KR20240082108A - 3차원으로 연통된 관통공 구조의 펠리클 프레임, 이를 포함하는 펠리클 및 euv 노광 장치 - Google Patents

Abstract

실시예는 3차원으로 연통된 관통공 구조의 펠리클 프레임, 이를 포함하는 펠리클 및 EUV 노광 장치에 관한 것이다.
실시예에 따른 펠리클 프레임은, 소정의 마스크 패턴이 형성된 레티클 상에 배치되는 펠리클 프레임에 있어서, 제1 방향으로 배치된 제1 관통공을 구비하는 제1 프레임층 및 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 배치되며 상기 제1 관통공과 연통되는 제2 관통공을 구비하며 상기 제1 프레임층 상에 일체로 배치되는 제2 프레임층을 포함할 수 있다.

Description

3차원으로 연통된 관통공 구조의 펠리클 프레임, 이를 포함하는 펠리클 및 EUV 노광 장치{Pellicle frame including three-dimensionally connected through-hole structure, Pellicle including the same, and EUV photolithography apparatus including the same}

실시예는 펠리클 프레임, 이를 포함하는 펠리클 및 초극자외선(EUV, Extreme Ultra Violet) 노광 장치에 관한 것이다. 구체적으로 실시예는 3차원으로 연통된 관통공 구조의 펠리클 프레임, 이를 포함하는 펠리클 및 EUV 노광 장치에 관한 것이다. 실시예의 펠리클은 EUV 노광공정에 적용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

반도체 소자 또는 액정 디스플레이 등의 제조에 있어서, 반도체 웨이퍼 또는 액정용 기판에 패터닝을 하는 경우에 포토리소그래피(photolithography) 공정이 사용된다.

포토리소그래피에서는 패터닝의 원판으로서 레티클 또는 포토 마스크가 사용되며, 레티클 상의 패턴이 반도체 웨이퍼 또는 액정용 기판에 전사된다. 그런데 레티클에 파티클이 부착되면 이 파티클로 인해 빛이 흡수되거나 반사되기 때문에 전사된 패턴이 손상되어 반도체 소자나 액정 디스플레이 등의 품질이나 수율의 저하를 초래하는 문제가 발생하여 파티클이 레티클 표면에 부착되는 것을 방지하기 위하여 펠리클 사용되고 있다.

이 경우 파티클은 레티클 표면에 직접 부착되지 않고 펠리클 위에 부착되므로, 리소그래피시에는 초점이 마스크 패턴 상에 일치되어 펠리클 상의 파티클은 초점이 맞지 않아 반도체 웨이퍼나 액정용 기판에 전사되지 않는 이점이 있다.

한편, 반도체 노광장치의 해상도(resolution)는 높아지고, 그 해상도를 실현하기 위해서 소스 광원의 파장도 점점 더 짧아지고 있다.

예를 들어, UV(Ultra Violet)광원은 G선(436nm), I선(365nm), KrF 엑시머 레이저(248nm), ArF 엑시머 레이저(193nm) 등이 사용되었으나, 최근 10nm 미만의 패터닝 공정의 수요에 따라 초극자외선(EUV, 13.5㎚)이 사용이 요구되고 있다.

즉 최근에는 반도체 소자 및 액정 디스플레이는 점점 고집적화, 미세화되고 있다. 예를 들어, 종래 32nm 정도의 미세 패턴을 포토레지스트 막에 형성하는 기술에서는 ArF 엑시머레이저(193nm)를 이용하여 포토레지스트 막을 노광하는 액침 노광 기술이나 다중 노광 등의 엑시머레이저를 사용한 개량 기술에 의해 대응 가능하다.

그러나, 차세대 반도체 소자나 액정 디스플레이에는 더욱 미세화한 패턴 형성이 요구되고 있어, 종래의 펠리클 및 노광 기술로는 이러한 미세한 패턴을 형성하는 것이 어려워지고 있으며, 최근에는 보다 미세한 패턴을 형성하기 위한 방법으로서, 13.5nm를 주파장으로 하는 EUV광을 사용한 EUV 노광 기술이 주목받고 있다.

이러한 EUV를 이용한 노광기술을 구현하기 위해서는 새로운 광원, 포토레지스트, 레티클, 펠리클 등의 개발이 필요하다.

한편, 펠리클은 광원이 투과되는 펠리클 멤브레인과 펠리클 멤브레인의 지지 기능을 하는 펠리클 프레임을 포함하는데, 종래 펠리클 기술개발은 광원 투과도 등의 관점에서 펠리클 멤브레인에 대한 연구가 있으나, EUV를 이용한 노광기술을 고려한 펠리클에 대한 연구가 미진한 상황이다.

예를 들어, 펠리클 기술에서 상호 접촉되는 펠리클 프레임과 마스크 기판의 물질이 다름에 따라 또는 펠리클 프레임과 펠리클 멤브레인의 물질이 다름에 따라 열적특성의 차이에 의한 PID(Pellicle Induced Distortion) 문제를 발생시킨다.

구체적으로 반도체 소자나 액정 디스플레이의 미세화가 진행됨에 따라서, 수율을 좌우하는 펠리클에 대해서는 펠리클을 포토 마스크에 부착했을 때에 열팽창 계수의 차이에 따른 응력이 발생하며, 그 응력으로 인해 포토마스크가 변형되는 PID 이슈가 있고, 그 결과로서 형성되는 패턴의 위치 정밀도가 어긋나므로 미세 패턴을 형성하기 어려워지고, 마스크 기판을 손상시키는 문제가 있다.

내부기술로서 펠리클 재질을 기판의 재질과 유사한 재질로 변경하는 연구를 하였으나, 펠리클 자체가 열 팽창 또는 열 수축되더라도 그 발생된 응력이 마스크 기판에 영향을 덜 미치는 방안에 대해서는 해결방안을 도출하기 어려움 점이 있었다.

또한, 마스크 패턴이 형성된 레티클이 리소그래피 장치 내로 로딩 또는 언로딩 되면서 큰 압력 변화가 가해지므로, 마스크 패턴이 형성된 레티클에 대한 차압해소를 위해 레티클과 펠리클 프레임 사이에 유격이 필요하다. 차압이 해소되지 않는 경우 펠리클 멤브레인 또는 펠리클 프레임이 압력차에 노출되어 휘게 되어 다른 구성요소들과 접촉되는 문제가 발생할 수 있다.

그런데 이러한 레티클과 펠리클 프레임 사이의 유격은 약 50㎛ 이상이며, 이러한 유격은 외부 파티클의 유입을 유발하여 마스크 패턴에 오류를 발생시키는 문제가 있다.

내부기술에서 유격 또는 관통공의 크기를 적절히 유지하여 차압을 해소하면서 외부 파티클의 유입을 차단하는 연구를 진행하였다.

그러나 유격 또는 관통공의 크기가 크면 차압해소에는 유리할 수 있으나 외부 파티클의 유입 가능성이 높아지는 문제가 있다. 반면, 유격 또는 관통공의 크기를 작게 가스 채널을 형성하면 외부 파티클의 유입을 차단할 가능성은 높아지나 외부 파티클을 완벽하게 차단하기는 어려운 점이 있고 충분한 관통공이 확보되지 못해 원활한 차압 해소에 불리할 수 있는 모순 상황에 있다.

실시예의 기술적 과제 중의 하나는 펠리클 자체가 열 팽창 또는 열 수축되더라도 그 발생된 응력이 마스크 기판에 영향을 덜 주도록 하여 PID(Pellicle Induced Distortion) 문제를 해결할 수 있는 초극자외선(EUV)을 이용한 노광 기술에 적합한 펠리클 프레임, 이를 포함하는 펠리클 및 노광장치를 제공하고자 함이다.

또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 펠리클 프레임과 레티클 사이의 유격 또는 통기공의 크기가 크면 차압해소에는 유리하나 파티클의 유입 가능성이 높아지고, 반면, 유격 또는 통기공의 크기를 작게 형성하면 외부 파티클의 차단 가능성은 높아지나 차압 해소에 불리한 모순을 해결할 수 있는 초극자외선(EUV)을 이용한 노광 기술에 적합한 펠리클 프레임, 이를 포함하는 펠리클 및 노광장치를 제공하고자 함이다.

실시예의 기술적 과제는 본 항목에 기재된 것에 한정되지 않고, 발명의 설명을 통해 파악되는 것을 포함한다.

실시예에 따른 펠리클 프레임은, 소정의 마스크 패턴이 형성된 레티클 상에 배치되는 펠리클 프레임에 있어서, 제1 방향으로 배치된 제1 관통공을 구비하는 제1 프레임층 및 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 배치되며 상기 제1 관통공과 연통되는 제2 관통공을 구비하며 상기 제1 프레임층 상에 일체로 배치되는 제2 프레임층을 포함할 수 있다.

상기 제1 관통공의 제1 방향은 상기 레티클의 외측에서 상기 마스크 패턴이 위치되는 내측 방향으로의 상기 펠리클 프레임의 폭 방향일 수 있다.

상기 제2 관통공의 제2 방향은 상기 폭 방향과 다른 상기 펠리클 프레임의 높이 방향 또는 길이 방향일 수 있다.

상기 제2 관통공은 상기 제1 관통공과 3차원적으로 연통되면서 엇갈려 배치될 수 있다.

상기 제2 관통공은 상기 제1 관통공과 3차원적으로 연통되면서 지그 재그 구조로 배치될 수 있다.

상기 제1 관통공은 상기 레티클의 외측에서 상기 마스크 패턴이 위치하는 내측 방향으로 관통공의 크기가 변할 수 있다.

상기 제1 관통공은 상기 레티클의 외측에서 상기 마스크 패턴이 위치하는 내측 방향으로 관통공의 크기가 커질 수 있다.

상기 레티클의 내측의 상기 제1 관통공의 일단의 제1-1 크기는 상기 레티클의 외측에서 상기 제1 관통공의 타단의 제1-2 크기보다 클 수 있다.

상기 제2 관통공의 제2 크기는 상기 제1 관통공의 일단의 제1-1 크기보다 작으며, 상기 제1 관통공의 타단의 제1-2 크기보다 클 수 있다.

상기 제1 관통공은 상기 레티클의 외측에서 내측 방향으로 관통공의 크기가 작아지는 제1-1 관통 영역과 상기 제1-1 관통 영역과 접하면서 내측방향으로 관통공의 크기가 커지는 제1-2 관통 영역을 포함할 수 있다.

또한 실시예에 따른 펠리클은, 상기 어느 하나의 펠리클 프레임 상에 배치되는 펠리클 멤브레인을 포함할 수 있다.

또한 실시예에 따른 노광장치는, 노광 광원과, 상기 노광 광원이 조사되는 레티클 및 상기 레티클 상에 배치되는 상기 어느 하나의 펠리클을 포함할 수 있다.

실시예에 의하면, 3차원으로 연통된 관통공 구조의 펠리클 프레임에 의해 펠리클 자체가 열 팽창 또는 열 수축되더라도 그 발생된 응력이 마스크 기판에 영향을 덜 주도록 하여 PID(Pellicle Induced Distortion) 문제를 해결할 수 있는 기술적 효과가 있다.

예를 들어, 실시예는 제1 방향으로 배치된 제1 관통공(310T1)을 구비하는 제1 프레임층(310b1)과, 상기 제1 프레임층(310b1) 상에 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 배치되며 상기 제1 관통공(310T1)과 연통되는 제2 관통공(310T2)을 구비하는 제2 프레임층(310b2)을 포함하여 펠리클 프레임 자체가 열 팽창 또는 열 수축되더라도 복수의 제2 관통공(310T2)과 복수의 제1 관통공(310T1)들이 상호 3차원적으로 연통되면서 엇갈려 배치됨에 따라 힘을 분산시키는 특유의 원리에 위해 그 발생된 응력이 마스크 기판(111)에 영향을 덜 주도록 하여 PID(Pellicle Induced Distortion) 문제를 해결할 수 있는 특별한 기술적 효과가 있다.

또한 실시예에 의하면, 3차원으로 연통된 관통공 구조의 펠리클 프레임에 의해 펠리클 프레임과 레티클 사이의 유격 또는 통기공의 크기가 크면 차압해소에는 유리하나 파티클의 유입 가능성이 높아지고, 유격 또는 통기공의 크기를 작게 형성하면 외부 파티클의 차단 가능성은 높아지나 차압 해소에 불리한 모순을 해결할 수 있는 기술적 효과가 있다.

예를 들어, 실시예에 의하면 복수의 제2 관통공(310T2)과 복수의 제1 관통공(310T1)들이 상호 3차원적으로 연통되면서 엇갈려 배치됨에 따라 관통공의 분포를 극대화활 수 있으므로 차압해소를 효과적으로 할 수 있으면서도, 상기 제1 관통공(310T1)과 상기 제2 관통공(310T2)이 서로 어긋나게 지그 재그로 배치됨에 따라 외부 파티클의 차단 효과를 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.

이에 따라 실시예에 따른 지그재그 배치되며 3차원으로 연통된 관통공 구조의 펠리클 프레임에 의하면, 프레임 구조 자체에 오픈 포어 채널을 균일하게 구비하여, 차압을 해소하면서 외부 파티클 유입을 차단하고, 프레임 강도를 높여 신뢰성을 향상시킬 수 있는 복합적 기술적 효과가 있다.

또한 제2 실시예에 따른 펠리클 프레임(310B)의 제3 관통공(310T3)이 상기 레티클의 외측에서 마스크 패턴(112)이 위치하는 내측 방향으로 관통공의 크기가 커짐에 따라 외부 파티클의 유입 차단 성능을 현저히 향샹시키면서 차압을 효과적으로 해소할 수 있는 복합적 기술적 효과가 있다.

또한 제3 실시예에서 상기 제5 관통공(310T5)은 레티클의 외측에서 내측 방향으로 관통공의 크기가 작아지고, 이후 관통공의 크기가 커짐에 따라 외부 파티클의 차단 성능을 현저히 향샹시키면서 차압 해소에 효과적일 수 있다.

실시예의 기술적 효과는 본 항목에 기재된 것에 한정되지 않고, 발명의 설명을 통해 파악되는 것을 포함한다.

도 1은 실시예에 따른 펠리클(300)이 레티클(Reticle)(100) 상에 배치된 단면 예시도.
도 2는 제1 실시예에 따른 펠리클 프레임(310A)의 수직 단면도.
도 3a는 제1 실시예에 따른 펠리클 프레임(310A)의 제1 프레임층(310b1)에 대한 수평방향(X-Y 평면) 단면도.
도 3b는 제1 실시예에 따른 펠리클 프레임(310A)의 제2 프레임층(310b2)의 수평방향(X-Y 평면) 단면도.
도 4는 제2 실시예에 따른 펠리클(300)이 레티클(Reticle)(100) 상에 배치된 단면 예시도.
도 5는 제2 실시예에 따른 펠리클 프레임(310B)의 수직 단면도.
도 6은 제2 실시예에 따른 펠리클 프레임(310B)의 제1 프레임층(310b1)에 대한 수평방향(X-Y 평면) 단면도.
도 7은 제2 실시예에 따른 펠리클 프레임(310B)의 제2 프레임층(310b2)의 수평방향(X-Y 평면) 단면도.
도 8은 제3 실시예에 따른 펠리클 프레임(310C)의 수직 단면도.
도 9는 제3 실시예에 따른 펠리클 프레임(310C)의 제1 프레임층(310b1)에 대한 수평방향(X-Y 평면) 단면도.
도 10은 제3 실시예에 따른 펠리클 프레임(310C)의 제2 프레임층(310b2)의 수평방향(X-Y 평면) 단면도.

이하 상기의 과제를 해결하기 위한 구체적으로 실현할 수 있는 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

실시예의 설명에 있어서, 각 구성의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 구성이 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 구성이 상기 두 구성 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 구성을 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

(실시예)

도 1은 실시예에 따른 펠리클(300)이 레티클(Reticle)(100) 상에 배치된 단면 예시도이다. 레티클(100)은 마스크 기판(111)과 마스크 패턴(112)을 포함할 수 있고, 펠리클(300)은 펠리클 프레임(310)과 펠리클 멤브레인(320)을 포함할 수 있다.

실시예가 적용되는 13.5nm의 파장의 초극자외선(EUV) 노광장치는 광원이 레티클(100)을 투과하는 것이 아닌 반사형일 수 있다. 예를 들어, 실시예가 적용되는 EUV 노광장치에서는 도 1을 기준으로 소정의 노광광원(미도시)이 레티클(100)의 하측에서 주입되어 반사될 수 있으며, 마스크 기판(111)에 소정의 다층 박막 거울(multi-layer mirror)이 구비될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

이때 레티클(100) 하측에는 소정의 블라인더가 배치될 수 있으며, 블라인더는 소정의 슬릿(152)과 플레이트(150)를 포함할 수 있다. 상기 슬릿(152)은 어퍼쳐(aperture) 모양을 가질 수 있으며, 소정의 조영 미러 시스템으로부터 레티클(100)로 전달되는 EUV의 모양을 성형할 수 있다. 상기 플레이트(150)는 슬릿(152) 이외의 영역에 조사되는 EUV를 차단하여 상기 슬릿(152)을 통해 극자외선의 일부를 통과시킬 수 있다.

실시예에 따른 EUV 노광장치에서 광원인 EUV는 LPP(Laser-Produced Plasma) 소스(Source)에 의해 발생될 수 있다. 예를 들어, 초당 수만 번씩 떨어지는 주석(Tin)에 CO₂ 레이저를 쏘면 플라즈마가 발생하면서 EUV가 발생될 수 있다.

도 1을 참조하면, 레티클(100)은 소정의 마스크 기판(111) 상에 마스크 패턴(112)이 패터닝될 수 있다. 상기 레티클(100)은 크롬이나 산화철 등으로 소정의 마스크 패턴(112)이 그려진 투광성 기판일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예에서 레티클(100)은 여러 번 반복적으로 위치를 바꿀 수 있도록 만든 포토 마스크(photo mask)일 수 있으며, 설계 도면 대비 4 내지 10배 정도 크기로 패턴이 그려진 석영 유리기판일 수 있다. 예를 들어, 상기 레티클(100) 상의 마스크 패턴(112)은 4:1, 5:1, 10:1의 비율로 축소되어 소정의 반도체 기판(wafer)에 전사될 수 있다.

상기 마스크 패턴(112)은 반도체 소자 등의 회로구조의 각 층에서의 소정의 회로 패턴에 대응될 수 있다. 상기 마스크 패턴(112)은 전자회로설계자동화(EDA) S/W 도구에 의해 생성된 회로 이미지가 블랭크 마스크(blank mask) 위에 형상화시키는 작업에 의해 생성될 수 있다.

실시예에서 마스크 기판(111)은 투광도가 높은 석영 유리(quartz glass) 기판일 수 있으며, 용융 실리카(Fused-silica) 유리판일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다

실시예에서 펠리클(300)은 펠리클 프레임(310)과 펠리클 멤브레인(320)을 포함할 수 있다. 실시예의 펠리클 멤브레인(320)은 외부 파티클(P)이 마스크 패턴(112)에 접촉되는 것을 방지할 수 있다.

실시예가 적용되는 13.5nm의 파장을 갖는 EUV은 대부분의 물질에서 다량 흡수되므로 패터닝 공정에 사용되는 광학시스템에서 EUV의 경로에 놓이게 되는 물질은 극히 한정되고, 매우 얇은 두께를 갖는 물질이 요구된다.

한편, 최근 반도체 소자나 액정 디스플레이의 미세화가 진행됨에 따라서 펠리클을 레티클에 부착했을 때에 펠리클의 응력으로 레티클이 변형되는 결과로서 마스크 패턴의 위치 정밀도가 어긋나는 PID(Pellicle Induced Distortion) 문제가 대두되고 있다. 특히 실시예가 적용되는 10nm 이하의 초 미세화 패턴 기술에서는 PID 이슈가 매우 중요한 기술적 문제이다.

실시예에 따른 펠리클(300)은 초극자외선(EUV)을 광원으로 사용하는 EUV 노광장비에 적용될 수 있다. EUV 노광장비는 DUV(심자외선, Deep Ultra Violet) 노광장비보다 더욱 미세한 집적회로를 구현할 수 있다. EUV파장은 DUV 대비 짧은 13.5nm이며, 파장이 짧으면 빛의 회절현상이 줄어든다. 따라서 EUV 노광장비는 보다 미세한 집적회로를 반도체용 웨이퍼 위에 패터닝할 수 있다. 예를 들어, EUV 노광장비는 비메모리 반도체의 선단공정(7nm 이하) 또는 DRAM 공정에 적용될 수 있다.

한편, 노광장비의 해상력(Resolution)은 k1*λ로 표현될 수 있다. DRAM 집적회로의 조밀도는 공정상수(k1) 및 파장(λwavelength)에 비례하고, 렌즈 수차(NA, Numerical Aperture)에 반비례한다. 렌즈 수차(NA)는 렌즈가 잡아낼 수 있는 최대의 회절각을 의미한다.

한편, 셀과 셀의 간격을 더욱 촘촘하게 만들려면 위 해상력 공식에서 파장(wavelength)의 값을 줄이거나 NA(Numerical Aperture)의 값을 늘리면 된다.

EUV 노광장비 도입 이전 단계에 해당되는 DUV 노광장비에서는 분모의 구경을 키우기 위해 렌즈를 물에 담그는 액침(Immersion) 기법을 통해 36~38nm의 선폭까지 구현 가능하다.

한편, EUV 노광장비에서는 분자에 해당되는 빛의 파장이 193nm에서13.5nm로 급격하게 축소되어 해상력이 세밀해져서 더욱 촘촘하게 전자회로가 설계가 가능하다.

그런데, 실시예가 적용되는 EUV 노광장비에서 빛의 파장이 193nm에서 13.5nm로 급격하게 축소되고, 이에 따라 10nm 이하의 초 미세화 패턴 기술 구현이 가능함에 따라 PID 문제는 더욱 중요한 기술적 문제로 대두되고 있다.

구체적으로 펠리클 프레임과 레티클의 마스크 기판 사이의 열팽창 계수 차이가 있다. 또한 펠리클 프레임과 펠리클 멤브레인의 열패창 계수의 차이도 있다.

예를 들어, 종래 내부기술의 펠리클 프레임은 알루미늄(Al)을 가공하여 프레임 형상을 만들고 아노다이징(anodizing)한 알루미나(Al₂O₃)를 주성분으로 하며, 노광 광원의 반사를 최소화하기 위해 망간, 크롬, 카본 등의 착색제로 흑색으로 착색하여 흑색 알루미나를 주로 사용하고 있다.

실시예가 적용되는 10nm 이하의 초 미세화 패턴 기술에서 이러한 흑색 알루미나 재질의 펠리클 프레임과 석영 유리 기판의 열팽창 계수의 차이에 따른 PID 이슈가 해결해야할 중요한 기술적 문제이다.

또한 종래 내부기술에서 펠리클 프레임은 알루미늄, 스테인레스, 폴리에틸렌 등으로 제조되며, 펠리클 멤브레인은 투광성이 우수한 니트로셀룰로오스, 아세트산 셀룰로오스 또는 불소 수지 등으로 이루어진다.

한편, 펠리클 기술개발은 광원 투과도 등의 관점에서 펠리클 멤브레인에 대한 연구가 있으나, EUV를 이용한 노광기술을 고려한 펠리클 프레임에 대한 연구가 미진한 상황이었으며, 펠리클 프레임과 펠리클 프레임이 장착되는 마스크 기판의 물질이 다름에 따라, 또는 펠리클 멤브레인과 펠리클 프레임의 물질이 다름에 따라 열적특성의 차이에 의한 PID(Pellicle Induced Distortion) 문제를 발생시킨다.

특히 에너지가 매우 높으나 투과율이 낮은 EUV의 상당량의 에너지가 펠리클 멤브레인과 펠리클 프레임에 흡수되어 리소그래피 공정에서 발생하는 열에 의한 열팽창 차이에 의한 PID 이슈는 더욱 중요해지고 있으나, 이에 대한 적절한 해결방안이 제시되지 못하는 상황이다. 또한 EUV가 적용되는 리소그래피의 경우, 패턴이 미세하여 열팽창 차이에 의한 PID 이슈로 인한 패턴 결함은 더욱 중요한 문제가 되고 있다.

앞서 기술한 바와 같이, 실시예가 적용되는 13.5nm의 파장의 초극자외선(EUV) 노광장치는 광원이 레티클(100)을 투과하는 것이 아닌 반사형일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 도 1을 참조하면, 실시예의 EUV 노광장치에서는 소정의 광원이 레티클(100)의 하측에서 주입되어 반사될 수 있으며, 이때 마스크 기판(111)에 소정의 다층 박막 거울(multi-layer mirror)이 구비될 수 있다.

한편, 실시예가 적용되는 13.5nm의 파장의 EUV 노광장치가 반사형인 경우 광원 출력(Source power)이 더 높아지게 되어 펠리클에 의한 PID 이슈는 더욱 중요해진다. 특히 실시예가 적용되는 13.5nm의 파장의 EUV 노광장치는 진공에서 진행되는데, 이에 따라 노광 공정에서 발생한 열이 외부로 방열될 수 없으므로 PID 이슈는 더욱 극명하게 된다.

또한 높아진 광원 출력에 따라 종래 기술의 알루미나 재질의 펠리클은 더욱 취약하여 수명이 단축되고, PID(Pellicle Induced Defect) 문제는 노광공정에서 치명적이 될 수 있다. 구체적으로 13.5nm의 파장인 EUV는 기체를 포함한 대부분의 물질에 흡수되는 독특한 성질을 갖고 있으며, 자연계의 대부분의 물질에 흡수되는 EUV의 성질은 노광 장비의 설계 변경이 필요하다.

우선 노광 장비 내부는 진공 상태를 유지할 수 있으며, EUV는 공기에도 흡수되기 때문이다. 또한 기존 투과형 렌즈 역시 흡수 문제로 사용하기 어렵다.

반면, EUV 장비는 마스크의 상을 축소 투영하기 위해 Mo과 Si을 여러 층으로 쌓은 다층 박막 거울(multi-layer mirror)로 EUV 광원을 반사시키는 방식을 채용할 수 있다.

한편, Mo-Si 다층박막 거울의 최대 반사효율은 약 70% 수준이어서 EUV 광원이 실제 웨이퍼 위로 도포된 감광제에 도달했을 때는 많은 양의 광원 손실이 발생하며, 이 같은 광원 손실은 노광 공정 시간의 지연을 야기시키고 있다.

나아가 종래 흑색 알루미나 재질의 펠리클 프레임은 광원을 흡수하므로 광원 손실을 더욱 유발시키는 문제가 있다.

한편, 내부기술에서는 펠리클 멤브레인의 재질을 개선하는 등으로 PID를 저감하는 시도가 있었으나, 펠리클 멤브레인의 재질과 펠리클 프레임의 재질은 다름에 따라 EUV가 적용되는 노광장치에서 PID(Pellicle Induced Defect) 문제가 제대로 해결되지 못하는 실정이다.

예를 들어, 펠리클 기술에서 상호 접촉되는 펠리클 프레임과 마스크 기판의 물질이 다름에 따라 또는 펠리클 프레임과 펠리클 멤브레인의 물질이 다름에 따라 열적특성의 차이에 의한 PID(Pellicle Induced Distortion) 문제를 발생시킨다.

구체적으로 반도체 소자나 액정 디스플레이의 미세화가 진행됨에 따라서, 수율을 좌우하는 펠리클에 대해서는 펠리클을 포토 마스크에 부착했을 때에 열팽창 계수의 차이에 따른 응력이 발생하며, 그 응력으로 인해 포토마스크가 변형되는 PID 이슈가 있고, 그 결과로서 형성되는 패턴의 위치 정밀도가 어긋나므로 미세 패턴을 형성하기 어려워지는 지고, 또한 응력으로 인해 마스크 기판이 손상되는 문제도 발생되고 있다.

또한 EUV가 적용되는 리소그래피의 경우, 패턴이 미세하여 열팽창 차이에 의한 PID 이슈로 인한 패턴 결함은 더욱 중요한 문제가 되고 있다.

특히 EUV는 파장이 짧기 때문에 에너지가 매우 높으며, 투과율이 낮기 때문에 상당량의 에너지가 펠리클과 마스크 기판에 흡수되어 펠리클과 마스크 기판이 가열될 수 있다. 따라서 펠리클과 마스크 기판의 재질이 서로 다를 경우에는 리소그래피 공정에서 발생하는 열에 의한 열팽창 차이에 의한 PID 이슈는 더욱 중요해지고 있으나, 이에 대한 적절한 해결방안이 제시되지 못하는 상황이다.

내부기술로서 펠리클 재질을 기판의 재질과 유사한 재질로 변경하는 연구를 하였으나, 펠리클 자체가 열 팽창 또는 열 수축되더라도 그 발생된 응력이 마스크 기판에 영향을 덜 미치는 방안에 대해서는 해결방안을 도출하기 어려움 점이 있었다.

다음으로 마스크 패턴이 형성된 레티클이 리소그래피 장치 내로 로딩 또는 언로딩 되면서 큰 압력 변화가 가해진다. 이에 따라 마스크 패턴이 형성된 레티클의 차압해소를 위해 레티클과 펠리클 프레임 사이에 유격이 필요하다. 차압이 해소되지 않는 경우 펠리클 멤브레인 또는 펠리클 프레임이 압력차에 노출되어 휘게 되어 다른 구성요소들과 접촉되는 문제가 발생할 수 있다.

그런데 이러한 레티클과 펠리클 프레임 사이의 유격은 외부 파티클의 유입을 유발하여 마스크 패턴에 오류를 발생시키는 문제가 있다.

내부기술에서는 유격 또는 관통공의 크기를 적절히 유지하여 차압을 해소하면서 외부 파티클의 유입을 차단하는 연구를 진행하였다.

그러나 유격 또는 관통공의 크기가 크면 차압해소에는 유리할 수 있으나 외부 파티클의 유입 가능성이 높아지는 문제가 있다. 반면, 유격 또는 관통공의 크기를 작게 가스 채널을 형성하면 외부 파티클의 차단 가능성은 높아지나 외부 파티클을 완벽하게 차단하기는 어려운 점이 있고 충분한 관통공이 확보되지 않아 차압 해소에 불리할 수 있는 모순 상황에 직면에 있었다.

한편, 다른 내부기술로 외부 파티클 유입 차단을 위해 벤트 홀에 별도의 필터를 장착하였으나, 별도 필터를 구비해야하는 문제가 있고, 필터와 펠리클 프레임 간의 결합을 위한 별도의 접착제는 공정 진행 중에 소정의 가스를 발생시키는 아웃개싱(out gasing) 현상이 발생되며 해당 가스는 불순물로 작용하는 문제가 있었다.

한편, 또 다른 내부기술로 펠리클 프레임에 다공성 세라믹 기술 또는 폴리머 비드를 이용한 신터링 기술을 적용하여 관통공의 분포를 넓히는 시도를 하였다. 그러나, 균일한 관통공을 만들기 어려웠으며, 특히 관통공이 마스크 패턴의 내부와 외부를 통해 전체적으로 연결되는 오픈 포어 채널을 균일하게 구현하기 어려운 점이 있었다. 나아가 기공이 분포가 많아지는 경우 구조적으로 다공성이 많아 짐에 따라 펠리클 프레임이 무너져 내리는 문제가 있었다.

이에 따라 실시예의 기술적 과제 중의 하나는 펠리클 자체가 열 팽창 또는 열 수축되더라도 그 발생된 응력이 마스크 기판에 영향을 덜 주도록 하여 PID(Pellicle Induced Distortion) 문제를 해결할 수 있는 초극자외선(EUV)을 이용한 노광 기술에 적합한 펠리클 프레임, 이를 포함하는 펠리클 및 노광장치를 제공하고자 함이다.

또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 펠리클 프레임과 레티클 사이의 유격 또는 통기공의 크기가 크면 차압해소에는 유리하나 파티클의 유입 가능성이 높아지고, 반면, 유격 또는 통기공의 크기를 작게 형성하면 외부 파티클의 차단 가능성은 높아지나 차압 해소에 불리한 모순을 해결할 수 있는 초극자외선(EUV)을 이용한 노광 기술에 적합한 펠리클 프레임, 이를 포함하는 펠리클 및 노광장치를 제공하고자 함이다.

(제1 실시예)

도 2는 제1 실시예에 따른 펠리클 프레임(310A)의 수직 단면도이다. 구체적으로 도 1에 도시된 펠리클 프레임(310)에서 A 영역에 대한 수직방향(Z축 방향) 제1 단면 확대도이다.

도 2에 도시된 제1 실시예에 따른 펠리클 프레임(310A)은 프레임 바디(310b)와 제1 관통공(310T1) 및 제2 관통공(310T2)을 포함할 수 있다.

상기 프레임 바디(310b)는 복수의 프레임층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 프레임 바디(310b)는 도 3a와 같이 제1 방향(X축 방향)으로 배치되는 제1 관통공(310T1)을 구비하는 제1 프레임층(310b1)을 포함할 수 있으며, 도 3b와 같이 제2 방향(Y축 방향)으로 배치되는 제2 관통공(310T2)을 구비하는 제2 프레임층(310b2)을 포함할 수 있다.

도 3a는 제1 실시예에 따른 펠리클 프레임(310A)의 제1 프레임층(310b1)에 대한 수평방향(X-Y 평면) 단면도이고, 도 3b는 제1 실시예에 따른 펠리클 프레임(310A)의 제2 프레임층(310b2)의 수평방향(X-Y 평면) 단면도이다(이하 “제1 실시예”는 “실시예”로 칭한다)

다시 도 2를 참조하면, 제1 실시예에 따른 펠리클 프레임(310A)은 도 3a의 제1 프레임층(310b1)과 도 3b의 제2 프레임층(310b2)이 3차원으로 적층되어 제1 프레임층(310b1)에 제1 방향으로 배치되는 제1 관통공(310T1)과 제2 프레임층(310b2)에 제2 방향으로 배치되는 제2 관통공(310T2)이 수직방향으로 연통된 구조를 포함할 수 있다.

이에 따라 도 2를 참조하면, 제1 실시예에 따른 펠리클 프레임(310A)은 소정의 마스크 패턴(112)이 형성된 레티클(110) 상에 배치되는 펠리클 프레임에 있어서, 제1 방향으로 배치된 제1 관통공(310T1)을 구비하는 제1 프레임층(310b1)과, 상기 제1 프레임층(310b1) 상에 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 배치되며 상기 제1 관통공(310T1)과 연통되는 제2 관통공(310T2)을 구비하는 제2 프레임층(310b2)을 포함할 수 있다.

상기 제1 관통공(310T1)의 제1 방향은 상기 레티클(110)의 외측에서 마스크 패턴(112)이 위치되는 내측 방향으로의 펠리클 프레임의 폭 방향일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 방향은 도 2를 기준으로 X축의 양의 방향일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 제2 관통공(310T2)의 제2 방향은 상기 폭 방향과 다른 높이 방향 또는 길이 방향일 수 있다.

예를 들어, 도 2를 기준으로 상기 제2 방향은 X축 방향과 수직인 Z축의 양의 방향일 수 있다. 또는 도 3b를 참조하면 상기 제2 방향은 X축 방향과 수직인 Y축의 양의 방향일 수 있다.

상기 제1 관통공(310T1)의 크기와 상기 제2 관통공(310T2)의 크기는 같을 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다(제2, 제3 실시예 참조).

실시예에 따른 펠리클 프레임(310A)에서 상기 제2 관통공(310T2)은 상기 제1 관통공(310T1)과 3차원적으로 연통되면서 엇갈려 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 관통공(310T2)은 상기 제1 관통공(310T1)과 3차원적으로 연통되면서 지그 재그 구조로 배치될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예는 제1 방향으로 배치된 제1 관통공(310T1)을 구비하는 제1 프레임층(310b1)과, 상기 제1 프레임층(310b1) 상에 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 배치되며 상기 제1 관통공(310T1)과 연통되는 제2 관통공(310T2)을 구비하는 제2 프레임층(310b2)을 포함하여 펠리클 프레임 자체가 열 팽창 또는 열 수축되더라도 복수의 제2 관통공(310T2)과 복수의 제1 관통공(310T1)들이 상호 3차원적으로 연통되면서 엇갈려 배치됨에 따라 힘을 분산시키는 특유의 원리에 위해 그 발생된 응력이 마스크 기판(111)에 영향을 덜 주도록 하여 PID(Pellicle Induced Distortion) 문제를 해결할 수 있는 특별한 기술적 효과가 있다.

또한 실시예에 의하면 복수의 제2 관통공(310T2)과 복수의 제1 관통공(310T1)들이 상호 3차원적으로 연통되면서 엇갈려 배치됨에 따라 관통공의 분포를 극대화활 수 있으므로 차압해소를 효과적으로 할 수 있으면서도, 상기 제1 관통공(310T1)과 상기 제2 관통공(310T2)이 서로 어긋나게 지그 재그로 배치됨에 따라 외부 파티클의 차단 효과를 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.

이에 따라 실시예에 따른 지그재그 배치되며 3차원으로 연통된 관통공 구조의 펠리클 프레임에 의하면, 프레임 구조 자체에 오픈 포어 채널을 균일하게 구비하여, 차압을 해소하면서 외부 파티클 유입을 차단하고, 프레임 강도를 높여 신뢰성을 향상시킬 수 있는 복합적 기술적 효과가 있다.

실시예에 따른 지그재그 배치되며 3차원으로 연통된 관통공 구조의 펠리클 프레임은 3차원 프린팅 기술을 활용하여 일정한 벽 두께와 간격을 가지는 메쉬(Mesh) 격자 구조로 제작이 가능하며, 단위 면적 당 기공의 크기, 개수와 밀도를 균일하게 제어할 수 있는 기술적 효과가 있다.

또한 실시예의 펠리클 프레임은 세라믹, 메탈, 고분자 등 어느 하나 이상의 소재로 제작이 가능하며, EUV 및 수소 내광성이 우수한 고에너지 세라믹, 메탈 소재를 활용하여 제조가능하다.

실시예에 따른 펠리클 프레임은 액체 기반형 3D 프린팅 제조장치 또는 분말 기반형 3D 프린팅 제조장치에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 실시예에 따른 펠리클 프레임의 3D 제조장치는 FMD(Fused Deposition Modeling) 또는 FFF(Fused Filament Fabrication) 등의 고체 기반형 3D 프린팅 제조장치일 수 있음, 이를 통해 원하는 통기도를 확보하기 위하여 Mesh의 두께(직경), 간격 등을 조정할 수 있다. 또한 실시예에 따른 펠리클 프레임의 3D 제조장치는 액체 광경화성 수지에 메탈 램프, 수은 램프 또는 레이저 등의 소정의 광원을 조사하여 굳히는 액체 기반형 3D 프린팅 제조장치일 수 있다. 또는 실시예에 따른 펠리클 프레임의 3D 제조장치는 분말 형태의 재료를 레이저 또는 전자빔을 이용하여 소결 또는 융해하여 형상제작하는 분말 기반형 3D 프린팅 제조장치 일 수 있다.

또한 실시예에서 각 프레임층의 형태에 따라 펠리클 프레임의 지그재그 형태를 구현할 수 있으며, 지그재그 형태는 통기도뿐만 아니라 기계적 강도 및 파티클의 필터링 효과의 향상에 기여한다.

또한 실시예에 따른 펠리클 프레임의 3D 제조장치는 나노 잉크 젯(nano ink jet) 장비를 구비할 수 있으며, 나노 잉크 젯은 나노 노즐(nano nozzle)을 구비할 수 있다.

또한 실시예에서 3D 프린터 스테이지(stage)는 정밀 플로팅 스테이지(floating stage)을 이용할 수 있으며, 초정밀도(ultra-high accuracy), 낮은 파티클(low particles) 및 디펙트 없는 막질(defect free film)을 프린팅할 수 있다.

또한 실시예는 나노 잉크 젯(nano ink jet)으로 분사되는 물질을 3D 측정으로 피드백(feedback)을 통한 공정제어하여 실시간으로 프린터 헤드(printer-head)을 관찰하고 동시에 실시간 교정(calibration)하여 공정의 수율을 보장할 수 있다.

(제2 실시예)

다음으로 도 4는 제2 실시예에 따른 펠리클(300)이 레티클(Reticle)(100) 상에 배치된 단면 예시도이다.

도 5는 제2 실시예에 따른 펠리클 프레임(310B)의 수직 단면도로서, 구체적으로 도 4에 도시된 펠리클 프레임에서 B 영역에 대한 수직방향(Z축 방향) 제1 단면 확대도이다.

도 6은 제2 실시예에 따른 펠리클 프레임(310B)의 제1 프레임층(310b1)에 대한 수평방향(X-Y 평면) 단면도이고, 도 7은 제2 실시예에 따른 펠리클 프레임(310B)의 제2 프레임층(310b2)의 수평방향(X-Y 평면) 단면도이다.

제2 실시예에 따른 펠리클 프레임(310B)은 앞서 기술한 제1 실시예에 따른 펠리클 프레임(310A)의 기술적 특징을 채용할 수 있으며, 제2 실시예의 주된 특징을 중심으로 기술하기로 한다.

우선 도 6과 도 7을 각각 참조하면, 제2 실시예에 따른 펠리클 프레임(310B)은 제3 관통공(310T3)을 구비하는 제1 프레임층(310b1)과, 제2 방향으로 배치되는 제4 관통공(310T4)을 구비하는 제2 프레임층(310b2)을 포함할 수 있다.

제2 실시예에 따른 펠리클 프레임(310B)은 도 6의 제1 프레임층(310b1)과 도 7의 제2 프레임층(310b2)이 3차원으로 적층되어 제1 프레임층(310b1)에 구비되는 제3 관통공(310T3)과 제2 프레임층(310b2)에 구비되는 제4 관통공(310T4)이 수직방향으로 연통된 구조에 대한 수직방향 제2 확대 단면도이다.

이에 따라 도 5를 참조하면, 제2 실시예에 따른 펠리클 프레임(310B)은 소정의 마스크 패턴(112)이 형성된 레티클(110) 상에 배치되는 펠리클 프레임에 있어서, 제1 방향으로 배치된 제3 관통공(310T3)을 구비하는 제1 프레임층(310b1)과, 상기 제1 프레임층(310b1) 상에 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 배치되며 상기 제3 관통공(310T3)과 연통되는 제4 관통공(310T4)을 구비하는 제2 프레임층(310b2)을 포함할 수 있다.

제2 실시예에서 상기 제3 관통공(310T3)은 상기 레티클의 외측에서 마스크 패턴(112)이 위치하는 내측 방향으로 관통공의 크기가 변할 수 있다.

예를 들어, 상기 제3 관통공(310T3)은 상기 레티클의 외측에서 마스크 패턴(112)이 위치하는 내측 방향으로 관통공의 크기가 커질 수 있다.

예를 들어, 상기 레티클의 내측의 상기 제3 관통공(310T3)의 일단의 제1-1 크기(S1a)는 상기 레티클의 외측에서 상기 제3 관통공(310T3)의 타단의 제1-2 크기(S1b)보다 클 수 있다.

즉, 상기 레티클의 내측의 상기 제3 관통공(310T3)의 타단의 제1-2 크기(S1b)는 상기 레티클의 내측에서 상기 제3 관통공(310T3)의 일단의 제1-1 크기(S1a)보다 작을 수 있다.

또한 상기 제4 관통공(310T4)의 제2 크기(S2)는 상기 제3 관통공(310T3)의 일단의 제1-1 크기(S1a)보다 작을 수 있으며, 제3 관통공(310T3)의 타단의 제1-2 크기(S1b)보다 클 수 있다.

제2 실시예에 따른 펠리클 프레임(310B)의 제3 관통공(310T3)이 상기 레티클의 외측에서 마스크 패턴(112)이 위치하는 내측 방향으로 관통공의 크기가 커짐에 따라, 유입 지점인 외측 관통공의 크기를 협소하게 하여 외부 파티클의 유입 차단 성능을 현저히 향샹시키면서 차압을 효과적으로 해소할 수 있는 복합적 기술적 효과가 있다.

(제3 실시예)

다음으로 도 8은 제3 실시예에 따른 펠리클 프레임(310C)의 수직 단면도로서, 도 4에 도시된 펠리클 프레임에서 B 영역에 대한 수직방향(Z축 방향) 제2 단면 확대도이다.

도 9는 제3 실시예에 따른 펠리클 프레임(310C)의 제1 프레임층(310b1)에 대한 수평방향(X-Y 평면) 단면도이고, 도 10은 제3 실시예에 따른 펠리클 프레임(310C)의 제2 프레임층(310b2)의 수평방향(X-Y 평면) 단면도이다.

제3 실시예에 따른 펠리클 프레임(310C)은 앞서 기술한 제1 실시예에 따른 펠리클 프레임(310A) 또는 제2 실시예에 따른 펠리클 프레임(310B)의 기술적 특징을 채용할 수 있으며, 제3 실시예의 주된 특징을 중심으로 기술하기로 한다.

우선 도 9과 도 10을 참조하면, 제3 실시예에 따른 펠리클 프레임(310C)은 제5 관통공(310T5)을 구비하는 제1 프레임층(310b1)(도 9 참조)과, 제2 방향으로 배치되는 제6 관통공(310T6)을 구비하는 제2 프레임층(310b2)(도 10 참조)을 포함할 수 있다.

다시 도 8을 참조하면, 도 8은 도 9의 제1 프레임층(310b1)과 제10의 제2 프레임층(310b2)이 3차원으로 적층되어 제1 프레임층(310b1)에 구비되는 제5 관통공(310T5)과 제2 프레임층(310b2)에 구비되는 제6 관통공(310T6)이 수직방향으로 연통된 구조에 대한 수직방향 제2 확대 단면도이다.

이에 따라 도 8을 참조하면, 제3 실시예에 따른 펠리클 프레임(310C)은 소정의 마스크 패턴(112)이 형성된 레티클(110) 상에 배치되는 펠리클 프레임에 있어서, 제1 방향으로 배치된 제5 관통공(310T5)을 구비하는 제1 프레임층(310b1)과, 상기 제1 프레임층(310b1) 상에 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 배치되며 상기 제5 관통공(310T5)과 연통되는 제6 관통공(310T6)을 구비하는 제2 프레임층(310b2)을 포함할 수 있다.

제3 실시예에서 상기 제5 관통공(310T5)은 상기 레티클의 외측에서 마스크 패턴(112)이 위치하는 내측 방향으로 관통공의 크기가 변할 수 있다.

예를 들어, 상기 제5 관통공(310T5)은 상기 레티클의 외측에서 내측 방향으로 관통공의 크기가 작아질 수 있다.

또한, 상기 제5 관통공(310T5)은 상기 레티클의 외측에서 내측 방향으로 관통공의 크기가 작아지고, 이후 관통공의 크기가 커질 수 있다.

예를 들어, 상기 제5 관통공(310T5)은 상기 레티클의 외측의 상기 제5 관통공(310T5)의 일단의 제3-2 크기(S3b)는 상기 레티클의 내측에서 상기 제5 관통공(310T5)의 타단의 제3-1 크기(S3a)보다 작을 수 있다.

또한, 상기 레티클의 외측의 상기 제5 관통공(310T5)의 일단과 상기 레티클의 내측에서 상기 제5 관통공(310T5)의 타단이 만나는 연통부는 제3-3 크기(S3c)를 구비할 수 있다.

또한, 상기 제5 관통공(310T5)의 일단과 상기 제5 관통공(310T5)의 타단이 만나는 연통부의 제3-3 크기(S3c)는 상기 레티클의 외측의 상기 제5 관통공(310T5)의 일단의 제3-2 크기(S3b)보다 작을 수 있다.

또한 상기 제5 관통공(310T5)의 일단과 상기 제5 관통공(310T5)의 타단이 만나는 연통부의 제3-3 크기(S3c)는 상기 레티클의 내측에서 상기 제5 관통공(310T5)의 타단의 제3-1 크기(S3a)보다 작을 수 있다.

또한 상기 제6 관통공(310T6)의 제4 크기(S4)는 상기 제5 관통공(310T5)의 일단의 제3-2 크기(S3b)보다 작을 수 있으며, 제5 관통공(310T5)의 타단의 제3-1 크기(S3a)보다 작을 수 있다.

제3 실시예에서 상기 제5 관통공(310T5)은 레티클의 외측에서 내측 방향으로 관통공의 크기가 작아지고, 이후 관통공의 크기가 커짐에 따라 외부 파티클의 내부로 유입을 차단할 수 있고, 설사 유입된 파티클이 있다고 하더라도 트랩되어 쉽게 빠져나올 수 없도록 함으로써 외부 파티클의 차단 성능을 현저히 향샹시키면서 차압 해소에 효과적일 수 있다.

실시예에 의하면, 3차원으로 연통된 관통공 구조의 펠리클 프레임에 의해 펠리클 자체가 열 팽창 또는 열 수축되더라도 그 발생된 응력이 마스크 기판에 영향을 덜 주도록 하여 PID(Pellicle Induced Distortion) 문제를 해결할 수 있는 기술적 효과가 있다.

예를 들어, 실시예는 제1 방향으로 배치된 제1 관통공(310T1)을 구비하는 제1 프레임층(310b1)과, 상기 제1 프레임층(310b1) 상에 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 배치되며 상기 제1 관통공(310T1)과 연통되는 제2 관통공(310T2)을 구비하는 제2 프레임층(310b2)을 포함하여 펠리클 프레임 자체가 열 팽창 또는 열 수축되더라도 복수의 제2 관통공(310T2)과 복수의 제1 관통공(310T1)들이 상호 3차원적으로 연통되면서 엇갈려 배치됨에 따라 힘을 분산시키는 특유의 원리에 위해 그 발생된 응력이 마스크 기판(111)에 영향을 덜 주도록 하여 PID(Pellicle Induced Distortion) 문제를 해결할 수 있는 특별한 기술적 효과가 있다.

또한 실시예에 의하면, 3차원으로 연통된 관통공 구조의 펠리클 프레임에 의해 펠리클 프레임과 레티클 사이의 유격 또는 통기공의 크기가 크면 차압해소에는 유리하나 파티클의 유입 가능성이 높아지고, 유격 또는 통기공의 크기를 작게 형성하면 외부 파티클의 차단 가능성은 높아지나 차압 해소에 불리한 모순을 해결할 수 있는 기술적 효과가 있다.

예를 들어, 실시예에 의하면 복수의 제2 관통공(310T2)과 복수의 제1 관통공(310T1)들이 상호 3차원적으로 연통되면서 엇갈려 배치됨에 따라 관통공의 분포를 극대화활 수 있으므로 차압해소를 효과적으로 할 수 있으면서도, 상기 제1 관통공(310T1)과 상기 제2 관통공(310T2)이 서로 어긋나게 지그 재그로 배치됨에 따라 외부 파티클의 차단 효과를 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.

이에 따라 실시예에 따른 지그재그 배치되며 3차원으로 연통된 관통공 구조의 펠리클 프레임에 의하면, 프레임 구조 자체에 오픈 포어 채널을 균일하게 구비하여, 차압을 해소하면서 외부 파티클 유입을 차단하고, 프레임 강도를 높여 신뢰성을 향상시킬 수 있는 복합적 기술적 효과가 있다.

또한 제2 실시예에 따른 펠리클 프레임(310B)의 제3 관통공(310T3)이 상기 레티클의 외측에서 마스크 패턴(112)이 위치하는 내측 방향으로 관통공의 크기가 커짐에 따라 외부 파티클의 유입 차단 성능을 현저히 향샹시키면서 차압을 효과적으로 해소할 수 있는 복합적 기술적 효과가 있다.

또한 제3 실시예에서 상기 제5 관통공(310T5)은 레티클의 외측에서 내측 방향으로 관통공의 크기가 작아지고, 이후 관통공의 크기가 커짐에 따라 외부 파티클의 차단 성능을 현저히 향샹시키면서 차압 해소에 효과적일 수 있다.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

1. 소정의 마스크 패턴이 형성된 레티클 상에 배치되는 펠리클 프레임에 있어서,
   제1 방향으로 배치된 제1 관통공을 구비하는 제1 프레임층; 및
   상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 배치되며 상기 제1 관통공과 연통되는 제2 관통공을 구비하며 상기 제1 프레임층 상에 일체로 배치되는 제2 프레임층;을 포함하는, 펠리클 프레임.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 관통공의 제1 방향은 상기 레티클의 외측에서 상기 마스크 패턴이 위치되는 내측 방향으로의 상기 펠리클 프레임의 폭 방향인, 펠리클 프레임.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제2 관통공의 제2 방향은 상기 폭 방향과 다른 상기 펠리클 프레임의 높이 방향 또는 길이 방향인, 펠리클 프레임.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2 관통공은 상기 제1 관통공과 3차원적으로 연통되면서 엇갈려 배치되는, 펠리클 프레임.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제2 관통공은 상기 제1 관통공과 3차원적으로 연통되면서 지그 재그 구조로 배치되는, 펠리클 프레임.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1 관통공은 상기 레티클의 외측에서 상기 마스크 패턴이 위치하는 내측 방향으로 관통공의 크기가 변하는, 펠리클 프레임.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 관통공은 상기 레티클의 외측에서 상기 마스크 패턴이 위치하는 내측 방향으로 관통공의 크기가 커지는, 펠리클 프레임.
8. 제7항에 있어서,
   상기 레티클의 내측의 상기 제1 관통공의 일단의 제1-1 크기는 상기 레티클의 외측에서 상기 제1 관통공의 타단의 제1-2 크기보다 큰, 펠리클 프레임.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제2 관통공의 제2 크기는 상기 제1 관통공의 일단의 제1-1 크기보다 작으며, 상기 제1 관통공의 타단의 제1-2 크기보다 큰, 펠리클 프레임.
10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 관통공은 상기 레티클의 외측에서 내측 방향으로 관통공의 크기가 작아지는 제1-1 관통 영역과 상기 제1-1 관통 영역과 접하면서 내측방향으로 관통공의 크기가 커지는 제1-2 관통 영역을 포함하는, 펠리클 프레임.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 하나의 펠리클 프레임 및
    상기 펠리클 프레임 상에 배치되는 펠리클 멤브레인을 포함하는, 펠리클.
12. 노광 광원;
    상기 노광 광원이 조사되는 레티클; 및
    상기 레티클 상에 배치되는 제11항의 펠리클;을 포함하는 노광장치.

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