 신장)보다도 계면 파괴 쪽이 지배적으로 일어나, 점착제층의 변형이 억제된다. 한편, 점착제층의 두께가 크면, 석영 기판 등으로부터 펠리클을 박리할 때의 점성 저항이 작아지므로, 계면 파괴보다도 응집 파괴가 지배적이 되어, 점착제의 변형이 현저해진다. 이 경우, 포토마스크에 전해지는 변형 응력이 커져, 포토마스크가 일그러지기 쉬워진다.
또, 점착제층의 점착력은, 5×10-3∼5×10-1N/cm의 범위 내이며, 5×10-3∼1×10-1N/cm인 것이 바람직하다. 또, 하한은 5×10-2N/cm여도 좋다. 점착력이 작으면, 포토마스크에 전해지는 변형 응력이 작아지지만, 점착력이 5×10-3N/cm를 밑돌고, 너무 작으면, 포토마스크에의 첩부가 약하여, 포토마스크로부터 펠리클이 낙하할 위험성이 있다. 한편, 점착력이 5×10-1N/cm보다 커지면, 포토마스크가 일그러지기 쉬워지기 때문에 바람직하지 않다. 이것은, 펠리클, 특히 펠리클 프레임의 형상이 포토마스크의 형상에 영향을 주고, 점착력이 큰 경우, 변형 응력에 의한 형상 변화가 유지되어 버리기 때문이라고 생각된다.
또, 점착력과 포토마스크의 일그러지기 어려움의 관점에서는 이하의 (1)∼(4)의 조건인 것이 바람직하다.
(1) 점착제층의 두께가 0.10mm 이상 0.15mm 미만인 경우, 점착제층의 점착력은 5×10-3∼5×10-1N/cm인 것이 바람직하고, 5×10-3∼1×10-1N/cm인 것이 보다 바람직하며, 5×10-3∼5×10-2N/cm인 것이 특히 바람직하다.
(2) 점착제층의 두께가 0.15mm 이상 0.20mm 미만인 경우, 점착제층의 점착력은 5×10-3∼5×10-1N/cm인 것이 바람직하고, 5×10-3∼1×10-1N/cm인 것이 보다 바람직하며, 5×10-3∼5×10-2N/cm인 것이 특히 바람직하다.
(3) 점착제층의 두께가 0.20mm 이상 0.25mm 미만인 경우, 점착제층의 점착력은 5×10-3∼5×10-1N/cm인 것이 바람직하고, 5×10-3∼1×10-1N/cm인 것이 보다 바람직하며, 5×10-3∼5×10-2N/cm인 것이 특히 바람직하다.
(4) 점착제층의 두께가 0.25mm 이상 0.30mm 이하인 경우, 점착제층의 점착력은 5×10-3∼5×10-1N/cm인 것이 바람직하고, 5×10-3∼1×10-1N/cm인 것이 보다 바람직하며, 5×10-3∼5×10-2N/cm인 것이 특히 바람직하다.
점착제층의 점착력은, JIS Z0237:2009에 규정되는 점착 테이프·점착 시트 시험 방법에 준거하여 평가할 수 있다. 구체적으로는, 점착제를 도공(塗工)하여 얻은 점착 필름을, 소다 라임 유리의, 아세톤으로 세정한 비주석면(非錫面)에 압착 롤로 첩합하여 50℃, 0.5MPa×20분간의 조건에서 오토클레이브 처리하고, 그 후, 23℃×50％RH의 분위기하로 되돌려 1시간 경과 후의 상기 점착 필름의 박리 강도를, JIS Z0237 「점착 테이프·점착 시트 시험 방법」에 준거하여, 인장 시험기에 의해 180° 방향으로 5mm/초의 속도로 박리했을 때의 점착력(단위: N/cm)으로 나타낼 수 있다.
점착제층의 재질로는, 고무계 점착제, 우레탄계 점착제, 아크릴계 점착제, SEBS 점착제, SEPS 점착제, 실리콘계 점착제 등의 공지의 것을 사용할 수 있다. 헤이즈(haze)의 발생 원인이 될 수 있는 아웃 가스가 적은 점착제가 바람직하다. 시판되는 상기 공지의 점착제 중에서, 본 발명의 수치 범위의 점착력을 갖는 재질을 적절히 선정하여, 또는 점착제 조성물의 원재료나 경화 조건을 적절히 변경함으로써, 원하는 점착력을 갖는 점착제층을 형성할 수 있다. 또, 경화제를 함유하는 점착제 조성물의 경우는, 경화제의 함유량이나 종류를 변동시킴으로써, 점착제층의 점착력을 변동시킬 수 있다. 구체적으로는, 측쇄에 카르복실기 또는 수산기를 갖는 아크릴계 중합체와, 에폭시 수지, 이소시아네이트 등의 경화제를 함유하여 이루어지는 점착제 조성물로부터 얻어지는 아크릴계 점착제의 경우, 일정 범위에 있어서, 경화제의 함유량을 늘리면, 얻어지는 점착제층의 점착력은 떨어지는 경향이 있다. 한편, 경화제의 함유량을 줄이면, 얻어지는 점착제층의 점착력은 올라가는 경향이 있다.
포토마스크의 장착 후의 안정성 확보와 포토마스크에 주는 펠리클의 영향을 더욱 저감시키기 위해, 점착제층의 표면은, 평탄도가 30㎛ 이하로 되어 있는 것이 바람직하다. 또, 필요에 따라, 단면 볼록(凸) 형상 등으로 형성되어 있어도 상관없다.
펠리클 프레임의 평탄도가 좋으면, 펠리클을 마스크에 첩부한 경우에, 펠리클 프레임의 변형량을 작게 할 수 있고, 그 결과, 펠리클 프레임의 변형 응력을 작게 하여, 마스크의 변형을 작게 억제할 수 있다. 또한, 상기의 펠리클 프레임의 「평탄도」란, 펠리클 프레임의 각 코너 4점과 4변의 중앙 4점의 합계 8점에 있어서 높이를 측정하고, 가상 평면을 산출하여, 그 가상 평면으로부터의 각 점의 거리 중 최고점에서 최저점을 뺀 차이로 산출한 값으로 한다. 펠리클 프레임의 평탄도는, XY축 프로그램 스테이지를 갖는 레이저 변위계 등의 레이저 변위계에 의해 측정할 수 있다.
점착제층의 표면에는, 보호를 위해 두께 50∼300㎛ 정도의 PET제 필름 등의 표면에 박리성을 부여한 세퍼레이터를 부착할 수 있다. 펠리클의 케이스 또는 펠리클의 지지 수단 등의 고안에 의해 이것을 생략해도 된다.
본 발명에서는, 펠리클 프레임의 타단면(하단면)에 점착제층의 두께가 얇고, 또한 점착력이 극히 작은 점착제층을 설치함으로써, 펠리클이 포토마스크에 주는 응력을 완화할 수 있기 때문에, PID의 값이 작으면 작을수록 바람직하고, PID가 30nm 이하에서, 패턴의 위치 정밀도의 어긋남에 수반하는 미세 패턴에의 영향이 거의 없어, 고정세품(高精細品)으로서 사용 가능하다.
여기에서, PID란, Corning Tropel사 제조 FlatMaster를 이용하여, 펠리클 첩부 전후에서의 포토마스크의 정(正)방향과 부(負)방향의 최대 일그러짐량의 합을 PID의 수치(크기)로 하고 있다.
펠리클 프레임의 내면에는, 부유 이물의 포착이나 고정을 위해, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제 등의 점착성 물질을 도포하는 것도 바람직하다. 또, 펠리클 프레임의 내면만 또는 그 전면(全面)에, 발진 방지를 목적으로 하여, 아크릴계 수지, 불소계 수지 등의 비점착성 수지의 피막을 형성하는 것도 바람직하다. 이들 점착성 수지, 비점착성 수지의 피막의 형성은, 스프레이, 디핑, 분체(粉體) 도장, 전착(電着) 도장 등의 공지의 방법에 의해 시공할 수 있다.
또, 펠리클 프레임의 외면에는, 핸들링 등의 용도를 위해, 복수 개소의 지그 구멍이나 홈 등을 복수 설치해도 되고, 또, 모델번호(型番), 제조번호나 바코드 등의 표시를 기계 각인 또는 레이저 마킹에 의해 실시하는 것도 바람직하다.
또한, 펠리클 프레임에는, 펠리클의 첩부 후의 내부의 기압 조정을 위해, 통기 구멍을 설치하고, 그 외측에 이물의 침입을 방지하기 위해 PTFE 등의 다공질 박막으로 이루어지는 필터를 부착해도 된다. 이때의 필터의 부착은, 적절한 재질의 점착제층 등을 설치하여 펠리클 프레임의 외면에 직접 첩부하는 등 해도 된다. 그리고, 이들 통기 구멍이나 필터의 배치 위치나 개수, 그 형상은, 요구되는 통기성이나 핸들링의 편의성 등을 고려하여 결정할 수 있다.
상기 점착제층 부착 펠리클 프레임을 이용한 본 발명의 펠리클은, 상술한 펠리클 프레임과, 해당 펠리클 프레임의 상단면에 팽팽하게 설치(張設)된 펠리클막을 포함하여 구성되는 것이다. 펠리클의 용도는, 포토마스크의 일그러짐이 특히 문제가 되는 반도체 디바이스의 제조를 위한 용도에 적용했을 때에 특히 효과는 크지만, 그 용도로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 한 변이 150mm 전후인 반도체 디바이스의 제조를 위한 용도뿐만 아니라, 한 변이 200∼300mm인 프린트 기판의 제조를 위한 용도 및 한 변이 500∼2000mm에 가까운 액정, 유기 EL 디스플레이 등의 디스플레이의 제조를 위한 용도까지, 펠리클 첩부에 의한 포토마스크의 변형이 문제가 되는 바와 같은 모든 펠리클에 적용하는 것이 가능하다.
상기 펠리클막은, 사용하는 노광 광원에 따라, 셀룰로오스계 수지, 불소계 수지 등의 재료로부터 최적의 것을 선택하고, 투과율, 기계적 강도 등의 관점에서 0.1∼10㎛ 정도의 범위에서 최적의 막 두께를 선택하여 제작하는 동시에, 필요에 따라, 반사 방지층을 부여해도 된다. 특히, 노광 광원으로서 EUV 광을 이용하는 경우는, 막 두께가 1㎛ 이하인 실리콘막이나, 그래핀막을 이용할 수 있다. 그리고, 펠리클 프레임의 상단면에 펠리클막을 팽팽하게 설치하기 위한 접착제는, 아크릴계 접착제, 불소계 접착제, 실리콘계 접착제 등의 공지의 접착제를 이용할 수 있다. 또한, 펠리클막 단독으로의 취급이 어려운 경우는, 실리콘 등의 틀로 지지된 펠리클막을 이용할 수 있다. 그 경우, 예를 들면, 틀 영역과 펠리클 프레임을 접착함으로써, 펠리클을 용이하게 제조할 수 있다.
본 발명의 펠리클은, 상기 점착제층에 의해 포토마스크의 기판에 부착된다. 이 포토마스크 기판의 재질은, 통상, 석영 기판의 표면이 크롬(Cr) 피복된 것이다.
상기 점착제층을 포토마스크의 기판에 첩부하는 방법·조건으로는, 통상, 오토 마운터(automatic mounter) 등의 부착 부재를 사용한다. 점착제층을 포토마스크에 꽉 누를 때의 하중이 작은 편이 PID는 억제할 수 있기 때문에, 하중은 5∼25kg/30s로 첩부를 추장(推奬)하는 것이다. 마운터로의 첩부 방법으로는, 코너부(4개소)를 가압하는 방법 외에, 첩부면 전체를 일정 하중으로 가압한 편이 힘의 분산도 작아지고, PID는 작아지므로 바람직하게 채용할 수 있다.
본 발명의 펠리클은, 노광 원판에 이물이 부착되는 것을 억제하기 위한 보호 부재로서 뿐만 아니라, 노광 원판의 보관 시나, 노광 원판의 운반 시에 노광 원판을 보호하기 위한 보호 부재로서도 좋다. 펠리클을 포토마스크 등의 노광 원판에 장착하여, 펠리클 부착 노광 원판을 제조하는 방법에는, 포토마스크용 점착제로 첩부하는 방법 외에, 정전 흡착법, 기계적으로 고정하는 방법 등이 있다.
본 발명의 반도체 디바이스 또는 액정 디스플레이(액정 표시판)의 제조 방법은, 상기의 펠리클 부착 노광 원판에 의해 기판(반도체 웨이퍼 또는 액정용 원판)을 노광하는 공정을 구비한다. 예를 들면, 반도체 디바이스 또는 액정 디스플레이의 제조 공정의 하나인 리소그래피 공정에 있어서, 집적회로 등에 대응한 포토레지스트 패턴을 기판 상에 형성하기 위해, 스텝퍼에 상기의 펠리클 부착 노광 원판을 설치하여 노광한다. 일반적으로, EUV 노광에서는 EUV 광이 노광 원판에 의해 반사되어 기판으로 유도되는 투영 광학계가 사용되고, 이들은 감압 또는 진공하에서 행하여진다. 이것에 의해, 가령 리소그래피 공정에 있어서 이물이 펠리클 상에 부착되었다고 하더라도, 포토레지스트가 도포된 웨이퍼 상에 이들 이물은 결상(結像)하지 않기 때문에, 이물의 상(像)에 의한 집적회로 등의 단락(短絡)이나 단선 등을 방지할 수 있다. 따라서, 펠리클 부착 노광 원판의 사용에 의해, 리소그래피 공정에서의 수율을 향상시킬 수 있다.
반도체 디바이스 등의 제조에 사용되는 노광 장치에는, 일반적으로, 컨택트 노광, 프록시미티 노광, 미러 프로젝션 노광, 스텝 앤드 리피트형 투영 노광 장치, 스텝 앤드 스캔형 투영 노광 장치 등이 사용되고 있다. 여기에서, 스텝 앤드 스캔형 투영 노광 장치에 있어서, 예를 들면, 노광 원판의 패턴을 가는 슬릿으로 스캔하면서 웨이퍼 상에 회로 패턴을 전사하기 때문에, 노광 원판과 웨이퍼가, 투영 광학계의 배율에 따른 스캔 속도로 동기(同期)하여 이동하게 된다. 이때, 노광 원판에 붙여진 펠리클도 마찬가지로 이동하게 된다.
실시예
이하, 실시예와 비교예를 나타내고, 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기의 실시예로 제한되는 것은 아니다.
〔실시예 1〕
실시예 1에서는, 우선, 알루미늄 합금제 펠리클 프레임(외측 치수 149mm×115mm×3.15mm)을 준비했다. 또, 이 펠리클 프레임의 장변의 중앙부에는, 직경 1mm의 필터 구멍도 설치했다.
다음으로, 준비한 펠리클 프레임을 순수로 세정 후, 펠리클 프레임의 상단면에, 불소계 접착제(아사히 가라스(주) 제조의 상품명 「사이톱 CT69」)를 도포하고, 또, 펠리클 프레임의 하단면에, 점착력이 5×10-3N/cm인 아크릴계 점착제(소켄 가가쿠(주) 제조의 제품명 「SK 다인 1499M」)를 점착제층 두께가 0.10mm가 되도록 도포했다. 그 후, 130℃까지 펠리클 프레임을 가열하여, 점착제, 접착제를 경화시켰다.
그 후, 펠리클 프레임보다도 큰 알루미늄 틀에 부착한 비정질 불소 수지(아사히 가라스(주) 제조의 상품명 「사이톱 CTX-S」)로 이루어지는 펠리클막에, 펠리클 프레임의 접착제층측을 첩부하고, 펠리클 프레임보다도 외측의 부분을 제거하여 펠리클을 완성시켰다.
제작한 펠리클을 150 평방(角)mm의 포토마스크 기판에 첩부하고, 펠리클을 아래쪽에 위치시킨 상태에서 온도를 80℃로 유지하고, 90일간의 장기 첩부 시험을 행하였다. 펠리클은, 90일간 포토마스크에 첩부된 채이며, 또한 첩부로부터 120일 경과 후에도 포토마스크로부터의 낙하는 없었다.
또, 제작한 펠리클을 150 평방mm의 포토마스크 기판에 첩부하고, PID의 평가를 행한바, 실시예 1의 펠리클을 포토마스크에 장착했을 때의 PID의 값은 15nm였다. 또한, 여기에서는, 포토마스크에의 펠리클 첩부 조건을, 하중 5kgf, 하중 시간 30초로 했다.
〔실시예 2〕
실시예 2에서는, 점착제층의 점착력을 1×10-1N/cm가 되도록 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 펠리클을 제작했다.
제작한 펠리클에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 평가한바, 장기 첩부 시험에서는, 펠리클은 90일간 포토마스크에 첩부된 채이며, 또한 첩부로부터 120일 경과 후에도 포토마스크로부터의 낙하는 없었다. 또, 펠리클을 포토마스크에 장착했을 때의 PID의 값은 20nm였다.
〔실시예 3〕
실시예 3에서는, 점착제층의 점착력을 5×10-1N/cm가 되도록 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 펠리클을 제작했다.
제작한 펠리클에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 평가한바, 장기 첩부 시험에서는, 펠리클은 90일간 포토마스크에 첩부된 채이며, 또한 첩부로부터 120일 경과 후에도 포토마스크로부터의 낙하는 없었다. 또, 펠리클을 포토마스크에 장착했을 때의 PID의 값은 23nm였다.
〔실시예 4〕
실시예 4에서는, 점착제층의 두께를 0.15mm, 점착력을 5×10-3N/cm가 되도록 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 펠리클을 제작했다.
제작한 펠리클에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 평가한바, 장기 첩부 시험에서는, 펠리클은 90일간 포토마스크에 첩부된 채이며, 또한 첩부로부터 120일 경과 후에도 포토마스크로부터의 낙하는 없었다. 또, 펠리클을 포토마스크에 장착했을 때의 PID의 값은 19nm였다.
〔실시예 5〕
실시예 5에서는, 점착제층의 두께를 0.15mm, 점착력을 1×10-1N/cm가 되도록 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 펠리클을 제작했다.
제작한 펠리클에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 평가한바, 장기 첩부 시험에서는, 펠리클은 90일간 포토마스크에 첩부된 채이며, 또한 첩부로부터 120일 경과 후에도 포토마스크로부터의 낙하는 없었다. 또, 펠리클을 포토마스크에 장착했을 때의 PID의 값은 22nm였다.
〔실시예 6〕
실시예 6에서는, 점착제층의 두께를 0.15mm, 점착력을 5×10-1N/cm가 되도록 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 펠리클을 제작했다.
제작한 펠리클에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 평가한바, 장기 첩부 시험에서는, 펠리클은 90일간 포토마스크에 첩부된 채이며, 또한 첩부로부터 120일 경과 후에도 포토마스크로부터의 낙하는 없었다. 또, 펠리클을 포토마스크에 장착했을 때의 PID의 값은 25nm였다.
〔실시예 7〕
실시예 7에서는, 점착제층의 두께를 0.20mm, 점착력을 5×10-3N/cm가 되도록 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 펠리클을 제작했다.
제작한 펠리클에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 평가한바, 장기 첩부 시험에서는, 펠리클은 90일간 포토마스크에 첩부된 채이며, 또한 첩부로부터 120일 경과 후에도 포토마스크로부터의 낙하는 없었다. 또, 펠리클을 포토마스크에 장착했을 때의 PID의 값은 19nm였다.
〔실시예 8〕
실시예 8에서는, 점착제층의 두께를 0.20mm, 점착력을 1×10-1N/cm가 되도록한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 펠리클을 제작했다.
제작한 펠리클에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 평가한바, 장기 첩부 시험에서는, 펠리클은 90일간 포토마스크에 첩부된 채이며, 또한 첩부로부터 120일 경과 후에도 포토마스크로부터의 낙하는 없었다. 또, 펠리클을 포토마스크에 장착했을 때의 PID의 값은 22nm였다.
〔실시예 9〕
실시예 9에서는, 점착제층의 두께를 0.20mm, 점착력을 5×10-1N/cm가 되도록 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 펠리클을 제작했다.
제작한 펠리클에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 평가한바, 장기 첩부 시험에서는, 펠리클은 90일간 포토마스크에 첩부된 채이며, 또한 첩부로부터 120일 경과 후에도 포토마스크로부터의 낙하는 없었다. 또, 펠리클을 포토마스크에 장착했을 때의 PID의 값은 26nm였다.
〔실시예 10〕
실시예 10에서는, 점착제층의 두께를 0.25mm, 점착력을 5×10-3N/cm가 되도록 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 펠리클을 제작했다.
제작한 펠리클에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 평가한바, 장기 첩부 시험에서는, 펠리클은 90일간 포토마스크에 첩부된 채이며, 또한 첩부로부터 120일 경과 후에도 포토마스크로부터의 낙하는 없었다. 또, 펠리클을 포토마스크에 장착했을 때의 PID의 값은 23nm였다.
〔실시예 11〕
실시예 11에서는, 점착제층의 두께를 0.25mm, 점착력을 1×10-1N/cm가 되도록 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 펠리클을 제작했다.
제작한 펠리클에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 평가한바, 장기 첩부 시험에서는, 펠리클은 90일간 포토마스크에 첩부된 채이며, 또한 첩부로부터 120일 경과 후에도 포토마스크로부터의 낙하는 없었다. 또, 펠리클을 포토마스크에 장착했을 때의 PID의 값은 20nm였다.
〔실시예 12〕
실시예 12에서는, 점착제층의 두께를 0.25mm, 점착력을 5×10-1N/cm가 되도록 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 펠리클을 제작했다.
제작한 펠리클에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 평가한바, 장기 첩부 시험에서는, 펠리클은 90일간 포토마스크에 첩부된 채이며, 또한 첩부로부터 120일 경과 후에도 포토마스크로부터의 낙하는 없었다. 또, 펠리클을 포토마스크에 장착했을 때의 PID의 값은 26nm였다.
〔실시예 13〕
실시예 13에서는, 점착제층의 두께를 0.30mm, 점착력을 5×10-3N/cm가 되도록 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 펠리클을 제작했다.
제작한 펠리클에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 평가한바, 장기 첩부 시험에서는, 펠리클은 90일간 포토마스크에 첩부된 채이며, 또한 첩부로부터 120일 경과 후에도 포토마스크로부터의 낙하는 없었다. 또, 펠리클을 포토마스크에 장착했을 때의 PID의 값은 23nm였다.
〔실시예 14〕
실시예 14에서는, 점착제층의 두께를 0.30mm, 점착력을 1×10-1N/cm가 되도록 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 펠리클을 제작했다.
제작한 펠리클에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 평가한바, 장기 첩부 시험에서는, 펠리클은 90일간 포토마스크에 첩부된 채이며, 또한 첩부로부터 120일 경과 후에도 포토마스크로부터의 낙하는 없었다. 또, 펠리클을 포토마스크에 장착했을 때의 PID의 값은 23nm였다.
〔실시예 15〕
실시예 15에서는, 점착제층의 두께를 0.30mm, 점착력을 5×10-1N/cm가 되도록 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 펠리클을 제작했다.
제작한 펠리클에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 평가한바, 장기 첩부 시험에서는, 펠리클은 90일간 포토마스크에 첩부된 채이며, 또한 첩부로부터 120일 경과 후에도 포토마스크로부터의 낙하는 없었다. 또, 펠리클을 포토마스크에 장착했을 때의 PID의 값은 30nm였다.
〔비교예 1〕
비교예 1에서는, 점착력이 1N/cm인 아크릴계 점착제(SK 다인 1170; 소켄 가가쿠(주) 제품명)를 이용하고, 해당 점착제를 도포하여 두께가 0.10mm가 되도록 점착제층을 작성한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 펠리클을 제작했다.
제작한 펠리클을 150 평방mm의 포토마스크 기판에 첩부하고, 펠리클을 아래로 한 상태에서 온도를 80℃로 유지하고, 90일간의 장기 첩부 시험을 행하였다. 펠리클은 90일간 포토마스크에 첩부된 채이며, 또한 첩부로부터 120일 경과 후에도 포토마스크로부터의 낙하는 없었다.
또, 제작한 펠리클을 150 평방mm의 포토마스크 기판에 첩부하고, PID의 평가를 행한바, 비교예 1의 펠리클을 포토마스크에 장착했을 때의 PID의 값은 34nm였다. 또한, 여기에서는, 포토마스크에의 펠리클 첩부 조건을, 하중 5kgf, 하중 시간 30초로 했다.
〔비교예 2〕
비교예 2에서는, 점착제층의 두께를 0.35mm, 점착력을 5×10-3N/cm가 되도록 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 펠리클을 제작했다.
제작한 펠리클에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 평가한바, 장기 첩부 시험에서는, 펠리클은 90일간 포토마스크에 첩부된 채이며, 또한 첩부로부터 120일 경과 후에도 포토마스크로부터의 낙하는 없었다. 또, 펠리클을 포토마스크에 장착했을 때의 PID의 값은 33nm였다.
〔비교예 3〕
비교예 3에서는, 점착제층의 두께를 0.35mm, 점착력을 5×10-1N/cm가 되도록 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 펠리클을 제작했다.
제작한 펠리클에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 평가한바, 장기 첩부 시험에서는, 펠리클은 90일간 포토마스크에 첩부된 채이며, 또한 첩부로부터 120일 경과 후에도 포토마스크로부터의 낙하는 없었다. 또, 펠리클을 포토마스크에 장착했을 때의 PID의 값은 39nm였다.
〔비교예 4〕
비교예 4에서는, 점착제층의 두께를 0.50mm, 점착력을 5×10-3N/cm가 되도록 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 펠리클을 제작했다.
제작한 펠리클에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 평가한바, 장기 첩부 시험에서는, 펠리클은 90일간 포토마스크에 첩부된 채이며, 또한 첩부로부터 120일 경과 후에도 포토마스크로부터의 낙하는 없었다. 또, 펠리클을 포토마스크에 장착했을 때의 PID의 값은 43nm였다.
〔비교예 5〕
비교예 5에서는, 점착제층의 두께를 0.50mm, 점착력을 5×10-1N/cm가 되도록 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 펠리클을 제작했다.
제작한 펠리클에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 평가한바, 장기 첩부 시험에서는, 펠리클은 90일간 포토마스크에 첩부된 채이며, 또한 첩부로부터 120일 경과 후에도 포토마스크로부터의 낙하는 없었다. 또, 펠리클을 포토마스크에 장착했을 때의 PID의 값은 42nm였다.
Claims (9)
- 펠리클막이 설치되는 한쪽의 단면과, 포토마스크에 첩부(貼付)하기 위한 점착제층이 설치된 다른쪽의 단면을 갖는 점착제층 부착 펠리클 프레임으로서, 상기 점착제층의 두께가 0.10∼0.30mm이고, 또한, 상기 점착제층의 점착력이 5×10-3∼5×10-1N/cm인 점착제층 부착 펠리클 프레임.
- 제 1 항에 있어서,
상기 점착제층이 아크릴계 점착제를 함유하여 이루어지는 점착제층 부착 펠리클 프레임. - 제 1 항에 있어서,
상기 점착제층이 실리콘계 점착제를 함유하여 이루어지는 점착제층 부착 펠리클 프레임. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 점착제층의 표면에는, 박리 가능한 세퍼레이터가 설치되는 점착제층 부착 펠리클 프레임. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재한 점착제층 부착 펠리클 프레임의 상기 한쪽의 단면에 펠리클막이 설치되는 것을 특징으로 하는 펠리클.
- 포토마스크에 제 5 항에 기재한 펠리클이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 펠리클 부착 포토마스크.
- 제 6 항에 기재한 펠리클 부착 포토마스크에 의해 노광하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
- 제 6 항에 기재한 펠리클 부착 포토마스크에 의해 노광하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스의 제조 방법.
- 제 6 항에 기재한 펠리클 부착 포토마스크에 의해 노광하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 제조 방법.
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